58. Способы усиления дефектных конструкций одноэтажных производственных зданий.
59. Способы усиления дефектных конструкций многоэтажных производственных зданий.
При оценке состояния железобетонных конструкций предусматриваются четыре степени их повреждения:
- слабая, не снижающая несущей способности конструкции;
- средняя, снижающая несущую способность;
- сильная, значительно снижающая несущую способность конструкции;
- полная, вызывающая полное разрушение конструкции.
При слабых повреждениях восстановление конструкций следует производить заделкой трещин, раковин, сколов цементно-песчаным раствором или бетоном с заполнителями мелких фракций с использованием поливинилацетатной эмульсии.
Восстановление железобетонных конструкций при средних и сильных повреждениях следует производить усилением конструктивных элементов или заменой отдельных конструкций новыми.
Усиление конструктивных элементов достигается:
- увеличением сечений элементов путем одностороннего или двустороннего наращивания железобетоном;
- устройством железобетонных рубашек или обойм;
- устройством разгружающих конструкций в виде распределительных плит, балок, ферм, а также кронштейнов, выносных опор, предварительно напряженной арматуры, предварительно напряженных металлических распорок, накладных хомутов, предварительно напряженных тяжей и т.п.
Разгружающие конструкции представляют собой отдельные балки, плиты или фермы, подведенные под усиляемую конструкцию и работающие с ней совместно. Для включения разгружающей конструкции в работу применяется подклинка.
Обойма представляет собой конструктивное решение, когда усиливаемый элемент охватывается с четырех сторон железобетоном с установкой продольной рабочей и поперечной (хомутов) арматуры.
Рубашка - когда усиливаемый элемент охватывается с трех сторон железобетоном. Поперечная арматура (хомуты) приваривается в этом случае к существующим хомутам усиливаемой конструкции.
Наращивание сечений - когда дополнительная продольная арматура приваривается к продольной арматуре усиливаемого элемента через коротыши-планки или наклонные стержни - «утки» (с одной или с двух сторон).
Разгружающие кронштейны представляют собой треугольные фермы, устанавливаемые на средних опорах сборных балок покрытия, уменьшающие их пролет и воспринимающие часть поперечной нагрузки.
Выносные опоры представляют собой короткие балки, устанавливаемые на средних опорах сборных балок, уменьшающие их пролет и воспринимающие часть поперечной нагрузки.
Дополнительная предварительно напряженная арматура может быть двух типов: в виде прямолинейных стержней, привариваемых к продольной арматуре усиливаемого ненапряженного элемента, или в виде шпренгельной системы.
Предварительно напряженные металлические распорки представляют собой конструкции из уголков, расположенных вдоль граней по углам, соединенных между собой по периметру припаренными после предварительного напряжения стальными планками из листового металла.
Накладные хомуты представляют собой конструкцию из уголков и хомутов из круглой арматурной стали. Применяются для усиления опорных зон балок и ферм.
Предварительно напряженные тяжи представляют собой конструкцию из уголков и хомутов из круглой арматурной стали, применяемые для усиления консолей колонн.
При выборе способа усиления следует учитывать факторы, определяющие возможность применения того или иного способа усиления в данных условиях с учетом агрессивности среды и пожароопасности производственных помещений, фактора, определяющего возможность выполнения усиления без остановки основного производства или с его остановкой, недопустимости запыленности и сварочных работ во взрывоопасных помещениях, а также уменьшения габаритов помещений в результате усиления.
Плиты покрытий и перекрытий
Усиление плит монолитных железобетонных покрытий и перекрытий производится следующими способами:
Рис. Усиление плит железобетонных монолитных перекрытий
А, Б - бетонированием дополнительной армированной плиты; В - подведением железобетонных поперечных ребер; Г, Д - подведением стальных поперечных ребер; 1 - усиливаемая конструкция; 2 - дополнительная плита; 3 - дополнительное железобетонное поперечное ребро; 4 - дополнительное стальное поперечное ребро; 5 - конструкция опирания поперечного ребра
Рис. 5. Усиление сборных ребристых плит покрытий
А - подвалкой к арматуре дополнительных стержней; Б - уменьшением пролета выносными опорами на двухконсольных подпружных балочках; В - подведением стальных балок, подклиненных к поперечным или продольным ребрам; Г - шпренгелем; 1 - усиливаемая конструкция; 2 - стропильная конструкция; 3, 4 - арматура ребра основная и дополнительная; 5 - подпружные балочки; 6 - стальная балка; 7 - шпренгель; 8, 9 - опорные и подкладочные детали
Рис. 7. Усиление многопустотных плит перекрытий
А - опорных участков; Б - всей плиты с бетонированием по верху дополнительной плиты; В - всей плиты; Г - опирания при сдвиге на средней опоре; Д - опирание при сдвиге на концевой опоре; 1 - усиливаемая конструкция; 2 - опорная конструкция; 3 - арматурные каркасы усиления; 4 - бетон усиления
Рис. 14. Усиление опорных участков балок хомутами
А - с затяжкой гайками; Б - стягиванием ветвей попарно; 1 - балка; 2 - плиты; 3 - хомуты; 4 - стяжные устройства; 5 - гайка; 6 - упорные уголки; 7, 8 - продольные подкладные уголки со стяжками
Рис. 15. Усиление балок перекрытий наращиванием
А - наращивание балки в сжатой зоне; Б - двустороннее наращивание; 1 - усиливаемый элемент; 2 - конструкция усиления
Рис. 16. Усиление балок покрытий подпружными системами
А - шпренгелем; Б - двухконсольной фермой; 1 - балка; 2 - опора; 3 - шпренгель (тяга); 4 - двухконсольная ферма; 5, 6 - упоры; 7 - уголок
Рис. Усиление балок выносными опорами
1 - балка; 2 - опора; 3 - двухконсольные балки; 4 - столик выносной опоры (место подклинки); 5 - соединительный стержень
Колонны, консоли, фундаменты
Для усиления колонн применяется несколько типов обойм, которые отличаются между собой конструктивными особенностями, материалом, производством работ и эффективностью усиления.
Одним из типов железобетонных обойм являются обоймы с обычной продольной и поперечной арматурой (рис.) без связи обоймы с арматурой усиливаемой колонны.
Рис. 21. Усиление колонн железобетонными обоймами
А - армированных спиралью; Б - обычными хомутами; 1 - колонна; 2 - спираль; 3 - продольная арматура; 4 - хомуты
Усиление колонн может производиться односторонним, двусторонним или трехсторонним наращиванием (рубашками) .
Рис. Усиление колонны двусторонним наращиванием
А - на части колонны; Б - по всей длине колонны; 1 - колонна; 2 - старая арматура; 3 - новая арматура; 4 - «утки»; 5, 6 - коротыши
Рис. 23. Усиление колонн стальной обоймой (с преднапряжением, стягиванием ветвей или подклинком)
А - в стадии стягивания ветвей (при преднапряжении); Б - в окончательном виде; В - детали узлов перегиба; 1 - колонна; 2 - балки; 3 - нижнее перекрытие (фундамент); 4 - обойма; 5 - опорные башмаки; 6 - листовые шарниры; 7 - стяжные болты (хомуты)
Способы усиления фундаментов:
1.увеличение размеров поперечного сечения и площади опирания на грунт. Это достигается устройством из монолитного железобетона так называемых рубашек при наращивании поперечного сечения фундамента по плоскости опирания на грунт и двум боковым поверхностям или набетонки - при одностороннем наращивании сечения. В процессе выполнения работ должно быть обеспечено хорошее соединение арматуры и бетона.
2. Устройство буроинъекционных свай, представляющих собой разновидность буронабивных свай. Они имеют сравнительно малый диаметр (50...250 мм)и большую длину (до 45 м). При устройстве таких свай пластичную мелкозернистую бетонную смесь инъецируют под давлением в скважину с предварительно установленной арматурой. После заполнения скважины бетонной смесью устье ее тампонируют и опресссовывают, создавая избыточное давление сжатым воздухом либо растворонасосом.
Рис. Усиление фундаментов
А - с привязкой верха, применяемой до 1958 г.; Б - то же, до настоящего времени; 1 - существующий фундамент; 2 - существующая колонна; 3 - существующая фундаментная балка; 4 - железобетонная рубашка; 5 - арматура железобетонной рубашки
Рис. 28. Усиление ростверка
1 - колонна; 2 - ростверк; 3 - сваи; 4 - сван усиления; 5 - новый ростверк; 6 - арматура нового ростверка
Фермы
Усиление сжатых элементов фермы может выполняться железобетонными обоймами, рубашками и одно- или двусторонними наращиваниями, металлическими обойками, металлическими предварительно напряженными распорками и шпренгельными системами.
Усиление растянутых элементов Усиление опорных и промежуточных узлов