Вниз

13 Квітень 2013

Підсилення залізобетонних балок

Підсилення залізобеьтонних балок.
Повну заміну конструкцій проводять дуже рідко − у випадках втрати несучої здатності на 50−60 % і більше.
При частковому розвантаженні необхідно забезпечити повну сумісну роботу обох конструкцій − основної і конструкції підсилення. Розрахунок конструкцій підсилення виконують за існуючими нормами на величину навантаження, на яку необхідно розвантажити основну конструкцію.

Приклад підсилення підкранової балки розвантажувальною металевою фер­мою та додатковими конструкціями подано на рис. 5.1, 5.2.

 

Рис. 5.1. Підсилення підкранової балки розвантаженням металевою фермою:

1 − колона; 2 − підкранова балка; 3 − розвантажувальна ферма; 4 − опорна обойма;
5 − односторонній зв’язок із площини вітки ферми; 6 − прокладки; 7 − планки для зв’язку ферм між собою; 8 − упорні пластини; 9 − болти для кріплення упорних пластин

При цьому необхідно, щоб конструкція підсилення мала достатню жорст­кість і невеликі прогини.

Інколи за недостатньої несучої здатності балок і збільшення навантаження на них виникає проблема передавання додаткового навантаження на інші існуючі або нові додатково змонтовані конструкції. Приклади таких конструктивних рішень подано на рис. 5.2.

 

Рис. 5.2. Повне передавання додаткового навантаження
на інші конструкції:

а – за допомогою стійок на нижчерозташоване перекриття; б – за допомогою розподільчої балки на ригелі перекриття; 1 − розвантажувана конструкція;
2 − конструкція, на яку передається додаткове навантаження; 3 − стійка;
4 − розподільча балка; 5 − отвори у перекритті

Часто підсилення залізобетонних балок виконують нарощуванням робочої арматури та влаштуванням різного виду обойм.


Приклади нарощування балок знизу додатковою арматурою та обоймами подано на рис. 5.3–5.8.

Рис. 5.3. Деталь армування при підсиленні
залізобетонних балок нарощуванням

Рис. 5.4. Нарощування балок знизу
за незначного збільшення їх несучої здатності:

1 − балка, що підсилюється; 2 − залізобетонне нарощування; 3 − повздовжня арматура підсилення; 4 − арматурні коротиші; 5 − оглена арматура балки (частини з кроком 0,1 м)

Рис. 5.5. Установлення додаткової термонапруженої арматури:

1 − балка, що підсилюється; 2 − оголена робоча арматура балки;
3 − арматурні коротиші, приварені до оголеної арматури;
4 − додаткова термонапружена арматура (приварювати до коротишів
у нагрітому вигляді); 5 − торкрет-бетон або густа цементно-піщана штукатурка

Рис. 5.6. Влаштування залізобетонного нарощування:

1 − підсилювані другорядні балки; 2 − головні балки; 3 − плита; 4 − залізобетонне нарощування; 5 − повздовжня арматура нарощування; 6 − хомути; 7 − арматурні коротиші-відгини, що приварюються до оголеної арматури балки і арматури нарощування; 8 − оброблена нижня поверхня балок

Рис. 5.7. Підсилення зовнішнім армуванням:

1 − залізобетонна балка; 2 − отвір; 3 − анкер стрижневий; 4 − листова арматура;
5 − полімеррозчин; 6 − кутник; 7 − швелер; 8 − паз; 9 − арматура підсилення;
10 − обмазка з полімеррозчину; 11 − збірний залізобетонний елемент; 12 − скловолокно або графітові волокна; 13 − тонкий лист; 14 − анкерна пластинаї

 

Рис. 5.8. Влаштування залізобетонної обойми:

1 − підсилювані другорядні балки; 2 − головні балки; 3 − плита; 4 − залізобетонна обойма; 5 − повздовжня арматура обойми; 6 − хомути обойми; 7 − отвори в плиті
для пропуску хомутів і укладки бетону; 8 − поверхня балок, підготовлена
до бетонування (зачистка, насічка)

Приклад влаштування залізобетонної сорочки подано на рис. 5.9.

Рис. 5.9. Підсилення зони зрізу конструкцій збільшенням
поперечного перерізу залізобетонною сорочкою:

а – сорочкою при прямокутному перерізі; б – сорочкою при тавровому перерізі;
в –  обоймою; 1 − конструкція , що підсилюється; 2 − монолітний бетон;
3 − додаткова поперечна арматура; 4 − насічка поверхні; 5 − анкерна пластина

Підсилення зі зміною розрахункової схеми конструкцій виконують введен­ням додаткових жорстких або податливих опор. Приклади подано на рис. 5.10–5.15.

