книги / Организация и технология ремонта зданий и сооружений

Заделку стыков, как правило, ведут параллельно с установкой элементов. При герметизации стыков снаружи используют навесные или подвесные подмости.

До начала монтажа навесных стен производят разбивку устано­ вочных рисок, определяющих проектное положение панелей в про­ дольном и поперечном направлениях и по высоте. Риски для уста­ новки элементов по высоте разбивают от монтажного горизонта.

При использовании башенного крана стены двухрядной разрезки монтируют поэтажно горизонтальными полосами по периметру зах­ ватки. Сначала последовательно в одном направлении устанавлива­ ют поясные панели, затем простеночные.

При использовании самоходных кранов панели монтируют на высоту захватки последовательно на каждом из фасадов.

В поперечном направлении панели устанавливают совмещением внутренней грани панели с упорной гранью шаблона, а в продоль­ ном направлении — по установочным рискам. Установку по высоте контролируют по рискам высотных отметок совмещением упорной грани углового шаблона с верхней гранью или риской на панели. Панель выверяют в плане в поперечном направлении и по высоте в двух точках, расположенных вблизи ее торцов. Установку панелей по вертикали осуществляют по рейке-отвесу.

Панели успешно монтируют с помощью механизированной тра­ версы, позволяющей осуществить плавное приведение панелей в проектное положение по высоте и в плане на весу. Регулируют уста­ новку по высоте, в плане и в продольном направлении клиновыми прокладками.

В этом случае панель подают краном к месту установки таким образом, чтобы траверсы находились между боковыми гранями ко­ лонн, а панель была расположена на 3—10 см выше проектного по­ ложения. Торцы панели с помощью механизмов траверсы последо­ вательно опускают в проектное положение по высоте. Затем, пере­ мещая концевые упоры, панель устанавливают в проектное положе­ ние в продольном направлении.

Временное закрепление верха панелей осуществляется либо к колоннам двухструбцинными подкосами, либо к плитам перекры­ тий подкосами со струбцинами, либо ручными рычажными лебед­ ками.

Расстроповка панелей разрешается только после постоянного зак­ репления ее низа в соответствии с проектом, выверки и временного закрепления верха панели. Постоянно закреплять верх панели мож­ но после расстроповки.

9.8. Усиление металлических колонн.

Колонны усиливают без разгрузки, с разгрузкой, с демонтажом и повторной установкой. Восстановление и усиление колонн без раз­ грузки наиболее экономично, при этом могут быть ликвидированы погнутости решетки, ветвей и стенки, разрывы стержней соедини­ тельной решетки, местные повреждения металла ветвей, нарушение

239

соединений и т. д. Частичную или полную разгрузку усиливаемой колонны производят при значительных деформациях основных эле­ ментов колонны, вызвавших искривление ее оси.

Чаще требуют усиления сжатые стержни. Усиление их под на­ грузкой сложно и трудоемко.

Усиление ненапрягаемыми элементами применяют в двух случаях:

—если временная нагрузка составляет более 40% полной и при усилении отсутствует;

—когда установка предварительно напряженных элементов уси­ ления конструктивно не осуществима.

Вэтих случаях необходимо с целью уменьшения сварочных на­ пряжений найти возможности ограничения применения сварки или влияния сварочных напряжений на деформации колонн.

Для усиления колонн одноэтажных зданий или сооружений из­ меняют их конструктивную схему либо увеличивают сечения. Пер­ вый способ основан на введении в конструктивную схему отдельной ветви, которая, не нарушая целостности ослабленной старой части колонны, позволяет увеличить ее несущую способность. Этот спо­ соб не требует демонтажа старой конструкции и рекомендуется в том случае, если нерационально увеличивать сечение старой колон­ ны или использовать другие приемы усиления.

Вряде случаев можно ограничиться усилением башмака колон­ ны путем наращивания ребер с последующим бетонированием этой конструкции. При этом рекомендуется ставить хомуты для обеспе­ чения монолитного соединения башмака с фундаментом. Если на­ грузку на колонну увеличивают, то башмаки колонн усиливают уве­ личением размеров опорной плиты и установкой дополнительных ребер на сварке.

Если колонна имеет деформации, не препятствующие ее нор­ мальной эксплуатации и имеющие возможность развития на перспективу, ее усиливают с помощью дополнительной решетки.

При усилении клепанных колонн составного сечения во избе­ жание срубания большого числа старых заклепок элементы уси­ ления смещают с целью соединения их с элементами клепанной колонны на сварке через прокладки, а промежутки между элемен­ тами заполняют цементным раствором состава 1:3. Если внутри металлической колонны имеется свободное пространство, элемен­ ты усиления располагают в нем, присоединяя их с помощью накладок на сварке.

Схему усиления колонн выбирают с учетом конкретных условий, состояния усиливаемых конструкций, причин, вызвавших необхо­ димость усиления, а также экономичных соображений. Усиление конструкций не должно влиять на габариты помещений, изменять уровень пола, особенно в помещениях с малой высотой этажа, име­ ющих местный напольный транспорт.

Возможные варианты усиления колонн увеличением сечения при­ ведены на рис. 9.10.а.

Группу колонн можно усилить и с помощью жестких, предвари­ тельно напряженных раскосов и распорок (рис. 9.10.6). В качестве

240

разгружающих элементов колонн можно использовать предварительно напряженные дополнительные опоры. При этом предварительное сжатие элементов усиления осуществляют в проектном положении с помощью индивидуальных шпренгелей (рис. 9.11.а).

Преимуществом таких устройств является выигрыш в силе, а также возможность простого и достаточно точного контроля и последую­ щего фиксирования. Концы тяг таких шпренгелей лучше выполнять в виде крюков или петель, что обеспечивает простоту и надежность их заанкеривания и удобство снятия.

Напряжение в элементе усиления контролируют с помощью тен­ зодатчиков или по изменению стрелки прогиба шпренгелей.

Недостаток такого метода усиления колонн — необходимость их частичной разгрузки на время усиления из-за возможности допол­ нительного изгиба свариваемых элементов под влиянием сварочных напряжений. Остаточные сварочные напряжения могут, в крайнем случае, привести к потере несущей способности элементов метал-

а)

Рис. 9.10. Варианты усиления металлических колонн:

а) увеличением площади сечения: 1 — усиливаемый элемент; 2 — усиливающий элемент.

241

Рис. 9.10. Варианты усиления металлических колонн:

б) раскосами и распорками: 1 — существующая колонна; 2 — предварительно напряженный гибкий раскос; 3 — предварительно напряженный жесткий раскос; 4 — горизонтальная жесткая распорка.

лической колонны. Для предотвращения этих недостатков в каче­ стве усиливающих элементов следует использовать предварительно напряженные осевым усилием растяжки и подкосы из жестких про­ филей. В этом случае уменьшается расчетная длина колонн.

При выборе схемы усиления решетчатых колонн предпочтение следует отдавать тем, которые обеспечивают после усиления мини­ мальный эксцентриситет продольной силы, например, усиление ко­ лонн вертикальными напряженными тяжами (рис. 9.11.6). Этот ме­ тод прост для исполнения и позволяет регулировать предваритель­ ное напряжение колонны с учетом эксцентриситета действующей на колонну продольной силы.

При несимметричных сечениях схема усиления должна обеспе­ чивать минимальное смещение центра тяжести усиленного сечения от линии действия сжимающего усилия. При усилении внецентренно сжатых и сжато-изогнутых стержней следует применять более ра­ циональную несимметричную схему усиления со смещением центра тяжести сечения в сторону начального эксцентриситета и обеспече­ нием минимального эксцентриситета усиленной колонны.

Внецентренно сжатые колонны зданий при наличии моментов при больших значениях продольных сил усиливают по симметрич­ ной схеме (рис. 9.11.в). Если преобладают моменты одного знака, применяют несимметричное усиление. В первом случае усиление не связано с дополнительными деформациями элементов от их прижа-

242

тия; во втором случае прижатие элементов усиления к основному стержню с помощью стяжных устройств (струбцин, стяжек и др.) обусловливает их изгибные деформации. Возникающий при этом обратный выгиб основного стержня может быть существенно раз­ гружающим фактором. Поэтому гибкие стержни целесообразно уси­ ливать элементами из труб или других жестких профилей.

