Реферат усиление строительных конструкций

Обновлено: 05.07.2024

Содержание

Причины, вызывающие необходимость усиления металлических конструкций. 2
Оценка состояния металлических конструкций.3
Восстановление и усиление стальных конструкций5
Список литературы20

Прикрепленные файлы: 1 файл

реферат мргунов.docx

  1. Причины, вызывающие необходимость усиления металлических конструкций. 2
  2. Оценка состояния металлических конструкций.3
  3. Восстановление и усиление стальных конструкций5
  4. Список литературы20
  1. Причины, вызывающие необходимость усиления металлических конструкций.

В ряде случаев необходимость местного (реже общего) усиления металлических конструкций диктуется ошибками или дефектами, возникшими на стадии их проектирования, изготовления или монтажа.

К характерным дефектам конструкций, возникшим на стадии их изготовления, относятся использование элементов из стали пониженной по сравнению с проектом марки или меньшего сечения и начальные погнутия стержней. Начальные искривления являются следствием неправильно организованной технологии сборки, сварки и правки сварных и прокатных профилей.

Накопление повреждений и погнутий происходит в процессе погрузочно-разгрузочных работ, при транспортировке или монтаже конструкций. возрастают как число деформированных стержней, так и стрелки их прогибов. В ряде случаев перегрузка конструкций и необходимость их усиления возникают вследствие утяжеления ограждающих конструкций, стяжек, утеплителя и т.п. по сравнению с проектом.

Следующей причиной, вызывающей необходимость усиления металлических конструкций является их физический износ в результате длительной интенсивной или неправильной эксплуатации. В первую очередь износ связан с поражением металла коррозией, резко снижающей несущую способность элементов, узлов или конструкций в целом. Особенно большие объемы работ по усилению корродированных стальных конструкций характерны для предприятий химической промышленности.

Оценка состояния поврежденных стальных конструкций производится на основании визуального, визуально-инструментального обследования, а в необходимых случаях испытанием конструкций, проведением проверочных расчетов и испытанием на прочность образцов металла обследуемых конструкций.

При визуальном обследовании определяются:

  • общий характер повреждений для предварительного определения возможности 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, трещин или надрывов, пробоин);
  • пригодность сварных, болтовых и заклепочных соединений к дальнейшей эксплуатации.

При визуально-инструментальном обследовании с использованием геодезических инструментов и специальных приборов определяют следующие дефекты взаимного 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 по вертикали;
  • стрелы прогиба колонн и ригелей;
  • разности отметок крановых рельсов, нижних поясов подвесных путей;
  • смещения осей кранового рельса с оси подкрановой балки и от прямой;
  • выпучивание стенок сплошных балок.

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

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 загруженных элементов, местные искривления, не снижающие несущей способности конструкции, свидетельствуют о слабой степени повреждения; ремонт в таких случаях можно не делать.

Повреждения, снижающие несущую способность конструкций, но не сопровождающиеся потерей несущей способности основных элементов (разрыв второстепенных элементов по всему сечению или их искривление на большой длине, местные искривления основных элементов и т.д.), свидетельствуют о средней степени повреждения и необходимости ремонта конструкций по месту. Последний выполняется без демонтажа, в необходимых случаях с подведением дополнительных стоек, распорок, упоров и т.д.

Сильная степень повреждения сопровождается полной потерей несущей способности конструкции при эксплуатационных нагрузках:

  • разрушением узлов и соединений, разрывом по всему сечению или искривлением на большой длине основных элементов. при этом необходим ремонт конструкций, как правило, с демонтажем или установкой временных креплений и опор.

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

  1. Восстановление и усиление стальных конструкций

Для конструкций, подвергшихся аварии и пожару, ремонтно-восстановительные работы, как правило, разделяют на два этапа:

  • подъем и общее выправление конструкций;
  • собственно ремонт и усиление элементов.

Работы по каждому из указанных этапов можно осуществлять без разгрузки, с разгрузкой, с частичным или полным демонтажем. Рекомендуется производить восстановление и ремонт по возможности без разгрузки и демонтажа конструкций. К разгрузке следует прибегать лишь в случаях возникновения больших дополнительных напряжений вследствие исключения поврежденных элементов, при отсутствии подъемного оборудования достаточной грузоподъемности и т. д. К частичному или полному демонтажу следует прибегать в случаях тяжелых повреждений, когда элемент проще снять, чем устраивать сложные приспособления для его ремонта на месте.

Восстановление конструкций без демонтажа следует предусматривать с разгрузкой от временных нагрузок и приведением в проектное положение при помощи домкратов, талей, стоек, распорок и т. д. (рис. 1).

Рис.1. Пример выправления фахверка без его демонтажа и разборки кирпичного здания

Следует различать следующие способы усиления стальных конструкций:

  • постановку дополнительных ребер, диафрагм и распорок;
  • увеличение сечения элементов;
  • усиление соединений элементов;
  • подведение новых конструкций и изменение конструктивной схемы;
  • увеличение пространственной жесткости.

При восстановлении конструкций применяют, как правило, сочетание нескольких способов усиления.

При выборе способа усиления следует проанализировать все возможные способы и из нескольких вариантов принять наиболее экономичный. Кроме стоимости строительных работ при усилении необходимо учитывать и потери от остановки производства.

Постановку дополнительных поперечных и продольных ребер жесткости производят в случае недостаточной местной устойчивости стенок балок. Перед приваркой ребер жесткости к существующим балкам последние следует частично разгрузить при помощи временных промежуточных опор с целью уменьшения поперечной силы в ослабленных местах стенки балки.

Жесткость составных колонн увеличивают постановкой дополнительных диафрагм. Для увеличения жесткости нижнего сжатого пояса ригелей рам в углах примыкания ригеля к стойкам устраивают подкосы (распорки), при этом обязателен учет изменения статической схемы рамы при ее расчете.

Способ подведения новых конструкций и введения новых дополнительных элементов для усиления отдельных конструкции рекомендуется применять тогда, когда непосредственное усиление конструкций не представляется возможным, например, подведение дополнительных балок для усиления перекрытия, подведение новых подстропильных ферм вместо удаленных колонн, введение новых дополнительных элементов решетки для усиления стропильных, крановых, мостовых ферм и решетчатых подкрановых балок.

Способ изменения конструктивной схемы рекомендуется применять во всех случаях усиления: неотложно-аварийном, временном, постоянном и перспективном, особенно при усилениях под нагрузкой.

Следует различать приемы усиления:

  • без превращения в новые конструктивные формы (например, увеличением жесткости какой-либо одной колонны в поперечной схеме пролетного сооружения цеха можно достичь необходимого перераспределения усилий во всей конструктивной схеме);
  • с частичным превращением в новые конструктивные формы (например, установка затяжки в раме и защемление концов стоек превращают двухшарнирную раму в такую же конструкцию, но с защемленными опорами и затяжкой);
  • с полным превращением в новые конструктивные формы (подведение шпренгеля к однопролетному ригелю).

Для увеличения пространственной жесткости здания или сооружения рекомендуется использовать следующие приемы:

  • постановку дополнительных или перестановку существующих связей;
  • увеличение жесткости горизонтальных связевых дисков покрытия или перекрытия;
  • использование диафрагм жесткости;
  • включение в пространственную работу каркаса таких элементов, как антресольные площадки, тормозные конструкции подкрановых балок, несущие конструкции под технологическое оборудование и т. п.

Для усиления конструкций рекомендуется использовать следующие приемы их предварительного напряжения:

  • применение предварительно напряженных тяжей, затяжек и оттяжек;
  • предварительное напряжение регулируемыми распорками;
  • регулировку опор путем их принудительного смещения;
  • устройство шпренгелей;
  • электротермический способ;
  • предварительный выгиб и последующую сварку профилей балок.

Соединение элементов стальных конструкций следует предусматривать, как правило, с помощью сварки с учетом мероприятий по подготовке восстанавливаемых конструкций к сварочным работам (зачистка, выравнивание краев разрыва, засверливание трещин или узких длинных отверстий и т. д.).

Не исключается применение болтовых соединений.

Для элементов усиления следует применять сталь того же класса, что и сталь восстанавливаемой конструкции. Тип электродов выбирается в соответствии с классом стали элемента усиления.

Балки и прогоны.

Ремонт (усиление) балок и прогонов следует выполнять при наличии в них следующих повреждений:

  • общие искривления в плоскости большего или меньшего моментов инерции;
  • скручивание;
  • погнутости, трещины, пробоины; надрывы в стенке.

Повреждения могут быть частичными и комбинированными.

