Оцінка технічного стану кам'яних і армокам'яних конструкцій Основними
дефектами і пошкодженнями кам'яних конструкцій будівель і споруд є тріщини, розшарування, скалювання, випирання і вивітрювання. За походженням тріщини підрозділюються на осадові, силові та температурно-вологості. Пошкоджені
кам'яні та армокам'яні конструкції підлягають тимчасовому негайному посиленню, якщо їх несуча здатність нижче діючих фактичних навантажень:
F ^ N
gfгде: F - фактичне розрахункове навантаження на конструкцію, що розглядається на момент обстеження,
N - несуча здатність конструкції, визначена розрахунком за фактичними значеннями площі перерізу, гнучкості та міцності матеріалів кладки; gf - коефіцієнт зменшення несучої здатності кам'яних конструкцій при наявності пошкоджень (таблиці 1, 2)
[5] .Таблиця
1.Коефіціент зменшення несучої здатності при утворенні силовихтріщин
Коефіцієнт gf №
п/пХарактер пошкодж
Неармовані конструкціі Армовані
конструкції
Тріщини в окремих цеглинах, що не перетинають розчинні шви1,001,00
Волосяні тріщини, що перетинають не більше двох рядів кладки (довжиною 15-18 см)
0,90
1,00
Те ж, при перетині не більше чотирьох рядів кладки (довжиною до 30-35 см) при числі тріщин не більше чотирьох на 1 м ширини (товщини) стіни, стовпа або простенка
0,75
0,90
Тріщини з розкриттям до 2 мм, що перетинають не більше 8 рядів кладки (довжиною до 60-65 см) при числі тріщин не більше чотирьох на 1 м ширини (товщини) стіни, стовпа або простенка
0,50
0,70
Те ж, при перетині більше восьми рядів (довжиною більше 65 см)
0,000,50Таблиця
2.Коефициент
зменшення несучої здатності при пошкодженні кладки опор балок, ферм і перемичок
Коефіцієнт gf № п/п
Характер пошкоджено Неармовані
конструкціі Армовані
конструкції
Місцеве пошкодження кладки на глибину до 2 см (дрібні тріщини, відшарування у вигляді ліщадок і виникнення вертикальних тріщин по кінцях опор або опорних подушок), балок, ферм або перемичок, що перетинають не більше двох рядів кладки (довжиною до 15-18 см)
0,75
0,90
Те саме. при перетині тріщинами не більше чотирьох рядів кладки (довжиною до 30 - 35 см)
0,5
00,75
Пошкодження краю кладки на глибину більше 2 см і утворення вертикальних і косих тріщин по кінцях і під опорами (опорними подушками) балок і ферм, що перетинають більше чотирьох рядів кладки (довжиною більше 30 см)
0,00
0,50
Фактичну розрахункову несучу спроможність необхідно визначати згідно з вимогами СНіП 11-22 «Норми проектування»
.Готелі та кількість арматурних виробів у кладці визначається відповідно до методик, розроблених для обстеження залізобетонних конструкцій
. Деформації, осідання, просідання та крени кам'яних будівель (споруд) загалом слід визначати за допомогою геодезичних методів; локальні заміри ширини розкриття тріщин - за допомогою встановлених маяків (гіпсових, скляних або металевих)
.Класифікація технічних станів кам'яних і армокам'яних конструкцій будівель (споруд) залежно від тих дефектів і пошкоджень, атакже ступеня пошкодження приведена в таблиці 3.Табліца
3.Классифікація технічних станів кам'яних і армокаменних конструкцій будівель (споруд
) ТехнічНе
ступінь і
Мені
IIУдоволь
Розморожування і вивітрювання кладки, відшарування облицювання на глибину до 0,5 см. Вертикальні і косі тріщини (незалежно від довжини і ширини розкриття), що перетинають не більше двох рядів кладки 0
-15IIIНепригодне
для нормальної Розморожування
