5. Усиление строительных конструкций. Усиление конструкций
5. Усиление строительных конструкций
5.1. Факторы, вызывающие необходимость усиления конструкций
Под усилением строительных конструкций подразумеваются мероприятия, способствующие повышению несущей способности, жесткости, трещиностойкости и других физических качеств строительной конструкции. Необходимость усиления строительных конструкций вызывают следующие основные факторы:
надстройка и пристройка зданий; изменение габаритов помещений, пролетов, высот, шага колонн; устройство больших проемов и т. д.;
потеря эксплуатационных свойств конструкций вследствие физического износа при значительных сроках эксплуатации, агрессивности среды и других неблагоприятных для работы конструкций условий;
замена физически и морально устаревших ограждающих конструкций; улучшение гидро-, тепло-, звуко- и других видов изоляции;
увеличение расчетных нагрузок, вызванное модернизацией технологии или изменением назначения помещений зданий;
ошибки при проектировании, изготовлении, монтаже и эксплуатации, снизившие несущую способность конструкций;
изменение расчетной схемы и условий эксплуатации по сравнению с проектными, вызванное большими остаточными деформациями при нагреве, осадках грунтов и т. д.;
улучшение освещенности, аэрации, снижение уровня шума, вибрации и т. д.;
выявление неблагоприятных качеств материала эксплуатируемых конструкций;
9) особые условия: землетрясения, тайфуны, взрывы и т. д.
При разработке проекта по усилению конструкций сталкиваются с трудностями, которых нет при новом строительстве.
Во-первых, еще недостаточно разработана инструктивно-нормативная литература по усилению конструкций, слабо освещены вопросы расчета, конструирования, технологии выполнения и т. д.
Во-вторых, усиливать приходится конструкции, изготовленные ранее, механические свойства и типоразмеры их могут отличаться от применяемых в период усиления.
82
В-третьих, следует учитывать стесненность выполнения работ при реконструкции, необходимость как можно меньших остановок основного производства, устройства подстраховочных лесов, согласования графикаработ и т. д.
В-четвертых, при выполнении работ необходим специальный набор механизмов, инструментов, приспособлений, особые технологическиеприемы и т. д.
В-пятых, вопросы обеспечения безопасного ведения работ длястроителей и эксплуатационников должны быть четко проработаны.
5.2. Основные способы усиления конструкций
Несмотря на многообразие строительных конструкций, существуют общие для них приемы усиления, которые могут быть применены для различных видов конструкций [20—30, 34—40]. Основными способами усиления конструкций являются:
увеличение сечения элементов и их соединений за счет присоединения к ним новых элементов;
введение дополнительных элементов (связей, ребер, диафрагм и т. д.), уменьшающих расчетные длины несущих элементов конструкций и повышающих их устойчивость;
разгрузка конструкций за счет замены тяжелых плит или утепли теля на легкие; установка ограничителей, изменяющих расположения колес двух кранов, снижение их грузоподъемности; снятие части тяжелого оборудования; создание разгружающих консолей;
изменение схемы передачи нагрузки с помощью дополнительных распределительных устройств, в том числе автоматических, при управлении работой конструкции;
изменение закрепления концов стержней, например, шарнирного на жесткое, превращение однопролетных систем в многопролетные и т. д.;
6) устройство дублирующих элементов;
7) введение затяжек, шпренгелей, тяжей с созданием предвари тельного напряжения в конструкциях;
применение распорных устройств, снижающих расчетное усилие в сечениях элементов, а также подкосов, оттяжек, расчалок;
включение в совместную работу соприкасающихся элементов, например плит с балками или фермами, и т. д.;
83
регулирование высотой (осадками) опор в статически неопределимых системах;
превращение рам и арок в фермы или ферм в распорные системы;
завальцовка или вклеивание растянутой проволоки;
упругий выгиб отдельных частей с последующим их соединением;
введение дополнительных элементов или конструкций, обеспечивающих пространственную работу покрытия или всего каркаса;
изменение свойств материала, например, упрочнение грунтов, древесины и т. д.;
16) замена дефектных частей протезами или новыми элементами. Приведенный перечень не является законченным, т. к. возникают
все новые способы усиления или их усовершенствования. Особенно широко применяются способы усиления, основанные на предварительном натяжении с помощью затяжек и шпренгелей. Передаваемые затяжками и стойками шпренгеля реакции на конструкцию вызывают в ней снижение напряжения в момент усиления или ее разгрузку. При этом можно добиться нетолько полной разгрузки наиболее опасных сечений в конструкции, но и создания напряжений обратного знака, вплоть до величины, равной расчетному сопротивлению. Таким образом, общий прирост напряжений превысит величину расчетного сопротивления. Такого эффекта нельзя получитьпри изготовлении предварительно напряженных новых конструкций.
Ниже представлены примеры применения различных способов усиления эксплуатируемых конструкций, том числе предложенных нами, как с использованием преднапряжения, так и без преднапряжения.
5.3. Увеличение сечения элементов и их соединений
Все элементы конструкции из любого материала могут быть усилены присоединением дополнительных элементов или наращиванием сварных швов и других видов соединений.
