Усиление металлических конструкций.

Усиление сжатых стоек: 1.преднапряженные телескопические трубы 2.преднапряженные тяжи и оттяжки 3.постановка диагональных жестких крестовых связей. 4.увеличение сечения приваркой полос, уголков, швеллеров без предварительного напряжения (если временная нагрузка составляет не менее 40% от постоянной).

Усиление балок – увеличение сечения, при этом разгружают не менее чем на 60% или устанавливают временные дополнительные опоры. Требования: сначала усиливают нижний пояс, объем сварки минимальный, швы в удобных местах. Для повышения местной устойчивости устанавливают ребра жесткости. Эффективно – применение натяжных устройств, стабильная величина предварительного напряжения.

Усиление ферм. Подведение новых конструкций – если другие не эффективны, если допускает производство (доп промежуточные стойки). Дополнительные элементы решетки – уменьшение гибкости стержней в плоскости фермы, усиление верхнего пояса на местный изгиб. Усиление нижнего пояса – увеличение сечения. Усиление решетки – увеличение сечения, установка преднапряженных элементов. Установка третьего пояса – шпренгельной системы, разгружение достигается преднапряжением шпренгеля. Надстройка вантовых систем – если ванты можно подвесить к рядом стоящим сооружениям.

Усиление деревянных конструкций

Основная область применения – покрытия с наружным отводом атмосферных вод и междуэтажные перекрытия. При поражении гнилью опорных частей балок взамен обрезанного сгнившего конца устанавливают две накладки, сечение которых должно быть больше – наращивание. При большом объеме повреждений применяют прутковые протезы, длина на 10% больше двойной длины обрезанного конца балки. Для установки прутковых протезов под дефектные балки подводят временные опоры, разбирают деревянное перекрытие, спиливают поврежденный участок балки, заводят протез в опорную нишу и скрепляют его с балкой гвоздями – протезирование.

При достаточной толщине перекрытия усиление деревянных балок осуществляется с помощью надбалок и подбалок, с помощью вертикальных болтов. Усиленные конструкции антисептируют. Элементы усиления должны быть изолированы от каменной кладки прокладкой из толя или рубероида.

Реконструкция кровли требуется при замене более легкого кровельного покрытия на более тяжелое, в этом случае необходимо увеличить уклон стропил и их сечение. Усиление стропил осуществляют протезированием или наращиванием, при увеличении уклона – новые стропила. При невозможности установки подкосов – шпренгель. Продольные трещины в стропилах стягивают металлическими хомутами на болтах.

Стропильные фермы. При загнивании опорных концов – вырезают опасный участок, заменяя протезами. При недостаточной несущей способности стыка нижнего пояса – устраивают дополнительные накладки. При потере устойчивости верхнего пояса устанавливают дополнительные связи, увеличивают сечение элементов.

Арки. Гнутые арки – устройство обшивки на гвоздях, превращают в металлодеревянные фермы.

Усиление железобетонных несущих конструкций

Фундаменты. Увеличение подошвы фундамента необходимо при росте нагрузок, недостаточной несущей способности грунтов основания, при существенном повреждении фундаментов. Способы: 1. Железобетонная рубашка – монолитная оболочка, которая охватывает фундамент со всех сторон. Стыкуется с арматурой фундамента. Рабочая арматура вдоль граней усиливаемого фундамента. 2. Наращивание – с одной, 2, 3 сторон (ленточные фундаменты). 3. Подводка (частичная или полная) – передача нагрузки на отдельные плиты с помощью металлических или ж/б балок, пропущенных через отверстия в усиливаемом фундаменте. При значительных неравномерных осадках, существенном увеличении нагрузки – устройство свай по контуру или под ним (корневидные сваи, подводка нового ростверка).

Балки и ригели. 1. Подведение жестких опор (стоек, жестких порталов) 2. Упругие опоры (гибкие тяжи вышележащим конструкциям). 3. Устройство разгружающих конструкций (балки, фермы, плиты), небольшие участки, не требуется дополнительных фундаментов (ребристые). Устанавливать желательно сверху. При полном разгружении – зазор. 4. Усиление уголковыми полуобоймами (или просто скалывают защитный слой, подваривают арматуру).

Усиление колонн. 1. Устройство ж/б или металлических обойм (рационально для колонн гибкостью не более 14). 2. Устройство предварительно напряженных распорок – металлические обоймы с преднапряженными стойками (за счет перегиба распорок). Консоли увеличивают преднапряженными горизонтальными или наклонными тяжами (напряжение – стягиванием гаек).

