🗊Презентация Методы усилений строительных конструкций

Методы усилений строительных конструкций

Классификация методов усилений по характеру, степени и причинам износа - усиление при трещинообразовании, деформациях, взаимных смещениях эле­ментов; устранение слабых, средних, сильных повреждений; укрепление при осадках фундаментов, агрессивном воздейс­твии среды, перегрузках и пр; по отношению к объему здания - общее укрепление несущей системы здания и усиление отдельных конструктивных элементов, узлов, отдельных участков здания; по конструктивным схемам зданий - укрепление зданий каркасных и бескаркасных, одноэтажных и многоэтажных, монолитных и сборных, из мелкоштучных материалов и из крупноразмерных элементов и пр.; по конструктивным элементам здания - усиление фундамен­тов, стен, перекрытий, балок, плит, колонн и пр.; по виду напряженного состояния усиливаемого элемента – элементов, находящихся при одноосном или двухосном, плоском или пространственном напряженном состояниях; при сжатии, растяжении, изгибе, сдвиге, кручении и пр.; по характеру нагрузок и воздействий - усиление элементов, находящихся в статическом нагружении и элементов, находящихся в динамическом нагружении; по материалу усиливаемой и усиливающей конструкции: усиление металлических, бетонных, железобетонных, каменных, деревянных, полимерных конструкций (или конструкциями); по условиям эксплуатации: усиление конструкций, находящихся под воздействием агрессивных сред, низких или высоких температур, повышенной влажности, вибрации и пр.; по поставленной задаче: повышение прочности, устойчивости, жесткости, трещиностойкости и пр.

Классификация методов усилений по способам реализации Можно разделить на два блока: Укрепление несущей системы здания в целом; Усиление отдельных конструктивных элементов

Укрепление несущей системы здания в целом

Общее укрепление несущей системы зданий и сооружений может быть достигнуто укреплением грунтов оснований и усилением фундаментов; повышением жесткости надземной части здания; приспособлением здания к внешним воздействиям.

Схемы расположения пристроенных элементов жесткости (контрфорсов, балконов, эркеров)

Повышение пространственной жесткости зданий Устройством диафрагм и ядер жесткости (а-г); Поясов жесткости (д-ж); Созданием жесткого диска по покрытию и фахверку в каркасном здании (и); Рядовые ячейки элементов жесткости в каркасных зданиях

Повышение жесткости каркасных зданий устройством подкосов (а); устройством жестких узлов (б); пристройкой здания (в); увеличением жесткости колонны (г); устройством оттяжек (д,е); устройством промежуточных опор в колоннах (ж,и)

Схемы работы и приспособление зданий к осадочным деформациям - выключением лишних связей (а); - делением на отдельные блоки (б).

Усиление отдельных конструктивных элементов

На практике применяются три основных метода: а) увеличение сечения путем устройства дополнительных элементов, повышающих расчетные характеристики сечения; б) изменение конструктивной схемы путем устройства дополнительных элементов, перераспределяющих силовые потоки на другие, менее нагруженные элементы несущей системы здания; в) регулирование напряжений или усилий - путем устройства дополнительных напрягающих элементов и устройств, позволяющих значительно изменить напряженно-деформированное состояние усиливаемых конструкций.

Усиление увеличением сечения: Требования к усилению увеличением сечения: Обеспечивать надежную совместную работу усиливающего и усиливаемого элементов Назначать места обрыва усиливающих элементов в участках упругой работы материала усиливаемых элементов, избегать резких концентраторов напряжений; Располагать усиливающий элемент по сечению усиливаемого элемента предусматривая максимальное использование расчетных характеристик усиленного сечения

Обеспечение плавного перехода усилий

Примеры рационального размещения усиливающих элементов: а – изгиб; б – центральное растяжение; в – внецентренное растяжение; г – центральное сжатие; д – внецентренное сжатие

Усиление изменением конструктивной схемы Требования к усилению элементов изменением конструктивной схемы: Учитывать перераспределение усилий и обеспечивать несущую способность смежных конструкций; Учитывать дополнительные усилия и напряжения при повышении статической неопределимости конструкций от температурных и др. воздействий; Обеспечивать сохранность и местную устойчивость элементов усиливаемой конструкции Предусматривать в конструктивных решениях элементов и узлов возможность компенсации несовпадения размеров существующих и новых конструкций

Схемы усиления изгибаемых элементов изменением конструктивной схемы

Схемы усиления сжатых стоек изменением конструктивной схемы

Усиление регулированием напряжений Методы создания ПН: Электротермический – нагрев электрическим током при температуре 300-350 град. С; Механический – напряжение винтовыми приспособлениями и домкратами: Стягиванием и оттягиванием с продольным усилием; Стягиванием и оттягиванием с поперечным усилием.

Методы регулирования напряжений в изгибаемых элементах

Оценка величины предварительного напряжения затяжки P = F·L / 4f

Методы регулирования напряжений в сжатых элементах

К выбору варианта усиления Предпочтение должно быть отдано варианту усиления, обеспечивающему: экономное расходование материалов, топлива, энергии, низкую стоимость; реализацию без остановки производства или с минимальными остановками для производственных зданий и без прекращения эксплуатации для жилых и гражданских зданий; минимум демонтажных работ; минимальные сроки выполнения; минимальное вмешательство в объемно-планировочное решение внутренних помещений здания; широкое применение местных и недефицитных материалов конструкций, несложную технологию выполнения; относительно легкий доступ для выполнения работ, минимум подготовительных операций; более четкую и простую расчетную схему, позволяющую достоверно оценить несущую способность усиленной конструкции.

Требования к выбранному методу усиления быть органичным, т.е. не должен вести к снижению несущей способности смежных участков здания, по возможности укреплять несущую систему здания или сооружения в целом; быть приспособленным, т.е. не нагромождать помещение дополнительными элементами, затрудняющими протекание технологи­ческих процессов, и ухудшать внешний вид помещений; учитывать конкретные условия производства работ (стесненность монтажной площадки, схему освещения и вентиляции, технологические ограничения, наличие повышенной пожаро- и взрывоопасности и т. п.); учитывать перспективы развития производства, возможность проведения реконструкций, модернизаций; допускать максимальное использование старых конструкций; обеспечивать одинаковую долговечность усиливающего и усиливаемого элементов, и по возможности различных эле­ментов здания (перекрытий, стен, фундаментов и пр.); обеспечивать надежное и плавное включение усиливающего элемента в работу усиливаемой конструкции.