К стержням металлических конструкций (колонн, балок, ферм и др.) при усилении с помощью сварки или болтов (заклепок) дополнительноприсоединяют элементы усиления из различных профилей: полос, уголков, швеллеров, двутавров, арматуры и т. д. (рис. 5.1). Аналогично этим схемам было проведено усиление некоторых раскосов ферм пространственногопокрытия Центрального рынка в г. Волгограде. Усиление узловых соединений возможно увеличением габаритов фасонок и длины дополнительных
84
сварных швов. При присоединении новых элементов сечения необходимо предусмотреть такие меры, чтобы конструкция, находящаяся под нагрузкой, не получила от разогрева металла во время сварки дополнительных деформаций или не произошло потери ее несущей способности. Сварку производят при напряжениях в сечениях менее0,7R. Осуществляют ее поэтапно, за несколько приемов. Например, приваривают шов длиной 20 мм, затем его охлаждают, снова накладывают шов 20 мм и т. д. В каждом конкретном случае должна быть разработана технология присоединения элементов усиления к существующей конструкции и отражена в технических указаниях на чертежах.
В железобетонных конструкциях этот прием усиления также широко применяется. Балки, колонны и другие конструкции могут быть усилены наращиванием бетона в сжатой зоне и присоединением дополнительной арматуры и защитного слоя бетона в растянутой зоне (рис. 5.2). Перед набетонкой существующие бетонные поверхности очищают и обрабатывают для обеспечения схватывания нового слоя бетона со старым. Армируют
85
новый слой бетона сеткой, которую прикрепляют дюбелями или анкерами к старому бетону.
После предварительной очистки участков арматуры длиной 50— 100 мм с шагом 300—500 мм от защитного слоя бетона к существующей арматуре приваривают через прокладки (из коротышей арматуры) новую арматуру, которую в дальнейшем защищают новым слоем мелкозернистого бетона по сетке.
В пустотелых железобетонных панелях (рис. 5.2, в) можно пробитьщели в пустоты и завести туда дополнительно каркасы, забетонировать их с набетонкой по сетке сверху плиты. Таким образом, можно увеличить все сечение железобетонной конструкции — растянутую и сжатую зоны.
86
В деревянных и пластмассовых конструкциях присоединяют на клею, нагелях (гвоздях, шурупах, болтах и т. д.) элементы усиления в виде досок, пластин, листов фанеры, ДВП и т. д. (рис. 5.3). Часто усиливают деревянные конструкции металлическими профилями: полосами, уголками, швеллерами и т. д. Вклеивают в пропиленные борозды арматуру, иногда, предварительно растянутую.
Каменные и бетонные конструкции: стены, столбы, фундаменты наращивают присоединением к ним новых элементов в виде кирпичных пилястр, дополнительных стен из кирпича, бетона или железобетона (рис. 5.4а, 6).
Например, кирпичная стена одноэтажной части корпуса А Волгоградского инженерно-строительного института усилена с внутренней стороны железобетонной стенкой толщиной 10 см, связанной анкерами со старой стенкой и опирающейся на усиленные фундаменты.
Фундаменты наращивают с нескольких сторон или с частичным подведением под существующие фундаменты. При этом необходимо распределить нагрузку от вышележащих конструкций на дополнительные части фундамента, либо непосредственно от новых стен или стоек на фундаменты, либо через поперечные распределительные траверсы — балки, пропущенные через стены поверх фундаментов (рис. 5.2,д).
Кирпичные и бетонные столбы и простенки можно усиливать обоймой из железобетона или цементного раствора по сеткам, а также из металлических уголков, объединенных планками (рис. 5.4в, г, д). Металлические уголки могут выполняться изогнутыми и при установке стягиваться поперечными болтами с передачей распора на нижележащие и вышележащие конструкции, что обеспечивает их включение в работу и разгрузкуусиливаемых столбов.
Целесообразно элементы усиления выполнять предварительно напряженными инвентарными затяжками, которые после прикрепления элементов усиления снимают с конструкции. В этом случае, снимая затяжки, создают эффект разгрузки усиливаемой конструкции за счет загрузки элементов усиления.
Необходимо отметить, что все элементы усиления, увеличивая расчетную площадь сечения несущего элемента, повышают также его жесткость и, следовательно, снижают гибкость, что для сжатых и сжато-изогнутых элементов конструкции имеет большое значение. Поэтому, если даже элементы усиления по каким-либо причинам не могут воспринимать непосредственно расчетное усилие или воспринимают только его часть от загружения дополнительной временной нагрузкой, все равно, снижая гибкость .элемента, они повышают его несущую способность. Отсюда вытекает, что иногда можно увеличивать жесткость элемента только в его средней части, например, усиливая сжатые раскосы ферм, не доводить элементы усиления до узлов, если затруднено присоединение их к фасонкам. В этом случае элементы усиления не воспринимают усилий, но снижают гибкостьстержней, предохраняя их от потери устойчивости, тем самым, повышая их несущую способность.
88
studfiles.net
Усиление конструкций - это... Что такое Усиление конструкций?