Усиления начинают с частичной разгрузки стоек или колонн для того, чтобы напряжение в них не превышало 40% расчетного сопро­ тивления старого металла. Указанные способы усиления требуют вы­ полнения большого объема сварочных работ на месте усиления, что может вызвать необходимость остановки производственного процесса.

Усиление колонн путем увеличения сечений дополнительными ненапрягаемыми элементами, повышающими несущую способность усиливаемых конструкций, должно выполняться в следующей тех­ нологической последовательности:

—колонну освобождают от коммуникаций, и элементы усиления укладывают в рабочей зоне;

—устанавливают монтажные приспособления (лестницы, пло­ щадки, отводные блоки и др.);

—закрепляют в доступных местах выше усиливаемой конструк­ ции монтажные блоки и монтируют электролебедки;

—снижают действующие на колонну нагрузки: устанавливают разгружающие стойки так, чтобы расчетное нагружение в ветвях колонн не превышало 40% расчетного сопротивления усиливаемого металла. Для выверки и временного крепления элементов усиле­

ния к усиливаемой колонне приваривают фиксаторы с шагом 600— 1000 мм;

— устанавливают элементы усиления в проектное положение, совмещая отверстия в усиливаемой ветви и в элементе усиления фиксаторами, и временно закрепляют их с помощью клиньев.

После временного закрепления элементов усиления необходимо их расстропить и окончательно закрепить в соответствии с проек­ том. Элементы усиления присоединяют к колонне преимуществен­ но с помощью сварки, поэтому следует учитывать вид и значение остаточного прогиба элементов в результате сварки. Сварочный про­ гиб для стержней, усиливаемых под нагрузкой, следует считать на­ гружающим фактором.

С целью уменьшения влияния сварочного прогиба после пол­ ного окончания сборки элементов на струбцинах в местах их ус­ тановки вначале следует осуществить точечную приварку элементов и лишь затем приступить к наложению основных швов. Такой порядок обеспечивает вовлечение элементов усиления в совмест­ ную с основным стержнем работу на изгиб при малом разогреве основного стержня и сводит к минимуму сварочные деформации. Окончательно элементы усиления приваривают сплошными или прерывистыми швами.

Катет сварного шва принимают минимальным, шаг швов — не более 40 радиусов инерции поперечного сечения основного стержня при действии усилия сжатия и 80 радиусов инерции при действии

244

усилия растяжения. Сварку производят от краев к середине обратно­ ступенчатым способом.

На следующем этапе окончательно закрепляют усиливающие де­ тали, защищают антикоррозийным составом неокрашенные части усиленной колонны и элементов усиления, включают в работу эле­ менты усиления путем демонтажа разгружающих стоек. Затем сни­ мают блоки, разбирают монтажные приспособления и убирают элек­ тролебедки.

Усиление колонн под нагрузкой наиболее эффективно увеличе­ нием сечений с предварительным напряжением усиливающих эле­ ментов. Предварительное напряжение позволяет усиливать без час­ тичного снятия нагрузки даже значительно перегруженные конст­ рукции. Работа колонн, усиленных предварительно напряженными элементами, существенно улучшается.

Технология усиления колонн предварительно сжатыми элемента­ ми позволяет производить строительно-монтажные работы без оста­ новки производственных процессов в цехах, зданиях и сооружениях.

Технология усиления сжатых стержней предварительно напря­ женными элементами проста.

Элементы усиления устанавливают в проектное положение с та­ ким расчетом, чтобы обеспечить возможность их свободного взаим­ ного смещения. Торцы элементов усиления плотно заклинивают в местах опирания. В местах концевых креплений элементов усиления, если они не примыкают к ригелям, предусматривают соединения че­ рез опорные столики, которые приваривают в проектном положении к усиливаемым стойкам колонн только после разгрузки последних. Загрузку производят с помощью универсального или инвентарного напрягаемого элемента, например, с помощью телескопической стой­ ки, устанавливаемой с плотным заклиниванием по торцам рядом с элементом усиления. Напрягающее действие такого элемента проще всего осуществить путем нагрева или поддомкрачивания. Приваривают концевые (опорные) участки элементов усиления. Производят пред­ варительные напряжения элементов усиления в проектном положе­ нии или отпуск усилия их предварительного напряжения, если они были установлены в проектное положение предварительно напряжен­ ными. В первом случае приваривают только один опорный участок каждого из элементов усиления. Устойчивость напрягаемых элемен­ тов крепления до наложения связующих швов обеспечивается стяж­ ными хомутами, которые снимают после наложения связующих швов.

Простейшим методом усиления колонн является передача части нагрузки с них на дополнительные опоры, устанавливаемые к ко­ лоннам вплотную (рис. 9.11.6, в). Весьма эффективно в этом случае усиление колонн дополнительными, предварительно напряженны­ ми термическим способом, опорами из телескопических труб. Вдан­ ном случае усиливающий элемент изготовляют из двух телескопи­ чески соединенных труб. Внутреннюю трубу вводят в наружную с минимальным зазором, и оба нижних торца приваривают к башмаку создаваемой опоры. Затем наружную трубу удлиняют до расчетной длины нагреванием и приваривают ее верхний торец к оголовку

245

внутренней трубы. При этом наружную трубу выдерживают в нагре­ том состоянии до остывания сварных швов. При последующем ос­ тывании наружная труба сжимает внутреннюю, в результате чего со­ здается предварительно напряженный элемент усиления. Его уста­ навливают в проектное положение, расклинивают с одного или двух торцов и соединяют с усиливаемой колонной хомутами (рис. 9.11.г). Затем наружную трубу разрезают по окружности для освобождения внутренней трубы от сжатия наружной и передачи части нагрузки с усиливаемой колонны на внутреннюю трубу. После этого разрез на­ ружной трубы заваривают, образуя опору из двух совместно работа­ ющих телескопически соединенных труб.

Такие трубы можно использовать для усиления под полной экс­ плуатационной нагрузкой как центрально, так и внецентренно сжа­ тых колонн. При усилении последних необходимо устанавливать опоры из телескопических труб в сторону эксцентриситета, а при усилении центрально сжатых колонн — симметрично.

Если предварительно напряженные телескопические трубы уста­ навливают внутри решетчатых колонн, их изготовляют звеньями, чтобы каждое звено свободно входило внутрь решетчатой колонны. После установки в проектное положение звенья труб соединяют в единую опору, которую расклинивают. Верхняя прокладка должна прилегать к торцу телескопической опоры плотно и равномерно, а нижняя — к плите башмака. После плотной забивки клинья тща­ тельно заваривают с таким расчетом, чтобы не ослабить обжатие элемента усиления.

Это достигают заваркой клиньев от середины к краям. Затем каж­ дое из наружных звеньев телескопических труб разрезают на рассто­ янии 100 мм от одного из торцов. Между разрезаемым звеном и тонкостенной наружной трубой следует выдерживать зазор 4—5 мм. Для уменьшения свободной длины внутренней трубы посередине или на расстоянии, равном ‘/з ее длины, в зазор вставляют кольца.

Наружные трубы разрезают одновременно двумя газовыми реза­ ками — симметричными подрезами в порядке, обеспечивающем плав­ ную передачу усилий внутренней сжатой трубы на усиливаемую ко­ лонну.

Для предварительного напряжения телескопических труб силовым способом необходимы гидравлические домкраты с усилием 100—200 тс. При натяжении наружной трубы и одновременном сжатии внутрен­ ней трубы нижний торец цилиндра домкрата опирается на внутреннюю трубу, а верхний торец поршня домкрата упирается в траверсу, к ко­ торой прикреплены тяги, соединяющие ее с ближним концом наруж­ ной трубы. После натяжения наружную трубу приваривают к внутрен­ ней в торце по всему периметру. Этим способом напрягают телеско­ пические трубы усилием 100—150 тс.

