2.6. В зависимости от развития вышеперечисленных признаков конструкцииподразделяются на:

слабоповрежденные, восстанавливаемые путем обычного ремонта сзатиркой и штукатуркой сколов цементным раствором;

среднеповрежденные, требующие для восстановления перебетонированияотколотых мест с частичной разборкой бетона и исправлением поврежденнойарматуры без увеличения и усиления элементов конструкции;

сильноповрежденные, для которых восстановление возможно лишь спомощью увеличения сечений, введения дополнительных опор, заменяющихконструкций, обойм, усиления армированием или устройством дополнительныхзатяжек, шпренгелей, опор, распорок и др.;

полностью разрушенные, при которых восстановление конструкцииневозможно и требуется ее замена.

Ориентировочно степень повреждения конструкций и характермероприятий по их восстановлению следует принимать по табл. 2.

Таблица 2

Степень повреждения

Характеристика повреждений

Мероприятия по восстановлению

Слабая

Не снижающие несущую способность конструкций: небольшие сколы в пределах толщины защитного слоя бетона; трещины в растянутой зоне шириной до 0,5 мм в непреднапряженных и до 0,2 мм в преднапряженных элементах без повреждения арматуры и т.д.

Ремонт с затиркой и штукатуркой сколов цементным раствором

Средняя

Снижающие несущую способность конструкций: сколы, достигающие 30 % всего сечения элемента; разрыв до 30 % рабочей арматуры; трещины раскрытием до 0,5 мм в преднапряженных растянутых и изгибаемых элементах; сквозные трещины с раскрытием до 1 мм, с прогибами до 1/50 пролета

Ремонт с частичной разборкой бетона, исправлением поврежденной арматуры, перебетонированием сколотых мест, инъецированием трещин, увеличением сечений или усилением элементов конструкций

Сильная

Значительно снижающие несущую способность конструкции: разрушения свыше 30 % всего сечения элемента; разрыв от 30 до 50 % рабочей арматуры; разрушение в зонах анкеровки арматуры; прогибы свыше 30 % пролета с раскрытием трещин в растянутой зоне более 1 мм

Ремонт с увеличением сечений элементов, возведением дополнительных опор, распорок, усилением арматуры, а также заменой отдельных элементов или конструкций новыми

Полная

Свидетельствующие о критическом состоянии конструкции: разрушение свыше 50 % сечения сжатой зоны бетона; разрыв свыше 50 % сечения рабочей арматуры

Восстановление нецелесообразно

2.7. К слабоповрежденным железобетонным конструкциям относятсяконструкции с небольшими сколами в пределах толщины защитного слоя бетона, стрещинами в растянутой зоне шириной до 0,5 мм в обычно армированных и до 0,2 мм- в преднапряженных элементах без повреждений арматуры. Расчетная несущаяспособность таких конструкций не снижена.

2.8. К среднеповрежденным железобетонным конструкциям относятсяконструкции со сколами, достигающими 30 % всего сечения элемента, или с разрывами отдельных стержнейрабочей арматуры до 30 %, с трещинами раскрытием до 0,5 мм в преднапряженных идо 5 мм в непреднапряженных растянутых и изгибаемых элементах конструкций, втом числе со сквозными трещинами с раскрытием до 1 мм, с прогибами до 1/50пролета при наличии трещин в растянутой зоне.

2.9. К сильноповрежденным конструкциям относятся конструкции, имеющиеразрушения свыше 30 % всего сечения элемента или разрыв от 30 до 50 % рабочейарматуры, а также разрушения в зонах анкеровки арматуры с прогибами свыше 1/50пролета.

2.10. Железобетонные элементы конструкций, имеющие повреждения свыше 50% всего сечения рабочей арматуры, относятся в общем случае к разрушенным, хотяв некоторых случаях, в зависимости от схемы конструкции, могут не обрушиться ирассматриваться как сильноповрежденные.

Оценка состоянияжелезобетонных конструкций, подвергшихся воздействию пожара

2.11. Состояние конструкций можетбыть оценено по признакам, изложенным в табл. 3.

Характерными признаками аварийности конструкции при этом могутбыть:

прогибы конструкций, превышающие 1/50пролета, с образованием трещин с шириной раскрытия свыше 1 мм;

выколы и отслоения бетона, при которых площадь поперечного сеченияэлемента уменьшается на 30 - 50 %;

глухой звук при простукивании бетона, зыбкость конструкций,нарушение анкеровки арматуры в опорных узлах, отрыв закладных и опорныхдеталей;

нагрев арматуры до температуры выше 300 °С.

Таблица3

Степень повреждения

Характеристика повреждения

Мероприятия по восстановлению

Слабая

Повреждения, не снижающие несущей способности конструкций: наличие следов сажи и копоти; шелушение отдельных слоев поверхности бетона; незначительные сколы бетона

Ремонт с очисткой поверхности бетона, штукатурка, шпатлевка, окраска

Средняя

Повреждения, снижающие несущую способность конструкций: изменение серого цвета бетона до розового и буро-желтого; элементы полностью покрыты сажей и копотью; наличие сколов бетона по углам; обнажение арматурной сетки на плоских элементах площадью около 10 %; обнажение угловой арматуры в элементах прямоугольной формы; отделение наружных слоев бетона без их обрушения (при простукивании прослушивается глухой звук); трещины шириной до 0,5 мм

Ремонт с разборкой отделившихся слоев бетона; перебетонирование; инъецирование трещин; увеличение сечений элементов

Сильная

Повреждения, значительно снижающие несущую способность конструкций: цвет бетона - желтый; сколы бетона - до 30 % сечения элемента; обнажение арматурной сетки в плоских элементах на площади более 10 %; обнажено до 50 % рабочей арматуры прямоугольных элементов; выпучен один стержень арматуры элемента; отвалились поверхностные слои бетона, звук оставшихся слоев - глухой; трещины шириной до 1 мм

Ремонт с увеличением сечений элементов; введение дополнительных опор, распорок; усиление арматуры

Полная

Повреждения, свидетельствующие о критическом состоянии конструкций: цвет бетона - желтый; сколы бетона - от 30 до 50 % площади сечения элемента; обнажено до 90 % арматуры; выпучилось более одного стержня арматуры; нарушена анкеровка, сцепление арматуры с бетоном; нагрев арматуры свыше 300 °С; отрыв закладных и опорных деталей; зыбкость конструкции; прогибы свыше 1/50 пролета; трещины шириной более 1 мм.

Восстановление нецелесообразно; замена разрушенных конструкций новыми

2.12. В процессе осмотра намечаются необходимые подготовительные работыпо обеспечению доступа к конструкциям, выявляется вид арматурной стали,примененной в поврежденных конструкциях (стержневая, проволочная), и собираютсясведения о температурном воздействии: продолжительность, возможное значениетемпературы, расстояние конструкций от очага (эпицентра) тепловых воздействий,способе тушения и т.д. Эти сведения необходимы при определении прочностныхсвойств бетона и арматурной стали.

2.13. Конструкции с явными признаками аварийности (перечисленными в п. 2.11) подлежат усилению. Дляконструкции, у которых такие признаки отсутствуют, но есть опасения в снижениипрочности бетона, необходимо провести дополнительное обследование.

При проведении дополнительного обследования с целью определенияпрочности бетона с применением неразрушающих методов весьма эффективной можетоказаться сравнительная оценка бетона в пострадавших конструкциях относительнооднотипных непострадавших от влияния температуры. Влияние температурногонагрева на снижение кубиковой и призменной прочности бетона дано в табл. 4, модуля упругости - в табл. 5.

Кроме величины температуры большое значение имеет время еедействия. Так, при внешней постоянной температуре 1000 - 1100 °С арматура на глубине 2,5 см прогревается до 550 °С через 1 ч, ана глубине 5 см - через 2 ч. Изменения прочностных свойств арматурных сталей впроцессе нагревания и после охлаждения приведены в табл. 6 и 7.

Таблица 4

Вид крупного заполнителя, условия твердения бетона

mбt (над чертой) и m′бt (под чертой) при t, °С

20

80

120

200

300

400

500

600

700

Гранит, естественные

1

1

0,9

0,7

0,7

0,7

0,9

0,7

0,9

0,6

0,7

0,4

0,6

0,3

0,5

0,2

0,3

0,1

Гранит, пропаривание

1

1

0,9

0,9

0,9

0,9

1

0,9

1,1

0,9

0,9

0,9

0,8

0,55

0,55

0,35

0,3

0,1

Известняк, пропаривание

1

1

0,9

0,9

0,9

0,9

0,9

0,85

0,9

0,8

0,7

0,6

0,65

0,4

0,45

0,2

0,9

0,9

Примечания: 1. mбt и m′бt - коэффициенты, учитывающиеснижение кубиковой и соответственно призменной прочности бетона.

2. В таблице приведенызначения тбt и т′бt при воздушном остывании бетона. При охлаждении его водой этизначения необходимо снизить на 20 %.

3. При оценке длительнойпрочности бетона значения mбt и m′бt после нагрева до t> 400 °С принимают равными нулю, апри 80 < t £ 400 °С значения mбt и m′бt снижаются на 30 %.

Таблица 5

Вид крупного заполнителя, условия твердения бетона

Коэффициент βб при температуре нагрева t, °С

20

80

120

200

300

400

500

600

700

Гранит, естественные

1

0,8

0,7

0,45

0,4

0,35

0,2

0,03

0,02

Гранит, пропаривание

1

0,9

0,8

0,75

0,65

0,4

0,3

0,03

0,02

Известняк, пропаривание

1

0,95

0,85

0,7

0,6

0,4

0,2

0,07

0,04

Примечание. В таблице приведены значениякоэффициента βб снижения начального модуляупругости бетона при воздушном остывании бетона. При охлаждении водой этизначения необходимо снизить на 20 %.

Таблица 6

Стержневая арматура класса

Коэффициент тat при температуре нагрева t, °С

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

А-I

1

1

0,8

0,7

0,5

0,4

0,25

0,15

0,1

0,05

А-II

1

1

1

0,75

0,5

0,4

0,2

0,15

0,1

0,06

А-IIв

1

1

0,8

0,6

0,4

0,25

0,1

0,05

0,03

0

А-III

1

1

1

0,8

0,6

0,45

0,3

0,2

0,1

0,05

А-IIIв

1

1

0,9

0,7

0,5

0,3

0,2

0,1

0,07

0,03

А-IV

1

1

0,85

0,7

0,5

0,35

0,2

0,15

0,03

0,03

Ат-IV

1

1

1

0,7

0,4

0,2

0,1

0,05

-

-

А-V

1

1

0,8

0,6

0,4

0,2

0,1

0,05

0,03

-

Ат-V

1

1

1

0,7

0,4

0,15

0,05

0,01

-

-

Ат-VI

1

0,8

0,6

0,4

0,2

0,1

0,05

0,02

-

-

Ат-VII

1

0,9

0,6

0,4

0,25

0,1

0,1

0,04

0,02

-

Примечания: 1. При нагреве в интервале от 20до 350 °С тat =1.

2. После нагрева до 400 °С тat =1, выше 400 °С - соответствует данным табл. 6.

Определение прочностных характеристик бетона

2.14. При определении прочности бетона рекомендуется использоватьметоды испытаний, основанные на местном (в малом объеме) разрушении бетонаконструкции - метод извлечения образцов бетона, метод отрыва со скалыванием,метод скалывания ребра конструкции, а также косвенные методы - методпластических деформаций (молоток Кашкарова, пружинные склерометры типа Польди,Шмидта), ультразвуковой (неразрушающий) метод.

Таблица 7

Класс арматуры

Коэффициент matпри температуре нагрева t, °С

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

В-I

1

1

1

1

1

0,85

0,70

0,50

0,35

0,20

0,10

0,01

-

-

-

Вр-I

1

1

1

1

1

0,85

0,70

0,50

0,35

0,20

0,10

0,01

-

-

-

В-II

1

1

0,95

0,90

0,75

0,65

0,50

0,40

0,30

0,20

0,15

0,10

0,05

0,03

-

Вр-II

1

1

0,95

0,90

0,75

0,65

0,50

0,40

0,30

0,20

0,15

0,10

0,05

0,03

-

К-7

1

1

0,95

0,90

0,80

0,65

0,55

0,40

0,30

0,20

0,10

0,05

0,02

-

-

А-VI

1

1

0,95

0,90

0,85

0,80

0,70

0,60

0,50

0,35

0,20

-

-

-

-

Примечания: 1. После нагрева винтервале 20 - 200 °С тat =1.

2. После нагрева в интервале200 °С < t < 400 °С значения тat,(соответствуют данным табл. 7, уменьшенным на 15 %.

3. Посленагрева до t > 400 °С значения тat соответствуют данным табл. 7.

При использовании метода извлечения образцов бетона следуетруководствоваться ГОСТ 10180-78*, метода отрыва со скалыванием - ГОСТ 21243-75,метода скалывания ребра конструкции - ГОСТ 22690.4-77, метода пластическихдеформаций - ГОСТ 22690.1-77, ультразвукового метода - ГОСТ 17624-87.Приведенные методы оценки прочности бетона изложены в «Руководстве поопределению и оценке прочности бетона в конструкциях зданий и сооружений (М.:Стройиздат, 1979).

Допускается использовать и другие методы, предусмотренныегосударственными стандартами. Для них на основе специальных исследований должнабыть получена уточненная зависимость КП - R междукосвенными показателями КП и прочностью при сжатии R.

Методы местных разрушений бетона в конструкции дают наиболеедостоверную информацию о прочности бетона, но в ряде случаев более трудоемки.Эти методы рекомендуется применять при контроле ответственных конструкций, прималом объеме контроля и для корректировки зависимости КП -R при использовании косвенных методов.

Косвенные методы рекомендуется применять:

при техническом осмотре для выявления конструкций (зонконструкции) с относительно меньшей прочностью;

при большом объеме контроля; в этом случае используемаяуниверсальная зависимость КП - R должна бытьоткорректирована для конкретных условий с использованием методов местных разрушений.

Для ускоренной оценки может быть рекомендована упрощенная методикаобработки результатов испытаний, которая в данном случае может ограничиватьсяопределением среднего значения прочности бетона Rср для данной конструкции (илигруппы однотипных конструкций). Выведение средней прочности бетона по даннымиспытаний разнотипных конструкций (например, в стропильных и подстропильныхфермах), а также однотипных конструкций, имеющих по внешнему виду на наружнойповерхности и в сколах различную структуру бетона, недопустимо.

Определениепрочностных характеристик арматуры

2.15. Расчетное сопротивление арматуры усиливаемых конструкцийопределяется испытанием образцов, вырезанных из этих конструкций.

2.16. Жесткая арматура из прокатных профилей принимается в расчетах срасчетным сопротивлением при растяжении, сжатии и изгибе равным 21 кН/см2или на основании результатов испытаний образцов.

2.17. Расчетные сопротивления неповрежденной арматуры из высокопрочнойпроволоки разрешается принимать по строительным нормам на проектированиеконструкций, если обследуемые конструкции не подвергались действию огня.

При отсутствии необходимой документации класс арматурных сталейустанавливают испытаниями вырезанных образцов стали с сопоставлением пределатекучести, временного сопротивления и относительного удлинения при разрыве сданными табл. 8 или приближенно повиду армирования, профиля арматурного стержня и времени возведения объекта.

Количество и диаметр арматурных стержней определяют путем вскрытияи прямых замеров.

Расположение и диаметр арматурных стержней могут быть определенымагнитным и радиографическим методами по ГОСТ 22904-78 и ГОСТ17625-83 соответственно.

Таблица 8

Арматурная сталь

Класс

Марка

Диаметр, мм

Предел текучести. кН/см2

Временное сопротивление при растяжении, кН/см2

Относительное удлинение при разрыве, %

Стержневая горячекатаная круглая гладкая

А-I

Ст3сп3, Ст3пс3, Ст3кп3, ВСт3сп2, ВСт3пс2, ВСт3кп2, ВСт3Гпс2

6 - 40

23,5

37,2

25

Стержневая горячекатаная периодического профиля

А-II

ВСт5сп2,

10 - 40

29,5

49

25

ВСт5пс2

10ГТ

10 - 32

29,5

44

25

18Г2С

40 - 90

29,5

49

19

А-III

25Г2С, 35ГС

6 - 40

39

59

14

18Г2С

6 - 9

39

59

14

А-IV

20ХГ2Ц

10 - 32

59

88

6

80С

10 - 18

59

88

6

20ХГСТ

10 - 18

59

88

6

А-V

23Х2Г2Т

10 - 18

78,5

103

7

Стержневая термически упрочненная периодического профиля

Ат-IV

-

10 - 25

59

88

8

Ат-V

-

10 - 25

78,5

98

7

Ат-VI

-

10 - 25

98

118

6

Стержневая, упрочненная вытяжкой периодического профиля

А-IIв

ВМСт5сп,

10 - 40

44

49

14

ВКСт5сп

10 - 40

44

49

14

Ст5пс, КСт5пс

40 - 90

44

49

14

18Г2С

А-IIIв

25Г2С, 35ГС

6 - 40

54

59

6

Арматурная проволока гладкая

Обыкновенная В-I

-

3 - 8

54 - 44

Высокопрочная В-II

-

3 - 8

186 - 137

4

Арматурная проволока периодического профиля

Высокопрочная Вр-II

-

3 - 8

176,5 - 127,5

4

Семипроволочные арматурные канаты

К-7

-

4,5 - 15

-

186 - 147

4

Многопрядные канаты без органического сердечника

-

-

167 - 152

4

Проверка несущейспособности конструкций

2.18. Поверочный расчет несущей способности рекомендуется производитьна основе данных обследования конструкции (геометрические размеры, расположениеарматуры по высоте сечения, прочностные и деформативные свойства материалов).Расположение арматуры по высоте сечения рекомендуется определять в опасныхсечениях конструкции.

2.19. Усилия в статически неопределимых железобетонных конструкциях отнагрузок и вынужденных перемещений при расчете по прочности определяют, какправило, с учетом неупругих деформаций бетона и арматуры и наличия трещин сучетом деформированного состояния как отдельных элементов, так и конструкций.

Для конструкций, методика расчета которых с учетом неупругихсвойств железобетона не разработана, усилия в статически неопределимыхконструкциях допускается определять в предположении их линейной упругости.

3. Оценка состояниястальных конструкций

Оценка состояния конструкций, подвергшихся воздействию аварии,землетрясению

3.1. Оценка состояния поврежденных стальных конструкций производитсяна основании визуального, визуально-инструментального обследования, а внеобходимых случаях испытанием конструкций, проведением поверочных расчетов ииспытанием на прочность образцов металла обследуемых конструкций.

3.2. При визуальном обследовании определяются:

общий характер повреждений для предварительного определениявозможности и способов восстановления и усиления стальных конструкций;

наличие разрывов элементов по всему сечению;

наличие искривлений элементов по всей длине;

наличие местных механических дефектов (вмятин, искривлений, трещинили надрывов, пробоин);

пригодность сварных, болтовых и заклепочных соединений кдальнейшей эксплуатации.

3.3. При визуально-инструментальном обследовании с использованиемгеодезических инструментов и специальных приборов определяют следующие дефектывзаимного расположения конструкций и элементов конструкций:

отклонения отметок опорных узлов ферм и ригелей;

отклонения расстояний между осями ферм по верхнему поясу;

отклонения расстояний между прогонами;

отклонения опорной поверхности колонн по высоте и оси колонн отвертикали;

стрелы прогиба колонн и ригелей;

разности отметок крановых рельсов, нижних поясов подвесных путей;

смещения осей кранового рельса с оси подкрановой балки и отпрямой;

выпучивание стенок сплошных балок.

Отклонения от вертикали замеряют отвесами или теодолитами;разности отметок - нивелированием.

3.4. Оценку состояния поврежденных стальных конструкций и,соответственно, выбор мероприятий по их восстановлению следует производить исходя из характера и размеров повреждений элементов.

Небольшие вмятины второстепенных и не сильно загруженныхэлементов, местные искривления, не снижающие несущей способности конструкции,свидетельствуют о слабой степени повреждения; ремонт в таких случаях можно неделать.

Повреждения, снижающие несущую способность конструкций, но несопровождающиеся потерей несущей способности основных элементов (разрыввторостепенных элементов по всему сечению или их искривление на большой длине, местные искривления основныхэлементов и т.д.), свидетельствуют о средней степени повреждения инеобходимости ремонта конструкции по месту. Последний выполняется бездемонтажа, в необходимыхслучаях с подведением дополнительных стоек, распорок, упоров и т.д.

Сильная степень повреждения сопровождается полной потерей несущейспособности конструкций при эксплуатационных нагрузках: разрушением узлов и соединений, разрывом по всему сечению илиискривлением на большой длине основных элементов. При этом необходим ремонтконструкций, как правило, с демонтажем или установкой временных креплений илиопор.

Разрушение отдельных конструкций и частей здания следуетквалифицировать как полное, нуждающееся в замене соответствующих конструкций.

3.5. Для оценки повреждений конструкций по степени опасности для ихдальнейшей эксплуатации рекомендуется использовать данные табл. 9. Там же приведены рекомендации поисправлению повреждений.

Таблица 9

№ п.п.

Вид повреждения конструкции

Величина и характеристика повреждения

Способ направления повреждения

критического

значительного

А. Прогибы изгибаемых элементов (в долях пролета)

1

Прогоны при наличии нагрузки от кровли (искривление в плоскости наибольшего момента инерции сечения)

f > l/100

f £ l/100

Демонтаж и правка

2

То же, при отсутствии нагрузки от кровли

f > l/150

f £ l/150

То же

3

Главные балки рабочих площадок производственных зданий, междуэтажных перекрытий и др. (искривление в плоскости наибольшего момента инерции сечения)

f > l/300

f £ l/300

»

4

Подкрановые балки при кранах Q = 50 т (искривление в плоскости наибольшего момента инерции сечения)

f > l/500

f £ l/500

»

5

Ферма при наличии нагрузки на кровлю (просадка в вертикальной плоскости)

f > l/200

f £ l/200

Уменьшить просадку до l/500

Б. Искривление сжатых и растянутых стержней фермы (в долях длины)

1

Искривление сжатых стержней фермы

f > l/400

f £ l/400

Правка стержня

2

Искривление растянутых стержней фермы

f > l/100

f £ l/100

То же

Оценка состоянияконструкций, подвергшихся воздействию пожара

3.6. При обследовании, прежде всего, оценивается состояниеконструкций, узлов и элементов (связей), обеспечивающих общую устойчивостьздания.

3.7. В процессе осмотра намечают необходимые работы по обеспечениюдоступа к конструкциям, выявляют зоны, наиболее поврежденные, определяютаварийные конструкции. Собирают сведения о характере температурных воздействий:продолжительность, возможные величины температуры, расстояние конструкций оточага тепловых воздействий, способ тушения и т.д.

3.8. Степень пригодности стальных конструкций, подвергшихсятемпературным воздействиям, и выводы о возможности их дальнейшего использованияустанавливаются по внешним признакам, позволяющим определить предполагаемыйрежим температурного воздействия. Следует иметь в виду следующие режимытемпературного воздействия и соответствующие им внешние признаки:

при нагревании конструкций до 200 - 250 °С разрушается защитноелакокрасочное покрытие;

при температуре 300 °С сталь приобретает цвет «побежалости»;

при температуре 500 °С на стали образуется светлая окалина;

при непродолжительном воздействии температуры до 600 °С конструкции малодеформированы (небольшое коробление), имеют наповерхности легко очищаемый нагар и обгоревшую кромку;

непродолжительное воздействие температуры 700 - 900 °С несколькоувеличивает коробление конструкций и приводит к образованию тонкого слоятрудносчищаемой окалины;

при температуре 800 °С происходит провисание ненагруженныхстальных элементов под собственной массой;

при непродолжительном воздействии температуры свыше 900 °Споявляется отслаивающийся местами слой окалины;

длительное воздействие температуры свыше 900 °С резко увеличиваетдеформации, приводит к образованию толстого слоя окалины;

длительное воздействие температуры свыше 1400 °С связано с сильным деформированием конструкций, появлениемизломов, надрывов, оплавленных участков; на поверхности элементов образуютсятвердая и хрупкая пленка серовато-синего или черного цвета и язвы губчатогостроения, что свидетельствует о пережоге стали и непригодности ее длядальнейшего использования.

Оценка состояния стальных конструкций по внешним признакамприводится в табл. 10.

3.9. Для оценки состояния металлоконструкций в условиях нагрева можетбыть использовано время, в течение которого они находились под воздействиемвысокой температуры. Это время следует сравнивать с пределом огнестойкостиконструкций, за который принимают время, в течение которого металлическиеконструкции способны нормально функционировать в условиях воздействия высокихтемператур (около 500 °С).

Таблица 10

Внешние признаки

Предполагаемый режим температурного воздействия

Результаты испытания на твердость

Заключение об использовании элемента

Проверка твердости

Мало деформированы и имеют на поверхности легко очищаемый нагар и обгоревшую кромку

Непродолжительное, при температуре 400 - 600 °С

Твердость соответствует марке стали

Используется без ограничения

Допускается не производить

Мало деформированы и имеют на поверхности нагар и тонкий трудно счищаемый слой окалины

Непродолжительное, при температуре 700 - 900 °С

То же

Используется без ограничения с запрещением горячей обработки

Проверяется в сомнительных случаях

Мало деформированы и имеют отслаивающийся местами слой окалины

Непродолжительное, при температуре св. 900 °С

Твердость снижена до 15 %

Используется с ограничением несущей способности (не более 75 %)

То же

Сильно деформированы и имеют толстый слой окалины

Длительное, при температуре св. 900 °С

Твердость снижена до 30 % и более

Используется, как правило, для нерабочих элементов

Обязательна

Сильно деформированы, имеют изломы, надрывы, оплавленные и пережженные участки

Длительное, при температуре около 1400 °С

-

К использованию не пригоден

-

Примечание. После длительного воздействиятемператур около 1400 °С на поверхности стальных элементов появляются твердая ихрупкая пленка серо-синего или черного цвета, а также участки с губчатойструктурой, что свидетельствует о пережоге стали.

Определениепрочностных характеристик стали

3.10. Для определения механических свойств стали поврежденныхконструкций рекомендуется использовать методы испытания стандартных образцов,вырезанных из элементов конструкций, и поверхностного слоя металла натвердость.

Рис. 1. Примеры мест вырезки образцов для контрольных испытанийстали

3.11. Заготовки для образцов из поврежденных элементов рекомендуетсявырезать в местах, не получивших пластических деформаций при повреждении, и втаких местах элементов, чтобы после вырезки была обеспечена их прочность иустойчивость (рис. 1).

3.12. Для отбора заготовок для образцов элементы конструкций разделяютна условные партии по 15 - 20 однотипных конструктивных элементов: ферм, балок,колонн и др. Заготовки для образцов рекомендуется отбирать в трех однотипныхдеталях от трех элементов партии и одинаковых профилей проката (верхний пояс,нижний пояс, первый сжатый раскос и т.д.) в количестве 1 - 2 шт. из деталиодного элемента.

Все заготовки должны быть замаркированы, а места их взятия и маркиобозначены на схемах, прилагаемых к материалам обследования конструкций.

3.13. Характеристики механических свойств стали элементов: пределтекучести σт, временное сопротивление σв иотносительное удлинение после разрыва δ получают испытанием на растяжениеобразцов по ГОСТ1497-84*.

3.14. Определение основных расчетных сопротивлений стали поврежденныхконструкций производится делением среднего значения предела текучести накоэффициент надежности по материалу γm =1,05 или умножением временного сопротивления на коэффициент надежности γm = 1,05 ´ 1,3 = 1,37. При этом за расчетное сопротивление принимаетсянаименьшая из величин Рт или Рв, которые найдены соответственно по σт и σв.

3.15. При определении механических свойств металла по твердостиповерхностного слоя рекомендуется применять портативные переносные приборы:Польди - Хютте, Баумана, ВПИ-2, ВПИ-3К.

Полученные при испытаниях на твердость данные переводятся вхарактеристики механических свойств металла по эмпирическим формулам. Так,зависимость между твердостью по Бринеллю и временным сопротивлением металла устанавливаетсяпо формуле σв ≈ 9,81 К∙НВ Н/мм2,

где К - коэффициент:для стали НВ < 175, равный 0,34; для НВ > 175 - 0,36; алюминияотожженного - 0,4; алюминия термообработанного- 0,37.

3.16. Для подбора электродов при сварке восстанавливаемых элементов стальныхконструкций рекомендуется определять химический состав сталей экспресс-методомпри помощи портативных переносных стилоскопов СЛП1-М, СЛП-4, основанных напринципе визуального спектрального анализа сталей в видимой области спектра.При отсутствии указанных приборов рекомендуется выполнять технологические пробысварных швов на образцах металла, изъятых из конструкции, с испытанием наразрыв, загиб, усадку и склонность к трещинообразованию в зависимости оттребований, предъявляемых к конструкции.

Расчет прочностиконструкций

3.17. Расчет стальных конструкций при их усилении или восстановленииследует, как правило, выполнять, предполагая упругую деформацию стали понедеформированной схеме. В отдельных случаях при работе стальных конструкций побалочной схеме рекомендуется учитывать неупругие деформации стали.

3.18. При составлении расчетной схемы стальных конструкцийрекомендуется учитывать их пространственный характер и совместную работу спримыкающими конструкциями.

3.19. Поверочный расчет несущей способности поврежденных стальныхконструкций необходимо производить с учетом данных обследования конструкций(геометрических размеров элементов, величин деформаций и повреждений,механических характеристик стали и др.).

4. Восстановление иусиление железобетонных конструкций

Выбор методов восстановления и усиления

4.1. При оценке состояния железобетонных конструкций предусматриваютсячетыре степени их повреждения (см. табл. 2):

слабая, не снижающая несущей способности конструкции;

средняя, снижающая несущую способность;

сильная, значительно снижающая несущую способность конструкции;

полная, вызывающая полное разрушение конструкции.

4.2. При слабых повреждениях восстановление конструкций следуетпроизводить заделкой трещин, раковин, сколов цементно-песчаным раствором илибетоном с заполнителями мелких фракций с использованием поливинилацетатнойэмульсии.

Восстановление железобетонных конструкций при средних и сильныхповреждениях следует производить усилением конструктивных элементов или заменойотдельных конструкций новыми.

Усиление конструктивных элементов достигается:

увеличением сечений элементов путем одностороннего илидвустороннего наращивания железобетоном;

устройством железобетонных рубашек или обойм;

устройством разгружающих конструкций в виде распределительныхплит, балок, ферм, а также кронштейнов, выносных опор, предварительнонапряженной арматуры, предварительно напряженных металлических распорок,накладных хомутов, предварительно напряженных тяжей и т.п.

4.3. Разгружающие конструкции представляют собой отдельные балки,плиты или фермы, подведенные под усиляемую конструкцию и работающие с ней совместно. Для включения разгружающей конструкции в работу применяетсяподклинка.

4.4. Обойма представляет собой конструктивное решение, когда усиливаемый элемент охватывается с четырех сторон железобетоном с установкой продольной рабочей и поперечной (хомутов) арматуры.

4.5. Рубашка - когда усиливаемый элемент охватывается с трех сторонжелезобетоном. Поперечная арматура (хомуты) приваривается в этом случае к существующим хомутам усиливаемой конструкции.

4.6. Наращивание сечений - когда дополнительная продольная арматураприваривается к продольной арматуре усиливаемого элемента через коротыши-планкиили наклонные стержни - «утки» (с одной или с двух сторон).

4.7. Разгружающие кронштейны представляют собой треугольные фермы,устанавливаемые на средних опорах сборных балок покрытия, уменьшающие их пролети воспринимающие часть поперечной нагрузки.

4.8. Выносные опоры представляют собой короткие балки, устанавливаемыена средних опорах сборных балок, уменьшающие их пролет и воспринимающие частьпоперечной нагрузки.

4.9. Дополнительная предварительно напряженная арматура может бытьдвух типов: в виде прямолинейных стержней, привариваемых к продольной арматуреусиливаемого ненапряженного элемента, или в виде шпренгельной системы.

4.10. Предварительно напряженные металлические распорки представляютсобой конструкции из уголков, расположенных вдоль граней по углам, соединенныхмежду собой по периметру припаренными после предварительного напряжениястальными планками из листового металла.

4.11. Накладные хомуты представляют собой конструкцию из уголков ихомутов из круглой арматурной стали. Применяются для усиления опорных зон балоки ферм.

4.12. Предварительно напряженные тяжи представляют собой конструкцию изуголков и хомутов из круглой арматурной стали, применяемые для усиленияконсолей колонн.

4.13. При выборе способа усиления следует учитывать факторы,определяющие возможность применения того или иного способа усиления в данныхусловиях с учетом агрессивности среды и пожароопасности производственныхпомещений, фактора, определяющего возможность выполнения усиления без остановкиосновного производства или с его остановкой, недопустимости запыленности исварочных работ во взрывоопасных помещениях, а также уменьшения габаритовпомещений в результате усиления.

4.14. При усилении обоймами, рубашками, наращиванием дополнительнойненапрягаемой арматурой следует стремиться к максимальной разгрузке усиливаемойконструкции. При усилении конструкций под нагрузкой рекомендуется в основномприменять предварительно напряженные элементы усиления.

4.15. При усилении конструкций, работающих в помещениях с агрессивнойсредой, материал усиления и метод защиты от коррозии должны учитыватьтребования соответствующего СНиПа.

4.16. В пожароопасных помещениях металлические конструкции усилениянеобходимо обетонировать.

