Повреждение и усиление железобетонных конструкций | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 5 февраля, печатный экземпляр отправим 9 февраля.

Опубликовать статью в журнале

Библиографическое описание:

Столяров, С. С. Повреждение и усиление железобетонных конструкций / С. С. Столяров, Т. Ф. Гречишникова, Е. А. Шамак. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2021. — № 38 (380). — С. 10-12. — URL: https://moluch.ru/archive/380/84093/ (дата обращения: 25.01.2022).



В статье рассматривается тема усиления железобетонных конструкций при использовании композитных материалов.

В настоящее время в мире наблюдается устойчивая тенденция возрастания объемов капитального строительства, что ведет за собой возрастание объемов строительных и строительно-восстановительных работ.

Необходимость строительно-восстановительных работ возникает из-за различных причин, это может быть неправильная эксплуатация, изменение технологических процессов, аварийные ситуации, просадка фундаментов в результате воздействия агрессивной среды и многие другие.

Нередко причиной возникновения дефектов на разных этапах строительства могут быть нарушение технологии производства и изготовления конструкций или ошибки при проектировании. В таком случае возникает необходимость усиления уже собранных железобетонных конструкций.

В настоящий момент в отечественной практике существует множество способов и конструктивных приемов усиления железобетонных конструкций.

Первые работы по усилению железобетонных конструкций проводились с 1912 года. Тогда для усиления конструкций применялось нанесение растворов обычных или армированных бетонов. В 1919 году инженер В. А. Струве применил и описал метод усиления железобетонных колон обоймой. В 30-е годы широкое применение имел метод усиления путем возведения разгружающих конструкций. В 1933–1935 гг. метод усиления обоймами получил новое развитие, чему способствовали исследования А. А. Гвоздева в области сцепления старого и нового бетона. А в свою очередь И. М. Литвинов предложил метод усиления односторонним наращиванием железобетона. В 1937–1938 гг. И. С. Шаров исследовал метод торкретирования рубашек и накладок с добавлением горизонтальной арматуры и хомутов.

Все методы усиления конструкций можно разделить на две группы:

  1. Устройство дополнительных конструкций, воспринимающих полную или частичную нагрузку (Разгружение);
  2. Усиление несущей способности существующих конструкций.

Разгружение подразделяется на полное (замена конструкций) и частичное (передача части нагрузки на новые конструкции).

Увеличение несущей способности конструкций:

— без изменения расчетной схемы (железобетонные обоймы, железобетонные рубашки, одностороннее наращивание, металлические обоймы);

— с изменением расчетной схемы (дополнительные жесткие опоры, дополнительные упругие опоры, металлические кронштейны, предварительно напряженные шарнирно-стержневые цепи, увеличение статистической неопределимости системы введением предварительно напряженных связей);

— с изменением напряженного состояния (дополнительная горизонтальная или шпренгельная напряженная арматура, предварительно напряженные распорки, предварительно напряженные затяжки, специальные случаи усиления отдельных элементов конструкции).

Многие годы усиление железобетонных конструкций осуществлялось с помощью железобетона и металла.

Надежность этих методов усиления подтверждена многолетними исследованиями и огромной практикой. Но они имеют ряд существенных недостатков.

Для удаленных объектов, таких как мосты, эстакады, путепроводы, — высокая технологичность, трудоемкость и материалоемкость. Материалоемкость является причиной дополнительных затрат на транспортировку и, в некоторых случаях, на применение особенных подъемно-транспортных механизмов. При усилении железобетонных конструкций методом применения металлических изделий так же не стоит забывать о мероприятиях по антикоррозийные обработки. Все перечисленные выше недостатки ведут к удорожанию работ и увеличению сроков выполнения.

Научно-технический прогресс, как известно, не стоит на месте и появление на рынке композитных материалов на основе углепластика открывают новые возможности для усиления железобетонных конструкций.

Прежде всего это связанно с особенностью физико-механических свойств этих материалов: высокая прочность, деформативность, а также схожий с металлом модуль упругости. К тому же изделия из углепластика не подвержены коррозии при воздействии агрессивной среды, а использование углеткани позволяет усиливать конструкции практически любой формы поперечного сечения.

К тому же усиление железобетонных конструкций композитными материалами имеет целый ряд преимуществ перед традиционными методами.

Это сокращение штата специалистов, необходимых для выполнения работ, сокращение количества необходимой техники и материальных ресурсов.

Это в свою очередь делает данный метод усиления мобильными менее трудоемким, что позволяет существенно сэкономить транспортных расходах и грузоподъемных механизмах.

Необходимо отметить простоту процесса усиления композитными материалами, представляющими собой наклеивание на подготовленную железобетонную поверхность.

Разработка и внедрение композитных материалов в строительстве имеет большие перспективы в виду высокой эффективности и надежности.

В 2014 году в Российской Федерации вышел Свод правил по усилению железобетонных конструкций композитными материалами. Это открывает новые возможности для дополнительного использования композитных материалов в строительстве.

Поскольку композитные материалы это все еще развивающаяся отрасль, в вышеуказанном Своде правил, есть ряд недоработок и недостатков:

— сильно сужена ограничениями область усиления сжатых элементов;

— отсутствует методика расчета для конструкций, усиленных композитными материалами одновременно в продольном и поперечном направлении, что не позволяет максимально эффективно использовать материалы усиления;

— необходимость проведения дополнительных исследований, так как имеющиеся нормативные формулы построены в основном на иностранных результатах и исследованиях, что требует подтверждения их в России.

Несмотря на новизну использования композитных материалов в строительстве, они прочно заняли свое место в технологии производства и усиления железобетонных конструкций.

Литература:

  1. А. А. Быков, В. Н. Снигирева, А. А. Корягин «Экспериментальное исследование железобетонных балок, усиленных углепластиком», 2016 г.
  2. Э. И. Батяновский, А. И. Бондаревич «Вибропресованный бетон: технология и свойства», 2018 г.
  3. А. Н. Малахова «Рассчет железобетонных конструкций многоэтажных зданий», 2017 г.
  4. Д. Г. Неволин, Д. Н. Смердов, М. Н. Смердов «Усиление железобетонных конструкций многоэтажных зданий и сооружений различного назначения полимерными композитными материалами», 2017 г.
  5. М. В. Смолина, А. Е. Прохорова «Опыт применения внешнего армирования железобетонных пролетов», 2016 г.
  6. В. М. Степанова, А.Ю. Степанов, Е. П. Жирков «Арматура композитная, полимерная», 2014 г.
  7. С. Д. Семенюк, Ю. Г. Москалькова «Прочность и деформативность изгибаемых и железобетонных элементов», 2017 г.
  8. Тиханов И. Н., Мешков В. З., Расторгуев Б. С. «Проектирование армирования железобетона», Москва 2016 г.
Основные термины (генерируются автоматически): метод усиления, конструкция, материал, усиление, агрессивная среда, расчетная схема.


Задать вопрос