Учебно-методический комплекс по дисциплине «Реконструкция зданий, сооружений и застройки» (стр. 8 )

Следует обратить внимание на обеспечение несущей способности и пригодности к эксплуатации конструкций, ослабленных отбором образцов (проб).

Неразрушающие методы применяют для установления прочности бетона на сжатие (имеется в виду кубиковая прочность бетона R), которая определяется как функция R=f(xi) какой-нибудь механической или физической характеристики бетона, полученной опытным путем. Различают механические методы, когда по результатам измерения приборами механических характеристик бетона xi по таблицам и графикам определяют значение R, и физические методы, пользуясь которыми кубиковая прочность находится как функция физических характеристик, полученных также опытным путем.

Градуировочные таблицы и графики для конкретных конструкций уточняются по результатам испытаний бетонных образцов (кубов со стороной 7,07 см), вырезанных из тела конструкций (не менее трех образцов), или испытаний методом отрыва со скалыванием по ГОСТ , описанным ниже.

В процессе обследований при установлении данных о прочности бетона в одной конструкции или среди разных конструкций рекомендуется выделить участки с общими прочностными характеристиками бетона исходя из того, что коэффициент вариации прочности бетона для каждой совокупности должен быть VR³0,135, а прочность бетона находиться в пределах R=(0,7…1,3) R, где R – среднее значение прочности. Отдельные места конструкций или отдельные конструкции, имеющие значительные дефекты, в указанную выборку не включаются.

Основные методы испытания, используемые для определения прочности бетона непосредственно в конструкциях эксплуатирующихся зданий и сооружений, приведены в табл. 3.1.

Из механических методов одним из наиболее распространенных является метод пластической деформации, основанный на взаимосвязи между R и размерами отпечатков на бетонной поверхности, которые получают путем вдавливания штампа при статической или динамической нагрузке. Отпечаток на бетонной поверхности (его геометрические размеры) характеризуют пластическую (или упругопластическую) деформацию бетона при статической нагрузке под действием прессов, при динамической – под действием удара.

Метод испытания на отрыв со скалыванием основан на определении R по усилию P, требуемому для отрыва и скалывания куска бетона из тела конструкции, для чего в бетоне в высверленные отверстия устанавливают с зачеканкой цементным раствором анкерные устройства, которые затем вырывают специальными приборами. Возможно установить R по прочности бетона на отрыв, когда с помощью аналогичных приборов производят отрыв стального диска, приклеенного к поверхности бетонного элемента эпоксидным клеем. Прочность бетона можно определить и на основании измерения усилия скалывания части бетона в ребре конструкции. Кроме того, для испытания прочности ячеистых бетонов используют метод, заключающийся в выдергивании винтовых стержней, предварительно вкрученных в тело бетона.

Методом, основанным на измерении отскока подпружиненных молотков (склерометров) от бетонной поверхности, характеризуют прочность бетона по величине отскока при ударе о бетон.

Из физических методов определения прочности бетона в конструкции получили распространение импульсные и радиоизотопные.

Из импульсных методов широко применяют ультразвуковые, основанные на измерении времени распространения ультразвука в бетоне и базы прозвучивания, по которым рассчитывают скорость ультразвуковой волны и как ее функцию определяют прочность бетона R.

Метод волны удара основан на измерении скорости распространения в бетоне продольных волн vуд, вызванных механическим ударом ручным или электрическим молотком. Далее по зависимости R – vуд устанавливают прочность бетона.

Радиоизотопный метод позволяет определить плотность бетона rv и по заранее установленным зависимостям R - rv выявить прочность ячеистых бетонов. Он основан на использовании g-лучей, источником которых являются радиоактивные изотопы.

Часто при обследовании бетонных и железобетонных конструкций определение прочности бетона неразрушающими методами приходится производить при отсутствии зависимости «косвенная характеристика – прочность» для обследуемого бетона конкретной конструкции. Для уменьшения ошибки при определении R рекомендуется проводить комплексные испытания бетона, включающие определение прочности бетона разрушающими методами в образцах, полученных из тела обследуемой конструкции путем выпиливания образцов правильной формы (кубов цилиндров) по ГОСТ и кернов или образцов неправильной формы, методами штампа или раскалывания и параллельно установление прочности бетона несколькими неразрушающими методами.

По полученным результатам находят наиболее достоверное значение величины R. При этом желательно сочетать как механические, так и физические методы определения прочности бетона.

Для установления деформативных характеристик бетона в эксплуатируемой конструкции может быть использован метод испытания бетона путем скалывания. Специальное устройство, принцип работы которого близок к работе прибора ГПНС-4, позволяет получить значение абсолютной деформации бетона при ступенчатой нагрузке, приложенной к вырываемому из бетона анкеру. По этим данным строят зависимости «деформация – напряжение» и вычисляют модуль деформации бетона.

Общие рекомендации по выбору методов испытаний в зависимости от области применения приведены в табл.4.4, а по выбору типа прибора в зависимости от прочности бетона в табл. 4.5.

