Učinkovito, ali zahtijeva stalno praćenje (zbog gubitaka prednapona uslijed povlačenja kabela), način jačanja struktura savijanja. Koristi se za industrijske zgrade i građevine, ali s pojavom novih tehnologija pojačanja postaje sve rjeđe.

Potrebno je vrijeme, što dovodi do gubitka korisnog volumena prostorije i povećanja vlastite težine struktura, metode pojačanja. Tu je rašireno kršenje tehnologija djela, posebice - ne obavljaju pravi prednapetih čeličnih konstrukcija i nedostatak kvalitetnih crimping utora (ili uklještenje) između armiranje strukture i jačanje elemenata, u vezi s kojim realni porast nosivost konstrukcije ne dogodi.

Potrebno je vrijeme, što dovodi do gubitka korisnog volumena prostorije i povećanja vlastite težine struktura, metode pojačanja. U vezi s poteškoćama u osiguravanju kompatibilnosti rada ojačane strukture i sloja za pojačanje, ona je pomaknuta gutanjem. Prednost ove tehnologije je relativno niska cijena rada.

Kako bi izbjegli rasprave o temi "sranje" - ovdje se ne razmatraju.

Što se tiče ostalih građevinskih radova koji se odnose na sigurnost građevina i objekata, prije izvođenja armature treba razviti punopravni dizajn i procjenu dokumentacije. Kada se ojačaju građevine i građevine, važno je pridržavati se optimalnih tehničkih i ekonomskih odluka. Želja za bilo kojim troškovima da se smanji troškovi izgradnje često dovodi do gubitka funkcionalnosti zgrade.

Ako trebate izvršiti pojačanje zgrade ili strukture, nazovite nas i savjetovat ćemo vas i pomoći vam da napravite plan za rješavanje problema.

1. Osnove dizajna ojačanja zgrade

1.1. Glavne metode i metode jačanja struktura zgrada i građevina

Kompleks izgradnja i organizacijske i tehničke mjere povezane s promjenama u osnovnim tehničkim i ekonomskim parametrima (opterećenja, prostornom planiranju, obujma građevinskih i ukupne površine zgrade, inženjering opreme) kako bi promijenili uvjeti rada, maksimalni popuniti gubitak od kojih je došlo do trošenja i habanja, postizanje novih ciljeva izgradnje operacije, zove se rekonstrukcija.

Skup mjera koji osigurava povećanje nosivosti i operativnih svojstava građevinske strukture ili zgrade i strukture u cjelini, u usporedbi s stvarnim uvjetima ili pokazateljima dizajna naziva se pojačanje.

Skup mjera koje pružaju povećanje operativnih kvaliteta struktura koje su stigle u djelomično radno stanje na razinu njihove prvobitne države naziva se obnova.

Osnove jačanja struktura i zgrada i općih načela ojačanja nosivih struktura

Izgradnja postojećih zgrada i objekata poboljšana je u dva slučaja:

Prvo - kada je u rad raznih razloga imaju bilo kakve nedostatke ili oštećenja: pukotine, koljena, progib, korozije, itd Metode pojačanja u ovom slučaju ovisi o vrsti i opsegu štete, a ne dizajn pojačanje i presjek elemenata određuju.. izračuni koji uzimaju u obzir preostali kapacitet opterećenja postojećih konstrukcija i opterećenja koja djeluju na njih. Ovdje također valja napomenuti da ponekad, kada djeluju strukture jačanje hitne stanje je uvjerljiv s radom hitne privremene mjere, kada nisu uvijek u pitanju sprečavanje kolapsa, a vrijeme za pažljivo projektiranje, proizvodnju i ugradnju ojačavanje konstrukcija, tada često moraju čine najjednostavnije i brze odluke.

Drugi je slučaj kada se planira povećati opterećenje na strukturi (tijekom rekonstrukcije zgrada, nadogradnje, obnove prostorija, zamjene opreme, itd.). U tom slučaju, potreba za ojačavanjem struktura određuje se računanjem njihovog stvarnog nosivog kapaciteta (uzimajući u obzir svojstva materijala, prisutnost grešaka i stvarne dimenzije sekcija) i uspoređivanje s naporima novih očekivanih opterećenja.

Projektiranje jačanja ili obnove zgrada i građevina trebao bi se napraviti na temelju sljedećih podataka:

- tehnički pregled i mjerenje oštećenih građevinskih elemenata zgrade;

- raspoloživost naručitelja ili u građevinskoj organizaciji potrebnih za obnovu građevinskih konstrukcija i materijala, uključujući nomenu građevinskih konstrukcija i materijala, centraliziranu isporuku;

- na raspolaganju građevinskoj organizaciji potrebnih građevinskih strojeva i mehanizama;

- geoloških i klimatskih uvjeta građevinskog područja;

- studije izvodljivosti za oporavak.

Također biste trebali koristiti prethodno dostupnu projektnu dokumentaciju, putovnice i strukturne crteže.

Ojačane konstrukcije izrađuju se različitim materijalima: obično metalnim i armiranim betonom, rjeđe od zidnih, drvenih i polimernih rješenja. Tehnologija zahtijeva jačanje monolitnih armirano betonskih mokrim procesima, kao u pravilu, slučajevi oplate uređaja, ponekad korištenja skele i vrijeme za postavljanje konkretne dizajn snagu, što neminovno dovodi do produljenog razgradnje objekata ili njihovih pojedinih dijelova. Stoga, kada postoji izbor opcija, u praksi se preferira metal, iako je skuplji od armiranog betona u smislu troškova i troškova rada, au mnogim slučajevima također treba posebna zaštita od požara i korozije.