4.17. В тех случаях, когда восстановление поврежденных элементовосуществляется бетонированием и последующим оштукатуриванием трещин и сколов,необходимо предусматривать расчистку поврежденных участков от разрушенногобетона с вырубанием полостей, подлежащих бетонированию, до прямоугольной формы.При этом основные грани полости должны быть по возможности перпендикулярны кнаправлению действующих усилий, а остальные грани параллельны этомунаправлению. Механические повреждения при расчистке сохранившейся арматуры недопускаются.

При устройстве обойм, рубашек и наращивании бетона кромевышеуказанных расчисток и подрубок следует предусматривать для обеспечениянадежного сцепления нового и старого бетонов подготовку поверхности бетонаусиляемой конструкции насечками, зачисткой стальными щетками, пескоструйнойочисткой, промывкой водой и т.п.

4.18. При одностороннем или двустороннем наращивании, а такжеустройстве железобетонных рубашек усиляемый элемент рассчитывается вместе сусилением как единая конструкция. При этом дефекты (коррозия пли обрывыарматуры, расслоения, трещины, повреждения бетона и т.п.), снижающие несущуюспособность, элемента, учитываются при расчете усиливаемой конструкции так же,как и при проверочном расчете конструкции до усиления (если непредусматривается их усиление).

При расчете учитывается возможность повреждения при сваркестержней арматуры усиливаемого элемента: сечение стержней принимаетсяослабленным на 25 %.

4.19. Усиление конструкций односторонним и двусторонним наращиваниемследует предусматривать с учетом приварки к обнаженной арматуре усиливаемогоэлемента дополнительных арматурных стержней и хомутов. Для бетонированиянаращиваемой части следует предусматривать бетон прочностью не ниже фактическойпрочности бетона усиливаемого элемента и не ниже класса В 25.

Приварка дополнительной арматуры к стержням основной арматурыосуществляется при помощи прокладных коротышей или наклонных стержней (отгибовили «уток») вразбежку; при этом приварка с незаведенным на опору арматурнымстержнем не допускается.

Применение арматурных стержней диаметром менее 12 мм для усиленийнаращиванием не рекомендуется.

4.20. При усилении элементов железобетонных конструкций обоймамипоперечное армирование обойм следует конструировать, как правило, замкнутым.При трехсторонних рубашках хомуты следует замыкать или соединять сваркой соспециальными анкерами (уголки, полосовая сталь и т.д.); на свободной сторонеэлемента предусматриваются защитные мероприятия против коррозии.

Рубашки устанавливают по всей длине поврежденного участкажелезобетонного элемента с перепуском на неповрежденные части на длину неменее: длины анкеровки рабочей арматуры рубашки, пяти толщин стенок рубашки,поперечного размера ширины грани или диаметра усиливаемого элемента (но неменее 50 см).

Класс бетона рубашек следует принимать не ниже фактическойпрочности бетона усиливаемого железобетонного элемента и не ниже класса В 25.

Армирование рубашек устанавливается расчетом, при этом недопускается применять арматуру диаметром менее 12 мм для продольных стержней и8 мм для хомутов.

Рекомендуется устанавливать продольную (рабочую) арматурудиаметром не менее 16 мм в сжатых и 12 мм в растянутых зонах; шаг хомутоврекомендуется принимать не более 15 диаметров рабочей арматуры, не болеетрехкратной толщины обоймы и не более 200 мм.

Продольная арматура в необходимых случаях может быть пропущеначерез узлы неразрезных монолитных или сборно-монолитных конструкций. Независимоот этого хомуты обойм в узлах, в целях восприятия местных напряжений следуетустанавливать с шагом, уменьшенным вдвое, как при обоймах со спиральным, так ис обычным поперечным армированием. На опорах балок следует устраивать замкнутыеобоймы; трехсторонняя рубашка допустима лишь при ее устройстве по всей длинебалки.

Железобетонные обоймы и рубашки, а также одностороннее илидвустороннее наращивание применяются как для центрально-сжатых, так и длявнецентренно сжатых и изгибаемых элементов.

4.21. Железобетонные обоймы со спиральным армированием применяются, какправило, для центральносжатых элементов. Обойма со спиральным армированием иусиливаемый элемент рассматриваются при расчете как монолитная конструкция. Приэтом прочность бетона обоймы должна приниматься не ниже прочности бетонаусиливаемого элемента и не менее класса В25.

4.22. При усилении металлическими обоймами последние рассчитывают каксамостоятельные конструкции, а их гибкость принимают в зависимости отрасположения креплений к усиливаемой железобетонной конструкции.

4.23. Конструкции усилений, не замоноличиваемые и являющиеся дляусиливаемой конструкции разгружающими системами, следует рассчитывать как самостоятельныеконструкции или составные конструктивные системы, частью которых являетсяусиливаемый конструктивный элемент.

Для обеспечения совместной работы разгружающих систем иусиливаемой конструкции между ними должны быть предусмотрены предварительно напряженныесвязи (механическим, термическим или другим способом), а также распорки,клинья, подбетонки, подчеканки или другие устройства, которые должны передаватьнагрузки на конструкции усиления. При этом конструкция усиления должнавоспринимать не менее 30 % усилия, действующего в усиливаемой конструкции.

4.24. Расчет усиления железобетонных конструкций при изменении ихначальной статической схемы производится с учетом действительного напряженногосостояния.

Усиляемые конструкции следует рассчитывать на предельные состоянияпервой группы (по прочности). Расчет конструкций по предельным состояниямвторой группы (трещиностойкость, раскрытие трещин, жесткость, деформации)следует производить лишь в особо сложных случаях при усилении резервуаров,конструкций в агрессивной среде, элементов, несущих динамические нагрузки, илиособо точных машин и т.д.

4.25. Усилия, действующие в элементах статически неопределимыхконструкций, рекомендуется определять методами предельного равновесия.Разрешается определять усилия из предположения упругой работы железобетона.

4.26. При расчете конструкцийусиления на основании данных обследования для предварительно напряженныхэлементов рекомендуется вводить коэффициент условий работы m, учитывающий снижение степени предварительного напряжения: для -горизонтальных затяжей m = 0,85; для шпренгелей m = 0,8; для распорок усилений колонн m = 0,85; для хомутов и наклонных тяжей m = 0,9.

При расчете усиления ненапряженных элементов коэффициент mпринимается в зависимости от степени разгрузки усиливаемого элемента. Приполной разгрузке он равен 0,95; при разгрузке, достигшей 75 % расчетнойвеличины, - 0,9; 50 % - 0,8; 25 % - 0,7.

4.27. Если предварительное напряжение затяжек или распорок производитсястягиванием парных ветвей, то для определения величины напряжения в зависимостиот угла наклона ветвей iрекомендуется пользоваться графиком на рис. 25 с исключением участка малых уклонов i < 0,01(i = tgφ; φ - уголнаклона ветви к усиляемому элементу).

4.28. При расчетах следует учитывать степень податливости узловсопряжения конструкций усиления с элементами усиляемых железобетонныхконструкций в зависимости от их конструкции: металлический упор на бетон безраствора - 2 - 5 мм/узел; с раствором - 2 - 4 мм/узел; сочленение металла сметаллом через болты - 1 мм/узел.

Эти деформации не учтены коэффициентами условий работы,приведенными в п. 4.26. Их следуетучитывать в зависимости от местных условий в каждом конкретном случае.

4.29. В изгибаемых конструкциях выбор схемы усиления зависит отхарактеристики сечения ξ = х/h. Если для усиляемой конструкцииξ > ξR то усилению подлежит в первую очередь сжатая зона, при этомпосле усиления в сечении должно соблюдаться условие ξ £ ξRm.

В зависимости от этого выбирается тип усиления, удовлетворяющийуказанному условию (железобетонная рубашка, наращивание сечения со сторонырастянутой или сжатой зоны, шпренгель с усилением сжатой зоны или без него,усиление растянутой зоны; под варкой стержней, усиление сжатой зоны швеллерамии т.п., а также их сочетание).