Таблица 4.4. Рекомендации по выбору методов испытаний

Методы	Приборы и способы выполнения	Область применения
Методы испытания прочности в образцах, бетон которых уплотнен совместно с конструкцией Метод пластической деформации растворной составляющей Метод пластической деформации бетона Методы, основанные на отделении бетона от бетона Метод упругого отскока Резонансный метод Импульсный ультразвуковой метод Радиоизотопный метод	Бурение с последующим испытанием кернов. Распиловка изделий на кубы Приборы ДПГ-4, ДПГ-5, ПМ, ХПС, эталонный молоток и др. Приборы типа «Штамп НИИЖБ» Отрыв со скалыванием, приборы ГПНВ-5, ГПНС-4 Отрыв, прибор ГПНВ-5 Скалывание ребра конструкций, приборы УРС и ГПНВ-5 Прибор КМ, склерометры Шмидта Прибор Царицына-Корниловича-Осадчука ИЧМК-2, ИЧЗ-5, ИЧЗ-6 Вибростенд Ультразвуковые приборы УКБ-1, УКБ-1М, «Бетон-8», УРЦ, УК-16П, УК-10П, УФ-90ПЦ 8УРЦ, РПП-1, РПП-2, ИПР-Ц	Для выборочного контроля прочности в изделиях, технология изготовления которых значительно отличается от технологии приготовления кубов, с целью установления передовых коэффициентов от Rсж изделия к Rсж в кубах. Для проведения предварительных испытаний с целью получения тарировочных зависимостей, используемых для контроля прочности бетона (неизвестных составов) другими методами Для испытания прочности бетона в изделиях и конструкциях толщиной 40…60 см. Приборы ДПГ-4 и ДПГ-5 более удобны при испытаниях на горизонтальных плоскостях, но для испытания нижних горизонтальных плоскостей непригодны Сфера применения та же. Толщина изделий (в зависимости от типа прибора) до 30 см. Прибор менее удобен в работе, но обеспечивает большую точность испытаний Для определения прочности бетона в конструкциях толщиной не менее 15 см. Метод позволяет учитывать влияние прочности крупного заполнителя и степени его сцепления с раствором на Rсж бетона. Метод пригоден для испытания бетона высоких марок Сфера применения та же, что и для отрыва со скалыванием, а также для испытания тонкостенных конструкций Для испытания конструкций толщиной не менее 4 см с шириной испытываемого ребра и его длиной соответственно не менее 18 и 20 см Для испытания прочности бетона в изделиях и конструкциях толщиной не менее 100 мм. Для определения изменения прочности бетона во времени То же, но только для вертикальных поверхностей Для лабораторных исследований и испытаний образцов бетона Для испытания сборных изделий и конструкций типа прямолинейного бруса (в опытном порядке) Для контроля прочности и однородности бетона в конструкциях при известных заполнителях Для испытания ячеистых бетонов и бетонов на пористых заполнителях

Следует отметить, что из всех рассмотренных физико-механических способов определения прочности бетона в конструкциях наиболее достоверные данные получают при испытаниях на отрыв и скалывание. Поэтому этот метод желательно применять параллельно с другими для контроля и уточнения результатов испытаний.

Прочностные характеристики кирпича всех видов, бетонных и природных камней, а также кладки из них устанавливают с помощью испытания образцов, отобранных непосредственно из кладки на стандартном лабораторном оборудовании в соответствии с ГОСТ 8462-85 и СН 290-74 и ультразвуковым методом по ГОСТ .

Таблица 4.5. Рекомендации по выбору типа прибора

в зависимости от прочности бетона

Методы испытания	Приборы	Пределы прочности бетона, МПа
Метод пластической деформации: раствора бетона Метод упругого отскока Метод отрыва со скалыванием Метод отрыва Метод скалывания ребра конструкции Ультразвуковой импульсный метод	Эталонный молоток, приборы ДПГ-4, ХПС, ПМ ДПГ-5 НИИЖБ КМ Склерометр Шмидта ГПНВ-5 со стержнями ГПНС-5 с разжимным конусом ГПНС-4 ГПНВ-5 с дисками УРС УКБ-1, УКБ-1М, «Бетон-транзистор», УК-10П, УФ-90ПЩ	5…50 20…55 10…55 10…40 5…50 10…80 10…50 10…50 5…50 (для легких бетонов 5…30) 10…70 10…50 (для легких бетонов 7,5…50)

Физико-механические характеристики металлических конструкций и арматуры железобетонных конструкций устанавливают стандартными испытаниями проб (образцов), вырезанных из эксплуатируемых элементов.

Марка металла и его качество проверяются путем статистического растяжения образцов (определяется временное сопротивление, предел текучести, относительное удлинениееталла и его качество проверяются путем статистического растяжения образцов () конструкций устанавливают стандартными испытания); испытания образцов на ударную вязкость при температурах +20 и -200С; химического анализа стали (устанавливается содержание углерода, кремния, марганца, серы и фосфора и др.); выявления распространения сернистых включений способом отпечатков по Бауману.

Из металлических конструкций образцы для механических испытаний вырезают в соответствии с ГОСт 7564-73*: из листовой стали – поперек направления прокатывания, из фасонной стали – вдоль. Темплеты для выявления распространения сернистых включений способом отпечатков по Бауману вырезают из листовой и широкополосной стали – вдоль направления прокатки, а из сортового или фасонного проката – поперек по ГОСТ 5639-82*. Пробы для определения химического состава отбирают в соответствии с ГОСТ 7565-81 в виде металлической стружки в количестве не менее 50 г с одного элемента. Стружку допускается отбирать путем высверливания ручной дрелью. Ударная вязкость стали при нормальной и пониженной температуре устанавливается на плоских образцах с V-образным надрезом.

Для испытаний отбирают пробы от партии элементов, т. е. однотипных видов проката, одинаковых по номерам, толщинам, маркам стали и входящим в состав однотипных конструкций одной поставки или одного периода изготовления.

