Металлические тяжи для укрепления стен


Усиление стен стальными обоймами: технология

Усиление стен требуется при проведении капитального ремонта и реконструкции зданий, стены которых изготовлены из кирпичной кладки.

Такая процедура позволяет повысить эксплуатационные характеристики здания и восстановить несущие способности стен.

Для проведения таких работ применяются разные строительные методы, которые напрямую зависят от того, что явилось причиной разрушения или деформационных процессов.

Как усилить

Часто трещины в кирпичных стенах возникают из-за просадки фундамента, изменений в цоколе

Ремонтные работы, направленные на усиление кирпичных стен, необходимо проводить в определенной последовательности. Прежде всего, следует отремонтировать цокольную часть здания. Вследствие усадочных процессов цоколь кирпичного здания может покрыться трещинами, которые в свою очередь спровоцируют появление аналогичных дефектов на самой стене.

Прежде чем приступить к ремонту, следует выяснить причины таких изменений в цоколе здания. Только устранив причину, можно начать заделывать трещины в цоколе. Для этого используют цементный раствор повышенной прочности, который закачивается в трещины.

Узкие дефекты можно заделать крепким раствором

Ремонт и усиление кирпичной стены начинается с очистки трещин по их ширине и на глубину. Узкие трещины заделываются крепким раствором, а широкие предварительно укрепляются армированной сеткой. Это позволит усилить несущую способность стены, а также предотвратить образование трещин при дальнейшей эксплуатации здания.

В том случае, если присутствуют серьезные разрушительные процессы, усилить стены из кирпичной кладки можно путем устройства монолитного железобетонного пояса по всему периметру здания. Естественно, что для этого необходимо будет разобрать кровлю.

При возникновении трещин шире 10 мм, рекомендуется установка стальных скоб

Технология усиления кирпичных стен предполагает также установку скоб, изготовленных из армированной стали при условии, что трещины превышают 10 мм.

При более широких трещинах скобы устанавливают с обеих сторон, скрепляя между собой сквозными болтами. В трещину закачивают жесткий раствор, необходимой консистенции.

Основные способы укрепления указаны в следующей таблице:

От степени повреждения стен зависит способ выполнения ремонтных работ. Их следует проводить регулярно, чтобы избежать больших повреждений.

Ремонт при магистральных трещинах

Крупные трещины, расположенные по углам здания, могут лишить конструкцию устойчивости

Магистральными называются трещины, характеризующиеся тем, что они располагаются на высоту стены и делят ее на отдельные части. Основные причины их образования заключаются в неравномерности осадки фундамента здания, физическом и температурном воздействии. Если такие повреждения размещаются по углам, то это может привести к потере устойчивости самой конструкции или отрыву стены с торцевой части здания.

Такие повреждения устраняются путем установки контрфорсов из кирпича или железобетона. И применимы они только в отношении одноэтажных зданий. Для их возведения устраивают отдельные фундаменты.

Если такая трещина появилась на многоэтажном здании, то для укрепления стен применяется металлический пояс напряжения. Он устанавливается на уровне расположения межэтажного перекрытия.

Такими поясами усиливают не только отдельную стену, но и коробку здания.

Натягивают металлический пояс при помощи гаек

При ремонте стен пояс из металлического профиля круглой формы устанавливается с внутренней и наружной стороны. При ремонте коробки пояс располагается по периметру здания с наружной стороны. Натяжение полос пояса производится с помощью гаек, установленных в торце стены. Для контроля силы натяжения используют динамический ключ, однако специалисты выполняют эту операцию, контролируя внешние признаки и звучание пояса при ударе по нему молотком.

Если толщина кладки позволяет, то для сохранения внешнего вида здания пояс монтируется в заранее подготовленную штробу, которая закрывается кирпичом и раствором.

Чтобы правильно выполнить работы по установке металлического пояса, привлекаются специалисты, которые могут выполнить все необходимые расчеты. Это позволит применить оптимальное количество нужных конструкций.

Современные методы

Современные методы включают пропитку кладки специалными армирующими составами

Усиление кирпичной кладки стен возможно и с применением инновационных способов выполнения ремонтных работ. Суть процесса состоит в следующем:

  • в кирпичной кладке стены, имеющей дефекты и разрушения, просверливаются технологические отверстия. При этом они располагаются по обеим сторонам вдоль трещин;
  • в пробуренные отверстия под высоким давлением закачивают специальные составы для ремонтных работ. Это может быть микроцемент, растворы на основе эпоксидной смолы или полиуретана.

Такой раствор заполняет все пустоты, которые образовались в процессе эксплуатации здания и надежно скрепляют стену, предотвращая ее дальнейшее разрушение и обеспечивая надежные гидроизоляционные качества стены. Инъекции стен таким образом, позволяют полностью произвести укрепление кирпичной кладки, структурно склеить материал, обеспечить надежную защиту стен от воздействия влаги.

Укрепление стен возможно и с помощью применения композитных материалов. Для этого на подготовленную поверхность стены, наклеивают ленты или сетку, изготовленную из высокопрочного материала на основе стекловолокна или углеродов.

Сверху сетка покрывается специальным клеем, приготовленным на основе цемента или эпоксидной смолы. О том, как усилить здание углеволокном, смотрите в этом видео:

При выполнении ремонтных работ усиление кирпичной кладки должно быть проведено на всей поверхности стен здания, и все поврежденные зоны должны быть восстановлены. Это позволит предотвратить полное разрушение конструкции здания.

Любой метод, который используется при ремонте для усиления кирпичной кладки, повышает надежность здания и способность переносить повышенные нагрузки, а установка монолитного пояса позволяет монтировать надстройки.

Разновидности ремонта

Кирпичные стены периодически требуют ремонта. В зависимости от повреждений применяются разновидности ремонтных работ, направленные на повышение их надежности:

  1. Шпаклевание небольших трещин. Предварительно трещина очищается от пыли и грязи, промывается водой. После чего заделывается специальным цементным раствором, в состав которого входит мелкий песок и цемент.
  2. Ремонт швов. Старый шов расчищается от раствора с помощью зубила или специального молотка. Специалисты приспособили для этого болгарку с кругом по бетону. Очищенный шов заполняется новым раствором и расшивается.
  3. Окрашивание поверхности стены. Такой способ предохраняет стену от воздействия влаги и ветра, которые отрицательно влияют на сохранность конструкции.
  4. Устройство гидроизоляции. В основном применяется для ремонта кирпичного фасада здания. Для этого на сухую поверхность стены наносится специальный состав на цементной основе.
  5. Замена кладки. В результате длительной эксплуатации или воздействия внешних источников возникает необходимость в замене части кирпичной кладки. Перед данным видом ремонтных работ необходимо установить временное крепление для вышерасположенных конструкций. После чего произвести разборку подлежащего замене участка и выполнить кладку. Для этого применяется кирпич и раствор повышенной прочности, которые способны укрепить старую кладку. Для связки старой и новой кладки применяют полужесткий цементный раствор 100 марки. О том, как остановить трещину на доме, смотрите в этом видео:

При необходимости переложить перегородки их соединяют с капитальной стеной посредством стальных клиньев, которые забивают или «замораживают» в заранее подготовленные отверстия.

Усиление кирпичных стен железобетонной и стальной обоймой, армированием

Своевременное предотвращение деформации несущих элементов способствует увеличению периода эксплуатации здания. Усиление кирпичных стен монтируют с целью повышения прочности сооружения. При правильном подходе можно восстановить стену с потерей прочности до 50%. Важно соблюдать нормы и правила на каждом этапе строительства, поскольку опорные элементы конструкций могут сократить несущую способность, и дом начнет рушиться. Существует несколько методов устранения трещин и проседаний конструктивных элементов.

Причины укрепления

Усиление кирпичной кладки проводят для увеличения прочности сооружения. Такие мероприятия гарантируют сохранение целостности конструкции при возможной перепланировке дома, смещении внутренних перегородок, монтаже дополнительных оконных или дверных проемов. Укрепление кирпичной стены позволяет предотвратить деформацию здания в целом. При первых признаках нарушения целостности сооружения рекомендуется монтировать усиление стен.

Деформация кладки происходит под воздействием таких факторов:

  • Неправильно рассчитанный проект. Нарушение нормативной дистанции между постройками, неравномерное распределение несущей способности элементов, чрезмерные нагрузки на фундамент.
  • Нарушение технологии устройства фундамента. Отсутствие дополнительного укрепления рыхлой почвы, неправильная глубина основания, использование добавок в растворах.
  • Некачественная кладка. Неправильно выбран способ устройства оконных и дверных проемов, облицовка смесями с низким уровнем воздухопроницаемости, применение некачественного раствора, отсутствие распределительных плит при укладке перекрытий.
  • Нарушение правил эксплуатации стен. Отсутствие водосточных труб и отмостки, протекание подземных коммуникационных систем, нарушение шарнирных связей несущих элементов с перекрытиями.
Вернуться к оглавлению

Методы усиления кирпичных стен

При нешироких трещинах можно прибегнуть к методу инъектирования.

Схема усиления стен из кирпича разрабатывается с учетом степени деформации. Разрушение кладки проявляется в виде трещин разной ширины. Дефекты до 4 см промывают и заделывают торкретбетоном. Более широкие разъемы через инъекторы заполняют специальной смесью для возобновления уровня прочности. Перед началом работ ремонтируют цоколь, возобновляют кладку, проделывают проемы. Существует несколько способов укрепления стен, выбор зависит от характера разрушения.

Чтобы восстановить треснувшую несущую стену здания, выполняют укрепление обоймами.

Вернуться к оглавлению

Усиление железобетонной обоймой

Сравнительно недорогой метод возобновления несущей способности элементов сооружения. Выполнение занимает немного времени. Главный недостаток — увеличение нагрузки на основание. Этапы работ с железобетонными обоймами:

  1. Креплениями фиксируют на кладке арматурную сетку. Железобетонные оболочки делают из поперечных арматурных прутьев А240/AI класса и продольной арматуры А240-А400/AI, AII, AIII классов.
  2. Определяют толщину и материал для бетонирования. Рекомендуется использовать мелкозернистые бетонные составы 10-го класса и выше.
  3. Обойму толщиной менее 4 см заливают пневмобетоном и дают застыть.
  4. Выполняют облицовку штукатуркой.
  5. Для слоя толще 4 см по периметру устанавливают опалубку, в ней оставляют отверстия для инъекционных трубок.
  6. Заливают площадь монолитными бетонными составами.
Вернуться к оглавлению

Стальная обойма

Для усиления проемов в стенах можно воспользоваться стальной обоймой.

Применение метода позволяет укрепить несущие элементы конструкции. Стальными обоймами и балками из швеллера можно выполнить усиление проемов в кирпичных стенах. При создании нового оконного отверстия с целью повышения прочности кладки применяют металлоконструкции. Для укрепления проема в кирпичной стене монтируют швеллер. Для усиления стены понадобятся арматурные прутья и профильные уголки.

Этапы проведения работ с металлическими креплениями:

  1. По углам заданной площади раствором крепят уголки.
  2. Фиксируют металлические полосы шириной не более 6 см.
  3. Монтируют остальные продольные элементы. Их размер зависит от высоты заданной площади.
  4. На каркас крепят сетку. Применение металлической основы повышает прочность сооружения.
  5. Заливают цементным раствором толщиной 3 см. Такой слой защитит укрепление стальными тяжами от коррозии.
Вернуться к оглавлению

Армирование

Восстановить прочность треснувшего участка кладки и создать усиление проемов в несущих кирпичных стенах можно арматурной сеткой или каркасом. Такой способ укрепления позволяет предотвратить появление мелких дефектов. Сетку фиксируют на стены, если они часто поддаются механической нагрузке. Методом армирования прочно укрепляется даже пристройка в полкирпича. Процесс состоит из следующих этапов:

Перед цементированием на стену нужно прикрепить каркас из арматуры.
  1. Сделать отверстия для анкерных болтов или сквозных шпилек на заданной площади.
  2. Закрепить арматурный каркас, выбранным фиксатором, с помощью сварки.
  3. Зацементировать участок материалом марки М100 или выше, дать высохнуть заливке.
  4. Заштукатурить площадь, толщина отделки не должна превышать 4 см.
  5. Прикрепить вспомогательные стержни.
Вернуться к оглавлению

Композиционная обойма

Усиление кирпичного простенка или кладки стены выполняют из волокнистых материалов: углеволокна, стекловолокна. Повышается прочность элемента без утяжеления сооружения. Процесс состоит из таких этапов:

  1. Пропиткой обрабатывают поверхность, дают высохнуть.
  2. Наносят грунтовку для повышения прочности.
  3. Монтируют сетку или каркас.
  4. Поверхность штукатурят и красят.
Вернуться к оглавлению

Краткий вывод

Усиление кирпичной конструкции выполняют с целью профилактики деформации стен, а также для устранения существующих дефектов. Важно вовремя начать работы для повышения жесткости, чтобы впоследствии часть здания не просела и не упала. Появление трещин — первый признак потери прочности. Один и тот же дефект можно устранить несколькими способами. Метод укрепления зависит от технических характеристик кладки и масштабов ее разрушения. Железобетонные обоймы значительно повышают несущую способность. Усиление проема можно выполнить стальными тяжами. Пристрой легко укрепляется с помощью армирования.

Усиление стен обоймами

Усиление стен производится для повышения общей прочности строения. Такая мера позволяет гарантировать сохранение целостности конструкций при создании дополнительных дверных или оконных проемов, перемещении внутренних перегородок, общей перепланировке и т.д. Помимо этого, укрепление нагруженных элементов дает возможность продлить эксплуатационный срок объекта и, при условии корректного исполнения соответствующих норм и правил, повысить его прочность до 50%.

Для восстановления треснувших несущих стен используется усиление при помощи обойм различных типов.

Принцип действия

В зависимости от предполагаемых нагрузок все виды обойм для усиления стен можно разделить на следующие виды:

Для сдерживания поперечных деформаций. Конструкции этого типа увеличивают несущую способность за счет формирования объемного напряженного состояния в стене или иной архитектурной детали.

Для перераспределения усилий, действующих на укрепляемый элемент. Данный тип конструкций обеспечивает необходимый эффект за счет увеличения площади поперечного сечения или посредством повышения надежности стен за счет введения в них высокопрочных материалов.

Комбинированные. Обоймы этого типа сочетают в себе конструктивные особенности как первого, так и второго вариантов.

Технология

Железобетонные обоймы. Сущность данного метода заключается в создании тонкой (от 40 мм до 120 мм) плиты, которая охватывает по периметру укрепляемую деталь. При необходимости в конфигурации опалубки для обоймы учитываются четверти проемов для дальнейшего восстановления. Основным конструктивным недостатком этой технологии является увеличение нагрузки на основание нуждающегося в укреплении элемента.

Изготовление железобетонных обойм для усиления стен включает в себя следующие этапы:

  • Создание арматурного каркаса. Для этого на кладке при помощи специальных креплений фиксируется сетка из продольных прутьев (А240-А400/AI, AII, AIII классов) и поперечных прутьев (А240/AI класса).
  • Заливка. Для этого используются бетонные мелкозернистые смеси (от 10 класса и выше), из которой формируется сама обойма. В зависимости от толщины конструкции ее либо заливают сразу и дают застыть, после чего облицовывают поверхность слоем штукатурки, либо после заливки окружают дополнительной опалубкой с отверстиями для инъекционных каналов и заполняют площадь монолитным бетонным составом.

