Технология усиления железобетонных балочных конструкций

Технология усиления железобетонных балочных конструкций

Общие положения. В практике реконструкции промышленных зданий и сооружений часто возникает Необходимость усиления конструкций и их отдельных элементов. Необходимость усиления основных несущих элементов зданий (фундаментов, колонн, подкрановых балок) может быть вызвана следующими причинами:

  • увеличением нагрузок на них в результате замены либо усилением вышерасположенных конструкций (перестройка помещений, надстройка зданий);
  • модернизацией технологического оборудования в реконструируемом здании, изменением технологических процессов;
  • эксплуатационным износом (потерей несущей способности от воздействия динамических и вибрационных нагрузок, агрессивной воздушной среды и т. п.);
  • приобретенными конструктивными дефектами, возникшими в результате неправильной эксплуатации конструкций, разбрызгивания и разлива агрессивных жидкостей;
  • случайными повреждениями (выходом из строя отдельных конструктивных элементов при демонтаже, транспортировке и установке технологического оборудования).

Различные сочетания причин необходимости усиления, а также тип и состояние строительных конструкций промышленных предприятий обусловливают, применение различных способов усиления.

Увеличение несущей способности усиливаемых конструкций может осуществляться как без изменения их напряженного состояния или конструктивной схемы (железобетонные или металлические обоймы, железобетонные рубашки, наращивание), так и с изменением напряженного состояния или конструктивной схемы конструкций (преднапряженные распорки, металлические балки, опираемые на сваи, консоли, стойки, подкосы, горизонтальные шпренгельные и комбинированные затяжки).

Усиление конструкций обычно требует значительно меньше затрат, чем замена их новыми, но связано с выполнением сложных строительных процессов. Усиление конструкций производится без остановки производства (эксплуатации цеха) или при кратковременных остановках.

Наиболее часто усиливают железобетонные фундаменты, колонны, балки, ригели и плиты перекрытий. Железобетонные подкрановые балки обычно не усиливают, а заменяют другими. Железобетонные фермы, находящиеся в аварийном состоянии, снимают и заменяют новыми (чаще металлическими) или ремонтируют.

Наиболее сложны работы по усилению фундаментов, балок и ригелей, менее сложны — по усилению колонн и плит перекрытий. Решения по усилению конструкций или их замене должны быть обоснованны проектом (с учетом затрат и потерь при остановке производства).

Усиление конструкций относится к числу сложных, ответственных и опасных работ, поэтому они должны производиться под личным руководством мастера или прораба.

Использование обойм, рубашек и наращивания. Монолитный железобетон часто применяется для усиления железобетонных конструкций путем устройства обойм, рубашек, одностороннего и двустороннего наращивания. Эти методы усиления при сравнительно небольшом расходе металла позволяют значительно увеличить несущую способность усиливаемых конструкций и, кроме того, обеспечить устойчивость к воздействию агрессивной среды и, следовательно, наибольшую надежность в эксплуатации.

Обоймы, рубашки, наращивания состоят из арматуры и тонкого слоя (обычно 30-100 мм, в отдельных случаях до 300 мм) бетона.

Железобетонная обойма состоит обычно из арматуры и тонкого слоя бетона, охватывающего усиливаемый элемент с четырех сторон, и применяется для усиления балок, ригелей и колонн.

Железобетонная обойма состоит обычно из арматуры и тонкого слоя бетона, охватывающего усиливаемый элемент с четырех сторон, и применяется для усиления балок, ригелей и колонн.

Рабочая арматура обойм служит для усиления конструкций в растянутых зонах. Благодаря усадке бетона железобетонные обоймы плотно обжимают усиливаемый элемент и работают с ним совместно.

Прочность сцепления нового бетона со старым зависит от многих факторов: условий укладки бетонной смеси, методов ее уплотнения, тщательности обработки поверхности сопряжения, класса бетона и т. д.

При усилении колонны железобетонной обоймой (рис. 7.1) поверхность усиливаемой колонны сначала очищают и насекают для лучшего сцепления бетонной смеси обоймы с колонной. По периметру колонны устанавливают арматуру и разборно-переставную опалубку из щитов. Затем бетонируют обойму методом инъецирования мелкозернистой бетонной смеси, нагнетая ее в опалубку через инъекционные отверстия в щитах. Уплотняют бетонную смесь наружным вибратором.

Металлические обоймы (рис. 7.2, а) состоят из стоек углового профиля, соединительных планок и опорных подкладок. Применяют их для усиления железобетонных колонн, а также кирпичных простенков и столбов. В местах установки подкладок арматуру колонны обнажают и приваривают к подкладке и стойке обоймы. Эффект усиления колонн достигается после монтажа и сварки соединительных планок. В ряде случаев планки нагревают до 120 °С и затем приваривают к вертикальным уголкам с последующим торкретированием, создавая напряженную металлическую обойму. При этом способе усиления производство не останавливают или сокращают его остановку до минимума.

Иногда производят усиление железобетонной колонны предварительно напряженными распорками (рис. 7.2, б).

Рубашки представляют собой незамкнутые с одной стороны обетонки конструкции и применяются для усиления ригелей, балок перекрытий, колонн и фундаментов. Наращивание (рис. 7.3) представляет собой увеличение сечения усиливаемых конструкций сверху, снизу и с боков слоем монолитного железобетона и применяется для усиления балок, ригелей, колонн, стен и плит перекрытия.

При усилении железобетонных конструкций выполняют ряд технологических процессов: подготовку поверхности усиливаемой конструкции, установку арматуры и опалубки, укладку и уплотнение бетонной смеси, уход за бетоном в период достижения необходимой прочности и разборку опалубки.

Подготовка поверхности усиливаемой конструкции производится для обеспечения надежного сцепления с ней бетона слоя усиления. При этом выполняются следующие операции: снятие поверхности защитного слоя и удаление отслоений бетона; очистка арматуры от поверхностной коррозии; обдувка сжатым воздухом и увлажнение поверхности.

Снятие защитного слоя бетона и удаление его отслоений выполняется при помощи механизированного инструмента (молотков фуговальных электрических ИЭ-4207 и ИЭ-4210, рубильных молотков ИП-4119, ЭП-1027, ЭП-1056 и др.).

Очистку арматуры от ржавчины рекомендуется выполнять способом гидроабразивной обработки, используя при этом оборудование для торкретирования, а в качестве рабочей смеси — кварцевый песок или песчано-гравийную смесь влажностью до 6 %. При гидроабразивной обработке соблюдают соотношение давления сжатого воздуха (на ресивере компрессора) и подаваемой к соплу воды 4: 0,5.

Для очистки арматуры от ржавчины при усилении конструкций в стесненных условиях эффективно применяется малогабаритный пескоструйный аппарат с вакуумным пистолетом, работающим по принципу эжектора.

При небольших объемах работ для очистки арматуры от ржавчины применяют пневматические ручные угловые металлические щетки ИП-2104 (масса щеток 4 кг, давление сжатого воздуха в пневмосистеме 0,6 МПа).

Укладку бетонной смеси при усилении железобетонных конструкций наиболее целесообразно выполнять с применением установок для пневмонабрызга бетона: при толщине слоя усиления до 80 мм торкретированием с использованием цемент-пушки; при толщине слоя усиления массивных конструкций до 250 мм и его общей поверхности не менее 10-15 м2 -бетоном с использованием бетон-шприц-машин.

Особенностью этих установок является подача по шлангам с помощью сжатого воздуха сухой бетонной смеси, которая на выходе из концевого сопла смешивается с водой. Бетонная смесь выбрасывается из сопла со скоростью 50- 70 м/с и образует на поверхности плотный слой. Машины выполняют одновременно четыре процесса — транспортируют бетонную смесь к месту укладки, перемешивают ее с водой, производят набрызг и уплотнение. При применении данных установок полностью исключаются опалубочные работы, существенно сокращаются трудозатраты и сроки производства работ, что особенно важно при реконструкции. Набрызг-бетон имеет повышенную прочность и сцепление, а также обеспечивает повышенные защитные функции и улучшает эксплуатационные качества конструкций по сравнению с обычным бетоном.

Для торкретирования конструкций в стесненных условиях эффективно применение цемент-пушки СБ-117.

Укладку торкретбетона на вертикальные и потолочные поверхности выполняют в два слоя и более. На вертикальные поверхности первый слой следует укладывают толщиной 10 1!) мм при водоцементном отношении (В/Ц) 0,6- (Uvl с расстояния 0,5-0,6 м, второй — при В/Ц 0,4-0,43 с расстояния 0,7-0,8 м. На потолочную поверхность первый слой укладывают толщиной 5-40 мм при В/Ц 0,5-0,53 с расстояния 0,4 0,5 м, а второй — при В/Ц 0,4-0,43 с расстояния 0,5 0,0 м. Укладку торкретбетона на горизонтальную поверерхность выполняют в один слой проектной толщины при В/Ц 0,4-0,5 с расстояния 0,7-0,8 м.

Для нанесения набрызг-бетона применяют установки СБ-67 и СБ-68. Толщина наносимого слоя набрызг-бетона данными установками за один раз составляет 50-70 мм, расстояние между соплом и бетонируемой поверхностью 1 — 1,2 м.

Для выполнения набрызг-бетонных работ бетон-шприц-машины и цемент-пушки комплектуются передвижным компрессором с рабочим давлением 0,9 и 0,6 МПа (для СБ-117), цистерной для воды, передвижными подмостями или автогидроподъемниками для работы на высоте. Сухие бетонные смеси поставляются централизованно: при объемах работ до 2,5 м 3 — в мешках, при больших объемах работ — в специализированных контейнерах.

Несущие конструкции покрытий как стропильных, так и подстропильных балок и ферм можно усилить установкой предварительно напряженного шпренгеля из швеллера и уголка или с помощью предварительно напряженной затяжки. Элементы железобетонной фермы можно усилить с помощью стальных обойм. Для усиления конструкций покрытия используют мостовой кран, временно оборудованный передвижной площадкой-опорой (рис. 7.4).

Ее устанавливают на рельсы тележки крана и оснащают домкратами, которые разгружают узлы ферм в местах, где необходимо усиление. Перемещение площадки-опоры по мостовому крану, а крана вдоль пролета обеспечивает хороший доступ к конструкциям покрытия по всему цеху. Это создает возможность удобного и безопасного выполнения работ, связанных с усилением отдельных элементов фермы и установкой предварительной напряженной затяжки по ее нижнему поясу.

Усиление железобетонных ферм, находящихся в аварийном состоянии, может быть выполнено путем их разгрузки и передачи усилий на дополнительные стальные фермы, устанавливаемые с двух сторон у аварийной.

Этот метод достаточно надежен, однако требует довольно сложных и трудоемких подготовительных работ. Поданные на кровлю монтажные балки при помощи ручных рычажных лебедок доставляют к месту установки, перемещая их по настилу из досок. Для подъема балок и их установки на шпальные клетки используют оборудованные ручными талями треноги, которые размещают на этих клетках. Установленные монтажные балки крепят к шпалам костылями и раскрепляют расчалками.

Перед установкой разгрузочных ферм монтируют элементы усиления колонн с опорными столиками для разгрузочных ферм. Последние поднимают поочередно двумя ручными рычажными лебедками. Затем элементы усиления раскрепляют и монтируют распорки и связи, располагаемые между ними.

Передачу нагрузки от плит покрытия на установленные фермы осуществляют путем равномерного подклинивания, ликвидирующего зазоры между опорными стойками установленных ферм и продольными ребрами плит покрытия. Подклинивание ведут одновременно по обеим фермам от середины к краям. Далее образуют зазоры между плитами покрытия и аварийной фермой.

После завершения процесса усиления монтажные балки, лебедки и блоки демонтируют и затем восстанавливают нарушенные участки кровли.

Ремонт и усиление колонн приходится производить весьма часто, что вызывается, с одной стороны, их повреждением транспортными средствами, а с другой — дополнительными нагрузками при изменении назначения помещений.

Металлические колонны выполняют из прокатных профилей и труб. Колонны обычно имеют большие скрытые запасы несущей способности, так как они подбираются (в частности, для промышленных зданий) по самому невыгодному сочетанию нагрузок, одновременное воздействие которых маловероятно. Тем не менее, при эксплуатации металлоконструкций в агрессивных средах они поражаются коррозией, обусловленной отложением пыли, увлажнением, соприкосновением с грунтом, полом, отсутствием защиты от атмосферных воздействий, влиянием высоких температур и пр. Наиболее подвержены коррозии опорные части, узлы башмаков, горизонтальные элементы решетки, поражение которых со временем возрастает.

Усиление колонн осуществляется главным образом увеличением сечения для обеспечения совместной работы существующего и дополнительного сечений.

Все вертикальные элементы работают на сжатие, но, в отличие от стен, колонны – стержневой элемент, испытывающий кроме сжатия и продольный изгиб.

Казалось бы, крайние колонны, находятся в менее сложных условиях по прилагаемой нагрузке, но как раз они испытывают неравномерное сжатие (внецентренное). В их случае намного сложнее включить в работу все сечение, если присутствуют негативные изменения в их работе.

Характерные дефекты и повреждения железобетонных колонн

Схема

Визуальное проявление

Причина

Продольные трещины по всему сечению

Перегрузка при центральном сжатии.
Снижение прочности бетона

Продольные трещины в сжатой зоне


Снижение прочности бетона.
Уменьшение диаметра сжатой арматуры вследствие коррозии

Нормальные трещины в растянутой зоне

Перегрузка при малых эксцентриситетах, увеличение эксцентриситета (е).
Снижение прочности бетона.
Уменьшение диаметра растянутой арматуры вследствие коррозии

Нормальные трещины в растянутой зоне. Продольные трещины в сжатой зоне

Перегрузка при малых эксцентриситетах, увеличение эксцентриситета (е).
Снижение прочности бетона.
Уменьшение диаметра растянутой и сжатой арматуры вследствие коррозии

Нормальные трещины

Большая гибкость колонны.
Динамическая нагрузка вдоль или из плоскости колонны.
Неправильное складирование и перевозка.
Температурно-влажностные деформации бетона

Короткие трещины в местах опирания балок

Местное смятие бетона при перегрузке.
Снижение прочности бетона.
Отсутствие косвенного армирования

Усадочные трещины

Усадочные деформации бетона

Трещины вдоль арматуры, ржавые подтеки

Коррозия арматуры в результате нарушения защитного слоя бетона и воздействия агрессивных сред

Нормальные трещины в консолях

От действия изгибающего момента при перегрузке, увеличение эксцентриситета приложения нагрузки.
Уменьшение диаметра арматуры вследствие коррозии

Наклонные трещины в консолях

От действия поперечной силы при перегрузке.
Снижение прочности бетона.
Уменьшение диаметра арматуры (хомутов и отгибов) вследствие коррозии

Сколы бетона на ребрах

Механические повреждения при перевозке и эксплуатации.
Коррозия арматуры. Огневое воздействие

Отслоение лещадок бетона

Огневое воздействие. Коррозия арматуры.
Давление новообразований (солей, льда)

Шелушение поверхности бетона

Воздействие агрессивных сред.
Попеременное замораживание–оттаивание или увлажнение–высыхание

Основной задачей колонн, как любого сжатого элемента, является восприятие нагрузки, передаваемой от изгибаемых элементов – ригелей и балок.

Поэтому узел сопряжения вертикальных элементов с горизонтальными (оголовки и консоли колонн) – является наиболее важным при решении задачи сохранения пространственной жесткости сооружения, то есть надежности и долговечности здания.

Способы усиления колонн

Способ Характеристика способа Условия применения
Установка дополнительных опор Увеличение сечения
Установка предварительно-напряженных каркасов
Установка предварительно нагретых стальных хомутов
Разгрузка существующей колонны
Накладки, обетонирование
Установка каркасов из уголков на прямоугольных колоннах
Предварительно нагретые хомуты накладывают и в нагретом состоянии сваривают на каркасе усиления или непосредственно на бетоне
Временное усиление любых колонн
Усиление любых колонн в зависимости от местных условий
Усиление прямоугольных колонн, главным образом железобетонных
Применимо для железобетонных колонн любого сечения

Усиление выполняется, как правило, с разгрузкой конструкции; усиление под нагрузкой с использованием сварки не производится, если напряжение в усиливаемой конструкции выше допустимого.

Усиление железобетонных колонн. Железобетонные и каменные конструкции часто приходится защищать от повреждений транспортными средствами. Так, в нижних частях колонн устанавливают корсеты из металлических уголков, скрепленных накладками, или колонны дополнительно обетонируют.

Если же надо восстановить или увеличить несущую способность колонн, то устанавливают каркасы по всей их высоте, дополнительную арматуру, скрепленную с основной арматурой, и повторно обетонируют их. Наиболее эффективно усиление колонн путем регулирования напряжений предварительно-напряженных каркасов.

Усиление железобетонных конструкций производится дополнительными стержнями-уголками, вверху и внизу скрепленными с опорными уголками в виде хомутов.

Усиление колонн

а — обетонированием нижней части; б — каркасом на нижней части; в — обетонированием по всей высоте; г — составным по высоте каркасом, напрягаемым с помощью распорных болтов; г(1) — колонна, усиленная по вар. г: 1 — опорные уголки; 2 — усиливаемая колонна; 3 — каркас из уголков; 4 — временные скрутки каркаса; 5 — опорные мостики с гайками; 6 — распорный болт с разносторонней резьбой на концах; 7 — стальные накладки

д — усиление каркасом путем стягивания его посередине высоты колонны; д(1) — усиленная колонна по вар. д: 1 — опорный уголок; 2 -колонна; 3 — каркас; 4 — стягивающий элемент; 5 — стальные накладки

е — усиление колонны предварительно нагретыми хомутами; ж — то же, с приваренными вертикальными стержнями: 1 — усиливаемая колонна; 2 — предварительно нагретые стальные хомуты; 3 — вертикальные стержни, приваренные к хомутам

Дополнительные уголки выполняют ломаными посередине; стягивая эти уголки стяжными болтами, их выпрямляют, напрягают и фиксируют приваркой планок. Возникшее при выпрямлении стержней усилие разгружает колонну. Недостатком данного способа является необходимость точного расчета длины стержней, чтобы при стягивании они приняли на себя усилие; бывает, что длинные стержни нельзя стянуть, выпрямить или они стягиваются без усилия.

Железобетонные обоймы со спиральной обмоткой обладают повышенной несущей способностью при центральном сжатии.

Если при капитальном ремонте перекрытия верхнего этажа решено разобрать, участки стены заменяют поэтажно без временных креплений после окончания монтажа нижележащего перекрытия.

Усиление консолей и оголовков железобетонных колонн

Установка горизонтальных тяжей

Установка наклонных тяжей

Подведение опорных столиков из швеллеров Установка взаимно-стягивающихся тяжей

Устройство предварительно напряженной обоймы из арматурной стали

Устройство предварительно напряженной металлической обоймы

Устройство металлической обоймы

Конструктивное решение усиления простенков с помощью железобетонных и металлических обойм, известное как «рубашка», представляет собой незамкнутую с одной стороны обетонку. Рубашки рекомендуется применять в тех же случаях, что и обоймы, когда по каким-либо причинам не имеется возможности охватить усиливаемый элемент со всех четырех сторон, например колонна, примыкающая одной стороной к стене.

Железобетонные рубашки более эффективны и, когда возможно, следует применять их. Для небольшого усиления стен можно оштукатуривать их по стальной сетке с ячейками порядка 150х150 мм и сечением 4-6 мм.

При этом следует использовать апробированные способы крепления усиливаемой колонные к несущим стенам.

