39.Усиление каменных конструкций обоймами

При невозможности достижения требуемой степени повышения прочности без увеличения поперечного сечения элемента применяют методы усиления, увеличивающие площадь поперечного сечения путем устройства наращивания или обойм(стальной, железобетонной и растворной). Наиболее массовыми элементами, усиливаемыми обоймой, являются столбы и простенки. Столбы, как правило, имеют прямоугольную форму поперечного сечения с соотношением сторон не более 1,5, что способствует эффективной работе обойм, ограничивающих поперечные деформации в сечении.

Стальная обойма – это система из продольных элементов уголкового профиля (рис. 14.5), устанавливаемых на растворе по углам или выступам конструкции и приваренных к ним поперечных элементов (планок) в виде полосовой или арматурной стали, а также опорных подкладок (при усилении всего столба или простенка, когда на продольные элементы передается часть усилий от вышерасположенных конструкций). Шаг планок принимают не более меньшего размера поперечного сечения и не более 500 мм.

Рис. 14.5. Усиление каменных конструкций стальной обоймой: 1 – усиливаемая конструкция, 2 – уголок, 3 – планка, 4 – поперечная связь, 5 – полоса, 6 – анкеры, 7 – болт, 8 – опорный уголок, 9 – стальная пластина

Железобетонная обойма (рис. 14.6) представляет собой пространственный арматурный каркас из продольной и поперечной арматуры, омоноличенный бетоном. Этот вид обоймы применяется при значительных повреждениях кладки и позволяет значительно повысить прочность усиливаемого каменного элемента.

Рис. 14.6. Усиление железобетонной обоймой: а – столбов, б – простенков: 1 – усиливаемая конструкция, 2 – продольная арматура, 3 – поперечная арматура, 4 – бетон, 5 – дополнительные поперечные связи, 6 – продольная арматура, 7 – анкеры Толщину обоймы и площадь поперечного сечения арматуры определяют расчетом. Ориентировочно толщина обоймы принимается 40…120 мм, диаметр поперечных стержней – 4…10 мм. Для обеспечения сцепления с бетоном продольная арматура отстоит от усиливаемой кладки не менее чем на 30 мм. Шаг хомутов принимают согласно расчету, но не более 150 мм. Шаг продольной арматуры – 250…300 мм. Для обоймы рекомендуется применять бетоны классов и выше.Армированная растворная обойма выполняется по аналогии с железобетонной, но вместо бетона применяют раствор марки не ниже М50. Растворная обойма позволяет сохранить существующие размеры поперечного сечения практически без изменения. При производстве работ не применяется опалубка. Цементный раствор, наносимый тонким слоем порядка 30…40 мм, выполняет функции связи между усиливаемой кладкой и арматурой и защищает арматуру от коррозии. Минимальная толщина защитного слоя составляет: для внутренних сухих помещений – 15 мм, для наружных и влажных помещений – 20…25 мм.

40. Расчет и усиление стальных балок методом увеличения сечения

Расчет балок в упругой стадии производят по формуле σ=M₁y₀/I₀+M₂y/( Iо+Iус)≤R_yγ_c

M₁,M₂ –изг моменты, действующие до и после усиления. у, у₀ – расстояния от центра тяжести сечения балки до наиболее напряженной точки существующей части сечения соответственно до и после усиления (для балки с симметричным усилением у₀=у).

Нормы допускают прогверку прочности усиленной балки выполнять на полное расчетное усилие без учета напряжений, существовавших до усиления, если расчетные сопротивления материалов существующей балки и усиления различаются на 15% и менее. Этому положению соответствует эпюра напряжений III, где в существующей части сечения балки развиваются пластические деформации .Проверка прочности : σ=(M₁+ M₂₎y_ус /( Iо+Iус)≤R_yγ_c