Особенности усиления строительных ферм и сборных плит покрытий и перекрытий

ЛЕКЦИЯ 9

А) б)

Рис. 8.8. Усиление коротких консолей колонн наклонными (а) и горизонтальными (б) предварительно напряженными тяжами.

Рис. 8.9. Усиление коротких консолей колонн предварительно напряженными хомутами.

При усилении ферм покрытия возможны следующие случаи: усиление ферм в целом, сквозное усиление одного из поясов, усиление отдельных элементов и узлов.

Усиление ферм в целом рекомендуется выполнять с помощью предвари­тельно напряженных шарнирно-стержневых цепей.

В цехах, оборудованных мостовыми кранами, шарнирно-стержневые цепи следует располагать в пределах высоты ферм (см.рис. 9.1). При этом закрепление концов цепи выполняется на промежуточных узлах верхнего пояса с помощью анкерных устройств, приваренных к металлической обойме узла по аналогии с рис. 62.

При большом пролете ферм шарнирно-стержневые цепи могут располагаться в двух уровнях с соединением подвесок поочередно к нижним и верхним ветвям цепи (см.рис. 59).

Сквозное усиление сжатых поясов ферм рекомендуется выполнять ме­таллическими обоймами из профильного и листового металла. Упоры для обойм следует устраивать в соответствии с конфигурацией узлов в месте их установки.

Сквозное усиление растянутых поясов ферм рекомендуется выполнять установкой предварительно напряженных затяжек. Анкеровка стержней сквозных затяжек должны выполняться на опорных узлах в торцах ферм; в промежуточных узлах положение стержней затяжек (после предваритель­ного напряжения) должно быть зафиксировано с помощью специальных хомутов-фиксаторов на сварке (см.рис. 9.3).

При значительном повреждении поясов ферм сквозное их усиление не­обходимо выполнять после установки временных распорок.

Анкерные устройства для затяжек должны быть достаточно жесткимии технологичными в изготовлении. Опорные части анкерных устройств рекомендуется принимать толщиной 10-24мм. При больших усилиях в затяжках жесткость опорных частей следует обеспечивать постановкой ребер.

Анкерные устройства рекомендуется ставить на выравнивающий слой цементного раствора класса В25. При плотном сопряжении части с бетонной поверхностью по всей площади допускается установка анкеров без раствора "насухо ".

Рис. 9.1. Усиление железобетонных ферм шарнирно-стержневыми цепями с расположением ветвей в пределах высоты ферм.

Рис. 9.2. Усиление поясов фермы:

Рис. 9.3. Усиление растянутого раскоса и сжатой стойки стропильной железобетонной фермы

При установке анкерных устройств на раствор напряжение затяжек следует производить после набора раствором прочности не менее 70%.

Анкерные устройства на промежуточных узлах поясов ферм рекомендуется фиксировать обжимными болтами диаметром не менее 10мм. Усилие в обжимном болте должно быть не менее 10 кН (100 кгс).

При горизонтальных затяжках следует предусматривать мероприятия по недопущению в них прогиба. Для выбора начальной слабины затяжек ре­комендуется давать предварительное напряжение до 20 МПа.

Выбор начальных деформаций анкеров (обмятие бетона) следует производить подтягиванием затяжек на 0,5мм через 2-3 дня после их установки.

При усилении одного элемента затяжкой, состоящих из нескольких ветвей, натяжение их следует выполнять одновременно.

При усилении растянутых элементов решетки ферм также рекомендуется применять предварительно напряженные затяжки (см.рис. 9.3). Крепление затяжек а узлах может быть осуществлено приваркой к фасонкам, закрепленными болтами и хомутами (как в узле"А" рис. 9.3) или приваркой к уголкам, притянутым анкерными болтами к поясу фермы (как в узле"Б" рис. 9.3).

При напряжении затяжек гайками концы затяжек с резьбой следует вы­полнять из коротышей диаметром, превышающим диаметр затяжек на 4мм.

Соединение коротышей с затяжкой необходимо выполнить с помощью сварки при соблюдении условия равнопрочности стыка основному металлу сече ния затяжки.

Высота натяжных гаек должна быть не менее 1,5 диаметра резьбы. Между гайками и упорной частью анкера необходимо располагать шайбы. Ганки и шайбы следует изготавливать из твердых сталей.

Усиление центрально и внецентренно сжатых отдельных элементов ферм, усилия в которых к моменту усиления меньше усилий, соответсвующих ис­черпанию несущей способности, рекомендуется осуществлять металлическими обймами (см. рис- 9.4).