Рис. 5.10. Підсилення конструкцій додатковою
жорсткою опорою з власним фундаментом:

1 − конструкція , що підсилюється; 2 − стійка додаткової опори; 3 − фундамент опори; 4 − піщано-щебенева подушка; 5 − надріз на глибину 50 мм

Рис. 5.11. Підсилення конструкцій додатковою
жорсткою опорою у вигляді підкосів:

а – біля опори; б – у прольоті; 1 − конструкція, що підсилюється; 2 − підкос; 3 − затяжка;
4 − клиноподібні прокладки; 5 − заповнення бетоном; 6 − надріз по осі опори

Рис. 5.12. Підсилення багатоповерхових
залізобетонних рам влаштуванням напіврозкосів:

1 − ригелі рами; 2 − колони рами; 3 − плити перекриття; 4 − залізобетонні
або металеві підкоси підсилення; 5 − розпорка, що приварюється до підкосів
після введення їх у роботу (розпір домкратами); 6 − сталевий лист;
7 − прокладка із сталевого листа на графітовій змазці

Рис. 5.13. Підсилення влаштуванням залізобетонних рам:

1 − ригелі рами; 2 − колони рами; 3 − плити перекриття; 4 − збірна залізобетонна
або металева рама підсилення; 5 − затяжка; 6 − пластини-клини
для введення рами підсилення в роботу

Рис. 5.14. Підсилення конструкцій
додатковими податливими опорами у вигляді підвісок:

1 − конструкція, що підсилюється; 2 − підвіска з кутників;
3 − клиноподібні прокладки; 4 − швелер; 5 − отвори у перекритті

Влаштовуючи нові жорсткі опори, бажано використовувати існуючі фунда­менти. При використанні нових фундаментів виникне проблема з їх осіданням. Опори необхідно виконувати з наперед заготовлених металевих або залізобетонних елементів. При цьому завжди необхідно оголити арматуру балки і з’єднати її з арматурою залізобетонних опор. У разі використання металевих опор до арматури приварюють металеві опорні плити або влаштовують охоплюючі хомути. Додат­кові опори у разі необхідності підклинюють клиноподібними підкладками.

Рис. 5.15. Установлення тяжів:

1 − ригелі рами; 2 − колони рами; 3 − плити перекриття; 4 − тяжі; 5 − анкерні пристрої на колонах у вигляді металевих обойм; 6 − анкерні пристрої на ригелі у вигляді балок

із швелера; 7 − натяжна муфта; 8 − отвори в плитах для пропуску тяжів

При влаштуванні податливих опор необхідно враховувати їх деформативність.

Підсилення кронштейнами використовують у балках порівняно великої висоти (рис. 5.16, 5.17).

Рис. 5.16. Загальний вигляд підсилених балок покриття
багатопрольотного одноповерхового промислового будинку:

1 − розвантажувальні кронштейни; 2 − додаткова попередньо напружена арматура

Кронштейни можна опирати на оголовок колони або верх балок. При цьому необхідно забезпечити шарнірне обпирання, яке дозволить певний кут повороту кронштейна. Довжина кронштейна може бути різна. При коротких переважно використовують балочки з прокатних профілів. При довжині 2–3 м − у вигляді фермочок з кутників.

Під час монтажу кронштейни обов’язково повинні напружуватись. При цьому за допомогою різних пристроїв кінці кронштейнів відтягують донизу і за допомогою болтів та підклинювальних прокладок забезпечують щільне прилягання опорних пластин до нижньої грані балки.

Рис. 5.17. Підсилення конструкцій
додатковими пружними опорами
у вигляді двох консольних кронштейнів:

а – із прокатних профілів; б – із трикутних ферм; в – із тяжів; 1 − конструкція,
що підсилюється; 2 − сталева балка; 3 − ребра жорсткості; 4 − з’єднувальний
стрижень; 5 − опорний столик; 6 − з’єднувальна накладка; 7 − кутник;
8 − опорний елемент; 9 − тяж; 10 − упор

Підсилення зі зміною напруженого стану можна виконувати різними методами.

Підсилення шпренгелями подано на рис. 5.18–5.22.

Рис. 5.18. Підсилення гнучких конструкцій затяжками:
балок і ригелів шпренгелями:

а – горизонтальна затяжка; б – шпренгельна затяжка; в – поєднання горизонтальної
і шпренгельної затяжки: 1 – підсилена конструкція; 2 – горизонтальна затяжка;
3 – шпренгельна затяжка; 4 – стягуючий болт; 5 – анкерний прилад; 6 – прокладка;
7 – обмежувач

Рис. 5.19. Установлення
шпренгельних затяжок:

1 − балка, що підсилюється; 2 − попередньо напружений шпренгель із арматурної або прокатної сталі; 3 − опорний пристрій;
4 − розпорки; 5 − натяжний хомут

При використанні шпренгелів важливим є влаштування упорів, через які напруження від стрижнів шпренгельної системи передаються на торцеві ділянки балок. Найефективнішим є передавання зусиль натягу стрижнів шпренгеля на верхні опорні ділянки балок. При складності або неможливості такого передавання зусиль можна виконувати упори шпренгеля на певному рівні на висоті балки.

