Ремонт несущих конструкций с усилением конструктивных элементов

Усиление стен

Мы будем рады сотрудничеству с Вами!

Часто при реконструкции зданий с несущими кирпичными стенами возникает необходимость надстроить один-два этажа, а соответственно увеличить нагрузку, которая приходится на кирпичные стены нижележащих этажей.

Если расчетом будет определено, что существующей конструкции ограждения недостаточно для восприятия новых усилий, возникает необходимость разработки специальных мероприятий по повышению несущей способности кирпичных стен – определения метода усиления кирпичных стен для достижения ими требуемых показателей.

В каких случаях необходимо усиление стен

В процессе проведения капитального ремонта или реконструкции здания или сооружения, в отдельных случаях возникает необходимость восстановления или увеличения проектной величины несущей способности ограждающих конструкций. Чаще всего причинами, вызывающими потребность усиления несущих стен объекта капитального строительства, становятся:

• деформации стенового ограждения вследствие просадки фундаментов;
• повреждение конструкций стенового ограждения вследствие естественного износа;
• частичное разрушение элементов ограждающих конструкций здания в результате техногенных аварий или стихийных бедствий;
• эксплуатация здания после исчерпания ресурсов, заложенных в проект;
• отклонения от проекта, допущенные в ходе производства работ;
• реконструкция объекта, в ходе которой увеличивается нагрузка на ограждающие конструкции здания;
• необходимость повышения степени сейсмостойкости конструктивных элементов постройки.

В этих и в других случаях для продолжения эксплуатации здания или с целью изменения его технико-экономических показателей, возникает необходимость в повышении прочностных показателей стенового ограждения объекта.

Каким образом можно усилить стеновое ограждение существующих зданий

Перед тем как начинать усиление несущих стен, которые находятся под нагрузкой необходимо произвести инженерную подготовку этого процесса, для чего должен быть разработан проект производства работ (ППР). Этот документ не только определяет и детально описывает технологию усиления, но и определяет мероприятия, необходимые для сохранения прочности и устойчивости элементов всего здания на протяжении работ. Здесь же разрабатываются меры по обеспечению безопасности как работников, так и людей, случайно оказавшихся поблизости от объекта. Тщательная проработка ППР и безусловное его выполнение позволит добиться приведения здания в требуемое состояние с минимальными затратами и без риска возникновения аварийной ситуации.

Существует несколько методов усиления стен, дающих возможность восстановить или довести до необходимой величины несущую способность существующего ограждения, в число которых входят:

1. Торкретирование бетоном по сетке стены, подлежащей усилению с одной или с обеих сторон. Сварные арматурные сетки закрепляются к основанию анкерами (при одностороннем) или друг с другом арматурными стержнями (при двухстороннем усилении). По сетке при помощи торкрет-пушки на поверхность слоями по 15 – 20 мм наносится бетонная смесь, которая при твердении образует рубашку, увеличивающую прочность ограждения. Этот метод позволяет:
   • получить бетонную рубашку с гарантированной плотностью укладки;
   • выполнить работы в сжатые сроки. В то же время важно учесть, что:
   • значительно увеличивается вес конструкций;
   • требуется сложное и дорогостоящее оборудование;
   • необходим персонал, обученный пользоваться торкрет–пушкой.
2. Устройство обойм из железобетона, которое выполняется локально, в местах повреждения кладки. Для этого на участок стены, где обнаружены трещины, анкерами крепится арматурная сетка с напуском на целый участок не менее 500 мм. Если трещины сквозные, то сетки устанавливаются с обеих сторон и скрепляются между собой. После этого методом торкретирования выполняется бетонная рубашка на поврежденной части ограждающей конструкции. К преимуществам этого метода усиления стен можно отнести:
   • возможность получить усиление с гарантированной плотностью бетона;
   • выполнить усиление в короткие сроки. Однако при этом:
   • резко возрастает масса конструкций, что может привести к необходимости усиления фундаментов;
   • возникает потребность в сложном оборудовании, которое необходимо расположить на рабочем месте с последующим перемещением;
   • требуются специалисты, аттестованные на работу с такого рода оборудованием;
   • получается стена переменной толщины, причем перепад необходимо каким-либо образом скрыть.
3. Устройство обойм из стальных профилей – для чего вертикальные стороны проемов, расположенных в разных концах простенка, обрамляются стальным уголком и стягиваются между собой полосами из листовой стали. Полосы предварительно нагреваются и в таком состоянии привариваются к уголкам, в результате чего усиление кирпичных стен происходит при их охлаждении, когда они стягивают обрамление. В случае широкого простенка полосы скрепляются между собой тяжами. Этот способ:
   • прост для контроля;
   • использует стандартный металлопрокат. В то же время:
   • требуется оборудование для сварки, резки, сверления бетона или кирпича;
   • требуется большой намет штукатурки при отделке поверхностей с усилением.
4. Инъектирование стен составами на основе эпоксидных смол, растворов на цементной и полимерной основе, применяемое при хорошем качестве как кладки, так и кирпича, иначе окажется невозможным создание давления, необходимого для полного заполнения трещин инъекционным раствором. Такой метод:
   • восстанавливает прочностные характеристики кирпичной кладки;
   • не оказывает влияния на объемы отделочных работ. С другой стороны:
   • практически невозможно проконтролировать полноту заполнения трещин инъекционным раствором;
   • для использования метода инъектирования стен необходимо специальное оборудование и специалисты, умеющие с ним работать.
5. Устройство обойм из композитных материалов – угле- или стекловолокна, которыми усиливается строительная конструкция. Поверхность, на которую крепится композитный материал, должна быть огрунтована и покрыта праймером. Такая технология:
   • позволяет производить усиление, не уменьшающее площадь помещения;
   • дает возможность выполнять проектную отделку. Но при этом:
   • работы с композитом должны выполнять подготовленные специалисты;
   • композитные материалы имеют высокую цену.
6. Создание дополнительных элементов жесткости – диафрагм, перегородок, рам, которые могут выполняться из бетона, кирпича, стальных профилей. Они будут воспринимать часть нагрузки, приходящейся на конструкции, подлежащие усилению, разгружая их до состояния, в котором последние способны выдержать фактические усилия.

Существуют и другие, менее распространенные, методы усиления ограждающих конструкций, позволяющие получить необходимый результат, но конкретный выбор способа должен делаться проектной организацией при разработке проекта реконструкции или капремонта строения.

Как усиливают кирпичные стены

При капитальном ремонте, реставрации или реконструкции существующих каменных зданий работы по усилению кирпичных стен крайне важны для обеспечения прочностных характеристик всего строения в целом. Просадка грунтов под фундаментом, низкое качество кладки, неправильная эксплуатация, ошибки проекта – все это приводит к возникновению трещин в кирпичных стенах, от глубины которых и характера зависит выбор метода усиления.

При трещинах в углах здания или по всей поверхности оптимальным методом усиления становится использование железобетонных обойм, которое выполняется в следующей последовательности:

• на кирпичной стене – с шагом, определенным проектом, закрепляется арматурная сетка;
• при необходимой толщине обоймы до 40 мм бетон наносится методом торкретирования;
• при требуемой толщине обоймы более 40 мм по плоскости стены выставляется опалубка, в которой предусмотрены трубки для заливки бетонной смеси.

При необходимости устройства новых проемов в кирпичной стене или усиления кладки в связи с ее деформации в местах проемов целесообразно применение обойм из стальных прокатных профилей, для устройства которых необходимо выполнить работы:

• по боковым сторонам проемов анкерами закрепить стальные уголки, забивая цементно-песчаным раствором пазухи между уголком и кладкой;
• стянуть уголки стальными полосами, закрепив их анкерами или скрепить между собой при двухстороннем усилении;
• закрепить на стене арматурную сетку;
• нанести на поверхность стены цементно-песчаный раствор толщиной 20-30 мм, который предотвратит коррозию стальных конструкций.

Благодаря появлению новых материалов появилась возможность повысить прочность ограждающих конструкций из кирпича без увеличения веса и толщины стен, для чего выполняется обойма из композитных материалов в следующем порядке:

• поверхность обрабатывается специальной пропиткой;
• обработанную поверхность покрывают грунтовкой для повышения адгезии;
• закрепляют на стене углеграфитовое волокно или стеклоткань;
• выполняют проектную отделку.

При недостаточной прочности стен, выложенных из качественного кирпича, используется инъектирование кладки специальными составами. Эта работа состоит из операций:

• устройства в кирпичной кладке горизонтальных скважин диаметром около 20 мм под углом около 60° к вертикали;
• установка в скважины инъекционных трубок;
• закачивание через трубки под давлением составов на основе микроцемента или эпоксидных смол, которые заполняют все трещины и полости;
• извлечение трубок.

Это наиболее распространенные и эффективные методы усиления стенового ограждения из кирпича, хотя проектом могут быть предусмотрены и другие способы.

Как усиливают несущие стены

При необходимости усиления несущих стен проектировщики рассчитывают прочностные показатели конструктивных элементов, которым предстоит воспринять часть усилий, приходящихся на поврежденные конструкции. Однако до начала реализации проектных решений предстоит выполнить мероприятия, позволяющие предупредить дополнительные деформации элементов здания, вызванные ослаблением несущих конструкций ограждения – устройством штраб, проемов и др., которое выполняется при монтаже конструкций усиления.

