книги / Обследование и реконструкция железобетонных и каменных конструкций эксплуатируемых зданий и сооружений
..pdfа
As;>czd=3J3$ С/*/2
( 3&/2 А-Ш)
Astad = 4,52 сл£
(4Ф<2А-Ш )
om euifbf
\ As =3,08cflf‘
(2Ф14А-5!)
A s - / 5 , 2 с л /2
/ (4 Ф22 A-IE)
Рис. 5.30. Сечение балки |
к примеру расчета усиления: |
||||
а — монолитной ж елезобетонной |
обоймой; |
б — наращиванием |
|||
|
в |
сжатой |
зоне |
|
|
As,ad = — |
13^’— ] / |
|
— 433,5 = |
67,05 — 63,75 = 3,3 см2. |
|
Принимаем 3 0 |
12 А -Ш (-Л* |
= |
3,39 см2). В сжатой зоне по конструктив |
||
ным соображениям принимаем 2 0 |
|
12 А -Ш (A s = 2,26 см2). |
181
Проверяем правильность применения формул при расчете (при этом дополни тельную арматуру в сжатой зоне можно не учитывать).
Из формулы (5.14)
Г365 (15,2 + 3.39)1
39 X 0,9 X 1475 ~ 13,3 см*
По условию 0,5 (Л — х ) = 0,5 (62 — 13,3) = 24,3 см > 8 см. Следовательно, формулы (5.11) — (5.13) применены правильно.
В такой же последовательности и по тем же формулам может быть выполнен
расчет усиления балки наращиванием в растянутой зоне. |
|
|
||
в) Усиление наращиванием в сжатой зоне балки (рис. 5.30,о) |
|
|||
По формуле (5.16) |
определяем необходимую толщину наращивания: |
|
||
|
31500000 |
|
|
|
d ~ |
15,2 X 365’"(100) ~ 47 “I" 0,5 X 13,56 - |
16,55 см‘ |
|
|
Принимаем d = |
16,0 см. |
|
( Лs = |
|
Наращивание из конструктивных соображений армируем 4 0 12 A-III |
||||
= 4,52 см2) |
и привариваем дополнительную арматуру |
к существующей |
с по |
|
мощью отгибов. |
|
|
|
Пример 3. Требуется: запроектировать усиление балки для обеспечения проч ности наклонных сечений путем приклейки поверхностно-оклеечного стеклоплас тика. Б данном случае исходные данные приняты из примера 2.
Решение: геометрические размеры элементов усиления определяем из условия
(5.40). Из решения примера 2 [Q] = 163,5 кН. Тогда величина |
поперечной силы, |
которую должны воспринять элементы усиления, равна Q = |
210,0 — 163,5 = |
= 46,5 кН.
Из условия (5.40) определяем геометрические и прочностные характеристики
усиления.
46,5
|
|
30 X 94/47 — 0,367 кН/см> |
|
где |
bf = 30 см; |
е0 = 2/гс = 2 X 47 = |
94 см. |
По |
табл. 14 [33] |
принимаем усиление из |
двух слоев стеклоткани СТ-Н. |
5.5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ РЕМОНТА ПОВРЕЖДЕННЫХ КОНСТРУКЦИИ
1. Области применения, свойства и компоненты полимерных составов
В последние годы наряду с традиционно применяемыми мате риалами для усиления, ремонта и восстановления железобетонных и каменных конструкций все более широкое применение находят полимерные клеи, растворы и бетоны. Целесообразность примене ния полимерных составов устанавливается в зависимости от кон кретных условий эксплуатации конструкций, наличия материалов и обеспечении условий для работы с их компонентами. В связи с повышенной стоимостью полимерных материалов их применение должно ограничиваться случаями, когда цементные композиции не могут быть использованы, вследствие низкой механической проч ности, недостаточной адгезии к ремонтируемой поверхности, огра ниченными сроками проведения ремонтных работ, необходимостью повышения химической стойкости и абразивостойкости ремонти
