Госстрой СССР

Центральный научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт промышленных зданий и сооружений

ЦНИИПромэданий

КАТАЛОГ

КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ ПО УСИЛЕНИЮ И ВОССТАНОВЛЕНИЮ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

Госстрой СССР

Центральный научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт промышленных зданий и сооружений

ЦНИИПромзданий

КАТАЛОГ

КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ ПО УСИЛЕНИЮ И ВОССТАНОВЛЕНИЮ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

Главный инженер института

Начальник отдела специального и подземного строительства

Начальник сектора спецстроительства

Руководитель темы, с.н.с.

Москва, 1967 г.

- 10 -

Элементы,усиливаемые железобетонными рубанками и наращиванием,рассчитываются вместе с усилением как монолитные.При этом повреждения элементов или их дефекты учитываются снижением полученной прочности в процентном соотношении.

Элементы усилений,являющиеся для усиливаемой конструкции разгружающими системами и с нею не за-моноличиваемые,рассчитываются как самостоятельные или составные системы.При этом усилия в старой (усиливаемой) и новой (усиливающей) частях конструкции определяются по правилам строительной механики.

Элементы разгружающих систем усилений должны быть после установки надежно включены в работу, т.е. между ними и усиливаемой конструкцией должны быть введены предварительно напряженные связи,распорки, клинья, стяжки, подбетонки или другие устройства,создающие предварительное напряжение в конструкции усиления.

При усилении элементов железобетонных конструкций обоймами следует поперечное армирование конструировать замкнутым,а при усилении трехсторонними рубашками хомуты следует замыкать или соединясь на сварке со специальными анкерами (уголки,полосовая сталь).располагаемыми на четвертой необетониру-емой стороне элемента,принимая защитные мероприятия против их коррозии.

Рубашки следует устраивать на всей длине поврежденного участка железобетонного элемента с перепуском на неповрежденные части на длину не менее длины анкеровки рабочей арматуры рубашки,не менее пяти толщин ее стенок и не менее поперечного размера (ширины грани или диаметра) усиливаемого элемента или не менее 500 мм (принимается наибольшая величина из указанных).

Усиление конструкций односторонним или двухсторонним наращиванием производится путем приварки к существующей обнаженной арматуре новых,дополнительных арматурных стержней и хомутов,а затем бетонированием наращиваемой части.

Дополнительная арматура приваривается к стержням основной арматуры при помощи коротышей враз-бежку.при этом приварка к существующей арматуре,не заведенной за опору,не допускается.

При расчетах необходимо учитывать возможность повреждения стержней поджогом при сварке и поэтому сечение старой арматуры принимается ослабленным на 25%.

Необходимое количество дополнительной арматуры устанавливается расчетом усиленной конструкции по главе СНиП 2.03.01-84 с учетом указаний настоящего каталога.

Усиление металлическими обоймами рассчитывается как самостоятельная конструкция,при этом гибкость ее определяется с учетом расположения крепления к усиливаемой железобетонной конструкции.

Усиление стальными ненапряженными обоймами осуществляется с анкеровкой концов элементов усиления. Разрешается учитывать в работе на продольную сжимающую силу часть длины этих обойм (при отсутствии конструктивной заделки) и при условии установки их на раствор,подчеканиваемый или иньектируе-мый между обоймой и железобетонным элементом.В этом случае,концевые части обойм,равные по длине двойной ширине усиливаемого элемента и не менее десятикратной ширины полки уголка,рассматриваются как анкерная часть,а на остальной длине конструкция усиления включается в расчет полностью.

Железобетонные обоймы со спиральным армированием применяются в основном для усиления многогранных центрально-сжатых элементов (колонны,столбы).Расчет таких обойм производится по формуле (52) главы СНиП 2.03.01-84 как комплексных монолитных элементов при классе бетона,равном фактической прочности бетона усиливаемого элемента.Существующая арматура при наличии коррозии не учитывается.

Шаг хомутов в обоймах следует принимать равным не более 200 мм.

Около опорных частей железобетонных обойм хомуты устанавливаются с шагом,уменьшенным вдвое. Стальные обоймы должны иметь опорные башмаки из уголков и швеллеров,подчеканиваемые жестким раствором.

- 11

Усиление балок металлическими поддерживающими конструкциями могут быть выполнены по различным схемам:

-    дополнительными балками,расположенными под или поверх усиливаемой конструкции;

-    подкосными системами (порталами) при одновременном разгружении подкосами колонн;

-    шпренгелями,двухконсольными подгруженными балками или кронштейнами,уменьшающими пролет балок и не вызывающими в них продольных сил (как это происходит в шпренгеле);

-    подвесками к вышерасположенным конструкциям,дополнительными стойками,фермами.

Выбор схемы и конструкции усиления зависит от наличия материалов,свободных габаритов,расположения конструкций,могущих служить опорой элементов усиления,характера и степени повреждения усиливаемой конструкции и требования к ней после усиления.

При усилении балок шпренгелем сечения балки проверяются с учетом продольной силы,действующей в балке,как в ригеле шпренгельной системы,т.е. как сечения внецентренно-сжатых элементов.Полученная после усиления шпренгельная система проверяется на действие несимметричной нагрузки,если такая имеет место.

