Усиление строительных конструкций

Усиление строительных конструкций является одной из актуальных задач в процессе эксплуатации зданий, выполнения ремонтных и восстановительных работ.

Причины проведения усиления

Усиление конструкции строения необходимо для улучшения характеристик прочности, увеличения сроков эксплуатации, уменьшения вероятности аварий. Основные причины усиления:

  • устранение проектных ошибок;
  • выполнение работ по перепланировке, перепрофилированию и реконструкции здания;
  • действие разрушающих факторов на бетонные конструкции;
  • устранение технологических недочетов при возведении строения;
  • наличие и формирование трещин в сооружении в результате усадки и увеличения нагрузок.

Необходимая информация для проведения усиления

Усиление строительных конструкций - рисунок 1

В процессе разработки проекта для усиления конструкции требуется следующая информация:

  • проект строения в комплекте с имеющимися чертежами;
  • геоданные местности, на которой располагается постройка, результаты обмерных работ;
  • гидрологические данные обследования фундамента;
  • данные о геометрических изменениях конструкции (прогибах, наклонах);
  • анализ соответствия строительно-монтажных работ проекту, сведения об отклонениях и нарушениях;
  • геодезические исследования, съемка объекта и прилегающей местности;
  • справка о режиме эксплуатации строения, технологических нагрузках, особенностях производства;
  • срок эксплуатации здания (фактический);
  • полную информацию о примененных при возведении здания материалах, степени изменения их характеристик (в отношении конструкций, требующих усиления);
  • список технологических процессов, в которых проявляются разрушающие факторы (повышенная или пониженная температура, влажность, агрессивные материалы и другое);
  • сведения о случаях пожаров, разрушений, аварий различного характера с результатами анализа причин и результатов устранения.

Методика усиления

В процессе анализа предоставленных данных и результатов обследования конструкций объекта или сооружения определяется метод усиления. Формально можно выделить три основных направления: традиционное, инновационное и комбинированное.

Традиционные методы:

  1. Обетонирование строения. Заключается в заливке дополнительного слоя бетона. При этом возрастает прочность основания.
  2. Усиление конструкции при помощи дополнительных стальных элементов (швеллеры, стяжки и другое).
  3. Установка дополнительных несущих конструкций для распределения нагрузки.

Инновационные:

  1. Усиление конструкции при помощи современных композитных конструкций и материалов, с том числе углепластика. Такое изменение конструкции практически не влияет на размеры помещений, так как размеры дополнительных слоев композитных материалов минимальны.
  2. Инъектирование (внедрение в образовавшиеся либо имеющиеся полости специальных составов).
  3. Установка напряженных канатов для перераспределения нагрузок.

Комбинированный метод предполагает одновременное применение перечисленных методик.

Общие принципы усиления

Усиление строительных конструкций - рисунок 2

Различают два основных направления работ:

  1. Разработка оригинальных конструкций, перераспределяющих нагрузку или разгружающих несущие элементы. В некоторых критических ситуациях эти элементы могут принять на себя всю нагрузку разрушенной несущей конструкции. Главный недостаток такой методики – уменьшение размеров полезной площади помещений, внесение серьезных изменений в планировку.
  2. Увеличение несущих характеристик имеющихся конструкций инновационным методом с применением композитных изделий, инъектирования. При этом одновременно может быть применена частичная или полная временная разгрузка несущего элемента, его последующее укрепление, перенос точек максимального воздействия на конструкцию, перераспределение нагрузки на другие места.