Крепление стен при отсутствии закладных деталей у колонн и стеновых панелей

Крепление стен при отсутствии закладных деталей у стеновых панелей

Навеска стеновых панелей при смещении колонн



Крепление кирпичных стен к колоннам

Подведение опорных столиков под навесные панели

При соотношении сторон усиливаемого простенка или столба более 1:2,5 необходимо сквозное соединение усиливающих конструкций в середине таких опор. С помощью обойм несущую способность сечения можно повысить в 1,5- 2,5 раза.

При небольших размерах простенков и необходимости значительно увеличить их нагрузку в нем устраивают сердечник из железобетона или в виде металлического профиля.

Усиление колонн: а — железобетонная обойма; б — то же, со спиральной арматурой; в — металлическая рубашка с распором (исходное и проектное положения); / — рабочая арматура d=12-16 мм; 2- распределительная арматура d=6-10 мм: 3 — имеющаяся арматура; 4 — угловые накладки 50-80 мм: 5 — упоры уголковых накладок 50-80 мм; 6-стягивающие болты; 7 — полосовая сталь 50х5 мм

Усиление колонии железобетонной обоймой:

Изучение возможных способов усиления колонн показало, что применение предварительно-напряженных каркасов, которые разгружают, но не усиливают колонну, малоэффективно, так как не позволяет более полно использовать ее бетон на сжатие, особенно при малой нагрузке (около 10 кН), для колонн малой высоты (Н до 4 м) и большой жесткости (при отношении длины колонны к радиусу ядра ее сечения (l/r

Усиление колонны

а — железобетонной обоймой со спиральной арматурой: 1 — усиливаемая колонна; 2 — обойма; 3 — спиральная арматура; б — металлической обоймой: 1 — усиливаемая колонна; 2 — стойки-уголки; 3 — соединительные планки; 4 — подкладки; 5 — зачеканка цементным раствором

Широко используются способы усиления колонн путем установки на них предварительно нагретых хомутов из полосовой стали на расчетном расстоянии по высоте колонны, что значительно экономит металл, расходуемый на усиление. Сущность этого способа состоит в том, что колонна обжимается в результате остывания хомутов, и это, подобно косвенному армированию, повышает ее несущую способность. Такие хомуты могут быть поставлены на колоннах любого сечения, в том числе, на круглых, многогранных и прямоугольных. Постановка предварительно нагретых хомутов вместо обычных накладок в рассмотренных выше предварительно-напряженных каркасах усиления также увеличивает несущую способность колонн и благодаря этому сокращает расход металла на их усиление.

Усиление колонии железобетонной обоймой

а — со стержневой арматурой; б — с жесткой наружной арматурой из уголков; 1 — усиливаемая колонна; 2 — обойма; 3 — продольная арматура обоймы; 4 — поперечная арматура обоймы; 5 — жесткая продольная арматура обоймы; 6 — опорные уголки жесткой обоймы

Усиление колонны наращиванием сечения

1 — усиливаемая колонна; 2 — одностороннее наращивание; 3 — арматура колонны; 4 — добавочная рабочая арматура; 5 — соединительные стержни на сварке

Помимо железобетонных обойм для усиления колонн могут быть рекомендованы металлические обоймы, составными частями которых являются стойки уголкового профиля, устанавливаемые по граням колонн; соединительные планки между ними и опорные подкладки из уголков или листового металла.

При устройстве металлических обойм обязательными условиями являются плотное примыкание металлических стоек к граням усиливаемой колонны и их вертикальность. Для достижения этих условий рекомендуется поверхность бетона в месте примыкания стоек выравнивать сколом неровностей и зачеканкой цементным раствором.

Усилить колонны и столбы всех видов и из всех материалов можно такими же приемами, а также с применением распора, т.е. созданием напряжения в обойме.

Металлические накладки по углам в этом решении делаются несколько длиннее расстояния между верхним и нижним упорами (около потолка и пола). Затем их сжимают с помощью болтов, чем достигается нужное предварительное напряжение конструкции, работающей на сжатие.

Эффективность усиления зависит от примыкания по торцам металлических стоек. Включение металлических обойм в совместную работу может осуществляться с помощью специальных приспособлений. В металлической обойме из уголков, устанавливаемых по граням колонны — составной по высоте, предусмотрены опорные элементы с гайками на концах стыкуемых частей обоймы, через которые пропущен натяжной винт с разносторонней резьбой по концам. Для включения дополнительных стержней усиления в работу совместно с колонной на сжатие их распорными болтами предварительно напрягают. После достижения требуемого предварительного напряжения стержней их закрепляют накладными планками, а монтажные скрутки удаляют. По эстетическим соображениям, болты и весь каркас могут быть закрыты дополнительной обшивкой или оставлены выкрашенными. Технико-экономический эффект от применения этого устройства заключается в быстром достижении надежного предварительного напряжения элементов усиления колонны.

При создании предварительного напряжения в поясах вокруг колонны, образованных соединительными планками, — эффективность усиления металлической обоймой значительно возрастает. Кроме описанного выше способа, ввод в напряженное состояние металлических поясов рекомендуется осуществлять следующим образом: соединительные планки каждого из поясов устанавливают на одном уровне и приваривают одной стороной к стойкам; затем приступают к замыканию среднего по высоте колонны пояса, для чего нагревают соединительные планки двух противоположных граней до температуры 100 °С и приваривают к стойкам в нагретом состоянии. Аналогично поступают с планками смежных граней. Таким же образом замыкают остальные пояса обоймы. По мере остывания нагретых соединительных планок усиливаемая колонна подвергается обжатию металлическими поясами.

При создании усиления в вертикальных стержневых элементах особое внимание следует уделять узлу сопряжения колонны с фундаментом.

Устройство железобетонной обоймы

Устройство комбинированной обоймы

Устройство железобетонной обоймы для колонны примыкающей к стене

Устройство стальной обоймы

Усиление колонн, у которых нельзя произвести распор каркаса усиления, производится следующим образом. На колонне с помощью временных скруток устанавливаются вертикально преимущественно профильные элементы, которые обжимаются предварительно нагретыми хомутами-накладками; благодаря такому косвенному армированию намного повышается несущая способность колонны. Так могут быть усилены круглые и многогранные колонны. Для достижения эффекта усиления нагретыми хомутами-накладками необходимо предварительно устранить все зазоры между элементами усиления и колонной.

Хомуты-накладки заготавливают на стороне, потом вблизи колонны их нагревают (газовой горелкой или в горне до 200- 300 °С), специальным кондуктором или струбцинами плотно прижимают к ней в расчетном положении так, чтобы окончательная сварка происходила при температуре не ниже 100 °С.

Температурное сокращение металла при установленной длине накладки достаточно, чтобы надежно обжать колонну, подобно косвенному армированию; расчеты такого усиления производят по формулам косвенного армирования.