При усилении опорных участков в балке рекомендуется применять замкнутые конструкции усиления обоймы.Применение на опорах трехсторонних рубашек может быть допущено только в случае усиления такой рубашкой по всей длине балки.Усиление опорок участков стальными конструкциями осуществляется при помощи наружных хомутов или других элементов.

Зазоры между металлическими элементами усилений и бетоном усиливаемой конструкции должны подчеркиваться жестким цементным раствором.

При усилении обоймами,рубашками и набетонками поверхность усиливаемой конструкции подготавливается путем насечки бетона в месте контакта старого и нового бетона,а также обработкой их металлическими щетками и в некоторых случаях скалыванием эащитного слоя.Перед бетонированием (за 1-1,5 часа) поверхность контакта промывается водой под давдением,при этом на увлажненной поверхности старого бетона не должно быть открытых лужиц воды.Новый бетон укладывается с обязательным вибрированием.

При проектировании усиления колонн предварительно-напряженными распорками и наращиванием могут встретиться три характерных случая:

-    усиление центрально загруженных колонн;

-    усиление внецентренно-сжатых колонн с малыми эксцентриситетами:

а)    когда х>0,55 fio (или ориентировочно при ^0,3 А>) при усилении металлическими распорками;

б)    когда о^>0,5 (Я- х) (или ориентировочно &< 0,3 ho) при усилении наращиванием.

-    усиление внецентренно-сжатых колонн с большими эксцентриситетами:

а)    когда х^ 0,55 (или ориентировочно при &>0,3 &>) при усилении металлическими распорками;

б)    когда 0,5 (/Т- х) (или ориентировочно & > 0,3 при усилении наращиванием.

Усиление той или иной конструкции здания при увеличении нагрузки требует проверки расчетом

связанных с ней элементов и часто влечет за собой усиление их.Например,усиление плиты перекрытия влечет за собой необходимость усиления второстепенных и соответственно главных балок,колонн (служащих опорами под эти балки)фундаментов и т.д.

- 12 -

4. ОСНОВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ УСИЛЕНИЯ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ СУЩЕСТВУЮЩИХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ И ТРЕБОВАНИЯ К НИМ.

Для усиления и восстановления железобетонных конструкций должны применяться бетоны не ниже класса В 20.арматура класса A I.A II,А III круглая и периодического профиля по ГОСТ 5781-82, а также фасонный прокат из стали класса ВСт З.ВСтпс и ВСт Зкп подгруппы "В” ГОСТ 380-71 и ТУ I4-I-3023-80.

Для восстановления прежней монолитности железобетонных конструкций рекомендуется

применять следующие бетоны:

-    быстротвердеющий бетон на минеральном цементном вянущем;

-    быстротвердеющий полимерцементный бетон;

-    быстротвердеющий полимербетон.

Для обеспечения надежного и качественного восстановления железобетонных конструкций,а также быстрого ввода их в эксплуатацию,ремонтные материалы в первую очередь должны удовлетворять следующим требованиям:

-    обладать высокой адгезионной и когезионной прочностью,превышающей аналогичные показатели для бетонов;

-    обладать быстрым набором прочности;

-    иметь низкую ползучесть и усадку;

-    быть устойчивым,в случае необходимости,к воздействию химических реагентов,воды и атмосферных условий.

Вышеназванные бетоны и растворы применяются для устранения следующих повреждений,возникающих в железобетонных конструкциях:

-    трещин в бетоне;

-    сколов бетона с обнажением или без обнажения арматуры;

-    участков слабого бетона;

-    обнажений арматуры;

-    выщелачивания бетонов с образованием в нем каверн и пустот;

-    повреждения поверхности бетона с обнажением или без обнажения арматуры.

ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛАМ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЫСТРОТВЕРДЕХЩХ РЕМОНТНЫХ СОСТАВОВ

Портландцемент (ГОСТ 10178-62) для приготовления быстротвердеющих составов должен иметь удельную поверхность свыше 5000 см^/г (по прибору ПСХ-2).При отсутствии надлежащего цемента можно домалывать его на месте.

Гипсоглиноземистый цемент,отвечающий требованиям ГОСТ 11052-64.

Глиноземистый цемент (ГОСТ 969-77    )    или напрягающий цемент ( ТУ 21-20-18-80 ).

Фуриловый спирт,выпускаемый Ферганским и Краснодарским гидролизными заводами,должен удовлетворять требованиям ТУ 89-257-62.Технический фуриловый спирт представляет собой жидкость светло-желтого цвета с объемной массой 1,12 - 1,34 г/см^,которая полностью растворяется в воде.Содержание фурфурола в спирте 1-го сорта до 1%,2-го сорта-до 3%.

Поливинилацетатная эмульсия ( ГОСТ 18992-73    ).

Водорастворимые эпоксидные смолы ДЭГ и ТЭГ (ди- и триэтиленгликолевые) имеют молекулярный вес 240-260 и 300-320,содержат эпоксидных групп соответственно 26-29 и 21-24%,гидроксильных 4-4 и 6-7%. Жизнеспособность смол при введении в качестве отвердителя полиэтиленполиамина 2,5-4,0 часа.Смолы должны удовлетворять требованиям МРТУ 6-05-1223-69.