Усиление конструкций зданий и сооружений, повышение несущей способности конструкций существующих зданий (сооружений) или их отдельных частей. Необходимость в У. к. обычно возникает в тех случаях, когда в результате увеличения нагрузок или появления недопустимых дефектов в несущих конструкциях (См. Несущие конструкции) последние перестают удовлетворять требованиям нормальной эксплуатации. У. к. нередко оказывается экономически более целесообразным, чем строительство нового здания (сооружения). Иногда У. к. вызывается и др. соображениями, например необходимостью сохранения зданий, имеющих историческую или архитектурную ценность. У. к.. производят, как правило, посредством увеличения сечений элементов или изменения схемы конструкции. Методы У. к. определяются видом и материалом конструкций, а также необходимой степенью увеличения их несущей способности. В некоторых случаях производится усиление оснований и фундаментов, которое обычно связано с надстройкой существующих зданий или увеличением действующих на них эксплуатационных нагрузок.- Усики
- Усиление ультразвука
Смотреть что такое "Усиление конструкций" в других словарях:
УСИЛЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ — зданий и сооружений повышение несущей способности существующих зданий и сооружений или их отд. частей. Применяется, напр., для сохранения зданий, имеющих историч. или архит. ценность. У. к. производят, как правило, путём увеличения сечения… … Большой энциклопедический политехнический словарь
Усиление конструкции — – увеличение несущей способности или жёсткости конструкции путём изменения сечения или схемы её работы. [Справочник проектировщика. Металлические конструкции. ЗАО ЦПИИПСК им. Мельникова, 1998 г, Москва, Издательство АВС.] Усиление… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Усиление косвенное — – усиление конструкции путём введения дополнительных конструкций, не образующих с сохраняемой конструкцией единого несущего элемента, но разгружающих её или иным образом улучшающих условия её работы. [Справочник проектировщика.… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Усиление — – комплекс мероприятий, обеспечивающих повышение несущей способности и эксплуатационных свойств строительной конструкции или здания и сооружения в целом по сравнению с фактическим состоянием или проектными показателями. [СП 13 102 2003]… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Усиление прямое — – усиление конструкции путём присоединения к усиливаемому элементу дополнительного усиливающего элемента. [Справочник проектировщика. Металлические конструкции. ЗАО ЦПИИПСК им. Мельникова, 1998 г, Москва, Издательство АВС.] Рубрика термина … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Усиление строительных конструкций — Усиление увеличение несущей способности или жесткости конструкций путем изменения сечений или схемы ее работы... Источник: ТРЕБОВАНИЯ К ПРОВЕДЕНИЮ ОЦЕНКИ БЕЗОПАСНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ ПОДНАДЗОРНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ… … Официальная терминология
Усиление опорных элементов кранового пути — – комплекс работ, обеспечивающий повышение несущей способности, трещиностойкости и увеличение жесткости элементов кранового пути. [Рекомендации по устройству и безопасной эксплуатации наземных крановых путей РД 50:48:0075.01.05.] Рубрика… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
усиление — 3.18 усиление: Комплекс мероприятий, обеспечивающий повышение несущей способности и эксплуатационных свойств строительной конструкции или здания и сооружения в целом, включая грунты основания, по сравнению с фактическим состоянием или проектными… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
СП 13-102-2003: Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений — Терминология СП 13 102 2003: Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений: Аварийное состояние категория технического состояния конструкции или здания и сооружения в целом, характеризующаяся повреждениями и… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Теория и расчет конструкций — Термины рубрики: Теория и расчет конструкций Аварийная расчетная ситуация Автоматизированная система мониторинга технического состояния несущих конструкций … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
dic.academic.ru
Усиление металлических конструкций
При недостаточной несушей способности отдельных элементов конструкций производят их усиление (табл. 1).
Таблица 1 Классификация методов усиления металлических конструкций
| Введение дополнительных ненапрягаемых элементов | Увеличение поперечного сечения усиливаемого элемента |
| Введение дополнительных стержней в решетчатых конструкциях: шпренгельных элементов связей, раскосов, стоек | |
| Введение предварительно напряженных гибких элементов | Введение затяжек в балочных конструкциях |
| Постановка оттяжек и гибких связей | |
| Надстройка висячих и вантовых систем | |
| Введение предварительно напряженных жестких элементов | Установка диагональных раскосов |
| Установка телескопических труб | |
| Усиление косыми стойками | |
| Установка шпренгелей | |
| Подведение дополнительных разгружающих конструкций | Подведение колонн |
| Подведение балочных конструкций | |
| Усиление стыковых соединений конструкций и их элементов | Усиление сварных швов увеличением их длины |
| Усиление сварных швов увеличением их толщины | |
| Постановка дополнительных болтов |
Усиление сжатых стоек, балок, ферм, соединений
Сжатые стальные стержни усиливают, применяя предварительно напряженные телескопические трубы и элементы из других жестких профилей (рис. 19.)
Рис. 19. Усиление предварительно напряженной стойкой:
1 — предварительно напряженная стойка; 2 — сварной шов;
3 — накладки.
Сущность способа: разгружающая предварительно напряженная стойка состоит из двух труб требуемого диаметра, причем внутренняя труба сжата, а наружная растянута. Достигается это следующим способом: наружную трубу устанавливают в горизонтальное положение, с одного конца трубы приваривают фланец с центральным отверстием диаметром 30-40 мм, с другого торца на расстоянии 2 и 3 м строго по оси наружной трубы устанавливают внутреннюю трубу чуть меньшего диаметра, чтобы она могла с небольшим зазором входить в наружную.
Затем газовыми горелками производят нагрев наружной трубы до расчетного удлинения, вводят в нее внутреннюю трубу и обваривают по всему периметру свободного торца. Сокращаясь при остывании, наружная труба обжимает внутреннюю. В таком виде предварительно напряженный элемент устанавливают рядом с усиливаемой стойкой и плотно подклинивают под усиливаемую конструкцию.
Наружную трубу разрезают двумя газовыми горелками в нижней части по окружности, освобождая усилие предварительногонапряжения во внутренней трубе. Удлиняясь, она разгружает рядом стоящую стойку. Затем наружная труба заваривается и воспринимает часть добавочной нагрузки на стойку (колонну) после усиления. Усиление стальных стоек ненапряженными элементами осуществляют увеличением их сечения и уменьшением их свободной длины (нагрузка на стойку не должна превышать 50—60% от расчетной). Присоединение элементов выполняется сваркой. Схемы усиления стоек ненапряженными элементами показаны на рис. 20.
Рис. 20. Схемы усиления стоек ненапряженными элементами.
УСИЛЕНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ БАЛОК
Осуществляют увеличением сечения (выполняют их разгрузку не менее чем на 60% или устанавливают временные дополнительные опоры).
При проектировании усиления металлических балок необходимо придерживаться следующих технологических правил:
- объем сварки должен быть минимальным;
- сварные швы следует располагать в доступных местах;
- необходимо по возможности избегать потолочной сварки;
- в начале производится усиление нижнего пояса, а затем верхнего.
Наиболее простой способ усиления с помощью симметричных накладкок показан на рис. 21.
Рис. 21. Схемы усиления балок симметричными накладками
При этом способе возникает необходимость в большом объеме потолочной сварки. При большой ширине нижней накладки можно избежать потолочных швов, однако ширина ее не должна превышать 50δ, в противном случае возникает значительная концентрация напряжений по кромкам балки.
Проверку прочности и устойчивости усиленной балки производят, как для цельного сечения.
Для повышения местной устойчивости локальных участков стенки балки устанавливают на этих участках короткие ребра жесткости, окаймляя их продольными ребрами.
Эффективным способом усиления сплошных балок являются натяжные устройства, которые обеспечивают стабильную величину предварительного напряжения, не зависящую от податливости анкеров и вытяжки затяжек. Такие способы позволяют регулировать усилие предварительного напряжения в нижнем поясе балки.
При завышении нагрузки на балку приваривают на стенке двутавра (если можно — на полке) плоские металлические накладки, балки очищают от коррозии, наносят защитное покрытие, как показано на рис. 22.
Рис. 22. Усиление балок плоскими накладками
Если применена балка нерасчетного сечения, то её усиливают обетонированием, как показано на рис. 23.
Рис. 23. Усиление балки обетонированием
К существующей балке приваривается арматура (продольные стержни и хомуты), устанавливается опалубка и укладывается бетон. После снятия опалубки наносится слой раствора торкретированием.
Если нарушена заделка балок на опорах (в стенах), их усиливают постановкой шпренгелей, как показано на рис. 24.
Рис. 24. Усиление балки шпренгелем
К нижней полке балки приваривают тяж из арматурной стали, по середине длины вставляют и закрепляют распорку, создающую предварительное напряжение в тяже — шпренгеле. Конструкцию очищают от продуктов коррозии и наносят защитное покрытие.
Стенки балок усиливают короткими ребрами жесткости, сплошные балки усиливают, натяжными устройствами регулируют усиление предварительного напряжения в нижнем поясе балки.
Усиление ферм осуществляют подведением новых конструкций, введением дополнительных элементов решетки, изменением конструкции и увеличением сечений отдельных элементов (выбор зависит от причин, вызвавших усиление). Усиления верхнего пояса ферм можно добиться за счет включения в его работу железобетонных плит покрытия.
Погнутость стержней решетки исправляют увеличением сечения решетки, или устанавливают предварительно напряженные элементы, увеличивают несущую способность — установкой третьего пояса (шпренгельной системы) в пределах высоты фермы или путем его закрепления в нижних опорных узлах, а также надстройкой висячих (вантовых) систем.
Усиление соединений сварных швов выполняют увеличением их длины. Наращивание швов производят электродами Э-42, Э-42А диаметром не менее 4 мм при силе тока 220 А со скоростью, при которой за один проход размер катета не превышает 8 мм.
Усиление заклепочных соединений осуществляют высокопрочными болтами с предварительным напряжением.
studfiles.net
методы, принципы и виды усиления конструкций
В области строительства существует достаточно актуальных задач. Одна из них – усиление конструкций зданий, что касается как зданий, уже введенных в эксплуатацию, так и новых объектов строительства.
Причины усиления
Процесс подразумевает под собой улучшение самых различных характеристик прочности заявленных возведенных конструкций. При несвоевременном выполнении работ здание может быть разрушено, что влечет за собой не только несопоставимые материальные затраты, но и существенный риск появления человеческих жертв.
Основные причины необходимости проведения усиления:
- осуществление перепланировки и реконструкции существующих объектов;
- существенные ошибки при разработке проекта здания;
- технологические ошибки при возведении объекта;
- разрушение бетона при воздействии огня;
- понижение фактической крепости бетона;
- силовые и усадочные трещины в сооружениях;
- увеличение нагрузок и другие причины.
Информация для процедуры
Для подготовки проекта усиления нужна информация, которую необходимо заранее предоставить исполнителю.
Перечень необходимых для проекта документов и информации:
- предоставить все существующие чертежи и проект объекта;
- информацию по геоданным того участка, на котором построен объект;
- результаты гидрологического исследования фундамента здания;
- данные о соответствии о проведении фактических работ заявленному проекту, перечень отклонений, их анализ;
- аналитические данные о фактических сдвигах, прогибах, наклонах возведенных конструкций;
- результаты геодезической съемки окрестностей и участка;
- фактические сроки эксплуатации объекта;
- справка о всех технологических нагрузках, включая данные об их режимах и нюансах в процессе эксплуатации объекта;
- исчерпывающую информацию по всем характеристикам и свойствам использованных при строительстве материалов касательно всех элементов, требующих усиления;
- перечень технологических процессов, которые осуществляются на объекте, присутствие агрессивных сред и материалов, температурных режимах;
- информация о произошедших авариях и разрушениях в здании, если они имели место, анализ и причины их возникновения.
