925

Гибкий сердечник представляет собой арматурный каркас (рис.2.63, г), а жесткий - в виде изделий прокатного профиля (швеллер или двутавр, рис.2.63, д). Такое усиление не требует удаление четвертей простенка.

Усиление кирпичных колонн и пилястр. Кирпичные колонны и столбы усиливаются аналогично кирпичным простенкам /40, 51 и др/, т.е., путем устройством металлических, штукатурных или железобетонных обойм (рис.2.64).

При двухстороннем устройстве железобетонных стенок в усиливаемой стене высверливают сквозные отверстия, в которые устанавливают металлические тяжи с шайбами, к которым приваривают такие же арматурные сетки, что и при устройстве односторонних стенок. Толщина стенок усиления достигает 100-150 мм (2.61, б).

Рис.2.64. Усиление кирпичных колонн и столбов с помощью устройства металлического каркаса (а), железобетонной (б)

обоймой или армированной штукатуркой (в):

1 –планка сечением 35х5 мм; 2 – сварка; 3 - стержни диаметром 5-12 мм; 4 - хомуты диаметром 4-10 мм; 5 - бетон класса В7,5-В15; 6 - цементнопесчанный раствор марки 100; 7 - сетка

Для повышения эффективности работы металлической обоймы гори-

зонтальным планкам придают предварительное напряжение с помощью электронагрева до температуры 120-200 0С.

По второму способу вместо планок используют металлические стержни, концы которых приваривают с одной стороны к вертикальным уголкам обрамления колонны, а другие концы, имеющие резьбовое окончание, пропускают в заранее приваренные отрезки уголков или труб, после чего с помощью навинчивания гаек динамометрическим ключом создают в стержнях горизонтальное напряжение и дополнительное обжатие колонны

(рис.2.65).

211

Рис.2.65. Усиление кирпичных колонн с помощью предварительно напряженных стержней:

1 – уголки; 2 – отрезок уголка; 3 – поперечный стержень; 4 – гайка; 5 – шайба; 6 – штукатурный слой; 7 – прямой клин; 8 – обратный клин; 9 – ребро жесткости; 10 – опорный уголок

Кирпичные пилястры могут усиливаться с помощью стальных или железобетонных обойм (рис.2.66), рассмотренных в работе /51, 61 и др./.

При двухстороннем устройстве железобетонных обойм в усиливаемой стене высверливают сквозные отверстия, в которые устанавливают металлические тяжи с шайбами, к которым приваривают такие же арматурные

Рис. 2.66. Усиление пилястр стальными (а) или железобетонными (б) обоймами:

1 – стальные уголки; 2 – соединительные планки (хомуты); 3 – упорная айба 10-12 мм; 4 – болт диаметром 18-22 мм; 5 – зачеканка цементным аствором; 6 – хомут диаметром 18-22 мм; 7 – арматурная сетка;8 – бетон; 9 – бетонные сухарики

Железобетонная обойма выполняется толщиной 100-120 мм из бетона класса В 12,5 и выше с армированием вертикальными стержнями и хомутами. Расстояние между хомутами должно быть не более 150 мм. Для получения эффекта обжатия кладки зазор между кладкой и уголками необ-

212

ходимо тщательно заделывать цементным раствором и обжимать с помощью напрягаемых обойм.

2.7. Восстановление и усиление железобетонных плит, балок и панелей перекрытий

В процессе длительной эксплуатации монолитные железобетонные плиты, балки и панели перекрытий теряют свои первоначальные прочностные показатели и нуждаются в усилении. Способы усиления монолитных железобетонных плит, балок и панелей перекрытия достаточно подробно приведены в работах С.В. Бондаренко /9/, В.Т. Гроздова /20/, А.А. Калинина /40/, А.И. Мальганова /45/, В.Н. Строкинова /83/ и др. исследователей.

2.7.1. Усиление монолитных плит перекрытия

Усиление монолитных плит перекрытия производят при восстановлении или для увеличения их несущей способности в связи с увеличением эксплуатационной нагрузки на перекрытие. Для этой цели применяют усиление путем одностороннего наращивания сверху или снизу /3, 40, 61 и др./.

При наращивании сверху (рис.2.67, а) на перекрытие укладывается арматурная сетка, а затем осуществляется заливка нового бетона с обязательным его уплотнением. В стенах пробивают горизонтальные штрабы на высоту усиливаемой плиты перекрытия, в которые заводят арматуру усиления. Завершающим этапом является заделка бетоном вырубленных в стенах горизонтальных штраб на всю их высоту.

Рис. 2.67. Усиление монолитной плиты перекрытия односторонним наращиванием сверху (а) и снизу (б):

1 – проектируемая арматурная сетка; 2 – новый бетон; 3 – существующая арматура; 4 – коротыши через 700 мм; 5 – усиливаемая плита

213

При усилении наращиванием снизу (рис.2.67, б) сначала обнажается существующая арматура плиты перекрытия, к которой последовательно привариваются через 800-1000 мм коротыши длиной 100 мм и новая арматурная сетка. Затем осуществляют торкретирование плиты перекрытия слоями по 10-15 мм с обязательным обеспечением защитного слоя для арматуры усиления из бетона толщиной 15-20 мм. Торкретирование обеспечивает высокую прочность и хорошее сцепление нового бетона со старым. Поверхность последнего слоя торкрет-бетона тщательно затирают.

При усилении плит наращиванием класс нового бетона, как правило, должен быть на одну ступень выше класса бетона плиты. Бетонная смесь должна быть достаточно пластичной (с осадкой конуса от 8 до 10 см), так как жесткие бетоны не могут быть качественно уплотнены тонким слоем при наличии в них продольной и поперечной арматуры.

Если бетон плиты был подвержен значительной коррозии или пропитан техническими маслами, то необходимо обеспечить шпоночное соедине-

ние между его новым и старым слоями бетона /3/. Для этого в перекрытии в шахматном порядке пробивают сквозные отверстия размером 8 х 8 см и шагом 50 - 80 см, в которые устанавливают V или Z-образные стержни шпоночного усиления диаметром 6-8 мм и соединяют их с арматурной сеткой, после чего плиту бетонируют (рис.2.68).

Рис.2.68. Усиление монолитной ребристой плиты перекрытия наращиванием сверху с железобетонными шпонками:

1– монолитная плита; 2 – арматура усиления; 3–бетон усиления; 4 – V-образные стержни; 5- отверстия в существующей плите

При значительных дополнительных нагрузках на перекрытие целесообразно осуществлять усиление с помощью стальных пластин шириной 100 мм, установленных с двух сторон или во взаимно перпендикулярном направлении монолитной плиты (рис.2.69).

214

Рис.2.69. Усиление монолитных плит перекрытия с помощью металлических полос, закрепленных с двух сторон:

1 – стальная полоса – 100 х 6; 2 – анкерный болт М 12; 3 – клей 4 – отверстия под болты; 5 – цементно-песчаный раствор;6 – усиливаемая плита; 7 - канавки

Полосы нижней стороны плиты размещают между противоположными концами полос верхней части плиты. Перед установкой полос в местах их установки пробивают канавки и сквозные отверстия под болты. Канавки покрываются слоем полимерного клея и в них укладываются стальные полосы. В качестве клея можно использовать эпоксидные, полиэфирные и полиуретановые смолы. В отверстия пропускают болты, которые затягивают гайками. После завершения вышеописанных операций верхняя поверхность плиты вместе с металлическими полосами покрывается выравнивающим цементно-песчаным раствором, а нижние полосы – окрашиваются антикоррозионной краской.

Перед усилением плита должна быть поддомкрачена любым удобным способом.

Когда монолитные плиты перекрытия опираются на металлические балки, их усиление можно выполнить с помощью изогнутого вниз стального листа (рис.2.70).

Изогнутый вниз стальной лист подвешивают с помощью уголков и болтов к железобетонной плите перекрытия и металлическим балкам, закрывая его торцы с помощью упорных уголков. В плите пробивают инъекционные отверстия, через которые нагнетают под давлением цементно - песчаный раствор.