Kako bi se smanjila količina posla na pojačanju, au nekim slučajevima odbijala pojačanje, potrebno je identificirati i koristiti rezerve kapaciteta nosivosti struktura koje ojačavaju:

- pojašnjenje sila koje djeluju u nadjačanim elementima, uzimajući u obzir prostorno djelovanje okvira;

- pojašnjenje stvarnih uvjeta spajanja i popravljanja, uzimajući u obzir stvarne vrijednosti opterećenja, utjecaja i njihovih kombinacija;

- pojašnjenje čvrstoće materijala materijala konstrukcija i spojeva, stvarne dimenzije sekcija i elemenata;

- uključivanje u rad zatvorenih objekata ili drugih pomoćnih elemenata građevina i objekata.

U tu se svrhu preporučuje poduzimanje mjera za poboljšanje radnih uvjeta nosivih struktura kao što su:

- istražuje mogućnost smanjenja opterećenja na cijelu zgradu ili pojedinih elemenata njega (granica teretna dizalica, njihov pristup jedni druge, ograničava kolica putovanja, mijenjanje slavine izgleda na dizalice stazama, mijenjanje konfiguracije krova kako bi se smanjila snijeg torbe, mjere za borbu protiv odlaganje industrijskog prašine, itd).;

- smanjenje opterećenja od težine zatvorenih konstrukcija zamjenjujući ih lakšim, posebno u slučajevima kada je zamjena zatvorenih struktura povezana s njihovim nezadovoljavajućim stanjem.

Glavne metode jačanja građevinskih konstrukcija

Glavne metode jačanja konstrukcija su: povećanje poprečnog presjeka građevinskih elemenata; promjena konstruktivne sheme zgrade (okvira ili odvojeni elementi), zbog čega se promijeni shema dizajna; regulacija napona.

Svaka od ovih metoda može se koristiti sami ili u kombinaciji s drugim. Prilikom odabira metode, metode pojačavanja i razvoja projekta pojačanja, potrebno je uzeti u obzir zahtjeve prilagodbe prilagodljivosti.

Zahtjevi za konstrukcije kada su ojačani gore navedenim metodama, na primjer, za armiranje čeličnih konstrukcija, su kako slijedi.

Kod izvođenja pojačanja povećanjem poprečnih presjeka potrebno je:

- osigurati pouzdano zajedničko djelovanje elemenata za pojačanje i ojačane konstrukcije, uključujući zahtjeve za lokalnu stabilnost (veličinu nadnica, udovi) i neizmrtno izrezivanje (ugradnja rebara, dijafragme itd. ako je potrebno);

- donositi odluke koje ne otežavaju provođenje mjera za zaštitu od korozije, naročito, što dovodi do korozije pukotine ili formiranja zatvorenih šupljina, primjenom nepropusnih mjesta u potrebnim slučajevima;

- označiti mjesto prekida elemenata za ojačanje iz radnih uvjeta ojačane sekcije pod djelovanjem dizajna opterećenja u elastičnom stupnju, izbjegavajući oštre koncentratte napona na određenim mjestima;

- uzeti u obzir prisutnost strukturnih konstrukcija čvorova, ukrutnjaka, brtvila i sl., kao i dopustivosti povećanja dimenzija građevinskih konstrukcija;

- kako bi se osigurala proizvodnost radova na jačanju, posebice dostupnosti zavarivanja, sposobnosti bušenja rupa, zatezanja vijaka itd.

Kada se ojačavaju strukture promjenom sheme dizajna, potrebno je:

- uzeti u obzir preraspodjelu sila u strukturama, komponentama, čvorovima, kao iu potporama, uključujući dodatne provjere temelja;

- uzeti u obzir temperaturnu razliku, ako postojeće i nove dizajne mogu raditi u različitim temperaturnim uvjetima, kao i način rada temperature kada zatvaraju statički neodredivi sustavi;

- pružiti u konstruktivnim rješenjima elemenata i komponenti mogućnost nadoknadivanja odstupanja između veličina postojećih i novih dizajna.

Metoda jačanja struktura, koja osigurava regulaciju naprezanja, omogućuje smanjenje sila koje djeluju u strukturi. Prednost je i činjenica da se pojačanje može izvesti bez istovara strukture i zaustavljanja tehnološkog procesa.

Elementi pojačanja moraju biti dizajnirani, u pravilu, usredotočujući se na njihovu potpunu proizvodnju u tvornici. U nekim slučajevima dopušteno je izraditi dijelove za pojačanje uz naknadu i naknadnu obradu na mjestu ugradnje.

Pričvršćivanje detalja dobitka na ojačane metalne strukture vrši se zavarivanjem, vijcima ili pomoću polimernih otopina. U nekim slučajevima, uz odgovarajuće opravdanje, dopušteno je koristiti klinove i samorezne vijke.

Slični zahtjevi nameću se i na konstrukcije i pojačanje armiranobetonskih, kamenih i drvenih konstrukcija, uzimajući u obzir osobitosti konstruktivne otopine zgrada, materijala armiranih struktura i elemenata za pojačanje, tehnologija ojačanja itd.

5. Metode jačanja tlačnih struktura zgrada i objekata

Analiza podataka o deformacijama zgrada i struktura pod uvjetima koji se razmatraju pokazala je da odabir metode učvršćivanja nosivih struktura ovisi o geotehničkim uvjetima (svojstvima zemljišta) i stupnju njihovog znanja, prirodi i veličini primijenjenog opterećenja, detalju istraživanja postojećih temelja, sigurnosti postojećih struktura, načinu proizvodnje radove i vrstu korištene opreme.

Posebno opasne deformacije nastaju u starim zgradama izgrađenim bez uzimanja u obzir razvitak nejednakih sedimenata koji su oštećeni i imaju brojne nedostatke koji oslabljuju nosive konstrukcije: pukotine u zidovima, pomične promjene podova i stubišta, izobličenja otvora, odstupanja zidova od vertikale itd.

Temeljem obilježja i prirode čvorišta poduzete su različite konstruktivne mjere kako bi se osigurala operativna prikladnost postojećih građevina: preventivna rješenja za projektiranje; preventivne mjere potrebne za proizvodnju radova; mjere popravaka u slučaju nužde.

Strukturno pojačanje može se izvesti u privremenom i trajnom uzorku. Privremena armatura struktura koristi se u slučaju dugoročnog razvoja deformacija u slučaju oštećenja u zgradama u hitnim slučajevima. Dok se deformacije stabiliziraju, privremena dobit zamjenjuje konstantna.

Jačanje struktura, kako preventivnih tako i restaurativnih, provodi se povećanjem nosivosti građevinskih elemenata ili promjenom konstruktivne sheme zgrada povećanjem njegove prostorne krutosti i čvrstoće.

Do danas su razvijene i provjerene brojne metode obnavljanja izvedbe zgrada. Neke metode omogućuju pojačavanje supra-temelja struktura učvršćivanjem zidova u cigle kuća, postavljanjem i napinjanje pojaseve, istovarne grede, spojne zagrade itd. Ostale metode za povećanje nosivosti temelja, rekonstruirati ili povećati temelj uređaja čvrste temelje ploča, proširenje ili podvodnih temelja gomile zbrajanjem zid objekta tipa „mega”, tiskani, CFA, a kao uvlačenje postojeće hrpe s povećanjem duljine.

Prije početka rada na jačanju pojedinačnih struktura, potrebno ih je istovariti instaliranjem privremenih nosača. Međutim, ovdje se često čine pogreške: opterećenje deformiranih struktura koje se nalaze iznad koncentrično se prenosi na deformabilni temelj i time se pogoršavaju uvjeti rada. Opterećenje se mora redistribuirati tako da se oslobađa potpuno ili djelomično deformabilni temelj, tj. prebacite ga na pouzdanu bazu, ponekad kroz posebno dizajnirane potpore (platforme). Za privremene potpore potrebno je provoditi konstantna promatranja i, ako je potrebno, ispod klinova klinastih klinova ili postaviti dodatne potpore za pražnjenje.

Deformirani zidovi između prozora, vrata ili drugih otvora ciganskih zdanja ojačani su postavljanjem metalnih ili armiranobetonskih korica (klipova). Ako se provede privremeno pričvršćivanje polaganja gore, zidovi se mogu ojačati djelomičnim ili potpunim ponovnim postavljanjem.

Dizajn metalnog korzeta sastoji se od vertikalnih stalaka kutnog čelika s širinom polica od 100-120 mm, pokrivajući uglove gata i zavarivanjem na stalci u određenom intervalu vodoravnih trake čeličnih traka s debljinom od 6-8 mm. Ovaj korzeti gotovo udvostručuje nosivost mola (Slika 8.3). Iz unutrašnjosti zgrade dijelovi metalnog okvira postavljeni su s penetracijom u tijelo mola i naknadnim žbukanjem brazda. U slučaju da napon u radnom dijelu gata može uzrokovati uništavanje zidova, koristi se armaturni betonski korzet. Stalci takvog korzeta također se mogu nalaziti u vertikalnim utorima probijenim u zidovima.

U slučajevima kada se opasne pukotine pojavljuju u građevinskim konstrukcijama na mjestima gdje se glavni zidovi međusobno susreću, zidovi se odstupaju od vertikalne ravnine, a zasebni dijelovi izbočene, kako bi se spriječili daljnji razvoj deformacija, postavljaju preklopne pojaseve (sl. 8.4). Ovi pojasevi su sustav uparenih vertikalnih sidara iz kanala br. 12-14, u kombinaciji s vodoravnim nitima okruglog čelika promjera 18-28 mm. Najbolje je dogovoriti se na razini armiranobetonskih podova, nakon čega slijedi njihovo sklonište pod podom. Napetost niti se provodi ručno pomoću kvačila koje imaju obrnuti reza. Pređe se izračunavaju prema napetosti ziđa. Izvana, sidra i kabeli mogu se ugraditi u novčane kazne, koje se zatim žbukaju.

Zimi, mogućnost zamrzavanja metalnih dijelova preklopnih pojaseva unutar zgrada nije isključena, stoga se na vanjskoj strani kabela treba postaviti brtvila za toplinsku izolaciju.

Naponske pojaseve Kozlovine konstrukcije koriste se u slučajevima kada se u zidovima zgrada pojavljuju pukotine s velikim otvaranjem i u velikoj mjeri. Takvi pojasevi daju zgradu prostornu krutost, oslobađaju napetost rastezanja u zidovima i prenose ih na metal (Slika 8.5).

Korištenje napetih remena ima određene prednosti u usporedbi s drugim metodama, jer oni pružaju: izravnavanje neujednačenih deformacija zgrade; obavljanje restauratorskih radova bez ometanja uobičajenog rada zgrade; uklanjanje preseljenja značajnih dijelova zidova; ekonomičnu upotrebu metala za obnovu oštećenih zidova i zgrada.

Napetci se sastoje od metalnih šipki promjera 22-32 mm, koji pokrivaju oštećenu građevinu ili njezin odjeljak na razini podnih i tavanskih podova. Šipke su obično ručno navojne spojnice. Za ugradnju šipki pojaseva, vodoravne bušotine su probušene s vanjske strane zidova. Šipke su pričvršćene na potporne dijelove, koji su okomiti kutovi broj 10-15, postavljeni na uglovima ili raskrižjima zidova. Remeni moraju biti zatvoreni. Prema metodologiji Akademije komunalnih usluga. KD Pamfilova, duljina velike stranice trake ne smije biti kraća od 1.5 duljine. Duga strana je obično 15-18 m. Remen koji pokriva deformirani dio zgrade treba ranu na netaknutom dijelu ne manje od 1,5 puta duljine deformiranog dijela.

Presjek žice odabire se ovisno o sili koja ovisi o izračunatoj otpornosti ziđa na struganje, debljini stijenke i njezine duljine. Poprečni presjek šipki koji percipiraju moment savijanja u zidu dodjeljuje se tako da je njihova čvrstoća jednaka čvrstoći zida, koja percipira silu silu:

gdje je N sila u šipci, kN; R je izračunata otpornost zidova na razvrstavanje, kN / m2; l - duljina stijenke, m; b - debljina stijenke, m

Pukotine na zidovima zgrade mogu se pojačati brašnima, postavljene na razini svakog poda. Svrha takvih zagrada je redistribucija opterećenja od deformiranih dijelova zidova do čvrstih profila. Takav događaj pomaže u sprječavanju daljnjeg pucanja. Vijak za estrih (sl. 8.6) sastoji se od podrezivanja kanala ili kuta duljine od najmanje 2 m, pričvršćene na zid s dva sidrena vijka promjera 20-22 mm. Sidreni vijak nalazi se na udaljenosti ne manje od 1 m od pukotine.

Za razliku od nosača koji pružaju lokalno pojačanje oštećenog dijela zida, izbojne grede služe za opću armatura zgrade. Obično su od kanala barova organizirati № 22-27 i staviti na vrh razini temelja ili na razini prozora ili skakačice prvi podrumu (vidi Sl.. 8.6).

Bilateralno istovar zraka podešava se kod debljine stjenke od više od 64 cm i promjer vijčanih sidara 16-20 mm 2-2.5 m. Jednostrane istovar nosači daju malu debljinu zidova i učvršćenja pojasni ili okruglog željeza s istim intervalima kao dvostranog zrake.

Vanjske grede i grede za pražnjenje ugrađuju se na cementni mort u minimalnoj dubini od najmanje širine prirubnice. Na kraju pričvršćivanja sidra, kazna se puni s betonom 100 maraka sa zbijenjem. Svi metalni dijelovi zaštitnih traka i ispusnih remena moraju biti obloženi anti-korozijskim spojevima.

Za zgrade velikih ploča potrebna su druga rješenja za pojačanje zbog njihovih značajki dizajna. Za takve se zgrade preventivne mjere provode uvođenjem vodoravne podnice po podu (Slika 8.7); jačanje učvršćenja podnih ploča na pločama unutarnjih i vanjskih zidova (sl. 8.8); uređaj podloge za podizanje konzole (sl. 8.8, c); pojačanje vertikalnih spojeva itd.

Povećanje prostornog krutosti strukture promjenom sheme dizajna omogućava redistribuciju sila u strukturama, osiguravajući njihov učinkovitiji rad. Da biste to učinili, možete instalirati dodatne izvedbe u obliku stalaka, podupirača, nosača, unijeti priključke, dijafragme, razmaknice itd. (Sl. 8.9).

Ove metode su prvenstveno primjenjive za višekatne industrijske zgrade tipa okvira, a vrlo su učinkovite i omogućuju vam iskrcavanje oštećenih konstrukcija. U svim slučajevima, elementi za pojačanje moraju biti uključeni u suradnju s postojećim strukturama. U tu svrhu, elementi za pojačanje su pričvršćeni s utičnicama, klinovima, zapečaćene prazninama. na širenju cementa itd.

Sotnikov S.N. Projektiranje i izgradnja temelja u blizini postojećih građevina

5. Jačanje građevinskih konstrukcija

5.1. Čimbenici koji uzrokuju potrebu jačanja strukture

Pod jačanjem građevinskih konstrukcija odnosi se na mjere koje pridonose poboljšanju nosivosti, krutosti, otpornosti pukotina i drugih fizičkih svojstava građevinske konstrukcije. Potreba za jačanjem građevinskih struktura uzrokovana su sljedećim glavnim čimbenicima:

nadgrađe i proširenje zgrada; mijenjanje dimenzija prostorija, raspona, visina, visina stupca; raspored velikih otvora itd.;

gubitak svojstava svojstava konstrukcija zbog fizičkog trošenja i habanja s značajnim vijekom trajanja, agresivnosti okoliša i drugih nepovoljnih uvjeta za rad objekata;

zamjena fizički i moralno zastarjelih zidova; poboljšanje hidro, toplinskih, zvučnih i drugih vrsta izolacije;

povećanje projektnih opterećenja uzrokovanih modernizacijom tehnologije ili promjenom u svrhu prostorija zgrada;

pogreške pri projektiranju, izradi, montaži i radu, smanjujući nosivost konstrukcija;

promjena u shemi dizajna i radnih uvjeta u usporedbi s projektom, uzrokovana velikim deformacijama preostalih tijekom zagrijavanja, sedimentima tla itd;

poboljšanje svjetlosti, prozračivanje, smanjenje buke, vibracije itd.;

otkrivanje nepovoljnih svojstava materijala struktura u uporabi;

9) posebni uvjeti: potresi, tajfuni, eksplozije itd.

Prilikom izrade projekta za jačanje struktura, oni se suočavaju s poteškoćama koje nisu prisutne u novogradnji.

Prvo, književno-normativna literatura o pojačanju struktura još nije dovoljno razvijena, problemi proračuna, dizajna, tehnologije izvođenja itd. Slabo su pokriveni.

Drugo, nužno je ojačati konstrukcije koje su napravljene ranije, njihova mehanička svojstva i njihove standardne veličine mogu se razlikovati od onih koji se koriste tijekom perioda amplifikacije.

Treće, potrebno je uzeti u obzir ograničenje za obavljanje poslova tijekom rekonstrukcije, potrebu što je manje moguće glavnih proizvodnih zaustavljanja, postavljanje sigurnosnih mreža, koordinacija radnih rasporeda itd.