Плиты покрытий иперекрытий

4.30. Усиление плит монолитныхжелезобетонных покрытий и перекрытий производится следующими способами:

бетонированием по верху утолщающей плиты, армированнойпротивоусадочной сеткой, и, при необходимости, арматурой над опорами на балки, работающей на отрицательныймомент (рис. 2, А; 3);усиленная конструкция рассчитывается с усилением, как монолитная; сцеплениемежду старым и новым бетоном обеспечивается очисткой поверхности от пыли,длительным увлажнением старого бетона до бетонирования с уборкой луж воды передсамым бетонированием и тщательным уходом (увлажнением) за новым бетоном;

бетонированием второй самостоятельно армированной плиты поверхстарой в случае, если сцепление бетона новой и старой плит не может бытьобеспечено из-за промасливания, загрязнения и т.п. В этом случае несущаяспособность плиты рассчитывается как сумма несущих способностей старой и новойплит (рис. 2, В);

приваркой дополнительной рабочей арматуры снизу и торкретированиемнижней поверхности плиты; при этом расчет производится как для монолитной плитыс увеличением количества пролетной рабочей арматуры;

подведением поперечных балок с изменением расчетной схемы плиты сбалочной на опертую или заделанную по контуру (рис. 2, В);расчет усиления плиты ведется по новой статической схеме как опертой(или защемленной по контуру) с учетом рабочей ираспределительной арматуры; подводимые балки армируются сварным каркасом ибетонируются в подвесной опалубке сквозь щели, прорубленные в старой плите;ширина балочек принимается до 100 мм, а высота 1:10 - 1:12 пролета; могут бытьподведены и стальные балки (рис. 2, Г, Д).

Рис. 2. Усиление плит железобетонных монолитных перекрытий

А, Б -бетонированием дополнительной армированной плиты; В - подведениемжелезобетонных поперечных ребер; Г, Д - подведением стальных поперечныхребер; 1 - усиливаемая конструкция; 2 - дополнительная плита; 3 - дополнительное железобетонноепоперечное ребро; 4 - дополнительное стальное поперечноеребро; 5 - конструкция опирания поперечного ребра

Рис. 3. Усиление ребристых плит перекрытия многоэтажныхпроизводственных зданий

1 - замоноличивающий слой бетона; 2 - дополнительнаяарматура; 3 - связующая шпилька

4.31. При необходимости усилениябалок одновременно с усилением плиты следует усиливать их рубашками,бетонируемыми одновременно с плитой в подвесных опалубках сквозь короткие щели,пробитые в старой плите по боковым граням балки (рис. 2, Г).

4.32. Выбор проектного решения восстановления покрытий и кровель взависимости от разрушения следует производить в соответствии с табл. 11.

Таблица 11

Степень разрушения

Характеристика

разрушения

восстановления

Слабая

Повреждения рулонного ковра, стяжки, утеплителя или пароизоляции, а также пробоины полок плит размером не более 0,2´0,2 м

Ремонт кровли по месту без разработки технической документации

Средняя

Повреждение покрытий при размере пробоины до 1´1 м или повреждения балок, а также ребер плит без потери несущей способности

Восстановление покрытий с предварительной разработкой эскизов или чертежей

Сильная

Повреждение покрытий при размере пробоины более 1´1 м, повреждение балок, а также ребер плит с потерей ими несущей способности

Восстановление покрытий с предварительным восстановлением или заменой несущих элементов и разработкой эскизов или чертежей

Полная

Обрушение покрытий

Восстановление нецелесообразно

Рис. 4. Усиление сборных ребристых плит покрытий и их элементов

А - набетонировкойплиты; Б - покрытием волнистыми асбестоцементными листами; В- бетонированием пазух между торцами балок; Г - соединениемопорных деталей продольных ребер плиты тяжом из уголка; Д - установкойхомутов на опорном участке продольного ребра; 1 - усиливаемаяконструкция; 2 - стропильная балка; 3 - местное повреждение; 4 -дополнительная плита; 5 - асбестоцементные листы; 6 -тяж из уголка; 7 - хомут; 8, 9 - подкладные уголки; 10- забетонированный зазор между торцами балок

Рис. 5. Усиление сборных ребристых плит покрытий

А -подвалкой к арматуре дополнительных стержней; Б - уменьшениемпролета выносными опорами на двухконсольных подпружных балочках; В -подведением стальных балок, подклиненных к поперечным или продольным ребрам; Г- шпренгелем; 1 - усиливаемая конструкция; 2 - стропильнаяконструкция; 3, 4 - арматура ребра основная идополнительная; 5 - подпружные балочки; 6 - стальная балка;7 - шпренгель; 8, 9 - опорные и подкладочные детали

Рис. 6. Усиление опирания при сдвиге плит

А - напромежуточной опоре; Б - на концевой опоре; В- бетонированием шва между плитами; 1 - стропильная конструкция; 2- ребристая плита; 3 - подпружная пара балок; 4 -поперечная выносная опора (приваривается к балкам 3 и подклинивается к плите 2); 5, 6 - анкерные уголки; 7 - болты;8 - арматурные каркасы

4.33. Усиление полок плит покрытий может быть осуществлено наложениемповерх них новой монолитной плиты при условии обеспечения сцепления новогобетона со старым в соответствии с пп. 4.30и 4.31 (рис. 4).

Плиты покрытий с разрушенными участками полки следует усиливатьперебетонированием полки в подвесной опалубке. Плиты покрытий с аналогичнымидефектами могут быть исправлены настилом из волнистых асбестоцементных листовусиленного профиля в толще утеплителя.

Рис. 7. Усиление многопустотных плит перекрытий

А - опорныхучастков; Б - всей плиты с бетонированием по верху дополнительной плиты; В- всей плиты; Г - опирания при сдвиге на среднейопоре; Д - опирание при сдвиге на концевой опоре; 1 - усиливаемаяконструкция; 2 - опорная конструкция; 3 - арматурные каркасы усиления; 4 -бетон усиления

4.34. Усиление ребер плит в принципе аналогично усилению балок. Прикосых трещинах у опор усиление производится по схеме рис. 4, Д; при повреждениях в середине пролета - посхемам рис. 5.

Увеличение длины опирания плит при смещении опор рекомендуетсяпроизводить в соответствии со схемами рис. 6.

4.35. Сборные плиты покрытий и перекрытий рекомендуется усиливать такжеподведением балок либо монолитных, бетонируемых сквозь щели в плитах вподвесной опалубке, либо металлических, подводимых снизу и сверху усиляемойплиты.

4.36. Ребристые плиты покрытий и перекрытий рекомендуется такжеусиливать (см. рис. 5) подваркойдополнительной арматуры, шпренгелями, подведением балок, двухконсольнымистальными балками, создающими выносные опоры, чем уменьшается расчетный пролетплит. Выносные опоры предварительно напрягаются (домкратом или подвесным грузомс подклинком). После подклинки усиливаемой конструкции предварительноенатяжение снимается. Усилие преднапряжения должно быть возможно наибольшим, ноне должно отрывать или поднимать плиты (т.е. не должно превышать собственноймассы и прочности крепления плит).

При усилении по схеме рис. 6, В арматурный каркасвводится в шов между ребрами плит (при расширенном шве - два плоских каркаса),после чего производится бетонирование.

В случаях значительного смещения плит (например, при устройстверасширенных швов для усиления продольных ребер) устраивают опорныестолики-стойки. Ребро смещенной плиты опирается на столик-стойку, которыйвыполняется из отрезка двутавра или из двух уголков, установленныхнепосредственно на закладной лист опоры стропильных элементов.

Возможно иное решение. Вместо устройства столика-стойки может бытьзабетонирован зазор между торцами балок (см. рис. 4, В).

При смещении плиты на соседнюю балку покрытия опорную закладнуюсмещенной плиты не следует приваривать к этой балке, а следует приваривать припомощи стяжки к закладной второго ребра смещенной плиты.

При продольном смещении плит со стропильных несущих элементов (см.рис. 6, А, Б)возможно устройство опорных уголков-столиков на специальных держателях,выполненных из отрезков швеллеров или двутавров, располагаемых на опорах плит.В этом случае к держателям на одном конце прикрепляют уголок-столик, а надругом - анкерный уголковый столик. Опорный и анкерный уголковые столикиусиливаются ребрами жесткости. Эти столики приваривают к держателям, после чегоих подчеканивают или подклинивают.

Увеличение длины опирания плит на стропильные элементы можетвыполняться также в соответствии с рис. 6,Б.

Рис. 8. Устройство опорных столиков для сборных железобетонныхребристых плит покрытий и перекрытий многоэтажных производственных зданий

А -при опирании на ригели прямоугольного сечения; Б - при опирании наполки ригелей и наличии закладных деталей

Рис. 9. Устройство опорных столиков для сборных железобетонныхребристых плит покрытий и перекрытий многоэтажных производственных зданий приопирании на полки ригелей и отсутствии закладных деталей

1 -ригель; 2 - ребристая плита; 3 - уголки; 4 - швеллер; 5- болт; 6 - листы

Рис. 10. Устройство опорных столиков для сборных железобетонныхребристых плит покрытий и перекрытий многоэтажных производственных зданий присбитом с оси и перекошенном ригеле

1 - колоннакаркаса; 2 - ригель, получивший смещение относительно оси; 3- ребристые плиты, имеющие недостаточную зону опирания; 4 -металлический опорный столик; 5 - болт; 6 - элементкрепления болта к верхней полке соседней плиты

4.37. Сборные железобетонные многопустотные панели перекрытий скруглыми или овальными пустотами целесообразно усиливать, используя частипустот, в которые (после пробивки верхней полки) укладывают дополнительныеарматурные каркасы, после чего пустоты бетонируют. При этом утолщение плиты бетонированиемсверху необязательно, его необходимость определяется расчетом, выполняемым сучетом совместной работы плиты с конструкцией усиления (рис. 7).

