Усиление плит покрытия. Конструирование и принцип расчета

23 Усиление ж/б балок. Конструирование и принцип расчета.

Важным обстоятельством при выборе метода усиления является характер трещин, образующихся на боковой поверхности балок. Так, балки с чрезмерно раскрытыми нормальными трещинами усиливаются в пролете подведением упругих или жестких опор или подваркой дополнительной арматуры, а балки с наклонными трещинами - стальной обоймой или кронштейнами.

Усиление производится в следующем порядке:

- устраиваются опоры под конструкцию усиления в виде отдельных стоек или консолей, привариваемых к стальной обвязке колонн;

- разгружается перекрытие в зоне усиления;

- монтируется конструкция усиления (балка или ферма);

- включается конструкция усиления в работу путем забивки стальных клиньев в распор с ригелем.

Упругой опорой (балкой)

1-Стальная балка

2-Стальные пластины (клинья)

8=4...10

3- b=50...80

δ=4…6

Упругой опорой (фермой)

Жесткой опорой (стойкой)

1-Стойка

2-Гнутый швеллер

3- Стальная пластина (клин) δ=4...10

Жесткой опорой (подкосами)

1-Подкосы

2-Стальная пластина δ=10...12

3-Гнутый швеллер δ=10...12

4-Стальная пластин; δ=10...12

Наиболее простым в техническом исполнении является усиление балок подведением промежуточной жесткой опоры в виде стойки или подкосов. Однако следует учитывать, что промежуточная опора изменяет расчетную схему балки, в результате чего возникает надопорный отрицательный момент, на который проверяется существующее армирование балки.

Промежуточные опоры можно выполнять на самостоятельном фундаменте или с использованием уже существующих. Важным требованием к устройству отдельного фундамента является предварительное уплотнение грунта и его основании с целью избежания просадки. Уплотнение производится гидродомкратами таким образом, чтобы давление на грунт было не менее давления под подошвой фундамента.

Усиление балок предварительно напряженными затяжками широко используется при реконструкции зданий,

Затяжки делают шпренгельные, горизонтальные и комбинированные.

Балка, усиленная затяжкой, превращается из изгибаемого элемента во внецентренно сжатую комбинированную систему, напряженное состояние которой является функцией нескольких параметров, в том числе и усилия предварительного обжатия затяжкой.

При достаточномпреднапряжении и надежном заанкеривании затяжки предполагается, что напряжения в ней, а также в рабочей арматуре усиливаемой балки нарастают пропорционально и достигают расчетного сопротивления одновременно.

Работа по усилению производится в следующем порядке:

- заготавливаются детали усиления: стержни, натягивающие муфты (гайки), анкерные устройства;

- максимально разгружается перекрытие в зоне усиления балки;

- монтируются элементы конструкции усиления (поз. 1-6, габл.3.5, п.1);

- производится натяжение затяжки механическим или электромеханическим способами;

- все элементы конструкции усиления окрашиваются защитными покрытиями: эмалью, перхлорвиниловым лаком и др.

Усиление шпренгелем

1-Арматура Ø16…36

2- Арматура Ø40…60

3- Мет.пластина δ=10…14

4- Гнутый швеллер

5- Мет пластина δ=10…12 δ=8…10

6- Напрягающая муфта

Усиление затяжкой

1-Затяжка Ø16…36

2-Опорный столик из стальной пластины δ=8…16

24 Способы усиления опорных частей ж/б балок.

25 Способы усиления ж/б колонн. Конструирование и принцип расчета.

Наибольшее распространение получили следующие методы усиления ствола колонн:

1. железобетонные обоймы;

2. одностороннее и двухстороннее наращивание сечения;

3. металлические обоймы ненапряженные и с предварительным напряжением хомутов;

4. предварительно напряженные металлические распорки.

Усиление железобетонной обоймой (рис.3.8, а) считается наиболее простым и надежным способом увеличения несущей способности колонны.

Обойма состоит из продольной арматуры, замкнутых хомутов, бетонного слоя, охватывающего сечение колонны.

Перед усилением поверхность колонны подготавливается следующим образом: удаляется штукатурный слой; зубилом делается насечка в бетоне на глубине 3-6 мм; промывается за час до бетонирования поверхность старого бетона чистой водой.

Железобетонная обойма обычно имеет толщину 6-12 см. Сечение и количество продольной арматуры определяется расчетом при условии обеспечения совместной работы обоймы с колонной. Поперечная арматура принимается диаметром не менее 6 мм и устанавливается с шагом S, удовлетворяющим требованиям: 15d≥S≥3δ; S≤200 мм, где d - диаметр продольной арматуры; δ - толщина обоймы.

Усиление колонн односторонним наращиванием сечения (рис.3.8, б) обычно применяется во внецентренно сжатых колоннах для уменьшения начального эксцентриситета приложения внешней нагрузки и увеличения прочности колонн. Важным условием надежности усиления является обеспечение совместной работы нового бетона со старым. Для этого предусматриваются те же мероприятия, что и при усилении железобетонными обоймами, и, кроме того, новая продольная арматура соединяется на сварке со старой с помощью стальных коротышей Ø10-30 мм, устанавливаемых с шагом 500-800 мм. В связи с большой трудоемкостью усиления одностороннее наращивание применяется редко.

Усиление колонн стальной обоймой (рис.3.8, в), довольно простое в исполнении, незначительно увеличивает размер поперечного сечения и позволяет использовать колонну в эксплуатационном режиме сразу же после ее усиления Продольные элементы обоймы из уголковой стали устанавливаются на цементно-песчаном растворе и прижимаются к колонне с помощью струбцин, после чего к уголкам привариваются поперечные планки, устанавливаемые по длине колонны с шагом 400-600 мм.

В предварительно напряженных обоймах поперечные планки нагреваются до температуры 100-120°С, а затем уже привариваются к продольным элементам. При остывании планки укорачиваются и создают эффект преднапряжения.

Усиление колонн стальными распорками (рис.3.8, г) является достаточно эффективным средством увеличения их несущей способности, которая повышается пропорционально площади поперечного сечения распорок.

Распорки состоят из двух уголков (швеллеров), связанных между собой соединительными планками.

Вверху и внизу каждой распорки крепятся опорные уголки, через которые усилие распора передается на консоли. Как видно из рис.3.8, г, распорки с перегибом устанавливаются в середине их высоты. Для создания предварительного напряжения сжатия распорки с помощью натяжных болтов выпрямляются, принимая вертикальное положение. При этом распорки надежно включаются в совместную работу с колонной, частично разгружая ее. Величина сжимающих напряжений в распорках в период их включения в работу по данным [5] достигает 60-80 МПа.

Усиление колонн предварительно напряженными распорками целесообразно при длине распорок не более 5 м, когда не требуется большого расхода металла для обеспечения их устойчивости. Пример расчета распорок представлен в [5].

26 Способы усиления каменных конструкций – простенков, столбов, перемычек.

Простенки и перемычки относятся к наиболее нагруженным участкам стен и поэтому часто подвергаются усилению.

Традиционно для усиления простенков используют стальные и железобетонные обоймы, хотя в некоторых случаях целесообразно оштукатуривание по сетке или обкладывание кирпичом.

При небольших вертикальных и наклонных трещинах простенки усиливают арматурными сетками. При больших вертикальных трещинах простенок усиливают стальной обоймой. Чтобы создать предварительное напряжение в обойме и улучшить ее совместную работу с кирпичной кладкой, планки перед приваркой иногда нагревают до температуры 150-200°С.