Новости

загрузка

Контакты

190005, г.Санкт-Петербург,
5-я Красноармейская ул., д.26

Тел.:(812) 746-84-97, 575-94-50

моб. тел: 962-28-40

E-Mail: sadygov@mail.ru

Усиление конструкций зданий и сооружений

УСИЛЕНИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

 

Любая строительная конструкция имеет свойство изнашиваться. Говоря о проблемах ЖКХ, эксперты, аналитики, да и СМИ нередко приводят впечатляющие цифры износа нашего жилищного фонда. Во многих петербургских домах необходимость усиления конструкций ощущается чрезвычайно остро.

Обычно к усилению конструкции прибегают после повреждения, в результате которого снизилась ее несущая способность. Кроме того, причинами мероприятий по усилению конструкций служат ошибки в проекте, изменение или перераспределение нагрузок вследствие модернизации или реконструкции здания, а также необходимость профилактических мер по укреплению сооружения, повышению его срока службы и надежности.

Технологии усиления строительных конструкций делятся на две большие группы: традиционные и современные. Традиционный путь сводится, в общих чертах, к увеличению площади приложения сил, иными словами — к повышению площади поперечного сечения рабочей арматуры, современный основан на применении высокопрочных материалов нового поколения. Первый метод усиления конструкций, скорее, относится к экстенсивному, второй — в большей степени к интенсивному.

 

УСИЛЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ТРАДИЦИОННЫМИ МЕТОДАМИ

 

Традиционные технологии усиления строительных конструкций основаны на устройстве рубашек и обойм, наращивании сечения балок, установки дополнительной арматуры и разгружающих стоек, монтаже металлических порталов, замене конструкций и т.п.

Все это осуществляется, для того чтобы эффективно противостоять различным силам, действующим на строительные конструкции. Это — растяжение, сжатие, крутящий момент, поперечные силы и другие нагрузки, о которых мы слышали из школьного курса физики. Однако только профессионалы-строители досконально знают, как грамотно справляться с этими опасностями на практике. Так, для усиления защиты от растяжения в так называемой «растянутой зоне» конструкции устанавливают дополнительную арматуру с соединением через коротыши с рабочей арматурой конструкций и последующим обетонированием либо приклеивают листовую или стержневую арматуру в подготовленных пазах в растянутой зоне конструкций.

Организовывая дополнительную защиту от нагрузок сжатия, также повышают площадь поперечного сечения строительных конструкций. Для этого устанавливается дополнительная сжатая арматура, обоймы, рубашки, устраиваются наращивания. Теми же способами производится усиление железобетонных конструкций на восприятие поперечных сил. Также в зоне среза  устанавливаются поперечные планки, стержни и т.п.

Дополнительная защита от крутящего момента состоит в увеличении площади продольной, вертикальной и горизонтальной поперечной арматуры, устройстве обойм, стальных гильз, установке замкнутой поперечной арматуры и т.д.

При местном сжатии и продавливании усиление конструкций производится через расширение площади опирания, наращивание, установку дополнительной арматуры.

Если есть угроза разрушения железобетоннлй конструкции по двум и более зонам, а также если трудно добиться требуемой степени повышения несущей способности путем усиления только одной зоны, то применяется комбинированное усиление таких конструкций.

У традиционных технологий усиления строительных конструкций есть преимущества и недостатки. Их несомненным достоинством можно считать относительную дешевизну. Однако при этом требуется достаточно сложный и трудоемкий процесс с большими затратами времени. Кроме того недостатком как таковым можно считать увеличение сечения конструкций. Все это вынуждает строителей и их заказчиков прибегать к современным технологиям усиления конструкций.

 

УСИЛЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ НЕТРАДИЦИОННЫМИ МЕТОДАМИ (ВНЕШНЕЕ АРМИРОВАНИЕ)

 

Нетрадиционный способ усиления строительных конструкций появился благодаря такому высокотехнологичному изобретению, как искусственное углеродное волокно (углеволокно).

Это — высокопрочный, высокомодульный, линейно упругий материал. Он применяется в виде холстов (wraps), а также лент или ламинатов (laminats). Усиление углепластиком относят к внешнему армированию, поскольку материалы крепятся на конструкции с помощью монтажного клея (эпоксидного, эпоксиполиуретанового или полимерцементного). Они эффективно реагируют на приращение деформаций конструкции, в них возникают большие приращения усилий.

Прежде всего, это свойство обусловило применение углеродного волокна для усиления железобетонных конструкций. Поскольку предельное удлинение этого материала значительно больше, чем у бетона, в большинстве случаев рабочие усилия в углеволокне значительно меньше предельных и разрушение усиленного углеволокном образца как правило происходит по контактному слою между элементом внешнего армирования и бетоном. Исключением является работа поперечных бандажей колонн из углеволокна.

Быстрота и легкость монтажа элементов внешнего армирования из углеволокна является основным преимуществом нетрадиционного способа. Кроме того, внешнее армирование не искажает эстетический облик конструкции, при этом процесс усиления становится значительно проще, чем традиционные технологии.

Нетрадиционный способ является наиболее оправданным при необходимости усиления уникальных или дорогостоящих конструкций, например, памятников архитектуры, транспортных и гидротехнических сооружений, реконструкция которых другими способами затруднительна или невозможна вообще. Такая технология на сегодняшний момент является наиболее практичным способом повышения эксплуатационных характеристик любых элементов здания или сооружения.

 

Усиление железобетонных конструкций

Обычно железобетонные конструкции повреждаются в результате коррозии, перегрузки отдельных элементов, ошибок проектирования и производства строительных работ, неправильной эксплуатации объекта. Особого внимания требуют те из них, которые очень дорого, а то и невозможно заменить. Это касается, прежде всего, мостов, гидротехнических сооружений, памятников архитектуры. В таком случае без внешнего армирования не обойтись. Усиление рядовых конструкций с применением углеродного волокна не всегда целесообразно экономически.

Усиливать сжатые (в том числе и внецентренно-сжатые) железобетонные элементы типа колонн, пилонов, простенков с помощью внешнего армирования можно двумя способами. Для усиления «коротких» элементов (с соотношением «высота — габарит поперечного сечения» не более 10:1) применяют бандажи из углепластика, которые создают «эффект обоймы». Второй способ — установка холста из углеволокна вдоль сжатого элемента, который служит дополнительной рабочей арматурой.

При усилении сейсмостойких конструкций рекомендуется для крайних бандажей использовать трех- или четырехнаправленный холст.

Усиление гибких колонн производится как продольными, так и поперечными элементами внешнего армирования. Продольные элементы устанавливаются с таким расчетом, чтобы не изменилось расположение физической оси сечения.

 

Усиление металлических конструкций

Растянутые стальные конструкции усиливаются симметрично относительно центра тяжести сечения. При этом применяется углеволокно с максимально высокой прочностью и модулем упругости, близким по значению к  модулю упругости усиливаемого материала.

Монтажу холста или ленты из углеволокна обычно предшествует очистка поверхности металлоконструкции (например, пескоструйная обработка) и нанесение адгезионного слоя — монтажного эпоксидного клея. По завершении монтажа на них наносится защитная или огнезащитная покраска, а затем устанавливаются дополнительные механических фиксирующие устройства.

При усилении внецентренно сжатых стальных элементов холсты или ленты из углеволокна устанавливаются также симметрично относительно центра тяжести сечения, однако возможно их несимметричное расположение, в частности, при восстановлении сечения, поврежденного коррозией. В этом случае также используется углеволокно с максимальным модулем упругости.

При необходимости повысить устойчивость стальных пластинок, например высоких стенок балок из плоскости изгиба в зоне действия поперечной силы, наклеиваются углеволоконные холсты симметрично относительно центра тяжести сечения.

 

Усиление каменных конструкций

Внешнее армирование из углеволоконных материалов гораздо эффективнее традиционных способов усиления каменных столбов, пилонов, простенков с помощью стальных обойм. Ведь обеспечить необходимую совместную работу стальной обоймы и усиливаемого столба можно, лишь создав в обойме начальные усилия путем нагрева хомутов и применения расширяющихся растворов. А это процесс трудоемкий, нетехнологичный и не современный. Обоймы из углехолста включаются в работу усиливаемого элемента просто во время его монтажа через клеевой слой.

Элементы внешнего армирования из углеволокна дают возможность в широких пределах регулировать усилия в каменной конструкции и при этом сводить к минимуму нарушения ее целостности. Это в полной мере справедливо дл конструкций реконструируемых и реставрируемых зданий.

При традиционном усилении кирпичных стен с окнами, дверями и другими проемами устанавливаются стальные скобы и профили. Все это закрепляется на стенах через анкеры с последующей зачеканкой расширяющимися растворами. Современный способ усиления стен с помощью углеволоконных холстов и лент позволяет избежать установки точечных анкеров, вовлечь больший объем материала в работу отдельного элемента, реализовать имеющиеся резервы конструкции, при этом бережно отнестись к неповрежденным участкам.

 

Усиление деревянных конструкций.

Углехолсты эффективны на участках, где действуют главные растягивающие напряжения и имеется опасность раскалывания вдоль волокон. Также целесообразно их приклеивание на гибкие фанерные стенки в зоне действия поперечной силы.

Эти элементы внешнего армирования обычно либо приклеиваются к поверхности, либо вклеиваются в предварительно подготовленные пропилы. Пропилы предпочтительно делать вертикальными для минимального нарушения целостности сечения.

Второй вариант предпочтителен, когда необходимо сохранить первоначальный вид балок и сделать незаметным само усиление. Незаметность наряду с технологической простотой и высокой скоростью монтажа относят к основным преимуществам армирования деревянных конструкций из углеволоконных элементов.

Предлагаемые услуги


  Победитель конкурса Строительный сайт 2010

Copyright © 2010 ЗАО РСУ “Cтрой-Сервис”
Все права защищены.