23. Усиление стальных колонн и подкрановых балок

Цель усиления-обеспечить несущую сп-ть к-ций и их норм. эксплуатацию, в новых условиях, вызванных реконструкцией.

Колонны промзданий зачастую обладают резервом несущей способности.Усиление требуется при значительном увеличении нагрузок. У может быть выполнено увеличением сечения или изменением конструктивной схемы.При усилении центрально сжатых колонн целесообразно не смещать ц.т. усмленного сечения от линии действия продольной силы, поэтому усиление д.б. симметричным.Если нес.способность колонн определяется устойчивостью отн.оси Х, то схемы а, б,в,г. Если отн.оси У, то схемы д,е. При усилении внецентренно сжатых колонн с преобладающими моментами одного знака целесообразна несимметричная схема со смещением ц.т. в сторону действия момента (схемы ж,з,и) Если моменты различных знаков близки по величине, то схемы к,л,м.

Также колонны усиливают путем изменения конструктивной схемы колонны.В рез-те уменьшается расчетная длина колонны из плоскости рамы.Применение этой схемы имеет смысл в случае, если нес способность колонны определяется ее устойчивостью из плоскости рамы.

В подкрановых балках без тормозных конструкций при небольшом увеличении нагрузок применяют схему а, а при большом увеличении нагрузок – схему б.При усилении балок с тормозными конструкциями возможно применение схем в,г . Если усиление произведено по схеме в, то для обеспечения постоянного уровня головки рельса лист усиления должен устанавливаться по всей длине балки. Вариант г можно применять при недостаточной прочности и устойчивости стенки.

Показанные ниже варианты изменения конструктивной схемы можно применять как для балок покрытий, так и для подкрановых балок. Просто и эффективно превращать разрезные балки в неразрезные.Это не увеличивает строительной высоты, но требует свободного доступа к узлам сопряжения балок (рис а). Варианты б, в представляют собой усиление подстановкой доп. опор в виде подкосов. В колоннах при коротких подкосах при разной загрузке балок могут возникать изгибающие моменты.Избежать этого помогает установка затяжек (рис.г) Вариант д позволяет производить усиление без разгрузки независимо от уровня напряжений в балках. Обычно эту схему не удается реализовать по технол. причинам. В вариантах е,ж,и увеличивается строительная высота балок.Эффективность их возрастает с применением предварительного напряжения шпренгелей и затяжки.

24. Усиление элементов жб перекрытий через изменение конструктивной схемы

Усиление конструкций с изменением расчетной схемы производится изменением места передачи нагрузок на конструкцию; повышением степени внешней статической неопределимости путем устройства дополнительных жестких и упругих опор, постановкой дополнительных связей при обеспечении неразрезности и пространственной работы конструкций; повышением степени внутренней статической неопределимости путем устройства затяжек, распорок, шпренгелей, шарнирно-стержневых цепей.

1) Изменение места передачи нагрузки на конструкцию производят с помощью специальных распределительных устройств, позволяющих добиться перераспределения сосредоточенных нагрузок на существующие конструкции и уменьшения в них изгибающих моментов. Распределительные устройства могут быть железобетонными или металлическими и располагаться сверху или снизу.

Рис. 12.1. Усиление конструкций изменением места передачи нагрузки: а – при расположении распределительных устройств сверху конструкции; б – то же, снизу конструкции; 1 – усиливаемая конструкция, 2 – распределительная балка, 3 – опорная пластина, 4 – цементно-песчаный раствор, 5 – тяжи, 6 – стойка, 7 – отверстия в плите

В случае необходимости полной передачи дополнительной нагрузки с одной конструкции на другие опоры распределительных устройств размещают за пределами усиливаемой конструкции (рис. 12.2).

Рис. 12.2. Полная передача дополнительной нагрузки на другие конструкции: а – посредством стоек на нижерасположенное перекрытие; б – посредством распределительной балки на ригели перекрытия; 1 – разгружаемая конструкция, 2 – конструкция, на которую передается дополнительная нагрузка, 3 – стойка, 4 – распределительная балка, 5 – отверстия в перекрытии

2) Повышением степени внешней статической неопределимости

Усиление конструкций подведением дополнительных жестких опор, что позволяющий многократно увеличить нагрузку на конструкции. Дополнительные жесткие опоры (изготавливают из железобетона или металла) выполняют в виде одиночных стоек с самостоятельными фундаментами, подкосов и подвесок с опиранием на существующие конструкции.

