Конструкций

Решения по усилению железобетонных

Основные конструктивно - технологические

Ниже приведены наиболее часто используемые схемы конструкций усиления на предприятиях металлургической, угольной, машиностроительной и других отраслей промышленности, а также сельского хозяйства.

Все известные способы усиления железобетонных конструкций можно условно разделить на две группы:

· усиливаемые железобетонными элементами и приводящие к увеличению сечения;

· усиливаемые подведением разгружающих металлических конструкций, которые могут включаться в работу параллельно либо приводить к изменению расчетной схемы усиливаемого элемента.

Разгружающие конструкции могут быть как жесткими, так и гибкими, в которых усилия создаются путем создания предварительного напряжения. Жесткие элементы выполняются в виде охватывающих элемент обойм, отдельно стоящих стоек, подкосов и т. д. Эффективность жестких элементов определяется надежностью включения их в работу путем подклинки или винтовыми устройствами, а также расположением на существующих фундаментах. Наряду с жесткими для усиления изгибаемых элементов могут быть использованы упругие опоры в виде балок, включаемые в работу клиньями.

Гибкие конструкции усиления в виде шпренгельных систем применяются, как правило, при постоянной дополнительной нагрузке и симметричном ее расположении.

При усилении шпренгелем в балке создается разгружающий момент, обратный по знаку моменту от внешней нагрузки.

Конструкции усиления должны удовлетворять следующим технологическим требованиям: обеспечивать простоту их устройства; быть унифицированными в пределах реконструируемого объекта; допускать возможность внесения определенных изменений (подгонки) по месту; обеспечивать возможность членения работ на ряд параллельных процессов с целью максимального их совмещения и расширения фронта работ и, следовательно, сокращения продолжительности выполнения.

Усиление сборных и монолитных железобетонных конструкций обетонированием производится путем устройства железобетонных обойм, трехсторонних рубашек и односторонних наращиваний с установкой дополнительной арматуры при действии статических и динамических нагрузок. Работы по усилению конструкций могут выполняться без разгружения или с частичным разгружением в зависимости от соотношения предельной нагрузки к действующей, значения которых указываются в проекте усиления. Толщина обойм и наращиваний должна приниматься по расчету, а также по конструктивным требованиям обеспечения требуемой толщины защитного слоя бетона, но быть не менее значений, указанных в табл. 2. Класс бетона конструкций усиления принимается в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01*, как правило, на ступень выше класса бетона усиливаемой конструкции, но не ниже В15 для надземных и не ниже В12,5 для фундаментов.

Усиливаемый элемент	Минимальная толщина обойм и набетонок, см, при устройстве
в опалубке с вибрированием	торкретирова­нием с набрызгом
Колонна	8,0	5,0
Боковые стенки балок	6,0	3,0
Нижние пояса балок	12,5	5,0
Стенки резервуаров, силосов	8,0	3,5
Плиты перекрытий при устройстве наращиваний: сверху снизу	3,5 6,0	- 3,5

Минимальная толщина стенок обойм, наращиваний назначается с учетом конструктивных и технологических требований:

при бетонировании в опалубке с навесными вибраторами высотой ; при бетонировании в опалубке с навесными вибраторами высотой .

Если стенка обоймы имеет переменную по сечению толщину, то в расчете принимается ее размер на большем участке периметра поперечного сечения усиливаемой конструкции.

Обоймы из напрягающего бетона рекомендуется применять в зданиях и помещениях при относительной влажности более 70% и уровне загружения усиливаемой конструкции, превышающей 0,65 расчетной. Обоймы из обычного бетона применяются в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01*.

Железобетонные обоймы используются при необходимости значительного увеличения или восстановления несущей способности фундаментов различного назначения (табл. 6, пп. 1,), колонн (табл. 6, пп.3, 4, 5) (в, том числе с консолями) и стоек рамных конструкций (табл., пп. 6) На уровне подошвы существующего фундамента под обоймой усиления необходимо устраивать бетонную подготовку толщиной 100 мм из бетона класса В 7,5. Обойма усиления фундаментов стаканного типа должна быть заведена на колонну на расчетную высоту (см. табл. 6, п. 2). Обойма усиления ленточных фундаментов, в том числе каменных, заводится в кладку стен не менее, чем на 100 мм.

Железобетонные обоймы усиления колонн устраиваются в пределах одного или нескольких этажей с доведением их в верхнем сечении до уровня вышележащего перекрытия, а в нижнем сечении - до верхнего обреза фундамента или до уровня ниже лежащего перекрытия. При местных повреждениях конструкций усиление должно производиться на отдельных участках с перепуском на неповрежденные части на длину не менее 2а (где а - большая сторона поперечного сечения конструкций), не менее пятикратной толщины усиления и не менее длины анкеровки арматуры.