Стальные обоймы. Сущность данной технологии заключается в изготовлении сетки из металлопроката, сопряженной со стеной. С помощью такой конструкции выполняется усиление стен, оконных и дверных проемов и т.д. При необходимости укрепления отверстий в перегородках используются швеллера, для самих плоскостей требуются профильные уголки и соответствующие арматурные прутья. Практически единственным конструктивным недостатком данного метода является вероятность образования мостиков холода на наружных стенах здания, что требует организации их дополнительной теплоизоляции.

Изготовление стальных обойм включает в себя следующие этапы:

  • Монтаж уголков по периметру укрепляемого участка
  • Сборка металлических полос
  • Установка остальных продольных элементов, размеры которых определяются в соответствии с высотой укрепляемого фрагмента
  • Монтаж металлической сетки на получившемся каркасе
  • Заливка цементным раствором слоя не менее 3 см в толщину для защиты металлических деталей от коррозии

Любой из перечисленных методов обеспечивает достаточное усиление стен для эффективного сопротивления действующим деформациям, статичным нагрузкам и иным негативным факторам. Однако необходимо учитывать важность корректного проведения всех этапов монтажных работ и полноту их выполнения, в ходе которых должны быть восстановлены все поврежденные участки. Квалифицированные специалисты компании ЭКОСИСТЕМА оказывают полный комплекс услуг по укреплению наружных и внутренних стен зданий любого типа, включая сложные дизайнерские проекты. Мы сотрудничаем как с физическими, так и с юридическими лицами, а также принимаем муниципальные заказы.

Для уточнения подробностей свяжитесь с нами по телефону или электронной почте.

КРЕПЛЕНИЕ СТЕН С ПОМОЩЬЮ СИСТЕМЫ ТЯЖЕЙ - Техника. Технические науки - Каталог статей

Предыдущая страница

8.11. Рекомендации по усилению столбов обоймами (рис. 77)

 

Ослабленные трещинами, выбоинами столбы можно укреплять обоймами следующих типов:

- металлической;

- железобетонной;

- кирпичной из армированной кладки.

Металлические обоймы (см. "а") состоят из стальных уголков 2, устанавливаемых по углам кирпичного столба 1 и связанных на сварке хомутами из полосовой или круглой стали 3. Зазоры зачеканиваются цементным раствором. Расстояние между хомутами должно быть не более меньшего размера сечения простенка или меньше 50 мм. Для усиления кладку с частыми вертикальными трещинами (с раскрытием более 0,2 мм) необходимо зачеканить цементным раствором. Все остальные элементы следует защитить от коррозии оштукатуриванием цементным раствором толщиной 25 - 30 мм на металлической сетке.

Железобетонные обоймы (см. "б") выполняются из бетона марки 150 с армированием вертикальными стержнями 4 и сварными хомутами 5 с шагом <= 15 см. Толщина обоймы по расчету от 4 до 12 см. При соотношении сторон столбов более 1,5 в середине большей стороны устанавливаются дополнительные связи.

Армокирпичные обоймы выполняются из отборного кирпича высокой прочности (марки 100 и более) на цементном растворе марок 100 - 150 (с армированием кладки 6 сетками 3-4 мм или отдельными стержнями 6-8 мм через 2 - 3 ряда).

Зазор между новой и старой кладкой заделывается жидким цементным раствором. Толщина кладки и ее армирование принимаются по расчету. При этом несущая способность старой неповрежденной или инъектированной кладки учитывается полностью.

При значительном ослаблении старой кладки трещинами вся нагрузка передается на новую кладку, работа старой кладки при этом не учитывается.

 

8.12. Рекомендации по усилению пилястр обоймами (рис. 78)

 

Усиление поврежденных пилястр, несущих нагрузку от подкрановых балок и ферм, производится стальными или железобетонными обоймами. Обоймы обрамляют пилястру с трех сторон с пропуском стяжных хомутов через стену.

При устройстве стальных обойм в стене пробивают отверстия и через них пропускают хомуты 6 на болтах. Затем к пилястрам подводится металлическая обойма, состоящая из сваренных между собой стальных уголков 1 и соединительных планок 2. Обоймы прикрепляются к пилястрам, пропущенными через стены болтами 3. Болты стягиваются гайками. Между гайками и наружной поверхностью стены устанавливаются упорные шайбы 4. Пространство между пилястрами и обоймами зачеканивают цементным раствором 5.

Железобетонные обоймы (см. "б") устанавливаются в следующем порядке. В стене пробиваются отверстия, в которые пропускаются через определенный шаг по высоте пилястр хомуты 6, снабженных по концам резьбой. Производят сварку хомутов с продольными стержнями 10. Между пилястрами и хомутами вбивают бетонные "сухарики" 9, после чего хомуты затягиваются снаружи с помощью гаек и стальных упорных шайб 4. К хомутам подводится арматурная сетка 7, которая закрепляется на хомутах 6. Устраивается временная опалубка и в образовавшуюся полость заливается бетон 8.

 

8.13. Рекомендации по усилению стальными тяжами пересечения стен, ослабленного трещиной или швом (рис. 79)

 

При появлении в месте стыковки наружной и внутренней стен трещин или при ослаблении стыковочного шва следует произвести стягивание стен между собой.

Для осуществления этого способа усиления в уровне перекрытия 4 снаружи здания выбивается штраба, в которую вводят тяжи 2 диаметром 20 - 24 мм с шайбами 1 размером 75 x 75 x 8.

Под стеной 5 пробивается проем, в который вводят уголки 3, закрепляемые на перекрытии 4 цементным раствором или с помощью дюбелей. Тяжи 2 закрепляются внутри здания уголком 3. Гайки затягивают до отказа. После чего шов инъецируется цементным раствором марки 100, а штраба снаружи закладывается кирпичом на цементном растворе.

Стальные тяжи, связи, хомуты и обвязки, находящиеся внутри помещений с влажным и мокрым режимом, должны иметь антикоррозионное покрытие.

 

КРЕПЛЕНИЕ СТЕН С ПОМОЩЬЮ СИСТЕМЫ ТЯЖЕЙ

а) стальными стяжками;

б) растяжками с двух сторон;

1 - проволочная скрутка = 5 - 6 мм;

2 - муфта натяжения;

3 - расчалка = 16 мм;

4 - натяжная муфта;

5 - растяжка = 16 мм;

6 - столб h = 20 - 25 мм;

7 - упор = 20 - 22 мм.

Рис. 69

 

УСТРОЙСТВО ПЕРЕМЫЧЕК ПРИ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОЕМА

1 - кладка; 2 - швеллер; 3 - болт; 4 - штукатурка по сетке.

Рис. 70

 

УСИЛЕНИЕ УГЛА СТЕНЫ ЗДАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ БАЛКАМИ

1 - металлические балки N 16 - 20; 2 - стяжные болты d = 16 - 20 мм.

Рис. 71

 

УСИЛЕНИЕ СТЕН АРМИРОВАННОЙ РАСТВОРНОЙ ОБОЙМОЙ

 

Рис. 72

 

 

УСИЛЕНИЕ ПРОСТЕНКОВ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫМИ И МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ СЕРДЕЧНИКАМИ

а) вариант усиления железобетонными сердечниками;

б) вариант усиления стальными сердечниками;

1 - проем;

2 - пространственный арматурный каркас;

3 - бетон марки 150;

4 - швеллеры по расчету.

Рис. 73

 

УСИЛЕНИЕ ПОВРЕЖДЕННЫХ ПРОСТЕНКОВ МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ ОБОЙМАМИ И БАНДАЖАМИ

а) - при ширине простенка b < 15d;

б) - то же, при b > 1,5d;

1 - уголок L90*90*6;

2 - планка - 6*100;

3 - полоса;

4 - стальной бандаж из полосы - 6*100;

5 - ж/б перемычка;

6 - шпилька d20 (смотри узел 1).

