УСИЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ УВЕЛИЧЕНИЕМ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ В РАСТЯНУТОЙ ЗОНЕ

Усиление конструкций достаточное дорогое и трудоемкое мероприятие. В ряде случаев имеется возможность обеспечить дальнейшую надежную эксплуатацию строительных конструкций без усиления путем изменения условий их работы: уменьшением постоянных и временных нагрузок (например, заменой тяжелых утеплителей на легкие, перекрытий, кровельных настилов); уменьшением грузоподъемности кранов, если это возможно по условиям эксплуатации, или ограничением их сближения; уменьшением вибрации путем применения эффективной виброизоляции и т.д.

При невозможности обеспечения надежной работы конструкций изменением условий их эксплуатации для восстановления проектных эксплуатационных свойств, а также их повышения по сравнению с проектными, выполняется усиление конструкций.

В зависимости от цели расчет усиления железобетонных конструкций производят по условиям прочности, жесткости или трещиностойкости.

При проектировании усиления конструкции выбор способа производится после стадии поверочных расчетов, которыми устанавливается вероятная схема ее разрушения. В общем случае разрушение изгибаемых, внецентренно (центрально) сжатых и растянутых элементов происходит: по растянутой зоне, по сжатой зоне, в зоне среза от действия поперечных сил, по пространственному сечению от действия крутящего момента, местного смятия, отрыва и продавливания. Усилению подлежит наиболее слабая зона конструкции.

Известные методы усиления железобетонных конструкций для облегчения выбора в конкретных условиях наиболее эффективного условно классифицированы, исходя из предполагаемой схемы разрушения конструкции, подлежащей усилению. Классификация методов усиления приведена на рис. 8.1.


Усиление растянутой зоны конструкций производится увеличением площади поперечного сечения рабочей арматуры путем установки дополнительной арматуры с обеспечением ее совместной работы с усиливаемыми конструкциями.

Усиление сжатой зоны железобетонных конструкций производится увеличением поперечного сечения путем устройства наращивания, обойм, рубашек, установкой дополнительной сжатой арматуры, ограничением поперечных деформаций.

Усиление железобетонных конструкций в зоне среза на восприятие поперечных сил производится увеличением размеров поперечного сечения конструкций, установкой дополнительной поперечной арматуры в зоне среза с обеспечением совместной работы с усиливаемыми конструкциями.

Усиление конструкций на восприятие крутящего момента выполняется увеличением поперечного сечения элемента, его армирования, а также устройством стальных обойм, гильз и т.д.

Усиление конструкций при местном сжатии и продавливании производится уширением площади опирания.

В случае возможного разрушения железобетонных конструкций по двум и более зонам, а также при невозможности достижения требуемой степени повышения прочности путем усиления только одной зоны, применяется комбинированное усиление (двух и более зон) конструкций.

Отдельной группой выделены методы усиления, изменяющие первоначальную расчетную схему конструкций: изменение места передачи нагрузки на конструкцию; повышение степени внешней статической неопределимости введением дополнительных связей; повышение степени внутренней статической неопределимости устройством затяжек, распорок, шпренгелей, шарнирно-стержневых цепей. Эти методы позволяют эффективно повысить прочность железобетонных конструкций, но, как правило, уменьшают габариты помещений.

При усилении для эффективного включения в совместную работу дополнительных элементов следует стремиться к максимальной разгрузке конструкций. Если усиление железобетонных конструкций с целью повышения их прочности, жесткости и трещиностойкости производят под нагрузкой, все вышеперечисленные группы методов усиления эффективно выполнять с предварительным напряжением дополнительных элементов или связей (дополнительные опоры подклинивают, затяжки предварительно растягивают, распорки сжимают).

Сильно поврежденные конструкции (при разрушении более 50 % сечения сжатой зоны или 50 % площади рабочей арматуры) в большинстве случаев целесообразно заменять новыми. Замена железобетонных конструкций может осуществляться: разборкой заменяемых конструкций с последующим возведением новых; возведением новых с временным использованием в качестве опалубки и последующей разборкой заменяемых конструкций или возведением новых конструкций без разборки существующих с выполнением мероприятий, предотвращающих их обрушение. При этом конструкция усиления рассчитывается на полную действующую нагрузку.

При выборе метода усиления конструкции в конкретных условиях необходимо учитывать приемлемость того или иного метода, с точки зрения технического состояния усиливаемой конструкции, агрессивности, пожаро- и взрывоопасности среды, возможности достижения необходимой степени увеличения прочности, выполнения усиления без остановки производства, в минимальные сроки, с минимальным уменьшением габаритов помещения, технологичности и экономичности, эстетичности и др.