Рис. 5.20. Підведення шпренгельних балок:

1 − плита покриття; 2 − поперечні ребра плити; 3 − верхній пояс шпренгельної балки
із двотавра; 4 − затяжка шпренгельної балки із арматурної сталі; 5 − розпорки із швелера; 6 − стяжна муфта


Рис. 5.21. Установлення шпренгельних затяжок:

1 − плита покриття; 2 − поперечні ребра плити, що підсилюється;
3 − попередньо напружена затяжка із арматурної сталі;
4 − гайки натягу; 5 − шайби; 6 − стяжна муфта

В окремих випадках можна використовувати шпренгельні балки. Приклад підсилення шпренгельною балкою подано на рис. 5.20. Така балка складається з проектного двотавра, в нижньому рівні якого влаштовують шпренгельну затяжку з арматурної сталі. Для ефективного введення в роботу балки підсилення напру­ження шпренгельної затяжки доцільно виконувати після монтажу шпренгельної балки підсилення. При цьому введення в роботу шпренгельної балки підсилення паралельно можна забезпечувати використанням підсилювальних елементів між основною конструкцією та елементами підсилення.

Рис. 5. 22. Установлення попередньо напружених
шпренгельних затяжок у балках покриття:

1− балка, що підсилюється; 2 − шпренгельна затяжка; 3 − опорна база;
4 − натяжний пристрій

Принцип роботи шпренгеля − зворотний згинальний момент, коли стрижні шпренгеля працюють як додаткова попередньо напружена арматура.

Під час натягу стрижнів шпренгеля можна їх попередньо підігрівати.

Додаткова попередньо напружена арматура та затяжки дають змогу ефективно підсилювати залізобетонні балкові елементи. При цьому збільшують переріз арматури, а за допомогою її попереднього напруження ефективно вводять в роботу конструкції (рис. 5.23–5.31).

Рис. 5.23. Установлення затяжок із арматурної сталі:

1 − балка, що підсилюється; 2 − попередньо напружена затяжка із арматурної сталі;
3 − оголена (звичайна) арматура балки; 4 − арматурні коротиші; 5 − натяжний пристрій

Рис. 5.24. Встановлення попередньо напружених затяжок
на поперечних ребрах:

1 − плити покриття; 2 − ребра плити, що підсилюється;
3 − попередньо напружена затяжка з арматурної сталі;
4 − гайки натягу; 5 − шайби; 6 − отвори, що просвердлюються
в поздовжніх ребрах плит

Рис. 5.25. Установлення затяжок із сталевих полос:

1 − плити, що підсилюються; 2 − затяжки із сталевих полос; 3 − стяжні болти;
4 − отвори, що просвердлюються в поздовжніх ребрах плит (над робочою арматурою) для встановлення болтів; 5 − сталеві пластини-клини в швах між плитами, в місцях встановлення болтів і клинів; 6 − пластини-клини для введення затяжок у роботу

Попереднє напруження затяжок можна виконувати як за допомогою гайок та стяжних муфт, так і з використанням попереднього підігрівання стрижнів затяжок. Якщо попередньо напружені затяжки закріплюються до існуючої робочої арматури конструкцій, необхідно перевіряти достатність зони анкерування основної арматури.

Рис. 5.26. Установлення попередньо напружених затяжок
і заповнення отворів бетоном:

1 − балка, що підсилюється; 2 − отвори, заповнені бетоном класу В35;
3 − попередньо напружена затяжка діаметром 25–40 мм; 4 − гайки для натягу;
5 − торцевий опорний лист; 6 − закладна деталь опори; 7 − підвіски

Рис. 5.27. Установлення горизонтальної попередньо напруженої затяжки:

1 − балка, що підсилюється; 2 − горизонтальна затяжка із арматурної сталі;
3 − опорний вузол затяжки; 4 − упор-фіксатор віток затяжки;
5 − стяжні хомути; 6 − хомути-держаки

 

Рис. 5.28. Установлення затяжок із швелера:

1 − балка, що підсилюється; 2 − затяжки із швелера; 3 − анкерні пристрої; 4 − отвори
в плиті, що заповняються бетоном після встановлення анкерних болтів;
5 − прокладки із швелера; 6 − гайка, приварена до затяжки; 7 − натяжний болт

  

Рис. 5.29. Розміщення з’єднувальних прокладок на затяжках:

а – на бокових гранях; б – на нижній грані; 1 − конструкція , що підсилюється;
2 − затяжка; 3 − з’єднувальні прокладки

Попередньо напружені затяжки можуть виконуватись як з окремих стрижнів, так і з прокатних профілів (рис. 5.28).

Попередньо напружені затяжки виконують з розташуванням окремих стрижнів на бокових поверхнях балок або по нижній грані.

 

Рис. 5.30. Підсилення великопрольотної конструкції затяжкою:

1 − конструкція, що підсилюється; 2, 3, 4 − стрижні затяжки;
5 − стяжний болт; 6 − анкерний пристрій

Рис. 5.27. Установлення горизонтальної попередньо напруженої затяжки:

1 − балка, що підсилюється; 2 − горизонтальна затяжка із арматурної сталі;
3 − опорний вузол затяжки; 4 − упор-фіксатор віток затяжки;
5 − стяжні хомути; 6 − хомути-держаки


Еще из рубрики Статті

Поделись своими мыслями!

Пожалуйста, зарегистрируйтесь для комментирования.