Обоймы устанавливаются по всей длине усиливаемого элемента. Включение в работу обойм обеспечивается за счет распора, возникающего в ветвях при деформации усиливаемого элемента от нагрузки, прикладываемой после усиления.

Ветви обоймы должны упираться на узлы фермы через специальные упорные элементы из отрезков профильной стали, установленные на бетонную поверхность на выравнивающий слой раствора класса 25 или без него.

а) усиление сжатого раскоса фермы металлической обоймой с передачей усилий на узлы фермы

б) усиление сжатой стойки фермы предварительно напряженными односторонними и двухсторонними распорками

в) усиление сжатого верхнего пояса фермы предварительно напряженной односторонней распоркой

Рис. 9.4. Усиление сжатых элементов стропильных железобетонных ферм.

а) устройство металлической обоймы на опорных узлах стропильной фермы

б) устройство железобетонной обоймы на опорных узлах стропильной фермы

в) устройство железобетонной обоймы на опорных узлах стропильной фермы

Рис. 9.5. Усиление опорных и промежуточных узлов железобетонных ферм.

Для усиления центрально и внецентренно сжатых отдельных элементов ферм, если несущая способность этих элементов близка к исчерпанию, а также в случаях, когда необходима их разгрузка, рекомендуется применение предварительно напряженных распорок. Распорки могут выполняться как двухсторонними (см.рис. 9.4б), так и односторонними (см.рис. 9.4в).

Для усиления промежуточных и опорных узлов ферм рекомендуются ме­таллические предварительно напряженные затяжки (хомуты) (см.рис. 9.5). В отдельный случаях допускается усиление металлическими и железобетонными обоймами (см. рис. 9.5б). Конструкция затяжек состоит из уголков, вверху и внизу попарно скрепленных планками, и вертикальных стержней-затяжек. Вверху стержни привариваются к уголкам. Предварительное напряжение достигается закручиванием гаек снизу.

Усиление монолитных ребристых плит перекрытий может осуществляться: устройством монолитной железобетонной плиты поверх существующей (см.рис. 9.5а); подведением монолитных железобетонных ребер под низ существующей плиты (см.рис. 9.5 в); подведением металлических ребер, опирающихся на устраиваемую одновременно железобетонную рубашку балок перекрытия (см.рис. 9.5г); подвеской металлических ребер снизу плиты (см.рис. 9.5 д).

Подведенные монолитные железобетонные ребра должны опираться на существующие балки перекрытия, для чего в последних образовываются пазы на уровне низа дополнительных ребер.

Для усиления многопустотных плит с круглыми и овальными отверстиями могут быть использованы пустоты.

Если требуется усиление на приопорных частях плит, то в этих зонах на 1/4 пролета пробиваются сверху отверстия до пустот, устанавливаются дополнительные арматурные каркасы, после чего пустоты бетонируются пластичным бетоном на мелком заполнителе без устройства дополнительной плиты сверху или с ее устройством (см. рис.9.7.б). Расчет усиленной конструкции следует выполнять с учетом площади арматуры усиления и арматуры плиты.

В случае, когда требуется одновременное усиление на поперечную силу и изгибающий момент, отверстия пробиваются и бетонируются по всей длине усиливаемых плит (см.рис. 9.7).

При недостаточной площади опирання пустотных плит на промежуточных опорах пробиваются до пустот отверстия в приопорных зонах, в пустоты плит смежных пролетов заводятся общие арматурные каркасы, объединяющие плиты, после чего производится общее для смежных плит бетонирование пустот (см.рис. 9.7г). Усиление в этом случае достигается также за счет создания неразрезности плит.

При недостаточной площади опирания пустотных плит на крайних опорах рекомендуется на крайних опорах устанавливать арматурные каркасы так, чтобы они выходили за торцы плит (размеры выпусков и каркасов зависит от ширины опоры). После установки дополнительных каркасов в поперечном направлении (параллельно торцам плит) бетонируется балочка, которая служит анкером для выпуска каркасов из плит (см.рис. 9.7 д).

Усиление сборных ребристых плит можно производить несколькими способами: выносными металлическими опорами (см. рис. 9.8, 9.9а) подведенными металлическими балками подклиненными к ребрам (см. рис.9.9.б), а также шпренгелями (см. рис. 9.9в).

При производстве работ по включению выносных опор в работу (см. рис. 9.8, 9.9а) для недопущения отрыва или подъема плит величина усилия не должна превышать собственного веса конструкций и прочности их крепления к опорам.

При недостаточной площади опирания ребристых сборных плит рекомендуется устройство дополнительных металлических опорных элементов.

Рис. 9.6. Усиление ребристых монолитных плит перекрытий

Рис. 9.7. Усиление сборных железобетонных многопустотных плит перекрытия.

На промежуточных опорах дополнительные опорные элементы выступают в обе стороны от опоры и являются общими для плит смежных пролетов (см. рис. 9.10а). На крайних опорах дополнительные опорные элементы выступают в одну сторону, имеют большой вылет и притягиваются к плите болтами (см.рис. 9.10б).

Продольные ребра смежных плит опираются на общую траверсу дополнительных опорных элементов.

Усиление ребер сборных плит покрытий рекомендуется осуществлять одним из следующих способов.

При усилении на воздействие изгибающих элементов осуществляется бетонированием швов между плитами с установкой в них арматурных каркасов, т.е. созданием дополнительной балочки (см. рис. 9.11а), а также односторонним наращиванием с установкой дополнительной арматуры, привариваемой к существующей через коротыши (см.рис. 9.11б).

При усилении на действие перерезывающих сил усиление на приопорных участках выполняется вертикальными накладными хомутами. Конструкция хомутов аналогична хомутам для балок, но одним хомутом охватываются одновременно два ребра смежных плит (см. рис. 9.11в).

Дли усиления плит, опертых по контуру, наряду с набетонками можно рекомендовать пространственный предварительно напряженный металлический шпренгель, подводимый под усиливаемую плиту снизу (см. рис. 9.12). Конструкция пространственного шпренгеля состоит из двух взаимно пересекающихся плоских шпренгелей, располагаемых по диагоналям плиты. Пересечение поясов должно быть на одном уровне. Все соединения пространственного шпренгеля рекомендуется выполнять на сварке. При монтаже пространственный шпренгель подводят снизу под усиливаемую плиту и подвешивают в углах к несущим элементам контура с помощью четырех болтов и четырех придаточных траверс. Верхние пояса шпренгеля должны быть плотно притянуты к нижней поверхности усиливаемой плиты. Включение в совместную работу производится предварительным напряжением нижних поясов механическим или термомеханическим способами. Все работы по монтажу и предварительному напряжению можно производить без разгрузки усиливаемой плиты.

Для усиления капителей безбалочных перекрытий взамен устройства железобетонных рубашек можно рекомендовать металлический предварительно напряженный пространственный шпренгель (см. рис. 9.13). Конструкция шпренгеля состоит из нижней уголковой обвязки, опирающейся на опорную железобетонную обойму; верхней уголковой обвязки, охватывающей усиливаемую капитель по периметру; четырех подкосов, соединяющих обвязки между собой. Работы рекомендуется производить в следующей последовательности: забетонировать опорную обойму на колонне, установить нижнюю обвязку и приварить к ней подкосы, установить верхнюю обвязку, нагреть верхнюю обвязку и в нагретом состоянии приварить к ней подкосы. При остывании элементы верхней обвязки укорачиваются и создают предварительное обжатие в подкосах. Площадь сечения уголковых обвязок и подкосов, размеры опорных обойм, температуру нагрева верхней обвязки следует определять исходя из величины нагрузки, которую должно воспринять усиление. Расчетные усилия в элементах пространственного шпренгеля следует определять как в пространственной статически определимой ферме на действие заданной величины нагрузки.

Рис. 9.8. Усиление сборных железобетонных ребристых плит выносными опорами

а) удлинение опоры стальными консолями

б) подведение стальных балок, подклиненных к поперечным ребрам

в) усиление шпренгельной затяжкой

Рис..9.9. Усиление сборных железобетонных ребристых плит:

Рис. 9.10. Усиление сборных железобетонных ребристых плит при недостаточной площади опирания.

а) бетонирование швов между продольными плитами

б) усиление односторонним наращиванием продольных ребер

в) усиление установкой дополнительных хомутов на приопорных участках

Рис. 9.11. Усиление продольных ребер сборных железобетонных ребристых плит.

Рис. 9.12. Усиление плиты опертой по контуру установкой перекрестных шпренгелей

Рис. 9.13. Усиление капители безбалочного перекрытия объемным устройством с передачей усилий на колонну

Дата добавления: 2013-12-13