Железобетон

РЕКОНСТРУКЦИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИИ

1. Задачи и методы реконструкции зданий

Реконструкция зданий может быть связана с расши­рением производства, модернизацией технологического. процесса, установкой нового оборудования и др. При этом приходится решать сложные инженерные задачи,
связанные с заменой и усилением отдельных элементов и конструкций в короткие сроки, иногда без остановки производства. Объем работ по замене конструкций и их элементов должен быть минимальным.

При реконструкции промышленных зданий приме­няются следующие методы: 1) увеличение пролета цеха путем удаления промежуточных колонн; 2) увеличение высоты цеха наращиванием колонн; 3) увеличение про­летов и высоты цеха; 4) уси­ление междуэтажных пере­крытий в связи с увеличе­нием нагрузки от оборудо­вания.

Рассмотрим на приме­рах последовательность из­менения конструктивных схем зданий в процессе ре­конструкции.

Увеличение пролета црха авиазавода в связи с из­менением технологического процесса достигнуто удале­нием средней колонны (рис. XVII.6). Двухпролетный цех 2X18 м был перекрыт железобетонными арками с затяжками, опирающимися на железобетонные крайние и среднюю колонны. По железобетонным аркам уложе­на деревоплита. Без остановки производства в зимних условиях существующая конструкция превращена в бо­лее мощную арочно-балочную. В уровне затяжки уста­новлена железобетонная балка коробчатого сечения, мо­нолитно связанная с арками и крайними колоннами. После усиления фундаментов крайних колонн и самих крайних колонн промежуточные колонны были разобра­ны и пролет цеха увеличился до 36 м.

Увеличение высоты цеха автозавода с 6 до 9 м в связи с модернизацией оборудования достигнуто нара­щиванием железобетонных колонн металлическими стой­ками (рис. XVII.7). По этим стойкам возведено новое покрытие цеха на новой, более высокой отметке. Затем старое покрытие цеха было разобрано. Реконструкция произведена без остановки производства.

Рис. XV11.6. Увеличение проле­та цеха

1—усиленный фундамент ко­лонны; 2 — усиленная железо­бетонная колонна; 3—новая железобетонная балка; 4 — удаленный куст колони

Увеличение пролетов и высоты термического цеха автозавода, выполненное без остановки производства

Рис. XV11.7. Увеличение Рис. XV11.8. Увеличение габаритои высоты цеха цеха

1 — новые стойки; 2— 1 — новые колоииы; 2 — новое покры- иовое покрытие; 3 — ра - тие; 3 — разобранное покрытие

Зобраииое покрытие

(рис. XVII.8). Реконструируемый цех имел пролеты 18 м и высоту 9 м. Новые колонны установлены для пролета 24 м. По ним на поднятой отметке 15 м возведено новое покрытие, после чего существовавшее покрытие цеха было разобрано.

2. Усиление элементов конструкций

Усиление элементов производят с целью увеличения их несущей способности и жесткости. Усиление элемен­тов может также потребоваться в связи с повреждения­ми, полученными элементами при возведении конструк­ций, эксплуатации или при пожаре и т. п. Решение о тех­нической возможности и экономической целесообразно­сти усиления железобетонных конструкций должно приниматься в каждом конкретном случае в зависимо­сти от эксплуатационных требований и состояния конст­рукций, а также по результатам сравнения стоимости усиления со стоимостью возведения новой конструкции.

Усиление конструкций может производиться двумя основными способами: 1) изменением конструктивной схемы; 2) наращиванием элементов. По первому спосо­бу производят усиление элементов главным образом ис­правных конструкций без остановки производства. По второму способу увеличивают размеры поперечного се­чения элементов с добавлением арматуры; таким спо­собом усиливают исправные и поврежденные конструк­ции. При усилении конструкций целесообразно приме­нять полимербетон.

(Усиление элементов конструкций изменением конст­руктивной схемы. Значительное увеличение несущей спо­собности изгибаемых элементов — балок, ригелей и т. п. — достигается введением затяжек, подвергаемых предварительному натяжению на бетон. При этом изме­няется напряженное состояние балочной конструкции— она становится внецентренно сжатой. Усиливающие за­тяжки выполняют из двух, а в некоторых случаях из четырех тяжей, предварительное напряжение которых осуществляется стягиванием попарно с помощью болто­вого устройства. По своему расположению на балочной конструкции усиливающие затяжки могут быть горизон­тальными, шпренгельными и комбинированными (рис. XVII.9). Детали прикрепления затяжек различных типов к усиливаемой конструкции понятны из рисунков. Отно­сительно небольшим сближением тяжей достигается не­обходимое предварительное напряжение. Затяжки по­крывают антикоррозионным составом.

