1. Усиление Железобетонных Конструкций Композитными Материалами. Правила Проектирования

Освещены вопросы ремонта и усиления железобетонных и кирпичных конструкций. Приведены примеры реализации технических решений по усилению железобетонных кон­струкций жилых зданий методом внешнего армирования композитными материалами холодного отверждения.

Весь период эксплуатации зданий связан с необходимостью про­ведения периодических ремонтов конструкций вследствие ошибок проектирования, воздействия непроектных нагрузок и аварий, влияния агрессивных сред, старения материалов конструкций, а в последнее время - из-за изменения конструктивных схем в результате перепланирования помещений. Во многих развитых странах объем материальных ресурсов, затрачиваемых на поддержание эксплуатационных свойств зданий, срав­ним с затратами на возведение новых.

Для железобетонных конструкций разработано множество технических решений по их усилению: наращивание сечений, изменение расчетной схемы конструкций с целью перераспределения нагрузок, устройство обойм и пр., опубликовано множество рекомендаций, конструктивных решений и методик проектирования ремонта и усиления строительных элементов. Опыт показывает, что ремонтные работы, выполняемые традиционными методами, не всегда эффективны и обычно требуют увеличения объема исходных элементов, что влечет за собой уменьшение объема помещения. Кроме того, ремонтные работы в условиях эксплуатируемого жилого здания зачастую требуют отселения жильцов на значительные сроки. В последнее время стали доступны современные технологии ремонта и усиления конструкций, широко используемые за рубежом. В первую очередь, это полимерцементные составы с высокой адгезией к «старо­му» бетону, мигрирующие ингибиторы коррозии арматуры, композитные материалы для усиления на основе углеродных или стеклянных волокон. Новые технологии позволили резко увеличить межремонтный период, выполнять ремонт и усиление конструкций в кратчайшие сроки без уве­личения постоянных нагрузок и изменения объема внутренних помеще­ний.

Метод усиления железобетонных конструкций путем внешнего ар­мирования композиционными материалами холодного отверждения позволяет значительно (в некоторых случаях - кратно) повысить их не­сущую способность, трещиностойкость и жесткость. Следует отметить, что благодаря высоким физико-механическим характеристикам внешнего армирования усиливающие элементы практически не увеличивают вес конструкций (обычно толщина усиливающих элементов не превышает 2-3 мм), а строительно-монтажные работы не сопряжены с большими трудозатратами и сроками выполнения работ. Суть метода заключается в повышении (или восстановлении) прочности конструкции путем на­клейки на ее поверхность полос высокопрочных материалов с помощью специального адгезива, как правило, на эпоксидной основе. Использова­ние такой технологии позволяет проводить усиление балочных и плитных конструкций на действие изгибающего момента, наклонных сечений стержневых элементов на действие поперечной силы, центрально или внецентренно сжатых колонн, перекрытий в зоне отверстий или проемов, ограничивать раскрытие имеющихся трещин, проводить восстановление монолитности кирпичной кладки 1.

В Руководстве приведена методика расчета усиливаемых железобетонных конструкций внешним. Руководство (методика) усиления железобетонных конструкций композитными материалами. Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона.

Рассмотрим варианты применения технологии усиления композитными материалами на некоторых примерах. Усиление междуэтажного перекрытия после пожара В результате пожара в плите перекрытия произошел «отстрел» защитного слоя, а арматура плит получила остаточные деформации от перегрева. Наиболее распространенными решениями усиления являются:. подведение металлических разгружающих балок снизу;. наращивание сечения плит сверху, или снизу с заполнением пустот;.

установка шпренгельных затяжек;. установка предварительно напряженных элементов из листового металла;. установка дополнительной рабочей арматуры и др. Наиболее часто наличие таких повреждений способствует принятию решений со стороны проектировщиков и экспертов о замене поврежден­ного перекрытия. Но это требует проведения весьма сложных работ по вырубке старого и последующему бетонированию нового перекрытия, и, как следствие, отселения жильцов с вышерасположенного этажа. В каче­стве альтернативы было предложено и реализовано техническое решение по восстановлению защитного слоя бетона полимерцементными матери­алами с высокой адгезией к «старому» бетону и компенсации потерянных свойств стержневой арматуры внешним армированием отремонтирован­ной поверхности лентами на основе углеродных волокон (рисунок 1). Схема усиления перекрытия после пожара Это позволило полностью «выключить» из расчета термически по­врежденную арматуру, а также обеспечить требуемую несущую спосо­бность перекрытия, его трещиностойкость и жесткость за счет внешнего армирования.

Усиление перекрытия после непроектных нагрузок Аналогичный подход был применен в жилом здании, где в ходе выполнения ремонта перекрытие было перегружено складируемыми строительными материалами, в результате чего по нижней поверхности плит появились трещины шириной раскрытия до 1,5 мм. Применение традиционных методов было невозможным из-за ограничения доступа к верхней поверхности плит в вышерасположенной квартире. В результате расчета несущей способности перекрытия было определено требуемое сечение усиливающих элементов.

Для предотвращения дальней­шего раскрытия трещин и увеличения жесткости перекрытия дополнитель­но была создана сетка из внешнего армирования (рисунок 2). Схема усиления перекрытия после непроектных нагрузок Усиление перекрытия в зоне отрицательных моментов В случае необходимости усиления перекрытий каркасных зданий в зоне отрицательного изгибающего момента ленты из углеродных волокон наклеиваются на верхней поверхности перекрытия с заводом их за точку нулевого изгибающего момента на длину анкеровки ленты (обычно на 200-300 мм). В зоне опирания перекрытия на колонну или стену ленты заводятся на них с проклейкой поперечной ленты, что позволяет умень­шить длину анкеровки ленты и включить их в работу непосредственно у зоны опирания (рисунок 3). Принципиальное решение приопорного узла при усилении перекрытия в зоне отрицательного момента Усиление при создании или увеличении проемов в перекрытиях и стенах Достаточно часто возникают проблемы усиления конструкций при устройстве проемов в перекрытиях и стенах. Нередко проемы в перекрытиях устраиваются для монтажа лестниц в двухуровневых квар­тирах, в стенах - при переносе или увеличении дверных проемов.

Как правило, традиционным решением усиления перекрытий является подведение металлических балок, которое является достаточно сложным из-за необходимости создания опорных зон балок в стенах, большого веса конструкций, обеспечения надежного примыкания перекрытия к балкам и из-за снижения строительного объема внутренних помещений. Примером эффективного применения метода внешнего армиро­вания является усиление проема 3,4 х 3,8 м в двухуровневой квартире одного из жилых зданий в г. Москве, вырезанного в перекрытии для устройства лестницы. Компьютерное моделирование напряженно- деформированного состояния перекрытия при наличии проема выявило значительное изменение характера его работы. По результатам расчетов в зонах опасной концентрации растягивающих напряжений на нижней и верхней поверхностях плиты были наклеены полосы углеродной ткани (рисунок 4) 2.

Усиление Железобетонных Конструкций Композитными Материалами. Правила Проектирования

Усиление плиты межэтажного перекрытия с проемом Альтернативным решением было подведение под перекрытие мета­ллических двутавровых балок, что создавало для строителей большие трудности по доставке и установке балок в готовом помещении и одно­временно уменьшало строительный объем нижнего помещения (из-за устройства подвесного потолка на 35 см ниже поверхности перекрытия). Аналогичным образом было выполнено усиление несущих стен и перекрытий в процессе перепланировки другого жилого помещения. Устройство проемов в несущих поперечных стенах привело к изменению схемы работы этих стен и перекрытий в зоне проемов. С целью предот­вращения возможности недопустимых деформаций по контуру проемов и примыкающих к ним зонах перекрытий были выполнены углепластиковые накладки (рисунок 5). А) б) Рисунок 5. Схема усиления: а - прямоугольного проема, б - арки Усиление балок Для повышения (или восстановления) несущей способности балок используются следующие решения:. устройство железобетонной обоймы;.

устройство внешней листовой или профильной арматуры;. установка шпренгелей из арматурной стали,. подведение металлических балок;.

установка портальных рам и проч. При устройстве железобетонной обоймы необходимо предусматривать мероприятия по соединению старого и нового арматурных каркасов.

Так же возникают трудности с обеспечением плотного примыкания и сцепле­ния нового бетона к потолочной поверхности балки даже при применении безусадочных бетонов. Как правило, на стыке слоев остается продольная трещина. Способ усиления балки лентами из углеродных волокон принци­пиально близок с приклейкой (или установкой на анкера) металлических листов в растянутой зоне. Продольно наклеиваемые ленты обеспечивают повышение несущей способности, трещиностойкости и жесткости балки на изгибающий мо­мент, а поперечные Н-образные хомуты играют двойную роль - во-первых, они обеспечивают надежное включение лент в работу (играют роль анке­ров); во-вторых, повышают несущую способность балки по наклонным сече­ниям, что особенно важно в приопорных зонах (рисунок 7).