і вивітрювання кладки, відслоювання облицювання на глибині див. Нахили і випучування стін і фундаментів в межах поверху не більше, ніж на 1/6 їх товщини. Виникнення вертикальних тріщин між поздовжніми і поперечними стінами: розриви або висмикування окремих сталевих сполук і анкерів кріплення стін до колон і перекриттів. Місцеве (крайове) пошкодження кладки на глибину до 2 см під опорами ферм, балок, прогонів і перемичок у вигляді тріщин по кінцях опор, що перетинають не більше двох рядів кладки. Зміщення плит перекриття на опорах не більше, ніж на 1/5 глибини закладки, але не більше 2 см
15 - 25IVАварій
Обвали ділянок стін. Розморожування і вивітрювання кладки на глибину понад 2.0 см. Вертикальні і косі тріщини (крім температурних і осадових) в несучих стінах і стовпах на висоту не більше восьми рядів кладки. Нахили і випучування стін в межах поверху на 1/3 їх товщини і більше. Зсув (зсув) стін, стовпчиків і фундаментів по горизонтальних швах або косій штрабі. Відрив поздовжніх стін від поперечних у місцях їх перетину, розрив або висмикування сталевих сполук і анкерів кріплення стін до колон і перекриттів. Пошкодження кладки під опорами ферм, балок або перемичок у вигляді тріщин, дроблення каменю або зміщення рядів кладки по горизонтальних швах на глибину понад 2 см; виникнення вертикальних або косих тріщин. перетинають більше чотирьох рядків кладки. Зміщення плит перекриттів на опорах більш, ніж на 1/5 глибини закладки в стінах
25 - 50
3. Основні положення з розрахунку та конструювання підсилювань При виборі конструктивних схем посилення кам'яних і армокам'яних конструкцій слід керуватися положеннями, що викладаються в цьому розділі.
При посиленні будівель (споруд) в цілому слід, в першу чергу, забезпечити їх загальну (просторову) стійкість, що досягається відновленням або створенням жорсткості дисків перекриттів і надійностіих з'єднанняс'ясостенами (в необхідних випадках встановлюються відсутні або відновлюються пошкоджені зв'язки, посилюються пошкоджені примикання і перетину несучих стін). Підвищення жорсткості стін також досягається пристроєм проміжних жорстких перекриттів, надійно з'єднаних зі стінами або шляхом установки металевих або залізобетонних колон, з'єднаних з кладкою стін анкерами
(рис. 6)
.Усилення стін, розділених на блоки тріщинами з максимальним розкриттям на рівні карниза, рекомендується виконувати за допомогою попередньо - напружуваних металевих тяжів і поетажних поясів, що виконуються за принципом зовнішнього арміювання, або поясів, що встановлюються в штрабі (рис. 8, 9). В окремих випадках можуть використовуватися ненапружені пояси з парних металевих смуг (перетином не менше 6х80 мм), з'єднаних між собою напруженими анкерами Ø20 AI, розташованими з кроком не більше 0,8м. Анкери встановлюються в циліндричні отвори, заповнені цементним розчином марки М100. Зусилля, створюване в анкерах має бути в межах 30-40 кН (рис. 8, пояс на внутрішній поздовжній стіні). Пояс зі смуг працює за принципом зовнішнього армування
. Посилення стін, розділених на клиновидні блоки похилими тріщинами, що сходяться в середній частині в рівні карнизу або в рівні фундаментів, рекомендується здійснювати шляхом
:· пристрої односторонньої або двосторонньої армованої штукатурної сорочки,
· пристрої по простінках вертикальних елементів зовнішнього армування, що перетинають похилі тріщини,
· ін'єкування похилих тріщин полімерцементними складами з одночасним пристроєм залізобетонних нарощувань по стінах підвалів і фундаментів
. Відновлення несучої здатності пошкоджених кам'яних стовпів, пилястр і простінків досягається шляхом влаштування ненапружних штукатурних, залізобетонних і сталевих навісних обойм. Навісними вважаються обойми, елементи яких переважно працюють у поперечному напрямку