В большинстве случаев таким мероприятием является устройство металлических рам, подкрепляющих перекрытия в месте выполнения усиления. Эти рамы состоят из стальной балки, подведенной под потолок и двух стоек, упирающихся в нижнее перекрытие. Для обеспечения устойчивости балки из плоскости, она анкерами закрепляется к стене, либо выполняется вторая рама, которая монтируется рядом с первой, и они раскрепляются между собой. Технические решения по укреплению несущих стен предусматривают те же методы, что и описаны выше.

Кому поручить работы по усилению стенового ограждения?

Московская компания PRIME за 7 лет работы на строительном рынке столицы уже множество раз продемонстрировала умение выполнить усиление стен, перегородок и других конструктивных элементов зданий промышленного и гражданского назначения при капительном ремонте или в ходе реконструкции объекта. Такой положительный опыт получен в результате деятельности квалифицированных инженерно-технических работников – как разрабатывающих проект производства работ, так и реализующих его на практике, а также опытных рабочих разных специальностей, способных выполнять самые сложные задачи.

Благодаря постоянному повышению квалификации компанией PRIME освоена технология усиления элементов здания с использованием композитных материалов, а также метод инъектирования кирпичной кладки, позволяющие сохранить площадь помещения, где производится усиление, и уменьшить дополнительные объемы отделочных работ.

Получите бесплатную консультацию по номеру +7 (495) 669-9136 или через форму заявки на сайте.

Источник

Методы усиления зданий

Примерный срок службы здания высчитывается еще на этапе постройки. Определяется примерная дата, на основе нескольких параметров: тип грунта, фундамент, этажность (высота строения), вид строительного материала, а также воздействие внешних сил. Но каким бы длительным не был период износа, усиление конструкции все же может потребоваться.

Условно виды улучшения делятся на обычные способы и новые (современные). И в том, и другом случае первым делом проводят анализ всех элементов, в этот момент выделяеются наиболее слабые места. Они могут быть сжаты, растянуты, подвержены крутящему моменту и прочее. Это помогает выбрать определенный тип усиления конструкции наиболее эффективно.

Усиление несущих конструкций

Прочность, надежность и устойчивость любых элементов решается за счет несущих элементов, подразделяющихся на вертикальные и горизонтальные. Под действием определенных условий: эксплуатация, окружающей среды все конструкции через определенное время начинают разрушаться. Усиление конструкций здания применяется также в случаях реконструкции или технического перевооружения определенного помещения.

Выполнение работ по улучшению несущих элементов может оказаться обязательным не только старым зданиям, но и новым построениям. Потребность в улучшение новых зданий может возникать чаще всего вследствие допущения ошибок в процессе выполнения строительно–монтажных работ. Старым зданиям усиление становится необходимо при чрезмерном возрастании нагрузки на несущие элементы по причине увеличенной скорости старения отдельных элементов либо при изменении стабильности грунта под ними.

Усиление металлических конструкций

С целью улучшения элементов из стали применяют в работе следующие способы:

• повышение жесткости и увеличение площади нагружаемого сечения;
• усиление работающих на сжатие стоек;
• использование предварительно напряженных элементов.

Усиление железобетонных конструкций

В железобетонных конструкциях усилению подлежат фундаменты, перекрытия, ригели, колонны, балки. Железобетонные фермы и балки при необходимости заменяются на новые. Перед производством данных работ производятся специализированные подготовительные операции.

Усиление конструкций из дерева

Выбор метода улучшения элементов из дерева происходит в зависимости от вида имеющегося повреждения. Для всех повреждений основное первоначальное действие – разгрузка конструкции.

Работы по улучшению несущих конструкций требуют наиболее высокой квалификации рабочих, а также более тщательного контроля качества производимых работ по сравнению с обычными строительно–монтажными работами.

Определенный способ выбирается после проведения экспертизы объекта и составления проекта. Проект должен составляться специализированной организацией.

Усиление конструкций углеволокном

Современные способы усиления конструкций предполагают использование углеволокна. Основными его преимуществами стали:

• быстрый монтаж;
• практичность;
• простота в установке;
• возможность усиления в труднодоступных местах конструкции;
• универсальность в применении к различным строительным материалам.

Углеволокно может быть представлено в виде холста, ленты или ламината. Крепление к конструкции происходит посредством монтажного клея, а значит трудоемкость процесса значительно снижается. Углеродные пластины идеально адаптируются к любому другому материалу и приспосабливаются к воздействию внешних факторов. К тому же внешний вид углеволокна не портит эстетических данных сооружения.

В зависимости от типа конструкции, усиление углепластиком делится на 4 основных метода:

1. Усиление железобетонной конструкции. Здесь применимы 2 способа. Первый предполагает применение «бандажа» из углеволокна, который создает эффект обоймы. Во втором случае холст используется в качестве дополнительной арматуры вдоль ослабленной зоны.
2. Металлические конструкции подвергаются очистке перед усилением. Здесь важно монтировать углеволокно симметрично центру тяжести поперечного сечения арматуры. Это даст наиболее эффективный результат усиления.
3. Усиление углеволокном идеально подходит в каменных конструкциях. Традиционный метод предполагает сверление, чеканку и прочее механическое воздействие на конструкцию. Углеродные пластины не портят внешний вид сооружения, что очень важно в некоторых отдельных случаях.
4. Деревянные конструкции наиболее восприимчивы к внешнему воздействию. С помощью углеволокна можно легко и незаметно усилить сооружение и добавить несколько десятков лет к его амортизационному сроку.

Усиление сооружений металлоконструкциями

При проведении усиления зданий и сооружений зачастую используют металлоконструкции. Наибольший эффект дает демонтаж старых металлических конструкций с заменой на новые. Если по каким–либо объективным причинам это нецелесообразно или невозможно, применятся установка дополнительных металлических конструкций. В основном данный метод применим для усиления ферм мостов, кранов, строительных ферм, фундаментов, балок, ригелей.

Необходимость в использовании металлоконструкций возникает при изменении эксплуатации объекта, его перепланировке. Может потребоваться проведение усиления этим способом при выявлении ошибок проектирования, строительства, проведении сварочных работ, деформации или износа конструктивных элементов сооружения вследствие агрессивных условий или ударных нагрузок.

Усиление сооружений металлоконструкциями имеет ряд преимуществ:

• Материал, благодаря однородной структуре, обладает одинаковыми свойствами по всем направлениям, что делает его надежным и прочным.
• Металлоконструкции непроницаемы для газа и жидкостей.
• Металлические конструкции изготавливаются при минимальном ручном труде, а значит обладают наиболее точными размерами и характеристиками.
• Реконструкция и ремонт подобных конструкций проводится при помощи простого проведения сварочных работ.

Металлические конструкции для усиления сооружений включают в себя стяжки из арматурных стрежней или полос металла, пластины П-образной формы, металлические вставки, «обоймы», «рубашки», стержни и заклепки.

При проведении усиления сооружений металлоконструкциями основным методом является приварка усиливающих элементов, а также изменение схемы конструкции из металла. При этом могут устанавливаться дополнительные ребра и связи. Это увеличивает жесткость конструкции. Также проводится ввод шпренгельных элементов, установка подкосов, которые уменьшают пролеты среди элементов сооружения. При этом проведение работ по усилению металлоконструкциями невозможно без предварительного разработанного и утвержденного проекта.

Способы усиления сооружений при помощи металлоконструкций различны в зависимости от типа реконструируемых объектов.

1. При усилении кладки здания кирпичом ее заключают в металлическую обойму. Таким образом, кладка начинает работать в условиях всестороннего сжатия.
2. Для реконструкции каркаса несущих конструкций здания производится снижение уровня нагрузки на стены. Происходит это путем наращивания металлического каркаса. Иногда целесообразно пристроить новую кладку вдоль старой стены при помощи анкерных болтов.
3. Усиление фундамента проводится путем наращивания дополнительных металлоконструкций для снижения нагрузки на него, заключение его в металлическую обойму для усиления кладки и работы в условиях всестороннего сжатия.

Полная реконструкция зданий и сооружений включает в себя усиление всех его элементов, включая кровлю. В данном случае проводятся общестроительные работы и разработка усиления несущих стен. При этом используется частичная перепланировка помещений, изменение их габаритов и технических характеристик.

Важно при проведении работ по усилению металлоконструкциями позаботится об огнеупорных покрытиях. Металл не относится к горючим материалам, однако, при высоких температурах его эксплуатационные характеристики значительно изменяются, вплоть до полной потери эксплуатационных возможностей.

К способам защиты металлоконструкций от повреждения огнем относятся:

• Защита конструкция при помощи огнеупорных покрытий и штукатурок.
• Обкладка огнезащитными материалами (плиты, маты).
• Покрытие огнеупорными красками.

План огнеупорной защиты разрабатывается на этапе проектирования работ по усилению сооружения. Здесь важно учитывать, что применение огнеупорных материалов увеличивает сечение металла. При этом металлические конструкции вначале проходят обработку, их грунтуют. После чего на металл наносятся огнеупорные покрытия.
Защита от критических температур позволяет повысить устойчивость конструкции к повреждению огнем, предотвратить деформацию металлической конструкции и препятствовать возникновению пожара.

Источник