Методы усиления железобетонных колонн | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Несмотря на коронавирус, электронный вариант журнала выйдет 6 июня.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №19 (309) май 2020 г.

Дата публикации: 08.05.2020

Статья просмотрена: 8 раз

Библиографическое описание:

Аклендер, А. Д. Методы усиления железобетонных колонн / А. Д. Аклендер. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 19 (309). — С. 2-5. — URL: https://moluch.ru/archive/309/69663/ (дата обращения: 29.05.2020).



Очень часто при обследовании здания или сооружения оказывается, что многие конструкции объекта находятся в аварийном состоянии и нуждаются в усилении. Если усиление невозможно или нецелесообразно, то конструкцию демонтируют и заменяют другой. Целесообразность того или иного способа усиления определяют сравнительным экономическим анализом (расход материала, трудоемкость выполнения работ, общая стоимость, уменьшение количества простоев производства). В наши дни существует достаточное количество методов по сохранению существующих конструкций колонн при реконструкции зданий. Характер повреждения, месторасположение конструкции в плане, эксплуатационная составляющая, назначение здания и т. д. — от всех этих важных аспектов и зависит способ и вид усиления.

Ключевые слова: усиление, колонна, железобетон, обойма, бетонное наращивание

Сборные железобетонные колонны чаще всего усиливают стальными или армированными бетонными обоймами, бетонными рубашками, с помощью наращивания или любыми другими разгружающими элементами, конструкциями.

Методов действительно очень много, и главное — выбрать наиболее подходящие, устраиваемые и в плане дальнейших эксплуатационных характеристик, и стоимости возведения/усиления, и эстетических нужд.

Усиление колонн осуществляется главным образом за счет увеличения сечения для обеспечения совместной работы существующего и дополнительного сечений. Обычно усиление выполняется с разгрузкой конструкции. Если напряжение в усиливаемой конструкции выше допустимого, то усиление под нагрузкой с использованием сварки не производится.

Рис. 1. Поврежденная железобетонная колонна

Непосредственно перед выбором метода усиления необходимо произвести обследование здания с дальнейшим присвоением зданию категории аварийного состояния. (Рис. 1)

По результатам предварительного обследования с учетом выявленных дефектов и повреждений на момент обследования конструкция относится к одной из пяти категорий состояния [3]:

I — исправное (хорошее) состояние — конструкция удовлетворяет требованиям по устойчивости, жесткости и трещиностойкости. Долговечность конструкции не снижена по сравнению с проектной.

II — неисправное (удовлетворительное) состояние — конструкция удовлетворяет требованиям по устойчивости, жесткости и трещиностойкости. Есть признаки снижения долговечности конструкции по сравнению с проектной.

III — ограниченно работоспособное (не достаточно удовлетворительное) состояние — конструкция удовлетворяет требованиям по жесткости и устойчивости. Долговечность конструкции существенно снижена.

IV — неработоспособное (неудовлетворительное) состояние — конструкция не удовлетворяет предъявляемым требованиям.

V — предельное (предаварийное) состояние (Рис. 2) — конструкция не удовлетворяет предъявляемым требованиям. Существует опасность обрушения.

Рис. 2. Аварийное состояние железобетонной колонны

После присвоения зданию категории, анализа состояния колонн и здания в целом, можно приступать к выбору метода усиления.

Для усиления железобетонной колонны существует достаточное количество методов. Наибольшее распространение получили следующие: железобетонные и стальные обоймы, одностороннее и двустороннее наращивание сечения, предварительно напряженные обоймы и распорки, приставные стойки и разгружающие элементы.

Усиление железобетонной обоймой считается наиболее простым и надежным способом увеличения несущей способности колонны. Обойма состоит из продольной и поперечной арматуры и бетонного слоя. (Рис. 3) Перед усилением поверхность колонны должна быть зачищена от старого штукатурного слоя, а поверхность существующего бетона за час до наращивания смочена водой. Чаще всего железобетонную обойму делают толщиной 6–12 см. [1] Сечение и количество продольной арматуры определяется исходя из расчетов. Совместная работа обоймы и колонной — очень важное условие. Поперечная арматура принимается диаметром не менее 6 мм и устанавливается с шагом S, удовлетворяющим требованиям:

;

,

где d -диаметр продольной арматуры; δ -толщина обоймы.