Для обеспечения совместной работы цементно-песчаного раствора и стального листа в плите с нижней стороны просверливают отверстия, в ко-

215

торые зачеканивают анкерные болты, а к стальному листу приваривают фиксирующую арматуру, которая также способствует жесткому сцеплению листа и раствора.

Рис.2.70. Усиление сборных плит перекрытия с помощью изогнутого стального листа:

1 – стальной лист; 2 – фиксируемая арматура; 3 – упорный уголок; 4

– анкерные болты; 5 – болты для крепления упорных уголков; 6 – сварка; 7 –цементно-песчаный раствор; 8 – усиливаемая плита; 9 – существующая металлическая балка; 10 – отверстия под анкерные болты; 11 – отверстия для нагнетания раствора

Ввиду особенностей конфигурации изогнутого стального листа создается составляющая сила, направленная вверх и противодействующая вертикальной нагрузке. Благодаря этому междуэтажное перекрытие может воспринимать более высокие нагрузки, чем это было до усиления.

2.7.2. Усиление главных и второстепенных балок монолитного перекрытия

Значительные нагрузки, в том числе и вибрационного характера, нередко вызывают появление в балках монолитного перекрытия поперечных трещин и деформаций верхней зоны, которые необходимо устранить. Способы усиления главных и второстепенных балок монолитного перекрытия подробно рассмотрены в работах А.И. Мальганова /45/, А.А. Калинина

/40/ и др.

216

Одним из методов усиления главных балок монолитного перекрытия является устройство железобетонной обоймы или рубашки, приведенных

вработе Г.М. Бадьина и Н.В. Таничева /3/ и на рис.2.71.

Вотличие от железобетонной обоймы железобетонная рубашка устраивается только с трех сторон балки, и дополнительная арматура усиления приваривается к рабочей продольной арматуре балки через короты- ши-отгибы.

Рис. 2.71. Усиление главных балок монолитного перекрытия с помощью устройства железобетонной обоймы (а) или рубашки (б):

1 – усиливаемые второстепенные балки; 2 – главные балки; 3 – плита; 4 – железобетонная обойма (рубашка); 5 – продольная арматура; 6 – хомуты; 7 – отверстия в плите для пропуска хомутов и укладки

бетона; 8 – обработанная поверхность балок (насечка); 9 – арматурные коротыши-отгибы, привариваемые к оголенной арматуре рубашки

Для устройства железобетонной обоймы необходимо насечкой подготовить поверхность и установить дополнительный арматурный каркас из продольной арматуры и хомутов. Далее установить и раскрепить опалубку, пробить в плите перекрытия отверстия, через которые осуществить под давлением заливку бетонной смеси.

В обоих случаях усиления бетонирование в опалубке может быть заменено на послойное торкретирование с помощью торкрет-пушки. При этом толщина каждого слоя не должна превышать 20-25 мм. Высокая прочность торкрет-бетона, доступность визуального контроля качества работ, производство бетонных работ без устройства опалубки дают значительные преимущества торкретированию при усилении железобетонных конструкций.

При появлении в растянутой зоне поперечных трещин или деформаций верхней зоны восстановление второстепенных балок монолитного перекрытия возможно путем подвешивания их к металлической балке (рис.2.72). Металлическая балка, состоящая из двух швеллеров, соединенных между собой болтами и деревянным брусом укладываются на верхний деформированный участок усиливаемой конструкции через слой выравнивающего цементно-песчаного раствора. У краев металлической балки в монолитном перекрытии пробивают 4 отверстия, через которые

217

пропускают изогнутые в виде хомутов подвески из гладкой арматурной стали. Подвески закрепляют на металлической балке гайками через уголки.

Рис.2.72. Восстановление второстепенной железобетонной балки путем подвешивания ее к металлической балке:

1 – металлическая балка из двух швеллеров; 2 – болты М 12 через 1000 мм; 3 – уголок 65 х 5; 4 – выравнивающий слой из цементного раствора; 5 – подвеска из круглой стали; 6 –деревянный брусок; 7 – отверстия диаметром 30 мм

Когда в монолитных железобетонных балках имеются косые трещины, располагающие на длине не более 1/3 пролета, усиление балок производят при помощи металлических уголков, стянутых хомутами (рис.2.73).

