Технічне обслуговування і підсилення колон
Необхідність ремонту і підсилення колон викликається, з одного боку, їхнім ушкодженням транспортними засобами, а з іншого – додатковими навантаженнями при зміні призначення приміщень. Основні способи підсилення колон наведені в табл. 2.5.
Металеві колони виконують із прокатних профілів і труб. Колони звичайно мають великі сховані запаси несучої здатності, тому що вони підбираються (зокрема, для промислових будівель) по самому невигідному сполученню навантажень, одночасний вплив яких малоймовірно. Проте при експлуатації металоконструкцій в агресивних середовищах вони уражаються корозією, обумовленою відкладенням пилу, зволоженням, зіткненням із ґрунтом, підлогою, відсутністю захисту від атмосферних впливів, впливом високих температур та ін. Найбільш піддані корозії опорні частини, вузли черевиків, горизонтальні елементи решітки, ураження яких з часом зростає.
Підсилення колон (табл. 2.5) здійснюється головним чином збільшенням перетину для забезпечення спільної роботи існуючих і додаткового перетинів.
Таблиця 2.5 – Способи підсилення колон
Спосіб
|
Характеристика
способу
|
Умови застосування
|
Збільшення
перетину
|
Встановлення накладок, обетонування.
|
Підсилення будь-яких колон залежно від місцевих умов
|
Встановлення
додаткових опор
|
Розвантаження існуючої колони
|
Тимчасове підсилення будь-яких колон
|
Встановлення попередньо-напружених каркасів
|
Встановлення каркасів з кутиків на прямокутних колонах. Розвантаження існуючої колони
|
Підсилення прямокутних колон, головним чином залізобетонних
|
Встановлення попередньо нагрітих сталевих хомутів
|
Попередньо нагріті хомути накладають і в нагрітому стані зварюють на каркасі підсилення або безпосередньо на бетоні
|
Застосовується для залізобетонних колон будь-якого перетину
|
Звичайне підсилення виконується, як правило, з розвантаженням конструкції; підсилення під навантаженням з використанням зварювання не виробляється, якщо напруження конструкції, що підсилюється, вище допустимої.
Підсилення залізобетонних колон. Для захисту колон від ушкоджень транспортними засобами у нижніх частинах колон встановлюють корсети з металевих кутиків, скріплених накладками, або колони додатково обетоновують. Якщо ж треба відновити або збільшити несучу здатність колон, то встановлюють каркаси по всій їх висоті, додаткову арматуру, скріплену з основною, і повторно обетоновують їх. Найбільш ефективне підсилення колон шляхом регулювання напружень попередньо-напружених каркасів (рис. 2.11).
Поширення при підсиленні залізобетонних колон одержав спосіб підсилення додатковими стрижнями-кутиками, угорі й унизу, скріпленими з опорними кутиками у вигляді хомутів (рис. 2.11, д, д'). Додаткові кутики виконують ламаними посередині; стягаючи ці кутики стяжними болтами, їх випрямляють, напружують і фіксують приварюванням планок. Виникле при випрямленні стрижнів зусилля розвантажує колону. Недоліком даного способу є необхідність точного розрахунку довжини стрижнів, щоб при стягуванні вони прийняли на себе потрібне зусилля.
Рисунок 2.11 – Підсилення колон:
а - обетонуванням нижньої частини;
б - каркасом на нижній частині;
в - обетонуванням по всій висоті;
г - складеним по висоті каркасом, що напружується за допомогою розпірних болтів; г' - колона, підсилена по вар. г: 1 - опорні кутики; 2 – колона, що підсилюється; 3 - каркас із кутиків; 4 - тимчасові скрутки каркаса; 5 - опорні містки з гайками; 6 - розпірний болт із різноспрямованою різьбою на кінцях; 7 - сталеві накладки
д - підсилення каркасом шляхом стягування його посередині висоти колони;
(1) - підсилена колона по вар. д: 1 - опорний куточок; 2 - колона; 3 - каркас; 4 - стягуючий елемент; 5 - сталеві накладки
е - підсилення колони попередньо нагрітими хомутами;
ж - те ж, із привареними вертикальними стрижнями:
1 - колона, що підсилюється; 2 - попередньо нагріті сталеві хомути;
3 - вертикальні стрижні, приварені до хомутів
З естетичних міркувань, болти й весь каркас можуть бути закриті обшивкою або залишені пофарбованими. Техніко-економічний ефект від застосування цього пристрою полягає у швидкому досягненні надійного попереднього напруження елементів підсилення колони.
Вивчення можливих способів підсилення колон показало, що застосування попередньо-напружених каркасів, які розвантажують, але не підсилюють колону, є малоефективним, тому що не дозволяє більш повно використовувати її бетон на стиск, особливо при малому навантаженні (приблизно до 10 кН), для колон малої висоти (приблизно до 4 м) і великої жорсткості (при відношенні довжини колони до радіуса ядра її перетину (l/r< 35). Такі каркаси підсилення неприйнятні для круглих і багатогранних колон при наявності у верхніх їхніх частинах консолей.
Відомий спосіб підсилення колон шляхом встановлення на них попередньо нагрітих хомутів зі штабової сталі на розрахунковій відстані по висоті колони (рис. 2.11, е), що значно заощаджує метал, який витрачається на підсилення. Сутність цього способу полягає в тому, що колона обжимається в результаті остигання хомутів, і це підвищує її несучу здатність. Такі хомути можуть бути поставлені на колонах будь-якого перетину, у тому числі на круглих, багатогранних і прямокутних. Постановка попередньо нагрітих хомутів замість звичайних накладок у розглянуті вище попередньо-напружених каркасах підсилення (рис. 2.11, г) також збільшує несучу здатність колон і завдяки цьому скорочує витрату металу на їхнє підсилення.
Запропоновано спосіб підсилення колон, в яких не можна зробити розпір каркаса підсилення: на колоні за допомогою тимчасових скруток установлюються вертикально переважно профільні елементи, які обжимаються попередньо нагрітими хомутами-накладками; завдяки такому непрямому армуванню набагато підвищується несуча здатність колони. Так можуть бути підсилені круглі й багатогранні колони (рис. 2.11, ж). Для досягнення ефекту підсилення нагрітими хомутами-накладками необхідно попередньо усунути всі зазори між елементами підсилення й колоною.
Попередньо заготовлені хомути-накладки поблизу колони нагрівають до 200…300 °С, спеціальним кондуктором або струбцинами щільно притискають до неї в розрахунковому положенні так, щоб остаточне зварювання відбувалося при температурі не нижче 100 °С. Температурного скорочення металу досить, щоб надійно обжати колону, подібно непрямому армуванню.
|