Усиление колонн и поперечника в целом

3.23. Усиление колонн необходимо, как правило, при значительном увеличении нагрузок, в случае существенного коррозионного износа или при значительных локальных повреждениях. Ввиду сложности разгрузки колонн их усиление обычно выполняется под нагрузкой, что в основном определяет выбор способа усиления.

3.24. При усилении колонн путем увеличения сечений (рис. 10) используются симметричные и несимметричные схемы усиления.

При усилении центрально-сжатых колонн и стоек рекомендуются симметричные схемы усиления или схемы, обеспечивающие минимальное смещение центра тяжести усиленного сечения от линии действия сжимающих усилий.

При усилении внецентренно сжатых колонн с преобладающими моментами одного знака рационально использование несимметричной схемы усиления со смещением центра тяжести усиленного сечения в сторону действия момента.

При выборе способа усиления следует учитывать условия, затрудняющие производство работ:

устройство подмостей для приварки элементов усиления;

разборку стеновых ограждений при усилении колонн крайних рядов.

3.25. При усилении колонн путем изменения конструктивной схемы (рис. 11) могут быть использованы различные схемы.

В высоких однопролетных зданиях с кровлей малой жесткости (например, из волнистых листов асбофанеры) целесообразно ужесточение связей по нижним поясам (схема «а») для увеличения эффекта пространственной работы. Этот прием рекомендуется для относительно коротких зданий с жесткими торцами.

Расчетная длина колонн из плоскости рамы может быть уменьшена постановкой дополнительных распорок (схема «б»), а в плоскостях рамы - установкой подкосов (схема «г»).

Целесообразно использование дополнительных стоек и подкосов для снижения продольных усилий в колоннах. Кроме случаев, указанных в п. 3.11, рекомендуется также установка подкрановых стоек, соединенных с основной колонной гибкими связями (схема «в»).

3.26. При значительном увеличении крановых нагрузок целесообразно устройство отдельной крановой эстакады, воспринимающей все вертикальные нагрузки от крана.

3.27. Для усиления колонн и стоек могут применяться предварительно напряженные шпренгельные системы, основным назначением которых является уменьшение расчетной длины сжатых элементов конструкции и увеличение момента инерции колонны или стойки в целом.

Недостатком этой схемы является передача на усиливаемый сжатый элемент дополнительных сжимающих напряжений от гибких предварительно напряженных элементов шпренгеля.

При усилении колонн и стоек могут быть использованы приемы регулирования усилий с частичной разгрузкой усиливаемого элемента и одновременным увеличением расчетного сечения (рис. 12). Наиболее целесообразно усиление постановкой предварительно изогнутых или изгибаемых в процессе монтажа элементов (рис. 12, а, б, в), которые при несмещаемых концах выпрямляются путем приложения поперечных воздействий и скрепляются с колонной. Можно также усиливать путем подведения телескопических напрягаемых стоек (рис. 12, г) из трубчатых или других жестких профилей.

Рис. 10. Усиление колонн путей увеличения сечений

а - симметричные без смещения центра тяжести; б - несимметричные со смещением центра тяжести

Рис. 11. Усиление колонн и поперечника в целом путем изменения конструктивной схемы

а-д - схемы усиления

3.28. Усиление колонн, стоек и других сжато-изогнутых элементов также может осуществляться введением в существующую схему дополнительных шарниров, если это уменьшит напряжение в усиливаемых конструкциях (рис. 13). При этом необходимо учитывать как возможное уменьшение изгибающих моментов, так и увеличение расчетной длины сжатого элемента. Используют также схемы усиления колонн и поперечника в целом, заключающиеся в замыкании шарниров.

3.29. При значительных горизонтальных нагрузках на здание и большом количестве перенапряженных колонн усиление их рекомендуется производить путем введения горизонтальных жестких конструкций (специально устраиваемых или используемых), передающих нагрузки на торцы здания. Конструкции торцов здания должны быть рассчитаны и законструированы с учетом восприятия нагрузок от всего здания. При длине здания более двух пролетов следует специально устраивать дополнительные поперечные вертикальные конструкции или связи, воспринимающие горизонтальные нагрузки и передающие их на фундаменты.

3.30. При увеличении усилий в колоннах требуется проверить несущую способность фундаментов и оснований.

Рис. 12. Усиление сплошных колонн

а-в - предварительно изогнутыми элементами с последующим выпрямлением; г - предварительно напряженным элементом

При недостаточной несущей способности опорной плиты ее усиление целесообразнее всего выполнять путем установки дополнительных ребер, уменьшающих размеры участков плиты.

При перенапряжении анкеров рекомендуется устанавливать дополнительные фундаментные болты, закрепив их в фундаментах или в дополнительной набетонке.

Рис. 13. Усиление путем введения в схему дополнительных элементов жесткости и шарниров

а - поперечный разрез; б, в - расчетные схемы соответственно до и после усиления; 1 - элементы жесткости; 2 - увеличение сечений; 3 - шарниры