При выборе количества образцов для испытаний можно воспользоваться данными, приведенными в табл. 4.6.

Таблица 4.6. Рекомендации по выбору количества образцов

Для определения физико-механических характеристик стали

Вид испытаний	Количество элементов от партии	Количество проб (образцов)
от элемента	всего от партии
Испытание на растяжение Химический анализ Ударная вязкость при: +200С -200С Отпечатки по Бауману	2 3 2 2 2	1 1 3 3 1	2 3 6 6 2

В железобетонных конструкциях образцы арматуры для механических испытаний отбирают (вырезают) из стержней эксплуатируемых элементов минимум по два образца из одноименных стержней.

В целом отбор должен производиться на участках наименьших силовых воздействий с обязательным обеспечением прочности и устойчивости ослабленных элементов.

Прочность древесины деревянных конструкций неразрушающими методами можно установить огнестрельным способом, основанным на существовании зависимости между глубиной проникновения пули, плотностью и пределом прочности на сжатие, и используя ультразвуковые приборы, описанные выше, при известной связи между скоростью распространения ультразвука в древесине и ее упругой характеристикой (динамическим модулем упругости), по которой определяют предел прочности, а также прибором Певцова по отпечатку при падении шарика диаметром 25 мм с высоты 50 см и градуировочной зависимости.

Установление степени коррозионного

и температурного поражения элементов зданий

и сооружений

Воздействие агрессивной среды на железобетонные конструкции можно вызвать коррозию бетона, арматуры и закладных деталей и привести к снижению несущей способности конструкции в целом. В связи с этим при обследовании необходимо определить участки коррозионного повреждения бетона, арматуры и закладных деталей, характер, вид, степень и глубину коррозионных повреждений физико-химических анализом проб бетона и арматурной стали.

При этом определяют: глубину нейтрализующего слоя бетона путем анализа реакции спиртного раствора фенолфталеина на свежеобработанный скол бетона защитного слоя; ожидаемую глубину карбонизации и нейтрализации бетона агрессивными газами; вид и относительное количество продуктов коррозии (гипса, карбоната кальция, гидросульфоалюмината кальция и др.), исследуя интенсивность соответствующих термических эффектов и дифракционных отражений методами дифференциального термического и фазового рентгеновского анализа состава вяжущей составляющей цементного камня с помощью пирометров, дифрактометров в комплекте с гониометрами различного типа; количественную и качественную структуру цементного камня путем оптико-микроскопических исследований микроскопами МБК-6, МИН-8 по ГОСТ ; величину капиллярного водопоглощению по ГОСТ 12730.0-78; концентрацию водородных ионов в водной вытяжке из цементного камня с помощью рН-титра.

4. Усиление железобетонных конструкций

Выбор того или иного метода усиления строительных конструкций зависит от технического задания на реконструкцию здания и сооружения, которое включает изменение объемно-планировочных решений, нагрузок и условий эксплуатации. Основные причины усиления железобетонных конструкций приведены на рис., а способы увеличения несущей способности конструкций – на рис.

рис. Основные причиныусиления железобетонных конструкций

 

рис. Основные причины усиления железобетонных констуркций

способы увеличения несущей способности

без изменения их напряженного состояния или конструктивной схемы

с изменением напряженного состояния или конструктивной схемы конструкций

Железобетонные, металлические обоймы, железобетонные рубашки, наращивание

Преднапряженные распорки; металлические балки, опираемые на сваи-консоли; стойки; подкосы; горизонтальные шпренгельные и комбинированные затяжки

усиление стропильных конструкций

При дополнительной нагрузке на подстропильные фермы и балки часто возникает необходимость их усиления в целом или отдельных элементов и узлов. Усиление состоит из двух одинаковых (шарнирно-стержневых) цепей по обе стороны от конструкции, анкерных устройств в верхней зоне на опорах, подвесок из круглой стали или стоек из профильного металла, расположенных в местах перегиба ветвей цепей.

Ветви обычно выполняют из уголков, вертикальные полки которых подрезают в местах изгиба цепей, а также из арматурных стержней диаметром до 36 мм или канатов из высокопрочной проволоки. Анкеры изготовляют из листовой или профильной стали. Арматура элементов усиления принимают классов А-I, А-II, А-III, К7, К19, металлические конструкции из сталей ВСт3сп, ВСт3пс и ВСт3кп. Предварительное напряжение шарнирно-стержневой системы осуществляют путем закручивания гаек ключом или домкратом.

Усиление сжатых поясов ферм производят путем установки металлических обойм из листового или профильного металла. Усиление нижнего пояса осуществляют предварительно напряженными затяжками. Опорные части анкерных устройств затяжек выполняют из пластин толщиной 10-24 мм, подкрепленных ребрами. Для включения затяжек в работу ферм в них необходимо создавать предварительное напряжение порядка 15-20 МПа. Анкерные устройства должны плотно прилегать к опорным частям ферм, для чего в некоторых случаях между опорными плитами и бетоном выполняют слой цементного раствора марки 25.

Растянутые раскосы фермы усиливают предварительно напряженными затяжками, крепление которых к узлам фермы осуществляют путем приварки к фасонным деталям или опорным уголкам. Концевые участки затяжек снабжают коротышами с резьбой, причем диаметр коротышей должен превышать диаметр затяжек не менее чем на 4 мм.

Металлические обоймы сжатых элементов ферм включаются в работу за счет распорных сил, возникающих при приложении к ферме дополнительной нагрузки. При необходимости разгрузки сжатых элементов ферм выполняют предварительно напряженные односторонние или двусторонние распорки. Распорки упираются в специальные обоймы из листовой стали, устанавливаемые в узлах фермы.

