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 конструкций металлом 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 конструкций металлом 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.