Усиление строительных конструкций – это процесс их модернизации, направленный на повышение эксплуатационных качеств при сохранении текущих нагрузок или увеличение прочности для сопротивления дополнительным воздействиям.
Потребность в таких мерах может возникнуть из-за изменений в строительных нормах, ухудшения состояния здания, перепрофилирования его использования или дефектов, возникших в результате ошибок проектирования или некачественного строительства.
В каких ситуациях требуется усиление строительных конструкций зданий и сооружений?
Усиление здания становится необходимым в следующих случаях:
- Увеличение эксплуатационной нагрузки или воздействие вибрации.
- Повреждение несущих элементов вследствие старения материалов, аварий, коррозии.
- Необходимость улучшения эксплуатационных свойств посредством ограничения прогибов, снижения напряжения в структуре, уменьшения раскрытия трещин.
- Изменение конструктивной схемы из-за демонтажа стен или колонн, создания проемов в перекрытиях.
- Ошибки, допущенные на этапах проектирования или строительства, выражающиеся в недостаточных размерах элементов или дефектах арматурной стали.
- Выявление трещин, пустот и расслоений в бетонных конструкциях.
Усиление строительных конструкций достигается путем замены поврежденных материалов на более качественные, добавления дополнительного несущего каркаса или перераспределения нагрузок посредством контролируемой деформации конструктивной системы.
Методы усиления железобетонных конструкций
Наиболее распространенными способами усиления железобетонных конструкций являются армирование стальными накладками, применение полимербетона и использование композитных материалов. Давайте рассмотрим подробнее каждый из них:
- Армирование стальными накладками
Стальные пластины прикрепляются к растянутым или сжатым поверхностям железобетонных элементов, таких как колонны или балки, с использованием эпоксидного клея. Этот эффективный метод усиления, однако, может увеличить восприимчивость к коррозии, требует тщательного анализа распределения усилий, учета веса накладок, типа нагрузки и расположения, а также увеличивает габариты и вес элементов.
- Армирование полимербетоном
- Армирование волокнистым полимером – современная альтернатива традиционной стальной арматуре. Эта технология предполагает нанесение слоев бетона, внутри которых располагаются армированные полимеры. После затвердевания цементного раствора арматура находится в напряженном состоянии, что обеспечивает работу нового объема на сжатие. Ламинированные полимеры воспринимают растягивающие усилия, а бетон – сжимающие, что позволяет обоим материалам работать совместно, повышая несущую способность, улучшая структурные характеристики и снижая вероятность образования трещин и коррозионных повреждений.
- Композитные материалы на основе полимеров, армированных волокном
Усиление с использованием армированных композитов – это инновационная технология, предназначенная для повышения несущей способности железобетонных элементов. Композиты состоят из полимерной смолы и различных волокон, чаще всего углеродных. Системы, основанные на полимерах, армированных волокнами, отличаются высоким отношением прочности к весу, низкой пластичностью, простотой монтажа, устойчивостью к воздействию химических веществ и коррозии, а также высокими показателями усталостной прочности. Углеродное волокно не увеличивает вес и размеры конструкции, обладает долговечностью и экономической эффективностью.
Методы усиления каменных конструкций
Каменные сооружения подвержены деформациям, разрушениям и образованию трещин вследствие просадки фундамента, деформации стен, ухудшения связей в кладке швов и недостаточной устойчивости при повышенных нагрузках. Независимо от причины, проблема обычно проявляется в ослаблении кладки, подверженной растягивающим напряжениям или значительному сдвигу.
В настоящее время для усиления каменных конструкций применяются следующие методы:
- Установка тяг
Этот метод предполагает превращение кладки в армированный элемент с зоной напряжения: сжатие камня в верхней части и растяжение арматуры в нижней, что улучшает его механические свойства. Внутренние арматурные стержни располагаются в соответствии с линиями растягивающего напряжения. Они закрепляются в пазах с помощью смолы или раствора, которые передают нагрузки между камнем и арматурным стержнем по всей его длине.
- Усиление компрессионным поясом
Этот метод применяется для увеличения площади напряжения балок и повышения их жесткости. Компрессионный пояс, усиленный смолобетоном, крепится к укрепляемому элементу с помощью стержней из стекловолокна. Это повышает устойчивость каменных секций, улучшает распределение давления на существующую конструкцию и увеличивает момент инерции. Этот метод особенно подходит для потолков исторических зданий.
- Предварительно напряженные стяжки
Используются для сжатия кирпичей. Ввиду умеренного уровня прилагаемых нагрузок обычно достаточно одного внутреннего или внешнего арматурного стержня – предварительно напряженной стяжки с очень низкой релаксацией, которая покрывается оболочкой на заводе для обеспечения эффективной защиты от коррозии. Стяжки предотвращают любое смещение кладки.
- Сухое торкретирование
Обеспечивает хорошее сцепление с основанием и используется для укрепления бетонной части под начальной аркой, обычно до толщины 8–20 см. Торкретирование позволяет достичь высоких показателей прочности, монолитности соединения, увеличить момент инерции и повысить прочность сооружения в целом.
Методы усиления металлических конструкций
Металлическим элементам требуется усиление при повреждении каркаса, значительной коррозии, чрезмерных прогибах, трещинах в поддерживающих плитах, признаках просадки фундамента, установке нового оборудования на крыше, складных перегородок, такелажа или других подвешенных грузов, установленных без проведения конструкторского анализа.
Усиление металлоконструкций может осуществляться путем сварки, замены крепежа, добавления уголков, пластин, ребер жесткости или стальных накладок. При отсутствии проблем с монтажом можно добавить балки, колонны, диагональные раскосы, стены с проемами, металлический каркас с распорками, бетонные, каменные или стальные листовые стены.
Для усиления металлоконструкций может применяться внешнее предварительное напряжение балок и соединений с учетом эксцентриситета кронштейнов относительно несущей способности элемента. Некоторым элементам требуется защита от коррозии и пожара. Замена отдельных частей конструкций также способствует повышению устойчивости.
Компания «Стены и Фасады» предлагает профессиональную услугу по усилению строительных конструкций методом торкретирования!
Мы работаем на любой высоте, в любых условиях и без необходимости остановки производства. Наша компания имеет все разрешения, допуски и лицензии для проведения строительных и высотных работ.