Усиление железобетонных колонн стальными обоймами

Усиление железобетонных конструкций: общие сведения, показания к применению и основные методы реализации

Усиление бетонных конструкций – это распространенная практика в строительстве, которая помогает значительно продлить срок эксплуатации узлов и зданий в целом. Мы расскажем о способах такого усиления и рассмотрим их особенности, а также методы реализации основных технологий.

Усиление железобетонных колонн стальными обоймами повышает их несущую способность.

Общие сведения

Усиленные железобетонные перемычки и колонны повышают прочность и несущую способность строительных объектов.

Мероприятия по усилению конструкций из железобетона направлены на повышение их несущей способности и срока эксплуатации, а также позволяют восстанавливать и реставрировать различные ЖБИ после длительного износа или потери технических качеств в силу каких-либо причин (читайте также статью «Минимальная температура застывания бетона – особенности бетонирования в зимнее время»).

Эти работы включают в себя целый комплекс мер и действий, которые направлены на достижение различных результатов.

Повышение поперечного сечения балок, колонн, ферм, ригелей, поясов и прочих элементов ЖБК	Достигается за счет послойного бетонирования с использованием армокаркаса, набрызгом бетона с большой скоростью из специальных пушек, инъектированием раствора в опалубки и прочими средствами
Усиление узлов и несущих элементов за счет добавления новых деталей	Выполняется путем перераспределения нагрузок  и уменьшения воздействия на усиливаемый элемент за счет включения в конструкцию дополнительных балок, перемычек, консолей, ребер, ригелей и т.д.
Разгрузка и перераспределение усилий на другие элементы здания	Выполняется путем включения дополнительных консолей или изменения взаимодействия старых узлов и их частей, а также путем замены тяжелых элементов на более легкие, замены тяжелого оборудования, теплоизоляционных и прочих систем зданий
Повышение технических характеристик ЖБИ за счет добавления внешних металлических и железобетонных армирующих конструкций	Достигается путем устройства каркасов, обжимающих рубашек и обойм, включения дополнительной арматуры, швеллеров, поясов, стальных полос и листов, анкеров, преднапряженных элементов и бетонных слоев
Устройство подземных бетонных свай и различных упоров, укосин, подошв	Здесь используется алмазное бурение отверстий в бетоне и далее в земле, которые затем армируются и заполняются раствором для создания буроинъекционных свай и дополнительных опор с целью  повышения устойчивости подземных частей несущих конструкций

  Важно! Как видим, речь идет о серьезных строительных процедурах, которые требуют соответствующего подхода и достаточно высокой квалификации проектировщиков и исполнителей работ.

Также в комплекс работ могут быть включены дополнительные процедуры, такие как устранение дефектов и трещин путем инъектирования, склеивания, иных мер по восстановлению целостности и монолитности изделий и их частей.

Арматурные каркасы и сетки используются наиболее часто.

Мероприятия по усилению несущих конструкций зданий относятся к работам повышенной сложности и считаются более ответственными, чем строительство с нуля. Это связано с тем, что в случае реставрации мы не можем точно рассчитать все процессы, ибо исходные данные недостаточны и неточны.

Особое внимание уделяют безопасности работ.

Также надо отметить особые условия строительства, при которых работать приходится в стесненных пространствах, без остановки деятельности объекта или предприятия, где ведутся работы, с ограниченным доступом спецтехники и другими неизбежными ограничениями. Это накладывает определенные трудности и требует особой подготовки строителей.

Наконец, работы, чаще всего, ограничены во времени и не терпят промедлений или изменений сроков и графиков. Это также усложняет процесс и требует серьезной организации труда, отработанной методики и опытных монтажников.

Часто приходится иметь дело с аварийными и ветхими сооружениями, как показано на фото.

Учитывая все перечисленные сложности и проблемы, неудивительно, что подобная деятельность контролируется государственными службами и требует высокой ответственности подрядчиков, проектировщиков, специалистов по охране труда и прочих участников процесса. Проекты проходят несколько этапов согласования и должны быть составлены максимально грамотно и корректно.

   Важно! Производить серьезные работы по усилению несущих ЖБИ следует после предварительного исследования и расчета с учетом всех, в том числе экономических аспектов предстоящих мероприятий. Само собой, сделать это своими руками нереально.

Процессы требуют участия дорогой спецтехники.

Также важно обратить внимание на то, что большинство современных технологий усиления предполагают участие специальной строительной и подъемной техники, цена которой превышает бюджет любого самостоятельного мастера. Поэтому следует понимать, что работы такого уровня выполняются серьезными аккредитованными строительными организациями.

  Важно! Предсказать с высокой точностью характер протекания процессов и связанные с этим сложности невозможно, поэтому работы производятся под постоянным надзором проектной организации и независимых специалистов. Часто возникают ситуации, когда требуется быстрое принятие ответственных решений и устранение непредвиденных затруднений.

Показания к применению

Наиболее частой причиной необходимости усиления является аварийное состояние или разрушение конструкции.

Комплекс мер по улучшению состояния и технических характеристик бетонных сооружений проводится только в случае наличия достаточных оснований или необходимости для их применения. «На всякий случай» подобные мероприятия не производят (см.также статью «Пенополистиролбетон – все, что нужно знать о данном материале»).

Вскрытие и порча арматуры – одна из основных причин ухудшения характеристик ЖБИ.

Давайте рассмотрим причины, которые могут стать основаниями для принятия решения о производстве описываемых процедур:

• Старение конструкций и потеря ими расчетной прочности вследствие усталости материалов, коррозии, химических изменений и прочих естественных причин, избежать которых не удалось в силу тех или иных обстоятельств;
• Изменение этажности зданий и связанное с этим возрастание нагрузок на фундамент, колонны, перекрытия и прочие элементы сооружения, которое может повлечь разрушения и другие нежелательные или опасные последствия;
• Перепланировка зданий с изменением конфигурации несущих стен, колонн, балок, консолей, ферм и прочих элементов конструкций, участвующих в передаче и перераспределении нагрузок в здании и его узлах;
• Движения грунта, которые приводят к изменению условий эксплуатации фундаментов, повышению внешнего давления на их стены, нарушению установившегося баланса сил в системах подземных опор и несущих конструкций;
• Изменение назначения зданий или переоборудование цехов, которое приводит к появлению новых видов износа, в том числе вибрационных нагрузок, значительных точечных усилий, термических или химических воздействий и т.д.;
• Нарушение целостности или разрушение отдельных деталей, узлов, систем и сооружений в целом вследствие аварий, землетрясений, стихийных бедствий различного характера, техногенных катастроф или военных действий;
• Устранение допущенных ошибок при проектировании или выполнении работ по сооружению несущих элементов конструкций.

Износ материалов приводит к необходимости реконструкции.

Важно! Здесь перечислены только основные ситуации, при которых может быть принято решение о проведении работ по усилению ЖБК. Подобное решение может быть принято по иным показаниям и зависит от конкретной проблемы и арсенала средств по ее решению.

Чтобы вынести вердикт о целесообразности и необходимости проведения тех или иных мероприятий, в обязательном порядке производится обследование. Это обследование должно определить фактические характеристики материалов подлежащих усилению деталей или узлов, пределы их прочности и ожидаемые или существующие нагрузки.

Обследование производят опытные инженеры с применением сложной аппаратуры.

На основании обследования производят расчеты и разрабатывают рабочие чертежи узлов усиления конструкций с учетом проектных и фактических нагрузок, схем загружения, эффекта от применения технологий усиления и их вклад в повышение общей надежности здания. Также рассчитывают затраты и экономический эффект с учетом остановки предприятий на время ремонта и реконструкции.

Расчет усиления железобетонных колонн, перекрытий, стен, фундаментов и прочих систем зданий – это сложная и ответственная работа, которая под силу только опытным специалистам высокого уровня. Чаще всего такую задачу выполняют целые отделы или проектные организации.

Способы усиления

Усиление фундаментов монолитными железобетонными обоймами позволяет продлить срок эксплуатации зданий и сооружений.

Способов усиления ЖБК существует множество, мы рассмотрим лишь основные.

В тех или иных ситуациях применяют такие методы повышения конструкционных качеств деталей, узлов и систем распределения нагрузок в зданиях:

1. Выполнение ремонтной штукатурки для восстановления целостности детали и сплошности ее поверхности, а также для защиты арматуры от коррозии и устранения различных поверхностных дефектов;
2. Выполнение инъекций бетонного раствора в трещины, полости, пустоты и прочие дефекты для ремонта и восстановления целостности тела детали;
3. Торкретирование ЖБИ бетоном с использованием специальных пушек, которые наносят на поверхность бетон с высокой скоростью, что позволяет ему уплотняться и набирать значительную прочность. Применяется отдельно и совместно с другими способами усиления;
4. Усиление железобетонных балок, колонн, стен и перекрытий путем сооружения специальных обойм и рубашек, которые используют внешнее армирование и бетонирование путем нагнетания раствора в опалубки, торкретирования и послойной бетонировки с вибрацией;
5. Усиление фундамента железобетонной обоймой, поясами, анкерными стяжками и прочими металлическими и железобетонными конструкциями;
6. Укрепление балок, ригелей, стоек, колонн, опор и свай композитными материалами, такими как углепластик, кевлар, карбоновое волокно и прочими подобными материалами;
7. Изменение характера сопряжений деталей с подвижных на жесткие;
8. Добавление разгружающих частей: укосин, распорок, консолей и прочих;
9. Разгрузка конструкций путем внесения новых узлов и элементов, изменение однопролетных перекрытий многопролетными, добавление новых опор и колонн, применение тяжей и преднапряженных арматур, стальных поясов и рубашек.