Одним из наиболее эффективных способов усиления железобетонных колонн является устройство железобетонных или металлических обойм. Усиление обоймами особенно рационально для колонн с небольшой гибкостью (λ ≤ 14). В изгибаемых элементах обоймы рекомендуются в исключительных случаях (например, при значительной коррозии арматуры), так как усиление по всему периметру изгибаемого элемента нерационально с конструктивной точки зрения и требует значительных трудозатрат при производстве работ.

Наиболее простым типом железобетонных обойм являются обоймы с обычной продольной и поперечной арматурой без связи арматуры обоймы с арматурой усиливаемой колонны (рис. 10.38). При таком способе усиления важно обеспечить совместную работу «старого» и «нового» бетона, что достигается тщательной очисткой поверхности бетона усиливаемой конструкции пескоструйным аппаратом, насечкой или обработкой металлическими щетками, а также промывкой под давлением непосредственно перед бетонированием. Для улучшения адгезии и защиты бетона и арматуры в агрессивных условиях эксплуатации рекомендуется применение полимербетонов.

Рис. 10.38. Усиление колонны железобетонной обоймой:

1 — усиливаемая колонна; 2 — обойма; 3 — продольная арматура обоймы; 4 — поперечная арматура обоймы; 5 — жесткая продольная обойма; 6 — опорные уголки

Толщина обоймы колонн определяется расчетом и конструктивными требованиями (диаметром продольной и поперечной арматуры, величиной защитного слоя и т.п.). Как правило, она не превышает 300 мм. Площадь рабочей продольной арматуры также определяют расчетом, ее диаметр принимают не менее 16 мм для стержней, работающих на сжатие, и 12 мм для стержней, работающих на растяжение. Поперечную арматуру диаметром не менее 6 мм для вязаных каркасов и 8 мм для сварных устанавливают с шагом 15 диаметров продольной арматуры и не более трехкратной толщины обоймы, но не более 200 мм. В местах концентрации напряжений шаг хомутов уменьшается.

При местном усилении обойму продлевают за пределы поврежденного участка на длину не менее пяти ее толщин и не менее длины анкеровки арматуры, а также не менее двух ширин большей грани колонны, но не менее 400 мм. При местном усилении для улучшения сцепления «нового» и «старого» бетона рекомендуется выполнять адгезионную обмазку из полимерных материалов.

Поперечная арматура железобетонной обоймы может быть выполнена в виде спиральной обмотки (рис. 10.39) из проволоки диаметром не менее 6 мм. При этом спирали в плане должны быть круглыми и охватывать всю рабочую продольную арматуру. Расстояние между ветвями спирали должно быть не менее 40 мм и не более 100 мм, оно не должно также превышать 0,2 диаметра сечения ядра обоймы, охваченного спиралью. Более эффективны (но и более трудоемки) железобетонные обоймы, в которых обеспечивается связь существующей и дополнительной арматуры. Такие обоймы рекомендуются при сильном повреждении существующей арматуры или защитного слоя бетона. В этом случае арматуру усиливаемой конструкции тщательно очищают до чистого металла, разрушенные хомуты восстанавливают путем пробивки в бетоне поперечных борозд, установки в них новых хомутов и соединения их с продольной арматурой.

Рис. 10.39. Усиление колонны обоймой со спиральной арматурой:

1 — усиливаемая колонна; 2 — обойма; 3 — спиральная арматура

Рис. 10.40. Усиление колонны металлическими обоймами:

1 — усиливаемая колонна; 2 — ветви обоймы; 3 — планки обоймы; 4 — опорный уголок

Дополнительную продольную арматуру приваривают у шествующей с помощью соединительных коротышей, которые во избежание пережогов выполняют из арматуры класса A-I диаметром 10… 16 мм и располагают на расстоянии друг от друга не менее 20 диаметров продольной арматуры в шахматном порядке.

При невозможности выполнения замкнутой обоймы, например при примыкании колонны к стене, рекомендуется устройство «рубашек» — незамкнутых с одной стороны обетонок. При этом способе усиления необходимо обеспечить надежную анкеровку поперечной арматуры по концам поперечного сечения «рубашек». В колоннах это осуществляется путем приварки хомутов к арматуре колонн.

При усилении «рубашками» локальных поврежденных участков, как и при усилении обоймами, их необходимо продлить на неповрежденные части конструкции на длину не менее 500 мм, а также не менее длины анкеровки продольной арматуры, не менее ширины грани элемента или его диаметра и не менее пяти толщин стенки «рубашки».

По конструктивным соображениям диаметр продольной и поперечной арматуры «рубашек» принимают не менее 8 мм, при вязаных каркасах минимальный диаметр хомутов — 6 мм.

При невозможности увеличения сечения колонн и сжатых сроках производства работ по усилению рекомендуются металлические обоймы из уголков, устанавливаемых по граням колонн, и соединительных планок между ними (рис. 10.40). Эффективность включения металлической обоймы в работу колонны зависит от плотности прилегания уголков к телу колонны и от предварительного напряжения поперечных планок.

Для плотного прилегания уголков поверхность бетона по граням колонн тщательно выравнивается скалыванием неровностей и зачеканкой цементным раствором. Предварительное напряжение соединительных планок осуществляется термическим способом. Для этого планки приваривают одной стороной к уголкам обоймы, затем разогревают газовой горелкой до 100…120°С и в разогретом состоянии приваривают второй конец планок. Замыкание планок осуществляют симметрично от среднего по высоте колонны пояса. При остывании планок происходит обжатие поперечных сечений колонны, что существенно повышает ее несущую способность.

Эффективным средством усиления нагруженных колонн является устройство предварительно напряженных металлических распорок. Одно- или двусторонние распорки представляют собой металлические обоймы с предварительно напряженными стойками, расположенными с одной или двух сторон колонн (рис. 10.41). Первые применяют для увеличения несущей способности внецентренно сжатых колонн с большими и малыми эксцентриситетами, вторые — для центрально и внецентренно сжатых колонн с двузначной эпюрой моментов.

Предварительно напряженные односторонние распорки состоят из двух уголков, соединенных между собой металлическими планками. В верхней и нижней зонах распорок приваривают специальные планки толщиной не менее 15 мм, которые передают нагрузку на упорные уголки иимеют площадь поперечного сечения, равную сечению распорок.

Рис. 10.41. Усиление колонны предварительно напряженными двусторонними металлическими распорками:

а — в период монтажа; б — в напряженном состоянии; 1 — крепежный монтажный болт; 2 — натяжной монтажный болт; 3 — усиливаемая колонна; 4 — уголки распорок; 5 — упорные уголки; 6 — планка для натяжения болтов в месте перегиба; 7 — планки-упоры; 8 — соединительные планки

Планки устанавливают таким образом, чтобы они выступали за торцы уголков распорок на 100…120 мм, и снабжают двумя отверстиями для стяжных болтов.

