Лазовский_Ч2_УМК_Проектирование реконструкции

8.Приведите примеры усиления металлических конструкций за счет уменьше- ния их расчетной длины.

9.Изложите методику расчета прочности усиленных увеличением поперечно- го сечения растянутых металлических элементов.

10.Изложите методику расчета прочности усиленных увеличением поперечного сечения сжатых стальных элементов (из условия обеспечения прочности и устойчивости).

11.Изложите методику расчета прочности усиленных увеличением поперечно- го сечения изгибаемых металлических элементов (по упругой и пластической стадии).

12.Как производится усиление стальных элементов, имеющих повреждения?

13.Назовите методы усиления сварных соединений стальных элементов.

14.Приведите примеры усиления металлических конструкций повышением степени внешней статической неопределимости.

15.Приведите примеры усиления металлических конструкций повышением степени внутренней статической неопределимости.

Тема 16. УСИЛЕНИЕ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

При реконструкции зданий с деревянными конструкциями (в основ- ном междуэтажные перекрытия зданий старой застройки и стропильные крыши) часто возникает необходимость усиления отдельных элементов

или конструкции в целом.

Снижение прочности деревянных конструкций связано с неудовле- творительной их эксплуатацией, допускающей увлажнение древесины при отсутствии защиты от гниения и вредителей. На ранней стадии обнаруже- ния дефектов бывает достаточно изменить условия эксплуатации: соз- дать для деревянных конструкций соответствующий температурно- влажностный режим (исключение попадания атмосферных и технологиче- ских вод, систематическое проветривание и просушка, качественная тер- мо- и пароизоляция) или тщательно обработать древесину антисептиками.

При необходимости восстановления или увеличения прочности (же- сткости) деревянных элементов их усиление выполняют заменой части разрушенного элемента, а также увеличением поперечного их сечения.

16.1. Усиление элементов деревянных конструкций

Частичная замена древесины в сечении заключается в вырезании дефектного участка, антисептировании древесины в местах усиления и по- следующей плотной установке новой древесины (рис. 16.1). Совместная работа старой и новой древесины в сечении обеспечивается болтовым, гвоздевым, нагельным соединением или приклеиванием.

221

ны от стен прокладками из гидроизоляционного материала. Размеры сече- ний накладок и соединительных болтов определяются расчетом, деревян- ные накладки должны быть несколько больше размеров сечения балки.

Рис. 16.3. Усиление опорных участков деревянных балок накладками: а – деревянными со стороны боковых граней, б – деревянной со стороны верхней грани, в – стальными со стороны боковых граней; 1 – усиливаемая балка, 2 – накладки из новой древесины, 3 – болты, 4 – уголок, 5 – хомут, 6 – деревянный вкладыш, 7 – гидроизоляция,

8 – соединительная планка, 9 – стяжной болт, 10 – накладка из швеллера

223

16.2.Усиление деревянных элементов стропильных крыш

Вконструкциях стропильных крыш наиболее часто подвержены гниению элементы мауэрлата, соприкасающиеся с кирпичной кладкой, и участки стропильных ног, примыкающие к нему, а также стропила и об- решетка в местах протечек кровельного покрытия.

При перегрузке кровли одним из повреждений стропил могут быть продольные трещины, которые стягивают стальными хомутами на бол-

тах (рис. 16.4).

Рис. 16.4. Усиление деревянных элементов с продольными трещинами: 1 – усиливаемый элемент, 2 – продольная трещина, 3 – стальной хомут

Усиление стропил может производиться увеличением поперечного сечения с помощью накладок на наиболее нагруженном участке или уста- новкой шпренгелей (рис. 16.5). При недостаточной прочности стыка стро- пил с мауэрлатом устраивают дополнительные накладки или затяжки, вос- принимающие горизонтальные усилия (рис. 16.6).

При значительных дефектах деревянных конструкций устраивают полную замену элементов междуэтажных перекрытий и стропильной кры- ши путем установки новых конструкций рядом с поврежденными.

Одним из методов реконструкции стропильной крыши при увеличе- нии на нее нагрузки (например, замена более легкого покрытия на более тяжелое) является увеличение уклона стропил (рис. 16.7).

224

5.Как производится усиление стропил существующей крыши увеличением их

уклона?

6.Каким образом защищаются усиленные деревянные элементы от гниения, воздействия вредителей и возгорания?

Тема 17. УСИЛЕНИЕ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ

17.1. Общие положения

Несущая способность системы «основание-фундамент» в зависимо- сти от инженерно-геологических условий, условий реконструкции, особен- ностей реконструируемого здания, а также технических возможностей строительной организации может быть увеличена за счет усиления основа- ния или фундаментов.

Мероприятия по увеличению прочности и снижению деформативно- сти оснований направлены на изменение физико-механических характери- стик грунтов или условий их деформирования.

Упрочнение грунтов производится за счет образования новых структурных связей между частицами грунта в ходе химического закрепле- ния, цементации, битумизации, термообжига, замораживания и т.п. Приме- нение данных методов на практике возможно лишь с использованием соот- ветствующего оборудования и материалов и, как правило, производится специализированными организациями.

Изменение условий деформирования грунта производится путем устройства по контуру фундамента обоймы, армирования основания корне- видными сваями (не связанными непосредственно с телом фундамента), системой взаимно пересекающихся гидроразрывов, заполненных раствором (метод геомассива) и т.п.

При необходимости выполняют ремонт фундамента с целью вос- становления или увеличения его прочности и долговечности. Ремонт произ- водят путем инъецирования цементными или полимерными растворами, нанесения торкретбетона, устройства бетонной обоймы, оштукатуривания.