Рис. 74

Следующая страница

Содержание


Усиление стен зданий • "СЗИЦ"

 Усиление стен зданий

Разумные решения проблемы усиления ограждающих конструкций

В следствии сильнейших разрушительных землетрясений в опасных сейсмоактивных областях на территории России началось более детальное изучение негативных последствий. В результате этого изучения появилась необходимость создавать дополнительное усиление стен зданий с целью увеличения сейсмостойкости.

При создании проектов повышения сейсмостойкости строений, а так же их реализации в областях с сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов была разработана Серия 0.00-2.96с «Повышение сейсмостойкости зданий», которую должны использовать соответственные строительные организации. Она базируется на СНиП 11-7-8 ”Строительство в сейсмических районах”, в котором нету положений по усилению несейсмостойких строений. Данный выпуск содержит только общую информацию, что касается только разработки проектов усиления несейсмостойких строений.

Все документы, на которых базируется проект по повышению сейсмостойкости строений с расчетом необходимой сейсмичности для строительной площадки, разрабатываются на основе строительной документации на саму постройку и сопроводительной информацией детального обследования конструктивных элементов постройки, а так же ее основания.

При подборке методов усиления сейсмостойкости строений любого типа и назначения: жилых, общественных и промышленных, нужно основываться на основных принципах проектирования строений для сейсмоактивных областей, в соответствии с установленными нормами.В тех случаях, когда стопроцентное выполнение установленных норм нереально, или же когда их осуществление приводит к экономической нерациональности усиления, допускается реализация выполнение всех соответствующих работ при частичном соответствии установленным нормам, а так же с их согласованием в установленном законом порядке.

Усиление кирпичных и каменных построек

При создании соответствующих проектов увеличения сейсмостойкости кирпичных и каменных строений может появится необходимость усиления следующих конструктивных элементов:
– стен и простенков;
– сопряжений поперечных и продольных стен;
– связей между перекрытиями и стенами;
– выступающих участков стен, в том числе и фронтов;
– сопряжений антисейсмических перекрытий и поясов.

При поиске технических разработок по усилению надземных конструктивных элементов постройки могут быть значительно повышены вертикальные нагрузки, что в свою очередь потребует дополнительного усиления фундамента данной постройки. Такое усиление может быть также реализовано для того чтобы перевести его в другую нормативную категорию с уменьшением его расчетной сейсмичности строительной площадки.

Элементы строения с малой несущей способностью выявляются проведением соответствующих расчетов. После проведения расчетов необходимо произвести разработку оптимальных технических решений по их усилению. Или же ввести дополнительные несущие строительные элементы, которые будут воспринимать определенную часть горизонтальной нагрузки постройки.

Усиление фронтонов

В постройках с железобетонными сборными и деревянными перекрытиями с фронтонами, выполненными непосредственно из тех же строительных материалов, что и сами стены, усиливают специальным стальным профилированным настилом или же дополняют металлическими элементами. Выбор определенного варианта усиления зависит от принятого решения усиления несущих стен, так как сами фронтоны из каменной или же кирпичной кладки – продолжение стен из этих же строительных материалов. В данном случае профилированный настил размещают на фронтоны.

Так же профилированный настил можно использовать непосредственно для усиления фронтона как с внутренней, и так и с наружной стороны. Настил необходимо укреплять болтами и дополнительными анкерами. А вот на внутренней стороне прикрепляют к стене элементами специального железобетонного сборного перекрытия. К перекрытиям настил крепят дюбелями с шагом не более 500-700мм. С внутренней стороны, вместо профнастила, фронтоны можно усилить специальной железобетонной “рубашкой”. В таком случае сетку армирования крепят непосредственно к железобетонным перекрытиям замоноличенными в пустотах плит анкерами.

Усиление стен и простенков профилированным настилом

Использование стального профилированного настила позволяет произвести усиление наружных стен из кирпича или из мелких штучных каменных блоков. Профилированный настил выполняет роль несъемной опалубки и внешнего армированния. При этом в зависимости от результатов расчета на сейсмические нагрузки профнастил устанавливается либо по поверхности всех стен, либо лишь по простенкам. Прикрепление настила к стенам осуществляют стяжными болтами, пропускаемыми сквозь просверливаемые в кладке отверстия и анкерами. Диаметр болтов принимают не менее 10мм, анкеров – не менее 8мм. При устройстве сплошного настила болтами настил закрепляют над и под оконными проемами и в пределах дверных проемов. Шаг анкеров назначают в зависимости от типа настила (толщины, размеров и конфигурации профиля), но не более 500-700мм в обоих направлениях.

При усилении простенков по всей высоте здания настил закрепляют на стене анкерами диаметром не менее 8 мм с шагом в обоих направлениях не более 500мм. Длину анкеров принимают в пределах 170-200мм. В обоих случаях для установки анкеров отверстия в кладке выполняют| диаметром меньшим диаметра анкеров и под углом 30°-45° к поверхности стен. Анкера с головками вбивают в отверстия насухо. Настил прижимают платно к кладке. Промежутки между стеной и профнастилом заполняют мелкозернистым бетоном класса не менее В15 или раствором марки не ниже 100.

Усиление стен и простенков двухсторонними железобетонными “рубашками”

Толщину слоев железобетона принимают либо одинаковой по внутренней и наружной поверхностям стен, либо разной и назначают по расчету, но не менее 50 мм. Для армирования используют сварную арматурную сетку из арматурных стержней диаметром не менее 5,5 мм, с ячейкой не более 100/100 и закрепляют на стенах сквозными болтами диаметром не менее 10 мм с шагом в обоих направлениях 1200-1500 мм в зависимости от размеров простенков, угловых участков стен и стен без проемов. Дополнительно сетки закрепляют анкерами, диаметром не менее 8 мм с шагом не менее 300 мм в обоих направлениях. В целях улучшения работы слоев усиления совместно с кладкой анкера вводят в кладку под углом 30° – 45°, для чего диаметр отверстий принимают меньше диаметра анкеров.

Усиление каменных конструкций из кирпича. Технология усиления кирпичных стен Усиление стен тяжами на кирпичном доме

Своевременное предотвращение деформации несущих элементов способствует увеличению периода эксплуатации здания. Усиление кирпичных стен монтируют с целью повышения прочности сооружения. При правильном подходе можно восстановить стену с потерей прочности до 50%. Важно соблюдать нормы и правила на каждом этапе строительства, поскольку опорные элементы конструкций могут сократить несущую способность, и дом начнет рушиться. Существует несколько методов устранения трещин и проседаний конструктивных элементов.

Причины укрепления

Усиление кирпичной кладки проводят для увеличения прочности сооружения. Такие мероприятия гарантируют сохранение целостности конструкции при возможной перепланировке дома, смещении внутренних перегородок, монтаже дополнительных оконных или дверных проемов. Укрепление кирпичной стены позволяет предотвратить деформацию здания в целом. При первых признаках нарушения целостности сооружения рекомендуется монтировать усиление стен.

Деформация кладки происходит под воздействием таких факторов:

  • Неправильно рассчитанный проект. Нарушение нормативной дистанции между постройками, неравномерное распределение несущей способности элементов, чрезмерные нагрузки на фундамент.
  • Нарушение технологии устройства фундамента. Отсутствие дополнительного укрепления рыхлой почвы, неправильная глубина основания, использование добавок в растворах.
  • Некачественная кладка. Неправильно выбран способ устройства оконных и дверных проемов, облицовка смесями с низким уровнем воздухопроницаемости, применение некачественного раствора, отсутствие распределительных плит при укладке перекрытий.
  • Нарушение правил эксплуатации стен. Отсутствие водосточных труб и отмостки, протекание подземных коммуникационных систем, нарушение шарнирных связей несущих элементов с перекрытиями.

Методы усиления кирпичных стен


При нешироких трещинах можно прибегнуть к методу инъектирования.

Схема усиления стен из кирпича разрабатывается с учетом степени деформации. Разрушение кладки проявляется в виде трещин разной ширины. Дефекты до 4 см промывают и заделывают торкретбетоном. Более широкие разъемы через инъекторы заполняют специальной смесью для возобновления уровня прочности. Перед началом работ ремонтируют цоколь, возобновляют кладку, проделывают проемы. Существует несколько способов укрепления стен, выбор зависит от характера разрушения.

Чтобы восстановить треснувшую несущую стену здания, выполняют укрепление обоймами.

Усиление железобетонной обоймой

Сравнительно недорогой метод возобновления несущей способности элементов сооружения. Выполнение занимает немного времени. Главный недостаток - увеличение нагрузки на основание. Этапы работ с железобетонными обоймами:

  1. Креплениями фиксируют на кладке арматурную сетку. Железобетонные оболочки делают из поперечных арматурных прутьев А240/AI класса и продольной арматуры А240-А400/AI, AII, AIII классов.
  2. Определяют толщину и материал для бетонирования. Рекомендуется использовать мелкозернистые бетонные составы 10-го класса и выше.
  3. Обойму толщиной менее 4 см заливают пневмобетоном и дают застыть.
  4. Выполняют облицовку штукатуркой.
  5. Для слоя толще 4 см по периметру устанавливают опалубку, в ней оставляют отверстия для инъекционных трубок.
  6. Заливают площадь монолитными бетонными составами.

Для усиления проемов в стенах можно воспользоваться стальной обоймой.

Применение метода позволяет укрепить несущие элементы конструкции. Стальными обоймами и балками из швеллера можно выполнить усиление проемов в кирпичных стенах. При создании нового оконного отверстия с целью повышения прочности кладки применяют металлоконструкции. Для укрепления проема в кирпичной стене монтируют швеллер. Для усиления стены понадобятся арматурные прутья и профильные уголки.

Этапы проведения работ с металлическими креплениями:

  1. По углам заданной площади раствором крепят уголки.
  2. Фиксируют металлические полосы шириной не более 6 см.
  3. Монтируют остальные продольные элементы. Их размер зависит от высоты заданной площади.
  4. На каркас крепят сетку. Применение металлической основы повышает прочность сооружения.
  5. Заливают цементным раствором толщиной 3 см. Такой слой защитит укрепление стальными тяжами от коррозии.

Усиление стен производится для повышения общей прочности строения. Такая мера позволяет гарантировать сохранение целостности конструкций при создании дополнительных дверных или оконных проемов, перемещении внутренних перегородок, общей перепланировке и т.д. Помимо этого, укрепление нагруженных элементов дает возможность продлить эксплуатационный срок объекта и, при условии корректного исполнения соответствующих норм и правил, повысить его прочность до 50%.

Для восстановления треснувших несущих стен используется усиление при помощи обойм различных типов.

Принцип действия

В зависимости от предполагаемых нагрузок все виды обойм для усиления стен можно разделить на следующие виды:

Для сдерживания поперечных деформаций. Конструкции этого типа увеличивают несущую способность за счет формирования объемного напряженного состояния в стене или иной архитектурной детали.

Для перераспределения усилий, действующих на укрепляемый элемент. Данный тип конструкций обеспечивает необходимый эффект за счет увеличения площади поперечного сечения или посредством повышения надежности стен за счет введения в них высокопрочных материалов.

Комбинированные. Обоймы этого типа сочетают в себе конструктивные особенности как первого, так и второго вариантов.

Технология

Железобетонные обоймы. Сущность данного метода заключается в создании тонкой (от 40 мм до 120 мм) плиты, которая охватывает по периметру укрепляемую деталь. При необходимости в конфигурации опалубки для обоймы учитываются четверти проемов для дальнейшего восстановления. Основным конструктивным недостатком этой технологии является увеличение нагрузки на основание нуждающегося в укреплении элемента.

Изготовление железобетонных обойм для усиления стен включает в себя следующие этапы:

  • Создание арматурного каркаса. Для этого на кладке при помощи специальных креплений фиксируется сетка из продольных прутьев (А240-А400/AI, AII, AIII классов) и поперечных прутьев (А240/AI класса).
  • Заливка. Для этого используются бетонные мелкозернистые смеси (от 10 класса и выше), из которой формируется сама обойма. В зависимости от толщины конструкции ее либо заливают сразу и дают застыть, после чего облицовывают поверхность слоем штукатурки, либо после заливки окружают дополнительной опалубкой с отверстиями для инъекционных каналов и заполняют площадь монолитным бетонным составом.

Стальные обоймы. Сущность данной технологии заключается в изготовлении сетки из металлопроката, сопряженной со стеной. С помощью такой конструкции выполняется усиление стен, оконных и дверных проемов и т.д. При необходимости укрепления отверстий в перегородках используются швеллера, для самих плоскостей требуются профильные уголки и соответствующие арматурные

5.2.3. Усиление столбов, стен и простенков

Укрепление при перегрузках. Необходимость усиления каменных стен и столбов возникает при механических повреждениях кладки, растесках проемов, ликвидации промежуточных перекрытий, чрезмерных нагрузках, наличии трещин или других признаков деформации и т.д. Следствием каждой из причин становится перегрузка рабочих сечений кладки, либо внецентренно обжатых, либо многократно сокративших несущую способность, например при расслоении конструкции на отдельные гибкие элементы. Поэтому большинство видов укрепления стен и столбов заключается в обеспечении местной устойчивости обжатой кладки.

Традиционным способом укрепления служит устройство внешнего «корсета» или обойм, препятствующих горизонтальному «расползанию» кладки. Обоймы столбов и узких простенков представляют собой систему нескольких угловых профилей, объединенных горизонтальными полосовыми связями, шаг которых зависит от гибкости стоек и величины сжимающего давления. (Следует заметить, что «горизонтальная составляющая», принимаемая в расчетах равной 10—15% вертикальной нагрузки, увеличивается по мере расслоения и деструкции кладки.) Металлическими обоймами укреплено множество столбов и простенков древних зданий, в том числе центральный столб Грановитой палаты Московского Кремля и столбы в помещениях так называемой Собственной половины Большого Кремлевского дворца. Для усиления широких простенков используются иногда двухсторонние корсеты в виде плоских сварных решеток, соединенных арматурными стержнями через просверленные в кладке отверстия. Подобным образом закреплены слабые и перегруженные стены старого здания МХАТа (реставрация 1980-х г.). Металлические корсеты маскируются обычно в специально пробиваемых штрабах или внутри толстого штукатурного слоя, что создает значительные трудности при укреплении столбов и пилонов сложного профиля, несущих лепной или живописный декор.

В практике реставрации нередки случаи замены старого строительного материала более прочным современным. Это может быть простая внешняя с перевязкой и сквозная перекладка с армированием опасной зоны. Например, аварийный просевший столб крыльца церкви Троицы в Никитниках (Москва) был разобран и переложен вместе с фундаментом (с временным сложным «вывешиванием» вышеуказанных конструкций). Перегруженный (безуспешно «усиляемый» еще в XVIII в.) раздавленный простенок алтарной преграды церкви Спаса за Золотой решеткой в Московском Кремле был переложен (также с временной разгрузкой) при реставрации 1979 г. Иногда старая кладка сохраняется фрагментарно или только в качестве облицовочного слоя, скрывающего внедренный в тело конструкции металлический или железобетонный несущий элемент (рис. 79).


79. Усиление каменных конструкций при перегрузках
1 — заделка металлического каркаса в ветхую кладку;
2 — корсет из перекрестных металлических полос;
3 — обойма из угловых профилей;
4 — устройство современного каркаса с полной разборкой и перекладкой исторической конструкции

Заделка современного несущего каркаса в ветхую или перегруженную кладку — довольно сложная задача, связанная с необходимостью глубокого штрабления, введения разгрузочного элемента, временного крепления и т.д. Кроме того, должна быть обеспечена полная передача нагрузки на новую конструкцию, так как включение в совместную пропорциональную работу разнородных материалов практически неосуществимо из-за различных модулей деформации. Именно по этой причине при реставрации западной стены надвратной церкви Перервинского монастыря были демонтированы чугунные стойки XIX в., которые первоначально предполагалось сохранить внутри восстанавливаемых кирпичных пилонов. Металлические стойки достаточно часто применяются также для усиления или разгрузки деревянных здании каркасного типа и срубов.

Укрепление при структурном разрушении кладки. Под структурным разрушением здесь подразумевается, во-первых, деструкция строительного материала кладочных элементов, а во-вторых, нарушение монолитности кладочной структуры целых конструкций. Структурному разрушению подвергается перегруженная, а также мокрая кладка (при протечках кровель и коммуникаций, капиллярном подсосе влаги из грунта, коррозии закладного металла, изменении температурно-влажностного режима).

Характерные признаки структурного разрушения при перегрузках— образование системы Х-образных трещин, выкалывание треугольных призм и истощение обжатых сечений, иногда— вертикально ориентированных трещин, расслоение или волнообразное искривление поверхностей. Морозное и солевое разрушение при замачивании может быть выражено в размягчении и высыпании раствора из швов в поверхностном слое, отслоении и падении целых пластов кладки, образовании рыхлого, осыпающегося щебеночного конгломерата.

Перечисленные виды разрушений создают необходимость разработки так называемых технологических или комбинированных способов укрепления, например армирования и инъекции кладки (рис. 80).


80. Инъекционное и комбинированное укрепление кладки
1,2 — металлические стержни "косвенного" армирования;
2 — инъецируемые пустоты и шпуры;
3 — штукатурное заполнение зон утрат;
4 — анкерное крепление проема в бутовой кладке;
5 — сохранившаяся кладка крепостной стены;
6— современная докладка;
7 — стержни поярусного анкерного крепления;
8 — стержни местного армирования и инъецирования;
9 — зоны утрат;
10—трещины расслоения свода;
11 — ось устойчивой сжатой зоны;
12 — местные арочные образования;
13 — металлические костыли поверхностного крепления;
14— штукатурный намет;
15 — радиальное армирование свода;
16— инъецирование пустот

Расслоившиеся кирпичные конструкции могут быть укреплены системой анкерных стержней, установленных в просверленные отверстия нормально или под некоторым углом к плоскости расслоения. На первой стадии стержни работают как противоаварийные элементы, препятствующие дальнейшему расслоению и уменьшающие свободную длину каждого слоя как самостоятельной сжимаемой конструкции. На второй стадии при инъецировании зазоров между слоями анкерные стержни воспринимают избыточное давление раствора, создаваемое насосом и способное вызвать обрушение наружного слоя. Далее, после твердения раствора и склеивания слоев стержни служат элементами армирования.

Часто расположенными пересекающимися стержнями «косвенного» армирования укрепляются перегруженные аварийные конструкции небольшого сечения — столбы, контрфорсы, аркбутаны. Для массивных стен большого протяжения, имеющих одну или две открытые боковые поверхности, возможно только поперечное армирование. Поярусное расположение стержней, концы которых могут быть объединены арматурными сетками, удобно для создания «опорных» армированных рядов или железобетонных поясов при восстановлении утраченной лицевой кладки.

Анкерное крепление и другие комбинированные способы требуют высокой культуры производства. Для армирования рекомендуется применять нержавеющий металл, количество черного металла должно быть минимальным даже при его антикоррозийном покрытии. Коррозия закладного металла в сырой кладке способна привести к ее разрывам и расслоениям, выдергиванию растянутого стержня или анкера, сдвигу и обрушению блоков кладки. Практика показывает, что в условиях некачественного производства работ анкерное крепление или армирование особо ответственных конструкций следует рассматривать только как часть укрепительного комплекса, но не как основной или единственный вид укрепления.

Инъецирование специально подобранными растворами — современный и весьма рациональный способ укрепления кирпичной, каменной и смешанной кладки, расчлененной трещинами на крупные и средние блоки или на щебеночные фракции. Эффективность инъекционного укрепления зависит от структуры кладки, степени ее расслоения, влажности и химического состава материала, качества раствора, частоты скважин и других факторов. Наилучшие результаты обычно достигаются при инъецировании сравнительно сухой, расслоившейся кладки из кирпича, белого камня, песчаника и туфа при раскрытии трещин более 1 мм. Тесаная кладка из гранита, базальта и других тяжелых непористых материалов укрепляется инъекцией плохо, так как не происходит отбора воды, и раствор, заполняющий швы, остается рыхлым, слабо сцепляющим разорванные трещинами блоки и отдельные камни. Вообще затвердевший инъекционный раствор должен быть близок по своим физико-техническим свойствам к материалу кладки. Компонентами растворов могут быть известь-тесто, цемент, кварцевая пыль, белокаменная мука, цемянка. Для нагнетания растворов используются ручные или механические насосы, создающие давление до 6—8 атм.

Инъекция нежелательна для укрепления кладки стен и сводов, имеющих темперную или масляную живопись, так как отбор воды из раствора сопровождается движением солей, разрушающим грунт и живописный слой.

Укрепление гибких и наклонных стоек и стен. К внешне неустойчивым конструкциям, требующим введения от крытых, логически завершающих рабочую схему элементов усиления, относятся наклоненные крепостные и подпорные стены, а также ограждающие стены и столбы зданий с обрушенными или разобранными междуэтажными перекрытиями. Если восстановление этих перекрытий трудноосуществимо или не оправдано методически, то чрезмерная свободная длина стен и колонн может быть снижена с помощью стержневых связей-затяжек и распорок, объединяющих элементы в пространственные блоки.

Отдельно стоящие гибкие стены при отсутствии близких жесткостных модулей (лестничных клеток, угловых сопряжений стен и т.п.) могут быть укреплены открытыми подкосами трубчатого и иного сечения, решетчатыми диафрагмами, а также контрфорсами (рис. 81).


81. Укрепление неустойчивых конструкций
1 — современный сквозной контрфорс, компенсирующий распор сводов;
2, 3 — скрытые обратные контрфорсы подпорных стен;
4 — перевернутые арки-контрфорсы;
5 — угловой фрагмент, укрепленный железобетонной накладкой;
6 — фрагмент гибкой стены, укрепленный контрфорсом

Контрфорсы — достаточно рапространенный способ укрепления в реставрации. В зависимости от архитектурных требований и характера нагрузки они выполняются либо из традиционных материалов — кирпича и камня, либо из железобетона. Эффективная работа контрфорса возможна лишь при надлежащей устойчивости его основания. Практика показывает, что многие исторические контрфорсы, возведенные как до, так и после начала деформаций, своих функций не выполняют, существуя независимо от укрепляемого объекта. При укреплении подпорных стен возможно применение обратных контрфорсов, а также буроинъекционных свай в сочетании с распределительными подхватами, зачеканкой и инъецированием кладки.

Выпрямление стен, столбов, пилонов. Если наклон стен, пилонов, башен и т.п. достаточно заметен, а укрепление с помощью октрытых конструкций не представляется возможным, например из эстетических соображений, возникает необходимость в их подъеме (повороте).

