08.04.2020 Эксплуатация зданий Основные способы усиления конструкций здания лекция

Основные способы усиления конструкций здания

Задание:

- прочитайте лекцию, внимательно изучите рисунки,

- напишите конспект,

- пришлите фотоотчет на почту преподавателю,

- устно ответьте на вопросы самоконтроля.

Определения

Комплекс мероприятий, обеспечивающих повышение несущей способности и эксплуатационных свойств строительной конструкции или здания и сооружения в целом по сравнению с фактическим состоянием или проектными показателями, называется усилением.

Комплекс мероприятий, обеспечивающих повышение эксплуатационных качеств конструкций, пришедших в ограниченно работоспособное состояние, до уровня их первоначального состояния, называется восстановлением.

Основы усиления конструкций и зданий и общие принципы усиления несущих конструкций

Конструкции существующих зданий и сооружений усиливаются в двух случаях:

Первый - когда в процессе эксплуатации в силу разных причин в них возникли дефекты и повреждения: трещины, искривления, провисания, коррозия и т. п. Способы усиления в этом случае зависят от вида и степени повреждений, а сами конструкции усиления и сечения их элементов определяются расчетами, которые учитывают остаточную несущую способность существующих конструкций и действующие на них нагрузки. Здесь также же следует отметить то, что иногда при аварийном состоянии эксплуатируемых конструкций усиление представляет собой проведение неотложных оперативных противоаварийных мер временного характера, когда вопрос стоит о предотвращении обрушения, и времени для тщательной разработки, изготовления и монтажа усиливающих конструкций не всегда остается, тогда зачастую приходится принимать решения, наиболее простые и быстро осуществимые.

Второй  - когда предполагается увеличить нагрузки на конструкции (при реконструкции зданий, надстройке, перепланировке помещений, замене оборудования и т. п.). В этом случае необходимость усиления конструкций определяется расчетом их действительной несущей способности (с учетом характеристик материалов, наличия дефектов и фактических размеров сечений) и сравнением ее с усилиями от новых ожидаемых нагрузок.

Проектирование усиления или восстановления зданий и сооружений следует производить на основе следующих данных:

-  технического обследования и обмеров поврежденных конструктивных элементов здания;

-  наличия у заказчика или у строительной организации необходимых для восстановления строительных конструкций и материалов, в том числе номенклатуры строительных конструкций и материалов, централизованной поставки;

-  имеющихся в распоряжении строительной организации необходимых строительных машин и механизмов;

-  геологических и климатических условий района строительства;

-  технико-экономического обоснования восстановления.

Основные методы усиления строительных конструкций

Основными методами усиления конструкций являются: увеличение площади поперечного сечения элементов конструкции; изменение конструктивной схемы здания; регулирование напряжений.

При выполнении усиления путем увеличения сечений требуется:

-  обеспечить надежную совместную работу элементов усиления и усиливаемой конструкции, в том числе требования по местной устойчивости (размеры свесов, отгибов) и неискажаемости сечения (установка в необходимых случаях ребер, диафрагм и т. п.);

-  принимать решения, которые не затрудняют проведение мероприятий по антикоррозионной защите, в особенности ведущих к щелевой коррозии или образованию замкнутых полостей, применяя в необходимых случаях герметизацию щелей;

-  назначать места обрыва элементов усиления из условия работы неусиленных сечений при действии расчетных нагрузок в упругой стадии, не допуская резких концентраторов напряжений в указанных местах;

-  учитывать наличие конструктивного оформления узлов, ребер жесткости, прокладок и т. п., а также допустимость увеличения габаритов строительных конструкций;

-  обеспечивать технологичность производства работ по усилению, в частности, доступность сварки, возможность сверления отверстий, закручивания болтов и т. п.

При усилении конструкций путем  изменения конструктивной схемы необходимо:

-  учитывать перераспределение усилий в конструкциях, элементах, узлах, а также в опорах, включая дополнительные проверки фундаментов;

-  учитывать разность температур, если существующие и новые конструкции могут эксплуатироваться в разных температурных режимах, а также температурный режим при замыкании статически неопределимых систем;

-  предусматривать в конструктивных решениях элементов и узлов возможность компенсации несовпадения размеров существующих и новых конструкций.

Метод усиления конструкций, предусматривающий регулирование напряжений, позволяет уменьшить усилия, действующие в конструкции. Преимущество его состоит также в том, что усиление может производиться без разгрузки конструкции и остановки технологического процесса.

Элементы усиления необходимо проектировать, как правило, ориентируясь на полное изготовление их в заводских условиях. В отдельных случаях допускается изготовление деталей усиления с припуском и последующей обработкой на месте установки.

Присоединение деталей усиления к усиливаемым металлическим конструкциям выполняется с помощью сварки, на болтах или с использованием полимеррастворов. В некоторых случаях при соответствующем обосновании допускается применение дюбелей и самонарезающих винтов.

Аналогичные требования предъявляются к конструкциям и при усилении железобетонных, каменных и деревянных конструкций, учитывая особенности конструктивного решения зданий, материалов усиляемых конструкций и элементов усиления, технологий усиления и др.

Усиление конструкций

-  наращиванием сечений в виде набетонок, обойм и рубашек. Набетонка выполняется с одной стороны, обойма - с четырёх, рубашка - с трёх сторон;

-  разгружающими конструкциями с изменением статической схемы работы.

- дефекты и повреждения элементов в виде трещин в основном металле или сварных швах устраняются путем заварки трещин, вварки вместо дефектного места нового металла, приварки усиливающих накладок, усиления конструктивного элемента способом наращивания.

- эффективным способом усиления каменных конструкций является заключение кладки в стальную или железобетонную обойму.

- усиление поврежденных стоек, балок, ферм, при наличии опасных трещин, разрывов, гнили, значительных прогибов является установка дополнительных стальных или деревянных накладок на болтах, применение стальных шпренгелей или дополнительных опор,

- продольные трещины в стропилах стягивают металлическими хомутами на болтах,

-  при загнивании опорных концов ферм вырезают опасный участок, заменяя его протезами,

-  при недостаточной несущей способности стыка нижнего пояса (растянутого раскоса) устраивают дополнительные накладки или растянутые тяжи между узлами ферм,

-  при потере устойчивости верхнего пояса или сжатых элементов решетки устанавливают дополнительные связи или увеличивают сечения элементов, прикрепляя к ним с помощью болтов или гвоздей дополнительные бруски или доски.

Вопросы для самоконтроля

1. Дайте определение усиление и восстановление.

2. Перечислите основные методы усиления.

3. Перечислите основные способы усиления бетонных и железобетонных конструкций, металлических, каменных и деревянных конструкций.