- 13 -

Фурфурол ацетоновый мономер ФА и ФАМ (ТУ 6-05-1678-73) выцускается Ферганским заводом фурановых соединений.

Метилметакрилат (ГОСТ 16505-70).

Эпоксидные диановые смолы ЭД-5 и АД-6 (ГОСТ 10587-63);алкилрезорциновал эпоксидная смола ЭИС-1 (ТУ 38-I09-I-7I) Ьыцускаются сланцеперерабатывающим комбийатом "Кохтла-Ярве” (Эстонская ССР,город Кохтла-Ярве).

Олигоэфиракрилаты ТГМ-3 ( ту 6-16-2010-76)»*^“^ (ТУ 6 - 01 - 450-76),7-1 (ТУ 6-01-948-74    )

выпускаются Дзержинским заводом "Оргстекло".

Связующие инденкумароноакрилатные ИКАС-3 (РСТ 56-70 Лит.ССР) и ЛКС-I (РСТ-70 Лит.ССР) изготовляются фирмой "Литбытхим".

Солянокислый анилин (ГОСТ 5822-51) применяется для интенсификации процесса полимеризации фури-лового спирта.

Хлористый кальций (ГОСТ 450-53) применяется для ускорения твердения цемента.

Полиэтиленполиамин (ТУ 6-02-594-70).Применяется в качестве отвердителя эпоксидных смол.

Окситерпеновый растворитель (СТУ I2-I10-62) применяется в качестве реакционноспособного разбавителя эпоксидных смол.

Дибутилфдалат (ГОСТ 8728-65) служит пластификатором эпоксидных смол.

Толуол (ГОСТ 4809-65) используется в качестве растворителя эпоксидных смол.

Гидроперекись изопропилбензола (гипериз МРТУ 6-0521075-67) применяется как инициатор твердения смол ИКАС-3 и ЛКС-1.

Нафтенат кобальта (МРТУ 38-2-5-66) служит ускорителем твердения смол ИКАС-3 и ЛКС-1.

Бензосульфокислота (ТУ МХП-307-54) применяется в качестве отвердителя фурфуролацетонового мономера.

Низкомолекулярный парафин (ГОСТ 16960-71) - пластификатор,понизитель летучести метилметакрилата.

Стабилизатор АБС или эмульсионный полистирол (ГОСТ 20282-74) - регуляторы скорости полимеризации метилметакрилата.

Перекись бензсила (ГОСТ 14888-78) - инициатор твердения метилметакрилата.

Диметилажлин (ГОСТ 2168-58) применяется как ускоритель полимеризации метилметакрилата.

Каменноугольный деготь (ГОСТ 4641-49) марок Д-3,Д-4 и Д-5 применяется в качестве модификатора эпоксидных смол.

Заполнители для приготовления ремонтных составов применяются в соответствии с ГОСТ 10268-70 и ГОС? НКТП 3055 на песок кварцевый.Максимальная крупность заполнителя зависит от размеров подлежащего устранению повреждения.Она должна быть не более 1/4 глубины дефекта и не более 20 мм.

В качестве тонкомолотых наполнителей для химстойких бетонов и растворов применяются андезитовая или диабазовая мука (ВТУ МПСМ-26-У11-54),молотый кварцевый песок (ОСТ НК ТП ) и др.

- 15 -

СОСТАВЫ БЕТОНОВ И РАСТВОРОВ,ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ УСИЛЕНИЯ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Быстротвердеющие цементные бетоны и растворы с добавками сульфитно-спиртовой барды,триэтаноламина получаются на основе портландцемента марки 400,глиноземистого и гипсоглиноземистого цемента.

Расход материалов,необходимых для приготовления I м^ быстротвердеющего бетона,приведен в табли це I .

Таблица I

Составы цементных быстротвердеющих бетонов и растворов /37,				3^
Наименование материалов	*	Расход	в кг на I м^
	•	составы
		I	2	3	4
I	:	2	3	4	5
Портландцемент М400-700		387	301	258	200
Глиноземистый цемент		43	129	172	200
Гипсоглиноземистый цемент		-	-	-	200
Вода		161	161	161	250
Асбест		-	-	-	70
Песок кварцевый		530	530	530	1200
Щебень фракции 3-10		1290	1290	1280	-
ССБ + ТЭА		0,086	0,086	0,086	-
Хлористый кальций (безводный)		-	-	-	6
Быстротвердеющие цементно-полимерные бетоны		и растворы с добавками солянокислого			анилина и

хлористого кальция получаются на основе гипсоглиноземистого цемента.Классы быстротвердеющего бетона по прочности устанавливаются 300,400,500 и раствора 200,300,400 в зависимости от количества вводимых добавок.

Расход материалов для приготовления I бетона (раствора) в кг приведен в таблице 2.

- 16 -

I		2		3	: 4
Аэросил	-	-	-	12	-
Хлористый кальций	6,0	6,0	6,0	6,0	6,0

Полимерные составы в виде клеев и бетонов на основе термопластичных инденкумароноакрилатных связующих ИКАС-3 и ЛКС-1 приведены в таблице 3,а усредненные нормы расхода материалов для их приготовления - в таблице 4.

