книги / Организация и технология ремонта зданий и сооружений

пластин к нижней или обеим полкам балки или прогона. Более эффективен метод изменения статических схем работы элементов перекрытия.

Увеличить несущую способность балки можно приваркой к ней поперечных ребер жесткости. Однако наблюдения за работой стенки балки, имеющей вертикальные ребра жесткости, показывают, что в стенке, потерявшей устойчивость, образуются складки между реб­ рами, направленные вдоль главных растягивающих напряжений («закритическая» работа стенки), и балка продолжает нести дей­ ствующую на нее нагрузку. При этом балка как бы превращается в раскосную ферму, в которой роль растянутых раскосов выпол­ няют растянутые участки стенки, а роль сжатых стоек — ребра жесткости. При прямом соединении балок в стык, для увеличения несущей способности, полку и стенку усиливают накладками. Изгибающий момент в таком стыке воспринимается сварными швами и накладками. Угловые швы, соединяющие накладку с балкой, должны быть рассчитаны на усилие в накладке. Угловые швы, соединяющие накладку со стенкой, следует проверять на действие поперечной силы.

Кроме использования поперечных и продольных ребер, которые делят стенку на участки, которые могут потерять устойчивость неза­ висимо друг от друга, применяют накладные пластины для повыше­ ния несущей способности балки. Их приваривают с внутренней и внешней стороны полок.

Широко применяют преобразование разрезных металлических балок в неразрезные. Для этого разрезные балки или прого­ ны сваривают с усилением стыка металлическими накладками. Накладки должны заходить на каждый элемент не менее чем на 100 мм. Неразрезные системы можно создать и устройством до­ полнительных опор, при этом резко сокращаются пролеты и значительно увеличивается несущая способность прогонов. Допол­ нительные опоры выполняют в виде отдельных колонн, подвески прогонов или устройства подкосов к ним. Несущую способность металлических прогонов увеличивают также превращением прогона в шпренгельную ферму (рис. 10.23.а).

Прогон при этом используют в качестве верхнего пояса. Допол­ нительные конструкции шпренгельной фермы изготовляют в мас­ терских. Монтаж элементов производят на болтах и сварке.

В последние годы для увеличения несущей способности метал­ лических прогонов стали применять предварительное напряжение их нижних и верхних поясов установкой металлических затяжек (рис. 10.23.6).

С помощью напрягаемых затяжек изменяется статическая схема работы элемента усиливаемого прогона. Благодаря этому, а также совместной работе прогона и затяжки, возрастает несущая способ­ ность усиливаемого элемента. Напряжение в затяжках получают с помощью натяжных болтов и тарированных гайковертов, которые обеспечивают заданное усилие. Затяжки обычно устанавливают по­ парно на 5—10 см ниже или выше прогона. Зазор между усиливае-

290

Рис. 10.23. Усиление металлического прогона:

а) устройством шпренгельной фермы: 1 — металлический прогон; 2 — шпренгельная ферма;

б) предварительным напряжением: 1— металлический прогон; 2 — металличес­ кий упор; 3 — затяжка из круглой стали; 4 — болт с гайкой для предварительного натяжения; 5 — бетонная заделка; 6 — упор из круглой стали.

мым элементом и затяжкой получают с помощью металлических упоров, привариваемых к нижней или верхней части прогона на рас­ стоянии около 1 м от опоры.

В кирпичных зданиях несущую способность металлических ба­ лок можно увеличить в 1,5 раза, превращая шарнирные опоры в жесткие. Для этого металлические балки дополнительно жестко кре­ пят анкерными болтами к кирпичным стенам или сваривают с ме­ таллическими поясами жесткости, устанавливаемыми по периметру наружных и внутренних стен.

291

По конструктивному признаку способы усиления ферм можно подразделить на три вида:

1)с изменением статической схемы или мест передачи нагрузок (рис. 10.24.а, б, в, г);

2)введением дополнительных несущих конструкций и элементов (рис. 10.24.Д, е, ж);

3)с помощью шпренгелей и включения в работу светоаэрацион­ ных фонарей (рис. 10.25.а, б, в, г, д, е).

Нижний пояс ферм можно усилить установкой напряженной за­ тяжки.

Верхний пояс фермы усиливают увеличением сечения сжатых элементов.

При воздействии на фермы подвесного транспорта возможна ус­ тановка вертикальных связей между фермами по всей длине цеха. Эти связи будут перераспределять нагрузку на несколько ферм.

а)

Рис. 10.25. Усиление ферм включением в работу светоаэрационных фонарей и введе­ нием шпренгелей или шпренгельных элементов:

а, в, е) подведение шпренгелей к ферме; б, д) включение светоаэрационных фонарей в совместную работу со стропильны­

ми фермами; г) введение шпренгельных элементов в ферму: 1 — шпренгель или шпренгельный

элемент; 2 — светоаэрационный фонарь.

293

2

В зданиях длиной 60—90 м целесообразна установка дополни­ тельных связей по нижнему поясу ферм, которые создают жесткий диск, воспринимающий все горизонтальные реакции колонн в уров­ не нижнего пояса ферм и передающий их на конструкции торцевого фахверка.

Растянутые стержни ферм можно усилить, приваривая к ним тру­ бы, уголки, листовую или круглую сталь. Принципиальные схемы усиления растянутых или сжатых стержней приведены на рис. 10.26.

Усиление узловых соединений возможно увеличением катета свар­ ного шва и применением высокопрочных болтов в клепанных фермах.

10.8.Устройство и усиление соединений элементов стальных

ижелезобетонных конструкций на сварке.

Сварка является одним из основных способов соединения элемен­ тов стальных и сборных железобетонных конструкций. Сварные соеди­ нения следует выполнять по предварительно разработанной техноло­ гической нормали, устанавливающей способ сварки, порядок наложе­ ния швов, режим сварки и марку электродного материала.

Конструкцию сварных соединений, класс и марку стали элемен­ тов сварных соединений указывают в проекте капитального ремонта или усиления металлических или железобетонных конструкций. К работам по сварке соединений арматуры и закладных деталей до­

294

пускаются сварщики, прошедшие специальное обучение и выдер­ жавшие испытания, что подтверждается наличием у сварщика прав на производство данных видов работ.

Сварщик, как правило, должен клеймить каждое расчетное свар­ ное соединение. В течение всего периода сварки конструкций ведет­ ся журнал сварочных работ по установленной форме.

Стальные плоские закладные детали сваривают друг с другом или с арматурными стержнями ручной дуговой сваркой. Выпуски арма­ турных стержней сборных элементов соединяют накладками или сваркой встык.

В первом случае накладки соединяют с арматурными стержнями ручной электродуговой сваркой.

Для соединения выпусков арматурных стержней встык с завар­ кой торцов применяют ванную сварку в инвентарных медных фор­ мах голой проволокой под флюсом или покрытыми электродами. Допускается соединение арматуры встык дуговой сваркой с приме­ нением подкладок или накладок.

Важным условием получения сварных стыков хорошего качества является обеспечение точности сборки конструкций. Выпуски стерж­ ней сборных элементов, подлежащие сварке, должны быть соосны и не иметь искривлений.

Искривление стержней больше допустимых пределов устраняют нагревом газовыми горелками или холодной правкой. Температура нагрева должна составлять для правки стержней класса А-1 — 600°С, а для стержней класса А-П и А-Ш — 800°С. При этом необходимо следить, чтобы не происходило пересушивание прилегающего бето­ на. Между торцами стыкуемых стержней должен быть обеспечен ус­ тановленный для данного способа сварки зазор.

Если зазор между стержнями, свариваемыми встык, превышает максимально допустимый, то допускается применение промежуточ­ ной вставки из арматурного стержня той же марки стали и того же диаметра, что и основные стыкуемые элементы. Вставка должна быть длиной не менее 150 мм. При сварке арматурных выпусков с помо­ щью накладок допускается увеличение зазора сверх установленного при существующем удлинении накладок.

В случае применения при ручной дуговой сварке стальных скоб неплотность прилегания их к поверхности стержней не должна пре­ вышать 2 мм.

Концы стержней при их подготовке под сварку обрезают кероси­ но-кислородными или газовыми резаками. Резка электрической ду­ гой не допускается.