182
Назначение
компонента
1
Связующее
Мономер
Замедлитель
испарения
Пластификаторы
Разбавители
Инициаторы и ускорители полимеризации (отверднтели)
Модификаторы
Основные компоненты полимеррастворов |
Таблица 5.2 |
|||||
|
||||||
Техническое |
название, |
|
ГО С Т или Т У |
|||
|
марка |
|
|
|||
|
|
|
|
|
||
|
2 |
|
|
|
|
3 |
Эпоксидная смола ЭД-20 или |
ГО С Т |
10587— 84 |
||||
ЭД-16 |
|
|
|
|
|
|
Эпоксидная смола ЭИС-1 |
Т У |
38-109-1— 71 |
||||
Эпоксидная смола УП-5-177 |
Т У |
6-05-241-31— 74 |
||||
Композиция С П РУТ-5 М |
Т У |
88 У С С Р 193.006-77 |
||||
Фурано-эпоксидная смола |
Т У |
6-05-211-1313— 82 |
||||
ФАЭИС-30 |
|
|
|
|
|
|
Портландцемент М400 или |
ГО С Т |
10178— 76* |
||||
М500 |
|
|
|
|
|
|
Метилметакрилат М М А |
ГО С Т |
20370— 74 |
||||
Парафин |
|
|
|
Г О С Т |
16940— 74 |
|
Бутадненакрилонитрильный |
Т У |
38-103-16— 70 |
||||
каучук C K H -1 8 -IA или |
|
|
|
|||
C K H -26 -IA |
|
|
|
|
|
|
Тиокол НВН -2 |
|
|
ГО С Т |
12812— 80 |
||
Полиэфир М ГФ -9 |
|
|
Т У |
6-01-450— 70 |
||
Д ибутилф талат |
|
|
ГО С Т 8728-77Е |
|||
Алифатический эпоксидный |
М Р Т У |
6-05-1223— 69 |
||||
олигомер |
Д Э Г-1 |
|
|
|
|
|
Полнэтиленполиамин |
(П Э П А ) |
Т У |
6-02-594— 70 |
|||
УП-5-179 |
|
|
|
Т У |
6-05-241-31— 74 |
|
Триэтаноламин |
|
|
М Р Т У |
6-02-403— 67 |
||
Перекись бензола |
|
|
ГО С Т |
14888— 78 |
||
Гидроперекись изопропил |
М Р ТУ |
38-2-5-66 |
||||
бензола (гипериз) |
|
|
|
|
|
|
Нафтенат кобальта (Н К ) |
Т У |
6-05-1075— 76 |
||||
Динитрил |
азоизомасляной |
М Р ТУ |
6-14-237— 69 |
|||
кислоты |
|
|
|
|
|
|
Диметиланилин |
|
|
ГО С Т |
2168— 83 |
||
Кубовые |
остатки |
гексаметил- |
ГУ |
133-03-20— 71— 83 |
||
диамина |
(ГМ Д А ) |
|
|
|
|
|
Окснэтилцеллюлоза |
|
ГУ |
6-05-221-317— 74 |
|||
Полистирол порошкообразный |
ГО СТ |
20282— 74 |
||||
Полиэфир ТГМ -3 |
|
|
Г У |
6-01-450— 70 |
||
Суперпластификатор С-3 |
Т У |
6-14-625— 80 |
||||
Кремннйорганическая |
жидкость |
Т У |
6-02-696— 76 |
|||
гкж-ю |
|
|
|
|
|
|
184
|
|
Окончание табл. 5.2 |
1 |
2 |
3 |
Растворители |
Ацетон |
ГОСТ 2768—79 |
|
Толуол |
ГОСТ 9880—76 |
Наполнители |
Ксилол |
ГОСТ 10214—78 |
Кварцевый песок |
ГОСТ 6138—78 |
|
|
Строительный песок средней |
ГОСТ 8736—77 |
|
крупности |
ТУ 6-12-102—77 |
|
Тонкомолотый песок, диабаз, |
|
|
андезит, маршалит |
|
Антипирены |
Винифос |
|
Трибутилфосфат |
|
2.Полимерные составы для склеивания бетонных
ижелезобетонных конструкций
Традиционные методы омоноличивания бетонных и железобе тонных конструкций, связанные с применением композиций на це ментном вяжущем, а также со сваркой арматурных стержней, име ют следующие недостатки:
длительные сроки твердения; невозможность получения равнопрочного соединения бетон—
бетон; невозможность проведения работ при отрицательных темпера
турах; невозможность склеивания разнопородных материалов бетон—
листовой материал; невозможность получения равнопрочного соединения арматур
ных стержней при сварке.