Так происходит торкретирование колонны для изготовления железобетонной рубашки.

Очевидно, что методы и связанные с ними работы настолько разнообразны, что конкретное описание их всех займет несколько томов. Однако есть и общая инструкция, а точнее набор рекомендаций, которые справедливы почти для всех мероприятий.

Укрепление фундамента обоймой из арматуры и бетона.

Они сводятся к общим правилам подготовки поверхностей и монтажа стальной арматуры и включают нанесение насечек на поверхность бетона, расшивку и очистку арматуры от коррозии (при этом используется резка железобетона алмазными кругами или обработка перфораторами), связку внешнего каркаса с внутренней арматурой или телом бетона. Обязательно выполняют чистку и увлажнение поверхности с помощью водометов и других приспособлений.

Упрочнение бетонной фермы композитной пластиной.

  Важно! Следует помнить, что универсальных инструкций и общего свода правил нет, так как они прописаны отдельно для каждого конкретного вида работ.

Вывод

С помощью усиления конструкций из железобетона можно добиться продления сроков эксплуатации зданий, устранить или предотвратить аварийную ситуацию, подготовить сооружение к перепланировке или надстройке. Данные мероприятия относятся к сложному типу работ и требуют серьезного подхода, убедиться в этом вы сможете благодаря видео в этой статье (узнайте здесь, как происходит застывание бетона).

Источник: https://masterabetona.ru/ukreplenie-uteplenie/73-usilenie-zhelezobetonnyh-konstrukcij

Усиление колонн обоймами

Колонны – это строительные конструкции, которые вместе с капитальными стенами надежно удерживают верхние плиты перекрытия. Они не позволяют прогибаться потолку и, следовательно, испытывают повышенную нагрузку.

Колонны — не просто украшения зданий внутри или снаружи, они – важный конструктивный элемент строения. Знаменитые скульптуры-атланты, поддерживающие козырек входа в Новый Эрмитаж, что в Сантк-Петербурге, пожалуй, самый яркий пример высокохудожественных колонн.

Причины разрушения колонн

Но, к сожалению, ничто не вечно под луной. Поскольку любая колонна состоит из строительных материалов, эта конструкция со временем подвергается старению. Иногда случается, что в возведенном всего несколько лет назад здании при расчете колонн разработчиками была допущена ошибка по расчету несущей нагрузки, в результате чего конструкции быстро разрушаются.

Также и строители вполне могли при возведении колонн не выдержать технологию или, что случается не так редко, в целях экономии застройщик сэкономил на стоимости особо крепкого бетона и заменил его более дешевой маркой. Результат в этих случаях всегда один – придётся делать усиление колонн.

• Одним словом, как только Вы увидели, что штукатурка на колоннах взбугрилась или, того хуже, по ней пошли трещины (особенно в верхней части), немедленно нужно не просто приступать к косметическому ремонту, а принимать более решительные меры.

С чего начинается усиление колонн

Что именно следует делать (да и следует ли), могут решить только инженеры-строители. Именно они после проведения строительной экспертизы вынесут вердикт о необходимости усиления колонн и выберут самый оптимальный способ капитального ремонта.

В нашей компании работает конструкторский отдел, специалисты которого проведут анализ состояния сооружения и выполнят проект усиления железобетонной колонны. Для этого не потребуется больших затрат, но зато станет ясно, нужно ли прибегать к серьезным мерам (а усиление колонн обоймами дело крайне ответственное), или трещины — всего лишь ложная тревога.

Чтобы сделать строительную экспертизу, в колонне берутся на анализ образцы:

Кроме того, инженеры рассчитывают все виды нагрузок, которые реально испытывает конструкция. В результате вы будете знать точно, необходимо ли, и если да, как срочно нужно сделать усиление железобетонной колонны.

Как происходит усиление колонн обоймами из стали

Чтобы выполнить усиление колонн обоймами, наши мастера отрежут четыре стальных уголка просчитанного номера в размер высоты колонны. Далее на крепкий цементный раствор эти уголки устанавливаются по четырем углам конструкции.

Чтобы усиление колонн в дальнейшем было надежным, уголки стягиваются специальными хомутами. В результате они прижимаются к поверхности колонны до тех пор, пока цементный раствор не начнет выдавливаться.

Усиление колонн обоймами нужно проводить лишь после того, как уголки прихватятся. Далее отрезаются стальные полосы (планки) просчитанной длины. Перед привариванием металлических планок к уголкам полосы нагреваются, тем самым происходит линейное расширение материала (планки удлиняются под воздействием температуры).

Только после этого стальную полосу приваривают. Причем усиление колонн будет выполнено надежно, если все четыре планки привариваются на одной высоте, а после делается следующий пояс над ней на расчетной высоте. Так колонна охватывается металлической обвязкой с равным шагом до самого верха, причем последний пояс из полос крепится под самым потолком.