Наиболее просто выпрямление отдельно стоящих сплошных сооружений или компактных жестких объемов — обелисков, пьедесталов, пилонов, невысоких декоративных башенок, крепостных зубцов и консольных простенков, масса которых не превышает 10—15 т. В этом случае подъем может производиться легкими винтовыми и гидравлическими домкратами при минимальных трудозатратах. В основание выпрямляемой конструкции врезается временная обойма из металлических профилей (железобетона), служащая либо непосредственно наддом-кратной балкой, либо упором при рычажном приложении сил (выпрямление надгробия Ахмета Ясави в г. Туркестане). Нижним упором домкрата может быть фундаментная кладка или специально укрепленная плита. Для подъема наклоненных барабанов собора Нижегородского Благовещенского монастыря в качестве нижнего упора домкрата использованы железобетонные пояса стягивающего собор корсета. Если выпрямляется не целиком все сооружение, а какаято его часть или ярус, то усилие домкрата расходуется не только, на подъем этой части, но и на «разрыв» сооружения, т.е. на преодоление сил сцепления раствора. Поэтому в зоне предполагаемого разрыва производится штрабление кладки или расчистка шва.

Сравнительно высокие столбы, а также сквозные или расчлененные трещинами конструкции выпрямляются с применением страховочных креплений — оттяжек, траверс, рам и т.п. Усилие домкратов с помощью наклонных бревенчатых или металлических упоров передается на вертикальный распределительный элемент или в обойму одного из верхних ярусов крепления.

Выпрямление звонниц, минаретов, и башен, т.е. зданий с очень высоко расположенным центром тяжести, представляет собой сложную задачу, требующую постадийного расчета устойчивости и разработки системы взаимосвязанных подъемных и удерживающих устройств. Так как длина толкающих упоров ограничивается предельной их гибкостью, массой и углом наклона (не более 45°), выпрямление высотных сооружений осуществляется натяжными тросовыми системами. Существуют методы выпрямления, основанные не на подъеме, а на опускании сооружения с помощью домкратов, мешков с песком, сгораемых шпальных клеток, закладываемых в специальные штрабы и проемы со стороны, противоположной наклону. Как при подъеме, так и при опускании промежуточное положение конструкции фиксируется временными прокладками и контролируется системой отвесов. При достижении проектного положения штрабы закладываются, швы зачеканиваются и инъецируются.

Особого рода сложность возникает при выпрямлении длинных волнообразно наклоненных стен, например, крепостных, или фрагментов деформированных зданий. Принцип подъема или опускания сохраняется, однако возникает необходимость в искусственном расчленении конструкции на блоки — вертикальном распиливании и горизонтальном штраблении стен. Подъем крепостных прясел многометровой толщины и стен так называемой полубутовой кладки требует двухстороннего или сквозного крепления, так как может сопровождаться расслоением кладки и выпучиванием лицевого слоя. Подъем крепостных стен успешно проведен при реставрации Кирилло-Белозерского, Боровского и Даниловского монастырей, Псковского кремля. Тонкостенные прясла и кирпичные ограды иногда могут быть выпрямлены и без разрезания на блоки с помощью распределительных траверс при дифференцированных усилиях в домкратах.

Первоисточник: 

Реставрация памятников архитектуры. Подъяпольский С.С., Бессонов Г.Б., Беляев Л.А., Постникова Т.М. М., 2000

1. Усиление кирпичных стен здания металлическими тяжами и обвязочными поясами

Липецкий Государственный Политехнический Университет

Кафедра «Архитектура»

Реферат

на тему: «Технология усиления кирпичных стен, столбов и простенков»

Выполнил: студентка

Лукьянчикова Е.В.

гр. ОЗС-ПЗ-13

Принял:

Скляднев А.И.

Липецк 2016г.

Введение

При реконструкции жилых зданий со стенами из кирпичной кладки возникает необходимость восстановления несущей способности или усиления элементов кладки вследствие увеличения нагрузок от надстраиваемых этажей. При длительной эксплуатации зданий наблюдаются признаки разрушения простенков, столбов и кладки стен в результате неравномерных осадок фундаментов, атмосферных воздействий, протечек кровли и др.

Процесс восстановления несущей способности кладки следует начинать с исключения основных причин трещинообразования. Если этому процессу способствует неравномерная осадка здания, то следует исключить это явление.

До принятия технических решений по усилению конструкций важно оценить фактическую прочность несущих элементов. Эта оценка выполняется методом разрушающих нагрузок, фактической прочности кирпича, раствора, а для армированной кладки — предела текучести стали. При этом необходимо наиболее полно учитывать факторы, снижающие несущую способность конструкций. К ним относятся трещины, локальные повреждения, отклонения кладки от вертикали, нарушение связей, опирания плит и т. п.

Что касается усиления кирпичной кладки, то накопленный опыт реконструкционных работ позволяет выделить ряд традиционных технологий, основанных на использовании: металлических и железобетонных обойм, каркасов; на инъецировании полимерцементных и других суспензий в тело кладки; на устройстве монолитных поясов по верхней части зданий (в случаях надстройки), предварительно напрягаемых стяжек и др. решений.

кирпичный стена кладка

На рис. 6.40 приведены характерные конструктивно-технологические решения. Представленные системы направлены на всестороннее обжатие стен с использованием регулируемых натяжных систем. Они выполняются открытого и закрытого типов, при внешнем и внутреннем расположении, обеспечиваются антикоррозионной защитой.

Рис. 1 Конструктивно-технологические варианты усиления кирпичных стен: а — схема усиления кирпичных стен здания металлическими тяжами; б , в, г — узлы размещения металлических тяжей; д — схема размещения монолитного железобетонного пояса; е — то же, тяжами с центрирующими элементами: 1— металлический тяж; 2 — натяжная муфта: 3 — монолитный железобетонный пояс; 4— плита перекрытий; 5 — анкер; 6 -центрирующая рама; 7— опорная пластинка с шарниром

Для создания требуемой степени натяжения используются стяжные муфты, доступ к которым должен быть всегда открыт. Они позволяют по мере удлинения тяжей в результате температурных и других деформаций производить дополнительное натяжение. Обжатие элементов кирпичных стен производится в местах наибольшей жесткости (углы, сопряжения наружных и внутренних стен) через распределительные пластины.

Для равномерного обжатия кладки стен используется специальная конструкция центрирующей рамы, которая имеет шарнирное опирание на опорно-распределительные пластины. Такое решение обеспечивает длительную эксплуатацию с достаточно высокой эффективностью.

Места расположения тяжей и центрирующих рам закрываются различного рода поясами и не нарушают общий вид фасадных поверхностей.

Когда на фасадах здания имеется множество трещин, для их устранения прибегают к обеспечению пространственной жесткости несущей коробки зданий с помощью устройства обвязочных поясов. Установку металлических поясов производят также при отклонении стен от вертикали в результате неравномерных осадок (рис.42).

В качестве металлических поясов используют сталь круглого или квадратного сечения диаметром 20-40 мм, которую устанавливают под перекрытием каждого этажа. Одни концы металлических поясов приваривают к обрезкам уголков, которые устанавливают по углам здания, а вторые — закрепляют в стяжных муфтах (талреп).

Для случаев обеспечения пространственной жесткости натяжение металлических поясов начинают одновременно по всем этажам, чтобы избежать неравномерной передачи нагрузки. Когда же требуется восстановить вертикальность стены, то натяжения металлических поясов начинают с нижнего этажа.

Заданная величина натяжного усилия обеспечивается специальными динамометрическими ключами в натяжных муфтах.

Рис. 2 Обеспечение пространственной жесткости остова здания

1 – тяжи; 2 – муфта натяжения; 3 – металлическая прокладка; 4 – швеллер № 16-20; 5 – уголок

2. Усиление кирпичных стен, столбов и простенков металлическими и ж/б обоймами, армокаркасами и сетками

В связи с тем что каменные конструкции воспринимают в основном сжимающие усилия, то наиболее эффективным способом их усиления является устройство стальных, железобетонных и армоцементных обойм. При этом кирпичная кладка в обойме работает в условиях всестороннего сжатия, когда поперечные деформации значительно уменьшаются и,как следствие, увеличивается сопротивление продольной силе.

На рис. 6.41 приведены наиболее распространенные варианты усиления каменных столбов и простенков стальными,железобетонными и армоцементными обоймами.

Рис. 3 Усиление столбов стальной обоймой (а), армокаркасами (б), сетками и железобетонными обоймами (в, г) 1 — усиливаемая конструкция; 2 — элементы усиления;3 -защитный слой; 4 — щитовая опалубка с хомутами; 5 — инъектор; 6 -материальный шланг

Стальная обойма состоит из продольных уголков на всю высоту усиливаемой конструкции и поперечных планок(хомутов) из плоской или круглой стали. Шаг хомутов принимается не более меньшего размера сечения, но не более 500 мм. Для включения обоймы в работу следует инъецировать зазоры между стальными элементами и кладкой. Монолитность конструкции достигается путем оштукатуривания высокопрочными цементно-песчаными растворами с добавкой пластификаторов, способствующих большей адгезии с кладкой и металлоконструкциями.

Для более эффективной защиты на стальную обойму устанавливается металлическая или полимерная сетка, по которой осуществляется нанесение раствора толщиной 25-30 мм. При незначительных объемах работ раствор наносится вручную с помощью штукатурного инструмента. Большие объемы работ выполняются механизированным путем с подачей материала растворо-насосами. Для получения высокопрочного защитного слоя используются установки торкретирования и пневмобетонирования. Из-за высокой плотности защитного слоя и большой адгезии с элементами кладки достигается совместная работа конструкции и повышается ее несущая способность.

Железобетонная обойма выполняется из мелкозернистой бетонной смеси не ниже класса В10 с продольной арматурой классов А240-А400 и поперечной — А240. Шаг поперечной арматуры принимается не более 15 см. Толщина обоймы определяется расчетом и составляет 4-12 см. В зависимости от толщины обоймы существенно меняется технология производства работ. Для обойм толщиной до 4 см используются методы нанесения бетона торкретированием и пневмобетонированием. Окончательная отделка поверхностей достигается устройством штукатурного накрывочного слоя.

Для обойм толщиной до 12 см по периметру усиливаемой конструкции устанавливается инвентарная опалубка. В ее щитах устанавливаются инъек-ционные трубки, через которые мелкозернистая бетонная смесь нагнетается под давлением 0,2-0,6 МПа в полости. Для повышения адгезионных свойств и заполнения всего пространства бетонные смеси пластифицируются путем введения суперпластификаторов в объеме 1,0-1,2 % массы цемента. Снижение вязкости смеси и повышение ее проницаемости достигаются дополнительным воздействием высокочастотной вибрации путем контакта вибратора с опалубкой рубашки. Достаточно хороший эффект дает импульсный режим подачи смеси, когда кратковременные воздействия повышенного давления обеспечивают более высокий градиент скоростей и высокую проницаемость.

На рис. 6.41,г приведена технологическая схема производства работ путем инъецирования железобетонной обоймы. Установка опалубки производится на всю высоту конструкции с обеспечением защитного слоя арматурного заполнения. Нагнетание бетона осуществляется по ярусам (3-4 яруса). Процесс окончания подачи бетона фиксируется по контрольным отверстиям с противоположной стороны от места нагнетания. Для ускоренного твердения бетона используются системы термоактивных опалубок, греющих проводов и другие приемы повышения температуры твердеющего бетона. Демонтаж опалубки осуществляется по ярусам при достижении бетоном распалубочной прочности. Режим твердения при t = 60 °С обеспечивает распалубочную прочность в течение 8-12 ч прогрева.

Железобетонные обоймы могут выполняться в виде элементов несъемной опалубки (рис. 6.42). При этом наружные поверхности могут иметь мелкий или глубокий рельеф или гладкую поверхность. После установки несъемной опалубки и крепления ее элементов обеспечивается замоноличивание пространства между усиливаемой и ограждающей конструкцией. Использование несъемной опалубки имеет значительный технологический эффект, так как отпадает необходимость в разборке опалубки, а главное — исключается отделочный цикл работ.

Рис. 4 Усиление столбов с использованием опалубки-облицовки из архитектурного бетона: 1 — усиливаемая конструкция; 2 — армокаркас; 3 -элементы облицовки; 4 — бетон омоноличивания

Наиболее эффективными несъемными опалубками следует считать тонкостенные элементы (1,5-2 см), изготовленные из дисперсно-армированного бетона. Для вовлечения опалубки в работу она снабжается выступающими анкерами, существенно повышающими адгезию с укладываемым бетоном.

Устройство растворных обойм отличается от железобетонных толщиной наносимого слоя и составом. Как правило, для защиты арматурной сетки и обеспечения ее адгезии с кирпичной кладкой используются штукатурные цементно-песчаные растворы с добавкой пластификаторов,повышающих физико-механические характеристики. Технология строительных процессов практически не отличается от выполнения штукатурных работ.

Для обеспечения совместной работы элементов обоймы по ее длине, превышающей в 2 и более раз толщину,необходима установка дополнительных поперечных связей через сечение кладки.

Обеспечение пространственной жесткости зданий

Работы по обеспечению устойчивости и жесткости стен здания начинают после стабилизации и устранения причин деформаций, вызвавших нарушения.

Для восстановления эксплуатационных качеств стен устанавливают предварительно напряженные стальные тяжи, а также устраивают железобетонные или армокирпичные пояса.

Устройство предварительно напряженных стальных тяжей (рис.5) - один из действенных методов повышения пространственной жесткости зданий.

Тяжи из круглой арматурной стали диаметром 28...38 мм устанавливают в борозды, пробитые по периметру здания в уровне междуэтажных перекрытий. Опорами тяжей на углах зданий являются уголки, предохраняющие кладку стен от местного смятия и передающие усилия обжатия на большую площадь. Натяжение выполняют стяжными муфтами; его эффективно совмещать с термическим натяжением.

Рис.5 Установка стальных тяжей:

а - фасад здания; б - план; 1 - стальные тяжы; 2 - стяжные муфты

Результаты внедрения предварительно напряженных стальных тяжей свидетельствуют об экономичности этого метода, достигаемой в результате замены дорогостоящих и трудоемких работ по усилению оснований и фундаментов на сравнительно легко выполнимые работы, а также о его надежности. Применение стальных тяжей целесообразно для капитальных зданий, износ стен которых не превышает 60 %.

Железобетонные и армокирпичные пояса (рис.6) применяют, как правило, при надстройке зданий или увеличении эксплуатационных нагрузок, которые могут вызвать неравномерную осадку зданий. Такие пояса служат для равномерной передачи нагрузки на нижележащие стены здания, восприятия растягивающих усилий, возникающих при неравномерной осадке, и сохранения общей жесткости здания при увеличении прочности стен.

Рис.6 Усиление стены:
а - железобетонным поясом; б - армированным швом; 1 - уголок; 2 - армокирпичным поясом

Пояса располагают в уровне междуэтажных перекрытий в виде непрерывных лент, лежащих на всех капитальных стенах, в том числе и на поперечных. Пояса должны иметь надежную связь со стенами. Сечение арматуры в них принимают по проекту; оно должно находиться в пределах 6...10 см в зависимости от сечения пояса.

Железобетонные пояса располагают не по всей толщине наружных стен в целях сохранения их теплотехнических свойств. На внутренних стенах пояса могут быть по всей толщине стен. При пересечении поясов расположенными в стенах каналами в поясах устраивают отверстия для пропуска коммуникаций.

При незначительных деформациях стен устраивают армированные швы или армокирпичные пояса. Армированные швы выполняют толщиной 50...60 мм по периметру всех капитальных стен. Количество арматуры такое же, как и при устройстве железобетонных поясов. Эффективность армированного шва в значительной мере повышает переход к армокирпичному поясу, который представляет собой два армированных шва, расположенных друг над другом через 4...6 рядов кирпичной кладки и связанных между собой вертикальными стержнями.


Смотрите также