Методика усиления конструкций
Методы для усиления конструкций используются разные, условно их можно разделить на три формации: комбинированные, инновационные и традиционные. Подходящее направление должно быть определено в ходе экспертизы объекта.
Традиционные методы:
- Обетонирование объекта, которое осуществляется нанесением дополнительного бетонного слоя с тем, чтобы увеличить площадь сечения и крепость конструкции.
- Упрочнение отдельных конструкций посредством монтирования элементов стального проката, например, уголками, стяжками, швеллерами и т.п.
- Монтаж дополнительных элементов, для распределения несущей нагрузки (распорок и т.д.)
Инновационные:
- Усиление железобетонных конструкций композитными материалами осуществляется в ситуациях, требующих существенного увеличения несущей способности элементов. Пласты углепластика в несколько мм толщиной наклеиваются на контрукции, которые требуют усиления. При этом за счет тонкого слоя внутренние размеры помещений изменений не претерпевают, а временные затраты минимальны.
- Инъектирование целесообразно применять при обнаружении полостей и трещин в несущих конструкциях, в том числе фундамента. Этот метод позволяет скрепить части железобетонного объекта.
- Усиление конструкции преднапряженными канатами повышает жесткость и устойчивость к трещинам, усиливает прочность монолитных объектов. Применяются предварительно напряженные канаты, со знаком напряжения противоположному знаку нагрузки.
Комбинированные методики, как следует из названия, могут соединять в применении методы обоих направлений в случае необходимости.
Общие принципы
Основные методы усиления принято разделять на два направления.
- Создание различных конструкций, направленных на разгрузку или замену конструкций под нагрузкой: то есть происходит возведение в непосредственной близости нового объекта, который принимает на себя какую-то часть или даже всю нагрузку, которая до этого ложилась на сооружение, требующее усиления. Существенный недостаток описываемой методики – необходимость внесения ощутимых и заметных изменений в интерьер помещений, а также и уменьшение полезной используемой площади.
- Усиление уже существующих сооружений с тем, чтобы повысить их собственную несущую способность. Подобный подход может затрагивать расчетную схему и напряженное состояние, но может и не затронуть. Важная задача при применении подобной методики – это наиболее оперативное вмешательство и максимально раннее начало работ по упрочнению конструкций. Для достижения поставленных целей чего может быть применена предварительная разгрузка несущей конструкции с последующим ее усилением. Изменение расчетной схемы может быть произведено разными способами, в том числе и изменением или переносом точек воздействия нагрузки для ее более грамотного и равномерного распределения, со снижением нагрузки в конкретных местах. Один из методом усиления существующих конструкций — использование композитов. Подобную технологию применяет компания СТБ ПРОМСЕРВИС. Подробнее от методе на странице stb-ps.ru/usilenie_stroitelnyh_konstrukciy_2/.
Усиление грунтов
В некоторых случаях укрепления требует грунтовое основание: например, если деформация грунта приводит к оседанию фундамента здания. Происходит процесс усиления укреплением основания через инъектирование разнообразных растворов, способствующих решению задачи.
В области строительства разработаны следующие проектные методы усиления грунтовых оснований:
- Усиление цементной суспензией, позволяющий увеличить прочности до 1,0 – 4,0 МПа и снизить водопроницаемость грунта. Лучше всего использовать для укрепления песчаных грунтов с крупной фракцией.
- Силикатизация, может быть осуществлена одним или двумя растворами одновременно (соответственно однорастворная и двухрастворная). В первом случае используется только раствор силиката натрия, во втором он же в сочетании с раствором хлористого кальция. Оба варианта способствуют снижению водопроницаемости грунтов, и используются для мелкофракционных песков, в том числе пылевых.
- Отдельная разновидность – электросиликатизация, когда происходит последовательное нагнетание обозначенных растворов, область применения шире – пески, суглинки и глины.
- Усиление карбамидной смолой в сочетании с отвердителем, также используется на песчаных грунтах.
- Процесс глинизации, используемый для лессов. Нагнетанием глинистой суспензии происходит общее повышение устойчивости к воздействию подземных вод.
- Термическая обработка грунтов, при которой в скважине сжигается топливо. Подход применяется для лессовидных суглинков и лессов, способствует упрочнению и повышению водонепроницаемости.
Усиление фундаментов
При необходимости упрочнения фундаментов могут также применяться различные конструкции, как разгружающие/заменяющие, так и усиление существующих несущих элементов. Это зависит в том числе и от грунтов, и состояния самих элементов. Если прослеживается зависимость от грунтов, то применяются заменяющая и разгружающая методика, если возникает вопрос прочности самого фундамента, то ведется работа по его упрочнению.
Возможные варианты упрочнения фундаментов разнятся в зависимости от того, из каких материалов и в каких условиях они были возведены. Способы можно выделить следующие:
- Для фундаментов, сооруженных из кирпича, бутовой кладки или мелких блоков можно произвести замену кладки, но не всего сразу, а через замену отдельных участков длиной до метра.
- Упрочнение цементом для каменной кладки и бетона, целесообразно для фундаментов с трещинами.
