В статье рассматриваются вопросы, связанные с состоянием железобетонных конструкций инженерных сооружений, в связи с частичным разрушением бетона и коррозией арматуры в результате длительной эксплуатации. Даются предложения по усилению приопорной части железобетонных балок
Ключевые слова : железобетонные балки, опорные узлы, усиление.
В последние годы в России сложилась острая ситуация с состоянием железобетонных конструкций зданий и сооружений, связанная с частичным разрушением бетона и коррозией арматуры в результате длительной эксплуатации без проведения эффективных текущих и капитальных ремонтов. Таким образом, проблема восстановления и усиления железобетонных конструкций приобретает серьезное значение.
Нами проведено визуальное и инструментальное техническое обследование здания в г. Рязани. При визуальном обследовании стропильных балок обнаружены различные повреждения, вызывающие сомнение в несущей способности конструкции. На рисунке 1 показана опорная часть балки БД-12–3 серии ПК-01–05.
Рис. 1. Опорная часть балки БД-12–3 серии ПК-01–05
Для выяснения причины повреждения, оценки состояния балки, определения ее несущей способности и решения вопроса по ремонту или усилению конструкции было проведено ее детальное обследование. По внешнему виду балки видно, что она изготовлена в деревянной опалубке; на одной боковой поверхности имеются следы от досок опалубки, другая — неровная со следами заглаживания бетона после укладки. Высота балки на опоре 790…800 мм, в середине пролета 1320 мм, боковой грани полки составляет 120 мм, с учетом перехода от одного размера к другому 150 мм; ширина полки 350…370 мм, ребра от 100 до 110 мм, верх балки имеет штукатуру толщиной до 20 мм.
На боковых поверхностях балок наблюдаются нормальные и наклонные трещины, трещины вдоль арматурных стержней и волосяные тещины. (см. фото). Ширину раскрытия трещин определяли с помощью микроскопа МПБ-3 с ценой деления 0.02мм. По результатам детального обследования установлено: на нижних гранях балок наблюдаются сквозные трещины раскрытием до 0,3 мм, на боковой поверхности балки и на участках опирания плит покрытия наблюдаются наклонные и нормальные трещины с шириной раскрытия до 0,2–0.3 мм, а также волосяные трещины. Длина трещин составляет до 0,5 высоты сечения балки. Шаг сквозных нормальных трещин в зоне растянутой арматуры изменялся от 80 до 150 мм.
Опорная часть балки разрушена, т. к. бетон при периодическом замокании и коррозии потерял прочность, оголена арматура и подвержена коррозии. Наблюдается коррозия закладных деталей консоли колонн, закладных деталей на балке в местах опирания плит покрытия, опирания балки на колонну.
Полки в опорной части балки разрушены, бетон потерял свои физические свойства, бетон крошится и отламывается (см. фото). Основная причина разрушения бетона связана с тем, что длительное время поступала вода через неисправные водосборные воронки, происходило замачивание узлов, состоящих из балок, плит покрытия и колонн.
Нами было выполнено вскрытие арматуры и отрезан образец арматуры длиной 20 мм от короткого конца стержня третьего ряда. Образец сдан в лабораторию для спектрального анализа с целью определения марка стали. По результатам испытания был выполнен поверочный расчет балки. Поверочный расчет, выполненный с учетом имеющегося ослабления полки, показывает, что несущая способность балки по этому сечению достаточна для восприятия внешнего изгибающего момента от нагрузки на покрытие здания.
Аварийное состояние опорного узла балки, где разрушены коррозией монтажные пластины, сварные швы, бетон и наблюдаются наклонные трещины в приопорном участке балки — все элементы, входящие в узел, требуют усиления.
На основании анализа литературных источников [1] нами разработано рационализаторское предложение по усилению данного узла [2] описание которого приводится ниже (рис. 2).
Рис. 2. Устройство для усиления приопорной части железобетонных балок
Сущность предложения заключается в том, что усиление приопорной части железобетонной балки 1 выполняется обвязкой с двух сторон верхнего пояса швеллерами 2, стянутыми между собой с помощью изогнутых пластин 3 болтами 4, на нижнем поясе располагается швеллер 5 по размеру стенки балки 1. К швеллерам 2 верхнего пояса приварены уголки 6 с отверстиями по концам, а к швеллеру 5 нижнего пояса также приварены уголки 7 с отверстиями по концам. Швеллеры 2 верхнего пояса и швеллер 5 нижнего пояса стянуты тяжами 8 через приваренные к ним уголки 6 и 7. У колонны к швеллерам 2 верхнего пояса приварены уголки — полки 9 и уголки — полки 10 под плитами для опирания продольных ребер плит покрытия 11, усиленные рёбрами жёсткости 12.
Новизна данного предложения заключается в усиления приопорной части железобетонных балок, в результате чего восстанавливается несущая способности железобетонной балки и осуществляется передача нагрузки от плит покрытия на балку
Такое усиление приопорной части железобетонных балок повысит несущую способности железобетонной балки и обеспечит передачу нагрузки от плит покрытия на балку, повреждённую в результате длительной эксплуатации.
Литература:
- Пат. РФ № 2359094 C1 Устройство для усиления железобетонных балок / Баранова Т. И., Гучкин И. С., Панков А. В. — 2007135402/03, заявлено 24.09.2007; опуб. 20.06.2009 Бюл.№ 17–6 с.
- Устройство для усиления приопорной части железобетонных балок. Рудомин Е. Н., Биленко В. А., Харламов И. О. // Рационализаторское предложение № 104 РИ(ф)МПУ, Рязань, 2021 г.
