Усиление железобетонных конструкций

с использованием пустот. Для этого сверху в зоне расположения канала

пробивают полку и уста­навливают арматурный каркас. При усилении только опорной части плиты каркасы располагаются на части ее пролета, а при необходимости усиления по нормаль­ному и наклонному сечениям — по всей длине плиты. После этого канал заполняют пластичным бетоном на мелком щебне и плиту рассчитывают с учетом дополни­тельной арматуры

1 – усиливаемая плита: 2—опора: 3 — дополнительный арматурный каркас;
4 — бетон усиления

каркас усиления
Усиление опорных частей пустотных плит при недо­статочной площади их

опирания рекомендуется осуще­ствлять по следующим схемам: для крайних опор путем установки в каналах арматурных каркасов с выносом их за торцы плит на требуе­мую длину, последующей установкой вертикальных кар­касов параллельно торцам плит, бетонированием анкерной балки и опорных участков пустот плиты.

набетонку для усиления плит, опертых по контуру, рекомендуется подвести под

плиты предварительно напряженный пространственный шпренгель, который состоит из двух взаим­но пересекающихся в одном уровне плоских шпренгелей, верхние пояса которых плотно подгоняются под нижнюю плоскость плиты, а нижние пояса предварительно на­прягаются механическим или термомеханическим спосо­бом.

1 — усиливаемая плита; 2 — элемент несущего контура; 3 — пространственные шпренгель; 4 — верхний пояс; 5—нижний пояс; 6 — промежуточ­ные стойки; 7 — центральная стоика; в —болты для подвески шпренгеля. 9 — передаточные тра­версы

обязательно приварены к существующей арматуре. С этой целью угловые стержни

арматурного каркаса оголяются на ограниченных участках длиной 6...12 см с шагом 60...120 см. К арматуре приваривают короткие арматурные стержни, диаметр которых принимают таким, чтобы они были заподлицо с наружным» гранями сечения. Затем к коротким прокладкам приваривают планки обойм, плотно прилегающие к телу бетона. Обоймы из уголков приваривают непосредственно к соединительным планкам обойм.

а — добавление стержневой арматуры; б — усиление наружной уголковой обоймы, приваренной к существующей арматуре; в — деталь приварки уголка с помощью диагональных ребер из листовой стали; 1 — сварные швы; 2 — добавочная арматура усиления; 3 — усиливаемый элемент; 4 — сколотый бетон защитного слоя угловых стержней с последующим его восстановлением; 5 — защитное покрытие из перхлорвинилового лакокрасочного материала; 6 — поперечные стержни крайних сварных каркасов; 7 — стержни — прокладки-коротыши; 8 — угловые стержни крайних сварных каркасов; 9 — соединительные планки обоймы; 10— боковые листовые прокладки; 11 — уголки обоймы; 12— пространство, заполненное цементным раствором

Усиление балок полуобоймами:

насечка;6 — монтажная арматура «рубашки»;7 — «рубашка»
Распространенным способом усиления изгибаемых железобетонных элементов

является устройство «рубашек» — незамкнутых с одной стороны обетонок. Этот способ рекомендуется при усилении балок ребристых перекрытий и т.п.

шпренгелем, к балке 1 прикрепляют стойки 2 (например, на сварке)

шпренгеля усиления 3, в полости стоек 2 (например, трубчатой формы) шпренгеля усиления 3 вводят стойки 4 (например, трубчатого поперечного сечения) временного шпренгеля, объединенные жесткой вставкой 5 с прикрепленными затяжками 6 временного шпренгеля, концевые петли 7 затяжек 6 временного шпренгеля заводят за выступы (ближние к опорам балки 1) опорных фасонок 8, затем к жесткой вставке 5 временного шпренгеля подвешивают грузы 9, а парные клиновидные ограничители 10 вводят в прорези стоек 4 временного шпренгеля и сдвигают их навстречу друг другу до фиксации положения стоек 4 временного шпренгеля (плотного расклинивания стоек 2 шпренгеля усиления 3 и стоек 4 временного шпренгеля), в отверстия 11 (например, овальной формы) стоек 2 шпренгеля усиления 3 пропускают усиливающую затяжку 12, при этом ее концевые петли 13 заводят за выступы опорных фасонок 8, снимают грузы 9, после чего раздвигают (выдергивают) парные клиновидные ограничители 10, например, с помощью крюковых захватов, и демонтируют временный шпренгель.

2 – бетонная обойма; 3 – металлическая обойма. Как правило, толщину

бетонной обоймы назначают в пределах 100 мм с установкой металлической обоймы. Такой подход, из-за значительной площади поперечного сечения бетонной обоймы и металлического обрамления обеспечивает значительный запас несущей способности усиленных колонн. 

зависит от плотности прилегания уголков к телу колонны и предварительного

напряжения поперечных планок. Для плотного прилегания уголков поверхность бетона по граням колонн тщательно выравнивается скалыванием неровностей и зачеканкой цементным раствором. Предварительное напряжение соединительных планок осуществляется термическим способом. Для этого планки приваривают одной стороной к уголкам обоймы, затем разогревают газовой горелкой до 100—120°С и в разогретом состоянии приваривают второй конец планок. Замыкание планок осуществляют симметрично от среднего по высоте колонны пояса. При остывании планок происходит обжатие поперечных сечений колонны, что приводит к повышению несущей способности.
Металлическая обойма состоит их стоек углового профиля, соединительных планок, опорных подкладок

1 — перекрытие; 2 — усиливаемая колонна; 3 — обойма;
4 — угол к и-стойки; 5 — поперечные планки; 6 — опорные планки

быть выполнена в виде спиральной обмотки из проволоки диаметром не

менее 6 мм. При этом спирали в плане должны быть круглыми и охватывать всю рабочую продольную арматуру. Расстояние между ветвями спирали должно быть не менее 40 мм и не более 100 мм, оно не должно также превышать 0,2 диаметра сечения ядра обоймы, охваченного спиралью.

