Усиление конструкций без изменения их конструктивной схемы и напряженного состояния. Обоймы, рубашки, наращивание железобетона

Усиление конструкций без изменения их конструктивной схемы и напряженного состояния

Известным и довольно простым способом усиления является устройство специальных разгружающих конструкций. Они принимают на себя всю или части нагрузки, приходящейся на усиливаемый элемент, и передают ее на недогруженные эле­менты сооружения или на собственные опоры и фундаменты. Если существующие  железобетонные  конструкции   ни   в  какой части не могут быть использованы вследствие очень малой не­сущей способности, то разгружающие конструкции превраща­ются фактически в заменяющие с самостоятельными опорами и фундаментами. После возведении заменяющих конструкций (а возможно  и до этого) существующие разбирают.

Чаще встречаются случаи, когда полностью разгрузить или заменить необходимо только часть элементов. Тогда при проек­тировании можно максимально использовать существующие железобетонные конструкции, даже если возникнет потребность усилить некоторые из них. Прежде всего следует использовать имеющиеся фундаменты и колонны, так как их замена почти всегда сопряжена с большими трудностями.

Разгружающие плиты бетонируют сверху разгружаемых, которые используются в качестве опалубки. Если необходимо полностью разгрузить плиту от дополнительно устанавливаемо­го оборудования, можно под него уложить балки или плиты, опирающиеся на существующие балки перекрытия и обеспечить при этом достаточный зазор между ними и плитой. Величина зазора должна быть больше максимального прогиба разгружающих балок или плит при полном их загружении, которое достигается устройством (снизу или сверху) разгружающей балки, рассчитанной на восприятие всей нагрузки, с обеспече­нием передачи этой нагрузки непосредственно на новую балку. Если существующую балку после этого не разбирают, то нужно принять меры, чтобы она не обрушилась. Иногда необходимо лишь не допустить загружения существующей балки дополнительной нагрузкой. Тогда деформация разгружающей конструкции   от дополнительной   нагрузки  должна   быть  независимой.

Разгружающие балки могут опираться на существующие ко­лонны, для чего в них устраивают специальные металлические или железобетонные опорные столики (рис. 1), Такими же столиками может быть усилено опорное сечение существующих балок.

Частично разгружающие конструкции воспринимают только ту часть нагрузки, которую не может воспринять существую­щая и должны быть связаны с разгружаемой для обеспечения совместности деформаций.

Рисунок 1. Усиление балок с опиранием разгружающих конструкций на колонны.

1-усиливаемая балка, 2-разгружающая конструкция, 3-опорный столик, 4-обойма колонны.

При этом условии нагрузка между ними будет перераспределяться пропорционально их жесткостям. Поэтому очевидно, что для значительного разгружения частично разгружающая конструкция должна иметь жесткость примерно одного порядка с жесткостью разгружаемой. Частич­ное разгружение балки или фермы может быть выполнено установкой рядом, сверху или снизу, в зависимости от требуе­мых габаритов и удобства производства работ, разгружающих металлических или железобетонных балок и ферм, связанных по длине с существующей разгружаемой конструкцией. Связи должны быть жесткими, обеспечивающими одинаковые прогибы разгружаемой и разгружающей конструкций, которые покоятся обычно на обшей опоре (рис. 2, 3).

Усиление с помощью разгружающих и заменяющих конструкций довольно простое, но не всегда выгодно с экономической точки зрения. Замена существующие железобетонных кон­струкций оправдана только при полной потере ими несущей способности. Кроме того, разгружающие конструкции часто уменьшают габариты помещений и требуют создания перепа­дов на перекрытиях. С этим нужно считаться при выборе спо­соба усиления.

Расчет элементов полного разгружения, то есть заменяющих конструкций, ничем не отличается от обычного расчета новых конструкций на заданную нагрузку. Расчет элементов частич­ного разгружения, то есть элементов, которые на дополнитель­ную нагрузку работают совместно с разгружаемыми элементами существующих    железобетонных конструкций,    заключается в подборе сечения разгружающих конструкций таким образом, чтобы при перераспределении нагрузки ими воспринялась вся нагрузка, избыточная для существующей конструкции. Например, при усилении балки предельная нагрузка определяется обычно, исходя  из несущей способности  балки  по нормальным сечениям:

Рисунок 2. Усиление второстепенных балок разгружающей металлической балкой.

1-усиливаемая балка, 2-разгружающая металлическая балка, 3-подвески,             

4-прокладки, укладываемые плотно по месту.

По изгибающему   моменту   находят   предельную   нагрузку при заданной схеме загружения.  Если она равномерно распределена, то для однопролетной балки q_пред=8М/l².