Усиление колонн.
Довольно часто при осмотре здания оказывается, что некоторые конструкции находятся в ветхом, аварийном состоянии и требуют ремонта, усиления либо замены на новые. Целесообразность ремонта и усиления некоторых элементов рассчитывается исходя из первоначального состояния элемента и экономической составляющей ремонта. То есть, если элемент находится в удовлетворительном состоянии, лучше его усилить, чем менять на новый.
Колонны в ветхих зданиях довольно часто требуют усиления, и это понятною, ведь на них приходится большая нагрузка. Колонны служат для поддержки несущих элементов конструкции. Данные элементы обычно усиливают бетонными рубашками, армированными обоймами, нагретыми хомутами, усиление композитными материалами и иными способами.
Когда требуется ремонт колонн?
Перед проведением ремонтно-восстановительных работ в обязательном порядке проводится обследование всего здания с присвоением ему определённой категории износа. Тщательно обследуются все элементы здания, а позже сооружению присваивается категория износа:
I — состояние конструкции хорошее. Прочностные характеристики, устойчивость, трещиностойкость не снижена. Видимые дефекты не обнаружены, срок службы конструкции не снижен в сравнении с проектным.
II — удовлетворительное. Требования по устойчивости, жёсткости и трещиностойкости удовлетворены, однако имеются внешние дефекты, есть признаки уменьшения долговечности конструкции.
III — неудовлетворительное состояние. Сильно снижена долговечность конструкции в сравнении с проектной, однако требования по устойчивости и жёсткости конструкции соблюдены.
IV — состояние неудовлетворительное. Конструкция не соответствует требованиям по жёсткости, устойчивости. Не выдерживает нагрузок и находится в нём небезопасно.
V— предаварийное состояние. Здание необходимо срочно освободить от нагрузок так, как имеется опасность обрушения.
Необходимость укрепления колонн возникает, когда на элементе имеются видимые дефекты, либо ввиду реконструкции здания на колонны добавилась дополнительная нагрузка. Внешними дефектами, по которым можно определить, необходимость усиления колонн являются:
- Трещины. Трещины на колоннах являются первым явным признаком повреждения строительного элемента конструкции. Трещины обычно появляются при усадке здания, коррозии арматурных элементов внутри колонны, снижении прочностных характеристик бетона, увеличении нагрузок на элемент и многих других причин.
- Сколы. Довольно опасный дефект, который может быть связан со снижением прочностных характеристик арматурных элементов находящихся внутри конструкции, а может, скол был вызван механическим или огневым воздействием.
- Шелушение. Шелушение бетона и его отслойка обычно бывают вызваны перепадами температур и влажности внутри помещения.
- Отслоения. Отслоения бетона может произойти после пожара в здании, из-за резкого перепада температур или воздействия пламени или из-за коррозии арматурных элементов.
Методы усиления колонн.
Усиление колон производят в соответствии с СП164.1325800.2014. На сегодняшний день существует множество методов усиления колонн и иных элементов конструкций, вот некоторые из них:
- усиление колонн металлической обоймой;
- усиление колонны методом наращивания сечения;
- усиление колонн при помощи композитных материалов;
- усиление посредством нагретых хомутов.
Рассмотрим каждый из методов подробнее:
Усиление колонн обоймой.
Усиление колонны посредством железобетонной или стальной обоймы является наиболее распространённым и простым методом. Обойма создана из поперечной и продольной арматуры и слоя бетона. Перед тем как провести усиление элемента, поверхность колонны полностью очищается от слоя штукатурки. Бетонная поверхность обильно смачивается водой. Обойму, как правило, делают толщиной от 8 до 12 см. Толщину сечения арматуры и количество продольных жил рассчитывают исходя из инженерных расчётов. Для конструкции используется арматура диаметром от 7 мм и монтируется с шагом S, при этом должно быть соблюдено следующее требование.
:
15d⩾s⩾3b
S⩾ 20 см
d-является диаметром арматуры продольной, b-является толщиной обоймы.
Для колонн внецельно сжатых может быть использован метод одностороннего наращивания сечения. Главным условием надёжности усиления является совместимость нового бетонного слоя с старым. Расчёт производится по той — же формуле, только применяется арматура меньшего диаметра от 10 до 30 мм, и устанавливается с шагом в 500-700 мм.
Продольные элементы монтируются на цементный раствор, после чего крепко зажимаются струбцами. По всей длине ствола при помощи сварки монтируются поперечные планки.
Данная технология привлекательна тем, что сразу после монтажа арматуры строительный элемент легко выдержит принятие дополнительных нагрузок. Но максимальная работоспособность конструкции достигается лишь при условии максимально плотного прилегания армирующих элементов планок и стяжек с поверхностью колонны.
Технология наращивания сечения.
Этот метод применяется в случаях,когда имеется возможность нарастить техническую зону в месте эксплуатации элемента. Лучшим методом будет одностороннее наращивание сечения по длине или ширине конструкции.
Главной задачей мастера является обеспечения максимально прочного сцепления старого бетонного покрытия с новым слоем. Для этого также применяется технология усиления обоймами, но при этом каркас в данном случае, не является самостоятельным несущим элементом, а играет роль дополнительной армирующей обрешётки, которая связывает между собой несколько уровней бетонных слоёв. Арматура также монтируется посредством насечек и уголков, если имеется такая возможность, то арматура прочно приваривается к основным несущим арматурным элементам. После производится наращивание колонны нанесением бетонного раствора. В конце работ бетонная поверхность шлифуется и производится финишная отделка колонны.
Усиление колонн композитными материалами.
В современном мире создано множество композитных материалов, которые по своей прочности не уступают металлическим каркасам. Для усиления элементов конструкции широко используются такие композитные материалы, как углеволокно, стекловолокно и другие.
Углеволокно — современный материал, состоящий из армирующего слоя, произведенного из волокон толщиной от 5 до 10 микрометров, переплетённых между собой и связующей матрицы, которая образуется при графито фиксации материала.
Основными преимуществами усиления колонн и иных элементов углеволокном являются:
- Скорость выполнения работ.
- Возможность проведения работ по усилению безостановочно.
- Требования к пространству минимальны.
- Композитные материалы мало весят, удобны в монтаже, и обладают высокой прочностью на разрыв, эластичны, выдерживают высокие нагрузки.
- Экономия места, при усилении конструкции данным способом не требуется монтировать каркас.
- Материал устойчив к воздействиям агрессивных сред.
- При усилении данным материалом вес элемента не увеличивается.
Технология, усиление углеволокном.
Усиление колонн углеволокном производится в несколько этапов:
- Подготовительные работы. На данном этапе поверхность колонны очищается от штукатурки, выравнивается, шлифуется. Производят разметку конструкции и обозначаются места, где будут монтироваться обоймы.
- Производят обеспыливание поверхности при помощи сжатого воздуха.
- На поверхность наносится эпоксидный грунтовочный слой. Позже наносится слой адгезивного состава.
- Лента или полотно аккуратно укладывается на слой эпоксидного клея и разравнивается.
- После укладки производят прокатку ленты по направлению волокон. Волокно пропитывается ещё одним эпоксидным слоем.
- После застывания наносится ещё один слой адгезитива и производится финишная отделка элемента.
Усиление стекловолокном производится по похожей технологии, только в качестве материала применяются материалы с матрицей из термоактивных синтетических смол и неорганического стекла.
Усиление колонн нагретыми хомутами.
В случаях когда, колонны не несут высокой капитальной нагрузки, а больше исполняют декоративную роль, их можно усилить методом монтажа стальных накладок. Из стальных лент монтируются обвязочные хомуты, которые обустраиваются по всей высоте колонны, однако конструкция колонны при этом не задействуется. Основная сложность данного метода заключается в том, что металлические полосы необходимо нагревать, а позже производить корректный обжим колонны.
Технология проста.
Металлические хомуты нагреваются в специальной печи до температуры в 300 °С. После посредством применения специальной струбцины производится плотная обжимка ствола колонны хомутом. Когда хомут остывает, металл уменьшается в объёме и производится плотное прилегание хомута к колонне. При использовании данного метода получается изготовить прочный усиливающий каркас.
Усиление колонн из металла.
Для усиления металлических колонн применяются различные преднапряжные устройства, затяжки применяются различные распорки. Усиливающие элементы крепятся посредством сварки. В некоторых случаях можно применить укрепление элемента при помощи упрочнения конструкционного башмака, это делается методом создания на полу стяжки из бетона.
В некоторых случаях существует возможность усиления колонн при помощи металлических инверторных шпрингелей с распорками.
На опорных частях могут быть устроены пазовые выемки, производят монтаж временных ограничителей, которые имеют вид пластин с круговыми прорезями для армировки. В них после вставляется металлический арматурный прут, а зона рядом с опорой бетонируется. Когда бетонная стяжка наберёт прочность, арматурный стержень напрягается посредством анкерных болтов и метизов.
Усиление деревянных колонн.
Усиление колонн из дерева производится либо при помощи композитных материалов либо посредством применения деревянных и металлических каркасов, монтажа металлических преднатяжных систем. Выбор метода производится специалистом индивидуально непосредственно на объекте.
Усиление колонн в Москве.
Компания Ювикс Групп наращивание сеченияпредлагает свои услуги по усилению колонн, арок, стен, дверных и оконных проёмов, фундаментов и иных элементов конструкций в Москве и Московской области. Наша компания более 10 лет занимается усиление и гидроизоляций зданий и сооружений . При оформлении заявки оказываем комплексное обслуживание от создания проекта по усилению конструкций до сдачи работы под ключ.