Выбор методов восстановления и усиления

4.1. При оценке состояния железобетонных конструкций предусматриваются четыре степени их повреждения (см. табл. 2):

слабая, не снижающая несущей способности конструкции;

средняя, снижающая несущую способность;

сильная, значительно снижающая несущую способность конструкции;

полная, вызывающая полное разрушение конструкции.

4.2. При слабых повреждениях восстановление конструкций следует производить заделкой трещин, раковин, сколов цементно-песчаным раствором или бетоном с заполнителями мелких фракций с использованием поливинилацетатной эмульсии.

Восстановление железобетонных конструкций при средних и сильных повреждениях следует производить усилением конструктивных элементов или заменой отдельных конструкций новыми.

Усиление конструктивных элементов достигается:

увеличением сечений элементов путем одностороннего или двустороннего наращивания железобетоном;

устройством железобетонных рубашек или обойм;

устройством разгружающих конструкций в виде распределительных плит, балок, ферм, а также кронштейнов, выносных опор, предварительно напряженной арматуры, предварительно напряженных металлических распорок, накладных хомутов, предварительно напряженных тяжей и т.п.

4.3. Разгружающие конструкции представляют собой отдельные балки, плиты или фермы, подведенные под усиляемую конструкцию и работающие с ней совместно. Для включения разгружающей конструкции в работу применяется подклинка.

4.4. Обойма представляет собой конструктивное решение, когда усиливаемый элемент охватывается с четырех сторон железобетоном с установкой продольной рабочей и поперечной (хомутов) арматуры.

4.5. Рубашка - когда усиливаемый элемент охватывается с трех сторон железобетоном. Поперечная арматура (хомуты) приваривается в этом случае к существующим хомутам усиливаемой конструкции.

4.6. Наращивание сечений - когда дополнительная продольная арматура приваривается к продольной арматуре усиливаемого элемента через коротыши-планки или наклонные стержни - «утки» (с одной или с двух сторон).

4.7. Разгружающие кронштейны представляют собой треугольные фермы, устанавливаемые на средних опорах сборных балок покрытия, уменьшающие их пролет и воспринимающие часть поперечной нагрузки.

4.8. Выносные опоры представляют собой короткие балки, устанавливаемые на средних опорах сборных балок, уменьшающие их пролет и воспринимающие часть поперечной нагрузки.

4.9. Дополнительная предварительно напряженная арматура может быть двух типов: в виде прямолинейных стержней, привариваемых к продольной арматуре усиливаемого ненапряженного элемента, или в виде шпренгельной системы.

4.10. Предварительно напряженные металлические распорки представляют собой конструкции из уголков, расположенных вдоль граней по углам, соединенных между собой по периметру припаренными после предварительного напряжения стальными планками из листового металла.

4.11. Накладные хомуты представляют собой конструкцию из уголков и хомутов из круглой арматурной стали. Применяются для усиления опорных зон балок и ферм.

4.12. Предварительно напряженные тяжи представляют собой конструкцию из уголков и хомутов из круглой арматурной стали, применяемые для усиления консолей колонн.

4.13. При выборе способа усиления следует учитывать факторы, определяющие возможность применения того или иного способа усиления в данных условиях с учетом агрессивности среды и пожароопасности производственных помещений, фактора, определяющего возможность выполнения усиления без остановки основного производства или с его остановкой, недопустимости запыленности и сварочных работ во взрывоопасных помещениях, а также уменьшения габаритов помещений в результате усиления.

4.14. При усилении обоймами, рубашками, наращиванием дополнительной ненапрягаемой арматурой следует стремиться к максимальной разгрузке усиливаемой конструкции. При усилении конструкций под нагрузкой рекомендуется в основном применять предварительно напряженные элементы усиления.

4.15. При усилении конструкций, работающих в помещениях с агрессивной средой, материал усиления и метод защиты от коррозии должны учитывать требования соответствующего СНиПа.

4.16. В пожароопасных помещениях металлические конструкции усиления необходимо обетонировать.

4.17. В тех случаях, когда восстановление поврежденных элементов осуществляется бетонированием и последующим оштукатуриванием трещин и сколов, необходимо предусматривать расчистку поврежденных участков от разрушенного бетона с вырубанием полостей, подлежащих бетонированию, до прямоугольной формы. При этом основные грани полости должны быть по возможности перпендикулярны к направлению действующих усилий, а остальные грани параллельны этому направлению. Механические повреждения при расчистке сохранившейся арматуры не допускаются.

При устройстве обойм, рубашек и наращивании бетона кроме вышеуказанных расчисток и подрубок следует предусматривать для обеспечения надежного сцепления нового и старого бетонов подготовку поверхности бетона усиляемой конструкции насечками, зачисткой стальными щетками, пескоструйной очисткой, промывкой водой и т.п.

4.18. При одностороннем или двустороннем наращивании, а также устройстве железобетонных рубашек усиляемый элемент рассчитывается вместе с усилением как единая конструкция. При этом дефекты (коррозия пли обрывы арматуры, расслоения, трещины, повреждения бетона и т.п.), снижающие несущую способность, элемента, учитываются при расчете усиливаемой конструкции так же, как и при проверочном расчете конструкции до усиления (если не предусматривается их усиление).

При расчете учитывается возможность повреждения при сварке стержней арматуры усиливаемого элемента: сечение стержней принимается ослабленным на 25 %.

4.19 . Усиление конструкций односторонним и двусторонним наращиванием следует предусматривать с учетом приварки к обнаженной арматуре усиливаемого элемента дополнительных арматурных стержней и хомутов. Для бетонирования наращиваемой части следует предусматривать бетон прочностью не ниже фактической прочности бетона усиливаемого элемента и не ниже класса В 25.

Приварка дополнительной арматуры к стержням основной арматуры осуществляется при помощи прокладных коротышей или наклонных стержней (отгибов или «уток») вразбежку; при этом приварка с незаведенным на опору арматурным стержнем не допускается.

Применение арматурных стержней диаметром менее 12 мм для усилений наращиванием не рекомендуется.

4.20. При усилении элементов железобетонных конструкций обоймами поперечное армирование обойм следует конструировать, как правило, замкнутым. При трехсторонних рубашках хомуты следует замыкать или соединять сваркой со специальными анкерами (уголки, полосовая сталь и т.д.); на свободной стороне элемента предусматриваются защитные мероприятия против коррозии.

Рубашки устанавливают по всей длине поврежденного участка железобетонного элемента с перепуском на неповрежденные части на длину не менее: длины анкеровки рабочей арматуры рубашки, пяти толщин стенок рубашки, поперечного размера ширины грани или диаметра усиливаемого элемента (но не менее 50 см).

Класс бетона рубашек следует принимать не ниже фактической прочности бетона усиливаемого железобетонного элемента и не ниже класса В 25.

Армирование рубашек устанавливается расчетом, при этом не допускается применять арматуру диаметром менее 12 мм для продольных стержней и 8 мм для хомутов.

Рекомендуется устанавливать продольную (рабочую) арматуру диаметром не менее 16 мм в сжатых и 12 мм в растянутых зонах; шаг хомутов рекомендуется принимать не более 15 диаметров рабочей арматуры, не более трехкратной толщины обоймы и не более 200 мм.

Продольная арматура в необходимых случаях может быть пропущена через узлы неразрезных монолитных или сборно-монолитных конструкций. Независимо от этого хомуты обойм в узлах, в целях восприятия местных напряжений следует устанавливать с шагом, уменьшенным вдвое, как при обоймах со спиральным, так и с обычным поперечным армированием. На опорах балок следует устраивать замкнутые обоймы; трехсторонняя рубашка допустима лишь при ее устройстве по всей длине балки.

Железобетонные обоймы и рубашки, а также одностороннее или двустороннее наращивание применяются как для центрально-сжатых, так и для внецентренно сжатых и изгибаемых элементов.

4.21. Железобетонные обоймы со спиральным армированием применяются, как правило, для центральносжатых элементов. Обойма со спиральным армированием и усиливаемый элемент рассматриваются при расчете как монолитная конструкция. При этом прочность бетона обоймы должна приниматься не ниже прочности бетона усиливаемого элемента и не менее класса В25.

4.22. При усилении металлическими обоймами последние рассчитывают как самостоятельные конструкции, а их гибкость принимают в зависимости от расположения креплений к усиливаемой железобетонной конструкции.