Состав № I предназначается для заделки трещин раскрытием до 0,5 мм или для грунтовки поверхности бетона,подготовленной для ремонта.В последнем случае смола ЛКС-1 может быть заменена смолой ИКАС-3.

Состав № 2 рекомендуется для инъектирования трещин раскрытием более 0,5 мм или более 0,1 мм.

Таблица 3

Рекомендуемые составы полимерных клеев и полимербетонов на основе связующих ИКАС-3 и ЛКС-1 /25 /

Наименование компонентов Количество_составляюдих,масс.%_

№ I : № 2 : № 3 № 4 : № 5 : № 6 : № 7 I 2 : 3 : 4 5 : 6 : 7 : 8 Смола: ИКАС-3 27,78- 18,18- 12,5- 9,43- 12,5- 23,98 14,6 11,7 8,62 10,99 или или или или или ЛКС 90,92 62,50- 27,78- 18,18- 12,5- 9,43- 12,5- 32,26 23,98 14,6 11,7 8,62 10,99 Нафтенат кобальта 4,54 3,13-1,61 1,39-1,20 0,91-0,73 0,63- 0,47- 0,63- 0,56 0,43 0,55 Гипериз 4,54 3,13-1,61 1,39-1,20 0,91-0,73 0,43- 0,47- 0,63- 0,56 0,43 0,55 Наполнитель - 31,24- 69,44- 7,27- 17,50- 13,21- 17,50- 64,54 71,94 14,6 22,35 15,95 25,27 Заполнитель с размером частиц дс . 1,25 мм - - - 72,73- - - - 69,34 « тт ------до 5,00 мм - - - 68,7- 76,42- - 65,36 74,57 ________||____ ------ДО 10,00 мм - - - - - - 68,74- 62,64 Тиксотропная добавка - - 0-1,68 - - - -

Состав № 3 применяется для герметизации трещин или для покрытия повреждений бетона глубиной до 5 мм.Для того,чтобы состав не стекал с вертикальной поверхности и сохранил требуещую вязкость,в него вводится,кроме наполнителя,добавка (асбестовая мука,сажа,аэросил и др.) в количестве 0,8-1,756.

Составы № 4-7 рассчитаны для ремонта повреждений бетона глубиной более 5 мм.При этом наибольший размер зерен заполнителя не должен превышать 1/3 наименьшего размера поврежденного участка конструкции.

Таблица 4

Усредненные нормы расхода полимерных клеев и полимербетонов на основе связующих ИКАС-3 и ЛКС-1 /28/

Наименование

материалов

_Количество материалов_в_кг для приготовления I кг_клея состава I М^_полимербетона_состава_

* I » 2 : » 3 » 4 : * 5 : Л> 6 : Л» 7 I : 2 3 4 5 : 6 i - -7- - - 8 Смола ИКАС-3 0,91 0,625-0,323 0,277-0,244 345-291 262-245 215-220 262-245 или или или или или или ЛКС 0,625-0,323 0,277-0,244 345-291 262-245 215-200 262-245 Ускоритель НК 0,045 0,031-0,016 0,014-0,012 17-14,5 13-12,5 11-10 13-12,5 Гипериз 0,045 0,031-0,016 0,014-0,012 17-14,5 13-12,5 11-10 13-12,5 Наполнитель - 0,313-0,645 0,695-0,732 135-270 370-490 300-340 370-450 Заполнитель - - - 1350-1340 1442-1430 1743-1760 1440-1480 Итого: 1.0 I,0-1,0 I,0-1,0 1864-1930 2100-2190 2280-2320 2100-2200 Объемная масса в т/м3 1,12 1,38-1,83 1,85-1,98 1,86-1,93 2,10-2,19 2,28-2,32 2,10-2,20

Полимерные клеи и полимербетоны на основе метилметакрилата (ММА ^модифицированные олигоэфиракри-латами (ОЭА).приведены в таблице 5.

Составы на основе ММА с добавкой ОЭА характеризуются высокой скоростью твердения при нормальной температуре.Полимерные клеи могут в течение 24 часов набирать прочность при сжатии порядка 700-000 кг/см^,а полимербетоны - 900-1000 кг/см³.

Полимербетоны на основе ММА,модифицированные ОЭА,имеют высокие физико-механические свойства.Они обладают высокой химической стойкостью и способностью твердеть на мокрой поверхности цементного бетона и под водой.

Таблица 5

Рекомендуемые составы полимерных клеев и полимербетонов на основе ММА с добавкой ОЭА / 36 /

- 19 -

I    :    2    :    3    :    4    :    5    :    б    :    7    8

ЭД-6    50,00 или ЭИС-1    50,00 35,00 Полиэфир МГФ-9 Деготь Окситерпеновый растворитель 10,00 5,00 Пластификатор (фуриловый спирт или диоутилфталат) Полиэтиленполиамин Наполнитель Песок Щебень Растворитель (толуол)

16.66    29,58 или 16.66 8,87 11,66 2,68 2,34 1,67    2,38    3,22 59,17    67,22 66,67

9,0    7,0    9,52 или 9,52 6,66 2,3    1,3    1,9 1,1    1,1    0,95 28,0    12,0 60,0    37,0    33,33 34,0    47,64 2,6 1,6

---

Стр.