- Торкретирование после предварительной очистки поверхности и придания ей шероховатости. Смесь наносится под давлением.
- Сооружение «рубашки» из железобетона, применяемое для всех вариантов фундаментов.
- Упрочнение специализированными клеевыми соединениями.
- Перераспределение несущей нагрузки на слои грунта ниже.
- Расширение опорной площади фундамента.
- Углубление возведенного фундамента.
Существенный момент при усилении любой строительной конструкции – детальная проработка проекта, поскольку без проектирования проводить подобные работы слишком рискованно.
www.stroysmi.ru
73. Усиление деревянных конструкций.
Усиление деревянных конструкций необходимо при: изменении начального технологического режима эксплуатации; значительном возрастании нагрузки от оборудования и материалов; превышение несущей способности конструкций; допущении серьезных ошибок при проектировании, в результате которых несущая способность конструкций оказалась пониженной; недоброкачественных конструкциях, когда была применена древесина пониженной прочности с недопустимыми пороками или соединения выполнены с нарушением технологии и опасными дефектами; эксплуатации конструкций в ненормальных условиях; значительных перегрузках, увлажнении, механических повреждениях, загнивании, приведших к снижению их несущей способности.
Составление проекта усиления является первым этапом работ по усилению конструкций. Его выполняют на основании данных дефектных ведомостей, составленных в процессе осмотра - обследования конструкций, сопровождаемых их точными обмерами. Прочность древесины усиливаемых конструкций должна быть определена путем испытаний стандартных образцов, вырезанных из ненагруженных частей конструкций. Обычно достаточно провести простейшие испытания образцов на сжатие вдоль волокон. Проект усиления должен учитывать все особенности эксплуатации конструкций, содержать рабочие чертежи деталей усиления и указания по производству работ. В проекте должны быть указания по антисептированию древесины конструкций и рекомендации по их эксплуатации, а также предусмотрены мероприятия по технике безопасности.
Разгрузка конструкций является первым необходимым этапом производства работ по усилению. Разгрузку производят в большинстве случаев путем подпирания или вывешивания конструкций временными стойками из бревен или брусьев, при помощи клиньев (рис. 1) или домкратов, на которые передается вся нагрузка, действующая на конструкцию, включая их собственную массу. При подпирании конструкции поднимаются до такого положения, когда их прогиб исчезает.
Рис. 1. Вывешивание деревянных конструкций:
а-вывешмвание; б-узлы крепления; 1-конструкция; 2-стойки; 3-поперечина; 4-бобышка; 5-гвозди; 6-клинья.
При усилении опорных частей цельных балок можно ограничиться одиночными стойками, подведенными под балки близ их опор. При усилении составных балок, ферм, арок и рам они должны быть подперты рядом стоек. Количество и размеры сечений стоек зависят от пролета и нагрузки на конструкции и определяются по расчету.
Фермы, арки и рамы рекомендуется подпирать стойками двойного сечения с ветвями, располагаемыми по обе стороны конструкций, в фермах близ узлов верхнего пояса. Стойки чаще устанавливают на парные, горизонтально положенные, острые широкие клинья из твердой древесины, встречная забивка которых позволяет поднимать стойки вместе с конструкциями. При необходимости подъема конструкций на значительную высоту применяют винтовые домкраты.
В тех случаях, когда покрытие имеет слой тяжелого утеплителя, например шлака, который по проекту усиления должен быть заменен на более легкий, следует произвести снятие утеплителя до начала усиления конструкций. После окончания работ по усилению стойки убирают, причем снятие с них нагрузок должно производиться постепенно, без рывков.
Усиление балочных покрытий и перекрытий в случае их перегрузки, когда они не имеют никаких дефектов, наиболее целесообразно произвести путем уменьшения действующих на них нагрузок. Для этого можно поставить дополнительные балки рядом или в промежутке между существующими. Такой же эффект дает замена утеплителя или засыпки на более легкие.
Рис. 2. 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.
Усиление опорных частей прогонов и балок, опертых на наружные стены и пораженных гниением, производят следующим образом (рис. 2, а). После подпирания балки близ опоры пораженный гниением конец отрезают и сжигают. Удаленный конец балки заменяют новым металлическим или деревянным, называемым иногда протезом. Металлический протез состоит из отрезков стального швеллера или двух уголков, которые прикрепляются к концу балки двумя болтами, а между металлом и древесиной прокладывается слой гидроизоляции.
Усиление составных балок (рис. 2,6). Наиболее часто встречается такой дефект составных балок, как недостаточное количество или неудовлетворительное качество соединений, не обеспечивающее совместную работу элементов балок. В балках на податливых соединениях может быть поставлено недостаточное количество гвоздей, дубовых пластинок или может произойти скалывание древесины шпонок или колодок. В клееных балках может иметь место недостаточная прочность клееных соединений или имеются недопустимые непроклейки.
Усиление дощато-гвоздевых балок после их вывешивания производят путем дополнительной забивки гвоздей.
Усиление брусчатых и дощатоклееных балок после их подпирания производят с помощью накладок. С обеих сторон к балке по всей длине прибивают гвоздями полосы водостойкой фанеры толщиной не менее 10 мм. Такие гвозди не должны попадать в щели между брусьями или досками, поэтому забивать их следует по шаблону.