При разработке проектов усиления изгибаемых элементов следует учитывать следующие требования:

Условно виды усиления делятся на традиционные способы и нетрадиционные (современные). В обоих случаях изначально проводят анализ всей конструкции, выделяя наиболее слабые зоны. Они могут быть сжаты, растянуты, подвержены крутящему моменту и прочее. Это помогает выбрать определенный тип усиления конструкции наиболее эффективно.

В местах сжатия производят наращивание конструкции путем увеличения площади поперечного сечения конструкции. В этой зоне дополнительно монтируется арматура, обойма или рубашка. Это способствует ослаблению нагрузок на ослабленное место здания или сооружения.

При растяжении конструкции в подготовленном месте устанавливается дополнительная арматура, которая впоследствии бетонируется. Как альтернатива этому способу – установка добавочного листа стройматериала в паз растяжения.

Чтобы защитить здание от крутящего момента, увеличивают площадь арматуры по всем ее направлениям, устанавливают обоймы, гильзы или замкнутые поперечные арматуры.

Если конструкция имеет 2 и более ослабленных зон, проект по усилению может содержать несколько различных видов работ.

Все эти методы хороши своей экономностью. Тем не менее, процесс усиления конструкции традиционными способами занимает слишком много времени.




2. Усиление несущих конструкций

Прочность, надежность и устойчивость любой конструкции обеспечивается за счет несущих конструкций, подразделяющихся на вертикальные и горизонтальные. Под действием определенных условий: эксплуатация, окружающей среды все конструкции через определенное время начинают разрушаться. Усиление конструкций здания применяется также в случаях реконструкции или технического перевооружения определенного помещения.

Выполнение работ по усилению несущих конструкций может оказаться необходимым не только старым зданиям, но и новым постройкам. Потребность в усилении новых зданий может возникать чаще всего вследствие допущения ошибок в процессе выполнения строительно-монтажных работ. Старым зданиям усиление становится необходимо при чрезмерном возрастании нагрузки на несущие элементы по причине увеличенной скорости старения отдельных элементов либо при изменении стабильности грунта под ними.

2.1 Усиление металлических конструкций


  • повышение жесткости и увеличение площади нагружаемого сечения;

  • усиление работающих на сжатие стоек;

  • использование предварительно напряженных элементов.

В железобетонных конструкциях усилению подлежат фундаменты, перекрытия, ригели, колонны, балки. Железобетонные фермы и балки при необходимости заменяются на новые. Перед производством данных работ производятся специализированные подготовительные операции.

2.3 Усиление конструкций из дерева

Выбор способа усиления деревянных конструкций происходит в зависимости от вида имеющегося повреждения. Для всех повреждений основное первоначальное действие – разгрузка конструкции.

Работы по усилению несущих конструкций требуют наиболее высокой квалификации рабочих, а также более тщательного контроля качества производимых работ по сравнению с обычными строительно-монтажными работами.


Определенный способ выбирается после проведения экспертизы объекта и составления проекта. Проект должен составляться специализированной организацией.

Рис. 3 Укрепление деревянных конструкций.

    1. Усиление конструкций углеволокном

    • быстрый монтаж;

    • практичность;

    • простота в установке;

    • возможность усиления в труднодоступных местах конструкции;

    • универсальность в применении к различным строительным материалам.

    1. Усиление железобетонной конструкции – здесь применимы 2 способа. Первый предполагает применение “бандажа” из углеволокна, который создает эффект обоймы. Во втором случае холст используется в качестве дополнительной арматуры вдоль ослабленной зоны.

    2. Металлические конструкции подвергаются очистке перед усилением. Здесь важно монтировать углеволокно симметрично центру тяжести поперечного сечения арматуры. Это даст наиболее эффективный результат усиления.

    3. Усиление углеволокном идеально подходит в каменных конструкциях. Традиционный метод предполагает сверление, чеканку и прочее механическое воздействие на конструкцию. Углеродные пластины не портят внешний вид сооружения, что очень важно в некоторых отдельных случаях.

    4. Деревянные конструкции наиболее восприимчивы к внешнему воздействию. С помощью углеволокна можно легко и незаметно усилить сооружение и и добавить несколько десятков лет к его амортизационному сроку.

    3.2 Усиление сооружений металлоконструкциями

    При проведении усиления зданий и сооружений зачастую используют металлоконструкции . Наибольший эффект дает демонтаж старых металлических конструкций с заменой на новые. Если по каким-либо объективным причинам это нецелесообразно или невозможно применятся установка дополнительных металлических конструкций. В основном данный метод применим для усиления ферм мостов, кранов, строительных ферм, фундаментов, балок, ригелей.