ВВЕДЕНИЕ................................... 5

I.УСИЛЕНИЕ И ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ............. 7

Основные положения по усилению конструкций ..................

Оценка несущей способности железобетонных конструкций ............

Основные положения по расчету и конструированию усилений ...........

Основные материалы для усиления и восстановления существующих

железобетонных конструкций и требования к ним ................

Требования к материалам для приготовления быстротвердеющих

еемонтных составов ..................... -    ........

оставы бетонов и растворов,предназначенных для усиления и

восстановления строительных конструкций ...................

Усиление ребристых плит покрытия наращиванием ................

Усиление ребристых плит покрытия при повреждении ребер ............

Усиление сборной железобетонной плиты покрытия металлической

балкой с подклинкой ..............................

Усиление плит покрытия с помощью листов из волнистой стали...........

Восстановление опирания ребристых плит покрытия на опоры ...........

Усиление продольных ребер плит покрытия ....................

Усиление сборных балок покрытия наращиванием сверху .............

Усиление стропильных балок наращиванием снизу ................

Усиление балок покрытия обоймой и дополнительными хомутами ..........

Усиление сжатой зоны стропильной балки обоймами ................

Усиление железобетонной балки покрытия с помощью листов из фибробетона .....

Усиление сборной балки покрытия шарнирно-стержневой цепью ...........

Усиление сборной балки покрытия шпренгелем ...................

Усиление железобетонной балки покрытия с помощью двухветьевой

шпренгельной затяжки (а.с.СССР Ж 922257) ....................

Усиление стропильных балок подпружными системами ................

Усиление опорных участков балок покрытия хомутами ...............

Усиление балок покрытия двухконсольной балочной системой ...........

Усиление верхнего пояса фермы ........................ .

Усиление нижнего пояса фермы ..........................

Усиление стойки фермы .............................

Усиление раскоса и стойки фермы ........................

Усиление ребер сборных плит перекрытия с помощью дополнительной арматуры . . . .

Усиление сборных плит перекрытия при помощи наклонных хомутов .........

Усиление приопорных участков многопустотных плит перекрытий ..........

Усиление сборной многопустотной плиты перекрытия замоноличиванием

каналов пустот .................................

Усиление сборной железобетонной плиты перекрытия с помощью изогнутого вниз

стального листа (патент Японии Ж 56-54428)..................

Восстановление ригеля перекрытия созданием обратного конструктивного выгиба

с помощью домкрата (а.с. 1352023)    . . .................

Восстановление ригел^пе^е^срытия созданием обратного конструктивного выгиба

Восстановление железобетонной балки путем подвешивания ее к металлической

балке ......................................

Восстановление плит перекрытия,получивших пробоины,с применением стали и

бетона .....................................

Восстановление безбалочного перекрытия,получившего пробоину неличиной более

I метра,деревянным щитом,не выступающим над полом ...............

Восстановление плит перекрытий,получивших пробоину величиной менее I метре,

деревянным щитом,выступающим над полом .....................

Восстановление плит перекрытий,получивших пробоину менее I метра,деревянным

щитом,не выступающим над полом .........................

Восстановление монолитных перекрытий,получивших пробоину величиной более

I метра,деревянным щитом,не выступающим над полом ...............

Усиление монолитных плит перекрытия односторонним наращиванием .........

Усиление железобетонной балки монолитного перекрытия наращиванием с

помощью хомутов ................................

Усиление монолитной плиты перекрытия наращиванием с устройством

железобетонных шпонок ..............................

Восстановление железобетонных балок монолитного перекрытия при отколе .....

Восстановление железобетонной балки монолитного перекрытия местными

обоймами ....................................

Восстановление сильно разрушенной железобетонной балки перекрытия .......

Восстановление железобетонных балок монолитного перекрытия при помощи

подвешенных металлических и деревянных балок ....... ...........

Усиление железобетонной плиты с помощью закрепленных сверху металлических

полос (патент Японии Ж 52-42950) ........................

Усиление железобетонной плиты монолитного перекрытия металлическими полосами,

закрепленными с двух сторон (патент Японии Ж 57-10261) .............

Усиление и восстановление плит перекрытия металлическим профильным

листом (патент Японии Ж 54-29085) .......................

Усиление балки перекрытия треугольной фермой с прокладкой ...........

- 3 -

Усиление железобетонной балки перекрытия металлической балкой,опертой на столики . . . 109 Усиление железобетонной балки монолитного перекрытия преднапряженной

металлической балкой ................................. III

Усиление балки монолитного железобетонного перекрытия преднапряженными

прямыми затяжками..................................ИЗ

Усиление железобетонной балки перекрытия пщренгелем ................. 115

Усиление балки перекрытия шпренгельной затяжкой ................... 117

Усиление железобетонной балки монолитного перекрытия дополнительной

предварительно-напряженной комбинированной затяжкой . ................ 119

Усиление железобетонной балки перекрытия преднапряженной арматурой .......... 121

Усиление балки перекрытия дополнительной жесткой опорой ............... 123

Усиление рамы дополнительными связями ........................ 125

Усиление железобетонной балки с помощью подведенной металлической стойки ....... 127