После остывания металлические полосы укорачиваются, и вся обвязка колонны надежно удерживает и укрепляет несущую конструкцию, за счет чего и происходит усиление железобетонной колонны.

Усиление колонн железобетонными обоймами

Нужно сказать, что усиление колонн железобетонными обоймами хоть и выполняют сегодня, но эту технологию можно считать вчерашним днем в строительстве. Чтобы произвести такие работы, необходимо сделать опалубку сначала на части высоты колонны и, заложив арматуру, залить бетон.

Хоть перед монтажом опалубки и приходится сбивать верхний слой на колонне, сцепление между новым и старым бетоном обеспечить трудно, а значит, гарантировать надежное усиление колонн проблематично.

Кроме того, заливаемый между опалубкой и колонной раствор технологически сложно качественно утрамбовать (особенно в верхней части колонны). Это обстоятельство так же снижает надежность такого вида усиления колонн.

Поэтому наша компания, ориентируясь на более передовые технологии, выполняет усиление колонн обоймами практически всегда с помощью монтажа металлического пояса.

И они получают требуемое т.к. наши собственные наработки и огромный опыт выполнения всех видов усиления колонн обоймами позволяет справиться и с такой задачей. Именно поэтому наше кредо – «Желание клиента исполнимо!».

Если необходимо выполнить усиление железобетонной колонны, мы готовы Вам в этом помочь. Где бы не потребовалось сделать такую ответственную работу:

• внутри или снаружи здания;
• на промышленном или гражданском объекте;
• в многоэтажке каркасного типа или в частном доме,

Мы произведем для Вас эти и другие строительные работы по приемлемой смете и в кротчайший срок. Вам осталось лишь позвонить!

Источник: http://torkretstroi.ru/usilenie-kolonn-oboymami/

Усиление колонн: способы укрепления конструкции, советы мастеров

В ремонтно-строительных работах технические операции с колоннами выполняются довольно часто. Связано это с большими нагрузками, которые ложатся на данный конструкционный элемент, изнашивая его структуру. Наиболее распространенной ремонтно-восстановительной операцией этого типа можно назвать усиление колонн, для которого используется широкий спектр методов.

В каких случаях требуется усиление ствола колонны?

Потребность в дополнительном укреплении строительных конструкций обычно возникает после образования дефектов. Колонна в основном применяется как несущий архитектурно-строительный элемент, поэтому для нее характерны разного рода повреждения. Наиболее часто встречаются следующие проблемы:

• Трещины. Самая распространенная разновидность повреждений колонной конструкции, которая может иметь разные формы и проявления. Что касается причин, то деформационные трещины могут возникать в результате усадки здания, повышения нагрузок, коррозии арматуры в стволе, уменьшения прочности бетона и т. д.
• Сколы. Не менее опасный дефект, образование которого может быть связано с механическими или огневыми воздействиями на конструкцию, а также с утратой изначальных свойств металлических несущих стержней.
• Отслоения. Такого рода повреждения также возникают из-за огневых воздействий, коррозии арматуры и давления новообразований – ледяной корки или щелочей.
• Шелушение. Как правило, является следствием контакта с агрессивными средами. Циклические процессы увлажнения/высыхания или замораживания/оттаивания обычно приводят к полному разрушению конструкции.

Факторы деформации структуры могут оказывать влияние на выбор тактики ремонтно-восстановительных мероприятий. Но чаще всего технологии усиления колонн подбираются на основе физико-эксплуатационных качеств и параметров ствола. Перед тем как приступить к обзору конкретных методов решения поставленной задачи, стоит ознакомиться с универсальными правилами организации работ.

В усиливающих технических операциях, которые выполняются применительно к несущим сооружениям и конструкциям, часто задействуются различные опоры, накладки и угловые элементы поддержки. Используя подобные приспособления, важно учитывать два правила:

• Количество уровней или пластов укрепляющего бандажа не должно быть меньше трех. Поперечная обвязка и вовсе накладывается в четыре слоя.
• Выдерживается нахлест порядка 20-30 см. Стыковые соединения, как правило, исключаются.

Если планируется использовать способы усиления колонн с обработкой поверхности ствола композитными средствами и полимерами, то изначально должны быть учтены следующие условия:

• Влажность бетона должна составлять не менее 4%. Данный коэффициент проверяется влагомером.
• Конденсат должен быть удален с поверхности колонны.
• Перед непосредственной укладкой полимера на ствол наносится слой эпоксидной смолы.
• Температура конструкции должна варьироваться в диапазоне +10…+45 °С. Это нормальный режим для работы с полимерными составами.

Независимо от применяемого способа усиления ствола колонны, следует произвести зачистку и обеспылевание поверхности. Она должна быть избавлена от загрязнений, жировых пятен, и цементного молочка. Подобные задачи решаются шлифовальным инструментом – ручным или машинным в зависимости от площади.

