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

Рис. 5.22. Усиление узлов сопряжения кирпичных стен: а — соеди­ нение угловых наружных стен металлическими накладками; б — то же

стальными скобами; в — соединение наружных и внутренних стен тяжами; 1 — наружные угловые стены; 2 — трещины в стыке стен (заполнить раст­ вором); 3 — двусторонние металлические накладки из полосы; 4 — стяж­

пазы в стене шириной 15—20 мм, выбранные на глубину 35—40 мм фргзой; 8 — отверстия в стене глубиной не менее 100 мм; 9 — тяжи, прива­ ренные к уголкам; 10 — металлические уголки; 11 — болты; 12.— отвер­ стия в стенах для пропуска болтов

11—785

о

Рис. 5.23. Схема усиления стен системой металличес­ ких тяжей И накладок: а — размещение усиливающих накладок по фасаду здания; б — то же на плане здания; 1 — участок поврежденной стены; 2 — участок ослабленно­ го основания; 3 — трещины в стенах здания; 4 — металлн ческие тяжи диаметром 25—30 мм; 5 — накладки из швел­

леров; 6 — цементный раствор

4. Защита каменных материалов от биоразрушений

Несмотря на большое количество предложенных способов, удовлетворительного решения этой проблемы не найдено.

Повышенное содержание влаги в воздухе или в самом; субетракте всегда способствует росту микроорганизмов на каменных ма­ териалах, поэтому все мероприятия, направленные на предупреж­ дение протечек, промерзания стен, нарушения режима вентиляции

162

в помещениях, являются действенными мерами защиты от биопоореждений камня.

Одним из мероприятий при ремонтно-восстановительных рабо­ тах является введение в растворы биоцидных добавок, препятству­ ющих развитию бактерий, грибов, водорослей и лишайников (ДНОК, симазин, прометрин и др.)

Для борьбы с микроорганизмами немаловажное значение име­ ет вторичная обработка сильно поврежденного камня — предотв­ ращение роста бактерий, грибов, водорослей и лашайников. С этой целью может проводиться опрыскивание растворами антибиотиков: канамицина с пенициллином и стрептомицином, а также обработка пентахлорфенолом, карбонатом меди, четвертичными аммониевыми основаниями и др. Для борьбы с лишайниками рекомендуется об­ работка камня 10—20%-ным раствором гипохлорита кальция.

5.4. ОСНОВЫ РАСЧЕТА И КОНСТРУИРОВАНИЯ УСИЛЕНИИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ И КАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИИ

Расчет и конструирование усилений из железобетона необходи­ мо производить в соответствии с указаниями [50], а при выполне­ нии их из металла [52].

Статические расчеты усиленных элементов конструкции при изменении их первоначальной статической схемы или напря­ женного состояния после усиления должны проводиться с учетом новой статической схемы или напряженного состояния элемента.

Усилия, действующие в элементах статически неопредели­ мых железобетонных конструкций, рекомендуется рассчитывать с учетом пластических деформаций и ограничивать их величиной до 30%. При необходимости возможны превышения указанного пре­ дела, но тогда в сечениях или на участках, где допущено такое пре­ вышение, требуется дополнительная проверка по раскрытию тре­

щин.

При расчете преднапряжениых конструкций усиления рекомен­ дуется вводить следующие, экспериментально установленные, ко­ эффициенты условий работы, учитывающие снижение предвари­ тельного напряжения:

для горизонтальных затяжек - 0,85; для шпренгельных затяжек — 0,8; для распорок усилений колонн — 0,85;

для поперечных стержней и наклонных тяжей — 0,9.

При расчете усиления ненапряженных элементов коэффициент условий работы принимается в зависимости от степени разгрузки усиливаемого элемента. При полной разгрузке он равен 0,95; при разгрузке достигшей 75% расчетной величины — 0,9; 50% — 0,8; 25% — 0,7.

Нели предварительное напряжение затяжек или распорок осу­ ществляется стягиванием парных ветвей, то для определения вели­ чины напряжения сто в зависимости от угла наклона ветвей i реко­

мендуется пользоваться графиком (рис. 5.24). Рекомендуемая опти-

<э*, МПа

Рис. 5.24. Определение величины предварительного напряже­ ния затяжки в зависимости от угла наклона ветвей i

мальная величина предварительного напряжения распорок — 60—80 МПа.