. Підвищення несучої здатності кам'янихстолбів, пилястри простінків забезпечується шляхом включення їх в попередньо - напружені сталеві обойми
. Посилення стін може бути виконано одно- або двосторонніми нарощуваннями із залізобетону. Залізобетонні нарощування виконуються з важкого або легкого бетону класу В 7,5-15, армованих сітками. Товщина стінок встановлюється розрахунком і повинна бути не менше 40 мм при пристрої торкретуванням і 80 -120 мм при бетонуванні в опалубці
. Спільна робота кладки, штукатурних сорочок і нарощувань забезпечується обробкою поверхні кладки, розчищенням швів, установки анкерів Æ12 - 20 мм глибиною не менше 120 мм і з кроком 0,5 - 1,0
м. Відновлення несучої здатності пошкоджених кам'яних стовпів, пилястр і простінків досягається шляхом влаштування ненапружених штукатурних, залізобетонних і сталевих навісних обойм. Застосування штукатурних обойм у приміщеннях з підвищеною вологістю не допускається
. Сталева обойма складається з вертикальних куточків (ризи.2, 3), що встановлюються на розчині по кутах підсилюваного елемента, і хомутів зі смугової сталі або круглих стрижнів, приварених до куточків. Відстань між хомутами має бути не більше ніж менший розмір перерізу і не більше 0,5 м. Сталева обойма повинна бути захищена від корозії шаром цементного розчину товщиною 25-30 мм. Для надійного зчеплення розчину сталеві куточки закриваються металевою сіткою
. Залізобетонна обойма виконується з бетону класу В 12,
5...В 15 з армуванням вертикальними стрижнями і зварними хомутами. Відстань між хомутами має бути не більше 150 мм.Товщина обойми призначається за розрахунком і приймається від 60 до 100
мм.
Ріс. 1
- сталева б
алка2 - цегляне
зведення 3 - підготовка з п
олом4 - зат
я
жка Посилення ділянок стін при зім'яті або скалюванні кладки у опорних частин перемичок (ригелів) рекомендується проводити шляхом: введення в стару кладку сталевих або залізобетонних розподільних подушок; заміни старої кладки на зруйнованих ділянках на глибину опори перемички (ригелю) і на ширину не менш ніж 250 мм новою цегляною кладкою, хомутами, або пристроєм залізобетонних або сталевих стійок, що підводяться під опори перемичок (ригелів) (рис.
12). Зв'язок залізобетонної стійки з цегляною стіною стіною анкерами забезпечується сталевими анкерами і заповненням при заповненням під час при бетонуванні глибенних... 30 мм горизонтальних швів у кладці
. Кріплення вертикальних металевих куточків здійснюється за допомогою планок товщиною 8... 10 мм, шириною 80... 100 мм, центруючих пластин і шпилок або стяжних болтів, розташованих з кроком не більше товщини
стіни. При влаштуванні прорізів у стінах залежно від необхідних прольотів, товщин стін і величин діючих навантажень конструкція перемичок приймається з парних куточків (при прольоті не більше 1,5 м) або швелерів, що розміщуються в штрабах (рис.
13, 14) .Збирання елементів, розміри майданчиків опирання, необхідність установки хомутів біля опор тощо встановлюється
розрахунком. На рис. 2 - 14 показано найбільш часто застосовувані варіанти посилення кам'яних і армокам'яних конструкцій
. При проектуванні конструкцій посилення повинні в повному обсязі враховуватися конструктивні та технологічні вимоги, наведені в [1].
Ріс. 2. Схема посилення кам'яних стовпчиків
- стовп; 2 - несуча балка; 3 - поздовжні куточки; 4 - напружуваний хомут; 5 - опорні куточки; 6 - опорний швеллер; 7 - гвинтовий пристрій для включення обойми в роботу; 8 - розчин.
