Вопросы для самоконтроля
Назовите основные особенности усиления металлических конструкций.
Приведите примеры усиления растянутых стальных элементов увеличением их поперечного сечения.
Как, в общем случае, производится усиление сжатых элементов стальных конструкций?
Приведите примеры усиления сжатых стальных элементов увеличением их поперечного сечения с уменьшением их гибкости.
В чем состоит особенность усиления изгибаемых металлических конструкций?
Приведите примеры усиления изгибаемых стальных элементов увеличением их поперечного сечения.
Как производится усиление стенок стальных элементов с целью повышения их местной устойчивости?
Приведите примеры усиления металлических конструкций за счет уменьшения их расчетной длины.
Изложите методику расчета прочности усиленных увеличением поперечного сечения растянутых металлических элементов.
Изложите методику расчета прочности усиленных увеличением поперечного сечения сжатых стальных элементов (из условия обеспечения прочности и устойчивости).
Изложите методику расчета прочности усиленных увеличением поперечного сечения изгибаемых металлических элементов (по упругой и пластической стадии).
Как производится усиление стальных элементов, имеющих повреждения?
Назовите методы усиления сварных соединений стальных элементов.
Приведите примеры усиления металлических конструкций повышением степени внешней статической неопределимости.
Приведите примеры усиления металлических конструкций повышением степени внутренней статической неопределимости.
Тема 16. Усиление деревянных конструкций
При реконструкции зданий с деревянными конструкциями (в основном междуэтажные перекрытия зданий старой застройки и стропильные крыши) часто возникает необходимость усиления отдельных элементов или конструкции в целом.
Снижение прочности деревянных конструкций связано с неудовлетворительной их эксплуатацией, допускающей увлажнение древесины при отсутствии защиты от гниения и вредителей. На ранней стадии обнаружения дефектов бывает достаточно изменить условия эксплуатации: создать для деревянных конструкций соответствующий температурно-влажностный режим (исключение попадания атмосферных и технологических вод, систематическое проветривание и просушка, качественная термо- и пароизоляция) или тщательно обработать древесину антисептиками.
При необходимости восстановления или увеличения прочности (жесткости) деревянных элементов их усиление выполняют заменой части разрушенного элемента, а также увеличением поперечного их сечения.
16.1. Усиление элементов деревянных конструкций
Частичная замена древесины в сечении заключается в вырезании дефектного участка, антисептировании древесины в местах усиления и последующей плотной установке новой древесины (рис. 16.1). Совместная работа старой и новой древесины в сечении обеспечивается болтовым, гвоздевым, нагельным соединением или приклеиванием.
Рис. 16.1. Усиление деревянных элементов частичной заменой древесины в сечении: 1 – усиливаемый элемент, 2 – накладки из новой древесины, 3 – болты (гвозди)
Для усиления растянутых и изгибаемых деревянных элементов применяется стержневая арматура, которая вклеивается в специально подготовленные продольные пазы. Стальные профили прикрепляются к усиливаемому элементу путем приклеивания или болтового (гвоздевого) соединения. Расчет усиленных элементов производится по их приведенному сечению в предположении совместной работы древесины и арматуры вплоть до разрушения.
Наиболее часто происходит снижение прочности деревянных балок междуэтажных перекрытий в местах их заделки в кирпичные стены. Из-за недостаточной термоизоляции стен и отсутствия проветривания концы балок увлажняются конденсатом, вызывая повышенную деформативность балок, их гниение и снижение прочности.
При большом количестве поврежденных балок с целью экономии металла применяются стержневые накладки, представляющие собой заранее изготовленные стальные фермы из уголков и круглых стержней (рис. 16.2).
Рис. 16.2. Усиление опорных участков стержневыми накладками:
1 – усиливаемая балка, 2 – стержневая накладка
Замена разрушенного концевого участка балок перекрытий производится установкой накладок из досок или брусьев, а также стальных профилей взамен обрезанного конца. Накладки могут устанавливаться сбоку или сверху сечения (рис. 16.3). На время установки накладок под балки подводят временные опоры. Элементы усиления должны быть изолированы от стен прокладками из гидроизоляционного материала. Размеры сечений накладок и соединительных болтов определяются расчетом, деревянные накладки должны быть несколько больше размеров сечения балки.
Рис. 16.3. Усиление опорных участков деревянных балок накладками: а – деревянными со стороны боковых граней, б – деревянной со стороны верхней грани, в – стальными со стороны боковых граней; 1 – усиливаемая балка, 2 – накладки из новой древесины, 3 – болты, 4 – уголок, 5 – хомут, 6 – деревянный вкладыш, 7 – гидроизоляция, 8 –соединительная планка, 9 – стяжной болт, 10 – накладка из швеллера