При расчетах следует учитывать степень податливости узлов со­ пряжения конструкций усиления с элементами усиляемых конст­ рукций в зависимости от их конструкции: металлический упор на бетон без раствора — 2—5 мм/узел; с раствором 2—4 мм/узел; сочленение металла с металлом через болты — 1 мм/узел.

Эти деформации не учтены коэффициентами условий работы, приведенными выше.

При наличии в сечении усиливаемой конструкции бетонов двух или нескольких классов в расчет по прочности вводится бетон наи­ более низкого класса со своим расчетным сопротивлением, а бето­ ны более высоких классов с расчетным сопротивлением, соответст­ вующим классу бетона, но не более, чем на одну ступень выше на­ иболее низкого класса.

Схема и способ усиления изгибаемых элементов выбирается в зависимости от соотношения между величиной относительной сжа­ той зоны бетона £, определяемой из соответствующих условий рав­ новесия, и граничным значением относительной высоты сжатой зо ­ ны бетона I R . Поэтому при проектировании усиления необходи­

мо, чтобы после усиления соблюдались условия, зависящие от вы­ соты сжатой зоны.

Элементы, усиливаемые железобетонными рубашками и нара­ щиванием, рассчитываются вместе с усилением как монолитные. При этом повреждения элементов или их дефекты учитываются снижением полученной прочности в процентном соотношении.

Элементы усилений, являющиеся для усиливаемой конструкции разгружающими системами и с ней не замоноличиваемые, рассчи­ тываются как самостоятельные или составные системы. При этом усилия в старой (усиливаемой) и новой (усиливающей) частях

164

Рис. 5.25. Расчетная схема усиления колонн железо­

Б. При площади сечения промежуточных стержней, расположенных у граней, параллельных рассматриваемой плоскости, не менее */з ( A s+ A ‘s)

166

Kbt

где Rb и Rbt — призменная прочность и прочность бетона на

осевое растяжение усиливаемой конструкции, соответствующее фактической кубиковой прочности по результатам испытаний не­ разрушающими методами; а г — дополнительное напряжение в

бетоне, вызванное работой поверхностно-оклеечного стеклопласти­ ка, которое рекомендуется определять для предельного состояния по формуле

С методикой расчета внецентренно сжатых элементов при загружении продольной силой с расчетным эксцентриситетом при усилении их односторонним наращиванием, обоймой и двусторон­ ним. наращиванием, а также металлическими обоймами и предва­ рительно напряженными распорками можно ознакомиться в рабо­ тах [23, 55].

2. Изгибаемые железобетонные элементы

Расчет изгибаемых элементов, усиленных обоймами, рубашка­ ми, наращиванием или установкой в тело конструкции дополни­ тельной арматуры на полимеррастворе производят также, как ба­ лок с увеличенным сечением бетона и арматуры (рис. 5.26,а).

Обычно толщина обоймы или наращивания в растянутой зоне эле­ мента задается. Количество дополнительной арматуры определяют по формуле

168

Если существующая арматура (Л,, ) расположена на расстоя­ нии более 0,5 (h0 — х) от растянутой грани усиленного сечения, то

в формулах (5Л2) — (5.14) для этой арматуры принимается рас­

четное сопротивление 0,8 R s.

Условие равновесия расчетного сечения по изгибающему мо­ менту с наращиванием в сжатой зоне относительно центра тяжести сжатой зоны имеет вид:

Количество надопорной арматуры можно увеличить постанов­ кой дополнительных стержней в толще наращивания. Ориентиро­ вочно площадь этой дополнительной арматуры определяют по фор­ муле

сопротивление существующей надопорной арматуры; h0, ftoi — ра­

бочая высота надопорного сечения до наращивания и после нара­ щивания.

Условие прочности изгибаемого элемента с полимеррастворным покрытием в растянутой зоне (рис. 5.26,6) по изгибающему момен­ ту относительно центра тяжести сжатой зоны сечения имеет вид

где М — изгибающий момент, воспринимаемый сечением со­ ставной балки; М ь — изгибающий момент, воспринимаемый ж е­ лезобетонной балкой без покрытия; М р — изгибающий момент, воспринимаемый полимерным покрытием; к — коэффициент усло­

вий работы полимерного покрытия растянутой зоны балки состав­ ного сечения, учитывающий усадочные напряжения, появление тре­ щин в полимеррастворе до разрушения и т. п., принимаемый рав­

170