Новая конструктивная схема при надежном соедине­нии затяжки с опорами работает как единая система. Нагрузка вызывает натяжение затяжки, сжатие и изгиб элемента.

Усиление колонн достигается устройством предва­рительно напряженных распорок ломаного очерта­ния, расположенных с одной или с двух сторон (рис. XVII.10).

Каждая ветвь распорок составляется из уголков, свя­занных между собой планками на сварке. В местах пе­релома в боковых полках уголков делают надрезы. Предварительное напряжение в ветвях распорок дости­гается взаимным стягиванием ветвей попарно, а при односторонних распорках — подтягиванием к боковой поверхности колонны. Выпрямляясь, распорки восприни­мают часть вертикальных нагрузок и разгружают ко­лонну. Устройство односторонних распорок возможно для усиления внецентренно сжатых колонн с большими эксцентриситетами.

Усиление элементов конструкций наращиванием. Уси­ление плит ребристых монолитных перекрытий и сбор­ных плит, уложенных по железобетонным или стальным балкам, выполняют устройством новой монолитной пли­ты по старому бетону. После снятия слоев старого пола и нарушенного верхнего слоя старого бетона укладыва­ют арматуру и слой нового бетона толщиной не менее

Детапь Г

□В

Рис. XVII.9. Способы усиления балок и ригелей затяжками

1 — натяжной болт; 2 — шайба-упор; 3— тяжи-затяжки; 4'<—опор­ный анкер из швеллера; 5 — подкладки из круглого стержни; 6 — отверстие в плите, заделываемое после установки анкера; 7 — угол­ковый упор; 8—анкеры уголкового упора; 9 — тяжи-затяжки; 10— подкладки из полосовой стали

Рис. XVI 1.10. Усиление колоии распорками

А — сжатых; б— внецентренно сжатых; 1 — стяжные болты; 2 упоры из уголков; 3 — плаики; 4 — распорки; 5 — иатяжиой болт 6 — планки, привариваемые после установки распорок

Если из-за промасленности или глубокой загрязнен ; ности старой плиты невозможно обеспечить надежное сцепление нового бетона со старым, то новую плиту вы-; полняют толщиной не менее 5 см с пролетной и опорной арматурой (рис. XVII. I 1, б). При этом усилении полез­ная нагрузка распределяется между старой и новой пли-? тами пропорционально их жесткостям.

Плиты сборных перекры-" тий усиливают таким же способом (рис. XVII. I 1, в).

Усиление балок и риге­лей возможно приваркой к освобожденной от защитно­го слоя обнаженной армату­ре дополнительных продоль­ных стержней с последую­щим их оштукатуриванием, цементным раствором или нанесением слоя торкрет­бетона (рис. XVII. 12, а). Значительного повышения несущей способности мож­но достичь увеличением се­чения снизу с установкой дополнительной арматуры (рис. XVII. 12, б). Отогну­тые стержни и поперечные хомуты дополнительной ар­матуры приваривают к стер­жням старой арматуры.

Для усиления колонн применяют устройство ру­башек, армированных про­дольными стержнями и хо­мутами или спиралью. Тол­щина рубашки должна быть не менее 5 см при бетонировании в опалубке и не менее 3 см при торкретировании (рис. XVII.13). Для усиления колонн многоэтажных зданий и пропуска дополнитель - ной продольной арматуры в плите перекрытия пробива-/ ют отверстия, а в пределах сечения балок с колонной устраивают местные уширения.

3. Особенности производства работ

Работы по усилению железобетонной конструкции должны производиться с учетом ее напряженно-дефор­мированного состояния под нагрузкой. В местах при­варки дополнительной арматуры удаляют защитный слой бетона и обнажают продольные стержни существу­ющей арматуры до половины площади их сечения. Сле­дует иметь в виду, что удаление защитного слоя бетона со стороны растянутой-зоны не оказывает существенного влияния на прочность только в том случае, если армиро­вание старой конструкции выполнено без стыков внах­лестку. Удаление же защитного слоя со стороны сжатой зоны всегда вызывает временное снижение прочности конструкции.

Сцепление нового бетона со старым обеспечивается достаточно надежно, если поверхность старого бетона специально подготовлена. Для этого необходимо удалить с поверхности старого бетона отстающие и поврежден­ные куски бетона, пыль и т. п. Затем поверхность ста­рого бетона следует насечь и обработать металличеіжой щеткой. После установки арматуры поверхность старого бетона промывают струей воды под напором и поддер­живают во влажном состоянии. Непосредственно перед бетонированием с поверхности старого бетона удаляют оставшиеся лужицы воды. В течение первых дней после бетонирования бетон ежедневно увлажняют поливкой.