9.9. Усиление железобетонных колонн.

Железобетонные колонны можно усилить установкой металли­ ческих каркасов (рис. 9.12.а) или устройством железобетонных обойм с обычной (рис. 9.12.6) и со спиральной (рис. 9.12.в) арматурой.

246

Широко применяют для усиления колонн железобетонные рубашки (рис. 9.13.а), одностороннее или двустороннее увеличение сечения (рис. 9.13.6). Последний способ усиления применяют при значитель­ ном эксцентриситете вертикальной силы, действующей на колонну. При увеличении сечения железобетонной колонны нужно насечь ее поверхности со сторон усиления, обеспылить и промыть струей воды под напором.

Арматурный каркас монтируют на всю высоту усиления из стерж­ невой или спиральной арматуры и соединяют его с телом колонны с помощью коротких стержней, установленных в гнезда, просверленные втеле колонны, на цементный раствор или специальный клей. Можно арматурный каркас закрепить в проектном положении и путем свар­ ки с существующей рабочей арматурой колонны. При соединении старой и новой арматуры на сварке вскрывают рабочую арматуру уси­ ливаемой колонны, к ней приваривают короткие поперечные стерж­ ни, к которым крепят стержневую или спиральную арматуруусиления.

Сечение колонны увеличивают бетонированием или торкретиро­ ванием. При бетонировании опалубку устанавливают в один слой, в несколько этапов по высоте колонны. Для бетонирования использу­ ют бетонную смесь, приготовленную на безусадочном или расши­ ряющемся цементах. Бетонную смесь укладывают с тщательным по­ слойным уплотнением, непрерывно, по мере наращивания опалуб-

Рис. 9.12. Усиление железобетонных колонн:

а) металлическим каркасом: 1 — усиливаемая колонна; 2 — стойки каркаса; 3 — верхний опорный хомут из уголковой стали; 4 — соединительные планки; 5 — опор­ ная база каркаса из уголковой стали;

б) железобетонной обоймой с обычной арматурой: 1— усиливаемая колонна; 2 — железобетонная обойма; 3 — продольная арматура; 4 — поперечная арматура обоймы; в) железобетонной обоймой со спиральной арматурой: 1— усиливаемая колонна;

2 — железобетонная обойма; 3 — спиральная арматура; 4 — продольная арматура.

247

Рис. 9.13. Усиление железобетонных колонн:

а) железобетонной рубашкой: 1 — усиливаемая колонна; 2 — железобетонная рубашка; 3 — рабочая арматура рубашки; 4 — хомуты; 5 — ограждающая стена; 6 — сварка хомутов рубашки с арматурой колонны;

б) двусторонним наращиванием: 1 — усиливаемая колонна; 2 — дополнительная рабочая арматура; 3 — рабочая арматура колонны; 4 — соединительные арматурные стержни.

ки. При бетонировании толщина усиляющего слоя железобетона должна быть не менее 60, а при торкретировании — 30 мм.

Вместо железобетонных обойм для усиления колонн можно при­ менять синтетические. В этом случае на колонну устанавливают стек­ лопластиковую спиральную арматуру, на которую наносят вручную или напыляют пистолетом армированный стекловолокном полимер­ ный раствор. Нанесенный раствор по ходу работы уплотняют прикатыванием валиком. Разгруженные для усиления колонны включают в нормальную эксплуатацию после набора усиляющими элементами проектной прочности.

При появлении вертикальных трещин в верхней части колонны ее можно временно разгрузить с помощью дополнительной опоры и усилить устройством железобетонной обоймы на поврежденном уча­ стке колонны. Если необходимо увеличить нагрузку на колонну без увеличения нагрузки на основание, следует пропорционально уве­ личению нагрузки увеличить площадь опоры фундамента устрой­ ством железобетонной обоймы или увеличить несущую способность основания инъектированием или другим приемлемым способом. Предварительно разгруженные колонны после их усиления включа­ ют в нормальную работу после набора усиливающими элементами проектной прочности.

248