Усиление балок с нормальными трещинами

Кроме рассмотренных случаев повышения прочности перекрытия слоем армированного бетона, возможно его усиление стальными балками и фермами, частично или полностью воспринимающими полезную нагрузку.

Усиление зоны стыка плит перекрытия с ригелем при малой площадке опирания показано на рис.3.4. Принцип усиления основан на устройстве под аварийной плитой опорного столика, подвешиваемого на стальной пластине или тяжах, закрепленных в полках смежных плит. Для более надежного заанкеривания тяжей возможна также их приварка к монтажным петлям панели.

Рис. 3.4. Усиление зоны стыка плит перекрытия с ригелем:

а – столиком, подвешенным на стальной пластине;

б – то же, на стальных тяжах; в – то же, на хомутах;

1 – опорный столик (уголок); 2 – стальная пластина;

3 – ригель; 4 – швеллер; 5 – монтажный уголок;

6 – монтажный болт; 7 – ребристая панель;

8 – бетонный пол; 9 – пластина; 10 – стальной тяж;

11 – пластина опорного столика; 12 - ребро жесткости

Усиление железобетонных балок

Важным обстоятельством при выборе метода усиления является характер трещин, образующихся на боковой поверхности балок. Так, балки с чрезмерно раскрытыми нормальными трещинами усиливаются в пролете подведением упругих или жестких опор или подваркой дополнительной арматуры, а балки с наклонными трещинами - стальной обоймой или кронштейнами.

Усиление балок с нормальными трещинами

Усиление балок промежуточной упругой опорой, в качестве которой обычно используется балка (ферма), опирающаяся на самостоятельные опоры, широко применяется при усилении перекрытий производственных зданий, воспринимающих большие технологические нагрузки. Конструкция усиления представлена в табл.3.2.

Усиление производится в следующем порядке:

- устраиваются опоры под конструкцию усиления в виде отдельных стоек или консолей, привариваемых к стальной обвязке колонн;

- разгружается перекрытие в зоне усиления;

- монтируется конструкция усиления (балка или ферма);

- включается конструкция усиления в работу путем забивки стальных клиньев в распор с ригелем.

Усиление балок промежуточной опорой

№	Способ усиления.	Элементы усиления
п/п	Эскиз усиления	№ поз.	Общие сведения
	Упругой опорой (балкой)		Стальная балка 2 [ 12...27
	Стальные пластины (клинья) 8=4...10
			b=50...80 δ=4…6
	Упругой опорой (фермой)		2[75…150
	[12...18
	[10...20
	[14...18
	b=80...100 δ=8…12
	Жесткой опорой (стойкой)		Стойка
	Гнутый швеллер
	δ=8...10
	Стальная пластина (клин) δ=4...10
	Жесткой опорой (подкосами)		Подкосы 2[16...27
	Стальная пластина δ=10...12
	Гнутый швеллер δ=10...12
	Стальная пластин; δ=10...12

Наиболее простым в техническом исполнении является усиление балок подведением промежуточной жесткой опоры в виде стойки или подкосов. Однако следует учитывать, что промежуточная опора изменяет расчетную схему балки, в результате чего возникает надопорный отрицательный момент, на который проверяется существующее армирование балки.

Промежуточные опоры можно выполнять на самостоятельном фундаменте или с использованием уже существующих. Важным требованием к устройству отдельного фундамента является предварительное уплотнение грунта и его основании с целью избежания просадки. Уплотнение производится гидродомкратами таким образом, чтобы давление на грунт было не менее давления под подошвой фундамента. В табл.3.2., п.3 и 4 приведены конструкции жестких опор, широко применяемые в практике усиления. Кроме указанных, можно использовать кирпичные столбы, стальные трубы, наполненные бетоном, и другие профили.

Работы по усилению ригеля выполняются в следующем порядке:

- уплотнение грунта и устройство фундамента;

- разгрузка перекрытия в зоне усиления балки;

- установка опорной конструкции на фундамент;

- включение промежуточной опоры в работу путем подклинивания или поддомкрачивания.

Усиление балок предварительно напряженными затяжками широко используется при реконструкции зданий, при этом практически не уменьшается полезный объем помещения, и монтаж ведется без остановки производственного цикла. Затяжки делают шпренгельные, горизонтальные и комбинированные.

Основными элементами затяжек являются горизонтальные и наклонные тяжи, изготавливаемые из стержневой арматуры классов АIII, АIV диаметром 18-40 мм или прокатных профилей уголкового и швеллерного типов. Тяжи располагаются у боковых поверхностей элемента и закрепляются с помощью анкерных устройств в торце.

Балка, усиленная затяжкой, превращается из изгибаемого элемента во внецентренно сжатую комбинированную систему, напряженное состояние которой является функцией нескольких параметров, в том числе и усилия предварительного обжатия затяжкой.

При достаточном преднапряжении и надежном заанкеривании затяжки предполагается, что напряжения в ней, а также в рабочей арматуре усиливаемой балки нарастают пропорционально и достигают расчетного сопротивления одновременно.

В табл.3.5, п.1 и 2 рассмотрены варианты усиления балки шпренгельной и горизонтальной затяжками, при наличии в балке нормальных трещин.

Работа по усилению производится в следующем порядке:

- заготавливаются детали усиления: стержни, натягивающие муфты (гайки), анкерные устройства;

- максимально разгружается перекрытие в зоне усиления балки;

- монтируются элементы конструкции усиления (поз. 1-6, габл.3.5, п.1);

- производится натяжение затяжки механическим или электромеханическим способами;

- все элементы конструкции усиления окрашиваются защитными покрытиями: эмалью, перхлорвиниловым лаком и др.

Таблица 3.5

Усиление балок стержнями

№ п/п	Способы усиления. Эскиз усиления	Элементы усиления
№ поз.	Общие сведения
	Усиление шпренгелем		Ø16…36 Ø40…60 δ=10…14 Гнутый швеллер δ=10…12 δ=8…10 Напрягающая муфта
	Усиление затяжкой		Затяжка Ø16…36 Опорный столик из стальной пластины δ=8…16
	Усиление приваркой дополнительной арматуры		Арматура усиления Ø10…32 Соединительный элемент δ=8…25 или Ø8…25