Вниз

1 Квітень 2013

Підсилення кам’яних конструкцій

Влаштування обойм є одним із найпоширеніших та найефективніших мето­дів підсилення кам’яних конструкцій, який використовується в практиці при реконструкції будівель та споруд (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Схема підсилення цегляних стовпів обоймами:

а − металевою; б − залізобетонною; в − армованою штукатуркою; 1 − планка f1
з перерізом 35×5−60×12 мм; 2 − зварювання; 3 − стрижні діаметром 5–12 мм;
4 − хомути діаметром 4–10 мм; 5 − бетон класу В7,5–В15;
6 − штукатурка (розчин марки 50–100)

 


Сталева обойма складається з кутників, встановлених на цементно-піщаному розчині по кутах елемента, який підсилюється, і хомутів з полосової сталі або круглих стрижнів, приварених до кутників. Для ефективного введення кутників у роботу хомути перед приварюванням нагрівають до 100 °С. При охолодженні вони притис­кають кутники до кладки. Крок хомутів приймають не більшим за 500 мм або меншого розміру поперечного перерізу кладки. Кутники оштукатурюють шаром 25–30 мм цементного розчину, огорнувши металеві поверхні сіткою “Рабіца”.

Залізобетонна обойма виконується з бетону класу В12,5–В15 з армуванням вертикальними стрижнями і сітками. Відстань між хомутами приймається не більшою за 150 мм. Товщина обойми 60–100 мм.

Обойма з розчину армується аналогічно до залізобетонної, але замість бетону на арматуру наноситься цементна штукатурка розчином марки М50–100 завтовшки 30–40 мм.

Кам’яна кладка, заведена в обойму, працює в умовах триосного стиску, при цьому значно зменшуються її деформації і збільшується опір повздовжній силі.

Міцність підсиленої кладки визначається процентом поперечного арму­вання, міцністю і перерізом бетону, повздовжньої арматури, кутників, станом кладки і характером прикладення навантаження. При збільшенні поперечного армування міцність зростає не пропорційно, за спадною кривою.

Розрахунок конструкцій з цегляної кладки, підсиленої обоймою при центральному і позацентровому стиску при ексцентриситетах, які не виходять за межі ядра перерізу , виконують за формулами:

 

Таблиця 4.1

Розрахунковий опір елементів поперечного та повздовжнього армування

Армування А−I, Ст.−3 А−II
–      поперечне армування Rsw (МПа) 150 190
–      повздовжнє без передачі зусилля на обойму (МПа) 43 55
–      повздовжнє при передаванні з одного боку (МПа) 130 160
–      повздовжнє при передаванні з двох боків (МПа) 190 240

 

mg − коефіцієнт, який враховує тривалість дії сили; mk − коефіцієнт умов роботи кладки, що дорівнює 1 − для не пошкодженої кладки; 0,7 − для кладки з тріщи­нами;  − коефіцієнт умов роботи бетону: 1 − при передаванні наванта­ження на обойму і наявності опори внизу обойми; 0,7 − при передаванні навантаження без опори внизу; 0,35 − при небезпосередньому передаванні навантаження на обойму; h, b − розміри поперечного перерізу; s − крок хомутів.

Із збільшенням співвідношення розмірів поперечного перерізу до 1:(1.5–2) ефективність обойми зменшується незначно. При більшому співвідношенні і для довгих стін необхідно вводити додаткові хомути-зв’язки (рис. 4.2, 4.3).

Відстань між додатковими хомутами вздовж стіни приймають не більшою за 100 см, або 2d (d − товщина стіни), за висотою − не більшою за 750 мм. Додаткові хомути повинні бути надійно закріплені.

Розрахунок підсиленої кладки ведуть за цими самими формулами (4.1–4.3), тіль­ки додаткові хомути-зв’язки вводять до розрахунку з коефіцієнтом умов роботи 0,5.

Рис. 4.2. Підсилення простінків сталевими обоймами:

1 − цегляний стовпчик; 2 − сталеві кутники; 3 − планка; 4 − поперечний зв’язок

 

Рис. 4.3. Схема підсилення стіни залізобетонною обоймою:

1 − металева сітка; 2 − додаткові стрижні, розміщені понад сіткою;
3 − хомути (зв’язки); 4 − бетон обойми; 5 − кладка стіни

Одночасно з влаштуванням обойм рекомендується ін’єктувати тріщини в кладці під тиском цементним розчином, можна з полімерними добавками.

 

1.1.  Заміна кам’яної кладки

 

При надбудові і реконструкції цегляних будинків і споруд, у випадку аварійного стану стін рекомендується повна заміна кам’яних конструкцій. Заміна виконується після тимчасового кріплення стін за допомогою металевих і дерев’яних конструкцій, які сприймають тимчасово навантаження, що передається на простінки, стовпи тощо.

Нову кладку влаштовують з цегли не нижче М100, на цементному розчині не нижче М100. За необхідності горизонтальні шви армують сітками. Верх кладки не до­водять на 30–40 мм – цей зазор зачеканюють напівсухим цементним розчином >М100, за необхідності у свіжий розчин забивають металеві клини. Тимчасові кріп­лен­ня розбирають після того, як розчин кладки набуде міцності, не меншої за 50 % проектної.

 

1.2.  Підсилення тяжами

 

При реконструкції цегляних будинків часто виникає необхідність у підви­щенні їх жорсткості і міцності у зв’язку з появою недопустимих тріщин і деформацій, викликаних часто нерівномірним осіданням фундаментів, поганою перев’язкою швів, просіданням поверхні над підземними виробітками.

Найефективнішими методами підсилення в цьому випадку є об’ємний об­тиск будинку металевими тяжами 25–36 мм, які розташовують на рівні перекрить.

Об’ємний обтиск можна виконувати для будинку загалом чи окремих його частин. Тяжі розташовують зовні кладки або в пробитих штрабах − 7070 мм, які після натягу тяжів оштукатурюються. Кріплення тяжів виконується до кутників на кутах будинку або з підставкою шайб великого розміру (рис. 4.4, 4.5).

Натяг тяжів виконується стяжними муфтами одночасно за всім контуром будинку. Попередньо тяжі розігрівають автогеном, паяльними лампами, електро­прогрівом. Остигаючи, вони самонапружуються. Ознаки достатнього натягу − відсутність провисання, чистий дзвінкий звук при простукуванні.

 

Діаметр болтів підбирають за визначеною площею згідно з сортаментом.


При обтиску тяжами будинків історичної забудови із багатошаровими мурами і з використанням вапняного розчину, за дослідними даними напруження від обтиску в стіні повинні бути близькими до 0,1 МПа. Такий рівень напруження є безпечним для стін історичних пам’яток архітектури і водночас ліквідує тріщини і відшарування.

Рис. 4.4. Посилення стін об’ємним обтиском:

1 − тяжі; 2 − муфти; 3 − металева прокладка; 4 − швелер № 16–20; 5 − кутник

Рис. 4.5. Скріплення будівлі напруженими
сталевими тяжами на рівні перекриття:

1 − тяжі; 2 − кутники

Під час виконання обтиску будівель тяжами, особливо при від’ємних температурах, необхідно періодично перевіряти їх натяг і у разі ослаблення підтягувати їх за участі авторів конструктивного рішення підсилення.

 

Еще из рубрики Статті

Поделись своими мыслями!

Пожалуйста, зарегистрируйтесь для комментирования.