Усиление стропильных конструкций. При дополнительной нагрузке. 1. Преднапряженные шарнирно-стержневые цепи, в пределах высоты или ниже конструкции. Две одинаковые цепи по обе стороны конструкции, создают антинагрузку. Преднапряжение создают закручиванием гаек. 2. Сжатые пояса усиливают металлическими обоймами. 3. Нижний пояс усиливают преднапряженными затяжками. 4. Растянутые раскосы – затяжками, крепление к узлам фермы приваркой к фасонным деталям. 5. Узлы – преднапряженными хомутами, обоймами из листовой стали или ж/б.

Плиты перекрытий, покрытий. 1. Наращивание (монолитных). 2. Использование пустот (пустотные – устанавливают арматурный каркас). Преобразование в неразрезную схему – дополнительные каркасы. 3. Продольные ребра усиливают подведением дополнительных металлических опор, уменьшающих пролет ребер, установка дополнительных каркасов в швах между плитами и бетонирование. 4. Подвести под плиты преднапряженные пространственные шпренгели, расположенные диагонально.

Методы усиления каменных конструкций

КК испытывают в основном сжимающие усилия, поэтому наиболее эффективным методом их усиления является устройство стальных, железобетонных (6..10см) и армированных растворных обойм (3..4см). Поперечные деформации значительно уменьшаются, существенно увеличивается сопротивление продольной силе. В стальных шаг хомутов не более меньшего поперечного размера, 500мм. Между элементами обоймы и кладкой инъецируют раствор, сверху раствор 25..30мм по сетке. Ж/б не ниже В10, продольная арматура, а123, поперечная а1, шаг 150мм. Одновременно с усилением обоймами инъецируют трещины. При трещинах до1,5мм применяют полимерные растворы. Прочность инъекционных растворов 15..25 МПа. Сначала обойму (металлическую) – потоп инъекция.

Восстановление и усиление несущей способности здания при образовании трещин и деформаций проводят объемным обжатием при постановке тяжей 25..36мм, в уровне перекрытий. Располагаются по поверхности стен или в бороздах. Натяжение при помощи стяжных муфт одновременно по периметру всего здания.

При нарушении совместной работы продольных и поперечных стен из-за трещин, устанавливают поперечные гибкие связи диаметром 20..25мм в уровне перекрытий.

При реконструкции возникает необходимость во временном усилении стен и перегородок (при отклонении от вертикали и выпучивании более 1/3 толщины стены). Высота до 6м – подкосы из бревен. До 12м – подкосы крепятся в пристенные стойки и распределительные брусья. Более 12м – крепление тяжами со стяжными муфтами, используют сооружения рядом. Поврежденные простенки можно разгрузить, поставив стойки, заложив кладкой.

Освидетельствование конструкций

Задачами статических испытаний конструкций являются установление их несущей способности, жесткости, трещиностойкости. Конструкции, изготовленные для испытаний – опытные. Натурные испытания опытных конструкций служат для проверки качества проектирования.

Испытание: 1)освидетельствование 2)предварительный расчет максимальных нагрузок 3)испытание (использование нагрузочных устройств, снятие отсчетов приборов) 4)расчет по 1 и 2 ГПС 5)расчет по фактическим данным

Освидетельствование: 1)изучение документации (статический расчет и рабочие чертежи, акты на скрытые работы, журнал работ, данные об эксплуатации) 2)измерение размеров сечений элементов, сравнение с проектными 3)дефектоскопия (визуально, узлы сопряжений, стыков, КК материалов).

Обнаруженные дефекты указывают в акте освидетельствования и дефектной ведомости.

Цель – установить наиболее слабые узлы и элементы, выделить повреждения еще до приложения нагрузки.

Обследование сооружений. Этапы: 1. Первоначальное знакомство с проектной документацией (рабочие, исполнительные чертежи, акты на скрытые работы) 2. Визуальный осмотр – определение соответствия объекта проекту, выявление видимых дефектов 3. Составление обмерочных чертежей, дефектных карт плана исследования неразрушающими методами 4. анализ состояния сооружений и разработка рекомендаций по устранению выявленных дефектов в форме технического отчета или заключения (пояснительная записка, рабочие чертежи). Ему предшествует поверочный расчет.

Работы по обследованию выполнятся в два этапа: 1) предварительное (общее) – осмотр + знакомство с технической документацией 2)детальное – выявление участков в аварийном состоянии.

Детальное обследование может быть сплошным или выборочным. Сплошное применяется для зданий, у которых коэффициент надежности по назначению 1.

