Усиление балок и ригелей

Балки и ригели – это горизонтальные несущие конструкции. В составе каркасов зданий они применяются для опирания плит перекрытий или покрытия и передачи нагрузок на стены и колонны. Балки пролетных строений мостов также формируют поверхность для укладки мостового полотна, а ригели собирают нагрузку от балок и передают ее на столбы и колонны. Существуют также особые виды балок, например, подкрановые балки, балки-стенки и т.п. В современном строительстве в основном применяются железобетонные и стальные балки.

Усиление балок и ригелей

При эксплуатации любых видов ригелей и балок может возникнуть необходимость их усиления из-за потери несущей способности, увеличения нагрузок, неправильной эксплуатации, выявлении дефектов изготовления и монтажа. В технической литературе и строительных нормах можно найти большое разнообразие различных способов усиления:

1. Увеличение высоты (сечения) наращиванием или обоймой;
2. Подведение опорных элементов для разгрузки;
3. Устройство преднапряженных затяжек и шпренгелей;
4. Усиление предварительно напряженной арматурой;
5. Приклеиванием дополнительной арматуры;
6. Устройством композитного усиления;
7. Приваркой дополнительных элементов на стальные конструкции.

Выбор способа должен определять на основании всестороннего анализа и оценки эффективности работы того или иного метода. Существующая конструкция подлежит предварительному обследованию, производится расчет ее несущей способности, определяются ослабленные участки – растянутая или сжатая зона в пролете, опорные участки и т.п. Затем выполняются прочностные расчеты по выбранному методу усиления. В этой работе необходимо учитывать следующие факторы:
Габариты конструкции усиления и возможность вписать ее в существующее помещение по высоте
Способ выполнения работ, необходимость остановки действующего производства или выселения арендатора
Возможность подачи материалов и проведения работ в стесненных условиях
Условия эксплуатации, наличие факторов агрессивного воздействия среды
Технико-экономические показатели вариантов усиления, стоимость их устройства и эксплуатации в будущем

Основные методы усиления балок и ригелей

Усиление балок железобетонными обоймами, рубашками и наращиванием

Обоймы выполняются замкнутыми для плотного обхвата элемента и надежной связи нового бетона со старым в единое целое, толщина бетона как правило составляет от 60 до 100 мм. Рубашка – это не замкнутая с одной стороны набетонка. Наращивание – это усиление путем увеличения высоты элемента. Сечение рабочей продольной и поперечной арматуры определяется расчетом, для восприятия касательных напряжений в плоскости контакта нового бетона со старым устанавливаются хомуты, отгибы, коротыши и приваркой к существующей арматуре или анкеровкой.

Усиление ригелей предварительно напряженными затяжками, дополнительной арматурой и шпренгелями

Основными элементами затяжек как правило являются тяжи из арматурной стали, реже применяются прокатные профили из уголков и швеллеров. Крепление затяжек осуществляют на опорах с помощью анкеров или приваркой к существующей арматуре балок. Напряжение затяжек осуществляется путем взаимного стягивания обеих ветвей болтами, изготавливаемыми в виде хомута с двумя нарезанными болтами и общей шайбой. После натяжения на болты устанавливаются контргайки, соединение заваривается. В местах перегиба стержней устанавливаются прокладки, передающие усилия на нижнюю грань элемента. Напряжение дополнительной арматуры, установленной в растянутой зоне элемента, выполняется термическим или электротермическим методом. Параметры нагрева должны быть определены в проекте усиления.

Усиление элементов предварительно напряженными металлическими балками

Для создания эффекта предварительного напряжения, стальным балкам усиления сообщают начальный прогиб до момента их введения в совместную работу. Величина прогиба определяется исходя из требуемой степени разгрузки поврежденной балки, прогиб фиксируется установкой прокладок по схеме, определенной в проектной документации.

Усиление балок на восприятие поперечных сил

Необходимость усиления балок на восприятие поперечных сил как правило обуславливается появлением наклонных трещин. Усиление производится установкой дополнительной поперечной арматуры или стягивающих хомутов, предпочтительно их предварительное напряженние с применением стяжных устройств.

Усиление подкрановых балок

Повышение несущей способности железобетонных подкрановых балок достигается устройством различных обойм и рубашек, двухконсольных балочных конструкций на опорах, устройством металлической полки с ребрами жесткости или полной стальной обоймой. Из дополнительных мероприятий, обычно необходимо улучшение качества крепления рельсов и закрепления балок на опорах, восстановление бетона балки в местах сколов и повреждений, упрочнение и развитие верхней зоны балок.

Усиление балок и ригелей внешней композитной арматурой

Эффективным методом усиления балок является армирование по поверхности композитной арматурой на основе углеродных волокон. Такое армирование эффективно для усиления нижней (растянутой) грани балок и для увеличения поперечного армирования в опорных сечениям. Наклеивание лент, тканей или ламелей позволяет повысить несущую способность до 100% от начального значения. При проектировании усиления определяют требуемые характеристики применяемых материалов: толщину, прочность, модуль упругости, количество слоев, а также их расположение на конструкции. В проекте необходимо тщательно проработать вопрос технологии производства работ, включая ремонт и подготовку поверхности, учесть защитные мероприятия.

Компания “Технологии усиления” предлагает услуги по ремонту и реконструкции стен и колонн. Инженеры компании выезжают на объект, осуществляют предварительный расчет и готовят проектную документацию.

Для получения бесплатной консультации и вызова специалиста на объект для оценки обращайтесь:
– по тел: +7 (495) 118-39-91
– e-mail: info@teh-us.ru