Рис. 3. Усиление железобетонной колонны с помощью железобетонной обоймы

Для внецентренно сжатых колонн для уменьшения начального эксцентриситета и увеличения прочности используют одностороннее наращивание сечения. Важным условием надежности является совместная работа нового слоя бетона со старым. Для этого предусматриваются те же мероприятия, что и при усилении железобетонными обоймами, и используется соединительная арматура маленького диаметра (10–30мм) с шагом 500–800 мм. В связи с большой трудоемкостью данное усиления применяется редко. [1]

Усиление колонн стальной обоймой (Рис. 4) — довольно простой метод в исполнении, позволяющий незначительно увеличить размер поперечного сечения и практически сразу ввести колонну в эксплуатационный режим. С использованием цементно-песчаного раствора устанавливаются продольные элементы обоймы из уголковой стали, прижимаемые к колонне с помощью струбцин, после чего к уголкам приваривают поперечные планки (шаг по длине колонны 400–600 мм). [1]

Рис. 4. Усиление железобетонных колонн стальными обоймами

Эффект преднапряженного состояния достигается путем приваренных, заранее нагретых до температуры 100–120°С, напряженных обойм поперечных планок. При остывании планки укорачиваются, создавая необходимое натяжение.

Достаточно эффективным методом увеличения несущей способности колонны является усиление с помощью стальных распорок. В данном случае несущая способность будет повышаться пропорционально площади поперечного сечения распорок.

Распорки состоят из двух уголков (швеллеров), которые связанны между собой соединительными планками и выпрямляются с помощью натяжных болтов. Распорки, включаясь в совместную работу с колонной, частично разгружают ее. Величина напряжений в распорках в момент их включения в работу по данным [2] достигает 60–80 МПа.

Усиление колонн предварительно напряженными распорками считается целесообразным при длине распорок не более 5 м для меньшего расхода металла при обеспечении устойчивости.

Решение о необходимости усиления колонн выдвигается на основании обследования здания с разработкой проекта и обоснованием выбранного метода.

Дополнительно составляется ведомость дефектов с фотофиксацией и карты дефектов строительных конструкций.

На основании проведенного визуально-инструментального обследования дается оценка технического состояния строительных конструкций и величина предельно-допустимых нагрузок.

Все обследуемые конструкции классифицируются по техническому состоянию и категории опасности дефектов.

Литература:

  1. Юдина А. Ф. Реконструкция и техническая реставрация зданий и сооружений [Текст]: учеб. пособие/А. Ф. Юдина. — 3-е изд., стер. — М.: Академия, 2014. — 319 с.
  2. Бадьин, Г. М. Усиление строительных конструкций при реконструкции и капитальном ремонте зданий [Текст]: учеб. пособие / Г. М. Бадьин, Н. В. Таничева. — М.: Изд-во Ассоц. строит. вузов, 2010 (Курган). — 111 с.
  3. Гроздов В. Т. Техническое обследование строительных конструкций зданий и сооружений. СПб: Издательский Дом KN+, 2001. 140 с.
Основные термины (генерируются автоматически): усиление, конструкция, колонна, аварийное состояние, железобетонная обойма, обойма, усиление колонн, поперечная арматура, совместная работа, продольная арматура.


Похожие статьи

Сравнение способов усиления железобетонных консолей...

Усиление — основное средство увеличения продолжительности эксплуатации конструкций

Выбор эффективных способов усиления конструкций позволяет в кратчайший срок, без

Расчет трудоёмкости проведен в соответствии с ГЭСН № 46 — «Работы при реконструкции...

Анализ теоретических и экспериментальных исследований...

Ключевые слова: анализ, усиление, обойма. Современная практика проектирования, строительства и реконструкции действующих предприятий в большинстве случаев требуют усиления существующих строительных элементов зданий и сооружений, и количество зданий...

Способ восстановления несущей способности симметричных...

Характер работы консолей колонн промышленных зданий отличается тем, что они

Анкеровка продольных стержней арматуры производилась путем отгиба стержней у свободной грани

В настоящее время состояние симметричных консолей промышленных зданий вызывает...

Совместная работа железобетонных плит перекрытий...

в) железобетонные конструкции с жесткой арматурой, работающие на

Объединение в совместную работу железобетонной плиты и стальных балок дает возможность

Для достижения совместной работы в сталежелезобетонной конструкции необходимо соединить...

Расчёт узла сопряжения колонн с фундаментом

Рис. 2. Соединение колонн с железобетонным фундаментом.