Армирование конструкций усиления по условиям производства работ производится сетками, каркасами или отдельными стержнями.

Сечение и количество стержней дополнительной арматуры определяются расчетом.

При массовом усилении однотипных конструкций колонн целесообразна замена части гибкой арматуры жесткой уголкового профиля. Жесткая (уголковая) арматура используется для крепления самонесущей щитовой опалубки, что позволяет упростить укладку и уплотнение бетонной смеси (табл. 6, п. 5).

Рабочая арматура в обоймах колонн многоэтажных зданий пропускается через отверстия в перекрытиях. Хомуты монолитных обойм выполняются замкнутыми и располагаются по всей длине обойм с шагом, указанным в проекте. Жесткая (уголковая) арматура усиления должна быть приварена к существующей арматуре колонн в верхнем и нижнем сечении, а также по высоте, либо присоединена планками или хомутами.

Усиление колонн рамных фундаментов (табл. 6, п. 6) может выполняться без их разгружения, либо с частичным разгружением. Железобетонные обоймы рекомендуется выполнять, как правило, с двухрядным армированием без применения сварных соединений с целью снижения трудоемкости выполнения арматурных работ. Устойчивость стержней гибкой арматуры обеспечивается постановкой шпилек. Для лучшего сцепления бетона обоймы с бетоном колонны ее поверхность обрабатывается на концевых участках длиной не менее 800 мм. Бетонирование обоймы осуществляется поярусно с укладкой бетонной смеси бетононасосом либо растворонасосом.

Таблица 7.

Усиливаемая конструкция	Способ усиления	Схема усиления
Фундаменты	Устройство железобетонной обоймы
Устройство железобетонной рубашки
Колонны	Устройство железобетонной обоймы

Колонны

1
	Устройство железобе­тон­ной рубашки
Устройство односторон­него наращивания
Устройство предварительно-напря­жен­ных распорок

Балки (ригели), перекры-тия (покрыт-ия)	Устройство железобе­тонной обоймы
Усиление поведением металличес-кой балки с опиранием на столики
То же, с подвеской на хомутах
Усиление шпренгель­ной затяжкой

	Усиление установкой преднапря­женных шпилек
Усиление установкой металличес-кого портала
Усиление установкой преднапря-женных консолей
Плиты перекры-тия (покры-тия)	Устройство железобе-тонного наращивания сверху 17
Устройство железобе-тонного наращива-ния снизу

	Усиление дополнительными балками с наращиванием сверху
Усиление поврежденных мест в плите перекрытия
Усиление установкой каркасов в швы с бетонированием
Усиление установкой преднапряжённых шпилек
Усиление вывешиванием опор

	Усиление подведением выносных опор при недостаточной площади опирания
Закрепление плит не приваренных к балкам покрытия и обеспечение жесткости диска покрытия
Подкрановые балки	Усиление свесов, полок подкрановых балок
Усиление устройством наращивания в балках с обычным армированием

Усиление железобетонных колонн двутаврового сечения обоймами (см. табл. 6, п. 5) осуществляется при необходимости увеличения или восстановления несущей способности. Усиление рекомендуется выполнять обоймой прямоугольного сечения с соединением существующей и дополнительной арматуры без сварки с передачей касательных напряжений через силы сцепления бетона обоймы и колонны. Обойма армируется плоскими и пространственными каркасами с жесткой арматурой (уголковой), которая служит для защиты углов колонн от механических повреждений. Прямоугольная форма обоймы является наиболее технологичной и менее трудоемкой в устройстве. Для бетонирования обоймы применяется при наличии свободного пространства объемная опалубка на всю высоту колонны с навесными вибраторами, либо щитовая опалубка с поярусным бетонированием.

Усиление железобетонных балок обоймами выполняется с устройством отверстий в полках плит для пропуска хомутов и укладки бетонной смеси в опалубку (табл 6, п. 10).

Железобетонная рубашка устраивается при усилении колонн, балок и ригелей (табл. 6, п. 7). При армировании рубашек продольная арматура скобами приваривается к существующей арматуре. Поперечная арматура выполняется в виде отдельных незамкнутых хомутов, привариваемых к рабочей арматуре.

При усилении односторонними наращиваниями применяется соединение дополнительной арматуры с основной как на сварке (табл. 6, п. 8), так и без сварки с использованием наружных предварительно напряженных хомутов (в основном, при коррозионном разрушении хомутов).

При значительных размерах обойм или рубашек усиления устойчивость рабочих стержней арматуры обеспечивается хомутами, а при невозможности их размещения - анкерами.

