Дополнительные структурные элементы – это новые колонны, балки, скобы и стены, которые строятся для поддержки поврежденных конструкций.
Установка дополнительных структурных элементов – это метод укрепления, с помощью которого восстанавливается первоначальная прочность разрушенных конструкций или увеличивается способность конструкции выдерживать большие нагрузки в различных условиях окружающей среды.
Этот метод восстановления часто используется для укрепления конструкций, пострадавших от землетрясений, для восстановления их несущей способности, жесткости и пластичности.
Когда требуются дополнительные структурные элементы?
Этот метод ремонта может быть использован, если ни один из других методов укрепления не подходит. Этот метод не только помогает восстановить разрушенные здания, но и используется для увеличения срока службы конструкций, в частности, мостов.
Этот метод особенно подходит для укрепления зданий, подверженных землетрясениям. Во многих случаях к существующему зданию добавляются новые сдвижные стены, рамы с консолями или моментные рамы, чтобы уменьшить недостатки в глобальной прочности, глобальной жесткости, конфигурации, уменьшить пролет диафрагм и улучшить боковую пластичность общей структурной системы.
Добавление сдвиговых стенок
Добавление консолей
Назначение дополнительных элементов
Дополнительные элементы – это новые колонны, балки, скобы или заполненные стены, которые устанавливаются для поддержки поврежденных элементов конструкции. Эти элементы обычно располагаются ниже поврежденных или отклоненных участков, чтобы стабилизировать каркас конструкции.
Новые элементы устанавливаются для поддержки сильно потрескавшихся и прогнувшихся изгибаемых элементов, и этот метод обычно экономичен.
Использование поперечной арматуры, заполненных стен или других средств обеспечения устойчивости к боковым силам требуется, если исходная конструкция потеряла необходимую устойчивость.
Дополнительные элементы быстро устанавливаются и, следовательно, подходят для временного аварийного ремонта.
Добавление сдвиговых стен и систем укрепления
Какие факторы учитываются при дополнении поврежденных бетонных конструкций?
Когда устанавливается новая колонна, она мешает проходу, а новые балки уменьшают высоту пролета. Новая балка или новая колонна заметна и неприятна с архитектурной точки зрения.
Поперечная арматура и заполненные стены серьезно нарушают использование внутреннего пространства. Нагрузки и напряжения в существующей конструкции могут быть сняты только при использовании специальных процедур.
Дополнительные элементы могут вызвать перераспределение нагрузок и сил, что приведет к чрезмерному напряжению существующих соседних элементов, фундамента или обоих элементов.
Просто поддерживаемая балка, опирающаяся на колонну в середине пролета, не ведет себя как двухпролетная непрерывная балка. Ожидаемое растрескивание в верхней части этой центральной опоры должно быть исследовано.
Установка дополнительных структурных элементов
Новые элементы конструкции изготавливаются из дерева, стали, бетона или каменной кладки и плотно прижимаются, расклиниваются или закрепляются в нужном положении, чтобы нагрузка передавалась на новые элементы, рис. 4.
Усилие упаковки не должно быть настолько большим, чтобы подъем ремонтируемых и примыкающих элементов происходил за пределы их первоначального положения, и не должно происходить изменение напряжения.
Однопролетная конструкция становится непрерывной, а области отрицательных и положительных моментов могут меняться местами. Необходимо решить, будет ли ожидаемое растрескивание в области отрицательных моментов приемлемым или нет.
Если в балке, опирающейся на колонны, имеются трещины сдвига, то для улучшения сопротивления сдвигу и уменьшения эффективного пролета существующей балки можно добавить стойку, что может обеспечить более экономичное решение, чем хомуты.
Эксцентричное расположение столба над существующим фундаментом должно быть проанализировано, чтобы определить, достаточен ли его размер или прочность, или требуется его усиление. При установке столба может потребоваться постоянный домкрат, стойки с прокладками или и то, и другое.
Домкратирование, выполненное перед установкой стоек, должно эффективно перераспределить мертвые нагрузки на новые стойки. В некоторых случаях внутри уже имеющейся рамы может быть установлена полностью новая рама.
Возводятся две колонны, примыкающие к существующим колоннам с внутренней стороны, а под существующей балкой сооружается новая балка. Пространство между новой балкой и существующей конструкцией уплотняется или засыпается сухой трамбовкой.
Для обеспечения поперечной устойчивости дополнительного элемента может потребоваться механическое крепление к существующей плите, колоннам или обоим элементам. Для усиления существующего перекрытия могут быть установлены дополнительные балки, опирающиеся на уже имеющиеся балки.
Добавление железобетонных сдвиговых стенок
- Концепция проектирования высотных зданий из железобетона.
- Высотные сооружения.
- Предварительно напряженные бетонные столбы – конструкция и способы изготовления.
- Типы структурных систем высотных зданий.
- Режимы разрушения в бетонных балках: разрушение при изгибе и сдвиге.
- Анализ рамы с сопротивлением моменту и распределение боковой нагрузки.
- Эксплуатационные характеристики различных типов зданий во время землетрясения.