Совместная работа железобетонных плит перекрытий и стальных... При этом на участке положительных моментов железобетонные плиты

Поэтому колонна с трещинами в консолях является аварийной.

Вариант металлической базы колонны при реконструкции объекта...

Усиление колонны металлической обоймой выполнено с целью увеличения несущей способности колонны, т. к. при прогрессирующем обрушении при пожаре несущей способности железобетонной колонны недостаточно. Крепление колонны ограниченно по высоте 120 мм.

Анализ факторов влияния на расчет железобетонных балок...

Ключевые слова: железобетонная балка, поперечная сила, факторы. Построение общей расчетной модели, адекватно описывающей сопротивление конструкции действию среза в комбинации с изгибом и продольными усилиями...

Экспериментальное исследование по восстановлению консолей...

Конструкция усиления состоит из рычагов управления, центратора и составной опорной балки.

В это время на консоль колонны через короткую часть рычагов управления a и опорный центратор

Схема работы конструкции до и после усиления представлена на рис.2.

Результаты конечно-элементного моделирования конструкций...

Численное моделирование конструкций восстановления работоспособности железобетонных консолей колонн, как и физический эксперимент [6], проводилось в 3 этапа

Первый этап — моделирование консоли колонны с арматурой заключался в построении геометрии консоли...

Анализ работы колонны под действием особых нагрузок

При расчете железобетонной колонны по нелинейной деформационной модели использована криволинейная диаграмма состояния бетона.

Рассмотрим работу конструкции за период 0,1 сек

Оценка состояния потенциально опасных объектов, объектов обороны и безопасности в...

Похожие статьи

Сравнение способов усиления железобетонных консолей...

Усиление — основное средство увеличения продолжительности эксплуатации конструкций

Выбор эффективных способов усиления конструкций позволяет в кратчайший срок, без

Расчет трудоёмкости проведен в соответствии с ГЭСН № 46 — «Работы при реконструкции...

Анализ теоретических и экспериментальных исследований...

Ключевые слова: анализ, усиление, обойма. Современная практика проектирования, строительства и реконструкции действующих предприятий в большинстве случаев требуют усиления существующих строительных элементов зданий и сооружений, и количество зданий...

Способ восстановления несущей способности симметричных...

Характер работы консолей колонн промышленных зданий отличается тем, что они

Анкеровка продольных стержней арматуры производилась путем отгиба стержней у свободной грани

В настоящее время состояние симметричных консолей промышленных зданий вызывает...

Совместная работа железобетонных плит перекрытий...

в) железобетонные конструкции с жесткой арматурой, работающие на

Объединение в совместную работу железобетонной плиты и стальных балок дает возможность

Для достижения совместной работы в сталежелезобетонной конструкции необходимо соединить...

Расчёт узла сопряжения колонн с фундаментом

Рис. 2. Соединение колонн с железобетонным фундаментом.

Совместная работа железобетонных плит перекрытий и стальных... При этом на участке положительных моментов железобетонные плиты

Поэтому колонна с трещинами в консолях является аварийной.

Вариант металлической базы колонны при реконструкции объекта...

Усиление колонны металлической обоймой выполнено с целью увеличения несущей способности колонны, т. к. при прогрессирующем обрушении при пожаре несущей способности железобетонной колонны недостаточно. Крепление колонны ограниченно по высоте 120 мм.

Анализ факторов влияния на расчет железобетонных балок...

Ключевые слова: железобетонная балка, поперечная сила, факторы. Построение общей расчетной модели, адекватно описывающей сопротивление конструкции действию среза в комбинации с изгибом и продольными усилиями...

Экспериментальное исследование по восстановлению консолей...

Конструкция усиления состоит из рычагов управления, центратора и составной опорной балки.

В это время на консоль колонны через короткую часть рычагов управления a и опорный центратор

Схема работы конструкции до и после усиления представлена на рис.2.

Результаты конечно-элементного моделирования конструкций...

Численное моделирование конструкций восстановления работоспособности железобетонных консолей колонн, как и физический эксперимент [6], проводилось в 3 этапа

Первый этап — моделирование консоли колонны с арматурой заключался в построении геометрии консоли...

Анализ работы колонны под действием особых нагрузок

При расчете железобетонной колонны по нелинейной деформационной модели использована криволинейная диаграмма состояния бетона.

Рассмотрим работу конструкции за период 0,1 сек

Оценка состояния потенциально опасных объектов, объектов обороны и безопасности в...

Задать вопрос