Стержни на расстоянии 5 мм от торца должны быть очищены от наплывов и осушены пламенем газовых горелок.

К сварке стержней разрешается приступать после проверки каче­ ства их сборки.

При сварке стыков вредные влияния сварочных напряжений в узлах снижают одновременной сваркой нескольких стыков много­ рядной арматуры или нескольких стыков отдельных рядов стерж­ ней, расположенных в одной плоскости. Важное значение имеет со­

295

блюдение рекомендуемого порядка сварки отдельных стыковых со­ единений стержней в узле.

При ванно-шовной сварке наплавку фланговых швов производят после остывания стыкового шва.

Симметрично расположенные стыковые соединения стержней сваривают по направлению от оси стыкуемых железобетонных эле­ ментов к их краям. Для этой цели сварку выполняют несколько свар­ щиков одновременно.

Сварку ванным способом при отрицательной температуре произ­ водят с соблюдением обычной технологии, но при повышенном токе. Ток следует повышать пропорционально понижению температуры от 0°С с тем, чтобы при температуре 30°С сварочный ток был повы­ шен на 10%.

Не допускается производить ванную сварку покрытыми электро­ дами при относительной влажности воздуха выше 80%.

Для дуговой сварки арматуры и элементов деталей применяют электроды, соответствующие требованиям действующих ГОСТов. Тип и марка электродов указываются в рабочих чертежах.

Сварные соединения элементов стальных конструкций бывают ч е т ы р е х о с н о в н ы х т и п о в (рис. 10.27):

А — встык:

Б — встык с накладками; В — втавр; Г — внахлестку.

Соединения встык осуществляют прямыми стыковыми швами или под углом 45—60°. Соединения встык с накладками, внахлестку и втавр выполняют угловыми швами.

Прочность сварных соединений зависит от прочности основного металла соединяемых элементов и наплавленного металла шва, фор­ мы и вида соединения, и связанного с этим распределения напряже­ ний в соединении, а также характера силового воздействия на со­ единение и технологии сварки.

Прочность наплавленного металла шва определяется химичес­ ким составом электродной проволоки, обмазки или флюса и техно­ логией сварки. При некачественном выполнении шва в нем могут оказаться поры, газовые и шлаковые включения, которые являются внутренними источниками концентрации напряжений. Поэтому ка­ чество стыковых швов, работающих на растяжение, проверяют фи­ зическими методами контроля. На прочность стыковых швов, рабо­ тающих на сжатие или срез, внутренние включения не оказывают большого влияния.

Лобовые и фланговые угловые швы испытывают на совокупность воздействий осевой силы, изгиба и среза, так как они имеют значитель­ ную концентрацию напряжений. При усилении сварных соединений в период ремонта конструкций в ряде случаев необходим их расчет.

Прочность сварных швов характеризуется их расчетным сопро­ тивлением. При ремонте стальных конструкций часто меняются ус­ ловия работы сварных швов и нагрузки, передаваемые на них, что требует проверочных расчетов.

296

Сварные швы рассчитывают по прочности из условий предель­ ного состояния первой группы (рис. 10.27). В стыковом шве при дей­ ствии на него центрально-приложенной силы N распределение на­ пряжений по длине шва считается равномерным, рабочая толщина шва принимается равной меньшей из толщин соединяемых элемен­ тов. Поэтому напряжения в шве, расположенном перпендикулярно оси элемента, при сжатии — растяжении (рис. 10.28.а.1), определя­ ются по формуле:

где / — фактическая длина шва.

Расчетное сопротивление стыкового соединения при сжатии не зависит от методов контроля Ка,у=Ку При осевом растяжении или изгибе сварного соединения, не проверенного физическими метода­ ми контроля, К«у=0,85Ку При сдвиге соединения Кшу=К5, где Ку и Кз — расчетные сопротивления основного металла.

В тех случаях, когда необходимо снизить напряжение, следует рассчитывать и косые швы (рис. 10.28.а.2). Первоначально действу­ ющее усилие распределяют по направлениям перпендикулярно и вдоль оси шва. Затем находят напряжения перпендикулярно шву:

При действии изгибающего момента «М» на соединение (рис. 10.28.а.З) напряжения в шве определяется по формуле:

298