Для усиления стропильных балок рекомендуется шпренгельные затяжки из уголков или двутавра и уголков. Предварительное напряжение шпренгеля необходимо для надежного включения шпренгеля в работу балки. Шпренгельная затяжка включает два боковых уголка, которые крепятся к анкерным коробком, устанавливаемым на цементном растворе по торцам балки. Предварительное напряжение шпренгеля осуществляется путем взаимного стягивания горизонтальных уголков нижнего пояса с помощью специальных болтов.

Нижняя горизонтальная часть шпренгеля может быть выполнена из двутавра или швеллера. В этом случае предварительное напряжение шпренгеля осуществляется путем оттягивания двутавра от балки с помощью натяжных винтов, причем сначала одновременно затягиваются винты в местах перегиба тяжей, а затем – средний болт. После затяжки болты приваривают к нижнему поясу шпренгеля для исключения их раскручивания.

Предварительное напряжение может быть также осуществлено с помощью гидродомкратов, подвешенных к шпренгелю в местах перегиба тяжей.

Фиксация предварительного напряжения осуществляется путем заполнения зазора между нижним поясом балки и двутавром цементным раствором или специальными подкладками из отрезков полосовой стали.

Усиление железобетонных ферм, находящихся в аварийном состоянии, выполняется путем их разгрузки и передачи усилий на дополнительные стальные фермы, устанавливаемые с двух сторон аварийной фермы с помощью монтажных балок (лебедками, блоками).

Передачу нагрузки от плит покрытия на установленные фермы осуществляют путем равномерного подклинивания, ликвидирующего зазоры между опорными стойками установленных ферм и продольными ребрами плит покрытия. Подклинивание ведут одновременно по обоим фермам от середины к краям. Далее образуют зазоры между плитами покрытия и аварийной фермой.

Монолитные плиты перекрытия можно усиливать методом наращивания, т. е. бетонированием дополнительной железобетонной плиты поверх существующей, а также подведением дополнительных опор в виде монолитных железобетонных или металлических балок.

Сборные железобетонные пустотные плиты могут усиливаться с использованием пустот. Сверху в зоне расположение канала пробивают полку и устанавливают арматурный каркас. Затем канал заполняют пластичным бетоном на мелком щебне и плиту рассчитывают с учетом дополнительной арматуры.

При усилении только опорной части плиты каркасы располагаются на части ее пролета, а при необходимости усиления по нормальному и наклонному сечениям – по всей длине плиты.

Усиление опорных частей пустотных плит при недостаточной площадки их опирания рекомендуется осуществлять по следующим схемам:

·  для крайних опор – путем установки в каналах арматурных каркасов с выносом их за торцы плит на требуемую длину, последующей установкой вертикальных каркасов параллельно торнам плит, бетонированием анкерной балки и опорных участков пустот плиты;

·  для промежуточных опор – установкой общих вертикальных каркасов в предварительно пробитые отверстия приопорных зон смежных плит и последующим бетонированием каналов с дополнительно установленной арматурой. В этом случае плиты работают как неразрезные конструкции.

Продольные ребра сборных железобетонных ребристых плит усиливают подведением дополнительных металлических опор, уменьшающих пролет ребер, дополнительными металлических опор, уменьшающих пролет ребер, дополнительными металлическими балками, которые включаются в работу с помощью подклинки; шпренгельными конструкциями.

Эффективным способом усиления продольных ребер плит по нормальным сечениям является установка дополнительных арматурных каркасов в швах между плитами и бетонирование швов.

Возможно наращивание продольных ребер с дополнительной арматурой при обеспечении ее связи с существующей рабочей арматурой.

Если невозможно выполнить набетонку для усиления плит, оперных по контуру, рекомендуется подвести под плиты предварительно напряженный пространственный шпренгель, который состоит из двух взаимно пересекающихся в одном уровне плоских шпренгелей, верхние пояса которых плотно подгоняются под нижнюю плоскость плиты, а нижние пояса предварительно напрягаются механическим или термомеханическим способом.

При эксплуатации шпренгель требуется защитить от коррозии, а при необходимости - закрыть подвесным потолком.

Для усиления опирания сборных плит перекрытия и покрытия на ригели и строительные конструкции рекомендуется подвести под опоры металлические столики из уголков, закрепив их с помощью тяжей или обойм к смежным конструкциям или верхнему поясу ригелей и стропильных конструкций.

УСТАНОВКА ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ЗАКЛАДНЫХ ДЕТАЛЕЙ

И УСИЛЕНИЕ СТЫКОВ

Нередко требуется устанавливать дополнительные закладные детали или восстанавливать пропущенные при изготовлении конструкций.

При этом следует различать конструктивные закладные детали, на которые не передаются большие нагрузки, и те, которые воспринимают значительные изгибающие моменты и отрывающие усиления.

К первой группе относятся закладные детали для фиксации элементов, которые устанавливаются на несущей конструкции (плиты покрытия на балки и фермы, балки и фермы на колонны, самонесущие стены и стеновые панели к колоннам и т. п.). Эти накладные детали испытывают сжимающие или незначительные сдвигающие усилия и легко фиксируются с помощью специального металлического хомута.

Например, для фиксации опорного металлического листа на поверхности железобетонного элемента достаточно сколоть защитный слой у двух угловых арматурных стержней, приварить к ним круглые коротыши или ребра из полосовой стали и к последним – лист (уголок) новой закладной детали.

