книги / Обследование и реконструкция железобетонных и каменных конструкций эксплуатируемых зданий и сооружений

Рис. 5.10. Усиление опорного узла фермы стальной обоймой:

1 — опорный узел; 2 — уголкн обоймы; 3 — соединительные попереч­ ные планки; 4 — соединительные поперечные уголки-планки; 5 — стяжные болты с гайками

маются струбцинами к телу колонны. Поперечные планки, предва­ рительно нагретые до 100—400°С, последовательно привариваются к стойкам, образуя замкнутые преднапряженные хомуты.

Усиление железобетонных элементов может быть также выпол­ нено созданием, своеобразных обойм из листового металла и окле­ енного стеклопластика. Данный способ усиления называется также поверхностным армированием.

Поверхностное армирование стальными листами выполняют с использованием полимерных клеев. Толщину стальных листов при­ нимают 3—4 мм. Замкнутое пространство вокруг усиливаемой кон­ струкции создается с помощью стальных уголков, соединяющих на сварке стальные листы между собой (см. рис. 5.4).

Совместная работа стального листа с железобетонным элемен­ том обеспечивается инъецированием в зазор между ними эпоксид­ ного клея (составы 1—6 или 8, И по табл. 5 [33]. Стальные листы с внутренней стороны должны быть предварительно очищены от ржавчины и окалины и обезжирены ацетоном.

Эффективность совместной работы листа обоймы и железобе­ тонной конструкции существенно повышается при устройстве ан­ керных связей, обеспечивающих дополнительное соединение листо­ вого металла с бетоном и восприятие сдвигающих усилий. Анкер­ ные связи, приваренные к листу, закрепляют на полимерном клее в отверстиях, предварительно высверленных в бетоне. Возможно также применение в качестве анкеров болтов, которые предвари­ тельно закрепляются в теле конструкции.

Для элементов усиления поверхностным стальным армирова­ нием используется обычная строительная листовая сталь марки Ст-3.

Усиление железобетонных элементов поверхностно-оклеечным стеклопластиком производят приклеиванием эпоксидным клеем стеклоткани марок СТ-11, СТ-13 или других марок с аналогичными

141

Рис. 5.12. Усиление изгибаемых элементов приклеиванием сборного железобетонного элемента усиления:! — усиливаемая конструкция; 2 —

Усиление изгибаемых неразрезных конструкций в приопорных зонах осуществляется местным наращиванием бетона с предвари­ тельной укладкой дополнительной арматуры в обхват колонны или через заранее просверленные в колонне отверстия (рис. 5.13). Бето­ нирование производят по предварительной адгезионной промазке поверхности усиливаемой конструкции.

Усиление изгибаемых элементов с ненарушенным защитным слоем может быть выполнено путем увеличения количества про­ дольной арматуры. Дополнительная арматура устанавливается в специально выполненных фрезерованием пазах и омоноличивается полимерраствором (см. рис. 5.3). Полимерраствор, надежно зак­ репляя арматуру в штрабе, обеспечивает совместность ее работы

сматериалом конструкции.

Вконструкциях с поврежденным защитным слоем увеличение количества продольной рабочей арматуры для повышения несущей способности элемента выполняется по такой же методике, как и при наращивании балочных элементов снизу с постановкой допол­ нительной арматуры (см. рис. 5.11).

5.2.УСИЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИИ С ИЗМЕНЕНИЕМ РАСЧЕТНОЙ СХЕМЫ И НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ

Значительное увеличение несущей способности железобетонных конструкций достигается при их усилении с изменением расчетной схемы. Наиболее распространен этот метод при усилении изгибае­ мых элементов. Усиление конструкций данным методом является весьма рациональным, рентабельным, простым и удобным по быст­ роте выполнения. Изменение расчетной схемы конструкций без из­ менения напряженно-деформированного состояния может быть до-

Рис. 5.13. Усиление опорной зоны изгибаемых конструкций наращи­ ванием бетона с укладкой дополнительной арматуры: а — в обхват колонны; б — через отверстия в колонне; 1 — ригель; 2 — колонна; 3 — на­ ращиваемый бетон; 4 — арматура; 5 — адгезионная промазка; 6 — отверстия в колонне

стигиуто: 1) устройством дополнительных опор; 2) разгружением конструкций с передачей нагрузки на другие элементы; 3) устрой­ ством металлических кронштейнов, подкосов, тяжей, поясов; 4) включением в совместную работу отдельных конструктивных элементов.

Изменение напряженного состояния усиливаемой конструкции происходит при использовании способов , усиления: 1) созданием шпреигельных систем с предварительным напряжением затяжек;

2)применением предварительно-напряженных распорок, затяжек

ихомутов; 3) применением специальных решений.

1. Устройство дополнительных опор

Усиление балочных и рамных конструкций до 100% от их пер­ воначальной несущей способности может быть достигнуто путем устройства дополнительных промежуточных опор. Новые дополни­

146

тельные опоры могут выполняться в виде подведенных колонн, подкосных портальных рам и подвесок.

Опоры в виде подведенных колонн, выполняются металлически­ ми или железобетонными. Подведенные колонны должны устанав­ ливаться на самостоятельный фундамент или на какой-либо доста­ точно жесткий элемент перекрытия. Включение опоры в работу до­ стигается установкой в зазор между ее верхним концом и усили­ ваемой конструкцией металлических клиньев. Сечение дополни­ тельной опоры и ее устойчивость должны быть проверены с учетом максимального значения, передаваемой на нее нагрузки.

Второй тип дополнительных опор в виде подкосных портальных рам может выполняться также из железобетона или металла. Ус­ тановка и опирание подкосов портальных рам на конструкции со­ оружения дают гарантию жесткости опор, но перегружают основ­ ные несущие конструкции. В этом, случае последние должны вос­ принять давление подпорок и при необходимости подлежат соот­ ветствующему усилению. Включение подкосных портальных рам в работу решается по аналогии с одиночной подведенной колонной за счет металлических клиньев (рис. 5.14). Подведенные подкос­ ные опоры лучше всего упирать в узлы несущих кострукций кар­ каса. •

Опоры в .виде подвесок изготавливаются железобетонными или металлическими. Поскольку эти конструкции также прикрепляют­ ся к узлам основного каркаса, к ним относятся те же соображения о дополнительном нагружении элементов каркаса.

Решение узлов крепления подвесок и подкосной опоры к суще­ ствующим элементам приведены на рис. 5.15.

2. Разгружение конструкций с передачей нагрузки на другие элементы

Разгружение конструкций наиболее просто выполняется подве­ дением под них металлических прокатных балок с передачей на­ грузки на опорные элементы. Таким образом решается усиление железобетонных ребристых и многопустотных плит перекрытий и покрытий (см. рис. 5.14), элементов монолитных ребристых пере­ крытий, безбалочных перекрытий и др. Подводимые под участки перекрытия металлические балки могут опираться на специально установленные консоли на колоннах или подвешиваться к балкам с помощью высокопрочных болтов. Включение металлических ба­ лок в работу производится постановкой в зазор между балками и элементами перекрытия металлических пластин — клиньев. Раз­ гружение элементов монолитного перекрытия может быть выпол­ нено устройством системы железобетонных главных и второстепен­ ных разгрузочных балок, возводимых с зазором под существую­ щим перекрытием. Опирание дополнительных главных балок про­ изводится в непосредственной близости от колонн на действующую главную балку (см. рис. 5.14, б).

3. Усиление железобетонных изгибаемых элементов установкой подкосов, тяжей, кронштейнов и консолей

Установка подкосов, тяжей и кронштейнов при усилении изги­ баемых конструкций приводит к сокращению их расчетного проле­ та и передаче части нагрузки на другие элементы. Подкосы, крон­ штейны и консоли выполняются из прокатного металла (двутавроз или швеллеров), они применяются для усиления балконных плит и козырьков, а также ригелей междуэтажных перекрытий. Подко­ сы и консоли при усилении балконных плит устанавливаются в специально проделанные ниши в стенах и заделываются бетоном. При этом должно быть обеспечено плотное примыкание консоли к плите до полного затвердения бетона.

149

Рис. 5.15, б (обозначения см. с. 149)

При усилении ригелей перекрытия подкосы нижним концом опираются на выступ или столик на колонне, а опора под ригель решается в виде прокладки из стального листа на графитовой смазке для обеспечения перемещения ригеля под нагрузкой. Верх­ ние концы подкосов стягиваются тяжами с натяжными муфтами.

К усилию ригелей перекрытий или других балок с помощью установки тяжей прибегают редко, так как тяжи создают помехи внутри помещения. Тяжи из круглой стали крепятся к специальной обойме на колонне в уровне вышележащего перекрытия с пропус­

150