Ріс. 3. Схема посилення металевими обоймами:
а - пилястра; б - простенків.1
- пилястра (простінок); 2 - несуча балка (перемичка); 3 - поздовжні куточки; 4 - напружуваний хомут; 5 - опорний куточок; 6 - гвинтовий пристрій для включення обойми в роботу; 7 - розчин.
Ріс. 4. Схема посилення стіни залізобетонної обоймой.
1 - металева сітка; 2 - додаткові вертикальні стрижні; 3 - хомути (зв'язки); 4 - бетон обойми; 5 - кладка стіни.
Ріс. 5. Посилення стін нарощування.1
- стіна; 2 - плити перекриттів; 3 - набетонка; 4 - штирі; 5 - арматурна сітка.
Ріс. 6. Вертикальні елементи жорсткості в кладці. А
- залізобетонний елемент у тілі кладки; б - сталевий елемент у тілі кладки; у - сталевий елемент примикає до кладки.
Ріс. 7. Схема можливих деформацій будівель при нерівномірних осіданнях ґрунтів
. б - вигин; в - перекіс.
Ріс. 8. Схема посилення стіни попередньо напруженими металевими тяжами і поясами зі смуги 1
- стіна; 2 - зовнішні тяжкі; 3 - внутрішні поперечні тяжі,
4 - поздовжні пояси зі смуг, закріплених анкерами,
5 - анкера; 6 - опорні шайби з гайками.
Ріс. 9. Схема посилення стіни штрабним залізобетонним поетажним поясом.
1 - стіна; 2 - внутрішня штукатурка; 3 - пояс посилення; 4 - поздовжня робоча арматура; 5 - поперечна робоча арматура; 6 - розподільча арматура; 7 - анкерний наскрізний зв'язок; 8 - опорний розподільчий коротун; 9 - анкер плитний; 10 - бетон замоноличування; 11 - захисний галтельний штукатурний руст.
Ріс. 10. Схема посилення стіни, розділеної на горизонтальні блоки похилими тріщинами (горизонтальними тріщинами) .
а - пристрій металевих обойм по несучих простінках; б - зниження проємності стіни; в - влаштування зовнішніх опор на окремих фундаментах
.1 - фундамент; 2 - стіна; 3 - металева обойма; 4 - вертикальні елементи зв "язку; 5 - горизонтальні зв'язкові елементи; 6 - закладка прорізів жорстким матеріалом; 7 - контрфорс; 8 - фундамент контрфорсу.
Ріс. 11. Посилення вузла сполучення поздовжніх і поперечних стін. А
- із заповненням вертикальної тріщини розчином; б - те ж з установкою протизвігових пластин.
1 - поперечна цегляна стіна; 2 - анкерний куточок; 3 - сталевий анкерний тяж; 4 - поздовжня цегляна стіна; 5 - металева пластина; 6 - протизвігові пластини.
Ріс. 12. Посилення місць опирання перемичок залізобетонними або сталевими стійками
- посилення місця опирання залізобетонної перемички; б - посилення місця опирання залізобетонних перемичок сталевими елементамі.1
- залізобетонна перемичка; 2 - прибетонована залізобетонна ділянка; 3 - сталевий анкер; 4 - заповнений після розчищення горизонтальний шов у кладці; 5 - поперечний підтримувальний куточок; 6 - вертикальний куточок; 7 - планка; 8 - шпилька; 9 - центруюча пластина; 10 - цементно - піщаний розчин.
Ріс. 13. Посилення рядових і клинчастих перемичек.1
- кладка; 2 - швеллер; 3 - болт; 4 - штукатурка по сітці.
Ріс. 14. Конструкція перемички без пристрою штраб.
1 - несучі балки перемички; 2 - опорні балки; 3 - хомути; 4 - поперечні балочки.