Усиление металлических конструкций
Металлические стойки каркаса первого этажа, а также несущие балки для защиты от огневого воздействия либо обетонируют, либо обмуровывают кирпичной кладкой. В контактной зоне образуются непроветриваемые пазухи — идеальное место для коррозии. В двутавровых профилях самыми тонкими элементами их являются стенки, и именно они повреждаются коррозией в полной мере, которая доходит до сквозных отверстий. Вскрытие в местах замачивания конструкции подтверждает эту версию. Полки двутавров значительно массивнее и меньше подвержены коррозии. Именно поэтому двутавровые балки следует усиливать приваркой полосовой стали вдоль колонны с обеих сторон.
Для проведения работ разгружают перекрытие, вскрывают защитное покрытие и зачищают полки до чистого металла. В зависимости от величины повреждения усиливается стойка на поврежденном участке или по всей высоте этажа.
В случае повреждения полок двутавровых стоек усиливают поврежденные участки с помощью дополнительных металлических элементов, в качестве которых могут применяться полосовая сталь, стержневая арматура или прокатный профиль (уголки, швеллеры, двутавры). Площадь дополнительной арматуры усиления определяется с помощью расчета.
Ниже приводятся возможные варианты усиления сжатых стоек металлического каркаса (рис. 5.64).
Усиление может быть обусловлено снижением несущей способности конструкции или предполагаемыми изменениями действующих
Рис. 5.64. Возможные варианты усиления стержневых элементов каркаса: а, б, г,е, к — при повреждении полок; в, д,з, и — при повреждении стенок
нагрузок и принимается с учетом степени повреждения и величины остаточной несущей способности конструкции. Вариант определяется расчетом и выбирается с учетом степени повреждений, условий выполнения, времени исполнения, экономической целесообразности.
Вариантами усиления могут быть следующие: без изменения статической схемы, с помощью разгружающих элементов, с изменением расчетной схемы. На рис. 5.65 представлены варианты усиления металлических балочных элементов.
Широкое применение в промышленном строительстве получили металлические фермы. Характерными их повреждениями являются
Рис. 5.65. Усиление металлических балок: а — без изменения статической схемы; б — с изменением статической схемы; в — с разгружающими элементами; 1 — усиливаемая балка; 2 — ригель; 3 — лист усиления; 4 — сварка; 5 — упорный элемент; 6 — упор; 7 — шпренгель; 8 — нижняя косынка; 9— верхняя косынка; 10 — труба; 11 — металлический хомут погибы элементов, надрезы и даже вырезка отдельных элементов при монтаже оборудования или вентиляционных систем. Устранение погибов ведется приваркой пластин или стержней на поврежденном участке с припуском на недеформированный участок (рис. 5.66). Нередко встречаются случаи выхода элементов из плоскости действия нагрузок. Такие элементы фермы усиливают с помощью устройства дополнительной решетки, а в отдельных случаях для увеличения жесткости элемента усиливают дополнительным брусом (рис. 5.67), тем самым увеличивают устойчивость рабочего элемента.
Рис. 5.66. Исправление погнутых элементов дополнительной накладкой: а — листовой сталью; б — отдельными стержнями
Усиление ферм следует производить при невозможности правки и местной вставки или перегрузке элементов. При увеличении нагрузок или недостаточной несущей способности элементов усиление ферм можно осуществить подведением разгружающих элементов, если подферменное пространство позволяет это выполнить по произ-
Рис. 5.67. Усиление металлической фермы, имеющей выгиб раскоса из плоскости: а — устройство дополнительной решетки; б — усиление прогнутого раскоса фермы брусьями для увеличения устойчивости
водственным условиям (рис. 5.68, а). Если же усиление не может быть подведено по низу фермы, то можно использовать вариант вантовых связей (рис. 5.68, б) или воспользоваться устройством фонаря (рис. 5.68, д). Вариант усиления стропильных ферм дополнительными
Рис. 5.68. Усиление ферм дополнительными элементами с изменением статической схемы за счет:
а — разгрузочных балок; б — вантовых связей; в — устройства дополнительных шпренгелей; г — установка предварительно напряженной затяжки; д — включения фонаря в общую работу фермы; 1 — ферма; 2 — разгрузочная балка; 3 — выносные опоры; 4 — подкос; 5 — дополнительная опора; 6 — подвески; 7 — дополнительные шпренгели; 8 — затяжка; 9 — фонарь шпренгельными фермами (рис. 5.68, в) или предварительно напряженной затяжкой (рис. 5.68, г).
Если усиление сжатого элемента пояса перечисленными выше приемами затруднено, то оно может быть выполнено с помощью устройства шпренгеля (см. рис. 5.68, в).