Četvrto, tijekom izvođenja radova, potreban je poseban skup mehanizama, alata, uređaja, posebne tehnologije itd.

Peto, pitanja zaštite sigurnih operacija za graditelje i operatore trebaju biti jasno obrađena.

5.2. Glavni načini jačanja struktura

Unatoč raznolikosti građevinskih konstrukcija, za njih se uobičajene tehnike učvršćivanja mogu primijeniti na različite tipove struktura [20-30, 34-40]. Glavni načini jačanja strukture su:

povećanje presjeka elemenata i njihovih veza zbog dodavanja novih elemenata;

uvođenje dodatnih elemenata (veze, rebra, dijafragme itd.), smanjujući izračunatu duljinu nosivih elemenata struktura i povećavajući njihovu stabilnost;

istovar struktura zamjenom teških ploča ili izolacije s laganim; ugradnja graničnika koji mijenjaju mjesto kotača dviju dizalica, smanjujući njihov kapacitet; uklanjanje dijela teške opreme; stvaranje konzola za istovar;

promjena sheme prijenosa opterećenja uz pomoć dodatnih prekidača, uključujući i automatske, dok kontroliraju rad strukture;

mijenjanje pričvršćenja krajeva štapića, na primjer, šarki na krutoj, transformacija jednostrukih sustava u višestruki raspon itd.;

6) dupli elementi uređaja;

7) uvođenje pušaka, čepova, konopa s stvaranjem pre-stresa u strukturama;

uporaba razmaka koji smanjuju dizajnersku silu u poprečnom presjeku elemenata, kao i braces, odgode, braces;

uključivanje u rad susjednih elemenata, kao što su ploče s gredama ili nosačima itd.;

regulacija visine (oborina) nosača u statički neodredivim sustavima;

preoblikovanje okvira i lukova u vitlo ili vitlo u sustave razmaka;

valjanje ili lijepljenje ispružene žice;

elastično savijanje pojedinih dijelova, nakon čega slijedi njihova veza;

uvođenje dodatnih elemenata ili struktura koje osiguravaju prostorni rad premaza ili cijelog okvira;

promjene svojstava materijala, kao što su otvrdnjavanje tla, drva itd.;

16) zamjena neispravnih dijelova protezama ili novim elementima. Gore navedeni popis nije potpun, jer postoje

sve nove načine kako ih poboljšati ili poboljšati. Posebno široko korištene metode jačanja, temeljene na prednaprezanju uz pomoć pušaka i Sprengela. Reakcije na strukturu koju prenose pufovi i stalci Sprengela uzrokuju smanjenje napona u trenutku pojačanja ili istovara. U tom slučaju moguće je postići ne samo cjelovito istovar najopasnijih dijelova u strukturi, već i stvaranje naprezanja suprotnog znaka do vrijednosti jednako izračunatoj otpornosti. Dakle, ukupni porast napona će premašiti vrijednost izračunatog otpora. Taj se učinak ne može postići pri proizvodnji prednapregnutih novih konstrukcija.

U nastavku su primjeri primjene različitih metoda jačanja struktura u uporabi, uključujući one koje smo predložili, kako pomoću prednaprezanja tako i bez prednaprezanja.

5.3. Povećanje poprečnog presjeka elemenata i njihovih veza

Svi strukturni elementi bilo kojeg materijala mogu se učvrstiti pričvršćivanjem dodatnih elemenata ili izgradnjom zavarenih spojeva i drugih vrsta spojeva.

Kada su ojačani zavarivanjem ili vijcima (zakovica), metalni elementi (stupovi, grede, grede itd.) Dodatno pričvršćuju elemente za pojačanje različitih profila: trake, kutevi, kanali, I-grede, armature itd. (Slika 5.1), Slično ovim shemama, ojačani su neki od trupa farmi prostornog obuhvata Središnjeg tržišta u Volgogradu. Jačanje čvorišnih spojeva je moguće povećanjem dimenzija gugova i duljine

zavarene šavove. Prilikom spajanja novih sekcija, potrebno je osigurati takve mjere tako da struktura koja je pod opterećenjem ne dobiva dodatne deformacije od zagrijavanja metala tijekom zavarivanja ili ne gubi nosivost. Zavarivanje se vrši kod naprezanja u odjeljcima manjim od 0,7R. Izvršite ga korak po korak, za nekoliko prijema. Na primjer, šav od 20 mm je zavaren, zatim se ohladi, ponovo nanosi šav od 20 mm i tako dalje. U svakom konkretnom slučaju treba razviti tehnologiju za pričvršćivanje elemenata za ojačanje postojećoj strukturi i odražavati se u tehničkim uputama na crtežima.

U armiranobetonskim strukturama, ova metoda amplifikacije također je naširoko korištena. Grede, stupovi i ostale konstrukcije mogu se ojačati izgradnjom betona u komprimiranoj zoni i pričvršćivanjem dodatnih armatura i zaštitnog sloja betona u rastegnutoj zoni (sl. 5.2). Prije nego se postojeće betonske površine očiste i obrađuju, novi betonski sloj je postavljen na stari. pojačan

Novi sloj betonske mreže, koji je pričvršćen za klinove ili sidra na stari beton.

Nakon predfabriciranja dijelova armature duljine od 50-100 mm sa visinom od 300-500 mm od zaštitnog sloja betona do postojeće armature, nove armature se zavaruju kroz brtve (od kratkih ojačanja), koji su dalje zaštićeni novim slojem finog zrnatog betona na rešetki.

U šupljim armiranobetonskim pločama (sl. 5.2, c), možete bušiti u šupljine i dodati ih dodatnim okvirom, te ih s betonom nanijeti na rešetku na vrhu ploče. Tako je moguće povećati cijeli poprečni presjek armiranobetonske strukture - rastegnute i komprimirane zone.

U drvenim i plastičnim konstrukcijama priključuju se ljepila, klinovi (čavli, vijci, vijci, itd.) Na elemente za pojačanje u obliku ploča, ploča, šperploča, vlaknaste ploče itd. (Slika 5.3). Često su drvene konstrukcije ojačane metalnim profilima: trake, uglovi, kanali, itd. Ojačanje ljepila, ponekad ispruženo, u rezane brazde.

Kamene i betonske konstrukcije: zidovi, stupovi, temelji izgrađeni pričvršćivanjem novih elemenata u obliku crijeva, dodatnih zidova opeke, betona ili armiranog betona (Slika 5.4a, 6).

Na primjer, zid od cigle jednog dijela zgrade A iz Instituta za građevinarstvo u Volgogradu ojačan je iznutra armiranim betonskim zidom debljine 10 cm spojenih sidra na stari zid i poduprt ojačanim temeljima.

Temelji su izgrađeni s više strana ili djelomično polaganje pod postojeće temelje. Potrebno je distribuirati opterećenje od nadzemnih struktura do dodatnih dijelova temelja, bilo izravno iz novih zidova ili stupova na temeljima, ili preko poprečnih distribucijskih greda koji prolaze kroz zidove preko temelja (sl. 5.2, e).

Stubovi i zidovi od opeke i betona mogu se ojačati armiranim betonskim ili cementnim mortom preko rešetaka, kao i iz metalnih uglova povezanih letvama (sl. 5.4c, d, e). Metalni kutovi mogu biti zakrivljeni i, kada su postavljeni, biti zategnuti s poprečnim vijcima s prijenosom potiska na temeljne i nadvojne strukture, što osigurava njihovo uključivanje u rad i iskrcavanje armiranog stupa.

Preporučljivo je izvršiti elemente za pojačanje s prednapregnutim inlajevima inventara, koji se, nakon pričvršćivanja elemenata za pojačanje, uklanjaju iz strukture. U tom slučaju, uklanjanjem udubljenja, stvaraju se učinak istovara armiranog dijela učvršćivanjem elemenata za pojačanje.

Treba napomenuti da svi elementi za ojačanje, povećavajući izračunato područje poprečnog presjeka nosivog elementa, također povećavaju njegovu krutost i time smanjuju fleksibilnost, što je od velike važnosti za komprimirane i komprimirane zakrivljene konstrukcijske elemente. Stoga, čak i ako elementi za pojačanje iz nekog razloga ne mogu opaziti izračunatu silu izravno ili samo opaziti samo dio od utovara s dodatnim privremenim opterećenjem, svejedno, smanjujući fleksibilnost elementa, povećavaju njegovu nosivost. Iz toga slijedi da se ponekad može povećati krutost elementa samo u njegovom srednjem dijelu, na primjer povećanjem komprimiranog oslonca rešetki, a ne dovesti elemente ojačanja na čvorove ako ih je teško spojiti na letvice. U tom slučaju elementi za pojačanje ne primjećuju nastojanja, ali smanjuju fleksibilnost šipki, sprečavajući im da izgube stabilnost, čime se povećava njihova sposobnost nošenja.

Osnove izgradnje armature

Ovaj je članak dio projektnog tečaja Izračun građevinskih konstrukcija od tlačnog nula, koji uči slušatelja na pravi izbor nacrta dizajna, skupljanja opterećenja, modeliranja i izračuna građevinskih konstrukcija. Korištenje CAD-a tijekom tečaja namjerno se smanjuje tako da slušatelj uči kako oblikovati strukturne elemente "ručno".

Program kolegija

Kada poduzmemo prve korake u izračunu struktura i naučimo dizajnirati, želimo vjerovati da će naša građevina ili struktura zauvijek ostati. Pa, ili barem jako dugo vremena.

Ako smo živjeli u idealnom svijetu bez ratova nesreća i katastrofa, onda bi inženjering vjerojatno bio potpuno drugačiji. Ali stvarnost je da dizajni stvoreni "jučer", već "sutra" mogu postati problematični. I uopće nije potrebno odmah zaustaviti dizajner ili graditelj - zgrada može propasti zbog prirodnog trošenja, zloupotrebe, nesreće uzrokovane ljudskim djelovanjem ili prirodnih katastrofa.

Kada je potrebna građevinska armatura?

U pravilu, pitanje ojačanja riješeno je nakon pregleda konstrukcije i utvrđivanja stvarnog tehničkog stanja. Može se pokazati da uopće nije potrebno pojačanje, ali dovoljno je samo popraviti, na primjer, dio fasade.

Potpuno suprotna situacija: kao rezultat istraživanja, utvrđeno je da je ova zgrada ili struktura lakše srušiti nego rekonstruirati. Obično se to događa nakon velikih prirodnih katastrofa.

Slika 1. Posljedice uragana Irma (2017)

Pitanje dobitka je neka vrsta međupredmetne opcije. Potrebno je ojačati dizajn ako je daljnja operacija nemoguća bez intervencije inženjera, ali općenito situacija nije kobna.

Slika 2. Erozija baze ispod stambene kuće

Dobitak se također može zahtijevati u slučaju promjene razine opterećenja. Na primjer, raspon mosta dizajniran je prema standardima koji su kasnije promijenjeni i sada omogućuju prolaz teži prometnih jedinica. U ovom slučaju, ojačanje je dizajnirano kako bi se riješilo pitanje usklađenosti dizajna s trenutnim standardima dizajna.

Što se događa s strukturom nakon nesreće

Da bismo shvatili kako struktura radi u "nagnutom" stanju i kojim sredstvima ona može biti izvučena iz ove države, prisjetimo se kako deformacije nastaju općenito.