    Необходимость в использовании металлоконструкций возникает при изменении эксплуатации объекта, его перепланировке. Может потребоваться проведение усиления этим способом при выявлении ошибок проектирования, строительства, проведении сварочных работ, деформации или износа конструктивных элементов сооружения в следствии агрессивных условий или ударных нагрузок.


    • Материал благодаря однородной структуре обладает одинаковыми свойствами по всем направлениям, что делает его надежным и прочным;

    • Металлоконструкции непроницаемы для газа и жидкостей;

    • Металлические конструкции изготавливаются при минимальном ручном труде, а значит обладают наиболее точными размерами и характеристиками;

    • Реконструкция и ремонт подобных конструкций проводится при помощи простого проведения сварочных работ.

    При проведении усиления сооружений металлоконструкциями основным методом является приварка усиливающих элементов, а также изменение конструктивной схемы конструкции из металла. При этом могут устанавливаться дополнительные ребра и связи. Это увеличивает жесткость конструкции. Также проводится ввод шпренгельных элементов, установка подкосов, которые уменьшают пролеты среди элементов сооружения. При этом проведение работ по усилению металлоконструкциями невозможно без предварительного разработанного и утвержденного проекта.


    1. При усилении кладки здания кирпичом ее заключают в металлическую обойму. Таким образом кладка начинает работать в условиях всестороннего сжатия.

    2. Для реконструкции каркаса несущих конструкций здания производится снижение уровня нагрузки на стены. Происходит это путем наращивания металлического каркаса. Иногда целесообразно пристроить новую кладку вдоль старой стены при помощи анкерных болтов.

    3. Усиление фундамента проводится путем наращивания дополнительных металлоконструкций для снижения нагрузки на него, заключение его в металлическую обойму для усиления кладки и работы в условиях всестороннего сжатия.

    Важно при проведении работ по усилению металлоконструкциями позаботится об огнеупорных покрытиях. Металл не относится к горючим материалам, однако, при высоких температурах его эксплуатационные характеристики значительно изменяются, вплоть до полной потери эксплуатационных возможностей.

    При дополнительной нагрузке на стропильные фермы и балки часто возникает необходимость усиления конструкций в целом или их отдельных элементов и узлов.
    Эффективным и достаточно простым способом усиления являются предварительно напряженные шарнирно-стержневые цепи, располагаемые в пределах высоты ферм (при наличии мостовых кранов) или ниже конструкции (рис.1).
    При больших пролетах или значительном увеличении нагрузки шарнирно-стержневые цепи усиления располагаются в двух уровнях.


    Рис.1 Усиление ферм шарнирно-стержневыми цепями:
    а—одноярусное в пределах высоты ферм
    б—тоже, двухъярусное
    в—одно ярусное ниже пояса фермы

    Усиление состоит из двух одинаковых цепей по обе стороны от конструкции, анкерных устройств в верхней зоне на опорах, подвесок из круглой стали или стоек из профильного металла, расположенных в местах перегиба ветвей цепей.

    Ветви обычно выполняют из уголков, вертикальные полки которых подрезают в местах изгиба цепей, а также из арматурных стержней диаметром до 36 мм или канатов из высокопрочной проволоки. Анкеры изготовляют из листовой или профильной стали.
    Арматуру элементов усиления принимают классов A-I, A-II, A-III, К7, К.19, металлические конструкции — из сталей ВСтЗсп, ВСтЗпс и ВСтЗкп. Шарнирно-стержневые цепи разгружают усиливаемые элементы, создавая анти нагрузку, приложенную в заранее намеченных точках, которые определяются очертанием цепей.
    Величина разгрузочных реактивных сил задается расчетом и достигается путем предварительного напряжения статически определимой шарнирно-стержневой цепи.
    Очертание цепи принимают с таким расчетом, чтобы тангенсы углов наклона отдельных звеньев, начиная от середины, относились между собой как 1:3:5 и т. д.
    Это обеспечивает примерно одинаковую величину реактивных сил в стойках и подвесках, при этом основное натяжение можно производить в месте расположения центральной стойки (подвески).
    Величину усилия предварительного напряжения цепи определяют расчетом.

    Предварительное напряжение шарнирно-стержневой системы осуществляют путем закручивания гаек динамометрическим ключом, домкратом с оттарированным манометром или штучными грузами.

    Усиление сжатых поясов ферм производят путем установки металлических обойм из листового или профильного металла.
    Усиление нижнего пояса осуществляют предварительно напряженными затяжками (рис.2 и 3).
    Опорные части анкерных устройств затяжек выполняют из пластин толщиной 10-24 мм, подкрепленных ребрами. Для включения затяжек в работу ферм в них необходимо создавать предварительноенапряжениепорядка15-20МПа.
    Анкерные устройства должны плотно прилегать к опорным частям ферм, для чего в некоторых случаях между опорными плитами и бетоном выполняют слой цементного растворамарки25.
    Растянутые раскосы фермы усиливают предварительно напряженными затяжками, крепление которых к узлам фермы осуществляют путем приварки к фасонным деталям или опорным уголкам (рис.5).
    Концевые участки затяжек снабжают коротышами с резьбой, причем диаметр коротышей долженпревышатьдиаметрзатяжкаминеменеечемна4мм.
    Металлические обоймы сжатых элементов ферм включаются в работу за счет распорных сил, возникающих при приложении к ферме дополнительной нагрузки.
    При необходимости разгрузки сжатых элементов ферм выполняют предварительно напряженные односторонние или двусторонние распорки. Распорки упираются в специальные обоймы из листовой стали, устанавливаемые в узлах фермы.






    Рис.2 Усиление нижнего пояса ферм затяжками из уголков:
    1—усиливаемая ферма
    2—затяжка из уголков
    3—торцевой упор
    4—пазуха, заполняемая бетоном
    5—хомут-упор
    6—распорный винт
    7—ребро жесткости, привариваемое после распирания затяжки
    8—Соковой лист торцевого упора


    Рис.3 Усиление нижнего пояса стропильной фермы затяжками из швеллеров:
    1—усиливаемая ферма
    2—боковые предварительно напряженные затяжки;
    3—торцевой упор
    4—пазуха, заполняемая бетоном
    5—вертикальный держатель по торцам ферм
    6—тоже, в середине пролета
    7—хомут из листовой стали
    8—распорный винт упора
    9-- квадратный элемент с нарезкой для винта


    Рис.4 Усиления элементов решетки и узлов фермы:
    1—усиливаемая ферма
    2—металлический тяж
    3—элементы усиления
    4—хомуты
    5—уголки- фиксаторы
    6—предварительно напряженные стойки
    7—уголки обоймы
    8—планки обоймы
    9—хомуты обоймы

    Усиление узлов фермы осуществляется металлическими предварительно напряженными хомутами, обоймами из листовой стали или железобетона (рис.5)

    В связи с тем что в процессе усиления конструкция теряет свое стабильное состояние и ее несущая способность может существенно снизиться, необходимо обеспечить надежную страховку путем устройства специальных подпорок.
    Подпорки устанавливают в узлах ферм или в любом месте нижнего пояса балок с обязательным раскреплением их в обоих направлениях.
    Для включения подпорок в работу применяют клинья или выдвижные винты.
    Для усиления стропильных балок рекомендуются шпренгельные предварительно напряженные затяжки из уголков или двутавра и уголков.
    Предварительное напряжение необходимо для надежного включения шпренгеля в работу балки. Шпренгельная затяжка включает два боковых уголка, которые крепятся к анкерным коробкам, устанавливаемым на цементном растворе по торцам балки (рис. 6).
    Предварительное напряжение шпренгеля осуществляется путем взаимного стягивания горизонтальных уголков нижнего пояса с помощью специальных болтов.
    Чтобы избежать размолкования полок уголков, затяжку болтов необходимо производить одновременно.

    Рис. 5. Усиление нижнего пояса и узлов стропильной фермы: 1 — усиливаемая конструкция; 2 — горизонтальные тяжи; 3 — хомуты усиления; 4 — планки-фиксаторы; 5 —торцевой хомут; 6 —обетонированный узел



    Рис. 6 Усиление стропильной балки предварительно напряженным шпренгелем из уголков:
    а — общий вид усиления б — предварительное напряжение шпренгеля с помощью натяжного винта в—тоже, с помощью домкрата

    1---усиливаемый элемент
    2---наклонный тяж
    3—уголок нижнего пояса
    4—компенсирующие накладки
    5—монтажные подвески
    6—горизонтальный тяж шпренгеля
    7—распорная планка
    8—боковой лист анкерной коробки
    9—прижимное ребро анкерной коробки
    10—сварной шов
    11—упорный торцевой лист
    12—соединительная планка
    13—соединительные болты
    14—упор из отрезка швеллера
    15—ребро жесткости
    16—круглый коротыш упора
    17—гайка
    18—стяжной болт
    19—сварная сетка
    20—натяжной винт-упор
    21—квадратный элемент с нарезкой
    22—цементно-песчаный раствор
    23—накладки-упоры
    24—подвесная конструкция для установки домкрата
    25—домкрат(гидравлический)

    Нижняя горизонтальная часть шпренгеля может быть выполнена из двутавра или швеллера.
    В этом случае предварительное напряжение шпренгеля осуществляется путем оттягивания двутавра от балки с помощью натяжных винтов, причем сначала одновременно затягиваются винты в местах перегиба тяжей,а затем—средний болт.
    После затяжки болты приваривают к нижнему поясу шпренгеля для исключения их раскручивания.
    После выполнения усиления все металлические детали окрашивают защитным лаком или эмалью.
    При необходимости усиления только нижнего пояса стропильных ферм осуществляют установку горизонтальных предварительно напряженных затяжек из швеллеров с боков нижнего пояса.

    Предварительное напряжение затяжек для включения их в совместную работу с фермой выполняют путем отжатия швеллеров от нижнего пояса. Достигается это тем, что в отдельных местах швеллеры связываются между собой, а между стяжками — распираются распорными винтами. Пространство между тяжами и бетоном нижнего пояса заполняется мелкозернистым бетоном.

    Эффективное включение затяжек в работу обеспечивается при напряжениях 70-100 МПа.
    После завинчивания распорных винтов их приваривают к затяжкам и осуществляют антикоррозионную защиту металлоконструкций усиления перхлорвиниловым лаком или эмалями.
    Вместо швеллеров в качестве затяжек могут быть применены уголки по два с каждой боковой стороны нижнего пояса.
    Этот вариант имеет ряд конструктивных преимуществ (достаточная длина сварных швов в местах крепления затяжки к торцевым упорам, более выгодное расположение уголков по высоте, что позволяет соединить их планками снизу и сверху и т.п.), а также позволяет более экономично подбирать сечение тяжей.

    Если необходимо незначительно увеличить несущую способность стропильных балок и ферм, достаточно выполнить усиление нижнего пояса горизонтальными затяжками из стержневой арматурной стали (рис. 7). Предварительное напряжение затяжек осуществляется механическим способом с помощью взаимного стягивания двух стержней затяжки, динамометрическим ключом с помощью стяжных муфт или путем их электро разогрева с одновременным завинчиванием гаек на торцах.


    Рис. 7 Усиление нижнего пояса стропильной балки горизонтальной предварительно напряженной затяжкой:
    1—усиливаемая балка
    2—тяжи горизонтальной затяжки
    3—держатели тяжей
    4—торцевой упор
    5—нижний лист упора
    6—боковые листы

    Конструктивное решение усиливающего устройства должно обеспечить надежный контроль усилия натяжения в арматуре. Проще всего это решается с помощью динамометров, а в случае невозможности их использования — специальными приборами. Эффективность применения того или иного прибора зависит от диаметра и вида напряженной арматуры, расстояния между стержнями и точками закрепления, усилия натяжения арматуры и паспортной погрешности прибора.
    При расстоянии между стержнями усиления 20 мм и более рекомендуется механический прибор;
    Для усиления применяют любую арматуру, рекомендуемую СНиП для предварительно напряженных конструкций. При выборе дополнительной арматуры необходимо учитывать условия выполнения работ по усилению (например, необходимость выполнения сварных работ), а также условия эксплуатации (агрессивность среды, температурный режим и т. п.).

    Технология усиления узла опирания стропильной конструкции.

    Исходные данные :

    1 – смещённая стропильная конструкция
    2 – колонна
    3 – опорный столик из швеллера
    4 – лист опорного столика
    5 – рёбра жёсткости
    6 – анкерный уголок
    7 – стягивающие болты
    8 – срубленный защитный слой бетона с оголённой рабочей арматурой
    9 – пластины – клинья для включения столика в работу


    Технология усиления узла опирания стропильной конструкции на опорный столик из швеллера

    Общее описание метода :

    В данном методе показана конструкция опорного столика, устанавливаемого на колонне. В этом случае наиболее удобно прикреплять непосредственно к колонне отрезок швеллера, на котором монтируют опорный столик. Такое решение создаёт достаточно жёсткую основу опорного столика. Для крепления швеллера на лицевой грани колонны в бетонном защитном слое прибивается борозда до оголения рабочей арматуры колонны. После чего борозда заполняется цементно-песчаным раствором состава 1:3 и в него вставляется отрезок швеллера, выдавливающий излишний раствор. Швеллер плотно подгоняется в борозде до соприкосновения с крайними угловыми стержнями арматуры колонны, к которым он приваривается вертикальными угловыми швами. Таким образом, установленный и приваренный отрезок швеллера создаёт прочную и удобную основу для устройства непосредственно на нём опорного столика, выполняемого из листовой стали на сварке в виде горизонтального лицевого листа, усиленного рёбрами жёсткости. Чтобы передать колонне отрывающие горизонтальные усилия от опорного столика, приходящиеся на его основу, необходимо приварить к швеллеру скрепляющие болты, располагаемые с обеих боковых сторон колон, которыми обрезок швеллера притягивается к заданному анкеру (прижимному) листу, передающему эти усилия на колонну, способную их воспринять.

    Этот дефект образуется при недостаточной площади опирания стропильной конструкции на оголовок железобетонной колонны, при не выполнении условий расчёта на смятие бетона оголовка колонны и опорной части стропильной конструкции. Недостаточная площадь опирания является следствием:
    - несоблюдения геометрических размеров конструкций при изготовлении;
    - неточностей монтажа конструкции (неправильная разбивка осей здания);
    - перемещения оголовка колонны по горизонтали от динамических нагрузок (торможение тележки мостового крана), поворотов и кренов фундамента (неравномерная осадка грунта под подошвой фундамента, просадка грунта).

    Детальное описание способа усиления

    В первую очередь выполняются работы по демонтажу и снятию защитного слоя бетона. Затем нужно обработать арматуру перед началом приварки опорного столика из швеллера, после обработки арматуры привариваем опорный столик из швеллера. Затем сварщик приваривает рёбра жёсткости к швеллеру. В последующем с обратной стороны колонны прикладывается анкерный уголок фиксируемый стягивающими болтами, которые привариваются к опорному столику. В дальнейшем осуществляем монтаж пластины или клина между стропильной конструкцией и опорным столиком. Завершающим этапом усиления является бетонирование колонны т.е воссоздание прежнего защитного слоя арматуры

    Перечень выполняемых операций.

    а) снятие защитного слоя бетона
    б) подготовка оголённой арматуры к сварочным работам
    в) приварка опорного столика из швеллера к оголённой арматуре
    г) приварка рёбер жесткости к швеллеру
    д) установка анкерного уголка стягивающими болтами
    е) установка пластины между стропильной конструкцией и опорным столи-ком
    ж) бетонирование рабочей арматуры

    Часть №2 Оценка экспериментальных исследований направленных на повышение эффективности материалов и строительных конструкций применяемых при реконструкции.

    Динамично развивающееся строительство в России диктует необходимость применения новых современных материалов и технологий, способных продлить срок службы готовых сооружений и снизить затраты на их ремонт.

    Применение кремнийорганических гидрофобизаторов – один из самых эффективных способов защиты пористых минеральных поверхностей (кирпичной кладки, бетона, природного камня, гипса и др.) от разрушительного действия воды и других атмосферных факторов.

    Кремнийорганические гидрофобизаторы имеют ряд преимуществ по сравнению с распространенными пленочными покрытиями (красками, лаками, эмалями) – обладают высокой проникающей способностью, при высыхании не образуют поверхностной корки, не препятствуют испарению влаги из материала, сохраняют цвет и фактуру поверхности, безвредны и экономичны.

    - для защиты зданий и сооружений из бетона, керамического и силикатного кирпича, природного и искусственного камня и других минеральных пористых материалов.

    - в производстве кирпича, черепицы, строительных материалов на основе цемента, глины и гипса (пазо-гребневых, гипсокартонных и гипсо-волокнистых плит);

    - при реставрации старых зданий и памятников архитектуры, при проведении ремонтных работ.

    Защита готовых зданий и конструкций от атмосферных воздействий, промышленных загрязнений, химической эрозии обеспечивается поверхностной обработкой растворами кремнийорганических гидрофобизаторов, которые могут применяться как самостоятельно, так и в виде подслоя перед нанесением фасадных (кремнийорганических или любых других) красок и эмалей.

    Поверхностная обработка кремнийорганическими гидрофобизаторами позволяет сохранить внешний вид фасада в течение 10-15 лет , повысить долговечность зданий, снизить затраты на ремонт и реставрацию. В зависимости от природы поверхности и условий обработки выбирается тип гидрофобизатора:

    Гост

    ГОСТ

    Обследование зданий и сооружений позволяет точно оценить состояние конструкций и сделать вывод о необходимости усиления тех или иных конструктивных элементов здания. Далее рассмотрим, как проводится обследование и каким образом выполняют усиление строительных конструкций.

    Обследование зданий и сооружений перед усилением конструкций

    Решение об усилении конструкций не может приниматься без проведения соответствующего обследования, поскольку любое изменение в расчетной схеме здания может отразиться на других элементах.

    Причины необходимости усиления конструкций могут быть разные:

    • осуществляется перепланировка или реконструкция объекта;
    • ошибки при проектировании или строительстве;
    • разрушение конструкции из-за воздействия воды или огня, агрессивных сред;
    • увеличение нагрузок или изменение режима эксплуатации.

    Проект усиления готовится на основании данных обследования, чертежей объекта, результатов гидрогеологических изысканий, сроков эксплуатации.

    Используют несколько методов усиления конструкций: традиционные, комбинированные и инновационные, которые направлены на повышение несущей способности элемента, либо на создание дополнительных элементов, принимающих часть нагрузки на себя.

    Усиление – это комплекс мероприятий по повышению несущей способности, жесткости и трещиностойкости строительных конструкций.

    Рисунок 1. Пример усиления железобетонной колонны металлической обоймой. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

    Готовые работы на аналогичную тему

    Усиление строительных конструкций

    Рассмотрим, как проводится усиление различных конструктивных элементов:

    • усиление фундаментов может включать мероприятия по частичной замене кладки, упрочнению каменной кладки цементом, возведению железобетонной рубашки, упрочнению клеевыми соединениями, расширению опорной площади фундамента или его углублению;
    • усиление металлических конструкций выполняют путем повышения жесткости и увеличения площади нагружаемого сечения, усиления работающих на сжатие стоек;
    • усиление колонн проводят с помощью железобетонной обоймы, одностороннего или двустороннего наращивания сечения, металлической обоймы, предварительно напряженных распорок;
    • усиление перекрытий выполняют с помощью упрочняющего бетонирования или торкретирования (бетон наносят под давлением), изнаночного каркаса; укрепляют углекомпозитом или с помощью специальных анкеров Hilti;
    • усиление кирпичных столбов производят с помощью металлической, армированной штукатурной или железобетонной обоймы;
    • при усилении несущих стен также применяют стальную обойму, трещины герметизируют, заполняя эластичным материалом;
    • упрочнение плиты цоколя производят с применением специальных болтов и обойм;
    • упрочнение железобетонных элементов производят карбоновым волокном, кевларом.

    Все решения по усилению конструкций приводятся в проекте вместе с расчетами и обоснованием. Усиление может быть направлено как на саму конструкцию, так и на близлежащие элементы. Чаще всего применяют наращивание сечений, толщины конструкции для повышения несущей способности, проектируют дополнительные разгружающие балки и опоры и используют дополнительное армирование.

    Усиливаться могут любые конструкции - металлические, деревянные, железобетонные. Как правило усиление должно быть более экономически эффективным, чем замена. Также в ряде случае усиление проводится без остановки производства, режим эксплуатации помещения не меняется.

    Работы, связанные с усилением, относятся к процессам повышенной сложности и должны выполняться специализированной бригадой с соблюдением техники безопасности и согласно инструкциям. При проектировании работ должны быть учтены стесненные условия, специфические условия монтажа и ограниченное пространство для работы.

    К самым сложным работам по усилению относятся мероприятия, связанные с упрочнением балок, ригелей и фундаментов.

    Разработка проекта усиления конструкция выполняется для улучшения несущих характеристик и продления срока службы всего здания или сооружения. Результаты длительного износа, многолетней эксплуатации, воздействие внешних факторов может быть нивелировано комплексом мероприятий. Деформация отдельных элементов, трещины и сколы, оголение арматуры – все это признаки физического износа конструкций, который без должного ухода может стать причиной потери несущей способности элемента. Своевременное усиление конструкций позволяет продлить срок службы здания, при этом его функциональное наполнение может быть изменено или остаться прежним.

    Читайте также: