+7 (495) 787-90-38, доб. 105

Усиление железобетонных конструкций


В современном мире инженеры-проектировщики все чаще сталкиваются с необходимостью усиления существующих конструкций, чтобы сохранить или даже увеличить их несущую способность. Некоторыми причинами этих задач являются перемены в использовании административных и промышленных зданий, увеличение транспортных нагрузок на мосты, изменения конструкций и уменьшение несущей способности вследствие коррозии бетона и стали. Существует много различных методов усиления, например, добавление предварительно напряженной и ненапряженной стали, установка внешней предварительно напряженной арматуры, увеличение поперечного сечения бетона с дополнительной арматурой или без нее (бетон, нанесенный набрызгом, обычным способом или приклеенный готовыми блоками) и т.д. Необходимо учитывать, подвергается ли поверхность для усиления нагрузкам на сжатие, растяжение или сдвиг, учитываются ли меры, относящиеся к стабильности, годности к употреблению и/или безопасности от усталости. Задачей именно инженера является выявление идеального метода усиления восстанавливаемой конструкции. Поэтому сейчас у инженеров-проектировщиков появилась возможность использовать приклеиваемое усиление в качестве альтернативы традиционным методам усиления. Технология соединения бетонных и железобетонных блоков, испытывающих нагрузки, путем склеивания реактивными смолами оправдала себя как надежная и сейчас находит широкое применение, особенно по причине того, что этот метод оказывается более экономичным в некоторых случаях и незаменим в условиях ограниченности свободного места.

Необходимость в усилении строительных конструкций путем монтажа элементов внешнего армирования из высокопрочного и высокомодульного материала появляется в следующих случаях:

  • Повреждение строительных конструкций, которое привело к снижению ее несущей способности, жесткости и трещиностойкости;
  • Изменение условий эксплуатации;
  • Изменение расчетной схемы несущей конструкции;
  • Необходимость повысить надежность и долговечность конструкции.

Для решения перечисленных проблем активно используются элементы внешнего армирования (ЭВА) из высокопрочных и высокомодульных волокон на основе углеродного и стекловолокна, имеющих высокие прочностные характеристики и возможность монтажа даже в самых труднодоступных местах.

Эффективность усиления лентами и основные области применения метода.

Эффективность усиления бетонных конструкций композитными лентами очень высокая. В зависимости от вида ламелей, холстов количества их слоёв и вида нагрузки, предельная грузоподъёмность элемента может увеличиться в 2 - 3 раза по сравнению с не усиленным элементом. Особенно это касается балок. Чтобы достигнуть эффективного усиления при помощи лент и углеродных холстов, надо очень строго соблюдать технологический регламент, прежде всего касающийся подготовки поверхности усиливаемого элемента. Здесь скажем только, что перед наклеиванием лент надо провести испытание прочности бетонного основания на отрыв, т.е. испытание „pull-off". Минимальное значение результата этого испытания должно быть 1,5 МПа.

Существующий опыт, в области усиления существующих конструкций, позволяет показать следующие направления частого и рационального применения композитных углепластиковых лент CARBODUR и холстов CARBOWRAP в бетонных объектах:

  • когда требуется усиление при обычной нагрузке на балки и плиты - тогда ленты надо приклеивать согласно огибающей изгибающих моментов, они бывают разной длины и могут быть наклеены в 1 или больше слоёв. Здесь проявляется аналогия к схеме армирования стержнями в изгибаемых элементах.
  • когда требуется усиление, для обеспечения требований по трещинообразованию при корродированных напрягаемых элементах сборных или других балок - тогда ленты наклеиваются „от опоры к опоре", т.е. на всей длине элемента;
  • когда требуется усиление в связи со срезывающими или главными растягивающими напряжениями - тогда отрезки лент наклеиваются в направлениях отогнутых стержней.

Другие применения лент, например, для усиления опор, столбов, перекрытий и стен также оправданно, испытано и многократно опробированно на многочисленных объектах.

Эффективность данного метода усиления многократно доказана на практике и используется в мировом строительстве на протяжении 40 лет. В России эта технология применяется 14 лет и получила высокое распространение, как в гражданском, так и в мостовом строении. Данная методика усиления является самым современным и «бережным» методом восстановления и повышения эксплуатационных характеристик конструкций.

Механические характеристики ЭВА варьируются в пределах:

  1. Модуль упругости Е = 70 000 – 640 000 МПа
  2. Прочность на растяжение R = 1700 – 4800 МПа
  3. Относительное растяжение при разрыве 1,5%

Усиление углеволокном

Углеволокно – высокопрочный, линейно упругий материал, эффективно работающий на железобетонных конструкциях. Стекловолокно имеет более низкий модуль упругости и применяется для усиления кирпичных сооружений. Так как данные ЭВА закрепляются на конструкции при помощи монтажного клея, они эффективно реагируют на приращение деформации конструкции, в них возникают большие приращения усилий, и они сразу включаются в работу совместно с конструкцией.

Также сотрудники компании принимали непосредственное участие в испытаниях, научных исследованиях и разработке технических регламентов в области усиления в различных строительных институтах г. Москвы, г. Санкт-Петербурга, г. Екатеринбурга. Проведенные испытания показали, что конструкции, усиленные ЭВА способны воспринимать нагрузки, двукратно превышающие проектные, а элементы подвергшиеся сильному разрушению восстанавливают свои первоначальные характеристики на 70% - 95%.

Работы по усилению чаще всего используются в комплексе с конструктивным ремонтом бетона и структурным восстановлением при помощи инъектирования.

Новости