Усиление металлоконструкций

Строительство зданий на основе металлоконструкций обеспечивает их высокую надежность и долговечность. В большинстве случаев эти сооружения не требуют модернизации в течение всего срока службы.

Почему требуется усиление металлоконструкций зданий и сооружений

При строительстве промышленных и жилых зданий, торговых помещений, складов, выполненных на основе металлоконструкций, проектировщики устанавливают для них определенные показатели прочности. Но под воздействием различных негативных факторов часто происходит разрушение металлоконструкций, вследствие чего нарушается целостность зданий. Эти факты выявляются обычно при обследовании построек инспекторами Ростехнадзора, а также персоналом предприятия или самими жильцами. Также к необходимости дополнительного укрепления металлических конструкций могут привести ошибки в их проектировании, изменение нагрузок и инженерные дефекты.

Многие здания из старого фонда недвижимости требуют в настоящее время проведения ремонтно-восстановительных работ, которые включают усиление имеющихся металлоконструкций. Это связано с тем, что металлоконструкции не всегда обладают достаточно высокой прочностью и долговечностью. Использование дорогого металла во многих случаях бывает экономически невыгодным.

Зачем нужно усиливать металлокаркас?

У многих элементов каркасной системы в процессе эксплуатации уменьшается несущая способность. В этом случае возникает риск разрушения всего объекта строительства. Монтаж металлоконструкций с целью усиления металлических каркасов позволяет сохранить первоначальные эксплуатационные и технические характеристики здания. При этом эксплуатацию объекта строительства можно не прекращать, что приведет к минимальным потерям. Также усиление металлических каркасов можно провести без демонтажа металлоконструкций.

Усиление металлокаркаса промышленных зданий часто выполняется с помощью оттяжек с предварительным напряжением, что позволяет получить достаточно хороший эффект. Но для этого необходимы тяжелые анкерные устройства. Также должны быть увеличены площади для застройки. Лучший эффект дают тяжи, закрепленные к другим зданиям, которые отличаются большей устойчивостью. Для их натяжения могут использоваться самые разные способы, например электротермический. Эффективность данного усиления можно проконтролировать следующим образом. При горизонтальных нагрузках наблюдаются смещения каркаса, например его верхних узлов. После проведения усиления они должны уменьшиться.

Усиление металлокаркаса, который имеет вид продольных и поперечных рам, производится путем установки диагональных жестких связей в виде креста. При невозможности их использования применяются жесткие распорки, которые называются ригелями. Для повышения прочностных характеристик ригелей применяются балки, полученные методом проката или сварки. Путем приварки под нагрузкой эти балки подводятся под ригели.

Усиление металлоконструкций в виде балок стропил и ригелей в перекрытии проводится путем создания цельного настила, который жестко связывают с верхним поясом балки. В результате этого существенно повышается их несущая способность. Сам ригель фактически превращается в балку с очень жесткой арматурой.

Элементы металлоконструкций из стали требуют особого усиления. Чаще всего применяется метод приварки элементов, которые не проходят через процедуру предварительного напряжения. Это могут быть, например, полосы или уголки. Данные способы усиления применяют при высоком показателе временной нагрузки на стойки. В других случаях в сжатых стойках в результате приварки элементов могут возникнуть различные деформации. Эффективность проведенного усиления в таком случае снижается. Стальные стойки с ненапряженными элементами усиливают путем уменьшения их длины. Также может быть увеличен диаметр их сечения.

Как усиливают металлоконструкции?

Усиление металлоконструкций может быть выполнено с помощью различных армирующих элементов и накладок. Благодаря проведению таких работ можно существенно сэкономить средства на реконструкции построек и увеличить срок службы зданий. В результате технологического процесса по усилению строительных металлоконструкций здание снова возвращается к своей нормальной жизни.

При этом работы по усилению металлических конструкций могут быть выполнены по неотложным причинам, если здание находится в аварийном состоянии. Также существует капитальное и перспективное усиление металлических конструкций здания. Перед основательным укреплением может быть выполнено временное армирование необходимых элементов сооружения.

Усиление металлоконструкций: в чем заключаются особенности данного технологического процесса

Выполнение подобных восстановительных работ осуществляется строго в соответствии с разработанными рекомендациями и нормами. Усиление металлоконструкций производится в определенной последовательности. Вначале тщательно анализируется вся имеющаяся документация по конкретному строительному объекту и оценивается качество проектирования имеющихся металлоконструкций. Если никаких отклонений от проекта в промышленных или жилых зданиях, выполненных из этого материала, не обнаруживается, то выясняются причины нарушений геометрии и целостности сооружений.

Полученные результаты позволяют разработать наиболее эффективный проект усиления конструкций и подготовить профессиональное экспертное заключение. Благодаря применению современных технологий армирования и строительных материалов высокого качества можно гарантировать эффективность выполненных работ и сокращение производственных затрат.

