Усиление конструкций зданий и сооружений

Прочность зданий обеспечивается надежностью и устойчивостью несущих элементов, которые подразделяют на горизонтальные и вертикальные. При длительной эксплуатации и под воздействием среды конструкции начинают разрушаться, и требуется усиление.

Такие работы могут понадобиться и новым строениям по причине допущения ошибок во время строительства и монтажа. Усиление конструкций зданий и сооружений необходимо вследствие повышения нагрузки на несущие части или при снижении стабильного положения грунта под основанием.

Распространенные виды дефектов

У бетонных и железобетонных конструкций главным дефектом являются трещины. В зависимости от их количества и распространения определяют надежность и ресурс работы элемента.

Среди дефектов распространены:

• трещины от изгиба, кручения, сдвига, напряжения во время продавливания;
• разрушение защитного слоя и дефекты покрытий;
• прогибы и перемещения, превышающие норму;
• сколы и раковины;
• раздробление бетона в сжатых зонах или элементах;
• коррозионные процессы в арматурных и бетонных элементах;
• обрывы арматурных стержней;
• утрата сцепки арматуры с бетоном;
• отклонение фактических габаритов от проектных.

Чтобы сохранить железобетонные конструкции в работоспособном состоянии, необходимо предотвратить процесс раскрытия трещин. Деформация не должна выйти за допустимые значения, указанные в нормах с учетом типа здания и воздействия окружающей среды.

Проектирование усиления здания и применяемые методики

Разрабатывая проект, необходимо учитывать, что элементы без усиления должны иметь достаточную несущую способность, чтобы выдерживать длительную или постоянную нагрузку. Проектирование осуществляют, полагаясь на результаты поверочных расчетов и проведенного обследования.

Во время натурного осмотра устанавливают геометрию конструкций, наличие армирования, прочностные характеристики бетона. Также принимают во внимание класс и вид используемой арматуры, состояние материала и имеющиеся прогибы.

На выбор мер по усилению влияет местонахождение трещин и уровень их раскрытия, характер иных повреждений и дефектов. Для проектирования необходима информация о категории техсостояния, статическая схема и информация о нагрузках, которые действуют на конструкции.

Общий перечень работ по усилению

Применяют различные меры, усиливающие здания и сооружения:

• увеличивают сечение соединений;
• укрепляют стены;
• используют дополнительные опоры для снижения расчетной длины несущих балок;
• применяют внешнее армирование с включением материалов высокой прочности;
• устанавливают металлические тяжи;
• заменяют тяжелые части легкими, обеспечивая снижение нагрузки;
• склеивают трещины, не давая им раскрываться;
• ремонтируют дефекты посредством инъектирования;
• устанавливают дублирующие элементы;
• заменяют поврежденные участки.

Мероприятия по усилению конструкций в зависимости от повреждений

При нормальном состоянии, когда нет видимых повреждений, влияющих на несущую способность, ремонтные работы не требуются.

При удовлетворительном состоянии — когда несущие возможности снижены незначительно, показано восстановление защитного слоя бетонной поверхности.

Неудовлетворительное состояние — наличие дефектов, снижающих несущую способность. В данном случае необходимо усилить конструкцию.

Предаварийное состояние — нарушения и изменения свидетельствуют о полной непригодности использования несущих элементов. Требуется провести капремонт, ограничить нагрузку и провести усиление.

Аварийное состояние — необходимо в срочном порядке разгрузить конструктивные элементы и установить временный крепеж. Аварийные конструкции подлежат замене, также проводят ремонтные работы.

Распространенные способы усиления

Различают традиционные технологии, с применением инноваций и комбинированные методы, выбор которых зависит от результатов экспертизы объекта.

В рамках традиционных решений наносят слой бетона, чтобы увеличить сечение и прочность конструкции. К данной категории способов усиления конструкций сооружений и зданий относят упрочение отдельных деталей с помощью металлопроката (стяжек, уголков). Также монтируют распорки и другие элементы, посредством которых распределяют нагрузку.

Использование инновационных способов подразумевает усиление композитами. К методу прибегают, когда требуется значительное увеличение несущей способности. Для этого наклеивают углепластик. Материал отличается малой толщиной, поэтому полезная площадь помещений не уменьшается.

Также среди инноваций используют инъектирование (полостей и трещин) для соединения частей. Устойчивость к появлению трещин и повышение жесткости обеспечивается усилением несущих конструкций зданий и сооружений путем использования преднапряженных канатов.

Комбинированные методы соединяют возможности традиционных и инновационных.

Также создают конструкции, которые разгружают или заменяют системы, находящиеся под нагрузкой. Недостатком метода являются значительные изменения интерьера и сокращение полезной площади.

Усиление несущих конструкций

Работа начинается со сбора данных об объекте, проведения технического обследования частей сооружения над и под землей. Специалисты определяют фактические размеры, действующие нагрузки и прочность зданий. При обнаружении повреждений оценивают их параметры и определяют причины возникновения.

Далее выполняют технический расчет и выбирают метод усиления. С учетом полученной информации разрабатывают подробный проект, на основании которого приступают к комплексу мероприятий.

Усиление металлических конструкций

Чтобы увеличить устойчивость к нагрузкам стальных элементов:

• усиливают стойки, которые работают на сжатие;
• увеличивают площадь сечения;
• повышают жесткость;
• используют предварительно напряженные канаты.

Усиление для железобетона

С целью повышения прочности и надежности усиливают перекрытия, фундаменты, а также балки и колонны. В ряде случаев производят замену старых балок и ферм новыми. Требуются подготовительные работы.

Усиление для деревянных элементов

Метод подбирают с учетом дефекта. В любом случае начинают со снижения нагрузки. Повышение прочности элементов требует участия квалифицированных мастеров, контроля проведения работ. Способ определяют после получения результатов экспертизы и разработки проекта.

Усиление конструкций углеволокном

Применение современного материала обеспечивает практичность, быстрый и простой монтаж, возможность проведения работ в труднодоступных местах. Углепластик используют в виде ленты, полотна. Крепят с помощью клея. Такие пластины хорошо сочетаются с разными материалами, не нарушают внешний вид сооружений.

Применяют 4 метода усиления в соответствии с материалом конструкции:

• из железобетона — выполняют бандаж, либо холстом армируют ослабленный участок;
• из металла —  углеволокно монтируют в соответствии сечением арматурных частей;
• из дерева — применение композита позволяет увеличить срок службы на несколько десятилетий;
• из камня — пластины усиливают элементы и не портят внешний вид.

Усиление зданий металлоконструкциями

Для повышения устойчивости здания используют элементы из металла, ими заменяют старые несущие детали, либо задействуют как дополнительные элементы. Таким способом усиливают фермы балок и фундаментов.

Меры усиления применяют в случае смены назначения объекта и перепланировки, а также при ошибках в проекте, неправильном выполненных строительных работ.

Металлические конструкции для усиления устанавливают в зданиях и сооружениях, где возник износ или деформирование сооружения от ударных нагрузок, либо вследствие негативного воздействия климата.

Преимущества усиления с применением металлоконструкций

Изделия изготавливаются из разных видов стального проката, широко используются благодаря:

• надежности и прочности по всей длине;
• непроницаемости для газов и жидких веществ;
• высокой точности параметров благодаря изготовлению на производстве;
• ремонтопригодности — для восстановления используют сварку и крепежи.

Специалисты компании «УПОР» консультируют по видам и техникам усиления различных конструкций в сооружениях, предоставляют информацию об условиях заказа работ.

Стоимость усиления строительных конструкций зданий от 20 000 руб.