Усиление фундаментов связано с устройством дополнительных кон- структивных элементов, жестко соединяемых с существующим фундамен- том и способных либо разгрузить усиливаемый фундамент, либо восприни- мать дополнительные нагрузки.

Усиление фундаментов производится путем увеличения ширины по-

дошвы, глубины заложения или при помощи свай.

227

17.2. Усиление фундаментов уширением подошвы

Усиление фундаментов путем уширения подошвы предполагает уве- личение опорной площади существующего фундамента за счет присоедине- ния к его боковым граням дополнительных железобетонных или бетонных элементов. При уширении подошвы происходит перераспределение нагрузки на большей поверхности основания, что дает возможность повысить нагруз- ку на фундамент, снизить осадку, уменьшить вероятность потери несущей способности основания. Уширение подошвы также применяется для вырав- нивания эпюры контактных давлений, стабилизации крена фундамента.

Не рекомендуется производить увеличение площади подошвы фун- дамента на слабых, структурно-неустойчивых и водонасыщенных грунтах, а также при высоком уровне грунтовых вод.

Уширение подошвы фундамента осуществляют: при одно- и двухсто- роннем уширении – наращиванием, с трех и четырех сторон фундамента – при помощи железобетонных рубашек или обойм.

Наращивание для усиления ленточных фундаментов представляет собой железобетонные или бетонные, сборные (банкеты) или монолитные элементы, примыкающие к боковой грани фундамента. Наращивание уст- раивают вдоль всей длины фундамента либо под наиболее загруженными участками. Ширина подошвы наращивания принимается не менее 200 мм, отношение ширины наращивания к высоте не менее 1/5.

Обойма представляет собой конструктивный элемент усиления фунда- мента в виде монолитной железобетонной оболочки, охватывающей фунда- мент с четырех сторон. Применяется при усилении столбчатых фундаментов.

Совместная работа элементов уширения подошвы с усиливаемым фундаментом обеспечивается:

−устройством бетонных шпонок, выступов в углублениях сущест- вующего фундамента или несущих конструкций здания;

−устройством анкеров, заделанных в теле существующего фундамента;

−устройством сквозной арматуры;

−сваркой арматуры элементов уширения с оголенной арматурой усиливаемого фундамента;

−при помощи специальных опорных элементов: подкосов, разгру- жающих металлических или железобетонных балок.

Для обеспечения прочного сцепления между новым и старым бетоном

поверхность существующего фундамента очищают от грунта, старой гидро- изоляции, химических веществ, а также от рыхлого раствора, бетона, промы- вают и просушивают, выполняют насечку поверхности контакта.

228

Устройство наращивания с выступами, заходящими в горизонтально пробитые штрабы стены (рис. 17.1, а), рекомендуется применять при тол- щине стен не менее 510 мм и при удовлетворительном их состоянии. Вы- ступы наращивания заходят в стену на глубину не менее 120 мм. Допуска- ется вдоль стены выступы делать прерывистыми. Длина одного выступа должна быть не менее 500 мм, разрыва – не более 500 мм.

Рис. 17.1. Уширение подошвы ленточного фундамента наращиванием с выступами:

а– с применением анкеров, б – заведением под подошву фундамента,

в– с применением сквозных анкеров, г – с одновременным инъецированием фундамента:

1 – существующий фундамент, 2 – наращивание с выступами, 3 – анкеры, 4 – подготовка, 5 – инъекционные трубки

Усиление ленточного фундамента может производиться железобе- тонным наращиванием с выступами в двух уровнях, (рис. 17.1, б). Выступы нижнего уровня подводят под частично разобранную подошву фундамента. Такое конструктивное решение применяют при низкой прочности материа- ла фундамента, наличии значительных дефектов и повреждений.

Для обеспечения совместной работы усиливаемого фундамента и эле- ментов усиления применяют арматурные стержни, устанавливаемые в сквоз-

229

ные отверстия в теле фундамента и стен (сквозные анкеры) (рис. 17.1, в), анке- ры или дюбели из стержневой арматуры диаметром 12…20 мм. Анкеры за- делывают в фундаменте цементным раствором на глубину не менее 150 мм. Дюбели с закаленным острым концом забивают в швы между камнями кладки на глубину не менее 100 мм.

Одновременно вместе с усилением фундамента может производить- ся его инъецирование. В этом случае вместо анкеров в отверстия, пробитые на глубину не менее 1/2 ширины фундамента, устанавливают инъекционные трубки (рис. 17.1, г), которые выводят за пределы опалубки. Инъецирование производят после схватывания бетона наращивания.

При усилении фундаментов уширением, основание дополнительных элементов должно быть подготовлено путем втрамбовывания щебня или гра- вия на глубину 50…60 мм. При наличии в основании слабофильтрующих во- донасыщенных грунтов предусматривают песчано-гравийную подготовку толщиной не менее 100 мм.

Дополнительные элементы устраиваются из тяжелого бетона класса не ниже условного класса бетона усиливаемого фундамента и не ниже ре- комендуемого [8] в зависимости от условий эксплуатации.

Для усиления столбчатого фундамента может применяться железобе- тонная обойма, подводимая под элементы перекрытия подвала (рис. 17.2, а).

Рис. 17.2. Уширение подошвы столбчатого фундамента железобетонными обоймами: а – с упором в элемент перекрытия подвала; б – с приваркой к арматуре фундамента:

1 – существующий фундамент; 2 – обойма; 3 – подготовка

Совместная работа железобетонной обоймы с усиливаемым фунда- ментом обеспечивается путем приварки арматуры обоймы к частично оголен-

230