Усиление колонн и простенков

Усиление фермы

Усиление пустотных плит перекрытий

Усиливать пустотные плиты одной набетонкой не всегда целесообраз­но, потому что у них тонкая полка, в которую невозможно установить вертикальные штыри или устроить бетонные шпонки. Если позволяют условия, можно в пролете плит подводить дополнитель­ные опоры в виде поперечных сталь­ных балок, опирающихся на стойки или подкосы, т.е. превратить плиты из однопролетных в двух- или трехпролетные. Однако при подведении опор выполнять частичное разгружение плит следует продуманно, па­мятуя об отсутствии продольной ар­матуры в верхней полке и об отсутствии поперечной арматуры в средней части пролета, т.е. там, где появляются дополнительные опорные реакции.

Более эффективный способ — дополнительное армирование час­ти пустот плоскими каркасами и пос­ледующее их заполнение бетоном с одновременным устройством на­бетонки (рис. 18, а). Такое усиление позволяет одновременно увеличить армирование и рабочую высоту се­чения. При этом площадь контакта старого и нового бетона по срав­нению с обычной набетонкой ста­новится намного большей, и, чтобы обеспечить их совместные дефор­мации, достаточно контактные по­верхности усиливаемой плиты тща­тельно очистить (продуть сжатым воз­духом), промыть струей воды и хоро­шо увлажнить, не оставляя луж воды.

Расчет усиленной конструкции выполняют из условия суммарного усилия в растянутой арматуре и со­ответствующей ему высоты сжатой зоны, а сумму моментов удобнее принимать относительно середины новой высоты сжатой зоны. Посколь­ку работы по усилению подобным способом выполняются при отсут­ствии полезной нагрузки, частичное разрушение полок усиливаемых плит и, соответственно, временное ос­лабление их несущей способности опасности не представляет.

Если недостаточность несущей способности типовых пустотных плит выявляется еще в процессе проек­тирования, то усиление можно осу­ществить более простым способом — с помощью сборно-монолитной конструкции (рис. 18, б), где моно­литная часть представляет собой ребристую плиту, работающую со­вместно с пустотной. Таким же спо­собом можно усилить и сборные ребристые плиты. Расчет прочнос­ти усиленной конструкции можно выполнять приближенно (в запас) — суммированием несущих способно­стей сборных и монолитных плит. Усиленные пустотные плиты можно рассчитывать как монолитную кон­струкцию при условии, если на бо­ковых поверхностях сборных плит имеются круглые вмятины для об­разования шпонок, а контактные поверхности очищены и увлажне­ны.

Схемы усиления зависят от по­ставленной задачи и конструкции ферм. Если в неблагополучном со­стоянии находятся отдельные эле­менты, то и усиливать их можно по отдельности. Растянутые стойки и раскосы чаще всего усиливают преднапряженными затяжками , сжатые элементы — стальными обоймами-распорками, опорные и про­межуточные узлы — внешними хо­мутами. Для ферм с параллельными поясами весьма эффективной усиливающей конст­рукцией является шпренгель, рас­полагаемый по линиям нисходящих (растянутых) опорных раскосов и средних панелей нижнего пояса. В тех случаях, когда требуется зна­чительное увеличение несущей способности ферм (например, при аварийном состоянии или необхо­димости подвески тяжелого обору­дования), их усиливают с помощью дополнительных металлических ферм, устанавливаемых с боков. В усиливающих фермах целесообраз­но создать преднапряжение, подоб­ное преднапряжению стальных балок.

Усиливают стальными (рис. 19, а) или железобетонными (рис. 19, б) обоймами. Каменную кладку иног­да усиливают также и армированными штукатурными обоймами. Же­лезобетонные колонны крайних ря­дов (у которых 4-стороннее нара­щивание не всегда возможно осу­ществить) вместо обойм усиливают рубашками, а колонны, работающие на внецентренное сжатие с боль­шими эксцентриситетами, усилива­ют также односторонним или дву­сторонним наращиванием, подобно изгибаемым элементам.

Обоймы выполняют двойную функцию: сдерживают поперечные

деформации усиливаемого элемен­та, т. е. повышают его прочность на сжатие за счет объемного напря­жения, и воспринимают часть вер­тикальной нагрузки, т. е. частично разгружают усиливаемый элемент. Функцию сдерживания поперечных деформаций выполняют планки стальных обойм и поперечная ар­матура (хомуты) железобетонных обойм, функцию восприятия верти­кальной нагрузки — соответствен­но вертикальные уголки и бетон с продольной (вертикальной) армату­рой.

Степень объемного напряжения можно повысить, если в планках со­здать предварительное напряжение (натяжными гайками, электронагре­вом, попарным стягиванием). Пред­варительным напряжением можно также повысить и степень включе­ния в работу вертикальных уголков стальных обойм.

Одним из самых простых спосо­бов такого преднапряжения являет­ся установка заранее перегнутых уголков с последующим их выпрям­лением за счет горизонтального стягивания (рис. 20). После выпрямле­ния уголки превращаются в распор­ки и в них возникает сжимающее усилие , на величину которого происходит разгружение колонны. Здесь 0,9 — ко­эффициент условий работы, учиты­вающий потери напряжений от обмятия, А_sc — суммарная площадь по­перечного сечения уголков, i = tgα. Приведенная формула справедлива, разумеется, только при наличии на­дежных упоров в торцах уголков с самого начала их стягивания. По­добным способом эффективно уси­ливать колонны, работающие как с малыми (а), так и с большими (б) эксцентриситетами.

При усилении колонн многоэтаж­ных зданий следует помнить о том, что нижние реакции распорок на промежуточных этажах создают до­полнительные нагрузки на нижеле­жащие перекрытия, поэтому усиле­ние нужно выполнять, начиная с самых нижних колонн.