Упорные уголки должны быть установлены таким образом, чтобы их внутренние грани совпадали с наружной гранью колонн. Для этого защитный слой бетона в верхней и нижнейзонах колонны скалывают и устанавливают упорные уголки на цементном растворе строго горизонтально.

До установки распорок в проектное положение в боковых полках уголков в середине их высоты выполняется вырез и осуществляется их незначительный перегиб.

Ослабление поперечного сечения уголков в месте выреза компенсируется приваркой дополнительных планок, в которых предусмотрены отверстия для стяжных болтов.

Предварительное напряжение распорок создается путем придания им вертикального положения за счет закручивания гаек натяжных болтов. При этом необходимо обеспечить плотное прилегание уголков к телу колонны, а также их совместную работу, объединив распорки с помощью приварки к ним металлических планок. Шаг планок принимают равным минимальному размеру сечения колонны. После приварки планок стяжные монтажные болты снимают, а ослабленные сечения распорок усиливают дополнительными металлическими накладками.

Для эффективного включения распорок в работу достаточно создать в них предварительное напряжение порядка 40…70 МПа, что обеспечивается за счет расчетного удлинения при выпрямлении уголков.

При увеличении нагрузки на консоли колонн их усиливают предварительно напряженными горизонтальными или наклонными тяжами (рис. 10.42).

Рис. 10.42. Усиления консолей предварительно напряженными тяжами:

1 — усиливаемая консоль; 2 — опорные элементы; 3 — упоры из уголков; 4 — предварительно напряженные тяжи;5 — анкеры; 6 — упоры из швеллеров

Предварительное напряжение создается завинчиванием гаек или взаимным стягиванием хомутов. Применяют также разгрузку консолей с помощью дополнительных металлических кронштейнов (рис. 10.43) или специальных опор в виде швеллеров (уголков), которые крепят к колонне с помощью предварительно напряженных тяжей (σ sp = 40…50 МПа).

10.43. Усиление опирания балок: а — при короткой консоли; б — при длинной консоли; 1 — хомут вокруг колонны; 2 — колонна; 3 — тяжи; 4 — подклинка; 5 — подставка из отрезка двутавра; 6 — подвесная балка из швелле-рор; 7 -гайка тяжей; 8 — упорный уголок; 9 — ригель; 10 — уголковая поперечная подпорка; 11 — горизонтальные упоры из уголков; 12 — вертикальные крепежные болты

Железобетонные сжатые элементы, усиленные обоймами, «рубашками» и наращиванием рассчитывают как монолитные. При этом учет влияния продольного изгиба на несущую способность рекомендуется осуществлять путем расчета конструкции по деформированной схеме.

Допускается также производить расчет по недеформированной схеме, в этом случае при гибкости l 0 / i > 14 влияние прогиба на прочность учитывается путем умножения на коэффициент η по СНиП 2.03.01-84.

Расчетные характеристики бетона и арматуры принимаются с учетом коэффициентов условия работы бетона и арматуры γ bi и γ si по СНиП 2.03.01-84 и дополнительных коэффициентов условия работы γ bzi и γ szi , учитывающих специфические условия работы усиленных элементов.

Изложенная ниже методика расчета правомочна в том случае, если элементы усиления плотно примыкают к опорным частям конструкций и обеспечена анкеровка арматуры в бетоне согласно требованиям СНиП 2.03.01-84.

Расчет сжатых элементов с двойной арматурой

при прямоугольной форме сечения

ограничивающей сжатую зону и проходящей через центр тяжести сечения растянутого стержня, наиболее удаленного от указанной прямой, а при отсутствии растянутой зоны — через центр тяжести наименее сжатого стержня; A s , red и А» s , red определяют по формулам (10.4)

Рис. 10.44. Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси внецентренно сжатого элемента, усиленного двусторонним наращиванием, при расчете его на прочность (ξ

при ξ > ξ r расчет прочности осуществляют также по формуле (10.46), а высоту сжатой зоны находят по формуле

Для элементов из бетона класса В30 и ниже с не-напрягаемой арматурой классов A-I, A-II, A-III

Для конструкций из бетона класса выше ВЗО, а также для элементов с арматурой класса выше A-III (напряженной и ненапряженной) величину х определяют из выражения

ω = α β R b . Значения коэффициентов α , β , а также величины σ sc , u и σ spi определяют по СНиП 2.03.01-84.

При σ s > β R s напряжение в арматуре определяют по формуле

Если найденное по (10.52) σ si превышает R si без учета коэффициента γ s 6 . в формуле (10.48) следует подставить значение σ s , равное R si . Значения ξ ebi и ξ i определяют по СНиП 2.03.01-84.

Площадь дополнительной растянутой арматуры при ξ

Площадь дополнительной арматуры усиления при ξ > ξ R также определяют по формуле (10.14), где

При усилении железобетонных конструкций обоймой с косвенным армированием их расчет производят по СНиП 2.03.01-84 с учетом коэффициентов условия работы по табл. 10.4.

Пример расчета внецентренно сжатого сечения. Дано; размеры сечения усиленного элемента b = 0,6 м; h = 0,8 м; бетон усиливаемого элемента класса В15 (R b — 8,5 МПа); высота наращивания Х 2 = 0,1 м; бетон усиления класса В20 (R b , ad = 11,5 МПа); h o = 0,66 м; h 0, ad = 0,76 м; а = а» = 0,04 м; арматура усиливаемого элемента вида А-II R s = R sc = 280 МПа (4Ø18, A s = A » s = 1018 мм 2); арматура усиливающего элемента вида A-III R s , ad = R sc , ad = 365 MПа; A s , ad = 1256 мм 2 (4Ø20), A » s , ad = 942 мм 2 (3Ø20).

Внецентренная нагрузка на элемент N = 1000 кН; е = 0,8 м (см. рис. 10.44).

Усиление железобетонного элемента осуществлялось при первоначальном загружении усиливаемого элемента, превышающем 65 % от разрушающей нагрузки, следовательно, коэффициент условий работы усиленной конструкции γ br 1 = γ sr 1 = 0,8.

Расчет. Определяем A s , red , A» s,red и а red :

Таким образом, несущая способность усиленного элемента достаточна.

Особенности расчета колонн, усиленных

металлическими элементами

Совместная работа железобетонного элемента и металлической обоймы учитывается при условии упора ветвей обоймы в перекрытия и в случае их приварки к опорным закладным деталям. Расчет металлической обоймы выполняют как самостоятельной системы по СНиП Н-23-81, при этом гибкость продольных элементов принимают с учетом их упора в усиливаемый железобетонный элемент в местах расположения поперечных планок.