Рис. 12.3. Усиление конструкции дополнительной жесткой опорой с самостоятельным фундаментом: 1 – усиливаемая конструкция; 2 – стойка дополнительной опоры; 3 – фундамент опоры; 4 – песчано-щебеночная подушка; 5 – надрез

Дополнительные жесткие опоры в виде подкосов (рис. 12.4, а) и подвесок (рис. 12.4, б) передают нагрузку на существующие фундаменты, что позволяет избежать осадки, хотя в ряде случаев и требует их предварительного усиления.

Рис. 12.4. Усиление дополнительными жесткими опорами в виде: а – подкосов; б – подвесок

При усилении конструкций дополнительными жесткими опорами следует стремиться к максимальной разгрузке усиливаемой конструкции на момент усиления.

Дополнительные упругие опоры менее эффективны. К упругим опорам относятся дополнительные опоры, осадка которых соизмерима с прогибом усиливаемой конструкции. Дополнительные упругие опоры создают с помощью балок (железобетонных или металлических) (рис. 12.5, а, б), металлических ферм (рис. 12.5, в) или подвесок, расположенных со стороны верхней, нижней или боковых граней усиливаемой конструкции и опираемых на опорные части конструкции или самостоятельные опоры. Нагрузка от усиливаемой конструкции передается через расклинивающие прокладки, позволяющие включить дополнительные упругие опоры в совместную работу.

Рис. 12.5. Усиление конструкций дополнительными упругими опорами в виде: а, б – балок, в – треугольной фермы

Рис. 12.6. Усиление конструкций дополнительными упругими опорами в виде двухконсольных кронштейнов: а – из прокатных профилей; б, в – из треугольных ферм: 1 – усиливаемая конструкция, 2 – стальная балка, 3 – ребра жесткости, 4 – соединительный стержень или пластина, 5 – опорный столик, 6 – соединительная накладка, 7 – уголок, 8 – опорный элемент, 9 – тяж, 10 – упор

Для опирания элементов дополнительных опор на существующие колонны на последних устраивают специальные опорные хомуты.

Рис. 12.8. Усиление конструкций путем обеспечения их неразрезности: а – при бетонировании пустот многопустотных плит; б – при бетонировании расширенных швов между плитами; 1 – усиливаемые плиты, 2 – ригель, 3 – арматурный каркас, 4 – отверстия в плитах, 5 – бетон

3) Повышением степени внутренней статической неопределимости

Производится включением в совместную работу с усиливаемой конструкцией других конструкций, устройством предварительно напряженных затяжек, шпренгелей, шарнирно-стержневых цепей, распорок с передачей дополнительных усилий на конструкцию.

Рис. 12.9. Усиление изгибаемых конструкций затяжками: а – горизонтальная затяжка; б – шпренгельная затяжка; в – сочетание горизонтальной и шпренгельной затяжек, 1 – усиливаемая конструкция, 2 – горизонтальная затяжка, 3 – шпренгельная затяжка, 4 – стяжной болт, 5 – анкерное устройство, 6 – прокладка, 7 – ограничитель

Рис. 12.15. Усиление сборных плит шпренгельной затяжкой в швах между плитами:

1 – усиливаемая конструкция, 2 – затяжка, 3 – уголок, 4 – подкладка-упор, 5 – гайка

4) Увеличение длины опирания конструкций

При недостаточной длине опирания сборных многопустотных панелей на промежуточных опорах в пустоты смежных плит через пробитые отверстия заводят общие арматурные каркасы с последующим бетонированием, аналогично усилению путем создания неразрезности.

Рис. 12.19. Усиление сборных панелей при недостаточном опирании: а – многопустотных на крайней опоре, б – ребристых на промежуточной опоре; в – ребристых на крайней опоре: 1 – усиливаемая панель, 2 – опора, 3 – дополнительные каркасы, 4 – швеллер, 5 – опорный уголок, 6 – болты анкера