При необходимости выполнить закладную деталь заподлицо с поверхностью бетона в защитном слое вырубается борозда, ширина которой превышает ширину закладной детали на 10-20 мм, а глубина – толщину пластины на 5-10 мм. Пластина вдавливается в свежий цементный раствор и приваривается через коротыши–подкладки к рабочей арматуре каркаса.

Менее трудоемок способ установки конструктивных закладных деталей с помощью металлических хомутов, хотя он и требует большего расхода стали. Такие закладные детали выполняются по месту из заранее заготовленных и подогнанных элементов.

При устройстве жестких стыков ригелей с колоннами, а также в случае дефектов в выпусках арматуры (несоосность, уменьшение диаметра и количества арматуры) рекомендуются охватывающие хомуты, площадь которых равна расчетному сечению стыка.

При реконструкции часто возникает необходимость в анкеровке дополнительной арматуры или установке новых закладных деталей в существующей железобетонной конструкции. В этих случаях рекомендуется пробурить в бетоне перфоратором скважины на глубину не менее 20 диаметров арматуры и заделать в них арматуру на эпоксидном клее или путем виброзачеканки жесткой цементной смесью. На эпоксидном клее можно закреплять арматуру гладкого и периодического профиля к горизонтальной и вертикальной плоскости бетона, а также к нижней плоскости, расположенной под углом 450 к горизонту. На цементном растворе разрешается закреплять арматуру только на горизонтальной плоскости бетона. К анкерному коротышу на конце приваривается шайба, зачеканка скважины цементным раствором производится с помощью специального виброуплотнителя. Анкеровка стержней в теле бетона осуществляется на расстоянии не менее 5 диаметров друг от друга и на таком же расстоянии от грани бетона.

УСИЛЕНИЕ ПОДКРАНОВЫХ БАЛОК

Усиление подкрановых балок осуществляется:

а) наращиванием;

б) частичной заменой старого бетона на новый;

в) металлическими элементами;

г) комбинированным повреждении (железобетон плюс металл).

При значительном повреждении балки ее усиливают металлической полкой с ребрами жесткости. Полка надежно притягивается к балке, а пустоты между ней и верхней поверхностью балки тщательно заполняют цементным раствором.

При незначительном повреждении полки тавровой или двутавровой балки выполняют устройство окаймляющих уголков на высокопрочных болтах. Верхняя полка очищается от отслаивающегося бетона, пыли, грязи, промывается и заливается пластичным бетоном на мелком щебне.

Эффективным способом усиления является устройство металлической обоймы, выносных опор, уменьшающих пролет балки и металлических шпренгелей.

В зависимости от степени усиления эти способы могут применяться как раздельно, так и совместно.

Балки можно усиливать устройством из металлической обоймы, выносных опор, уменьшающих пролет балки, и металлических шпренгелей. При нарушении крепления подкрановой балки к колонне ее приваривают к дополнительным закладным деталям, которые устанавливаются на колонне с помощью металлических хомутов на пружинных шайбах.

Капители безоблачного перекрытия усиливают предварительно напряженным металлическим пространственным шпренгелем в виде двух замкнутых обвязок из уголков, одна из которых опирается на нижнюю железобетонную или металлическую обойму.

УСИЛЕНИЕ КАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

В ряде случаев необходимо выполнить усиление каменной кладки, заключив ее в обойму. Каменная кладка в обойме работает в условиях всестороннего сжатия, при этом увеличивается ее сопротивление продольной силе, а поперечные деформации значительно уменьшаются.

Обойма состоит из вертикальных стальных уголков, которые устанавливают по углам простенков или столбов на цементном растворе, и хомутов из полосовой или круглой стали (шаг до 0,5 м).

Зазоры между элементами обоймы и кладкой тщательно зачеканивают или инъецируют цементным раствором (рис. 2.30).

После устройства обоймы ее элементы защищают от коррозии цементным раствором толщиной 25-30 мм по металлической сетке с ячейками 1х1 см.

Железобетонная обойма выполняется из бетона класса В 15 и выше, продольной арматуры классов А-I, А-II, А-III, поперечной арматуры класса А-I, охватывающих столб с четырех сторон. Благодаря усадке бетона железобетонные обоймы плотно обжимают усиливаемый элемент и работают с ним совместно.

УСИЛЕНИЕ ФУНДАМЕНТОВ С ПОМОЩЬЮ СВАЙ

Усиление существующего фундамента осуществляется путем устройства свай по его контуру с целью увеличения несущей способности. Цельные сваи могут применяться, когда габариты здания позволяют разместить сваебойную технику и исключено повреждение окружающих конструкций. Широко применяются буронабивные, пневмонабивные, сваи Страуса (при отсутствии грунтовых вод), буроинъекционные (корневидные) сваи, которые могут просверливаться через существующий фундамент, используемый как ростверк.

В фундаментах сборного типа нередко происходит разрушение швов. Восстановление таких фундаментов может быть осуществлено методом смолизации, цементами или цементными растворами.

Этот метод позволяет производить работы без остановки оборудования и вводить фундамент в эксплуатацию спустя сутки после окончания ремонта, так как применяемые синтетические смолы сравнительно быстро отвердевают. В качестве основного компонента может использоваться эпоксидная смола ЭД-5, к которой добавляют минеральный наполнитель (маршаллит, молотый кварцевый песок и т. д.) и отвердитель. Приготовленный состав инъецируют с помощью гидравлического насоса внутрь трещин.