При отсутствии контакта между железобетонным элементом и металлической обоймой расчет последней осуществляют как стальной колонны в соответствии со СНиП 11-23-81.

Предварительно напряженные распорки (см. рис. 10.41) разгружают существующую колонну на величину созданного в них усилия сжатия. Расчет предварительно напряженных распорок осуществляется также по СНиП П-23-81, при этом гибкость ветвей определяется по расчетной длине от места перегиба до упора в бетон. Если в момент усиления на колонну действует полная нагрузка, усилие в распорке равно σ sp А с d , где А cb — площадь поперечного сечения распорок. После передачи усилия обжатия распорки рассчитывают по полному поперечному сечению, так как ослабленные места усиливаются накладками.

В центрально сжатых колоннах распорки рассматривают как дополнительную арматуру со своим расчетным сопротивлением.

Во внецентренно сжатых колоннах устанавливать распорки в растянутой зоне не рекомендуется, а при установке их по конструктивным соображениям они не учитываются в расчетах.

Колонны — это вертикальные конструкции, основное предназначение которых заключается в поддержке несущих элементов здания (ригелей, балок и т.д.). В ряде случаев может потребоваться усиление колонн. К таким случаям относятся:

  1. Увеличение предполагаемой нагрузки на несущие конструкции здания
  2. Повышение сейсмической устойчивости строительного объекта
  3. Разрушение колонн

Задача

Если в ходе строительства увеличивается предполагаемая нагрузка на несущие конструкции, возрастают (или не были должным образом учтены) риски сейсмической активности, колонны разрушаются под влиянием внешних факторов — необходимо провести работы по их усилению.

Решение

Традиционно для усиления колонн применяются несколько методов:

  1. Укрепление колонн с помощью обойм (стальных или железобетонных);
  2. Усиление распорками (односторонними и двухсторонними);
  3. Усиление разгружающими элементами (стойками, опорами);
  4. Усиление предварительно напряженными элементами (хомутами, распорками, поясами),

а также ряд других методов.

Однако сегодня существует более эффективный и надёжный метод — усиление углеволокном. Он основан на ограничении поперечного деформирования элемента. Волокна углепластика наклеиваются перпендикулярно к оси колонны. Прочность композитов на растяжение как минимум в 6 раз выше, чем у классической стальной арматуры, а это значит, что материал выдерживает колоссальные нагрузки без разрушения. Кроме того, усиленные углепластиком сжатые элементы отлично воспринимают не только центральную нагрузку, но и изгибающий момент — для этого необходимо установить армирующие углеродные холсты вдоль плоскости действия момента.

Как итог — усиление колонн углепластиком с успехом решает практически все задачи, связанные с усилением сжатых элементов.

Преимущества усиления кирпичных, бетонных и железобетонных колонн композитными материалами перед традиционными методами

Углеволокно

Традиционные методы

Преимущества

Очень высокая коррозийная стойкость;

Прочность на растяжение в 6-10 раз выше, чем у традиционных армирующих материалов (стали);

Малый вес углепластика (порядка 230 г/кв. метр), который не добавляет нагрузки на конструкцию;

Толщина пластины углеволокна составляет около 1 мм, что делает незначительным её влияние на изменение площади поперечного сечения колонны и внутренних размеров помещения;

Быстрая реализация работ;

Низкая стоимость рабочей силы;

Универсальность (метод может быть применен для большинства материалов, в том числе бетона, стали, железобетона и дерева);

Не требует серьёзного монтажа и сложных работ по установке — для соединения достаточно обычного клея;

Не требует консервации объекта;

Отсутствие размерных ограничений усиливаемой конструкции по длине.

Экстремально высокая прочность на усталостное разрушение

Сравнительно низкая стоимость материалов;

Меньшая, чем у композитов, но достаточная прочность

Недостатки

Высокая стоимость материалов.

Сравнительно низкая коррозийная стойкость;

Значительный вес;

Высокая стоимость рабочей силы;

Необходимость в обустройстве строительной площадки, возведении подмостей и других подготовительных работах;

Необходимость в сложном монтаже укрепляющих конструкций;

Используется только для усиления бетонных конструкций.

Пожалуй, единственным минусом в использовании метода укрепления углеволокном является относительно высокая стоимость материалов. Однако с учётом сокращения временных издержек на проведение работ, материальных издержек на персонал и экстремальной усталостной прочности — фактор цены перестаёт быть значимым.

Приведенное ниже видео испытаний балки на изгиб иллюстрирует эффективность метода:

Компания СДТ — проверенные временем методы усиления колонн

Компания СДТ предлагает инновационное решение для укрепления колонн — усиление углеродными холстами. Этот метод по повышению прочности, лёгкости монтажа и другим характеристикам существенно превосходит традиционные методы. Благодаря тому, что наш персонал регулярно проходит обучение (в том числе и в Европе) и успел «набить» руку на многочисленных строительных объектах — вы получите оптимальный проект усиления колонн углеродным волокном в рамках вашей задачи и его реализацию по приемлемой стоимости.

Общий порядок работ

  1. Проведение экспертизы строительного объекта: обследование колонн, расчёт нагрузки на них и принятие решения об усилении конструкции;
  2. Составление проекта усиления;
  3. Формирование проектной сметы на основе полученных расчётов;
  4. Очищение усиливаемой поверхности от грязи, пыли, цементного молока и прочих элементов, препятствующих адгезии;
  5. При необходимости проведение ремонта колонны: и устранение дефектов;
  6. Нанесение адгезионного клея на отремонтированную и очищенную поверхность;
  7. Монтаж углеволокна;
  8. Нанесение запечатывающего слоя;
  9. Присыпка кварцевым песком для лучшей адгезии с отделочными материалами (по желанию клиента)

Стоимость и сроки

Расчёт стоимости усиления колонн углеволокном основан на множестве параметров: площади, необходимости предварительного ремонта колонны и объёме работ. Цена усиления углепластиком начинается от 3000 рублей за квадратный метр (плотность материала составляет 150-650 гр./кв. метр). Усиление общей площадью 500 квадратных метров в среднем занимает около 14 дней, 2000 квадратных метров — 30 дней. Однако итоговый проект и его стоимость наши инженеры смогут предоставить вам только после экспертизы объекта.

Элементы колонн усиливаются с помощью металлических (рисунок 1, а) или железобетонных обойм (рисунок 1, б). Также нередко применяются штукатурные обоймы с армированием. Для железобетонных колон, находящихся в крайних рядах, усиление выполняется рубашками, так как четырехстороннее наращивание получается крайне редко выполнить. Колонны, применяемые при внецентренном сжатии с большими эксцентриситетами, усиливаются с помощью одно или двухстороннего наращивания.

Рис.1. Типы обойм: а — железная, б — железобетонная.

Эти конструкции не только исключают деформацию элемента, который они усиливают путем увеличения прочности на сжатие элемента, но и частично принимают общую нагрузку объекта на себя.

Поперечные деформации уменьшают планки железных обойм и хомуты для железобетонных, а вертикальные нагрузки принимают на себя вертикальные уголки и бетон с продольным армированием.
При использовании преднапряжения, создаваемого в планках путем нагрева, попарного стягивания или использования натяжных гаек, можно увеличить коэффициент объемного напряжения. С помощью этого способа также повышается уровень давления на вертикальные уголки металлических обойм.

Как создается преднапряжение

Относительно легкий вариант — это монтаж специально перегнутых уголков, которые впоследствии будут вытягиваться при их горизонтальном стягивании (рис. 2). При выпрямлении уголки становятся распорками, в которых появляется сжимающиеся усиление, и от его величины зависит степень снятия нагрузки с колонны. В формуле расчета коэффициент считается равным 0,9, I означает tga, а общая площадь поперечного сечения уголков обозначается как Asc.

Важно помнить, что эти расчеты будут верны при условии достаточно надежных упорах в краях уголков в начале их стягивания. Этот вариант подходит для колонн с малыми и большими эксцентриситетами (на рисунке обозначены как а и б соответственно).

При усилении колонн в многоэтажном строительстве следует первым делом усилить колонны нижележащих этажей, иначе в противном случае увеличивается давление на нижние перекрытия, что приводит к деформации не усиленных колон, расположенные ниже.

При усилении колонн в многоэтажном строительстве следует первым делом усилить колонны нижележащих этажей, иначе в противном случае увеличивается давление на нижние перекрытия, что приводит к деформации не усиленных колон, расположенные ниже.

Рис.2. Усиление при помощи преднапряженной подпорки.

Усиление с применением металлических обойм

При этом варианте обоймы можно рассматривать как отдельные части конструкции, где несущую роль выполняют вертикальные уголки. Планки в обоймах выполняют те же функции, что и в металлических решетчатых колоннах. Проще говоря, действие планок в снижении деформации бетона даже не учитывается.

Максимальная эффективность получается от применения преднапряженных обойм — распорок, для которых разгружение колонны необязательно. Разрабатывая проект с их использованием, важно учитывать момент, что усилие Nsp может оторвать перекрытия от колонны, и продавить опоры перекрытий. Сложность монтажа обойм к тому же заключается большой гибкости уголков в процессе стягивания, когда они еще не соединенные между собой планками.

Без применения преднапряжения железные обоймы лучше устанавливать, когда часть колонны либо вся колонна полностью разгружена и когда зазоры между уголками и поверхностями минимальны, что на практике случается достаточно редко. В таких случаях усиление конструкции рассчитывается по следующему принципу: чем меньше напряжения было снято с основной конструкции, тем меньшее давление оказывается на уголки обоймы, и как следствие малая её эффективность.

Применение железобетонных элементов

При усилении этим видом большинство справочников предлагают определить поперечное сечение как монолитное, с аналогичными им коэффициентами, но опираясь на поправку, согласно разнице в классе бетона между старыми и новыми участками.

Напряжение на элемент передается с помощью упорных (горизонтальных) уголков, плотно прижимающихся при помощи выравнивающего слоя к частям различных деталей конструкции, впоследствии приваренные к вертикальным уголкам (рисунок 3).

Напряжение на элемент передается с помощью упорных (горизонтальных) уголков, плотно прижимающихся при помощи выравнивающего слоя к частям различных деталей конструкции, впоследствии приваренные к вертикальным уголкам (рисунок 3).

Рисунок 3. Как передается напряжения на обойму.

Необходимо знать, что значение передачи напряжения на вертикальные уголки не высокое. Отчасти это происходит из-за того, что при усилении в многоэтажных объектах часть нагрузки ложится на перекрытия нижнего уровня. Необходимо быть твердо уверенным в способности этих перекрытий поглотить увеличенную нагрузку. К тому же для передачи усиления на обойму необходимо снять нагрузку с колонны. А в многоэтажных зданиях для разгрузки колон нижнего уровня снять нагрузку с колонн на всех уровнях здания, и тогда усиливающие элементы по нисходящей станут передавать напряжение на элементы нижнего уровня. Если этим пренебречь, то в итоге на нижестоящие обоймы передастся только нагрузка нижнего этажа.

Исходя из особенностей, достаточно редко получается использовать уголки без их предварительного напряжения. При недостаточно плотно либо неравномерно прижатых к поверхности уголках, усиливаемый элемент продолжит деформироваться до полного исчезания зазора между планками и поверхностью. Подобный уровень выполнения работ достаточно часто встречается, правда положительно эффекта от такого усиления никакого.

Необходимо уделить особое внимание во время монтажа планке – нужно её максимальное взаимодействие с поверхностью, что позволит передать напряжение на обойму.

Выходов из ситуации несколько:
1. Первый метод заключается в прижатии уголков к планкам при помощи струбцин с последующей сваркой элементов.

2. Можно предварительно нагрузить планки с помощью электронагрева или используя натяжные гайки. Для гаек в качестве планок используются стержни с резьбою.

Между уголками и элементами, которые необходимо усилить, обязательно нужно проложить раствор, который выправит площадь соприкосновения.
Эти требования применяются при усилении простенков во время прорезания в них новых проемов. Если во время работ использовались отбойные молотки или перфораторы, то применение металлических обойм практически бессмысленно, так как неровные края проемов будет образовывать с уголками зазор нередко больше сантиметра, что делает невозможным передачу напряжения на обойму. Проемы рекомендуется прорезать в стенах при помощи дисковой пилы.

По высоте планки необходимо устанавливать между собой на расстоянии, не превышающим 50 см, либо не больше чем поперечный диаметр элемента, подлежащего усилению. Это необходимо для предотвращения разрушения элемента между планками

По высоте планки необходимо устанавливать между собой на расстоянии, не превышающим 50 см, либо не больше чем поперечный диаметр элемента, подлежащего усилению.

Рис.4. Схема стягивания поперечных планок железной обоймы.

Чем шире получаются простенки, тем меньше эффект от установленных планок, поэтому при ширине, двукратно превышающей толщину, нужно длинные планки попарно соединять при помощи болтов (рисунок 4). Болты проходят сквозь отверстия в кладке с расстоянием не больше 75 см по высоте и одного метра в ширину(или на ширину, не превышающую толщину простенка, увеличенную вдвое).