Основные методы усиления железобетонных конструкций

Железобетонная конструкция — это элементы зданий и сооружений, которые выполняются из железобетона. Так же именно они являются основным видом строительных конструкций при строительстве промышленных и жилых зданий, канализационных и водопроводных сооружений, а так же плотин, эстакад и т. п.

Железобетонные конструкции получили широкое распространение. Это обусловлено тем, что они обладают универсальными свойствами железобетона, который представляет собой единство бетона (бетон — это материал, который хорошо воспринимает сжатие) и стальной арматуры (арматура хорошо работает на растяжение). В железобетоне сталь и бетон крепко связаны между собой. Они совместно участвуют в работе конструкции, тем самым обеспечивают прочность под действием изгибающих сил.

Железобетонные конструкции бывают:

• — Монолитные (изготавливаются непосредственно на месте строительства);
• — Сборные (отдельные элементы, изготовленные на заводе);
• — Сборно-монолитные.

Железобетонные конструкции обладают следующими свойствами:

Долговечность;

Прочность;

Огнестойкость;

Сейсмостойки;

Технологичность (дают возможность получить конструкцию любой конфигурации);

Возможность задерживать продукты радиоактивного излучения;

Не высокие расходы при эксплуатации.

Усиление конструкций — является главной составляющей любого процесса строительства, который связан с повышением прочности любого сооружения. Усиление конструкций в первую очередь необходимо для продления срока эксплуатации, так как в процессе эксплуатации объектов периодически возникает необходимость ремонта. Это можно объяснить наличием различных воздействий, таких как: аварии, перепланировки, непроектные нагрузки, агрессивные химические среды или допущенные ошибки во время проектирования либо проведения строительных работ.

Для того, чтобы усилить железобетонные конструкции были разработаны несколько способов:

Увеличить геометрические размеры поперечных сечений конструктивных элементов. На ряду с этим увеличивается собственный вес конструкции и увеличивается строительная высота;

Установить внешние стяжки, подпоры, пояса, шпренгелей, приводящие к изменению архитектурного вида сооружения и значительным временным и материальным затратам;

Приклеить металлические пластины.

Но по опыту видно, усиление железобетонных конструкций традиционными методами не всегда оказывает эффективным. В последнее время на отечественном рынке появились более современные методы усиления конструкций, которые широко применяются за рубежом.

Данные методы очень эффективны и просты. Например, если усиливать железобетонные конструкции с помощью наклейки композиционных материалов позволяет в большей степени увеличить их несущую способность и жесткость или даже продлить срок эксплуатации всего объекта.

Основными преимуществами данного материала являются:

• — высокая долговечность;
• — стойкость к коррозии;
• — простота монтажа;
• — малый собственный вес;
• — совместная работа усиливаемой конструкцией на всех этапах ее загрузки с элементом внешнего армирования (данная работа обеспечивается хорошим клеевым соединением);
• — высокое относительное удлинение материалов усиления;
• — достаточно высокие механические характеристики (например: прочность и модуль упругости) материалов, которые составляют систему усиления.

Надежность подобного рода усиления доказана экспериментально.

Механические характеристики:

Прочность (от 35 тыс. кг/смІ в углеволокне) Упругость (до 640 тыс. Мпа, что приблизительно в 3 раза больше, чем у стали) Для склейки используют специальные монтажные эпоксидные клеи, обладающие технологическим совершенством, ведь их можно наносить на железобетонную конструкцию, имеющую естественную влажность.

Так же у рассматриваемого усиления имеются и недостатки:

• — высокая стоимость;
• — необходимость защиты от огня (т.к. температура даже самого лучшего эпоксидного клея 60є-65єC);
• — необходимость проводить регламентные работы для усиления.

Сейчас я попробую сравнить метод усиления конструкций композитных материалов из углеродного волокна и метод усиления конструкции стальными полосами.

Таблица № 1. Сравнение Еще один способ усиления — это оклейка конструкций стекловолокном. Он намного дешевле, но модули прочность и упругости у него не такие высокие (до 100 тыс. Мпа и 1700 Мпа).

Способ усиления элементами внешнего армирования из высокопрочных волокон имеет ряд обстоятельств:

На данный момент этот метод является самым усовершенствованный в техническом отношении. Часто бывает, что традиционное усиление практически не работает и включить его в совместную с усиливаемой конструкцией работу нельзя.

Данный метод является очень бережным методом. Внешнее вмешательство в конструкцию минимальное. По факту располагаются элементы внешнего армирования только в том направлении, чтобы парировать возможное развитие нежелательных деформаций, трещин и т. п. вдоль главного растягивающего напряжения. В следствии чего усиливаемая конструкция становится еще надежнее даже без дополнительной анкеровки.

Комплексный подход к ремонту и усилению элементов внешнего армирования не монтируются на поврежденную железобетонную конструкцию. А дефекты имеющиеся устраняются методами строительной химии.

Благодаря использованию метода усиления конструкций композитными материалами на основе углеволокна становится возможным усиление стен, колонн, проемов, балок, перекрытии, а также, позволит эксплуатировать объект безопасно, на протяжении многих лет.