Рис.2.73. Восстановление железобетонной балки с помощью уголков и хомутов:

1 – уголок 65 х 5; 2 – подвеска из круглой стали; 3 – отверстия диаметром 30 мм; 4 – прокладка из полосового железа толщиной 8 мм

С этой целью в местах появления трещин в плите перекрытия пробивают отверстия, а к ребрам балки подводят уголки, которые стягивают хомутами, прикрепленными к плите гайками. Между плитой и гайками укладывают прокладки из полосовой стали. На участке от опоры до начала ко-

218

сой трещины необходимо ставить не менее двух хомутов. Остальные хомуты распределяют равномерно по всей длине поврежденного участка балки.

При выкрашивании бетона в железобетонной балке монолитного перекрытия или при наличии откола в растянутой зоне на глубину, не превышающую 1/3 ее высоты (рис. 2.74, а) или отколе угла (рис. 2.74, б) необходимо перед проведением восстановительных работ произвести расчистку поврежденных мест (4), удалив весь отколовшийся и поврежденный бетон. Если имеются разрывы рабочих стержней (1) или хомутов (2), то последние

Рис.2.74. Восстановление железобетонных балок монолитного перекрытия при отколе в растянутой зоне (а) и при отколе угла (б):

1 – рабочие стержни балки; 2 – хомуты; 3 – новый бетон марки 300; 4 – зона повреждения

Во всех случаях в целях обеспечения надлежащего сцепления сопряжения нового бетона со старым поверхность старого бетона должна подвергаться специальной обработке, а именно, насекаться зубилом, обрабатываться металлической сеткой и промываться струей воды. После этого на подготовленную поверхность старого бетона наносится цементно-песчаный раствор состава 1:2-1:2,5. Укладка нового бетона (3) производится не позднее 1-1,5 часа после нанесения раствора.

Усиление монолитных железобетонных балок может осуществляться путем устройства дополнительных гибких тяжей (рис.2.75, а) или жестких подкосов (рис.2.75, б), приведенных в работе А.А. Калинина /40/, В.Н. Строкинова и А.Н. Юзефовича /98/.

Дополнительные гибкие тяжи подвешивают к вышележащим конструкциям в виде металлических оголовников, прикрепленных к колоннам, а затем напрягают с помощью натяжных муфт электрофицированными тарированными гайковертами или электротермическим способом.

Жесткие дополнительные подкосы нижней частью устанавливают на металлическую обойму, прикрепленную на колонну, и сваривают между

219

собой соединительными планками. К верхним частям подкосов прикрепляют горизонтальные затяжки, в которых создают с помощью натяжных муфт предварительное напряжение.

Рис. 2.75. Усиление балок дополнительными опорами:

(а)- гибкими тяжами: 1- усиливаемая балка; 2- тяжи; 3- места крепления тяжей; 4 - натяжные гайки; (б)- жесткими подкосами: 1- обойма; 2- подкосы; 3- металлический оголовник; 4 - натяжная муфта; 5- прокладка; 6- усиливаемый ригель; 7- затяжка; 8- соединительные планки

Для усилении монолитных балок могут применяться шарнирностержневые системы со швеллером-подкладкой и напряженными подвесками (рис. 2.80), приведенные в работе /83/.

Рис. 2.80. Усиление балок монолитного перекрытия шпренгелем

сподвесками:

1– колонна; 2 – усиливаемая балка; 3 – стальной тяж из арматурной стали; 4 – подвеска; 5 – плита перекрытия; 6 – натяжная муфта; 7 – опора из

швеллера

При усилении балок шпренгелем с подвесками сначала закрепляют на колоннах концы стальных тяжей из арматурной стали или цепей, на которые навешивают подвески (4) с натяжными муфтами (6). Нижние концы подвесок приваривают к опорам из швеллера (7). Затем с помощью натяжных муфт в тяжах создают стягивающие усилия, которые передаются в виде сжимающего напряжения на железобетонную балку, обеспечивая ее

220