При усилении колонн монолитных рам наиболее рациональной является комбинированная система, характеризующаяся тем, что в узлах рам устраиваются железобетонные опорные жесткие узлы, а колонна усиливается металлической обоймой. Такая система позволяет применять унифицированные металлические конструкции заводского изготовления с приспособлениями для включения в работу.

При устройстве подкрановых путей в бескрановом одноэтажном здании усиление железобетонных колонн осуществляется путем устройства металлической обоймы с консолями под подкрановый путь и приспособлениями для включения обоймы в работу элементами заводского изготовления (для кранов малой грузоподъемности).

Предварительно напряженные двухсторонние и односторонние металлические распорки (табл. 6, п. 9) применяются для повышения несущей способности железобетонных колонн. Первые используются при усилении колонн с центральной нагрузкой, вторые - при усилении внецентренно сжатых колонн с однозначным действием изгибающих моментов. Для компенсации отклонений в отметках опорных закладных деталей в распорках предусматривается компенсационное устройство - упорные смещаемые планки на монтажных болтах. Расстояние, на которое перемещаются упоры, превышает максимальные отклонения расстояний между опорами в верхнем и нижнем сечениях. Металлические предварительно напряженные обоймы используются при необходимости восстановления несущей способности колонн, при пониженной прочности бетона, недостаточном сечении хомутов и др. Поперечные планки, предварительно нагретые до 150-170° С, последовательно привариваются к стойкам, образуя замкнутые предварительно напряженные хомуты. Вместо планок используются также предварительно напряженные хомуты из круглой стали, натяжение которых производят механическим путем.

Усиление железобетонных подкрановых балок, имеющих повреждения в сжатой зоне (см. табл. 6, п. 26), выполняется путем устройства наращивания по верхнему поясу балки, предпочтительно на основе напрягающих цементов, в сочетании с металлической обоймой. Допускается выполнение наращивания из обычных тяжелых бетонов.

Усиление железобетонных подкрановых балок, имеющих повреждения в растянутой зоне (см. табл. 6, п. 27), выполняется путем устройства наращивания на нижней полке балки.

Усиление изгибаемых железобетонных конструкций предварительно напряженными хомутами (см. табл. 6, пп. 14, 22) осуществляется при необходимости увеличения их прочности на восприятие поперечной силы у опор.

Усиление изгибаемых железобетонных конструкций предварительно напряженными горизонтальными шпренгельными затяжками (см. табл. 6, п. 13) применяется при необходимости увеличения несущей способности и повышения жесткости.

Затяжки выполняются из парных стержней, при больших усилиях - из фасонного проката.

Крепление затяжек осуществляется в специальном анкерном устройстве. Места и способы крепления затяжек определяются в каждом случае в зависимости от типа усиливаемой конструкции и условий производства работ.

Усиление металлическими порталами (см. табл. 6, п. 15) применяется при необходимости значительного увеличения несущей способности балок, особенно при действии динамической нагрузки.

Усиление железобетонных балок и ригелей путем изменения расчетной схемы выполняется путем устройства под­пруж­ных металлических консолей (табл. 6, п. 16). Крепление тяжей консолей осуществляется к металлическим обоймам, устраиваемым вокруг колонн и к нижнему поясу усиливаемой балки. Включение консолей в работу осуществляется путем закручивания гаек тяжей до создания напряжения, определяемого расчетом.

Наращивание применяется при усилении железобетонных плит перекрытия, верхних и нижних поясов балок (табл. 6, пп. 17, 18) путем одностороннего увеличения сечения. Усиление железобетонных плит перекрытий (табл. 6, пп. 19, 20) выполняется путем увеличения поперечного сечения наращиванием с укладкой бетонной смеси вибрированием. Наращивание плит перекрытий снизу ввиду сложности и трудоемкости должно применяться, как правило, только при невозможности демонтажа технологического оборудования, установленного на нем. При усилении многопустотных плит пустоты используются для размещения арматурных каркасов. Количество пустот, заполняемых каркасами и бетоном, определяется проектом (табл. 6, п. 17).

Увеличение несущей способности продольных ребер покрытия (табл. 6, п. 21) осуществляется установкой дополнительных каркасов в шве между плитами и их последующим омоноличиванием (в случае их разреженного расположения).

Усиление железобетонных плит покрытий при недостаточной длине площадки опирания (табл. 6, пп. 23, 24) производится путем подведения упругих консолей, устанавливаемых на центрирующие прокладки. Включение опорных столиков металлических обойм, устанавливаемых на ригелях (табл. 6, п. 25), осуществляется при помощи металлических клиньев.

Дата добавления: 2014-12-07