 |
Способы повышения несущей способности конструкции
|
|
|
|
Основные методы и способы усиления конструкций зданий и сооружений
Комплекс строительных работ и организационно-технических мероприятий, связанных с изменением основных технико-экономических показателей (нагрузок, планировки помещений, строительного объема и общей площади здания, инженерной оснащенности), с целью изменения условий эксплуатации, максимального восполнения утраты от имевшего место физического и морального износа, достижения новых целей эксплуатации здания, называется реконструкцией.
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 случай - когда предполагается увеличить нагрузки на конструк-ции (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.
Следует также использовать имеющуюся в наличии ранее разработанную проектную документацию, паспорта и чертежи конструкций.
Усиливающие конструкции проектируют с использованием различных материалов: обычно металла и железобетона, реже из каменной кладки, древесины и полимеррастворов. Технология усиления монолитным железобетоном требует мокрых процессов, как правило, случаев устройства опалубки, иногда использования строительных лесов и времени для набора бетоном проектной прочности, что неизбежно приводит к продолжительному выводу из эксплуатации помещений или их отдельных участков. Поэтому когда есть возможность выбора вариантов, на практике отдают предпочтение металлу, хотя по стоимости и эксплуатационным затратам он дороже железобетона, а во многих слу-чаях нуждается и в специальной защите от огня и коррозии.
|
|
|
С целью сокращения объемов работ по усилению, а в некоторых случаях и отказа от усиления необходимо выявлять и использовать резервы несущей способности усиливаемых конструкций путем:
- уточнения усилий, действующих в перенапряженных элементах, за счет учета пространственной работы каркаса;
- уточнения фактических условий соединения и закрепления, учета фактических значений нагрузок, воздействий и их сочетаний;
- уточнения прочностных характеристик материала конструкций и соединений, фактических размеров сечений и элементов;
- включения в работу ограждающих конструкций или других вспомогательных элементов зданий и сооружений.
Для этого рекомендуется проведение мероприятий по улучшению условий работы несущих конструкций таких как:
- изыскание возможности уменьшения нагрузок, действующих на все здание или отдельные элементы его (ограничение грузоподъемности кранов, их сближения между собой, ограничение хода тележки, изменение схемы расположения кранов на подкрановых путях, изменение конфигурации кровли для уменьшения снеговых мешков, мероприятия по борьбе с отложением промышленной пыли и т. д.);
- уменьшение нагрузок от веса ограждающих конструкций путем замены их более легкими, в особенности в тех случаях, когда замена ограждающих конструкций связана с их неудовлетворительным состоянием.
Основные методы усиления строительных конструкций
Основными методами усиления конструкций являются: увеличение площади поперечного сечения элементов конструкции; изменение конструктивной схемы здания (каркаса или отдельных элементов его), в результате чего меняется расчетная схема; регулирование напряжений.
|
|
|
Каждый из этих методов может применяться самостоятельно или в комбинации с другим. При выборе метода, способа усиления и разработке проекта усиления необходимо учитывать требования монтажной технологичности.
Требования, предъявляемые к конструкциям при их усилении перечисленными методами, например при усилении стальных конструкций, следующие.
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.
19 Способы усиления ферм, балок и плит покрытия
|
|
|