Использование комбинированной обоймы для укрепления стволов колонн позволяет обеспечить стойкость конструкции, как перед динамическими, так и перед статическими нагрузками. Стандартным вариантом исполнения данного метода считается усиление колонн металлической обоймой, но специалисты рекомендуют изначально просчитывать дополнение каркаса железобетонными вставками с замкнутыми стальными хомутами.

Перед выполнением монтажных операций следует выполнить насечки в структуре ствола глубиной до 5 мм. Поверхность колонны также очищается от инородных частиц и защищается от коррозии.

Основу каркаса обоймы составит конструкция из поперечных планок и продольных металлических уголков. Продольные компоненты усаживаются на цементно-песчаный раствор и зажимаются струбцинами.

Далее по всей длине ствола к уголкам необходимо приварить точечной сваркой поперечные планки, выдерживая шаг порядка 50-60 см.

К преимуществам усиления колонн стальными обоймами можно отнести скорость монтажа и конструкционную гибкость схемы крепления.

Но основную задачу укрепления обойма сможет выполнить только при условии плотного прилегания стяжек и планок с уголками к поверхности колонны. Качество же фиксации определяется гладкостью ствола и его геометрией.

Технология наращивания сечения

Типовая конструкция строительной колонны состоит из двух структурных частей – бетона и армирующих элементов. Если усиление колонн обоймами ориентируется на повышение жесткости несущего металлического скелета ствола наружным способом, то наращивание сечения ставит целью расширение площади несущей поверхности. Увеличивается основная бетонная масса, которая делает конструкцию стабильнее и долговечнее.

Данный метод используется в тех случаях, когда в принципе допускается возможность наращивания технической зоны в месте эксплуатации колонны. Оптимальным способом может стать одностороннее наращивание сечения – по ширине, длине или глубине конструкции.

С технологической точки зрения, главная задача мастера будет заключаться в обеспечении достаточно прочной связи нового бетонного слоя со старым. Для этого используются методы усиления колонн металлическими обоймами.

Но каркас в данном случае выполняет не функцию самостоятельного несущего элемента, а выступает в качестве вспомогательной армирующей обрешетки, которая и позволит связать два бетонных уровня. Монтируется та же продольная арматура с насечками и уголками.

В идеале по возможности ее следует приваривать к основной арматуре в стволе металлическими коротышками. Затем выполняется непосредственное наращивание кладкой бетонного раствора.

Технология усиления композитными материалами

Сегодня во многих сферах строительства и производства металлические детали заменяются изделиями из композитов и углепластиковых волокон. Данный вариант усиления колонн выгоден тем, что при меньшей массе и размерах элемента позволяет обеспечивать те же функциональные задачи.

Легкое углепластиковое волокно само по себе не перегружает колонну (особенно важно для конструкций ветхих памятников культуры), но проявляет стойкость к нагрузкам подобно стали. Более того, прочность некоторых композитов на растяжение в 4-5 раз выше, чем у железобетонной арматуры.

Техника усиления колонн в данном случае будет заключаться в приклеивании композитных или углепластиковых ламелей перпендикулярно к поверхности ствола. Обычно расчет делается на облегчение вертикальных нагрузок с акцентом на изгибающий момент. Для достижения такого эффекта усиления пластины наклеиваются вдоль линии действия момента нагрузки.

Среди достоинств этого метода выделяется отсутствие конструкционных изменений колонны, возможность декорирования ствола путем покраски ламелей и долговечность.

Усиление железобетонных колонн

Для архитектурных стволов этого типа рекомендуется использовать методы укрепления стальной рубашкой. Поскольку речь идет о массивной конструкции с большой массой, то и усиливающий каркас должен плотно входить в структуру колонны.

В то же время и перегружать несущий ствол нежелательно, так как это обусловит более высокий эффект механической усталости не только для колонны, но и для нижнего перекрытия. Оптимальным будет применение стальной обоймы с уголками на цементно-песчаном растворе.

Как и в классической схеме, усиление ж/б колонн выполняется с поперечными планками и переходными вставками, приваренными к внутренней арматуре ствола.

Перед сваркой важно учесть одну технологическую хитрость. Специалисты рекомендуют нагревать обойные планки до 100-120 °С, и только после этого приступать к соединению. Когда элемент остынет, его размеры станут меньше, что обеспечит положительный эффект преднапряжения.

Также в усилении железобетонных конструкций будет не лишним задействовать дополнительные страховочные приспособления. Удобнее всего монтировать распорки, образованные двумя уголками-швеллерами. Они связываются планками и крепятся по принципу опор натяжными болтами.

Если колонны не испытывают больших расчетных нагрузок и не требуют капитального укрепления конструкции, то можно обойтись оптимизированной техникой устройства накладок из полосовой стали. Получаются своего рода обвязочные хомуты, которые монтируются по всей высоте ствола.

В итоге экономится стройматериал с фурнитурой, а конструкция колонны остается нетронутой. Технологическая сложность такого решения заключается в предварительном нагреве металлических полос и корректном обжиме колонны. Теоретически хомуты могут использоваться в усилении ж/б колонн с круглым, прямоугольным и квадратным сечением.

Но в каждом случае будет своя схема обжима, для которой подбирается и соответствующий способ захвата полос.

Заготовки для накладок нагревают в печном сооружении или горелкой примерно до 300 °С. Далее, используя специальный кондуктор или струбцины, необходимо плотно обжать хомутом ствол в ранее установленной зоне.

Опять же, в итоге получится не столько самостоятельный усиливающий каркас, сколько вспомогательное средство армирования.

Усиление металлических колонн

По сравнению с железобетонными стволами, полностью металлические конструкции исключают возможность монолитного наращивания структуры путем устройства каркаса или бетонной кладки. Поэтому чаще вводятся оттяжки, затяжки, распорки и преднапряженные устройства.

Весьма практичным и функциональным считается вариант усиления стальной колонны путем расширения или упрочнения конструкционного башмака, примыкающего к перекрытию или фундаментной основы.

На нижнем ярусе как раз допускается возможность создания бетонной стяжки, которая повысит вертикальную стабильность колонны.

Небольшие конструкции стволов рекомендуется усиливать посредством предварительно напряженных элементов. В этом качестве применяют инвентарные и телескопические шпренгели с жесткими распорками, параметры которых можно менять в зависимости от текущей нагрузки.

К слову, подобное усиление ЖБ-колонн будет затруднено из-за недостаточной структурной жесткости, но металлические стволы позволяют использовать средства поддомкрачивания.

То есть пользователь может менять высоту и положение конструкции, расклинивая и соединяя ее с хомутами.

В опорных участках для дополнительной страховки выполняют щели и пазовые выемки, а также монтируют ограничительные временные пластины с круговыми прорезями для армирования. После этого устанавливается арматурный прут, а приопорная зона бетонируется.

Получается капитальный способ конструкционного усиления колонн, который используется только при технической возможности переустройства прилегающей площадки.

Усиление сжатых колонн

Внецентренно сжатые стволы укрепляются за счет комбинации технических средств, среди которых армирующие бандажи, профильные металлические уголки и поперечные планки. Комплексное усиление позволяет в данном случае обеспечить стесненное деформирование и взаимную работу элементов обвязки с перекрытиями. То есть моменты нагрузки не перераспределяются, а напрямую перекладываются с верхней бетонной конструкции на нижнюю.

Основу усиливающей системы формируют несколько поперечных бандажей, которые перемежаются с одиночными армирующими вставками из стали или углепластика.

Но если усиление колонны железобетонной обоймой производится с добавкой песчано-цементного раствора, то бандаж с накладками рассчитывается только на метизные крепежи. В частности, тот же бетон заменяется анкеровкой продольными элементами через перекрытия.

сложность монтажа такой системы сводится к необходимости выдержки осевой симметрии при установке продольных элементов захвата и крепления.

Заключение

Характер применения того или иного метода усиления вертикальной архитектурной конструкции в значительной степени будет зависеть от характеристик сопряженных с нею частей сооружения. К примеру, усиление железобетонных колонн при больших нагрузках может предусматривать и установку металлического каркаса с бетонным расширением, и монтаж распорок.

Но только в случае, если это позволяет выполнить нижнее перекрытие – ограничение может быть обусловлено превышением проектной нагрузочной массы. Особенно остро подобные ограничения становятся в ситуациях усиления групповых колонных композиций.

Как правило, массивные и тяжеловесные каркасы и стяжки в таких случаях не допускаются, а перед разработчиками технического проекта становится задача детального расчета по устройству дополнительных связей путем интеграции жестких предварительно напряженных опор.

Источник: http://fb.ru/article/383579/usilenie-kolonn-sposobyi-ukrepleniya-konstruktsii-sovetyi-masterov

Усиление колонн

Колонны — стержневые элементы, работающие на сжатие и продольный изгиб и имеющие большой запас прочности. Но со временем от действий множества факторов они разрушаются и требуют ремонта. К примеру, усиление металлических колонн, изначально рассчитанных на большие нагрузки, потребуется после появления коррозии на опорных частях, горизонтальных элементах решётки, узлах башмаков и др. элементах.

Чаще всего используются следующие методы повышения прочности конструкции:

• железобетонные или металлические обоймы;
• одностороннее и двустороннее наращивание сечения;
• предварительно напряжённые металлические подпорки;
• рубашки — усиление железобетонных колонн крайних рядов, где четырёхстороннее наращивание невозможно.

Рис.1. Усиление колонн:а — железобетонная обойма; б — одностороннее наращивание;

в — металлическая обойма; г — металлические подпорки.

Завод «СТК-Конструкция» производит металлоконструкции для устройства металлических обойм и подпорок. Выполняем заказы по вашим чертежам в любом объёме. Имеем возможность наладить мелко- и крупносерийное производство изделий.

Таблица 1. Выбор способа усиления Способ усиления Возможность применения способа Для эксплуатации в пожароопасных условиях без обетонирования металло­конструкций усиления Для проведения усиления без остановки производства и Для значительного увеличения несущей способности для снятия нагрузки с учетом обеспечения хорошей совместной работы для снятия нагрузки, если недопустима запыленность для снятия нагрузки во взрыво­опасных помещениях

Ж/б обоймы	+	—	—		+
Ж/б рубашки	+	—	—	—
Односторон­нее наращивание сечения	+	—	—	—
Двустороннее наращивание сечение	+	—	—	—	+
Металличес­кие обоймы со сколом углов и установкой на растворе	—	+	—	—	+
Металличес­кие обоймы без скола углов и установкой без раствора	—	+	+	—	+
Ж/б обоймы с жёсткой наружной уголковой арматурой	—	—	—	—	+
Предвари­тельно напряжённые распорки	—	+	+	—	+

• + — данный способ усиления можно применять;
• – — способ усиления применять не рекомендуется;
• — применение способа усиления зависит от конкретного конструктивного решения и местных условий.

Самым надёжным способом увеличения несущей способности колонны является применение железобетонной обоймы, состоящей из бетонного слоя, продольной арматуры и замкнутых хомутов.

Перед усилением поверхность ж/б колонн следует подготовить:

• удалить штукатурный слой;
• сделать насечки в бетоне глубиной 3-6 мм;
• очистить выступающую арматуру и защитить её от коррозии;
• за час до бетонирования промыть поверхность старого бетона водой.

Усиление железобетонных колонн стальными обоймами применяется, когда нельзя уменьшать пространство помещений или требуется провести работу за короткий срок. Обойма состоит из металлических уголков (продольные элементы) и поперечных планок.

Продольные элементы устанавливаются на цементно-песчаном растворе и прижимаются к колонне посредством струбцин. После этого к уголкам по всей длине усиливаемой конструкции привариваются поперечные планки с шагом 400-600 мм.

Колонну можно нагружать сразу после проведения работ. Следует соблюдать следующие условия: плотное прилегание металлических стоек к граням элемента усиления и их вертикальность.

Обоймы осуществляют двойную функцию: повышают прочность усиливаемого элемента на сжатие (сдерживают его поперечные деформации) и разгружают его, воспринимая часть вертикальной нагрузки. Поперечные деформации сдерживают планки стальных и поперечные хомуты железобетонных обойм. Восприятие вертикальной нагрузки обеспечивают соответственно стальные уголки и бетон с продольной арматурой.

Способы повышения эффективности усиления

Для повышения объёмного напряжения в планках и степени включения в работу уголков стальных обойм создают предварительное напряжение с помощью:

• натяжных гаек;
• попарного стягивания;
• электронагрева.

Самый простой способ создания преднапряжения — установка предварительно перегнутых уголков с последующим их выпрямлением горизонтальным стягиванием. Так после выпрямления уголки становятся распорками, разгружающими колонну.

Если такие работы проводятся в многоэтажных зданиях, следует помнить, что распорки на промежуточных этажах передают дополнительные нагрузки на нижние перекрытия, следовательно, усиление нужно начинать с колонн в основании здания.

Следует помнить, что возможности передать нагрузку на вертикальные элементы обоймы ограничены.

Если уголки неравномерно или неплотно прижаты к поверхности, то усиливаемый элемент беспрепятственно деформируется в поперечном направлении, пока зазор не исчезнет. В этом случае толку от проведённой работы практически не будет.

Поэтому при усилении колонн металлической обоймой требуется применять методы, при которых планки немедленно включаются в работу.

Например, до приварки планок плотно прижать уголки инвентарными струбцинами или создать предварительное напряжение планок электронагревом. Предварительное напряжение натяжными гайками применяется, когда в качестве планок используются круглые стержни с резьбой. Между поверхностями уголков и усиливаемой конструкции необходимо проложить выравнивающий слой цементного раствора.

Хомуты-накладки нагревают около места проведения работ до 200-300 °С, затем струбцинами или кондуктором прижимают к колонне. Окончательную сварку производят до того, как хомуты остынут ниже 100 °С. Температурного сокращения металла достаточно, чтобы надёжно обжать конструкцию.

Технология устройства железобетонной рубашки

Когда колонны примыкают к наружным или внутренним стенам, для их усиления применяют устройство железобетонной рубашки. Для этого производят следующие работы:

• очистка поверхности;
• устройство на бетоне насечки для лучшего сцепления с новым раствором;
• установка арматурного каркаса;
• монтаж опалубочных щитов;
• обильное увлажнение поверхности колонны;
• нагнетание бетонной смеси в полость.