Усиление балки перекрытия жесткими опорами ...................... 129

Усиление деформационных швов коротких консолей балок перекрытий металлическими

подвесными балками .................................. 131

Усиление длинных консолей балок перекрытий тяжами .................. 133

Усиление балок перекрытия на восприятие поперечных сил    ................ 135

Усиление верхней зоны подкрановой балки ....................... 137

Усиление подкрановых балок на восприятие поперечных сил ............... 139

Усиление креплений подкрановой балки к колонне .................... 141

Усиление подкрановой балки с помощью стальных консолей    и обойм ............ 143

Усиление подкрановой балки и ее опирания на колонны ..................145

Восстановление железобетонных колонн местными обоймами ................ 147

Восстановление железобетонных колонн сплошными обоймами ............... 149

Восстановление железобетонных колонн,имеющих остаточное отклонение,сплошными

обоймами.......................................151

Восстановление сильно поврежденных железобетонных колонн обоймами .......... 153

Усиление железобетонных колонн набетонкой ...................... 155

Восстановление железобетонных колонн сплошными металлическими корсетами ....... 157

Усиление железобетонной колонны металлическими стойками ............... 159

Усиление железобетонных колонн деревянными стойками ................. 161

Усиление железобетонной колонны стальными листами полукруглой формы

(патент Японии № 53-43259) .............................. 163

Усиление железобетонных колонн стальными профилями (патент Японии № 53-42986) ....    165

Усиление железобетонной колонны с помощью металлических ободов и проволочной сетки (патент Японии № 57-8263)...............................167

.169

.171

173

175

.177

.179

.181

183

.185

187

Общая часть ....................................

Усиление подведением новых конструкций и элементов ................

Усиление постановкой дополнительных связей,ребер,диафрагм и распорок .......

Усиление соединений элементов ...........................

Увеличение сечений элементов ...........................

Усиление изменением конструктивной схемы .....................

Усиление увеличением пространственной жесткости ..................

Конструктивные решения по защите металлоконструкций от воздействия огня ......

Усиление верхнего пояса металлической фермы ....................

Усиление нижнего пояса металлической фермы ....................

Усиление раскосов и стоек металлической фермы ...................

Усиление деформированного элемента верхнего пояса фермы шпренгелями ........

Усиление фермы устройством несущей конструкции фонаря ...............

Усиление фермы покрытия шарнирно-стержневой цепью .................

Усиление металлических вспомогательных балок и прогонов ..............

Усиление металлических главных балок перекрытий постановкой ребер жесткости ....

Усиление металлических главных балок перекрытий накладными полосами ........

Усиление металлических главных балок,получивших сильные повреждения ........

Усиление металлических главных салок,получивших среднюю степень повреждения . . . .

Усиление балок перекрытия подкосами ........................

Усиление решетчатых прогонов перекрытий металлическими стойками ..........

Усиление балок перекрытий путем устройства металлических ферм ....... .    .    .    .

Усиление центрально-сжатых колонн сквозного сечения способом

увеличения сечения ................................

Усиление центрально-сжатых колонн сплошного сечения способом увеличения сечения . .

Усиление внецентренно-сжатых колонн способом увеличения сечения ..........

Усиление колонн с помощью металлических профилей .................

Усиление колонн с помощью металлических профилей и труб ..............

Усиление деформированных металлических колонн бетонированием и

дополнительными стойками .............................

III. УСИЛЕНИЕ И ВОССТАНОВЛЕНИЕ КАМЕННЫХ И АРМОКАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ.............233

Общая часть......................................235

Виды повреждений каменных конструкций и способы их устранения ............. 235

Оценка несущей способности каменных конструкций....................235

- 4 -

Временное крепление отклонившейся стены с помощью подкосов .......

Усиление торцевой кирпичной стены ....................

Создание поперечной связи отклонившихся стен ..............

Временное крепление отклонившейся стены .................

Крепление стен с помощью системы тяжей ..................

Крепление стен одноэтажных зданий металлическими тяжами ........

Крепление выпучившейся стены металлическими тяжами ...........

Крепление стен многоэтажных зданий металлическими тяжами ........

Усиление стен накладными поясами ....................

Усиление стен железобетонными балочными поясами (а.с.СССР № 918408) . . .

Усиление стен армированной растворной обоймой ..............

Крепление стены при пробоине .......................

Усиление простенков железобетонными и металлическими сердечниками . . . . Усиление поврежденных простенков металлическими обоймами и бандажами . .

Усиление простенков металлическими и железобетонными обоймами ......

Усиление клинчатых и арочных перемычек металлическими профилями .....

Усиление столбов обоймами ........................

Восстановление поврежденных кирпичных столбов с помощью стоек ......

Усиление стальными тяжами пересечения стен,ослабленного трещиной или швом

1У. УСИЛЕНИЕ И ВОССТАНОВЛЕНИЕ ФУНДАМЕНТОВ

Общая часть .....................................

Усиление бутобетонных фундаментов путем укрепления или перекладки .........

Усиление ленточных фундаментов путем расширения подошвы ..............

Усиление фундаментов отдельно стоящих опор расширением подошвы ..........

