ГСХ21

Рисунок 5.34 – Усиление железобетонной колонны металлической обоймой: 1 – колонна; 2 – уголки усиления; 3 – планки; 4 – поперечная планка с шагом не более меньшей стороны сечения

Рисунок 5.35 – Усиление колонны с помощью дополнительных элементов: 1 – колонна; 2 – элемент усиления, уголок; 3 – уголки распорок (стойки); 4 – соединительные планки; 5 – центральная планка для натяжения болтов в месте перегиба распорок; 6 – распорка в проектном положении; 7 – механизм обжатия; 8 – фиксирующая накладка; 9 – отверстия для болтов

132

5.4 Усиление несущих изгибаемых линейных конструкций и элементов

Для усиления стропильных балок рекомендуются шпренгельные затяжкиизпрокатныхпрофилей.Длянадежноговключенияшпренгеля в работу балки создается его предварительное напряжение­ . Шпренгельная затяжка состоит из двух боковых уголков, которые крепятся к анкерным устройствам, устанавливаемым­ по торцам балки на цементном растворе. Предварительное напряжение шпренгеля осуществляется путем взаимного­ стягивания горизонтальных элементов нижнего пояса с помощью­ специальных болтов.

Нижняя горизонтальная часть шпренгеля может быть также выполнена из двутавра или швеллера. В этом случае предварительное­ напряжение шпренгеля осуществляется с помощью натяжных винтов путем оттягивания двутавра от балки или с помощью домкрата. Винты должны быть в местах перегиба тяжей­ . После затяжки болты приваривают­ к нижнему поясу шпренгеля для исключения их раскручивания­ .

Вместо болтов могут использоваться гидродомкраты, устанавливаемые в местах перегиба тяжей. В качестве шпренгеля применяется также арматурная сталь (рис. 5.36).

Рисунок 5.36 - Усиление железобетонной балки покрытия шпренгелем: 1 -усиливаемаябалка;2 -шпренгель;3- анкерноеустройство; 4 - опорный швеллер; 5 – пакет металлических прокладок; 6 - домкрат

133

Фиксация предварительного напряжения осуществляется забивкой встречных клиньев или отрезков полосовой стали. После выполнения усиления все металлические детали окрашивают­ защитным лаком или эмалью.

Железобетонные изгибаемые балки, ригели и подкрановые балки усиливаютпрактическипровереннымиспособами.Одинизних-на- ращивание сечения конструкции. При этом усиливаемую конструкцию увеличивают по высоте или ширине. Особенностью способа является восприятие касательных напряжений, действующих в плоскости контакта старого и нового бетона, дополнительной арматурой, привариваемой к арматуре усиливаемой конструкции.

Предполагается совместная работа усиливаемой конструкции и конструкции усиления с перераспределением усилий пропорционально жесткостям. Наращивание применяется для усиления как сборных железобетонных конструкций, так и монолитных. Арматурные стержни используются диаметром, равным 12 мм и бо-

лее ( рис.5.37).

Рисунок 5.37 - Усиление железобетонной балки покрытия односторонним наращиванием снизу: 1 - усиливаемая балка; 2 - арматура; 3 - дополнительная арматура; 4 - соединительные элементы; 5 – обетонка

134

Работывыполняютвтакойпоследовательности.Подготавливается поверхность в зоне усиления, для чего удаляется слабый бетон, делается насечка в здоровом ядре бетона; в нужных местах снимается защитный слой для приварки коротышей или «уток» - специальных соединительных элементов. Выполняются заготовки. Поверхность участка усиления промывается водой; привариваются коротыши к существующей арматуре, к коротышам – новая арматура. Далее устанавливается опалубка и заливается мелкозернистый бетон с тщательным уплотнением и увлажнением до полного набора прочности бетона. Бетон применяется не ниже класса В25. Вместо бетонирования может использоваться торкретбетон, который наносится слоями по 20-25 мм до проектной толщины.

В случае значительного повреждения арматуры и бетона конструкций рекомендуется усиление металлическими обоймами. Усиление железобетонной балки представлено на рисунке 5.38

Рисунок 5.38 – Усиление ригеля металлической обоймой: 1 – ригель; 2 – колонна; 3 – уголки нижнего пояса; 4 – уголки верхнего пояса; 5 – планка нижнего пояса; 6 – планка верхнего пояса усиления; 7 – прямые стержни-хомуты (пунктиром); 8 – стержни-хомуты после обжатия; 9 – монтажный элемент для фиксации хомутов; 10 – боковые пластины (привариваются после обжатия всех хомутов)

Выполнение усиления металлической обоймой осуществляется в следующей последовательности. По верхней и нижней плоскостям

135

балки прокладывают продольные элементы из уголков, которые объединяют поперечными планками в верхнем и нижнем поясах обоймы. Оба пояса плотно прижимают к бетону балки и к уголкам приваривают прямые стержни - хомуты. Стержни попарно, одновременно с двух сторон балки, обжимают специальным ключом, создавая совместную работу усиления и усиливаемой конструкции. Обжатые стержни фиксируют специальным монтажным элементом. Предподготовка конструкций перед усилением заключается в том, что ее очищают от слабого бетона легким постукиванием молотка, затем наносят насечки на контактную поверхность; арматуру очищают от коррозии до металлического блеска; потом ее промывают водой, заделывают раковины до проектных размеров. Выполняют заготовки, монтируют пояса, приваривают прямые стержни, обжимают их попарно, после окончания обжатия стержней между каждой соседней парой приваривают пластины. После этого металлоконструкции окрашивают.

Усиление узлов стропильной фермы обоймами на болтовых соединениях представлено на рисунке 5.39.

Рисунок 5.39 - Усиление средних и опорных узлов ферм: 1 - усиливаемый элемент; 2 - прокладки из уголков; 3 - опорные поперечные уголки; 4 - предварительно напряженные болтовые затяжки; 5 - соединительные планки

136

Железобетонные фермы, имеющие локальные повреждения, восстанавливаются путем местного усиления. Усиление сжатых поясов ферм производят путем установки металлических обойм из листового или прокатного профиля (уголков и швеллеров). Усиление нижнего пояса ферм осуществляют предварительно напряженными­ затяжками, анкерные устройства которых на концах фермы выполняют из пластин толщиной 12-20 мм, подкрепленных­ ребрами. Для включения затяжек в работу ферм в них необходимо создавать предварительное напряжение. Анкерные устройства должны плотно прилегать к опорным частям ферм, для чего при монтаже на торцы наносят слои раствора.

Растянутые раскосы фермы усиливают предварительно напряженными затяжками, крепление которых к узлам фермы осуществляется с помощью упорных уголков или специальных деталей. К концевым участкам затяжек приваривают коротыши с резьбой.

Металлическиеобоймысжатыхэлементовфермвключаютсявработу за счет распорных сил, возникающих при приложении к ферме внешних нагрузок, и, таким образом, разгружается поврежденный узел; усиление поврежденного элемента происходит за счет обжатия элементов усиления с креплением на сварке, болтах, заклепках. Фрагменты усиления показаны на рисунке 5.40.

Рисунок 5.40 - Усиление элементов ферм с напряжением: 1 - сжатый пояс; 2 - предварительно напряженные затяжки; 3 – элементы анкерных устройств

137

При повреждении второстепенных балок железобетонного перекрытия их усиление может быть организовано за счет устройства выносных опор и уменьшения расчетного пролета.

Конструкции кронштейнов собираются из двух отдельных частей (рис. 5.41). После их установки верхние концы растянутых тяжей сваривают над опорой накладками. По нижнему поясу создают связи для общей устойчивости нижнего пояса с помощью специальных опорныx накладок.

Рисунок 5.41 - Усиление второстепенных балок предварительно напряженными разгружающими кронштейнами: 1 - усиливаемая балка; 2 - уголки нижнего пояса кронштейна;3 – тяжи кронштейна; 4 - соединительные планки; 5 — прокладка, устанавливаемая после напряжения кронштейна; 6 - подвески; 7 - стык тяжей; 8 – подкладка; 9 - опорные накладки; 10 – отверстия, заделываемые асфальтом; 11 - набетонка

В тех случаях, когда возникает необходимость в проведении­ работ по усилению без снятия временной нагрузки, можно воспользоваться решением, предусматривающим установку дополнительной

138

предварительно напряженной арматуры. В качестве дополнительной напряженной арматуры может использоваться горизонтальная, шпренгельная или сочетание той и другой.

Увеличить несущую способность второстепенной железобетонной балки можно за счет приварки к рабочей ненапряженной арматуре дополнительных стержней (рис. 5.42). В этих случаях скалывают защитный слой на небольших участках в приопорных зонах, где напряжения в арматуре усиливаемой балки незначительны. Рабочую арматуру зачищают. К обнаженной рабочей арматуре приваривают коротыши, диаметр которых больше толщины защитного слоя, при этом не следует срезать стержни поперечного армирования или хомуты. К коротышам приваривают арматурные стержни усиления. Если натяжение производят термическим способом, то стержни усиления прикрепляют в проектном положении с помощью временных фиксаторов, количество которых устанавливают с таким шагом, чтобы исключить провисание под действием собственной массы. Стержни должны быть максимально прямолинейными. Один конец стержня приваривают к коротышу, а другой - остается свободным. Стержень нагревают до расчетной температуры. Свободный конец прижимают к коротышу и приваривают, поддерживая постоянную расчетную температуру до конца сварки. Коротыши желательно располагать рядом с одним из хомутов со стороны пролета для исключения выпучивания стержней. Усиленный участок балки покрывается торкретбетоном. При механическом натяжении стержней оба конца их приваривают к ненапряженной рабочей арматуре и используют стяжные болты либо специальный ключ, а положение стержней в напряженном состоянии фиксируется на сварке с помощью специальной монтажной планки.

При установке шпренгельной напряженной арматуры ее концы крепятся по торцам балок. Натяжение производят механическим или термическим способами. Для исключения провисания под действием собственной массы стержни усиления закрепляют с помощью временных подвесок (стержни не должны иметь провисаний). При усилении балок шпренгельной арматурой ее натяжение осуществляют механическим способом, т.е. завинчиванием специальных натяжных винтов (стяжная муфта) или кладкой в зазор между балкой и анкером арматуры усиления большего количества встречных клиньев.

139

Рисунок 5.42 - Усиление второстепенной балки дополнительной предварительно напряженной арматурой: а – термическим способом; б – механическим способом; 1 – усиливаемая балка; 2 – арматура балки; 3 - дополнительная предварительно напряженная арматура; 4 - коротыш; 5 – стяжная муфта; 6 – главная балка

5.5 Усиление железобетонных плит

Пустотные железобетонные плиты междуэтажных перекрытий, имеющие повреждения, при необходимости увеличения действующей нагрузки усиливают дополнительной арматурой, площадь которой определяют расчетом. Для этого вскрывают верхнюю часть пустотного отверстия и устанавливают дополнительный каркас (рис. 5.43), состоящий из продольных рабочих стержней и поперечной арматуры. Поверхность существующего бетона плиты очищают от слабого бетона, увлажняют, по верху панели укладывают сетку, которую скрепляют с вертикальными каркасами усиления вязальной проволо-

140

кой или сваркой. Усиливаемые каналы заполняют бетоном до проектной отметки, бетон уплотняют виброинструментом и увлажняют до набора им прочности. Класс бетона должен быть не ниже В25.

Рисунок 5.43 - Усиление плит дополнительной арматурой: 1 – усиливаемая плита; 2 – вырубленная полка плит для установки каркаса; 3 – каркас усиления; 4 – арматурная сетка; 5 – монолитный бетон; 6 – бетон заполнения пустот; 7 – контактная плоскость сопряжения старого и нового бетона; 8 – стена; 9 – опорная часть плиты

Вместо арматурного каркаса может использоваться жесткая арматура в виде двутаврового профиля (рис. 5.44). Порядок подготовки усиления аналогичен изложенному выше.

Рисунок 5.44 - Усиление плит установкой металлических прокатных балок в пустоты с последующим их обетонированием: 1 – усиливаемые плиты; 2 – вырубленные полки плиты для размещения двутавров; 3 – двутавр усиления; 4 – арматурная сетка; 5 – бетон замоноличивания; 6 – стена; 7 – дополнительный слой бетона

141