Усиление опорных участков ребристых плит (при недостаточной длинеопирания и перекосе ригелей) производится устройством дополнительныхметаллических опорных столиков по схемам рис. 8 - 10.

При ригеле прямоугольного сечения для крепления опорного столикаустраивают металлический хомут (рис. 8,А). Наличие закладных деталей в ригеле (в зоне опирания плит) позволяетупростить крепление опорного столика (рис. 8, Б).

При недостаточном опирании ребристых плит перекрытий на полкиригелей и отсутствии закладных деталей, пригодных для приварки дополнительныхопорных столиков, последние могут устанавливаться по схемам рис. 9.

Смещение осей колонн каркаса может привести к перекосу ригеля исмещению опирающихся на них плит перекрытий. В этом случае усиление узловогосопряжения опирания плит на ригель осуществляется дополнительной установкойопорных столиков (рис. 10).

Балки перекрытий,стропильные, подкрановые

4.38. Усиление балок производят для увеличения их несущей способностипо изгибающему моменту и по поперечной силе в зависимости от характера повреждений.

4.39. При определении необходимости и способа усиления балок кромерасчета несущей способности должно учитываться состояние анкеровки арматуры.

4.40. Усиливать балки можно односторонним или двусторонним наращиваниемжелезобетона (сверху, снизу или с боков) с помощью трехсторонних рубашек илизамкнутых четырехсторонних обойм (рис. 11).Расчет усиленных сечений производится как монолитных; в случае, если расстояниеот существующей арматуры до вновь устанавливаемой дополнительной превышает 1/4высоты усиленной балки, то при расчете принимаем ее с коэффициентом 0,8.

4.41. Усиление растянутой ненапряженной арматуры железобетонных балокможет осуществляться наращиванием (без разгрузки и с разгрузкой) усиливаемойконструкции при помощи домкрата или подклиниванием.

При усилении без разгрузки дополнительную арматуру рекомендуетсяпредварительно напрягать. Для этого стержень предварительно приваривают ксуществующей арматуре одним концом, нагревают пропусканием тока от сварочноготрансформатора, а затем приваривают второй конец. Температура нагрева не должнапревышать 400 °С, замеряется термокарандашами или другим способом, а также поудлинению стержня (Dl = atl, a = 0,0012 на100 °С; l - длинастержня; Dl - величина удлинения стержня).

Приварка дополнительной растянутой арматуры осуществляетсяпосредством коротышей из арматуры диаметром 10 - 40 мм и длиной от 50 до 200мм. Приварив (после удлинения) дополнительную арматуру к концевым коротышам, ееприваривают к промежуточным, расположенным через 200 - 1000 мм (рис. 12).

В случае приварки дополнительной арматуры без преднапряжениятермическим, электротермическим или другими способами, конструкция должна бытьпредварительно разгружена или подперта с тем, чтобы при ее загруженииконструкции усиления включались в работу совместно с усиляемой балкой.

Усиление предварительно напряженной арматуры железобетонных балокрекомендуется проводить стальными предварительно напряженными затяжками илишпренгелями. Натяжение затяжек можно создавать механическим, термомеханическими электротермическим способами. Затяжки следует выполнять из стали классов А-I, А-II, А-III, А-IV, диаметромот 12 до 36 мм.

Усиление сжатой зоны может производиться по примерам рис. 13, а опорных участков - по рис. 14.

Рис. 11. Схемы сечений балок, усиленных железобетоном

А -наращиванием снизу; Б - наращиванием сверху; В,Г - обоймой; Д - рубашкой; Е - рубашкой сдополнительной плитой (обойма); Ж - наращиванием сбоку с плитой поверху;1 - балка; 2 - плита; 3 -имеющаяся арматура; 4 - арматура усиления; 5 - бетон усиления

4.42. Исправление и усиление сколов и разрушений в сжатой зонепроизводится после расчистки от рыхлого бетона, обрубания скола допрямоугольной формы, исправления поврежденной арматуры и приварки к ней черезкоротыши в случае необходимости новых дополнительных стержней,перебетонированием или набетонированием.

4.43. При усилении опорных участков балки следует применять замкнутыечетырехсторонние обоймы. Применение на опорах трехсторонних рубашек может бытьдопущено только в случае усиления ее по всей длине балки. Усиление опорныхучастков стальными конструкциями рекомендуется производить при помощи наружныххомутов (см. рис. 14), допускаетсяприменение также других схем, в частности шпренгелей илидвухконсольных стальных балок. При этом следует обеспечить надежную совместнуюработу усиливаемого элемента и металлических конструкций усиления, чтодостигается преднапряжением хомутов, имеющих винтовую нарезку, а также попарнымстягиванием специальными болтами смежных поперечных стержней.

Рис. 12. Усиление растянутой зоны балок приваркой дополнительнойарматуры через коротыши

1 -балка; 2 - арматура усиливаемой балки; 3 - дополнительнаяарматура; 4 - коротыш из полосовой или круглой стали; 5 - обетонирование

4.44. Допускается приварка дополнительной арматуры из сталей классовА-I, А-II и А-III к существующей арматуре тех же сталей. При арматуре извысокоуглеродистых сталей классов А-IV, Ат-IV и выше, атакже из высокопрочной проволоки и проволочных канатов сварка не допускается.Конструкции с арматурой из таких сталей усиливаются наружными металлическимиили железобетонными поддерживающими системами.

4.45. Усиления железобетонными и металлическими поддерживающимиконструкциями могут быть выполнены по различным схемам: дополнительнымибалками, расположенными под или поверх усиляемой (рис. 15), шпренгелями, разгружающими кронштейнами (рис. 16), двухконсольными балками (рис. 17), уменьшающими пролет балок и несоздающими в них продольных сил, как это происходит в шпренгеле, подвесками квышерасположенным конструкциям, дополнительными стойками, фермами, балками идр.

Рис. 13. Усиление сжатого пояса балок

А -наращиванием сверху; Б - рубашкой; 1 - балка; 2- плита покрытия; 3 - «утка»; 4 - стараяарматура; 5, 6 - новая арматура

4.46. Выбор схемы конструкции усиления зависит от наличия материалов,свободных габаритов, расположения конструкций, могущих служить опорой дляконструкции усиления, схемы повреждения самой усиливаемой конструкции итребований к ее качеству после усиления.

4.47. Схема и способ усиления балокпри работе их на изгиб выбираются в зависимости от недостатка прочности сжатойили растянутой зон сечения, т.е. от величины характеристик сечения: ξ = х/h0 и от наличия повреждений бетона в сжатой зоне или арматуры врастянутой зоне балки. При ξ > ξR потеря несущей способности изгибаемого элемента начинается сразрушения бетона в сжатой зоне. Ввиду несколько пониженной монолитностиусиляемых конструкций при их проектировании должно соблюдаться условие, прикотором (после усиления) ξ £ ξRm.

4.48. В зависимости от величины и необходимости усиления сжатой зоныбалки выбирают тип ее усиления (железобетонной рубашкой, замкнутой или незамкнутой,с увеличением сечения в сжатой зоне или без него, наращиванием балки поверхуили понизу и др.). Пример усиления балки наращиванием в сжатой и растянутойзонах показан на рис. 15.

Рис. 14. Усиление опорных участков балок хомутами

А - сзатяжкой гайками; Б - стягиванием ветвей попарно; 1- балка; 2 - плиты; 3 - хомуты; 4 - стяжныеустройства; 5 - гайка; 6 - упорные уголки; 7, 8- продольные подкладные уголки со стяжками

Рис. 15. Усиление балок перекрытий наращиванием

А -наращивание балки в сжатойзоне; Б - двустороннее наращивание; 1 - усиливаемый элемент; 2- конструкция усиления

4.49. При усилении балок металлическим шпренгелем сечения балкипроверяют с учетом продольной силы, действующей в балке как в ригелешпренгельной системы, т.е. как внецентренно сжатые, и в зависимости отрезультатов расчета принимают решение на усиление сжатой зоны. При этомжелезобетонная балка проверяется на действие несимметричной нагрузки, еслитаковая возможна.

4.50. Расчеты обычно применяемых шпренгелей показывают, что шпренгельпри совместной работе с балкой (совместных прогибах) принимает на себя лишь от5 до 20 % общей нагрузки, причем при условии, что он с самого начала нагружениявключен в работу конструкции (натянут). Поэтому расчет шпренгеля производитсяна усилие, необходимое для создания в балке разгружающего момента,компенсирующего соответствующий изгибающий момент от внешней нагрузки. На этоусилие шпренгель должен быть предварительно натянут и это усилие должносоставлять не более 75 - 80 % несущей способности стержней шпренгеля. Приподборе сечений стержней шпренгеля их сопротивление принимается с коэффициентомусловий работы m = 0,8, этоозначает, что предварительное напряжение в ветвях шпренгеля должно составлять75 - 80 % расчетного сопротивления материала соответствующих элементов.

4.51. Предварительное напряжение шпренгелей может быть осуществленостяжными муфтами, электротермическим нагревом с контролем удлинений позавинчиванию упорных и опорных гаек или стягиванием между собой парных ветвей(по способу Н.М. Онуфриева с контролем угла перегиба ветвей в соответствии сграфиком рис. 24). При этомвеличины требуемой деформации следует назначать с учетом потерь напряжения отобмятия в сочленениях: по 1 мм в сочленении металла с металлом и по 3 - 5 мм всочленении металлических деталей с бетоном. Рекомендуется проверять напряженияпредварительного натяжения на монтаже с помощью замера деформаций удлинения ветвейшпренгеля прогибомером или индикатором на базе 1000 мм (при этой базе удлинению1 мм соответствует напряжение 19,62 кН/см2, его можно замеритьштангенциркулем с точностью 0,1 мм, т.е. контролировать напряжение с точностью1,96 кН/см2, а индикатором с точностью 0,01 мм - соответственно 0,2кН/см2).

Рис. 16. Усиление балок покрытий подпружными системами

А -шпренгелем; Б - двухконсольнойфермой; 1 - балка; 2 - опора; 3 - шпренгель(тяга); 4 - двухконсольная ферма; 5, 6 - упоры; 7- уголок

Рис. 17. Усиление балок выносными опорами

1 -балка; 2 - опора; 3 - двухконсольные балки; 4- столик выносной опоры (место подклинки); 5 - соединительный стержень

4.52. Усиление двухконсольными балками применяется для устройствавыносных опор в целях уменьшения рабочего пролета балки (см. рис. 17), увеличения длины балки для болеенадежной установки ее на опору и в случае нарушения анкеровки арматуры; впоследнем случае размер выноса устанавливается не менее 40 диаметров рабочейарматуры при стержневой арматуре непериодического профиля и не менее 80диаметров - при арматуре из высокопрочной проволоки.

Рис. 18. Усиление подкрановых балок

А - обоймой изшвеллеров, выносными опорами; Б - обоймой из уголков, шпренгелем(каждое усиление назначается по конкретной необходимости); 1 - опора; 2- балка; 3 - двухконсольная балка; 4- столик выносной опоры; 5 - швеллеры обоймы; 6 -шпренгель; 7 - уголок обоймы с приваренным снизу коротышами уголков длякрепления болтами через отверстия в полке балки; 8 - соединительныйстержень

4.53. Включение в работудвухконсольных кронштейнов производится оттяжкой консолей подвеской к нимнагрузки, по возможности близкой к требуемой по расчету, или домкратом споследующей подклинкой или подчеканкой, после которой нагрузка оттяжкиснимается.

4.54. Все усиления металлическими системами, а также наружными хомутамина опорных участках должны быть включены в совместную работу с усиливаемойбалкой, т.е. предварительно напряжены путем натяжения домкратами, предварительнойнагрузкой, подчеканкой, подклинкой, натяжными болтами или другимиприспособлениями.

4.55. Рекомендуется проверять усилие предварительного напряженияконструкций усиления по прогибам или другим деформациям элементов этихконструкций или усиленных элементов.

4.56. Зазоры между металлическими упорными элементами усилений ибетоном усиляемой конструкции должны подчеканиваться жестким цементнымраствором.

К недостаткам способа усиления металлическими системами следуетотнести их неогнестойкость и неустойчивость к воздействию агрессивных сред, чтотребует в необходимых случаях их соответствующей защиты.

4.57. Усиление подкрановых балок может быть выполнено шпренгелями илидвухконсольными балками (выносными опорами), что обычно бывает связано с повреждениембалок, подверженных ударам и боковым воздействиям (рис. 18).

Усиление верхней полки подкрановых балок, у которых обычно имеютсясквозные вертикальные трещины и разрушения полок вследствие горизонтальных сил,возникающих при продольном перемещении крана, рекомендуется выполнять с помощьюсжима из швеллеров или уголков (рис. 18),увеличивающих в горизонтальной плоскости несущую способность и жесткость балок.

Рис. 19. Усиление (восстановление) крепления подкрановых балок вколонне с приваркой к закладным деталям балки

1 - балка; 2- колонна; 3 - обойма колонны; 4- обойма на сжатом поясе; 5 - стяжные болты; 6 - планка

Рис. 20. Усиление (восстановление) крепления подкрановых балок кколонне с приваркой к обойме (сжиму) на сжатой полке

1 -балка; 2 - колонна; 3 - обойма колонны; 4- закладная деталь; 5 - торцевой лист; 6 - ребро жесткостилицевого листа обоймы на колонне

4.58. Усиление или исправление разрушенных элементов крепленияподкрановых балок к колоннам следует производить с помощью стальных обойм (рис.19), избегая приложения отрывающихусилий к листовой стали граней обоймы, незаанкеренной в бетоне. В случаекрепления к закладным деталям балок (рис. 20) лист обоймы, к которому производится приваркакрепежных накладок, усиливается горизонтальным ребром.

4.59. Расчет усилений балок и их креплений производится на нормативноеусилие поперечного торможения с коэффициентом 1,5 - 2,5 для балок и 2 - 5 - дляих креплений.

Колонны, консоли,фундаменты

4.60. Для усиления колонн применяется несколько типов обойм, которыеотличаются между собой конструктивными особенностями, материалом, производствомработ и эффективностью усиления.

Одним из типов железобетонных обойм являются обоймы с обычнойпродольной и поперечной арматурой (рис. 21,А) без связи обоймы с арматурой усиливаемой колонны. Передбетонированием обоймы необходимо обязательно произвести подготовку поверхностиусиливаемой конструкции (выполнить насечку бетона и промыть его струей воды).Толщина обоймы колонны зависит от степени усиления и обычно не больше 300 мм и неменее 70 - 80 мм (в крайнем случае 50 мм). Класс бетона обоймы принимается поклассу бетона усиливаемой колонны, но не ниже В25.

Площадь продольной арматуры обоймы определяется расчетом, но еедиаметр должен быть не менее 16 мм для сжатых и 12 мм - для растянутых зон.Поперечная арматура принимается диаметром не менее 6 мм и устанавливается сшагом 15 диаметров продольной арматуры, но не более трехкратной толщины обоймыи не более 200 мм. В местах возможной концентрации напряжении шаг хомутовдолжен быть уменьшен вдвое.

При устройстве местной обоймы на поврежденном участке она должнавыходить за его пределы не менее пяти толщин обоймы, не менее ширины большейграни колонны и не менее 400 мм.

4.61. Железобетонные обоймы могут быть выполнены с поперечной арматуройв виде спиральной обмотки из проволочной арматуры (см. рис. 21, Б). При конструировании обойм должнысоблюдаться следующие условия:

спирали в плане должны быть круглыми;

расстояние между витками спирали в осях должно быть не менее 40мм, не более 1/5 диаметра сечения ядра обоймы,охваченного спиралью, и не более 100 мм;

спирали должны охватывать всю рабочую арматуру.

Рис. 21. Усиление колонн железобетонными обоймами

А -армированных спиралью; Б - обычными хомутами; 1 - колонна; 2 - спираль; 3- продольная арматура; 4 - хомуты

Углы усиляемой колонны скалывают отбетона до арматуры, спираль навивают по этим стержням с креплением кдополнительным вертикальным стержням, устанавливаемым около каждой грани колонны.Толщина обоймы определяется диаметром ядра внутри спирали, но принимается неменее 70 мм. Спираль изготовляют из арматуры диаметром не менее 6 мм.

Железобетонные обоймы соспиральной обмоткой обладают повышенной несущей способностью при центральном сжатии.