Для того, чтобы узнать расценки на изготовление изделий для усиления кирпичных, ж/б, металлических колонн уголком в нашей компании «СТК-Конструкция», позвоните по телефону +7(495) 291-07-57 или отправьте заявку в специальной форме на сайте.

Источник: https://www.stk-k.ru/metallokonstruktsii/usilenie-kolonn

Усиление колонн из железобетона

Необходимость усиления железобетонных колонн возникает в следующих случаях:

• с целью увеличения их несущей способности;
• для повышения прочности конструкции;
• для равномерного распределения нагрузки по сечению колонны при внецентренном сжатии.

Это мероприятие позволяет увеличить эксплуатационный срок здания, создать лучшие условия для перепланировки, помогает предотвратить аварию или устранить ее последствия.

Работы относятся к категории повышенной сложности, требуют большей ответственности даже в сравнении с новым строительством. Поскольку процесс усиления колонн ЖБИ производится в существующих постройках, когда очень сложно определить внутреннее состояние конструкции.

Большое значение имеет целостность и сохранность арматурного каркаса, действительное распределение нагрузок, прочностные показатели бетона.

Методы усиления железобетонных колонн

Чтобы правильно выбрать метод усиления, сначала необходимо выполнить соответствующие расчеты. Самостоятельно это сделать невозможно. Нужны предварительные исследования, профессиональные знания и опыт. Такую работу выполняют проектно-конструкторские организации, имеющие соответствующие разрешительные документы и лицензии.

Существует много способов усиления железобетонных колонн. Применимость каждого зависит от сложности ситуации. Вот некоторые из них.

1. Использование бетонных смесей и штукатурок. Данные методы применяются в основном при реставрационных работах, когда не требуется повышать несущую способность конструкции.
• В случае обнажения арматурного каркаса или сетки, появления раковин, сколов поверхность колонн оштукатуривается цементно-песчаным раствором.
• Трещины, пустоты, другие глубокие дефекты ликвидируют методом инъецирования. То есть заполнения впадин тем же раствором под давлением для восстановления целостности изделия.
• Торкретирование бетонной поверхности с использованием специальных пушек позволяет значительно повысить прочностные показатели конструкции.
2. Усиление посредством применения композитных материалов: углепластика, карбоновых нитей, кевлара.
3. Видоизменение способа соединения отдельных элементов между собой с подвижного на жесткий.
4. Разгрузка колонны при помощи дополнительных деталей, к которым относятся распорки, укосины, консоли и другие.

Упомянутые методы и технологии усиления весьма разнообразны и используются строителями достаточно активно. Однако отдельного разговора заслуживает способ укрепления колонн при помощи обоймы, стальной или железобетонной.

Устройство усиления

Работа выполняется на основании предварительных расчетов из тех материалов, которые определены проектом. Цель усиления обоймой – создать увеличенное поперечное сечение колонны и, как следствие, повышение несущей способности стойки. Процесс обустройства металлического упрочнения складывается из следующих операций:

• Все поверхности колонны очищаем от пыли, грязи, наплывов.
• Вертикальные элементы стальной конструкции обычно выполняются из уголка. Они устанавливаются на подушку из цементно-песчаного раствора и плотно прижимаются к телу колонны струбцинами.
• Далее к уголкам привариваем поперечины из полосовой стали. Расстояние между полосами делаем от 400 до 600 мм по всей высоте колонны.
• При необходимости создать усиление стальными обоймами с предварительным напряжением, поперечные полосы предварительно, перед сваркой, разогреваются до температуры примерно 120°С. Остывая, планки сокращаются в размере, тем самым создавая нужный эффект.

Обойма может быть выполнена не только из металла, но также из железобетона. Для чего с колонны сначала надо удалить слой штукатурки, сделать насечки до оголения рабочей арматуры. Затем вокруг колонны устраивается дополнительный арматурный каркас из продольных стержней и поперечных хомутов.

Новая конструкция посредством металлических коротышей сваривается с основным каркасом. Далее выставляем передвижную опалубку, соблюдая защитный слой и заливаем бетонную смесь.

В связи с тем, что толщина формуемой рубашки не позволит употребить глубинные вибраторы, пользоваться лучше наружными площадками либо штыковать.

Если необходимо отрегулировать эксцентриситет колонны, то железобетонное усиление может быть выполнено только с одной стороны. Главным условием в обоих случаях является надежная совместная работа нового бетонного слоя со старым. Для чего перед заливкой смеси существующую поверхность с насечками следует хорошенько смочить водой.

Источник: http://www.hugebuilding.ru/sposoby-usileniya-zhelezobetonnyh-kolonn.html