1 — усиливаемая колонна; 2— обойма; 3— спиральная арматура

и с боков слоем монолитного железобетона (балка, ригель, колонна, стены,

плита перекрытия).
Усиление колонн обетонированием выполняется в последовательности:
- расчетом определяют количество и диаметр рабочей арматуры и хомутов или спиральной арматуры. Новую арматуру связывают со старой;
- устанавливают опалубку и производят бетонирование. Для лучшего сцепления старого и вновь укладываемого бетона поверхность колонны тщательно очищают, выполняют насечку и промывают водой под напором. Минимальная толщина «рубашки» должна быть достаточной для размещения арматуры и защитного слоя (50 мм), а при торкретировании — 30 мм.

1 — существующая колонна;
2 — железобетонная «рубашка»

состоят из двух уголков, соединенных между собой металлическими планками. В

верхней и нижней зонах распорок приваривают специальные планки толщиной не менее 15 мм, которые передают нагрузку на упорные уголки и имеют площадь поперечного сечения, равную сечению распорок.

а — в период монтажа; б — в напряженном состоянии; 1 — крепежный монтажный болт; 2 — натяжной монтажный болт; 3 — усиливаемая колонна; 4 — уголки распорок; 5 — упорные уголки; 6 — планка для натяжения болтов в месте перегиба; 7— планки-упоры; 8 — соединительные планки

производят путем установки металлических обойм из листового или профильного металла.

Усиление нижнего пояса осуществляют предварительно напряженными затяжками. Опорные части анкерных устройств затяжек выполняют из пластин толщиной 10...24 мм, подкрепленных ребрами. Для включения затяжек в работу ферм в них необходимо создавать предварительное напряжение порядка 15...20 МПа. Анкерные устройства должны плотно прилегать к опорным частям ферм, для чего в некоторых случаях между опорными плитами и бетоном выполняют слой цементного раствора марки 25.

1— усиливаемая ферма; 2 — затяжка из уголков;3 — торцевой упор;4 — пазуха, заполняемая бетоном;5 — хомут-упор;6 — распорный винт; 7—ребро жесткости, привариваемое после распирания затяжки;8 — Соковой лист торцевого упора

металлическими предварительно напряженными хомутами, обоймами из листовой стали или железобетона.
В

связи с тем что в процессе усиления конструкция теряет свое стабильное состояние и ее несущая способность может существенно снизиться, необходимо обеспечить надежную страховку путем устройства специальных подпорок. Подпорки устанавливают в узлах ферм или в любом месте нижнего пояса балок с обязательным раскреплением их в обоих направлениях. Для включения подпорок в работу применяют клинья или выдвижные винты.

1— усиливаемая конструкция;2 — горизонтальные тяжи;3— хомуты усиления;4 — планки-фиксаторы;5—торцевой хомут;6 — обетонированный узел

ящик; 2 – распорный элемент; 3 – стяжной болт с

фиксаторами;
4 – верхний пояс фермы; 5 – раскос фермы; 6 – стойка фермы; 7 – металлическая пластина;
8 – трещины в верхнем поясе фермы

Восстановление элементов верхнего пояса ферм при наличии повреждений в виде трещин, сколов и т.д. рекомендуется осуществлять предварительно напряженными распорками из прокатного швеллера. Процесс усиления стоит из следующих последовательно проводимых операций. На верхнем поясе фермы крепят два металлических упорных ящика, заполненных бетоном, между которыми с двух сторон устанавливают предварительно изогнутые распорные элементы из швеллеров и пластин. Упорные ящики устанавливают между стойкой и раскосом фермы.

усиливать с помощью предварительно напряженных элементов, которые устанавливают с двух

сторон в один ярус в пределах высоты фермы или ниже нижнего пояса фермы. При значительных нагрузках на ферму или при пролетах в 24 м и более предварительно напряженные элементы устанавливают в два яруса в пределах высоты фермы.

1 – анкерное устройство; 2 – цепи или тросы; 3 – металлические напрягаемые элементы;
4 – тельферные напрягающие устройства; 5 – анкерные крепления; 6 – напрягающие устройства домкратного типа; 7 – напрягающая подвеска с распорной муфтой; 8 – распорная муфта

ребрами жесткости, в которой имеются отверстия для пропуска тяжей из

круглой стали (узел А). Узел в пролете балки (узел Б) состоит из горизонтальной пластины опорного хомута и двух вертикальных пластин, которые поддерживаются монтажными хомутами. Натяжение горизонтальных тяжей осуществляют одновременно с двух противоположных сторон балок электрофицированными тарированными гайковертами либо электротермическим способом. В результате в бетоне балки создается напряжение сжатия, которое способствует закрытию имеющихся трещин в нижнем поясе и обеспечивает повышение несущей способности балки

Усиление половины нижнего пояса предварительно напряженной затяжкой:

А - опорный узел; Б - узел в пролете фермы: 1 – усиливаемая конструкция; 2 – горизонтальные тяжи; 3 – монтажная подвеска; 4 – торцовый опорный хомут; 5 – горизонтальная пластина опорного хомута; 6 – то же, вертикальные пластины