Систематизація, коротка характеристика, область застосування і вибір способів посилення

Систематизація способів посилення

Всі відомі способи за способом включення конструкцій посилення в роботу розділяються на дві основні групи: зведення нових розвантажуючих і замінюючих конструкцій, що сприймають повністю або частково навантаження, які передавалися на існуючі конструкції; збільшення несучої здатності існуючих конструкцій, тобто їх посилення (див. рис. 7.1).

Група розвантажуючих конструкцій складається з двох підгруп: повне розвантаження або заміна існуючих конструкцій новими; часткове розвантаження, при якому частина навантаження сприймається існуючими конструкціями, а частина - що розвантажують. Оскільки часткове розвантаження в принципі не володіє істотними відмінностями від посилення, то ця підгрупа може бути віднесена до групи збільшення несучої здатності, що відображено на схемі (рис. 7.1).

Група збільшення несучої здатності складається з чотирьох підгруп: посилення без зміни статичної схеми і напруженого стану; посилення із зміною статичної схеми; посилення із зміною напруженого стану; спеціальні випадки і посилення. Вказані підгрупи об'єднують способи посилення, в основному, по первинному ефекту і тісно взаємопов'язані між собою згідно зі схемою на рис. 7.1.

Систематизація володіє деякою умовністю і призначена для огляду всього різноманіття відомих способів посилення з метою орієнтування при виборі найбільш раціонального способу для конкретних умов.

Коротка характеристика і область застосування різних способів посилення.

Розвантажуючі конструкції являють собою окремі елементи (балки, плити, ферми), або взаємопов'язані системи із залізобетону і металу, які повністю або частково сприймають навантаження, що передавалися до їх установки на існуючі конструкції. Застосовуються для розвантаження окремих згинаючих елементів і перекрить в цілому.

Обойми являють собою конструктивне рішення, при якому елемент, що посилюється охоплюється, з чотирьох сторін по периметру конструкції, що посилюється.

Залізобетонні обойми армуються стержневою поздовжньою арматурою з хомутами чи спіральною обмоткою, металеві - складаються з кутників, з’єднаних планками. Застосовуються для відновлення і збільшення несучої здатності колон, балок, ферм (зі спіральною обмоткою тільки для колон),металеві – для колон і стиснутих елементів ферм.

Сорочки являють собою конструктивне рішення, при якому елемент, що посилюється охоплюється з трьох сторін залізобетоном з установкою додаткової поздовжньої і поперечної арматури. Застосовується для відновлення і збільшення несучої здатності ригелів, балок і примикаючих до стіни колон.

Нарощування перетинів являє собою конструктивне рішення, при якому додаткова поздовжня арматура приварюється до поздовжньої арматури елемента, що посилюється через коротиші, перпендикулярні або похилі стержні. Застосовується для відновлення і збільшення несучої здатності колон, балок і плит при обмежених вільних зонах, якщо арматура елементів, що посилюються не схильна до корозії і допустимо провадження зварювальних робіт.

Додаткові жорсткі опори являють собою конструктивне рішення для посилення згинаючих елементів за рахунок зменшення їх прольоту. Виконуються у вигляді залізобетонних або металевих стійок, підкосів і порталів, що встановлюються на існуючі або наново, зведені фундаменти. Застосовуються для відновлення і збільшення несучої здатності і жорсткості ригелів і балок при значному збільшенні навантажень, якщо зменшення габаритів виробничих приміщень не впливає на технологічний процес.

Додаткові пружні опори являють собою конструктивне рішення для посилення елементів, що згинаються, при якому під конструкцією, що посилюється встановлюються додаткові ферми або балки, що спираються на ті ж опори, що і конструкція, що посилюється. Для забезпечення спільної роботи між ними встановлюється прокладка, яка і є пружною опорою. Різновидом пружних опор є також тяжі, що жорстко закріпляються до вищележачих конструкцій. Використовуються в тих випадках і при тих самих обмеженнях, що і додаткові жорсткі опори.

Додаткові похилі зв'язки являють собою попередньо напружені арматурні стержні, що закріплюються на колонах, і стисло-розтягнуті розкоси, що складаються з стислого залізобетонного елемента і заздалегідь напружених металевих тяжів. Застосовуються для зменшення згинаючих моментів в багатопролітних багатоярусних рамах від впливу вітрового навантаження.

Попередньо-напружені шарнірно-стержневі ланцюги. представляють собою конструктивне рішення, при якому по бічним сторонам елементів, що згинаються встановлюються дві гілки ламаного контура з кутників або арматурні стержні великого діаметра. Обидві гілки ланцюга в місцях згину мають зв'язки з елементом що посилюється (підвіски, стійки) і анкеруються в верхній зоні над опорами. Попереднє напруження ланцюга здійснюється в місці розташування центральної підвіски (стійки) різними способами. Застосовуються для посилення балок покриття і ферм.

Рис.7.1. Схема систематизації існуючих способів посилення залізобетонних конструкцій

Попередньо-напружені розвантажуючі кронштейни являють собою конструктивне рішення, при якому для посилення приопорних зон згинаючих елементів встановлюють консольні металеві підпружні системи (ферми трикутного контура, балки). Попереднє напруження здійснюється різними способами. Застосовуються для посилення приопорних зон балок великих прольотів на проміжних опорах.

Додаткова попередньо-напружена арматура, як конструктивне рішення, має декілька різновидів, відмінних конфігурацією арматурних стержнів (прямолінійна, шпренгель і інш.), анкеровкою і способами попереднього напруження. Використовується для відновлення і збільшення несучої здатності елементів, що згинаються (ригелів, балок і плит).

Попередньо напружені розпірки являють собою конструктивне рішення, при якому вздовж граней по кутах що посилюються центрально- і позацентрово стиснутих елементів встановлюються металеві кутники-стійки, об'єднані по периметру січення елемента з'єднувальними планками після попереднього напруження. Конструкцію розпірок, монтаж, спосіб попереднього напруження. Застосовуються для відновлення і збільшення несучої здатності колон.

Попередньо-напружені металеві трубчасті стійки являють собою конструктивне рішення, при якому поруч з позацентрово стиснутим елементом, що посилюється встановлюється вже в напруженому стані виготовлена на стороні стійка, що складається з двох труб різних діаметрів. Конструкцію стійки, спосіб попереднього напруження, її монтаж і включення в спільну роботу з елементом, що посилюється. Застосовуються для збільшення несучої здатності колон багатоповерхових рам.

Конструктивні рішення для посилення елементів, що згинаються на сприйняття поперечних сил, в принципі, зводяться до збільшення площі перетину поперечної і похилої арматури, яке досягається декількома способами. Застосовуються для відновлення і збільшення несучої здатності ригелів, балок ребристих і багатопустотних плит.

Конструктивні рішення при недостатній площі опор плит зводяться до установки додаткових каркасів (для багатопустотних плит) і влаштуванню додаткових металевих опор (для ребристих плит).

Конструктивні рішення для посилення коротких консолей зводяться до установки додаткових попередньо-напружених окремих стержнів і спеціального пристосування з металевих елементів. Застосовуються для відновлення і збільшення несучої здатності консолей колон і головних балок в місцях влаштування деформаційних швів.

Конструктивні рішення для посилення підкранових балок зводяться до встановлення додаткових металевих елементів в стислій і розтягнутій зонах, заповнення вільного простору пластичним бетоном в стислій зоні, а також встановлення зв'язків між балками і колонами. Застосовуються для відновлення і збільшення несучої здатності і жорсткості.

Металевий попередньо-напружений просторовий шпренгель являє собою конструктивне рішення, при якому під елемент, що посилюється підводиться конструкція посилення, що розташовується по його діагоналях. Застосовується для відновлення і збільшення несучої здатності капітелей безбалочних перекрить і плит, опертих по контуру.

Конструктивні рішення для посилення поясів, елементів решітки і вузлів ферм зводяться до встановлення попередньо-напружених затяжок і металевих обойм. Застосовуються для відновлення і збільшення несучої здатності і жорсткості як окремих елементів, так і всієї ферми в цілому.