От указанных недостатков позволяет избавиться применение клеевых композиций на основе полимерных связующих. Высокая клеющая способность полимеров позволяет решать многие инже нерные задачи, в том числе по усилению и ремонту железобетонных конструкций, по новому — более технологично и планомерно.
Для бетонных и железобетонных конструкций клеевые соедине ния могут применяться:
при усилении железобетонных конструкций приклеиванием различных элементов усиления, при усилении поверхностным арми рованием;
при ремонте железобетонных конструкций; для обеспечения соединения свежеуложенного бетона и затвер
девшего.
Для склеивания бетона применяют эпоксидные, полиэфирные и поливинилацетатные клеи. Составы полимерных клеев, применяю щихся в бетонных и железобетонных конструкциях и их физико-ме ханические показатели приведены в табл. 3.5 3.9 [53].
Склеиваемые бетонные поверхности должны иметь прочность, равную прочности основного бетона, быть сухими, не иметь масля ных пятен. Способы обработки указаны в табл. 5.3.
185
Таблица 5.3
Способы подготовки бетонных поверхностей к склеиванию
Способ обработки |
Продолжительность |
Контроль качества |
поверхности |
обработки |
обработки |
Пескоструирование 20— |
До обнажения зерен |
Визуальный |
25%-ным раствором соляной |
заполнителя |
|
кислоты с последующей |
|
|
промывкой и сушкой |
|
|
Удаление масляных пятен |
До удаления пятен |
Лакмусовой бумагой |
10%-ным раствором каусти |
|
на нейтральность |
ческой соды с последующей |
|
среды |
промывкой и сушкой |
|
|
Реверсивной пневматичес |
Д о обнажения зерен |
Визуальный |
кой щеткой с последующим |
заполнителя |
|
обдувом |
|
|
3. Полимерные клеи для обеспечения адгезии старого бетона со свежеуложенным
При ремонте железобетонных конструкций часто встречается необходимость обеспечения прочного сцепления нового бетона со ста рым. Такое соединение применяется при усилении конструкций ме тодом наращивания сечения, омоноличивания, бетонировании за щитного слоя арматуры и т. д.
Определение прочностных характеристик образцов, омоноличенных цементными композициями (с механической или химической обработкой бетонных поверхностей), показало, что прочность кон такта между старым и новым бетоном во всех случаях ниже проч ности нового и старого бетона. При испытаниях на сдвиг разруше ние происходит по контакту между швами. При испытании на моро зостойкость было отмечено, что аналогичные разрушения в них про исходят еще до механических испытаний после воздействия 50— 100 циклов переменного замораживания — оттаивания.
Специальные мероприятия, применяемые при соединении бето нов (декарбонизация поверхности старого бетона, насечка поверх ности, виброукладка смеси), не обеспечивают полного омоноличива ния, и достигается это лишь обмазкой поверхности старого бетона эпоксидными композициями. При подборе композиций для обеспе чения адгезии старого и нового бетонов следует учитывать щелоч ную среду и высокую влажность в зоне контакта. В основном для этой цели применяют эпоксидные клеи, в состав которых входят в качестве отвердителя аминофенол АФ-2, а также поверхностно-ак тивные вещества типа ОП-7. Составы клеев для повышения адгезии старого бетона со свежеприготовленным приведены в табл. 5.4.
Способы подготовки бетонных поверхностей при устройстве ад гезионной обмазки те же, что и для склеивания бетона.
