Проектирование усиления металлических конструкций (способы усиления).
По условиям производства работ возможно усиление под нагрузкой (выгодно!!!), с частичной разгрузкой и с частичным демонтажем конструкций. Частичная разгрузка необходима, когда во время усиления приходится временно ослабить элементы и соединения, воспринимающие большие усилия. Частичный демонтаж необходим, когда часть элементов имеет настолько существенные повреждения, что их целесообразно заменить новыми. Эти элементы перед демонтажем должны быть полностью разгружены.
По конструктивному признаку способы усиления можно подразделить на три вида: усиление с изменение статической схемы или мест передачи нагрузок; усиление с изменением сечения элементов и комбинированный метод, при котором изменяется статическая схема, и увеличиваются сечения отдельных элементов.
Усиление балок.
Увеличение несущей способности разрезных подкрановых балок ведется установкой дополнительных элементов, воспринимающие опорные моменты эти элементы превращают балку в неразрезную. Возможно установка стоек и устройство шпренгелей. Подкрановые балки усиливаются к верхней и нижней полкам вертикальных или наклонных листов при не достаточной местной устойчивости стенки наиболее часто делаются дополнительные ребра жесткости. Клепанные подкрановые балки усиливаются с помощью листов и уголков.
Усиление стропильных ферм.
Усиление стропильных ферм шпренгелем возможен только при большом расстоянии между габаритами крана и низом стропильных ферм. Если не достаточна несущая способность нижнего пояса ферм, можно использовать затяжки в уровне нижнего пояса, напрягаемые при усилении. При необходимости увеличение несущей способности верхнего пояса ферм часто целесообразно устройство дополнительной шпренгельной решетки. При воздействии возможна установка вертикальных связей по всей длине цеха.
Усиление колонн.
Для усиление колонн используются дополнительные стоики, воспринимающие нагрузку на колонну. В коротких зданиях устанавливают дополнительные связи по нижнему поясу ферм, которые создают в нижнем поясе ферм жесткий диск, воспринимающий горизонтальные реакции колонн в уровне нижнего пояса ферм и передающие их на конструкции торцевого фахверка.
Большепролётные перекрытия с плоскими несущими конструкциями.
Балочные конструкции большепролетных покрытий.
Балочные большепролётные конструкции применяют в случаях, когда опоры не могут воспринять распорных усилий, - при опирании на стены, каменные или железобетонные колонны. Балочные системы при больших пролётах тяжелее рамных или арочных, но проще в изготовлении и монтаже. Балочные системы применяются преимущественно в общественных зданиях – театрах, концертных залах, спортивных сооружениях. Основными несущими элементами балочных систем, применяемых при пролётах 50-70 м и выше являются фермы; сплошные балки при больших пролётах невыгодны по затрате металла.
Хорошую основу для устройства большепролётных балочных систем дают трёхгранные фермы с предварительным напряжением, удобные в изготовлении, транспортировании и монтаже.
При пролётах более 35-40 м необходимо одну из опор балочной конструкции устраивать подвижной, чтобы исключить возможность передачи на стены распорных усилий, возникающих в результате упругих деформаций нижнего пояса ферм.
Рациональной системой для пролётов 50-100 м является объёмно-блочная предварительно напряжённая конструкция, в которой несущая конструкция совмещена с ограждающей. Конструкция состоит из объёмных блоков, включающих две вертикальных фермы, расставленные на расстоянии в осях 3-4 м и соединённые по верхним и нижним поясам стальными листами толщиной 10-16 мм.