Стояки та колони
Найпростішим методом підсилення сталевих стояків є нарощування поперечного перерізу їх за допомогою наварювання додаткових металевих прокатних елементів різного профілю. Варіантів підсилення може бути багато (рис. 6.5) залежно від ряду факторів: необхідної площі елементів підсилення; зручності виконання робіт; наявності матеріалів для підсилення тощо. Перед підсиленням таким методом конструкція повинна бути максимально розвантажена (на момент підсилення на конструкцію має діяти не більше ніж 50...60% повного навантаження). Шви, якими приварюються елементи підсилення, виконують переривчастими. Послідовність їх накладання в кожному конкретному випадку визначається таким чином, щоб температурні деформації, котрі виникають при зварюванні, не призвели до загального деформування конструкції. Не допускається використання зварних швів, які мають напрям, перпендикулярний дії поздовжньої сили, тобто перпендикулярно поздовжній осі стиснутих елементів.
Рис.6.5 Схеми підсилення колон збільшенням поперечного перерізу:
а— ж — симетричні; З — ї — несиметричні (в, Т— скрізні переріаи)| І — переріз до підсилення; 2 — елементи підсилення перерізу
Якщо під час установлення елементів підсилення немає можливості розвантажити конструкції, то для включення системи підсилення у роботу безпосередньо після виконання реконструкції використовують попередньо напружені розпірки (рис. 6.6). Розпірки виготовляються із переламаних посередині сталевих швелерів. Після встановлення розпірок у проектне положення та закріплення по кінцях (у місцях обпирання) швелери стягуються монтажними болтами до досягнення ними прямолінійності. У цьому положенні наварюються поперечні штаби, а вирізи у швелерах також заварюються пластинками. Величина первинної непрямолінійності розпірок визначається величиною попереднього напруження в них.
Розвантаження пошкоджених або тих, що будуть довантажуватися після реконструкції, колон виконується за допомогою додаткових опор, які встановлюються за колоною або в межах її поперечного перерізу (рис. 6.7). Роль опор виконують телескопічні труби (одна труба розміщується в середині іншої). Внутрішня труба є стиснутою, а зовнішня — розтягнутою. Попереднє напруження створюється механічним чи термічним методом. Таку попередньо напружену конструкцію встановлюють у проектне положення, а проміжки між поверхнею опорної пластинки та ригеля забивають клинчастими пластинками. Після цього в зовнішній трубі роблять кільцевий надріз. Вивільняючись, внутрішня труба включається в роботу із сприйняття стискаючого зусилля, розвантажуючи при цьому колону. Після включення конструкції підсилення в роботу кільцевий шов заварюють зварним швом.
Рис. 6.6. Установлення попередньо напружених розпірок: 1 — колона, що підсилюється; 2— сталеві балки; З— попередньо напружені розпірки; 4— поперечні монтажні планки із кутика; 5 — стяжні монтажні болти
Рис. 6.7. Установлення додаткових опор: 1 — колона, що підсилюється; 2 — сталеві ригелі; 3 — телескопічні труби; 4 — опорні пластини; 5 — додаткові ребра жорсткості в ригелях; 6 — кільцевий розріз для передачі навантажень
Пошкоджені металеві колони перетворюються у залізобетонні шляхом їх обетонування. Таким чином можна підсилювати як суцільні, так і наскрізні колони (рис. 6.8). Бетон використовується класу не нижче ніж В15, а арматура необхідна для забезпечення сумісної роботи сталі існуючої колони та залізобетонної сорочки підсилення. Під час такого виду підсилення бетоном можуть заповнюватися лише порожнини колон (відкриті й закриті) (рис. 6.9). До обетонування для надійного зчеплення сталі з бетоном спершу треба ретельно очистити (від фарби, іржі, мастил тощо) та обезжирити.
Рис. 6.8. Обетонування сталевих колон: а — суцільних; б — наскрізних: 1 — колона, що підсилюється; 2 — балки перекриття; 3 — фундамент; 4 — - база колони; 5 — оголовок колони; 6 — поздовжня арматура підсилення; 7 — поперечна арматура; 8 — бетон
Рис. 6.9. Бетонування порожнин колон: 1 — колона, що підсилюється, відкритого профілю; 2 — те ж замкнутого профілю; 3 — балка перекриття; 4 — фундамент; 5— база колони; 6— оголовок колони; 7— П-подібні каркаси, приварені до колони; 8 — бетон