1S6
Таблица 5.5
Составы полимерных композиций для ремонта железобетонных конструкций, часть по массе
Номерсостава) |
Наиме нование |
Содер жание |
|
Связующее |
|
I |
2 |
3 |
1 |
Эпоксид- |
100 |
|
пая смола |
|
|
ЭД-20 |
|
2 |
ЭД-20 |
100 |
Пластификатор Отвердитель
Наиме нование |
Содер жание |
Наиме нование |
Содер жание |
4 |
5 |
6 |
7 |
Дибутил- |
20 |
Полиэти- |
12,5 |
фталат |
|
ленполиа- |
|
|
мин |
|
|
|
|
|
|
Полиэфир |
20 |
То же |
10 |
МГФ-9 |
|
|
|
Ускоритель
i 5 |
Содер жание |
В § |
|
£ И |
|
S я |
|
8 |
9 |
— |
— |
— |
— |
Наполнитель
i |
5 |
Содер жание |
в |
к |
|
£ |
* |
|
S Я |
|
|
3 § |
|
|
10 |
11 |
|
r |
- J |
— |
——
Заполнитель
Наиме нование |
Содер жание |
12 |
13 |
__ |
___ |
——
Назначение
14
Инъецирование трещин раскрытием 0,5—1 мм
То же
3* |
ЭД-16 |
100 |
Дибутил- |
20 |
|
10 |
|
8 |
— |
— |
— |
— |
Инъецирование трещин |
|
4 |
ЭД-20 |
100 |
фталат |
|
|
30 |
|
— |
— |
— |
— |
— |
раскрытием до 0,5 мм |
|
Фурило- |
30 |
|
Хлорное |
Инъецирование трещин |
||||||||||
|
|
|
вый спирт |
|
|
|
железо |
|
|
|
|
|
при отрицательных |
|
5 |
|
|
|
|
Аминофе- 20— Нафтенат |
|
|
— |
|
— |
температурах |
|||
ЭД-20 |
100 |
Полиэфир |
20 |
5 |
— |
— |
Инъецирование трещин |
|||||||
6 |
|
|
МГФ-9 |
|
нол АФ-2 |
25 |
кобальта |
|
|
— |
|
|
раскрытием 0,5 мм |
|
Смола |
100 |
--. |
— |
Гипериз |
5 |
— |
— |
— |
— |
— |
Инъецирование трещин |
|||
7 |
ЛКС-1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
во влажных условиях |
|
Смола |
100 |
— |
— |
Гипериз |
5 |
--- |
— |
— |
--- |
--- |
—"* |
То же |
||
8 |
ЛКС-1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Смола |
100 |
--. |
— |
Гипериз |
5 |
Нафтенат |
5 |
Молотый |
50— |
— |
— |
Инъецирование трещин |
||
|
||||||||||||||
|
ИКАС-3 |
|
|
|
|
|
кобальта |
|
песок, |
200 |
|
|
раскрытием 1 мм, запол |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
цемент, |
|
|
|
нением каверн |
андезит
* В состав введен растворитель -— 10 частей по массе ацетона
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Биоповреждения в строительстве / Под ред. Ф. М. Иванова, С. Н. Торши
на. — |
М .: Стройиздат, |
1984. |
|
|
|
|
|
2. Гимадетдинов К. И. Прочность сжатых элементов с повреждениям!!, сим |
|||||||
жающими сцепление |
арматуры |
с бетоном: Дис. . . . канд. |
техн. наук. — |
М., |
|||
1990. — 178 с.. |
|
|
|
|
|
||
3. |
Г О С Т |
15476 — |
79*. Управление качеством продукции. Основные понятия. |
||||
Термины и определения. — М.: Изд-во стандартов, 1986. |
|
|
|||||
4. Г О С Т |
22690.0— 77 . . . ГО С Т |
22690. 4— 77. Бетон тяжелый. Методы опре |
|||||
деления прочности без |
разрушения |
приборами механического |
действия. — |
М.: |
|||
Изд-во стандартов, 1977. |
|
|
|
|
|||
5. ГО С Т |
10180— 78. Бетоны. Методы определения прочности на сжатие к рас |
||||||
тяжение. — |
М .: Изд-во стандартов, 1979. |
|
|
||||
6. ГО С Т |
21243— 75. Бетоны. Определение прочности методом отрыва со |
ска |
|||||
лыванием. — |
М .: Изд-во стандартов, 1976. |
|
|
||||
7. ГО С Т |
12004— 81. Сталь арматурная. Методы испытания на растяжение — |
||||||
.М д Изд-во стандартов, |
1981. |
|
|
|
|
||
’ 8. ГО С Т |
530— 80. Кирпич и камни керамические. Технические условия. — |
М .: |
|||||
Изд-во стандартов, 1980. |
|
|
|
|
|||
9. |
ГО С Т 379— 79. Кирпич |
и |
камни силикатные. Технические условия. — М .: |
||||
Изд-во стандартов, 1979. |
|
|
|
|
|||
10. ГО С Т |
4001— 84. |
Камни стеновые из горных пород. Технические условия. |
|||||
— М.: Изд-во стандартов, 1984. |
|
|
|
|
|||
11. ГО С Т 6133— 84. Камни бетонные стеновые. — М.: Изд-во стандартов, |
1984. |
||||||
12. ГО С Т |
8462— 85. Материалы стеновые. Методы определения пределов проч |
ности при сжатии и изгибе. — М .: Изд-во стандартов, 1985.
13.ГО С Т 5802— 86. Растворы строительные. Методы испытаний. — М .: Изд-во стандартов, 1986.
14.ГО С Т 24332— 80. Кирпич и камни силикатные. Ультразвуковой метод оп ределения прочности при сжатии. — М .; Изд-во стандартов, 1980.
15. ГО С Т 18105— 86. Бетоны. Правила контроля прочности. — М.: Изд-во |
|
стандартов, |
1986. |
16. ГО С Т |
8829— 85. Конструкции и изделия бетонные и железобетонные сбор |
ные. Методы испытания нагружением и оцепка прочности, жесткости и трещиностойкости. — М .: Изд-во стандартов, 1985.
17.Гроздов В. Т. Приближенный способ учета некоторых дефектов монтажа элементов железобетонных каркасов зданий на усилия в колоннах // Изв. вузов. Строительство и архитектура. — 1990. — № 2. — С. 12— 15.
18.Гроздов В. Т. Определение дополнительных усилий в колоннах многоэтаж ных каркасных зданий при смещении осей ригелей из плоскости рамы // Изв. ву
зов. Строительство и архитектура. — 1990. — № 12. — С. 3— 5.
19.Долндзе Д . Е. Испытания конструкций и сооружений: Учеб, пособ. для вузов. — М.: Высшая школа, 1975. — 252 с.
20.Кашкаров К. П. Контроль прочности бетона и раствора в изделиях и со оружениях. — М.: Стройиздат, 1967. — 96 с.
21.Комисарчик Р. Г. Методы технического обследования ремонтируемых зда ний. — М.: Стройиздат, 1975. — 87 с.
22.Коревицкая М. Г. Неразрушающие методы контроля качества железобе
тонных конструкций: |
Учеб, пособ. для П ТУ . — М.: |
Высш. шк., 1989. — 79 с. |
23. Методические |
рекомендации по усилению |
железобетонных конструкций |
зданий и сооружений |
на основе анализа и обобщения существующего опыта. |
Харьков, 1984. — 204 с.
24. Мизернюк Б. Н. Результаты оценки несущей способности железобетонных конструкций // Совершенствование конструктивных форм, методов расчета л проектирования железобетонных конструкций / Н И И Ж Б , 1983. — С. 150— 155.
25. Мильян Я- А. Исследование эксплуатационной стойкости железобетонных конструкций в животноводческих зданиях: Дне. . . > канд. техн. иаук/Таллинский ПИ . Таллинн, 1983.
190