Iz strukturne mehanike i otpornosti materijala znamo da su deformacije i pomicanja rezultat opterećenja. Postoji opterećenje - čekanje za kretanje. Da bi građevinski čvor promijenio svoj položaj u prostoru (pomaknut, okrenut), neka se energija mora potrošiti ili raditi. Rad se uvijek izvodi silom (ako je pokret linearan) ili trenutak (ako je to okret), pa možemo reći da su pokreti i napori uvijek međusobno povezani koncepti. Izniman talijanski fizičar Enrico Betti upozorio je to u 19. stoljeću u svom svjetski poznatom teoremu reciprociteta. Da ne spomenemo da Bettyov teorem podupire univerzalne metode za izračun građevinskih struktura, uključujući metodu konačnih elemenata.

Ako je struktura deformirana, tada mora biti prisutna sila u svojim odjeljcima. Ta činjenica može izgledati pomalo neobična: kao takva, nema vidljivih opterećenja - odakle dolazi napor? Ali napori su se pojavili paralelno s pokretima, stoga imamo deformiranu državu. Naš je zadatak odrediti ove napore, provesti provjere o standardima dizajna i dati odgovarajući zaključak o tome što dalje s izgradnjom.

Oprema za tehnički pregled

Razmotriti strukturu koja je dobila značajne deformacije zbog neke vrste umjetnog ili prirodnog utjecaja. Kako bismo simulirali rad takve strukture, moramo utvrditi novi položaj za sve njegove karakteristike (čvorovi), to jest, mjeriti otklone, horizontalne pomake i kutove rotacije dijelova njezinih strukturnih elemenata (Slika 3).

Slika 3. Ispitivanje konstrukcije s mjerenjem naprezanja

Prikladno je zabilježiti ove podatke u tabličnom obliku, u skladu s prethodno prihvaćenim numeriranjem elemenata.

Računovodstvo prisilnih pomaka u FEM-u

Pokreti koje je struktura dobila kao rezultat nesreće ispravno će se pripisati vanjskim opterećenjima, točnije utjecajima. U znanstvenom svijetu to se često naziva kinematičkim efektom, tj. Faktorom koji dovodi do promjene kinematičkih parametara strukture (koordinate, kutovi rotacije).

U nekim CAD-ovima, ova vrsta utjecaja naziva se "prisilni" ili "preklopljeni" pokreti. Terminologija je raznovrsna pa se kalkulator treba pripremiti za različite formulacije.

Izračun prisilnih pomaka može se izvršiti u gotovo svim modernim paketima CAE. Osnovna jednadžba metode pomaka i metoda konačnih elemenata temeljenog na njoj je sljedeća:

[ Delta = > F, quad left (1 desno) ]

• (C ) je matrica krutosti sustava;
• (F ) je vektor opterećenja.

Da bi se riješila ova jednadžba, računalni program mora "znati" o svim opterećenjima koja se primjenjuju na zgradu, postavlja njihove vrijednosti u vektoru (F ), pomnoži matrice i vrati je kao rezultat pomicanja čvorova. Ali u našem slučaju prisilni pomak su početni podaci (kao što je rečeno, ovo je vrsta tereta), dakle, prije rješavanja jednadžbe (1), izračunski program obavlja slijedeće operacije:

Kao što znamo, u metodi konačnih elemenata, na čvorove se mogu primijeniti samo sile ili trenutke pa program prvo nađe sile čiji su učinci ekvivalentni učincima prisilnih pomaka. Utvrđene sile se dodaju preostalim opterećenjima, a zatim se provodi standardni proračun pomaka:

Na izlazu, za čvorove s prisilnim pomakom u vektoru ( Delta ) bit će vrijednosti koje smo izmjerili tijekom ispitivanja. Preporučujem upotrebu ove okolnosti kao kontrolu.

Naravno, ne morate množiti matrice ručno - CAE će sve te operacije automatski izvršiti za vas. Navodio sam ovaj odlomak kao mala "lirska digresija", kako bi se poboljšala razumijevanje FEM hardvera.

Čvorovi s prisilnim pokretima moraju biti fiksni

Ova akcija može biti potrebna samo za neke programe (kao što je Autodesk Robot).

Da bi program pravilno uzimao u obzir prisilni pomak, potrebno je staviti potporu u smjeru ovog kretanja (popraviti čvor). Ali budite oprezni: to je podizanje stupnja slobode samo u smjeru u kojem ćete postaviti prisilni pomak; u drugim smjerovima (linearni i kutni) čvor bi trebao biti slobodan.

Slika 4. Eksplicitna konsolidacija čvorova za koje se uvode prisilni pomak

Izračunavanje struktura s greškama i oštećenjima

Progibovi i okretaji odjeljaka nisu jedini čimbenici koji mogu utjecati na izvedbu strukture. Prisutnost raznih nedostataka smanjuje snagu, izdržljivost i izdržljivost. Primjeri takvih nedostataka mogu biti fizička oštećenja u obliku čipova, pukotina, propuštanja, ali najčešći i najopasniji čimbenik ne samo za čelik, već i ojačane betonske elemente je korozija.

Geometrija sekcije, oslabljena korozijom

Korozija "jede" sloj građevinskog materijala zrake ili stupca i uzet je u obzir u modelu dizajna, u pravilu, smanjenjem karakteristika krutosti dijela. Kalkulator treba odrediti veličinu i dubinu korozivne "mrlje" na elementu kako bi se uklonilo ovo područje iz poprečnog presjeka.

Slika 5. Računovodstvo grešaka u geometrijskim karakteristikama sekcije:
1, 2 - korozija u gornjem dijelu snopa; Geometrija 3 sekcije s obzirom na defekt

Trenutak savijanja inercije sekcije, koji je povezan s normalnim naprezanjima u gredi (i stoga snazi), određuje se sljedećom formulom:

Prvi pojam u formuli (4) je trenutak inercije zida I-snopa, drugi je trenutak inercije polica.

[A = 2bt + hw. Quad (5) ]

Formule (4), (5) vrijede za poprečni presjek bez grešaka. Ako korozija prekriva gornji dio poluge I-poluge, kao što je prikazano na slici 5.2, tada se ovaj odjeljak jednostavno zamjenjuje pravokutnikom i "oduzima" od I-zrake. Istovremeno, odjeljak više neće biti potpuno simetričan i nužno je ponovno izračunati područje i položaj težišta.

Područje presjeka, uzevši u obzir nedostatak (neto površina):

Težište je:

Trenutak inercije sekcije s greškom:

gdje je prvi termin moment inercije zidova I-zraka, drugi je trenutak inercije donje police, treći je moment inercije gornje police (s nedostatkom):

U svakom slučaju, morat ćete analizirati oblik nedostatka i tražiti ravnu figuru koja ga modelira na najbolji mogući način.

Snaga oslabljenog elementa

Da bismo utvrdili činjenicu da element radi, potrebno je procijeniti njegovu snagu. Ako element metalnih konstrukcija kontinuiranog dijela radi u napetosti ili kompresiji, ispitivanje čvrstoće prema normama [4] je:

• (N ) izračunata snaga u sekciji;
• (<> ) - otpor dizajniranog čelika;
• (<> ) - koeficijent radnih uvjeta.

Ako se element savijanja, ispitivanje čvrstoće u skladu s normama [4] je:

• (M ) je trenutak dizajna u odjeljku;
• (<>> ) - najmanji trenutak neto otpornosti sekcije, koji je određen formulom:

Da biste odredili najmanji trenutak otpora, potrebno je analizirati dvije udaljenosti i odabrati ih od njih... više:

• udaljenost od središta gravitacije odjeljka do najviše komprimiranih vlaknastih zraka
• udaljenost od središta gravitacije odjeljka do najžešćih vlaknastih greda

Slika 6. Razdvajanje zona napetosti i kompresije u savijenom gredu

Što je više zrake ili stupca prekriveno korozijom - to će manje biti površina ili moment inercije, pa će se stoga normalni napadi povećati. Ako su stresovi dostigli razinu otpornosti na projektiranje, a lijeva strana nejednakosti (12) ili (13) približila se 1, tada je već u pitanju jačina strukture.

Ako je element toliko korodiran da lijeva strana formule (12) ili (13) prelazi 1, tada se stanje čvrstoće ne ispuni i pitanje ojačanja postaje relevantno.

Jačanje građevinske konstrukcije

Postoje mnoge različite metode i tehnologije pojačavanja, ali gotovo se sve temelje na dodavanju novih konstrukcijskih elemenata u konstrukciju. Novi elementi vratit će strukturu u prvobitni položaj ili eliminirati prenaponske napore u svojim elementima povećanjem "izgubljenog" sloja materijala.

Da biste shvatili koliko materijala treba dodati u odjeljak, pogledajte iste provjere koje smo prethodno upotrebljavali. Ako element doživi napetost ili kompresiju, tada formula (12) daje odgovor, što bi trebalo biti područje presjeka:

U slučaju savijanja, rješavamo nejednakost (13) s obzirom na moment inercije:

Ovo određuje minimalne potrebne geometrijske karakteristike sekcije. Nadalje, prema tim podacima moguće je odabrati strukturne elemente za pojačanje, na primjer:

• list proizvoda
• najam kutija
• robnih marki, čvorova, traka kanala
• najam kabine itd.

Raspon metalnih konstrukcija prilično je raznolik, ali još više opcije izgleda za novu sekciju. Za rekonstrukciju zgrada razvijeni su čitavi albumi standardnih rješenja; Evo samo nekoliko primjera kako možete ojačati poprečni presjek:

Slika 7. Opcije za jačanje građevinskih konstrukcija

Jačanje strukture s kompozitnim materijalima

Poznate metode jačanja struktura (na primjer, armiranog betona) s različitim kompozitnim materijalima. Ponekad se ta metoda naziva "vanjsko pojačanje" jer se krutost strukture u ovom slučaju ne povećava zbog klasične armature jezgre, već zbog vanjskih elemenata:

Slika 8. Vanjsko pojačanje zgrade

Ova je tema specifična i nećemo detaljno raspravljati o ovom materijalu. Potrebno je samo napomenuti da kada se u konstrukciji "pronađe" nekoliko elemenata s različitim fizičko-mehaničkim svojstvima, njihovo zajedničko djelovanje treba modelirati ili na osnovi teorije reduciranih sekcija ili na osnovi modela deformacije. Ali o tome - još jednom.

nalazi

Inženjerske aktivnosti vezane uz inspekciju građevinskih objekata, u određenom smislu, obrnute su oblikovanju građevina i građevina. Prilikom projektiranja novih građevinskih objekata izračunavamo nosive strukture na temelju očekivane razine opterećenja, a izračuni nakon terenske izmjere temelje se na stvarnom stvarnom stresu.

Ako struktura nije u skladu sa zahtjevima sadašnjih standarda, onda je potrebno rekonstruirati (ojačati) ili zbrinuti. Ojačanje pretpostavlja, u pravilu, izgradnju novih strukturnih elemenata na već postojećim strukturama. Moguće je uzeti u obzir nedostatke, smanjujući geometrijske značajke presjeka elementa i ojačati - dodavanje novih elemenata u odjeljak (na primjer, od valjanih proizvoda).

Svi izračuni koji obavljate u projektu za jačanje postojećeg objekta moraju biti u skladu s trenutnim regulatornim okvirom. I zapamtite: dizajn je jednako jak kao i njegov element WISE. Sretno!