Минимальная толщина уширения фундамента 15 см. Под рубашку (рис. 2.22,2.23) укладывают щебеночный слой толщиной 7-8 см с уплотнением. Далее пробивают сквозные отверстия и борозды, в которые устанавливают арматурные сетки и отдельные стержни. Между собой арматурные элементы закрепляют электродуговой сваркой или вязкой проволокой. После установки опалубки конструкции бетонируют.

Участки грунта под уширение фундамента с добавлением 100 мм уплотняют трамбованием слоем щебня на глубину 7-8 см.

В фундаменте пробивают углубление под шпонки и отверстия под анкерные стрежни. Монтаж готовых плит-обойм выполняют механизмами с последующей их стяжкой анкерными болтами до обеспечения в них проектного натяжения.

Бутовые фундаменты с расслоениями, но при сохранившейся конфигурации восстанавливают в следующем порядке: пробуривают отверстия на расстоянии 50-100см; промывают скважину водой до полного ее осветления; в фундамент заглубляют инъекторы, которые располагают в шахматном порядке с шагом 50-100 см; под давлением нагнетают раствор состава 1:1 - 1:3; цементацию заканчивают при прекращении поглощения раствора. Расход раствора составляет 25-30% от объема закрепляемого фундамента.

Замену фундаментов проводят участками длиной не менее 1,5 м, одновременно могут проводиться работы с шагом на участках через 4,5 м. На соседнем участке работы возобновляются не ранее 4 дней после окончания работ на предыдущем участке. В стены с обеих сторон заводят стальные балки двутаврового или швеллерного типа. Стыки балок сваривают металлическими накладками и стягивают в поперечном направлении болтами диаметром 25 мм. Между их горизонтальными поверхностями сохраняется зазор не менее 20 мм, который затем зачеканивается жирным раствором на расширяющемся цементе.

Замену разрушенного фундамента можно выполнить вывешиванием колонн здания с помощью рычажной установки.

Замену деревянных стульев каменными или деревянными антисептированными выполняют в такой последовательности: здание вывешивают домкратами с поддержкой подкосами…

УШИРЕНИЕ ФУНДАМЕНТОВ

Уширение фундаментов может осуществляться путем увеличения размеров их подошвы.

При проведении этих работ учитывают водонасыщенность грунтов (уровень грунтовых вод на уровне подошвы фундамента) и необходимость пригрузки грунта на отметке подошвы с целью локализации выпирания грунта из-под фундамента. Перед началом работ проводятся следующие мероприятия: кровля очищается от мусора, а в зимнее время и от снега; прекращается действие подвесного транспорта для снятия временных нагрузок на кодоны усиливаемых фундаментом. Зона производства работ ограждается инвентарными щитами.

Последовательность работ по уширению фундаментов в сухих грунтах без пригрузки следующая: сначала отрывается грунт со всех сторон фундамента до отметки подошвы, при этом крутизна откосов принимается предельно допустимой для данного вида грунта. При необходимости устанавливается вертикальное крепление стенок котлована, ширина котлована с одной стороны на уровне подошвы – до 1м. после отрывки котлована до проектной отметки производятся очистка и насечка боковых граней фундамента (со скосом внутрь), втрамбовывание щебня в грунт, монтаж арматуры и щитовой опалубки, бетонирование. Если из-за грунтовых условий требуется пригрузка грунта близ подошвы фундамента, то работы выполняются последовательно с поочередной разбивкой. Для уширения ленточных фундаментов стены делят на захватки длиной 2-3 м. Отрывку выполняют через одну захватку. Промежуточные захватки отрывают после завершения работ и обратной засыпки с уплотнением грунта ранее открытых участков стен.

Открытую боковую поверхность старого фундамента очищают и промывают водой. Затем пробивают отверстия для анкерных болтов и поперечных балок, а также штрабы для опорных гребней. Анкерные болты и поперечные балки заделывают на цементном растворе, после чего грунты в полосе нового основания уплотняют, втрамбовывая щебень. Затем устанавливают опалубку, арматуру и бетонируют новые части фундамента.

Стены следует укрепить постановкой металлических разгрузочных балок, а фундамент симметрично обнажить и сделать в нем горизонтальные связи. Фундамент уширяют бутовой кладкой или бетонированием. Грунт под уширенной частью конструкции уплотняют.

ЗАЩИТА АРМАТУРЫ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ

КОНСТРУКЦИИ ОТ КОРРОЗИИ

Защита арматуры железобетонных конструкций от коррозии повышает их надежность и долговечность в процессе эксплуатации. Существуют следующие способы защиты металла от коррозии: механический и электрохимический.

Механический способ – нанесение на очищенную, обеспыленную, сухую и обезжиренную поверхность обмазок (цементно-полистирольных, цементно-перхлорвиниловых), красок, лаков, эмалей, эпоксидных грунтовок, протекторных грунтовок (суспензия цинкового порошка в перхлорвиниловом лаке и органических растворителях толщиной 0,12-0,15 мм). Для нанесения цинковых покрытий применяются следующие способы: газовый, электрометаллизация, газопламенный и гальванический.

Газовый способ или электрометаллизацию выполняют распылением цинковой проволоки диаметром 1,5-2 мм или порошка. Процесс осуществляется электрометаллизаторами (две проволоки, находящиеся под током, при соприкосновении расплавляются электрической дугой, а капли металла распыляются струей сжатого воздуха). Газопламенный способ – напыление на поверхность порошковых материалов передвижными агрегатами УПАГ-1, УПАГ-2.