А) б) в) Рисунок 7. Схема усиления балки: а - приопорная зона, б - пролет, в - периодическая анкеровка продольных лент Усиление колонн Традиционным решением усиления колонн является устройство разнообразных металлических и железобетонных обойм. Как показывает опыт, усиление металлическими обоймами часто выполняется без обес­печения совместной работы с бетоном колонн (без заделки цементным раствором), что резко снижает эффективность усиления. Применение железобетонных обойм сопряжено с увеличением их сечения, что не всегда обеспечивает совместную работу колонн с обоймой из-за низкого сцепления «старого» и «нового» бетонов. Внешнее армирование из углеродных лент в поперечном направлении колонн позволяет создать обойму из углепластика, ограничивающую их поперечное деформирование. Таким образом, при продольном деформи­ровании и увеличении нагрузок создается круговое (для круглых сечений) или поперечное давление (для прямоугольных сечений), колонны рабо­тают в трехосном напряженном состоянии, что увеличивает их несущую способность. Усиление кирпичной кладки Наряду с традиционными решениями усиления кирпичной кладки:.

устройство натяжных поясов с наружной и внутренней сторон зда­ния;. устройство металлических накладок;. устройство железобетонных поясов;. устройство железобетонной обоймы и др., метод усиления с использованием композитных материалов проще и, во многих случаях, эффективнее. Основой технологии являет­ся инъектирование имеющихся трещин специальными растворами, выравнивание поверхности в зоне наклейки лент из углеродных и стеклянных волокон, создание бандажей из композитных материалов с наружной и, при необходимости, с внутренней поверхности (при наличии сквозных трещин).

Созданные таким образом бандажи включают в рабо­ту большую зону кирпичной кладки (рисунок 8). Усиление кирпичной стены Выводы. Следует отметить высокую эффективность усиления композитными материалами строительных конструкций и для предотвращения разру­шения при воздействии чрезвычайных ситуаций (взрывов, террористи­ческих актов и пр.). Проведенные испытания сооружений, усиленных композитными материалами, показали, что такие конструкции, несмотря на наличие повреждений, предотвращают здание от обрушения, давая необходимое время для эвакуации людей 3.

Перечень ссылок. Чернявский, В.Л.

Руководство по усилению железобетонных конструк­ций композитными материалами Текст/ В.Л.Чернявский, Ю.Г.Хаютин, Е.З.Аксельрод, В.А.Клевцов, Н.В.Фаткуллин. М.: ООО«ИнтерАква», 2006. Чернявский, В.Л. Усиление железобетонных конструкций композитными мате­риалами Текст/ Чернявский В.Л., Аксельрод Е.З.//Жилищное строительство. Хаютин, Ю.Г.

Повышение надежности железобетонных конструкций при ЧС (зарубежный опыт) Текст/ Хаютин Ю.Г., Чернявский В.Л. //Высотные здания.

Minecraft скины для девочек Все мы знаем, что майнкрафт не признаёт дискриминации по различным. В ней соединились две сущности: милашка с лиловыми волосами и мощная волчица. Описание скина миленькой волчицы: Волки могут быть не простыми, а, например, лунными. Скачать скин Волчица. Скин по нику. Вы ищите Скины для девочек? Скачайте прямо сейчас и совершенно бесплатно! И другие файлы.

В Руководстве приведена методика расчета усиливаемых железобетонных конструкций внешним армированием композиционными материалами на основе углеродных, арамидных и стеклянных волокон (фиброармированными пластиками, далее ФАП). Основные положения настоящего Руководства распространяются на: - железобетонные конструкции, не имеющие повреждений, но требующие усиления в связи с увеличивающимися в результате реконструкции (в т.ч.

Перепрофилирования) сооружений расчётными эксплуатационными нагрузками или из-за изменения схем работы конструктивных элементов зданий и сооружений; - железобетонные конструкции, поврежденные в ходе эксплуатации ('отстрел' защитного слоя, коррозия арматуры и бетона, наличие трещин, непроектных прогибов, и т.д.) с целью восстановления их эксплуатационных свойств и повышения долговечности. В Руководстве рассматривается усиление конструкций композиционными материалами как заводского изготовления (ламинаты), так и создаваемыми непосредственно на строительном объекте из тканей (лент, холстов) за счёт пропитки и наклейки их специальными полимерными составами (в основном на эпоксидной основе).