Сталевий настил

Ферми

Балки

Найбільш поширеним методом підсилення сталевих балок є їх нарощування. Нарощування може бути простим збільшенням перерізу за рахунок приварювання додаткових профілів (рис. 6.10). Конструкції перед їх підсиленням максимально розвантажуються, під них підводяться тимчасові опори для підстрахування. Спочатку приварюються елементи підсилення до нижнього пояса, а потім -— до верхнього. Елементи нижнього пояса рекомендується перед приварюванням до конструкції нагріти до температури 200...300°С і в такому стані приварити: зразу по краях елементів, а потім приступати до накладання переривистих швів по довжині конструкції. Якщо встановити тимчасові опори немає можливості, то елементи підсилення встановлюють на високоміцних болтах, а потім накладають зварні шви.

Рис.6.10. Підсилення перерізів балоні а — и — схеми підсилення

Нарощування може виконуватись також шляхом приклеювання сталевих листів на пояси балок (рис. 6.11). Металеві поверхні, що склеюються, готують відповідним чином: очищають від продуктів корозії, окалини, обезжирюють ацетоном. Склеювання виконують полімерними клеями. За необхідності металеві елементи для підвищення якості клеєних швів стягують болтами.

Рис. 6.11. Наклеювання сталевих листів: 1 — балка, що підсилюється; 2 — сталеві елементи підсилення; З — полімерний клей; 4 — стяжні болти

Сталеві балки можуть бути перетворені в залізобетонні з жорсткою арматурою. Для цього їх обетоновують бетоном класу не нижче ніж В15. Обетонову-ватися може весь переріз, а також його частина (найчастіше — стиснута) (рис. 6.12). Бетоном можуть заповнюватися лише порожнини сталевих балок (рис. 6.13). В останньому випадку можливе збільшення площі сталі в перерізі за рахунок арматурних стрижнів чи прокатних профілів до поличок балки. Для надійної роботи таких комплексних конструкцій обов'язковою умовою є надійне зчеплення бетону зі сталлю. Балки підсилюються також нарощуванням дерев'яними брусами (рис. 6.14). Для цього в елементах балки (поличках чи ребрі) просвердлюються отвори для наступного встановлення в них стяжних болтів. Робота підсиленої конструкції буде більш надійною, якщо по контакту сталі та дерева покласти шар полімерного клею.

Рис. 6.12. Обетонування сталевих балок: І —балка, шо підсилюється; 2 - поздовжня арматура; 3 — поперечна арматура підсилення; 4 — бетон;

За необхідності суттєвого збільшення несучої здатності сталевої балки потрібно матеріал конструкції підсилення і віднести якомога далі від нейтральної осі попереч- -ного перерізу. Для цього використовуються способи підсилення балок шляхом установлення на нижньому поясі затяжок (рис.6.15)

Рис. 6.13. Обетонування порожнин сталевих балок: а - відкритих; б — закритих: 1 — балка, що підсилюється; 2 — додаткові сталеві елементи, приварені до поличок; 3 — бетон; 4 — отвори, прорізані у верхній поличці балки для заливання бетону;

Рис. 6.14. Установлення дерев'яних брусів: І— балка, що підсилюється; 2— дерев'яні бруси; 3 — стяжні болти з гайками; 4 — шайби;

Рис.6.15 Підсилення сталевої балки затяжкою: 1 — балка; 2 — колони; 3 — затяжка з арматурної сталі; 4— опорні бази затяжки; 5 — стяжний хомут;

Для включення в роботу стрижнів затяжки їх попередньо напружують. Попереднє напруження створюють одним із способів:

- стягуванням двох гілок затяжки хомутом;

- затягуванням гайок, розміщених на кінцях затяжок;

- затягуванням стяжних муфт, які розташовуються по середині гілок затяжок.

У якості затяжок використовуються також шпренгельні конструкції (рис. 6.16). Включення їх в роботу виконується одним із вищенаведених способів.

Рис. 6.16. Підсилення балки шпрен-гельною затяжкою: 1 — балка; 2 — сталеві колони: 3 —- затяжка; 4 — опорна база; 5— котки -шарніри затяжки; 6— стяжна муфта

Радикальним способом збільшення несучої здатності балок є підведення знизу металевої рами (рис. 6.17).

Іншим способом підсилення сталевих балок є зміна їх розрахункової схеми. Найчастіше цей спосіб реалізується шляхом підведення опор (рис. 6.18) чи сталевих балок (рис. 6.19) знизу конструкції, що підсилюється.

Розрізні балки можуть бути перетворені в нерозрізні (рис. 6.20). При цьому різко зменшуються внутрішні зусилля в поперечних перерізах існуючої конструкції.

Рис. 6.17. Влаштування рами знизу балки: 1 — балка, що підсилюється; 2 — верхній елемент рами; З — нижній елемент рами; 4 — стійки; 5— розкоси; 6— косинки; 7 — додаткові ребра жорсткості.

Рис. 6.18. Улаштування розвантажуючих підкосів: 1 — балка, що розвантажується; 2 — наявні колони; 3— наявні фундаменти; 4 — підкоси; 5— додаткові ребра жорсткості; 6 — додаткові опорні столики; 7 — сталева пластина на графітній змазці; 8 — кутик-упор; 9 — затяжка; 10 — гайка з контргайкою.

Рис. 6.19. Установка розвантажуючих балок: 1 — сталева балка; 2 — балка підсилення; 3 — залізобетонні плити; 4 — з'єднувальні пластини; 5 — опорний столик; 6— нижня пластина опорного столика; 7 — з'єднувальні болти

Рис. 6.20. Перетворення розрізних балок у нерозрізні: 1 — сталева балка; 2 — колони; 3 — сталеві накладки

Підкранові сталеві балки можуть підс илюватися вищенаведе-ними способами. Для збільшення їх несучої здатності використову­ються сталеві ламелі.

Ламелі влаштовуються за допомогою зварювання на підкладних листах (рис. 6..21) або додаткових ребрах жорсткості (рис. 6.22).

Рис. 6.21. Підсилення підкранових балок ламелями на підкладних листах: 1 — балка; 2 — поперечні ребра жорсткості; 3 — підкладні листи; 4 — ламелі

Рис. 6.22. Улаштування ламелів на додаткових ребрах жорсткості: 1 — балка, що підсилюється; 2— існуючі ребра жорсткості; 3— вирізи в ребрах жорсткості; 4 — додаткові ребра жорсткості із кутиків; 5 — ламелі

Крокв’яні металеві ферми відносять до решітчастих конструкцій, підсилення яких виконується шляхом нарощування до необхідного розміру поперечного перерізу (рис.6.23). Нарощування може виконуватися різними прокатними профілями та арматурними стрижнями залежно від необхідної кількості матеріалу в перерізі, зручності виконання робіт із підсилення, наявності матеріалів. При такому підсиленні конструкцію необхідно максимально розвантажити так, щоб зусилля в її елементах, що підсилюються, були не більше ніж 50...60% експлуатаційних.

Стиснуті елементи ферм, які мають вигини в площині ферми або з цієї площини, підсилюються встановленням додаткових стійок, що прикріпляються до існуючих пластинок зварюванням (рис. 6.24). При цьому виникає певний ексцентриситет прикладання поздовжньої сили у вузлі ферми, що необхідно враховувати в перевірних розрахунках.

Для зменшення гнучкості стиснутих елементів нарощування їх може виконуватися і дерев'яними брусами (рис. 6.25). Міцність поперечного перерізу при цьому зростає несуттєво, однак за рахунок збільшення жорсткості (коефіцієнта поздовжнього згину) зростання несучої спроможності елемента може бути значним. Бруси кріпляться до металевих конструкцій за допомогою стяжних болтів із гайками та шаиоами, що встановлюються у заздалегідь просвердлені отвори.

Рис. 6.23. Установлення дерев'яних брусів на стиснуті еле­менти: 1 — ферма; 2 — стиснутий елемент, що підсилюється; 3 — додаткові дерев'яні бруси; 4 — стяжні болти з гайками та шайбами

Підвищення несучої здатності вузлів сталевих ферм здійснюється за допомогою збільшення довжини (в тому числі і за рахунок додаткових лобових швів) або товщини існуючих зварних швів. Для збільшення довжини швів (якщо інших можливостей немає) у вузли вводяться додаткові елементи (коротиші) (рис. 6.26). Зусилля в елементах ферми на період підсилення повинні бути мінімальними.

Рис. 6.24. Підсилення стиснутих стійок, що мають викривлення: а— в площині ферми; б — із площини ферми: 1 — ферма; 2 — елемент, що підсилю­ється; 3 — додатковий стиснутий елемент; 4 — поперечні планки; 5 — з'єднувальні пластини

При недостатніх розмірах фасо-нок ферми їх нарощують (рис. 6.27). Додаткові фасонки приварюються до існуючої та до елементів ферми.

Радикальним способом підсилення кроквяних металевих ферм у цілому є зміна їх розрахункової схеми, а значить, і розвантаження всіх елементів. Одним із таких видів розвантаження є встановлення шпренгельних затяжок (рис. 6.28). Шпренгельні затяжки виготовляються з арматурних стрижнів та попередньо напружуються шляхом закручування стяжних муфт.

Іншим способом зміни розрахункової схеми ферм є встановлення додаткових опор у вигляді колон (рис. 6.29) чи підвісок (рис. 6.30). При цьому слід мати на увазі, що зусилля в окремих елементах ферми можуть не лише змінювати величину, але і знак (змінюватися з розтягуючих на стискаючі й навпаки), тому перевірними розрахунками та виконанням конструктивних вимог необхідно обґрунтувати можливість такого виду підсилення.

Рис. 6.25 Установлення дерев'яних брусів на стиснуті елементи: 1 — ферма; 2 — стиснутий елемент, що підсилюється; 3 — додаткові дерев'яні бруси; 4 — стяжні болти з гайками та шайбами.

Рис. 6.26. Уведення у вузли коротишів: 1 — елемент ферми; 2 — фасонка; З — додаткові елементи (коротиші).

Рис. 6.27. Нарощування фасонки; 1 — елемент ферми; 2 — існуюча фасон­ка; 3 -- додаткові фасонки

Рис. 6.28. Улаштування шпренгельних затяжок: 1 — ферма, шо підсилюється; 2 — колони; 3 — шпренгельна затяжка; 4 — опорна база затяжки; 5 — проміжна опора; 6 — стяжна муфта

Рис. 6.29. Установлення додаткових колон: І — ферма, що підсилюється; 2— наявні колони; 3— наявні фундаменти; А— додаткова розвантажуюча колона; 5 - додатковий фундамент; 6 — опорна плита, приварена до вузла; 7 — пластини-клинці; 8 — болти

Рис. 6.30. Улаштування підвісок: 1 — ферма; 2 — колони; 3 — додаткові сталеві стояки; 4-пїдвіски; 5-додатковІ фасонки; 6 — накладки для кріплення підвіски до фасонки; 7 — стяжна муфта

Сталеві настили підсилюються шляхом нарощування. Найчастіше нарощування виконується таким же сталевим листом (рис. 6.30) або сталевими смугами, що приварюються зверху чи знизу листа (рис. 6.31).

При використанні в якості конструкції підсилення сталевого листа може бути два випадки їх роботи: коли лист існуючий та підсилений працюють сумісно (рис. 6.30, б) і коли вони не включаються у сумісну роботу (рис. 6.30, а).

Можливе також перетворення сталевого настилу в залізобетонний шляхом улаштування поверх існуючої конструкції залізобетонної сорочки (рис. 6.32).

Зміна розрахункової схеми настилу і його розвантаження здійснюється встановленням додаткових поздовжніх (рис. 6.33) та поперечних (рис.6.34) балок. У першому випадку зменшується проліт, а у другому створюється балкова клітка і існуючий сталевий настил починає працювати, як пластина, оперта по контуру.

Рис. 6.30. Нарощування сталевим листом: а — існуючий та підстилаючий листи не працюють сумісно; б — листи працюють сумісно: 1 — настил, що підсилюється; 2 — сталева балка; 3 — лист підсилення; 4 — зварний шов (суцільний або переривчастий); 5 — стяжні болти; 6 — зварка в отворах, просвердлених у листі підсилення

Рис. 6.31. Нарощування сталевими смугами: а — зверху листа; б — знизу: 1 — настил, що підсилюється; 2— сталеві балки; 3— смуги підсилення; 4 — переривчасті зварні шви

Рис. 6.32. Нарощування залізобетонного шару: 1 — сталевий настил, що підсилюється; 2 — сталеві балки; 3 — залізобетонна плита

Рис. 6.33. Влаштування поперечних балок: 1 — настил; 2— існуючі балки; 3 — додаткові поперечні балки; 4 — з'єднувальні кутики

Рис. 6.34. Підведення поздовжніх балок: 1 — настил; 2 — існуючі сталеві балки; 3 — розвантажуючі додаткові балки

Дата добавления: 2014-01-05