Усиление стен бескаркасных зданий при неравномерных деформациях ос­нования

Когда целесо­образно применять контрфорсы

Усиление стен при отсутствии их анкеровки в перекрытиях

Для чего нужен подсти­лающий слой раствора при кон­такте металла с бетоном

При "сухом" контакте усилие (давление) передается не на всю поверхность, а на отдельные высту­пы и неровности, всегда имеющие­ся на поверхности не только бето­на, но и прокатного (не фрезеро­ванного) металла. В результате боль­ших местных напряжений эти высту­пы сминаются и стык становится податливым. Подстилающий слой раствора выравнивает поверхности и позволяет распределить усилие по всей площади контакта, т. е. выров­нять контактные напряжения. Но слой раствора должен быть очень тонким, что обычно достигается силь­ным прижатием стальной опорной площадки, в результате которого лишний раствор выдавливается. При толстом слое раствор превращает­ся в самостоятельный несущий эле­мент, относительно низкая проч­ность которого определяет и проч­ность всего стыка.

Обычно усиливают горизонталь­ными тяжами, расположенными под полом и закрепленными на наруж­ных поверхностях стен (рис. 27, а). Для выборки слабины и своевремен­ного включения в работу тяжи пред­варительно натягивают с помощью резьбовых муфт (реже с помощью гаек, расположенных снаружи стен). Для уменьшения напряжений смя­тия в кладке стен усилия на концах тяжей следует передавать через распределительные плиты (стальные пластины), а сами тяжи должны быть надежно защищены от коррозии, особенно на участках, расположен­ных в толще наружных стен.

Такое решение, однако, имеет существенные недостатки. В одно­слойных наружных стенах тяжи со­здают "мостики холода", поэтому стены в этих местах необходимо сна­ружи дополнительно утеплять. В со­временных же многослойных наруж­ных стенах устройство подобных тя­жей вообще проблематично, по­скольку сопряжено с разборкой и последующим восстановлением утепляющего и отделочного слоев. Кроме того, из-за наличия муфт и невозможности просверлить отвер­стия вплотную к верхним граням плит перекрытий тяжи приходится распо­лагать сравнительно высоко над пли­тами.

В этих условиях предпочтитель­нее применять конструкцию, пока­занную на рис. 27, б, с использова­нием самоанкерующихся распорных болтов для наружных стен и стяж­ных болтов для внутренних. Болта­ми закрепляют отрезки прокатных уголков, к горизонтальным полкам которых приваривают тяжи и соеди­няют их с монтажными петлями плит или балок. Суть конструкции сохра­няется и при отсутствии монтажных петель, меняются лишь некоторые детали.

 

 

Контрфорсы целесообразно при­менять для относительно невысоких зданий, когда наружные стены уг­рожающе накренились (при условии, если снаружи есть место для раз­мещения контрфорсов и когда пос­ледние не наносят ущерба архи­тектуре здания). Наиболее распро­страненная ошибка при устройстве контрфорсов — возведение их на фундаментах мелкого заложения: тогда в результате морозного пуче­ния грунта сами контрфорсы могут приобрести опасные крены.

Еще одна область применения контрфорсов — усиление стен под­вала при выдавливании последних. Внутренние кон­трфорсы — а ими могут служить и дополнительные поперечные стены — здесь не только препятствуют вы­давливанию наружных стен, но и изменяют их расчетную схему — из однопролетных вертикально ориен­тированных балок превращают в плиты, опертые по контуру, что по­зволяет уменьшить в них изгибаю­щие моменты.

 

При неравномерных деформаци­ях основания стены работают как каменные балки, опорами которых служат непросевшие участки грун­та основания (рис. 28, а), в резуль­тате чего в стенах образуются тре­щины вертикального или наклонно­го направления. Конечно, в первую очередь следует выявить причину неравномерных деформаций (чаще всего ей являет­ся замачивание грунта от неисправ­ных коммуникаций, отсутствия водо­отвода и т.п.) и, если без дорогос­тоящего усиления основания или фундаментов можно обойтись, то достаточно ограничиться усилением стен.

Обычно стены усиливают гори­зонтальными тяжами круглого сече­ния в уровне перекрытий, которые играют роль растянутой арматуры. Для выборки начальной слабины их подтягивают с помощью промежу­точных муфт и концевых гаек (рис. 28, а). Однако тяжи такой конструк­ции раскрытию трещин препятству­ют слабо — так же, как и арматура, закреплённая по концам желе­зобетонной балки и не имеющая сцепления с бетоном. Например, при длине здания l=40 м раскрытие в стене трещины шириной а_crc - 10 мм вызовет напряжение σ_s в тяжах всего 50 МПа, а чтобы напряжения достигли расчетного сопротивления стали марки С235, трещина долж­на быть зияющей (50 мм).

Повысить напряжения в тяжах и, тем самым, более эффективно сдер­жать развитие трещин можно, если создать "сцепление" тяжей со сте­нами, т.е. закрепить их и прижать к стенам в нескольких местах по дли­не — чем чаще, тем лучше (рис. 28, б). Тогда в опасных местах — на участках, где имеются трещины, — в тяжах возникнут самые высокие напряжения σ_s, а значит, и самые большие усилия, которые будут сдер­живать дальнейшее развитие тре­щин. Механизм работы подобных тяжей — тот же, что и механизм работы внешней арматуры, прикреп­ленной к существующей в несколь­ких точках. В каче­стве крепежных элементов лучше всего использовать самоанкерующиеся распорные болты (сквозные бол­ты требуют внешнего утепления).