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

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 7 декабря, печатный экземпляр отправим 11 декабря.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Технические науки

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

Дата публикации: 08.05.2020

Статья просмотрена: 10139 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: 24.11.2024).



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, колонна, конструкция, аварийное состояние, железобетонная обойма, обойма, усиление колонн, поперечная арматура, продольная арматура, совместная работа.


Ключевые слова

железобетон, усиление, обойма, колонна, бетонное наращивание

Похожие статьи

Сравнительное исследование методов усиления железобетонных конструкций

Железобетон — один из самых распространенных материалов, используемых в строительстве для возведения зданий и сооружений, начиная от небольших жилых и обслуживающих построек, заканчивая крупными промышленными и транспортными объектами. Как и любой др...

Дефекты и повреждения железобетонных конструкций

В процессе возведения и эксплуатации зданий и сооружений на конструкции может оказываться воздействие различных внешних факторов. Эти воздействия неизбежно ведут к возникновению различных трещин и повреждений, причем при наличии некоторых из них даль...

Обеспечение сейсмостойкости зданий и сооружений

Сейсмостойкость зданий и сооружений — фактор, который необходимо учитывать, особенно при строительстве в сейсмически активных регионах. Одним из основных подходов к повышению сейсмостойкости на сегодняшний день является использование различных систем...

Защита железобетонных конструкций в агрессивных средах

В водохозяйственном строительстве основным материалом являются бетонные и железобетонные конструкции. Первостепенное значение имеют долговечность таких конструкций, а также средств обеспечения их долговечности. В данной статье рассматриваются два асп...

Усиление и реконструкция фундаментов

При возведении объекта капитального строительства фундамент является основополагающим элементом. Он воспринимает все нагрузки от конструкций, которые находятся на нем, а также распределяет их на грунтовое основание. При реконструкции зданий и сооруже...

Несущая способность и глубина анкеровки противосдвиговых упоров в узле соединения металлических колонн и железобетонных фундаментов

Одной из особенностей работы рамной конструкции является возникновение усилия сдвига в узле соединения металлической колонны и железобетонного фундамента. Усилие распора передается со стоек рамы на фундаменты при помощи анкерных болтов, противосдвиго...

Обоснование применения облегченных монолитных железобетонных перекрытий

Устройство строительных конструкций является важным и необходимым этапом жизненного цикла строительства. Именно на данном этапе происходит практическая реализация проектных решений и формирование фактических параметров надежности конструктивных элеме...

Живучесть строительных конструкций

Цель данной работы — рассмотреть понятие живучести строительных конструкций, выявить основные положения теории и оценить способы повышения живучести в сооружениях. Живучестью называют свойство строительных конструкций зданий и сооружений продолжать в...

Гидроизоляция монтажных отверстий при устройстве железобетонных резервуаров

Для обеспечения долговечности конструкции при работе с бетоном необходимо продумывать эффективную защиту от коррозии на всех этапах строительства. Одним из которых является гидроизоляция монтажных отверстий после демонтажа опалубки. В статье приведен...

Технология и организация методов устранения деформации оснований плитного фундамента

Фундамент — одна из главных несущих конструкций, которая воспринимает все нагрузки от сооружения. Во время строительства и эксплуатации сооружений грунты основания деформируются, что, как правило, приводит к развитию равномерных и неравномерных осадо...

Похожие статьи

Сравнительное исследование методов усиления железобетонных конструкций

Железобетон — один из самых распространенных материалов, используемых в строительстве для возведения зданий и сооружений, начиная от небольших жилых и обслуживающих построек, заканчивая крупными промышленными и транспортными объектами. Как и любой др...

Дефекты и повреждения железобетонных конструкций

В процессе возведения и эксплуатации зданий и сооружений на конструкции может оказываться воздействие различных внешних факторов. Эти воздействия неизбежно ведут к возникновению различных трещин и повреждений, причем при наличии некоторых из них даль...

Обеспечение сейсмостойкости зданий и сооружений

Сейсмостойкость зданий и сооружений — фактор, который необходимо учитывать, особенно при строительстве в сейсмически активных регионах. Одним из основных подходов к повышению сейсмостойкости на сегодняшний день является использование различных систем...

Защита железобетонных конструкций в агрессивных средах

В водохозяйственном строительстве основным материалом являются бетонные и железобетонные конструкции. Первостепенное значение имеют долговечность таких конструкций, а также средств обеспечения их долговечности. В данной статье рассматриваются два асп...

Усиление и реконструкция фундаментов

При возведении объекта капитального строительства фундамент является основополагающим элементом. Он воспринимает все нагрузки от конструкций, которые находятся на нем, а также распределяет их на грунтовое основание. При реконструкции зданий и сооруже...

Несущая способность и глубина анкеровки противосдвиговых упоров в узле соединения металлических колонн и железобетонных фундаментов

Одной из особенностей работы рамной конструкции является возникновение усилия сдвига в узле соединения металлической колонны и железобетонного фундамента. Усилие распора передается со стоек рамы на фундаменты при помощи анкерных болтов, противосдвиго...

Обоснование применения облегченных монолитных железобетонных перекрытий

Устройство строительных конструкций является важным и необходимым этапом жизненного цикла строительства. Именно на данном этапе происходит практическая реализация проектных решений и формирование фактических параметров надежности конструктивных элеме...

Живучесть строительных конструкций

Цель данной работы — рассмотреть понятие живучести строительных конструкций, выявить основные положения теории и оценить способы повышения живучести в сооружениях. Живучестью называют свойство строительных конструкций зданий и сооружений продолжать в...

Гидроизоляция монтажных отверстий при устройстве железобетонных резервуаров

Для обеспечения долговечности конструкции при работе с бетоном необходимо продумывать эффективную защиту от коррозии на всех этапах строительства. Одним из которых является гидроизоляция монтажных отверстий после демонтажа опалубки. В статье приведен...

Технология и организация методов устранения деформации оснований плитного фундамента

Фундамент — одна из главных несущих конструкций, которая воспринимает все нагрузки от сооружения. Во время строительства и эксплуатации сооружений грунты основания деформируются, что, как правило, приводит к развитию равномерных и неравномерных осадо...

Задать вопрос