Неразрушающие методы контроля

Разрушение реальных объектов с целью выявления предельных несущих способностей экономически не оправдано. НМ построены на косвенном определении свойств и характеристик объектов испытания. По видам испытаний: 1. Метод проникающих сред – регистрация индикаторных жидкостей или газов, проникающих в объект. 2. Механические – анализ местных разрушений, перемещений при внедрении нагрузочного органа. 3. Оптические – испытания моделей и конструкций в проходящем и отраженном излучении. 4. Акустические – определение параметров упругих колебаний с помощью ультразвуковой нагрузки. 5. Магнитные – индукционный и магнитопорошковый. 6. Радиационные – исследование просвечиванием объекта проникающим излучением 7. Радиоволновые – эффект распространения высокочастотных и сверхчастотных колебаний в объектах. 8. Электрические – оценка электроемкости, электроиндуктивности и электросопротивления.

Неразрушающие испытания позволяют выявить действительное состояние конструкции, установить соответствие реальных свойств проектным.

Склерометрические. Определение прочности путем пластической деформации. Основан на зависимости между пределом прочности материала и размерами отпечатка на поверхности элемента, статическим или динамическим. Твердость по Бриннелю (шарик), по Роквеллу (алмазный конус). Прибор Польди: исследуемый материал, стальной шарик, эталонный брусок, ударный стержень, обойма прибора. – для стали, динамического воздействия – для стали.

Для бетона. Факторы: 1. большой разброс результатов из-за неоднородности материала. 2. возможная карбонизация или увлажнение поверхностного слоя. 3. расхождение прочностных характеристик на глубине и на поверхности. Молоток Кашкарова: головка, корпус, стакан, эталонный стержень, пружина, рукоятка. Молоток Физделя – вес 250 гр, на конце шарик. Молоток Шмидта – основан на фиксации величины отскока стального бойка, удар осуществляется спуском пружины. Существует способ стрельбы (о прочности судят по глубине погружения).

Капиллярный метод. Для выявления трещин, не видимых вооруженным глазом. Дефекты выявляют путем образования индикаторных рисунков с высоким оптическим контрастом. При контроле нанося индикаторный пенетрат, который заполняет полости поверхностных дефектов. Жидкость в полости дефекта обнаруживают после нанесения проявителя. Либо обнаруживают скопление частиц порошка, взвешенного в жидкости, и отфильтровавшегося на поверхности дефекта. Индикаторные рисунки люминисцируют в ультрафиолете. Индикаторный пенетрат – керосин, невязкое масло, их смеси. проявитель – мел, сухой порошок, водная суспензия. Типы дефектоскопии: цветная, люминесцентная, люминесцентно-цветная. Поверхность очистить, высушить.

Индукционный метод – определить толщину защитного слоя и диаметр арматуры в ЖБК. Индуктивный преобразователь передвигается по поверхности конструкции. В корпусе прибора размещен аналогичный преобразователь с смещаемым ферромагнитным элементом, предназначенный для изменения индуктивного сопротивления при балансировке схемы. По мере приближения преобразователя к арматуре, разбаланс будет уменьшаться.

Определение напряжений с помощью магнитоупорного тестера – основан

Феррозондовый – возникновение ЭДС в результате искривления пути носителя тока в металлах, находящемся в магнитном поле. Более точная локализация.

1. Радиографический – основан на фиксации интенсивности излучения, прошедшего через объект. Используется рентгеновская пленка. 2. Радиоскопический – преобразовании скрытого рентгеновского или гамма-изображения просвечиваемого объекта в видимое световое на экранах преобразователей ионизирующего излучения. 3. Радиометрический метод основан на оценке изменения интенсивности пучка излучения, прошедшего через просвечиваемый объект (газоразрядные счетчики, ионизационные камеры). Применение: сварные швы, однородность материалов, прокатные листы, коррозионные поражения, толщина ЗСБ, размер и расположение арматуры в строительных конструкциях, измерение напряжений, определение объемных масс, определение толщин, определение влажности.

Способы просвечивания: Двухсторонний (источник, детектор, регистрирующий прибор). Односторонний (регистрация интенсивности рассеянного излучения). Глубина расположения дефекта определяется при двух положениях источника. Влажность определяется при помощи быстрых нейтронов. В процессе упругого рассеяния нейтроны замедляются, лучше всего на ядрах атомов легких элементов, водород.

Акустические методы. Методы основаны на возбуждении упругих механических колебаний. По параметрам колебаний и условиям их распространения судят о физико-механических характеристиках и состоянии материала. Делятся на: ультразвуковые (от 20 000 Гц и выше), колебания звуковых частот (20..20 000 Гц), инфразвуковые (до 20 Гц). Для возбуждения УЗ волн устанавливают преобразователи переменного электрического тока (пъезоэффект) – приемник и излучатель, регистрирующая аппаратура. На исследуемый материал наносят контактную среду. УЗ колебания вводят в исследуемую среду узким направленным пучком с малым углом расхождения. В воздушных прослойках УЗ волны затухают. Различают продольные и поперечные волны. Скорость распространения волн – основной показатель свойств материала.

