Усиление строительных конструкций
Усиление строительных конструкций – это комплекс мероприятий, направленных на повышение несущей способности, эксплуатационных характеристик и долговечности зданий и сооружений. Эта важная область строительства охватывает широкий спектр задач, от устранения дефектов и повреждений до адаптации конструкций к новым нагрузкам и требованиям.
Зачем необходимо усиление?
Причин для усиления конструкций может быть множество:
- Старение и износ. Со временем материалы, из которых построены здания, подвергаются воздействию окружающей среды, что приводит к коррозии, трещинам, деформациям и снижению прочности.
- Дефекты строительства. Ошибки, допущенные при проектировании или строительстве, могут привести к недостаточной несущей способности конструкций.
- Изменение условий эксплуатации. Увеличение нагрузок (например, при установке нового оборудования, перепланировке помещений), изменение климатических условий или сейсмической активности могут потребовать усиления.
- Повреждения. Аварии, пожары, землетрясения и другие чрезвычайные ситуации могут нанести серьезный ущерб конструкциям, требующий немедленного вмешательства.
- Изменение функционального назначения. Перепрофилирование здания (например, из жилого в офисное) может потребовать усиления для соответствия новым требованиям.
- Необходимость соответствия современным нормам. Устаревшие здания могут не соответствовать современным строительным нормам и требованиям безопасности.
Амортизационный период
Еще при проектировании объекта закладывают амортизационный период или время износа. Его обосновывают, опираясь на значения характеристик грунта, фундаментный материал, высоту здания, вид строительных смесей, силу влияния факторов внешней среды. При обычной эксплуатации строения ему может понадобиться армирование конструкций вследствие эксплуатации.
Виды усиления
Усиление бывает двух видов – с использованием современных технологий или традиционных методов и проводится на основе анализа дефектов в несущих конструкциях, которые характеризуются повышением напряженности, сжатия, ослаблением и т. п. Выявление недостатка способствует подбору нужного типа работ по усилению.
Увеличение по площади поперечника приведет к снятию напряжения. В этом поможет монтаж арматуры, рубашки из стали или обоймы в местах, подверженных нагрузке.
Монтаж арматуры с бетонированием основания усилит ослабленную растяжением конструкцию.
Монтаж арматуры, обойм, гильз или замкнутых поперечных арматур проводят для ослабления крутящего момента.
При сочетании нескольких проблем проект может предусматривать несколько методических решений. Использование классических методов усиления экономично, но затратное по времени.
Ремонт несущих конструкций
Данные элементы обеспечивают устойчивость, надёжность и прочность объекта. Под влиянием внешних факторов, при длительной эксплуатации происходит разрушений конструкций. Они могут быть усилены внепланово при технической перестройке здания, увеличении высоты, дополнительном монтаже оборудования. Зачастую усиления требуют сооружения, при возведении которых были выявлены ошибки проектирования или несоблюдения СНиПов. Старые строения потребуют усиления в случае проседания грунта или ослабления некоторых конструктивных элементов.
Металлоконструкции, работы по их армированию
Для усиления металлоконструкций применяют следующие меры:
- повышение жесткости посредством увеличения площади поперечника, подверженного нагрузке;
- усиление подверженных сжатию стоек;
- использование элементов, предварительно напряженных.
Конструкции из железобетона
Если при использовании конструкций из железобетона и их элементов в виде колонн, балок, ригелей, фундаментных перекрытий необходимы работы по усилению, то их замена проводится в крайнем случае.
Деревянные строения
Основой усилительных работ является уменьшение нагрузки на сооружение из дерева с выбором метода усиления. Все этапы работ должны проводиться специалистами высокой квалификации с тщательным контролем проведения работ.
Использование углеволокна
Популярным современным методом усиления является углеволокно: простое в установке, быстромонтируемое, зачастую практичное, позволяет усилить строительные конструкции в неудобных для работы местах, работает с любым исходным материалом.
Для работы используют различные изделия из этого материала. Закрепить углеволокно к конструкции можно при помощи монтажного клея, что снижает трудозатраты.
Существует 4 метода усилительных работ углеволокном:
- Для железобетонной конструкции – «бандаж» или обойма из углеволокна и армирующий холст вдоль критичной зоны.
- Металлоконструкции необходимо предварительно зачистить. Монтаж усиления проводят симметрично центру тяжести поперечника арматуры.
- Усиление каменного сооружения не требует дополнительных работ с исходным сооружением.
- Углеволокно при усилении добавит несколько десятков лет амортизационному сроку деревянных конструкций.
При усилении металлоконструкций замена несущих элементов лучше, чем ремонт. Дополнительные элементы стоит устанавливать, если замена невозможна.
Достоинства такого усиления сооружений:
- однородная структура дает используемому материалу надёжность и прочность;
- невозможность проникновения жидкости или газа сквозь конструкцию;
- точность размерных показателей при промышленном изготовлении;
- работы по ремонту или реконструкции проводятся сварочным методом.
Для увеличения жесткости конструкции устанавливают вспомогательные элементы. При помощи шпренгельных элементов можно уменьшить расстояния между существующими элементами.
При усилении кирпичной кладки следует заключить её в металлическую стяжку для равномерного распределения сжатия со всех сторон.
Наращивание каркаса из металла снижает нагрузку на стены, при необходимости пристраивают на анкера новую кладку. Фундамент также усиливают наращиванием металлоконструкций или заключением его в обойму.