Усиление нижних поясов ферм. Нижние деревянные пояса ферм чаще других стержней нуждаются в усилении. Они являются самыми ответственными растянутыми элементами конструкций. Однако в практике строительства их иногда изготовляют из древесины несоответствующей категории качества с недопустимыми пороками. В этом случае они требуют обязательного усиления - местного или общего. Местное усиление применяют в тех случаях, когда недопустимые дефекты концентрируются в отдельных точках пояса. Усиление в этом случае производят путем установки в этих точках дощатых накладок на болтах (рис. 3, а). Площадь сечения накладок принимают не меньше чем площадь сечения усиливаемого элемента. В некоторых случаях для уменьшения податливости соединения применяются натяжные стыки из отдельных дощатых накладок на болтах, стянутых стальными тяжами с гайкой и уголковыми траверсами (рис. 3,6).
Рис. 3. Усиление растянутого элемента:
а-дощатыми накладками; б-стальными тяжами; 1-элементы; 2-накладки; 3-болты; 4-тяжи; 5-уголки.
studfiles.net
Усиление конструкций | Металлоконструкции
Анализ данных по деформациям зданий и сооружений в рассматриваемых условиях показал, что выбор способа усиления несущих конструкций зависит от инженерно-геологических условий (свойств грунтов) и степени их изученности, характера и величины приложенной нагрузки, детальности обследования существующих фундаментов, сохранности существующих конструкций, способа производства работ и типа применяемого оборудования.
Особо опасные деформации происходят в построенных без учета развития неравномерных осадок старых зданиях, получивших повреждения и имеющих многочисленные дефекты, ослабляющие несущие конструкции: трещины в стенах, сдвиги перекрытий и лестничных маршей, перекосы проемов, отклонения стен от вертикали и др.
Исходя из особенностей и характера примыкания принимаются те или иные конструктивные мероприятия, направленные на обеспечение эксплуатационной пригодности существующих зданий: предупредительные проектные решения; предупредительные меры, необходимые при производстве работ; ремонтные меры при возникновении аварийных ситуаций.
Усиление конструкций может выполняться по временной и по постоянной схеме. Временное усиление конструкций применяют в случаях длительного развития деформаций при возникновении аварийных повреждений зданий. По мере стабилизации деформаций временное усиление заменяется постоянным.
Усиление конструкций, как предупредительное, так и восстановительное, выполняется увеличением несущей способности элементов сооружения или изменением конструктивной схемы зданий путем увеличения его пространственной жесткости и прочности. К настоящему времени разработаны и проверены практикой многочисленные методы восстановления эксплуатационных качеств зданий. Одни методы позволяют усилить надфундаментные конструкции креплением простенков в кирпичных домах, устройством накладных и напряженных поясов, разгрузочных балок, скоб-стяжек и т.п. Другими методами повышают несущую способность основания, реконструируют или усиливают фундамент устройством сплошной фундаментной плиты, расширением или заглублением фундамента, подведением под стены здания свай типа «Мега», набивных, буроинъекционных и т.п., вдавливанием существующих свай с увеличением их длины.
Прежде чем начать работу по усилению отдельных конструкций, необходимо их разгрузить с помощью установки временных опор. Однако здесь нередко допускаются ошибки: нагрузка лежащих выше деформированных конструкций сосредоточенно передается на деформирующийся фундамент и тем самым ухудшаются условия его работы. Нагрузку необходимо перераспределить так, чтобы разгрузить полностью или частично деформирующийся фундамент, т.е. передать ее на надежное основание, иногда через специально выполненные опоры (площадки). За временными опорами необходимо вести постоянные наблюдения и при необходимости подбивать под них клинья или ставить дополнительные разгружающие опоры.
Деформированные простенки между оконными, дверными или иными проемами кирпичных зданий усиливают путем устройства металлических или железобетонных корсетов (обойм). Если выполнено временное крепление лежащей выше кладки, простенки могут быть усилены частичной или полной их перекладкой.
Конструкция металлического корсета состоит из вертикальных стоек уголковой стали с шириной полок 100—120 мм, охватывающих углы простенка, и приваренных к стойкам через определенный интервал горизонтальных планок из полосовой стали толщиной 6—8 мм. Такой корсет почти вдвое повышает несущую способность простенка (рис. 8.3). С внутренней стороны здания части металлического каркаса устраиваются с заглублением в тело простенка и последующим оштукатуриванием борозд. Железобетонный корсет применяется в тех случаях, когда напряжение в рабочем сечении простенка может вызвать разрушение кладки. Стойки такого корсета также могут располагаться в вертикальных бороздах, пробиваемых в кладке простенков.
Рис. 1. Усиление кирпичного простенка металлической обоймой
1 — кирпичная кладка; 2 — металлическая планка; 3 — уголок
В тех случаях, когда в конструкциях здания возникают опасные трещины в местах примыкания капитальных стен друг к другу, стены отклоняются от вертикальной плоскости и выпучиваются их отдельные участки, в целях предотвращения дальнейшего развития деформаций устраивают накладные пояса (рис. 8.4). Эти пояса представляют собой систему парных вертикальных анкеров из швеллеров № 12—14, объединенных горизонтальными тяжами из круглой стали диаметром 18—28 мм. Тяжи лучше всего устраивать на уровне железобетонных перекрытий с последующим укрытием их под полами. Натяжение тяжей ведется вручную с помощью муфт, имеющих обратную нарезку. Рассчитываются тяжи по усилию на растяжение кладки. С наружной стороны анкеры и тяжи можно утапливать в штрабу, которая затем оштукатуривается.
Рис. 2. Усиление здания вертикальными накладными поясами
1 — накладной пояс из швеллера; 2 — металлический тяж
В зимнее время не исключена возможность проявления изморози на металлических частях накладных поясов внутри зданий, поэтому на наружной части тяжей необходимо устраивать теплоизолирующие прокладки.
Напряженные пояса конструкции Козлова применяются в тех случаях, когда в стенах зданий возникают трещины со значительным раскрытием и большой протяженностью. Такие пояса придают зданию пространственную жесткость, снимают растягивающие напряжения в кладке и передают их на металл (рис. 3).
Рис. 3 Усиление здания напрягаемыми поясами
а — фасад; б — план части здания; в — варианты размещения тяжей; 1 — арматурный тяж диаметром 22 — 32 мм; 2 — штраба
Применение напряженных поясов имеет определенные преимущества по сравнению с другими способами, поскольку они обеспечивают: выравнивание неравномерных деформаций коробки здания; ведение восстановительных работ без нарушения нормальной эксплуатации здания; исключение перекладки значительных участков стен; экономичное расходование металла на восстановление поврежденных стен и здания.
Напряженные пояса состоят из металлических стержней диаметром 22—32 мм, охватывающих поврежденное здание или его отсек на уровне междуэтажных и чердачного перекрытий. Стержни натягивают обычно вручную резьбовыми муфтами. Для установки стержней поясов пробивают горизонтальные штрабы с наружной стороны стен. Стержни крепят к опорным частям, представляющим собой вертикальные уголки № 10—15, установленные на углах или пересечениях стен. Пояса должны быть замкнутыми. Согласно методике Академии коммунального хозяйства им. К.Д. Памфилова, длина большой стороны пояса не должна превышать 1,5 длины короткой. Длинная сторона обычно составляет 15—18 м. Пояс, охватывающий деформированную часть здания, должен быть заведен на неповрежденную часть не менее чем на 1,5 длины деформированного участка.
Сечение тяжей подбирается по усилию, зависящему от расчетного сопротивления кладки на скалывание, толщины стены и ее длины. Сечение стержней, воспринимающих изгибающий момент в стене, назначается таким, чтобы их прочность равнялась прочности кладки, воспринимающей перерезывающую силу.
wastmetall.ru
УСИЛЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ - это... Что такое УСИЛЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ?
УСИЛЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙзданий и сооружений - повышение несущей способности существующих зданий и сооружений или их отд. частей. Применяется, напр., для сохранения зданий, имеющих историч. или архит. ценность. У. к. производят, как правило, путём увеличения сечения элементов либо изменением расчётной схемы работы конструкции.
Большой энциклопедический политехнический словарь. 2004.
- УСАДОЧНАЯ РАКОВИНА
- УСИЛЕНИЕ ФОТОГРАФИЧЕСКОЕ
Смотреть что такое "УСИЛЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ" в других словарях:
Усиление конструкций — зданий и сооружений, повышение несущей способности конструкций существующих зданий (сооружений) или их отдельных частей. Необходимость в У. к. обычно возникает в тех случаях, когда в результате увеличения нагрузок или появления… … Большая советская энциклопедия
Усиление конструкции — – увеличение несущей способности или жёсткости конструкции путём изменения сечения или схемы её работы. [Справочник проектировщика. Металлические конструкции. ЗАО ЦПИИПСК им. Мельникова, 1998 г, Москва, Издательство АВС.] Усиление… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Усиление косвенное — – усиление конструкции путём введения дополнительных конструкций, не образующих с сохраняемой конструкцией единого несущего элемента, но разгружающих её или иным образом улучшающих условия её работы. [Справочник проектировщика.… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Усиление — – комплекс мероприятий, обеспечивающих повышение несущей способности и эксплуатационных свойств строительной конструкции или здания и сооружения в целом по сравнению с фактическим состоянием или проектными показателями. [СП 13 102 2003]… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Усиление прямое — – усиление конструкции путём присоединения к усиливаемому элементу дополнительного усиливающего элемента. [Справочник проектировщика. Металлические конструкции. ЗАО ЦПИИПСК им. Мельникова, 1998 г, Москва, Издательство АВС.] Рубрика термина … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Усиление строительных конструкций — Усиление увеличение несущей способности или жесткости конструкций путем изменения сечений или схемы ее работы... Источник: ТРЕБОВАНИЯ К ПРОВЕДЕНИЮ ОЦЕНКИ БЕЗОПАСНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ ПОДНАДЗОРНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ… … Официальная терминология
Усиление опорных элементов кранового пути — – комплекс работ, обеспечивающий повышение несущей способности, трещиностойкости и увеличение жесткости элементов кранового пути. [Рекомендации по устройству и безопасной эксплуатации наземных крановых путей РД 50:48:0075.01.05.] Рубрика… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
усиление — 3.18 усиление: Комплекс мероприятий, обеспечивающий повышение несущей способности и эксплуатационных свойств строительной конструкции или здания и сооружения в целом, включая грунты основания, по сравнению с фактическим состоянием или проектными… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
СП 13-102-2003: Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений — Терминология СП 13 102 2003: Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений: Аварийное состояние категория технического состояния конструкции или здания и сооружения в целом, характеризующаяся повреждениями и… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Теория и расчет конструкций — Термины рубрики: Теория и расчет конструкций Аварийная расчетная ситуация Автоматизированная система мониторинга технического состояния несущих конструкций … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
dic.academic.ru