Способы прозвучивания. Сквозное – излучатель и приемник с разных сторон исследуемого объекта. Направление нормальное и наклонное. Эхо-метод – излучатель и приемник с одной стороны, удобно при использовании 1 преобразователя.

По характеру излучения. Метод непрерывного излучения – подача переменного тока постоянной частоты, дефектоскопы для выявления дефектов по направлению звуковой тени. Импульсный метод – через промежутки 25, 50 раз в секунду, подаются короткие серии колебаний высоко частоты.

Применение УЗ методов. 1. Определение динамического модуля упругости. 2. Определение толщины при одностороннем доступе, используется непрерывное излучение. 3. Определение глубины трещин в бетоне. В ж/б конcтрукциях: 1. Определение прочности (зависимость со скоростью распространения волн). 2. Контроль однородности. 3. Выявление и исследование дефектов сквозным прозвучиванием. 4. Определение толщины верхнего ослабленного слоя, слои разной плотности. В металлических: 1. Импульсная дефектоскопия швов сварных соединений 2. Дефектоскопия основного материала 3. Толщинометрия

Метод акустической эмиссии. Основан на регистрации акустических волн в твердых телах при пластическом деформировании и при возникновении трещин. Регистрируя скорость движения волн эмиссии можно обнаруживать опасные дефекты. На поверхности объекта устанавливается ряд приемников, регистрирующих момент прихода импульсов и их значения в процессе нагружения конструкции.

Реконструкция сооружений

Реконструкция – переустройство с целью частичного или полного изменения функционального назначения, установки нового оборудования, улучшения застройки территорий, приведение в соответствие с нормативными требованиями. Переустройство (окупаемость в 2..2,5 раза быстрее) – перепланировка, увеличение высоты помещений, усиление, частичная разборка и замена конструкций, надстройка, пристройка, улучшение фасада. Цель реконструкции жилого фонда – переустройство для улучшения планировочного решения, повышения степени благоустройства инженерного оборудования зданий, создания квартир, отвечающих современным требованиям. Этапы комплексной реконструкции: 1. обследование сложившейся застройки 2. Прогнозирование перспектив застройки города 3. Разработка проектов реконструкции. Виды: 1. Малая – восстановление или повышение несущей способности конструкции пут усиления без изменения об-планир решения и остановки технологической линии. 2. Средняя – замена отд конструкций, повышение отметок покрытия, возможно полная остановка технологического процесса. 3. Полная – снос и возведение нового здания. Виды Р ПЗ: 1. Расширение действующих предприятий – строительство дополнительных и новых производств, расширение существующих цехов и объектов основного, подсобного и обслуживающего назначения на территории или примыкающих к ней площадках с целью создания дополнительных или новых производственных площадей + строительство филиалов. 2. Реконструкция действующих предприятий – переустройство существующих цехов и объектов основного и т.п. хозяйства, связанное с совершенствованием и повышением технико-экономического уровня на основе достижений НТП и осуществляемое по комплексному проекту реконструкции предприятия в целях увеличения производственных мощностей без увеличения численности работающих при улучшении условий труда и охраны окружающей среды. 3. Техническое перевооружение действующих предприятий – комплекс мероприятий по повышению технико-экономического уровня отдельных производств на основе внедрения передовой техники и технологии и замены устаревшего оборудования. Особенности РПЗ: 1. Условия повышенной стесненности работ 2. Сроки 3. Повышенная трудоемкость за счет демонтажа, усиления (до 30%).

Срок службы конструкций – календарное время, в течение которого под воздействием различных факторов они приходят в состояние, когда дальнейшая эксплуатация невозможна, а восстановление – экономически нецелесообразно. Нормативный срок службы зависит от капитальности зданий.

Физический износ – постепенная утрата первоначальных технических свойств под воздействием естественных факторов. Моральный износ – несоответствие функциональному или технологическому назначению, возникающее под влиянием технического прогресса. Первая форма – обусловлена уменьшением во времени первоначальной стоимости производственных зданий. Вызвана снижением величины необходимого труда на строительство аналогичных объектов в тех же условиях в более поздние периоды. Снижает остаточную стоимость. Вторая форма – имеет место при худшем соответствии параметров существующих зданий требованиям реорганизации производства по сравнению с более прогрессивными решениями объектов аналогичного назначения. Экономический срок службы – примерный срок, по истечении которого требуется либо полная реконструкция здания, либо замена конструкций. Экономический срок службы рассматривают при расчете норм амортизации и эффективности расходования средств на ремонт.

Дата добавления: 2015-07-16