Усиление фундамента стаканного типа железобетонной рубашкой с частичным

усилением колонны .................................

Усиление фундамента стаканного типа наращиванием .................

Усиление ленточных фундаментов при помощи свайно-рамной конструкции ........

Усиление ленточных фундаментов с помощью свайно-рамной конструкции и монолитного

железобетонного пояса ...............................

Усиление фундамента с помощью свай,поперечных балок и железобетонных поясов . . . .

Усиление фундамента подводкой новых частей ....................

Усиление ленточных фундаментов с помощью приливов при внецентренном

нагружении и сильно развитом фундаменте ......................

Усиление фундамента обжатием бетона усиления и грунта основания

(а.с.СССР ^ 628233) .................................

Усиление фундамента методом задавливания    ............

Усиление узла крепления фундамента с колонной ...................

У. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА УСИЛЕНИЙ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

A. Расчет усилений железобетонных конструкций ....................

Пример расчета усиления железобетонных балок обоймами ..............

Расчет оалок предварительно-напряженными шпренгелями ...............

Пример расчета усиления балки предварительно-напряженными шпренгелями ......

Расчет колонн,усиливаемых железобетонными обоймами и наращиванием ........

Б.Расчет усиления стальных конструкций .......................

Расчет усиления стропильных ферм .........................

Пример расчета усиления сжатого элемента фермы (верхнего пояса,раскоса,стойки) . . Пример расчета усиления вспомогательных балок способом увеличения сечения .... Пример расчета усиления одноветьевой центрально-сжатой стойки двутаврового сечения .....................................

B. Расчет усиления каменных конструкций .......................

Пример расчета усиления центрально-нагруженной кирпичной колонны ........

Пример расчета усиления центрально-нагруженной кирпичной колонны

железобетонной обоймой .............................

Пример расчета усиления кирпичного простенка стальной обоймой ..........

Г.Расчет усиления фундаментов ...........................

Расчет усиления ленточных фундаментов ......................

Расчет фундаментов под отдельно стоящие опоры ..................

У1. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ РАБОТ ПО УСИЛЕНИЮ И ВОССТАНОВЛЕНИЮ

СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ.............................

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

- 5 -

ВВЕДЕНИЕ

Настоящий каталог разработан в соответствии с Планом изучения и обобщения отечественного и зарубежного опыта проектирования и строительства Госстроя СССР на 1984-1985 гг.

Каталог содержит каталожные карты типовых конструктивных решений и рекомендаций по усилению и восстановлению железобетонных, стальных, каменных, армокаменных конструкций и фундаментов промышленных зданий.

Каталог состоит из шести разделов.

. Конструктивные решения по усилению и восстановлению железобетонных конструкций.

. Конструктивные решения по усилению и восстановлению стальных конструкций.

. Конструктивные решения по усилению и восстановлению каменных и армокаменных конструкций.

. Конструктивные решения по усилению и восстановлению фундаментов.

. Примеры расчета усилений строительных конструкций.

. Техника безопасности при проведении работ по усилению и восстановлению строительных конструкций.

Материалы каталога предназначены для использования их инженерно-техническими работниками проектных, производственных, ремонтно-строительных организаций министерств и ведомств в качестве практического пособия при решении вопросов усиления и восстановления строительных конструкций, разрушенных промышленных объектов,а также при капитальном ремонте и реконструкции этих объектов в условиях действующего производства.

Каталог разработан с использованием отечественной технической,патентной иностранной литературы по вопросам усиления и восстановления строительных конструкций промышленных зданий,разработок научно-исследовательских и проектных организаций (ЦНИИПромзданий,НИИЖБ,ЛИСИ.Донецкого Яромстрой-ниипроект,Волгоградского ЛКТИ ремонтного производства).

Работа выполнена отделом специального и подземного строительства ЦНИИпромзданий Госстроя СССР.

В составлении каталога принимали участие к.т.н. Сысоев О.М., начальник сектора спецстроитель-ства Макулин И.С., к.т.н. Коробков В.А., инж.- Васина Г.А., Васильева Л.Н., Федорук И.А., Мельникова Н.В., Смирнова Т.Н., ст. техник Белова И.Ю.

Каталог рассмотрен и одобрен на совещании в Госстрое СССР от 27.01.87г.

Примечание:

В правом верхнем углу каталожного листа, содержащего конструктивное решение по усилению или восстановлению конструкции, приведен источник технической информации с указанием соответствующей страницы.

I.

Ус ИЛЕНИЕ И

ВОССТАНОВЛЕНИЕ

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ

КОНСТРУКЦИЙ

- 8 -

I. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО УСИЛЕНИЮ КОНСТРУКЦИЙ.

Необходимость усиления и восстановления отдельных несущих и ограждающих конструкций вызывается воздействием следующих факторов:

-    эксплуатационный износ - потеря несущей способности от воздействия эксплуатационных нагрузок;

-    изменение эксплуатационного режимаувеличение нагрузки вследствие изменения технологических процессов,перестройка помещений или надстройка зданий;

-    приспособление общественных и быстровозводимых зданий под производственные цели;

-    приобретенные конструктивные дефекты,возникшие в результате неправильной эксплуатации конструкций и динамических воздействий внешних факторов;

-    случайные повреждения - выход из строя отдельных конструктивных элементов при демонтаже, транспортировке и установки технологического оборудования.

В зависимости от сочетания причин усиления,а также типа конструкций«характера и степени их повреждения рекомендуются определенные способы усиления.

Одни способы направлены на повышение несущей способности усиливаемого элемента без изменения его напряженного состояния и конструктивной схемы,другие - с изменением его напряженного состояния и конструктивной схемы (введение дополнительных упругих или жестких опор в пролете усиливаемой конструкции).

Существуют способы усиления конструкциями,которые полностью или частично воспринимают дополнительные нагрузки,возникающие в элементах,и передают их на элементы или конструкции сооружения,обладающие достаточной несущей способностью.Эти элементы усиления,различные по конструкциям,могут быть выполнены железобетонными или металлическими.

В настоящем каталоге содержатся усиления следующих железобетонных конструкций:

-    усиление    и    восстановление    плит и балок    покрытия;

-    усиление    и    восстановление    плит и балок    перекрытия;

-    усиление    и    восстановление    подкрановых балок;

-    усиление    и    восстановление    колонн.

2. ОЦЕНКА НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ.

Перед выбором способа усиления производится оценка состояния несущей способности существующих железобетонных конструкций с целью:

-    определения возможности и необходимости восстановления или усиления поврежденной конструкции;

-    установления степени аварийности существующей конструкции и возможности дальнейшего использования ее при усилении или необходимости замены;

-    определения необходимости усиления существующей конструкции при возрастающей дополнительной нагрузке.

Во всех случаях оценка состояния конструкций дается в результате:

-    обследования конструкций;

-    поверочного расчета конструкций;

-    испытаний (в случае необходимости) конструкций (определение марки бетона,арматуры).

Обследование рекомендуется проводить в соответствии с "Методическими указаниями по натурным

обследованиям промышленных зданий,получивших разрушение в результате внешних воздействий".разработан-

ними ЦНИИПромзданий в 1986 году.

Данные,полученные в результате обследования,необходимы для ориентировочной оценки несущей способности обследуемой конструкции.

В связи с тем,что несущая способность конструкций может быть изменена в большую или меньщую сторону (по сравнению с запроектированной) при строительстве или эксплуатации,все вышеизложенные цункты желательно выполнять даже,если имеется вся необходимая техническая документация.Это особенно важно при возрастающей дополнительной нагрузке на обследуецую конструкцию или когда она получила недопустимые деформации или повреждения.

На основе анализа данных технической документации (рабочих чертежей,актов на скрытые работы и т.д.) и результатов обследования определяется расчетная схема и выполняется инженерный расчет несущей способности конструкции и выбор способа усиления.

3.ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ 1Ю РАСЧЕТУ И КОНСТРУИРОВАНИЮ УСИЛЕНИЙ.

Поверочные расчеты железобетонных элементов,подлежащих усилению,а также расчет и конструирование усилений из железобетона,необходимо производить в соответствии с указаниями главы СНиП 2.03.01-84 "Бетонные и железобетонные конструкции",а при выполнении их из металла - СНиП II-23-81 "Стальные конструкции".

Статические расчеты усиленных элементов конструкций при изменении их первоначальной статической схемы или напряженного состояния после усиления должны проводиться с учетом новой статической схемы или напряденного состояния элемента.

Усилия,действующие в элементах статически неопределелимых железобетонных конструкций,рекомендуется рассчитывать (с учетом пластических деформаций) и ограничивать их величиной до 30%.Схема и способ усиления балок при работе на изгиб выбирается в зависимости от соотношения между величиной относительной высоты сжатой зоны бетона ~ определяемой из соответствующих условий равновесия,и в зависимости от граничного значения относительной высоты сжатой зоны бетона (при котором предельное состояние элемента наступает одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения,равного расчетноцу сопротивлению и от наличия дефектов бетона в сжатой или количества и состояния арматуры в растянутой зоне балии.Поэтому при проектировании усиления необходимо,чтобы после усиления

балки соблюдались условия,зависящие от высоты сжатой зоны

FlpJfs ~ Fisc Л $

_х " ~rF-s

а)    при 5    - из условия

М < ftfr-S х (fio ~0.5зс) + R-sc    (fio    - d)

б)    при ^ « ^/j, -из условия

М < (i - 0.5фл) -fit-S Ао ^ф Ftj (Л -и).

При расчете преднапряженных конструкций усиления (£»6 м) необходимо учитывать следующие экспериментально установленные коэффициенты условий работы то,которые учитывают потери напряжений:

-    для преднапряженных горизонтальных затяжек усиления т© *0,85;

-    для преднапряженных шпренгельных затяжек усиления ть=0,8;

-    для преднапряженных распорок усиления пъ =0,9;

-    для преднапряженных поперечных стержней усиления на поперечине силы /%=0,9.

При наличии в сечении усиливаемой конструкции бетонов двух или нескольких классов в расчет по прочности вводится бетон наиболее низкого класса со своим расчетным сопротивлением,а бетоны более высоких классов с расчетным сопротивлением,соответствующим классу бетона,но не более,чем на одну степень выше наиболее низкого класса.