Усиление несущих строительных конструкций
Усиление несущих строительных конструкций
Содержание:
- В каких случаях необходимо проводить усиление?
- Виды усилений
- Особенности усиления несущих строительных конструкций.
- Стадии выполнения усиления.
- Нормативные акты.
- Результат проекта усиления.
- Заключение.
- Примеры выполненных проектов по усилению нашей организацией.
1. В каких случаях необходимо проводить усиление?
Главным критерием необходимости усиления является недостаточный запас несущей способности строительных конструкций. То есть когда конструкции теряют часть своей прочности, жесткости, устойчивости и в ближайшем будущем появляется риск их не нормативного использования или внезапного обрушения.
Причины, по которым несущая способность бывает недостаточна:
▪ из-за физического износа конструкций;
▪ из-за полученных конструкциями в процессе эксплуатации повреждений, дефектов;
▪ по причине увеличения нормативных нагрузок, при проведении капитального ремонта или реконструкции;
▪ при нарушении условий эксплуатации конструкций зданий или сооружений.
2. Виды усилений.
Усиление строительных конструкций – 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.
Виды усиления строительных конструкций:
1) Усиление с помощью повышения собственной несущей способности конструкции.
Повышать собственную несущую способность можно, как без изменения расчетной схемы, увеличением сечения конструкции (рис. 1), так и изменяя ее, устанавливая дополнительные опоры, превращая разрезные конструкции в неразрезные, перемещая места приложения нагрузок (рис. 2).
Рис. 1. Усиление увеличением поперечного сечения металлических элементов: а – из спаренных уголков; б – из спаренных швеллеров; в – из двутавров
Рис. 2. Повышение несущей способности конструкции с помощью изменения расчетной схемы
2) Устройство разгружающих и заменяющих конструкций.
Обычно устраивают ряд новых конструкций, которые воспринимают нагрузку полностью или частично, приходящуюся на усиливаемую конструкцию.
3) Усиление с изменением напряженного состояния конструкций.
Усиление производится с помощью предварительно напряженных распорок для сжатых элементов и предварительно напряженных затяжек для растянутых элементов (рис. 3).
Рис. 3. Усиление балки с помощью предварительно напряженных растяжек
3. Особенности усиления несущих строительных конструкций.
Методы усиления подбираются в зависимости от следующих критериев:
▪ Типа конструкции.
Первым делом проводится обследование объекта, после анализа всех элементов и выявляют наиболее слабые из них. Элементы, требующие усиления, могут быть конструктивно разными, но также они могут отличаться по работе и восприятию нагрузок. Элементы могут работать на сжатие, растяжение, принимать крутящий момент и т.д. И после, исходя из всего этого, выбирают наиболее оптимальный способ их усиления.
▪ Материалов, из которых изготовлена конструкция.
Элементы конструкций могут быть изготовлены из металла, дерева, железобетона или композитов. Усиление одних и тех же по типу конструкций, но отличных по материалу, требует также разных подходов. Необходимо учитывать физико-механические свойства и особенности каждого материала. Для наглядности, чтобы убедиться как материал конструкции влияет на технологию и тип усиления, ниже приведены схемы усиления одного и того же по типу элемента, но из разных материалов (рис. 4-5).
Рис. 4. Усиление деревянных стоек: при загнивании – а; при искривлении – б
Рис. 5. Усиление железобетонной колонны стальной обоймой из уголков: 1 — усиливаемый элемент; 2 — стальная обойма из уголков; 3 — упоры из стальных уголков; 4 — соединительные планки
▪ Типа конструктивной схемы здания или сооружения.
▪ Условий эксплуатации.
Необходимо также учитывать агрессивность окружающей среды и тепловлажностный режим, в котором находятся элементы конструкции. Кислоты и щелочи могут вызвать коррозию цементного камня и арматуры, а влага, плесень и грибки разрушают конструкцию из древесины и кирпича. Усиление конструкций производится только на основании прочностных расчетов. Исходя из данных расчетов, подбираются наиболее оптимальные решения по материалу.
4. Стадии выполнения проекта усиления.
Разработка проекта усиления строительных конструкций зданий и сооружений разделяется на следующие этапы:
▪ Сбор исходных данных:
Техническое обследование здания, сооружения или отдельных конструкций – установление технического состояния на основе влияния выявленных повреждений.
Определение прочностных характеристик – определение класса бетона, марки кирпича и раствора, значений расчетного сопротивления образцов металла и арматуры растяжению, химического состава и свариваемости, физико-механических характеристик грунтов.
Проведение поверочных расчетов – определение запаса несущей способности конструкций и грунтов оснований при существующих нагрузках или дополнительном нагружении.
▪ Разработка рекомендаций по усилению – подбор возможных методов усиления исходя из особенностей технического состояния, времени постройки и географического расположения здания.
▪ Выбор оптимального решения по усилению, учитывающего все возможные трудности при проведении строительно-монтажных работ.
▪ Разработка проекта усиления конструкций и грунтов оснований – разработка чертежей, требуемых для возможности осуществления работ на объекте и методики усиления, включающей последовательность выполнения работ.
5. Нормативные акты.
Для разработки проектов усиления конструкций применяются общие и специальные нормативные акты.
К общим документам относятся:
▪ Градостроительный кодекс РФ;
▪ Постановление правительства РФ № 87.
К специальным нормативным актам относятся:
▪ СП 63.13330.2018 Бетонные и железобетонные конструкции;
▪ СП 16.13330.2017 Стальные конструкции;
▪ СП 64.13330.2017 Деревянные конструкции;
6. Результат проекта усиления.
По результатам работы, Заказчик получает проектную и рабочую документации. В нее входит комплект чертежей, описание и последовательность работ и технологий по усилению. Также в нем указаны данные исполнителя работ и комментарии специалиста.
7. Заключение.
Усиление несущих конструкций является обязательной процедурой при износе объекта, наличии дефектов или повреждений на самих конструкциях, увеличении нагрузок, а также в тех случаях, когда планируется реконструкция, капитальный ремонт или перепланировка здания или сооружения.
8. Примеры выполненных проектов по усилению нашей организацией.
По проекту разработанной нашей организацией выполнено усиление железобетонных конструкций здания.
Рис. 6. Усиление железобетонных колонн стальными обоймами
Рис. 7. Усиление ригеля рамы
Рис. 8. Усиление прогонов покрытия в зоне «снегового мешка»