4.23. Конструкции усилений, не замоноличиваемые и являющиеся для усиливаемой конструкции разгружающими системами, следует рассчитывать как самостоятельные конструкции или составные конструктивные системы, частью которых является усиливаемый конструктивный элемент.

Для обеспечения совместной работы разгружающих систем и усиливаемой конструкции между ними должны быть предусмотрены предварительно напряженные связи (механическим, термическим или другим способом), а также распорки, клинья, подбетонки, подчеканки или другие устройства, которые должны передавать нагрузки на конструкции усиления. При этом конструкция усиления должна воспринимать не менее 30 % усилия, действующего в усиливаемой конструкции.

4.24. Расчет усиления железобетонных конструкций при изменении их начальной статической схемы производится с учетом действительного напряженного состояния.

Усиляемые конструкции следует рассчитывать на предельные состояния первой группы (по прочности). Расчет конструкций по предельным состояниям второй группы (трещиностойкость, раскрытие трещин, жесткость, деформации) следует производить лишь в особо сложных случаях при усилении резервуаров, конструкций в агрессивной среде, элементов, несущих динамические нагрузки, или особо точных машин и т.д.

4.25. Усилия, действующие в элементах статически неопределимых конструкций, рекомендуется определять методами предельного равновесия. Разрешается определять усилия из предположения упругой работы железобетона.

4.26. При расчете конструкций усиления на основании данных обследования для предварительно напряженных элементов рекомендуется вводить коэффициент условий работы m , учитывающий снижение степени предварительного напряжения: для - горизонтальных затяжей m = 0,85; для шпренгелей m = 0,8; для распорок усилений колонн m = 0,85; для хомутов и наклонных тяжей m = 0,9.

При расчете усиления ненапряженных элементов коэффициент m принимается в зависимости от степени разгрузки усиливаемого элемента. При полной разгрузке он равен 0,95; при разгрузке, достигшей 75 % расчетной величины, - 0,9; 50 % - 0,8; 25 % - 0,7.

4.27. Если предварительное напряжение затяжек или распорок производится стягиванием парных ветвей, то для определения величины напряжения в зависимости от угла наклона ветвей i рекомендуется пользоваться графиком на рис. 25 с исключением участка малых уклонов i < 0,01 ( i = tg φ ; φ - угол наклона ветви к усиляемому элементу).

4.28. При расчетах следует учитывать степень податливости узлов сопряжения конструкций усиления с элементами усиляемых железобетонных конструкций в зависимости от их конструкции: металлический упор на бетон без раствора - 2 - 5 мм/узел; с раствором - 2 - 4 мм/узел; сочленение металла с металлом через болты - 1 мм/узел.

Эти деформации не учтены коэффициентами условий работы, приведенными в п. 4.26. Их следует учитывать в зависимости от местных условий в каждом конкретном случае.

4.29. В изгибаемых конструкциях выбор схемы усиления зависит от характеристики сечения ξ = х/ h . Если для усиляемой конструкции ξ > ξ _R то усилению подлежит в первую очередь сжатая зона, при этом после усиления в сечении должно соблюдаться условие ξ £ ξ _R m .

В зависимости от этого выбирается тип усиления, удовлетворяющий указанному условию (железобетонная рубашка, наращивание сечения со стороны растянутой или сжатой зоны, шпренгель с усилением сжатой зоны или без него, усиление растянутой зоны; под варкой стержней, усиление сжатой зоны швеллерами и т.п., а также их сочетание).
Источник: http://www.znaytovar.ru/gost/2/RekomendaciiRekomendacii_po_oc.html

52 Цели и способы проведения натурных обследований и испытаний строительных конструкций и сооружений

Обследование зданий и сооружений является важнейшей частью комплекса работ по оценке их технического состояния. При обследовании должны быть установлены действительная несущая способность и эксплуатационная пригодность строительных конструкций и оснований с целью использования этих данных при разработке проекта реконструкции.

После выполнения основных этапов обследования производится оценка технического стояния строительных конструкций объекта, которая включает анализ результатов инструментальных испытаний, окончательное определение согласованных с заказчиком нагрузок и воздействий, проведение проверочных расчетов несущих конструкций. В итоге составляется техническое заключении на обследуемые здания или сооружения, в котором в виде выводов дается общая оценка эксплуатационной пригодности рассматриваемых несущих конструкций.

