Усиление строительных конструкций

В процессе эксплуатации зданий и сооружений периодически возникает необходимость проведения ремонтов. Это объясняется наличием различных воздействий на строительные конструкции – непроектных нагрузок, аварий, перепланировок, воздействием агрессивных химических сред. Кроме того, к проведению ремонтов могут вынуждать допущенные при проектировании либо проведении строительных работ ошибки. В свете вышесказанного становится востребованным усиление строительных конструкций для продления их срока эксплуатации.

Для усиления железобетонных конструкций разработано большое количество способов:

♦ увеличение геометрических размеров поперечных сечений конструктивных элементов, что сопровождается увеличением собственного веса конструкций и увеличением строительной высоты

 устройство внешних стяжек, подпоров, поясов, шпренгелей, приводящее к изменению архитектурного вида сооружений и значительным временным и материальным затратам

 приклеивание металлических пластин или их сварка

Графическая схема - усиление строительных конструкций

 

Тем не менее, как видно из опыта, усиление железобетонных конструкций традиционными методами не всегда оказывается эффективным. В последнее время на отечественном рынке появляются современные методы усиления конструкций, широко применяемые за рубежом.

Подобные методы достаточно эффективны и просты!

Так, усиление железобетонных конструкций путем наклейки композиционных материалов позволяет в значительной степени увеличить их несущую способность и жесткость, а также продлить срок эксплуатации всего сооружения. Здесь следует отметить, что метод усиления строительных конструкций композиционными материалами не является сопряженным со значительными трудозатратами. Кроме того, способ прост и быстр в выполнении и не влияет на вес усиливаемой конструкции.

Усиление конструкций с наклейкой лент или холстовНаклейка композитных лент

Суть метода состоит в наклейке на поверхность усиливаемой конструкции композитных лент или
холстов с применением специальных эпоксидных составов.

 

Актуальность проблемы усиления железобетонных конструкций обусловлена необходимостью решения следующих задач:

  • обеспечения надежности строительных конструкций зданий и сооружений из-за процессов старения конструктивных материалов и развития дефектов арматуры и бетона
  • исправления ошибок строительства и проектирования
  • повышения долговечности строительных сооружений
  • учета влияния различных агрессивных сред, не выполненного на стадии проектирования
  • стойкости к сверхнормативным нагрузкам, к примеру, при установке тяжелого оборудования либо дополнительных машин в промышленных помещениях
  • Наклейка композитных лент на поверхность
  • повышения несущей способности элементов сооружений, связанного с изменением норм проектирования либо изменения изначального функционального назначения сооружений/изменения их статической схемы;  типичный пример – возведенные в 60-х и 70-х годах мосты, которые были запроектированы на более низкие нагрузки и построены из низкокачественного бетона
  • преодоления последствий пожаров, землетрясений, аварий и так далее

Используемые для усиления конструкций высокоэффективные композитные ленты состоят из углеродного волокна, представляющего материал, сформированный из атомов углерода и состоящий из тонких нитей толщиной 5-15 микрон. Сравнение различных композитных материалов показано на нижеследующем рисунке.

Сравнение различных композитных материалов

 

Сравнение метода усиления конструкций композитными материалами из углеродного волокна с методом усиления конструкций стальными полосами показано в таблице:

 

Усиление конструкций стальными панелями Усиление конструкций композитными материалами
Достоинства:  Недостатки:   Достоинства:    Недостатки: 
 сталь обладаетотносительнонизкой стоимостью

 стальные панелидостаточноуниверсальны

стальные панели

обладают достаточной

усталостной прочностью

 

 

возможна коррозиястальных элементов

стальные элементыобладают значительным весом

высокая трудоемкость работы, влекущая высокую стоимость рабочей силы

для выполнения работ требуются площадки больших размеров

стальные панели ограничены в размерах

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

отличная стойкость к коррозии

композитные панели имеют уникальную прочность на растяжение, на порядок выше, чем стальные, а также обладают очень высокой усталостной прочностью

простота и легкость процесса, приводящая к низкой себестоимости рабочей силы

быстрота процесса

отсутствует необходимость устройства рабочих площадок (работы могут выполняться с автоподъемника)

простое соединение композитного материала с усиливаемым элементом при помощи клея

всевозможные варианты применения – усиление бетонных, деревянных, стальных конструкций

 

относительно высокая стоимость

Работы по усилению строительной конструкции на объекте
Как видно из таблицы, единственным существенным недостатком композитных усиливающих панелей является их относительно высокая стоимость. Тем не менее, расчеты усиления конструкций стальными и композитными панелями зачастую показывают экономическую обоснованность применения именно композитных. Это объясняется тем, что для усиления конструкций может понадобиться в 10 – 30 раз меньше композитных панелей, чем стальных. Кроме того, конкурентоспособность метода усиления композитными панелями подтверждает и преимущество в скорости, а также простота устройства.

Благодаря использованию метода усиления конструкций композитными материалами на основе углеволокна становится возможным усиление стен, колонн, проемов, балок, перекрытий и так далее.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *