20.1. Усиление деревянных конструкций

На усиление ДК разрабатывают проект, в основу которого закладывают следующие принципы:

– усиленные ДК должны выполнять свои прежние функции, при невозможности такого усиления решают вопрос о передаче части функций усиляемых конструкций на другие (существующие или новые);

– усиленные ДК по предельным состояниям должны удовлетворять требованиям действующих строительных норм;

– все работы по усилению, ремонту конструкций должны быть экономически обоснованы, выполняться без нарушения технологического режима здания, с максимальной сохранностью существующих конструкций;

– однотипные ДК, с характерными для них дефектами, усиливают единообразными методами с применением вероятностно-статистического подхода.

По назначению методы усиления ДК можно разбить на две группы: 1) временное усиление; 2) стационарное усиление.

По влиянию элементов усиления на последующую схему работы усиляемой конструкции методы усиления также разделяются на две группы: 1) без изменения прежней схемы работы ДК; 2) с ее изменением.

Разработано несколько методов усиления ДК без изменения схемы работы:

1. Установкой дополнительного числа крепежных изделий (болтов, гвоздей, шурупов и т.д.).

2. Установкой дополнительных разгружающих конструкций, работающих самостоятельно.

3. Усилением или заменой дефектного элемента конструкции новым из того же материала, что и конструкция, или из другого (рис. 20.1).

Рис. 20.1. Усиление деревянных балок:

а)– усиление концов брусчатых балок; б)– усиление клеедеревянных

балок; 1– балки; 2– болты; 3 –нижний протез; 4 –верхний протез;

5– гвозди; 6– строительная фанера; 7– перекрестные доски

4. Усилением ДК или элементов протезами, выполненными из древесины или других материалов (полимербетона). Протезами наращивают удаленные из-за повреждения домовыми грибами опорные узлы балок, ферм и т.д. (рис. 20.2).

5. Усилением ДК, содержащих усушечные трещины, клеевыми составами, вводимыми в наклонные отверстия, просверленные на расстоянии до 30 см между ними. Специальной форсункой нагнетают эпоксидный клей.

6. Усилением ДК вклеиванием стальных стержней и болтов для повышения сопротивления сдвигу на участках, расположенных близ опор, ослабленных отверстиями, расслоения клееных ДК по клеевым швам, а также для повышения сопротивления растяжению поперек волокон в зонах прогиба двухскатных гнутоклееных балок (рис. 20.1, б). В пазы прямоугольного сечения вклеивают специальные болты, снабженные резьбой на всю длину стержня. Глубину глухого отверстия принимают на 1 см больше длины вклеиваемого стержня болта. Перед вклеиванием стержень болта обезжиривают промывкой специальными химическими составами, а глухое отверстие очищают от стружки и пыли струей сжатого воздуха. Клеевой состав вводят в глухое отверстие специальным шприце, заполняя его на половину глубины.

Рис. 20.2. Усиление деревянных ферм:

а) – усиление опорных узлов стальными протезами; б) – усиление

нижних поясов стальными тяжами; 1 – пояса фермы; 2 – стальной

протез; 3 – сварка; 4 – болты; 5 –фермы; 6 – стальные тяжи;

7 –стальные траверсы

7. Усилением ДК стяжными болтами и хомутами. Конструкции из неклееной древесины обжимают болтами и хомутами, воспринимающими на себя растягивающие усилия поперек волокон в местах подрезок у опор, где иногда образуются горизонтальные трещины. Расположившиеся по клеевым швам, а также работающие с перенапряжением на растяжение поперек волокон клеевые ДК также усиливают хомутами и болтами (рис. 20.3). Для хомутов не требуется высверливание отверстий, поэтому их использование предпочтительнее.

8. Усилением ДК нашивкой накладок или двойной перекрестной обшивкой досками для уменьшения влияния глубоких усушечных трещин, расслоения по клеевым швам, деформирования. Накладки и обшивки крепят на гвоздях, шурупах и болтах.

Рис. 20.3. Усиление растянутого элемента:

а– дощатными накладками; б– стальными тяжами; 1– элементы;

2 – накладки; 3– болты; 4– тяжи; 5– уголки

В некоторых случаях используют методы усиления ДК, изменяющие схемы их работы. Например, однопролетную балку можно превратить в двухпролетную подведением средней опоры. Трехшарнирная арка может быть превращена в сегментную ферму, а распорная треугольная арка – в двухскатную ферму шпренгельного типа с двумя стойками.

Плоские несущие ДК можно усилить с помощью раскрепления связями, обеспечивающими пространственную устойчивость. При этом изменяется схема работы усиляемых ДК и элементов из их вертикальной плоскости.