5. Усиление стальных конструкций

Усиление металлических конструкций производится, как правило, металлическими же элементами, что позволяет увеличить поперечное сечение элемента без значительного увеличения веса самой конструкции.

Рис. 6.24. Схема усиления стальных элементов путем увеличения площади их сечения

Рис. 6.25. Усиление стальной фермы покрытия затяжками:

1 − усиливаемая стальная ферма; 2 − колонна; 3 − шпренгельная затяжка из арматурной стали; 4 − опорная база затяжки; 5 − промежуточная опора в виде катка (5а), опорной плиты (5б) и ребер жесткости (5в); 6 −стяжная муфта для создания предварительного напряжения в затяжке

Рис. 6.26. Усиление стальной балки:

1 − усиливаемая стальная балка; 2 − стальная колонна; 3 − затяжка из арматурной стали; 4 − опорная база затяжки из пластин, крепящихся к усиливаемой балке сварными швами, и состоящей из ребер жесткости стенки балки (4а) вертикальной фасонки (4б) и ребер жесткости детали (4в); 5 − гайки для создания предварительного натяжения в затяжке (усилие контролируется динамометрическим ключом)

3. Техническое обследование и усиление каменных конструкций

Кладка - упругопластичный, неоднородный материал, состоящий из камня и растворных швов.

При работе кладки передача нагрузки осуществляется неравномерно, вследствие местных неровностей и разнородности материала не одинаковой плотности. Поэтому наряду с основным сжимающим усилием появляются изгибающие и срезывающие усилия.

Разрушение каменной кладки не происходит внезапно. Являясь пластичным материалом, кладка под действием агрессии внешней среды накапливает повреждения и распределяет возникающие дополнительные напряжения в течении длительного времени. Этот процесс сопровождается деформациями и появлением трещин, что способствует падению возникающих напряжений в кладке.

Разрушение каменной кладки обычно начинается с появления опасных трещин различного направления с постепенным увеличением их раскрытия, вплоть до расслоения массива кладки и потери ее устойчивости.

6.3.1.Трещинообразование в каменных конструкциях

Основные причины трещинообразования каменных конструкций:

• механические (статические) повреждения;

• динамические (вибрационные, ударные) воздействия и факторы;

• неблагоприятные температурно-влажностные условия (размораживание, подтопление).

• перегрузка кладки

Разрушение кирпичной кладки при сжатии обычно начинается с появления отдельных вертикальных и косых трещин над и под вертикальными швами, что свидетельствует о сложном напряженном состоянии и кладки, которое характеризуется наличием касательных сил и растягивающих усилий в кладке.

Появление трещин зависит от качества заполнения вертикальных и горизонтальных швов. Пустоты вызывают нарушение монолитности кладки. По той же причине прочность кладки из пустотелых камней снижается на 15-20%

Работа кладки может оцениваться по 4 стадиям работы в соответствии с величиной усилия Р, действующего в кладке (см. рис. 6.27).

Рис. 6.27. Стадии работы кладки:

а - нормативное состояние (P < P_тр);

б - работоспособное состояние (P = P_тр);

в – ограниченно работоспособное состояние

(P_тр < P ≤  P_р);

г - аварийное состояние (P ≥ P_р), при котором конструк-  ция разделяется трещинами на отдельные столбики

и теряет устойчивость.

где	Р	−	усилие, действующее в кладке;
	Ртр	−	усилие начала трещинообразования;
	Рр	−	разрушающее усилие.