Усиление металлоконструкций является таким же трудоемким процессом, как и строительство зданий. На первом этапе на участке расположения здания устанавливаются растяжки, бандажи, дополнительные стропила и временные опоры. При наличии повреждений в рамах, фермах, балках, колоннах рядом размещаются аналогичные конструкции, с помощью которых происходит разгрузка поврежденных металлоконструкций. Поврежденные элементы могут быть дополнены элементами из металла, которые закрепляются с помощью болтов, заклепок или сварки. Еще один вариант усиления металлоконструкций заключается в полной замене отдельных связей аналогичными элементами. Для усиления перекрытий применяются связи, которые удерживают балки в каждом пролете арки строго горизонтально.

Для того чтобы повысить способность здания выдерживать высокие нагрузки, применяются:

• ненапрягаемые элементы;
• гибкие затяжки для пролетных конструкций, предварительно напряженные;
• шпренгельные элементы;
• инвентарные опоры;
• ветви опор;
• монтажные стойки на стреле крена и другие.

Усиление стоек, работающих на сжатие

Используется прием повышения жесткости конструкции с помощью предварительно напряженных элементов.

Вплотную к усиливаемой стойке нужно установить конструкцию из двух труб. Трубы собираются в телескопическую конструкцию, с минимальным зазором. Внутренняя труба, предварительно нагретая и растянутая, приваривается к наружной по торцу. Телескопическая конструкция соединяется при помощи сварки к установленной рядом конструкции. Затем, надрезав нижнюю часть телескопической конструкции, отделяют внутреннюю трубу от наружной. Вместо труб можно использовать также другие жесткие профили.

Усиление металлоконструкций балок и ферм

Эти конструкции усиливают ненапряженными элементами. Основной принцип – в увеличении площади нагружаемого сечения. В балках – это приваривание по их длине уголков, швеллеров или труб. В фермах – наращивание элементов ферм. Приваривать новые элементы нужно поперек или по диагонали самой нагруженной части. Крепление дополнительных элементов выполняют на опоры, при помощи сварки.

Усиление металлических конструкций - это способ восстановления их проектных характеристик (несущей способности и устойчивости), сниженных в процессе эксплуатации конструкции из-за влияния различных механических, химических и электрохимических факторов. Одним из основных способов является увеличение их поперечного сечения.

Поперечное сечение металлической конструкции может быть увеличено следующими способами:

• дополнением конструкции ненапрягаемыми элементами в виде стоек, стержней, ригелей и т.д.;
• дополнением конструкции предварительно напряженными гибкими (натяжными) или жесткими элементами (стержнями и балками);
• устройством дополнительных разгружающих конструкций (балок, колонн, оснований);
• усилением сварных, заклепочных, болтовых и других соединений элементов металлической конструкции.

Использование сварки для изменения поперечного сечения конструкции в некоторых случаях приводит к снижению её несущей способности из-за перегрева металла. В настоящее время используются также легкие полимерные материалы.

Особенности

Металлические стойки каркаса первого этажа, а также несущие балки для защиты от огневого воздействия либо обетонируют, либо обмуровывают кирпичной кладкой. В контактной зоне образуются непроветриваемые пазухи — идеальное место для коррозии. В двутавровых профилях самыми тонкими элементами их являются стенки, и именно они повреждаются коррозией в полной мере, которая доходит до сквозных отверстий. Вскрытие в местах замачивания конструкции подтверждает эту версию. Полки двутавров значительно массивнее и меньше подвержены коррозии. Именно поэтому двутавровые балки следует усиливать приваркой полосовой стали вдоль колонны с обеих сторон.

Для проведения работ разгружают перекрытие, вскрывают защитное покрытие и зачищают полки до чистого металла. В зависимости от величины повреждения усиливается стойка на поврежденном участке или по всей высоте этажа.

В случае повреждения полок двутавровых стоек усиливают поврежденные участки с помощью дополнительных металлических элементов, в качестве которых могут применяться полосовая сталь, стержневая арматура или прокатный профиль (уголки, швеллеры, двутавры). Площадь дополнительной арматуры усиления определяется с помощью расчета.

Ниже приводятся возможные варианты усиления сжатых стоек металлического каркаса:

Усиление может быть обусловлено снижением несущей способности конструкции или предполагаемыми изменениями действующих нагрузок и принимается с учетом степени повреждения и величины остаточной несущей способности конструкции. Вариант определяется расчетом и выбирается с учетом степени повреждений, условий выполнения, времени исполнения, экономической целесообразности.

Вариантами усиления могут быть следующие: без изменения статической схемы, с помощью разгружающих элементов, с изменением расчетной схемы.

"ИНТЕХ" - инжиниринговая компания. На нашем ресурсе air-ventilation.ru Вы можете узнать необходимую информацию и получить коммерческое предложение.

Отзывы о компании ООО "ИНТЕХ":

Информация, размещенная на сайте, носит ознакомительный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой.