Методы усиления железобетонных колонн

Усиление колонн – это процесс, используемый для увеличения или восстановления предельной несущей способности железобетонных колонн. Оно используется для сейсмического усиления, поддержки дополнительной живой или мертвой нагрузки, не включенной в первоначальный проект, для снятия напряжений, возникших в результате ошибок проектирования или строительства, или для восстановления первоначальной несущей способности поврежденных элементов конструкции.
Существует несколько методов, которые используются для усиления железобетонных колонн: железобетонная оболочка, стальная оболочка и FRP оболочка.

Когда необходимо усиление железобетонных колонн?

Нагрузка, которую несет колонна, увеличивается либо из-за увеличения количества этажей, либо из-за ошибок в проектировании.

Прочность бетона на сжатие или процент и тип арматуры не соответствуют требованиям норм.

Наклон колонны больше допустимого.

Осадка фундамента больше допустимой.

Существует три основных метода усиления железобетонных колонн, которые рассматриваются ниже:

1. Железобетонная оболочка

Это один из методов, используемых для улучшения или восстановления прочности железобетонной колонны. Размер оболочки, количество и диаметр стальных стержней, используемых в процессе оболочки, зависит от структурного анализа, проведенного для колонны.

Процесс наложения железобетонной оболочки

Вначале необходимо временно уменьшить или устранить нагрузку на колонны, если это необходимо. Это делается путем установки механических домкратов и дополнительных стоек между этажами.

После этого, если обнаружено, что арматура подверглась коррозии, снимают бетонное покрытие и очищают стальные стержни с помощью проволочной щетки или компрессора с песком.

Затем покройте стальные стержни эпоксидным материалом, который предотвратит коррозию.

Если снижение нагрузки и очистка арматуры не требуется, процесс покрытия начинается с добавления стальных соединителей в существующую колонну.

Стальные соединители добавляются в колонну путем проделывания отверстий на 3-4 мм больше диаметра используемых стальных соединителей и глубиной 10-15 см.

Расстояние между новыми стяжками оболочки в вертикальном и горизонтальном направлениях не должно превышать 50 см.

Заполнение отверстий соответствующим эпоксидным материалом, затем вставка соединителей в отверстия.

Добавление вертикальных стальных соединителей для крепления вертикальных стальных стержней оболочки, следуя той же процедуре, что и на шаге 5 и 6.

Установка новых вертикальных стальных стержней и стяжек оболочки в соответствии с проектными размерами и диаметрами.

Покрытие существующей колонны соответствующим эпоксидным материалом, гарантирующим сцепление между старым и новым бетоном.

Заливка бетона оболочки до высыхания эпоксидного материала. Используемый бетон должен иметь низкую усадку и состоять из мелких заполнителей, песка, цемента и дополнительных материалов для предотвращения усадки. Этапы создания железобетонной оболочки показаны на рис. 1.

Увеличение площади поперечного сечения колонны с помощью оболочки из железобетона

2. Стальная оболочка

Этот метод выбирают, когда нагрузки, приложенные к колонне, будут увеличены, и в то же время увеличение площади поперечного сечения колонны недопустимо.

Процесс нанесения стальной оболочки

Удаление бетонного покрытия.

Очистка арматурных стальных стержней с помощью проволочной щетки или песчаного компрессора.

Покрытие стальных стержней эпоксидным материалом, предотвращающим коррозию.

Установка стальной оболочки необходимого размера и толщины, согласно проекту, и создание отверстий для заливки через них эпоксидного материала, который обеспечит необходимое сцепление между бетонной колонной и стальной оболочкой.

Заполнение пространства между бетонной колонной и стальной оболочкой соответствующим эпоксидным материалом.

Увеличение площади поперечного сечения колонны за счет стальной оболочки

В некоторых случаях, когда колонна должна воспринимать изгибающий момент и успешно передавать его через перекрытия, следует установить стальную оболочку на шейке колонны с помощью болтов или подходящего связующего материала.

Колонна, усиленная стальными уголками

Сварка стальной оболочки

Процесс сварки

Укладка стальной оболочки после окончания процесса сварки

3. Укрепление или оболочка из стеклопластика

Для подробного описания и проектирования усиления железобетонных колонн с помощью FRP-оболочки, пожалуйста, нажмите здесь.

Читайте далее: