книги / Обследование и реконструкция железобетонных и каменных конструкций эксплуатируемых зданий и сооружений

Рис. 5.3. Усиление изгибаемых железобетонных элсментов: а, б, в — устройством железобетонных обойм, руба­

шек, наращиваний; г — омоноличнванием полнмерраствором дополнительной продольной арматуры, располагаемой в паза£; д — устройством лолнмеррастворных покрытий; е — при­ клеиванием листового металла или нескольких слоев стекло­ ткани; ж — усилением прнопорных зон; 1 — усиливаемая кон­

раствором; 7 — црлимерраствор; 8 — бетон наращивания; У— металлические накладки; 10 — металлический лист (стекло­ ткань); 11 — арматурные стержни, омоноличенпые полимерраствором в штрабе; 12 — трещины в конструкции

9*

и авторами данного пособия, принимается, что обойма охватывает усиливаемое сечение по всему периметру, а рубашка — только по' трем граням.

Усиление железобетонных конструкций при помощи обойм и рубашек позволяет включить элементы усиления в работу совмест­ но с основной конструкцией, тем самым перераспределить усилие между конструкцией и элементом усиления с передачей на него части внешней нагрузки. Устройство обойм и рубашек применяют при необходимости значительного повышения несущей способнос­ ти элементов и обеспечения их надежной эксплуатации в условиях агрессивной среды.

Усиление железобетонных конструкций обоймами и рубашка­ ми наиболее часто и эффективно используется для сжатых элемен­ тов, в то же время этим способом могут быть усилены изгибаемые элементы и различные узлы ферм и балок.

Конструктивно обоймы и рубашки могут быть выполнены из железобетона, полимерраствора, металла и оклеенного стеклоплас­ тика. Железобетонные обоймы и рубашки представляют собой слой армированного бетона, располагаемого по периметру сечения или по трем сторонам на всю длину конструкции или на отдельную ее часть.

Для сжатых элементов толщина обоймы и сечения продольной рабочей арматуры определяется расчетом, для изгибаемых эле­ ментов толщина дополнительного слоя бетона назначается конст­ руктивно, а сечение дополнительной рабочей арматуры, устанавли­ ваемой в растянутой зоне, назначается по расчету. Толщина бетон­ ного слоя в обоймах и рубашках должна быть не менее 5 см при бетонировании в опалубке или не менее 3 см при торкретировании. При устройстве обоймы из полимерного раствора ее толщина так­ же может быть равной 3 см и более.

Поперечное армирование железобетонных обойм конструирует­ ся в виде замкнутых хомутов, в рубашках — в виде отдельных стержней или открытых хомутов. Шаг хомутов принимается не бо­ лее 15 диаметров продольной арматуры, не более трехкратной тол­ щины обоймы и не более 200 мм.

Принципиальное решение усиления железобетонных элементов и их узлов с помощью железобетонных обойм приведено на рис. 5.7.

При устройстве обоймы не на всю длину элемента она должна быть продлена на неповрежденные участки на длину 12 (см. рис.

5.5), равную большему из значений: максимальному размеру попе­ речного сечения усиливаемой конструкции, пяти толщинам обой­ мы, длине анкеровки дополнительной рабочей арматуры и прини­ маемую не менее 500 мм.

Важным условием эффективности работы железобетонных обойм и рубашек является обеспечение их совместной работы с усиливаемой конструкцией, т. е. обеспечение надежного сцепления «нового» бетона со «старым». Поэтому технология устройства обойм должна предусматривать последовательное проведение ра­ бот по подготовке поверхности усиливаемого элемента, установке

135

дополнительной арматуры, нанесению адгезионного полимерного слоя, обеспечивающего равнопрочную связь «нового» бетона со «старым» н укладке «нового» бетона с его уплотнением.

Бетонирование железобетонных обойм требует тщательного устройства опалубки, решения вопроса о подаче бетона в достаточ­ но узкое пространство между опалубкой и гранью конструкции, проведения качественного уплотнения бетона во избежание обра­ зования в нем пустот и раковин. Возможные схемы бетонирования обойм и рубашек показаны на рис. 5.8.

Стальные обоймы представляют собой продольные элементы из уголков, установленные по ребрам усиливаемой конструкции и сое­ диненные между собой по периметру стальными планками из угол­ ков или пластин. С помощью стальных обойм чаще всего усилива­ ют сжатые железобетонные конструкции или узлы балок, ферм и других элементов. Рубашки из стальных элементов при усилении обычно не используются, так как из-за необходимости замыкания планок по периметру сечения они превращаются в стальные обой­ мы.

При усилении железрбетонных сжатых элементов с помощью стальных обойм также необходимо обеспечить совместную работу обоймы и основной конструкции. Это достигается применением напряженных стоек-распорок с натяжными болтами, подклинкой стоек обоймы под консоль колонны, созданием предварительного напряжения в планках или стяжных болтах.

Схемы усиления железобетонных элементов и их узлов сталь­ ными обоймами приведены на рис. 5.9, 5.10.

При усилении колонн наиболее эффективным является исполь­ зование предварительно напряженных стоек-распорок, которые в процессе монтажа включаются в совместную работу с усиливаемой колонной и позволяют осуществлять контроль за степенью напря­ женного их состояния [28].

Преднапряженные распорки бывают двусторонние и односто­ ронние. Первые применяются для повышения несущей способности колонн с малым эксцентриситетом, а также внецентренно-сжатых с двузначными изгибающими моментами, вторые — при усилении внецентренно сжатых колонн.

Изготавливают стойки-распорки из уголков или швеллеров. Ус­ тановку их производят с перегибом в середине высоты, упирая верхние и нижние концы в достаточно прочные и жесткие конст­ рукции (например, фундаменты, балки перекрытия и др.).

Ввод распорок в напряженное состояние и включение в работу осуществляется выпрямлением их с помощью натяжных болтов и фиксированием в этом состоянии поперечными соединительными планками.

Совместная работа стальной обоймы и колонны может быть на­ дежно обеспечена применением термонапряженных поперечных планок, устанавливаемых по высоте колонны с шагом 250—300 мм. В этом случае продольные элементы обоймы устанавливаются на безусадочном или расширяющемся цементном, растворе и прижи-

138

ками, поджатыми к консоли колонны; г — с предварительно-термо- напряженными планками; 1 — усиливаемая колонна; 2 — распорки на

уголков и планок; 3 — натяжныё монтажные болты; 4 — соедини­ тельные планки; 5 — накладки, приваренные на места вырезов в рас*

порках; 6 — упорные уголки; 7 — уголки обоймы; 8 — планки обоймы; 9 — предварительно-напряженные поперечные планки (приварка а

уголкам обоймы после нагрева до 200—250°С)