Наиболее эффективным способом защиты конструкций от коррозии является метод торкретирования.

Дефектные участки очищают от защитного слоя (зубилом, молотком, отбойным молотком); арматуру оголяют, ударяют ржавчину (пескоструйным аппаратом или металлической щеткой), к арматуре крепят сетку из проволоки диаметром 2-3 мм с ячейками 50х50 мм, торкретируют по влажной поверхности. При малой толщине защитного слоя бетон окрашивают дополнительно лаком ПХВ слоями толщиной 0,015-0,02 мм (2-4 слоя краскораспылителем). Количество слоев изоляции зависит от толщины защитного слоя бетона. Сушка изоляции длится 2-3 часа.

Выравнивание поверхности осуществляют торкрет-бетонном, причем толщина слоя бетона зависит от фактической толщиной защитного слоя бетона и принимается не менее 10 мм.

Торкретирование выполняется по проволочной сетке, прихваченной в отдельных точках к арматуре каркаса. Перед нанесением торкрет-бетона поверхность бетона должна быть тщательно очищена от грязи и пыли и промыта водой под давлением. Для улучшения сцепления «нового» и «старого» бетона поверхность должна быть влажной, поэтому промывку следует производить за 1-1,5 часа до торкретирования.

Если после нанесения слоя торкрет-бетона толщина защитного слоя соответствует проектной, защита лакокрасочным покрытием не требуется.

УЛУЧШЕНИЕ ТЕПЛОЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ

КОНСТРУКЦИЙ

Значительная часть ранее построенных зданий не отвечает требованиям современных норм по теплозащите. Повышения уровня теплозащиты можно достичь при использовании эффективных теплоизоляционных материалов.

При ремонте зданий необходимо производить утепление наружных стен, которое можно выполнять изнутри или снаружи (со стороны фасада) помещений.

При расположении теплоизоляционных материалов со стороны помещения их сравнительно высокое влагопоглощение отрицательно влияет на теплотехнические показатели наружных стен. В этом случае возможна конденсация водяных паров и как следствие – накопление влаги в конструкции при температуре наружного воздуха ниже и близкой к нулю.

Для утепления внутри помещений применяются: пенополиуретаны из неплавкого термореактивного материла; эковата (целлюлозная вата), являющаяся смесью из древесного волокна и связующего с добавками антипиренов и антисептиков; гипсовые комбинированные панели «Тиги-Кнауф»; теплые штукатурки на основе перлита с использованием цемента, извести, добавок; греющие краски, представляющие собой состав с добавлением минеральных частиц, например талька, которые обработаны двуокисью олова или сурьмы (эти составляющие обладают различной полярностью и при подключении к краске электродов вырабатывают электрический ток, выделяя тепло).

Порядок выполнения работ следующий.

Удаляют обои или окрасочный слой; осушивают и заделывают трещины; закрепляют пробки, по ним набивают антисептированные рейки. Между рейками враспор укладывают на клее теплоизоляционные плиты. Выполняют пароизоляцию (мастикой или рулонным материалом) и облицовочный слой (сухую гипсовую штукатурку или ДСП) прибивают гвоздями к рейкам. Поверхность окрашивают или оклеивают любыми материалами.

При нанесении теплоизоляционной штукатурки на стены необходимо: выполнить подготовительные операции (см. выше); закрепить деревянные рейки; оштукатурить поверхность стены раствором; покрыть паронепроницаемой краской.

Утепление углов выполняется по всей высоте комнаты: подготавливается поверхность; наклеивается утеплитель; наносить слой пароизоляции; выполняется отделочный декоративный слой штукатурки по металлической сетке.

Перед началом установки гипсовые комбинированные панели можно крепить непосредственно на стены. Для этого предварительно с утепляемой стены удаляется пыль, затем на нее гребешковым шпателем продольными полосами наносят клей.

Если стена имеет неровности более 20 мм, то она предварительно выравнивается. Для этого используют полосы гипсокартонных листов шириной 10 см, которые приклеивают к существующей стене. Полосы ориентируют по периметру панели, затем к ним приклеивают комбинированные гипсовые панели и обрабатывают швы между ними. Зазор между панелями у пола заделывают полосами изоляционного материала, уплотняющими материалами и устанавливают плинтус.

Внутреннюю теплоизоляцию из напыляемой эковаты выполняют толщиной 50 мм. До начала производства работ необходимо: очистить стены от отслоившейся краски металлическими скребками с расшивкой трещин и щелей; масляные пятна смыть растворителем до полного обезжиривания; поверхность очистить от пыли сжатым воздухом. Напыление осуществляется сухим (добавка - воздух) или влажным (добавка - вода или клей) способами. Состав наносят под давлением из пистолета-распылителя с помощью установки «Пена» или из баллонов, укомплектованных специальными наконечниками, или пнемопистолетом. Для проверки однородности массы и равномерности ее вспенивания следует нанести пробную порцию на фанеру или картон, а затем осуществить напыление на поверхность стены. Максимальная толщина слоя, наносимого на стену, 25 мм, на потолок – 50 мм. Во время работы необходимо пистолет-распылитель перемещать вдоль поверхности равномерно без остановок. Расстояние от сопла до изолируемой поверхности не должно превышать 50-60 см. для получения необходимой толщины повторные слои наносят сразу после предыдущего. Напыление производят сверху вниз по горизонтали полосами шириной 0,5 м высотой 1,5 м. закончив напыление первой полосы, рабочий переносит пистолет-распылитель вверх на граничащую полосу и производит напыление в том порядке, что и предыдущей полосы. Температура, при которой выполняется напыление, должна быть не менее +50С, время высыхания 7 суток. Толщину слоя теплоизоляции определяют игловым щупом с мерными делениями. Допускаемые отклонения не должны превышать 0,5 мм. После высыхания теплоизоляционного слоя выполняют его покраску.

При утеплении зданий снаружи могут быть применены следующие способы: многослойные системы «мокрого типа», состоящие из клея, утеплителя, штукатурки, краски (штукатурные системы); системы теплоизолирующих штукатурок; многослойные вентилируемые фасады (навесные или с экранами); напыляемые системы.

Существует много систем утепления «мокрого типа»: «Шуба», «Термошуба», «Шуба-плюс», «Синержи», «Орсил-терм», «Теплый дом», «Испотермовол», «Алсеко», «Атлас», «Техколор», «Оптирок», «Аллигатор», «Сакрет», «Церезит», «Драйвит», «Капатект», «Галс», «Фассолит», «Русхекктисс», «Ренотерм», «Изотех», «Синтеко», «Интеко» и др.

Утепляемая стена должна быть очищена механическим или ручным способом с использованием специальных средств от остатков раствора, высолов, грибков, плесени, слабоприлегающих частиц. Снаружи подоконники должны быть расширены таким образом, чтобы край слива после монтажа теплоизоляционной системы выдавался вперед не менее, чем на 3-4 см. строительные элементы, обеспечивающие примыкание теплоизоляционной системы к крышам, балконам и т. д., устанавливаются заранее, до монтажа системы. В том месте, где заканчивается цоколь и начинается теплоизоляционная система, монтируют цокольный профиль. Первый нижний ряд теплоизоляционных плит устанавливают на цокольный профиль, ширина полки которого соответствует ширине теплоизоляционной плиты. Цокольный профиль фиксируют с помощью крепежных дюбелей с интервалом 30-50 см. профили ставят в ряд строго горизонтально и соединяют с помощью пластиковых фитингов. На углах зданий цокольные профили устанавливают со скосом или внахлест.

Перед приклеиванием утеплителя в некоторых системах необходимо выполнить грунтовку стены. Для приклеивания утеплителя из минеральной ваты или полистирола применяют минеральный водоотталкивающий клеевой состав. Его наносят по периметру плиты утеплителя полосой шириной 4-5 см, высотой не менее 1 см отдельными участками. Это дает возможность в дальнейшем =========

Материалы текущего и итогового контроля знаний студентов

Вопросы к зачёту.

1.  Назовите зависимость структуры (состав элементов) квартиры от социальных условий за последние 100 лет.

2.  Сформулируйте принципы модернизации квартир, разукрупнение, введение в структуру недостающих элементов благоустройства.

3.  Назовите особенности планировочных решений сложных узлов примыканий корпусов друг к другу и угловых секций.

4.  Сформулируйте определение моральный износ планировки квартир, % к восстановительной стоимости зданий. Физический износ зданий в % к восстановительной их стоимости.

5.  Социальная и экономическая оценка комплексных проектов реконструкции и систем социального обслуживания населения.

6.  Технико-экономические показатели аппарата анализа проектов реконструкции и трансформации планировки общественных зданий.

7.  Методы модернизации и реконструкции общественных зданий. Характерные приемы перепланировки.

8.  Виды стен в старых и современных зданиях, их сравнительная характеристика. Условия устойчивости стен. Стыки сборных элементов.

9.  Типы перекрытий, применяемых в старых и современных зданиях. Монолитные и сборные конструкции, их преимущества и недостатки. Различие перекрытий над санузлами, подвалами и чердачных.

10.  Каркасы зданий, их типы. Конструктивно-планировочные схемы сооружений, отличительные особенности каркасов. Несущие конструкции многоэтажных зданий, ствольные системы.

11.  Кровли из различных материалов, их свойства, индустриальные детали. Методы водоотвода.

12.  Гидроизоляционные покрытия и системы водопонижения, их конструктивные решения. Принципиальная разница в подходе при проектировании гидроизоляции и систем водопонижения.

13.  Конструкции стационарных, трансформируемых и передвижных перегородок, цель и методы процесса эксплуатации.

14.  Особенности конструкций надстроек, пристроек и встроек. Характерные методы проектирования реконструкции зданий.

15.  Методы передвижки и подъема зданий, применяемые конструкции.

16.  Типы покрытий зданий, чердачные и бесчердачные системы, их несущие конструкции. Особенности плоских и пространственных большепролетных покрытий.

17.  Сформулируйте определения ремонтнопригодность, работоспособность, надежность здания или его элемента.

18.  Причины и задачи строительной реконструкции промышленных зданий.

19.  Строительные способы улучшения внешнего вида зданий.

20.  назовите типичные схемы реконструкции существующих производственных зданий.

21.  Основные направления совершенствования реконструкции.

[1] Примечание. В связи с многообразием проекций и масштабов их исполнения целесообразно предварительно выполнить макет графического листа с целью его наилучшей компоновки. Для этого габаритные размера указанных проекций вычер­тить на бумаге в том или ином заданном масштабе, вырезать их и, равномерно распределив на листе, зафик­сировать места их расположения. При неудачной компо­новке листа изменить масштабы проекций в пределах, раз­решенных ГОСТом на общестроительные чертежи. Лист должен быть хорошо заполнен. Допускается вертикальная ком­поновка листа.