При подготовке к обследованию необходимо уделить внимание изучению опыта проектирования и строительства, применявшихся конструктивных решений, строительных материалов за период, охватывающий время строительства и эксплуатации подлежащих реконструкции зданий и сооружений.

Основанием к проведению обследования должно служить задание, в котором указываются основные требования, предъявляемые к конструкциям, ориентировочные планируемые технологические нагрузки и воздействия, планировочные решения и общие условия эксплуатации.

Работы по обследованию выполняются в два этапа: предварительное или общее обследование; детальное обследование. При этом не исключается проведение обследования в один этап.

В целом обследование состоит из следующих видов работ: предварительный осмотр конструкций; изучение технической документации; детальный натурный осмотр, обмеры конструкций и выявление дефектов; отбор и лабораторный анализ образцов материала конструкций; определение планируемых нагрузок и воздействий; установление расчетной схемы и выполнение поверочных расчетов.

При необходимости могут быть проведены испытания конструкций в натурных условиях.

Предварительные или общие обследования начинают с осмотра сооружений и его конструкций, ознакомления с технической документацией.

На этом этапе прежде всего осмотром должны быть выявлены участки и отдельные конструкции, имеющие аварийное состояние, и приняты меры по их временному усилению.

Предварительным обследованием должны быть выявлены отступления от проектных данных по объемно-планировочным, конструктивным решениям, по виду и характеру нагрузок.

При отсутствии проектно-технической документации или ее некомплектности необходимо выполнить предварительные обмеры конструкций и основные чертежи зданий и сооружений.

В процессе обмерочных работ необходимо фиксировать: деформации конструкций и их превышение над допустимыми; размеры сечений и положение конструкций в пространстве; условия опирания, конструкцию и качество сопряжений и стыков элементов; прочность материалов конструкций; нарушение сплошности.

По результатам предварительных или общих обследований производится ориентировочная оценка технического состояния строительных конструкций и намечается программа детального обследования.

Детальное обследование – одно из звеньев диагностики объектов, проводится с целью сбора окончательных максимально достоверных сведений для оценки технического состояния строительных конструкций.

Детальное обследование:

- позволяет получить уточненные данные по проектно-технической документации

- выполнение комплекса работ по установлению физико-механических характеристик материалов конструкции неразрушающими методами испытания

- составляется ведомость дефектов конструкции, узлов, сопряжения элементов и сведения об эксплуатационной среде

- определение величины статических, динамических и вибрационных нагрузок

- выполняется расчет несущей способности элементов конструкций (все расчеты производятся сверху вниз, обследование снизу вверх)

Детальное обследование может быть выборочным или сплошным. Сплошному обследованию подлежат те объекты, для которых был принят коэффициент надежности по назначению 1 или в тех случаях, когда отсутствует проектная документация или если обнаруженные дефекты, которые снижают несущую способность конструкций или если обнаружены неодинаковые свойства материалов.

Выборочное обследование проводят для отдельных элементов конструкций, дефекты которой не приводят к потере несущей способности всей конструкции.

При проведении обследований применяются следующие приборы:

- механического действия для определения прочностных характеристик бетона (молотки)

- физического действия (прогибомеры, амплитудомеры, частотмеры, вибрографы, тензометры)

- для измерения ширины раскрытия трещин в бетоне – микроскопы

- для измерений усилий, передающихся на конструкции – пружинные и гидравлические диномометры.

53 Приборы и способы их установки для измерения деформаций в конструкциях при различных силовых воздействиях

Дистанционное измерение прогиба связь между прогибомером и конструкций осуществляется с помощью проволоки диаметром не более 0,5 мм.

Один конец проволоки закрепляют на испытываемой конструкции. На другой конец подвешивают груз массой 1-2 кг.

Способ закрепления проволоки на испытываемой конструкции зависит от материала конструкции: на деревянных конструкциях с помощью гвоздей; на металлических – или пропускают через заранее высверленные отверстия диаметром 2-3 мм или привязывают к приваренным штырям; к бетонным и ж/б – с помощью петли (якоря), который крепят цементным или гипсовым раствором. К якорю привязывают конец проволоки

1-испытываемая конструкций; 2- груз массой 1-2 кг; 3 - штатив для установки прогибомера; 4- груз для обеспечения устойчивости штатива

Основание штатива должно быть жестким во избежание деформаций и неверных позиций прогибомера.