Усиление простенков металлическими обоймами

Обновлено: 18.05.2024

5.34. Несущая способность существующих каменных конструкций (столбов, простенков, стен и др.) может оказаться недостаточной при реконструкции зданий, надстройках, а также при наличии дефектов в кладке. Одним из наиболее эффективных методов повышения несущей способности существующей каменной кладки является включение ее в обойму. В этом случае кладка работает в условиях всестороннего сжатия, что значительно увеличивает ее сопротивляемость воздействию продольной силы.

Применяются три основных вида обойм: стальные, железобетонные и армированные растворные.

Основными факторами, влияющими на эффективность обойм, являются: процент поперечного армирования обоймы (хомутами), марка бетона или штукатурного раствора и состояние кладки, а также схема передачи усилия на конструкцию.

С увеличением процента армирования хомутами прирост прочности кладки растет непропорционально, а по затухающей кривой.

Опытами установлено, что кирпичные столбы и простенки, имеющие трещины, а затем усиленные обоймами, полностью восстанавливают свою несущую способность.

5.35. Стальная обойма состоит из вертикальных уголков, устанавливаемых на растворе по углам усиливаемого элемента, и хомутов из полосовой стали или круглых стержней, приваренных к уголкам. Расстояние между хомутами должно быть не более меньшего размера сечения и не свыше 50 см (черт. 15, а). Стальная обойма должна быть защищена от коррозии слоем цементного раствора толщиной 25-30 мм. Для надежного сцепления раствора стальные уголки закрываются металлической сеткой.

5.36. Железобетонная обойма выполняется из бетона марок 150-200 с армированием вертикальными стержнями и сварными хомутами. Расстояние между хомутами должно быть не свыше 15 см. Толщина обоймы назначается по расчету и принимается от 6 до 10 см (черт. 15,б).

5.37. Обойма из раствора армируется аналогично железобетонной, но вместо бетона арматура покрывается слоем цементного раствора марки 50-100 (черт. 15, в).

Черт. 15. Схема усиления кирпичных столбов обоймами.

а - металлической; б - железобетонной; в - армированной штукатуркой; 1 – планка f₁ сечением 35´5 - 60´12 мм; 2 - сварка; 3 - стержни диаметром 5-12 мм; 4 - хомуты диаметром 4-10мм; 5 - бетон класса В7,5 -В15; 6 - штукатурка (раствор марки 50-100)

5.38. Расчет конструкций из кирпичной кладки, усиленной обоймами, при центральном и внецентренном сжатии при эксцентриситетах, не выходящих за пределы ядра сечения, производится по формулам:

при стальной обойме

при железобетонной обойме

при армированной растворной обойме

Коэффициенты y и h принимаются при центральном сжтии y = 1 и h = 1; при внецентренном сжатии (по аналогии с внецентренно сжатыми элементами с сетчатым армированием):

В формулах (71) - (75):

N - продольная сила;

А - площадь сечения усиливаемой кладки;

A¢_s - площадь сечения продольных уголков стальной обоймы или продольной арматуры железобетонной обоймы;

А_b - площадь сечения бетона обоймы, заключенная между хомутами и кладкой (без учета защитного слоя);

R_sw - расчетное сопротивление поперечной арматуры обоймы;

R_sc - расчетное сопротивление уголков или продольной сжатой арматуры;

j - коэффициент продольного изгиба (при определении j значение a принимается как для неусиленной кладки);

m_g - коэффициент, учитывающий влияние длительного воздействия нагрузки, пп.[4.1, 4.7];

m_k - коэффициент условий работы кладки, принимаемый равным 1 для кладки без повреждений и 0,7 - для кладки с трещинами;

m_b - коэффициент условий работы бетона, принимаемый равным 1 - при передаче нагрузки на обойму и наличии опоры снизу обоймы, 0,7 - при передаче нагрузки на обойму и отсутствии опоры снизу обоймы и 0,35 - без непосредственной передачи нагрузки на обойму;

m - процент армирования хомутами и поперечными планками, определяемый по формуле

где h и b - размеры сторон усиливаемого элемента;

s - расстояние между осями поперечных связей при стальных обоймах (h ³ s £ b, но не более 50 см) или между хомутами при железобетонных и штукатурных обоймах (s£15 см).

5.39. Расчетные сопротивления арматуры, применяемой при устройстве обойм, принимаются по табл.10.

Армирование	Расчетные сопротивления арматуры, МПа (кгс/см 3 )
сталь класса A-I	сталь класса A-II
Поперечная арматура	150 (1500)	190 (1900)
Продольная арматура без непосредственной передачи нагрузки на обойму	43 (430)	55 (550)
То же, при передаче нагрузки на обойму с одной стороны	130 (1300)	160 (1600)
То же, при передаче нагрузки с двух сторон	190 (1900)	240 (2400)

5.40. С увеличением размеров сечения (ширины) элементов при соотношении их сторон от 1:1 до 1:2,5 эффективность обойм несколько уменьшается, однако это уменьшение незначительно и практически его можно не учитывать.

Когда одна из сторон элемента, например, стена (черт. 16), имеет значительную протяженность, то необходима установка дополнительных поперечных связей, пропускаемых через кладку и располагаемых по длине стены на расстояниях не более 2d и не более 100 см, где d - толщина стены. По высоте стены расстояние между связями должно быть не более 75 см. Связи должны быть надежно закреплены. Расчет дополнительных поперечных связей производится по формуле (72), при этом коэффициент условий работы связей принимается равным 0,5.

Черт. 16. Схема усиления стены железобетонной обоймой

1 - металлическая сетка; 2 - дополнительные стержни, расположенные сверх сетки; 3 - хомуты (связи); 4 - бетон обоймы; 5 - кладка стены

Пример 8. Определение несущей способности кирпичного столба с сетчатым армированием.

Определить расчетную несущую способность и необходимое сетчатое армирование кирпичного столба размером в плане 0,51´0,64 м с расчетной высотой 3 м. Расчетная продольная сила N = 800 кН (80 тc) и приложена с эксцентриситетом е₀=5 см в направлении стороны сечения столба, имеющей размер 0,64 м. Столб выполнен из глиняного кирпича пластического прессования марки 100 на растворе марки 75.

Площадь сечения столба А =0,51×0,64 = 0,3264 м 2 . Упругая характеристика кладки по п. [3.21, табл. 15] a=1000; коэффициент продольного изгиба по п. [4.2, табл. 18] j=0,98. Расчетное сопротивление кладки по п. [3.1, табл. 2] R=1,7 МПа (при А>0,3 м 2 ). Расчетную несущую способность N_cc для столба из неармированной кладки определяем по формуле [13]

j₁, А_с и w определены по формулам [14] и [15], табл. [19] п. [4.7]; m_g=1, так как толщина столба более 30 см.

Расчетная несущая способность столба N_cc оказалась в 1,7 раза меньше расчетной продольной силы N, следовательно, необходимо усиление кладки сетчатым армированием.

Определяем необходимое R_skb=1,7×1,7 = 2,9 МПа.

Принимаем арматуру Вр-1 диаметром 4 мм. Расчетное сопротивление R_s =219 МПа по п. 5.6.

Процент сетчатого армирования определяем по п. [4.31]

По формуле [6] п. [3.20] определяем

R_sn=243 МПа принимается по п. 5.6.

По формуле [4] п. [3.20] определяем

При l_hc=4,7 по формуле [15] и табл. [18] пп. [4.2] и [4.7] определяем по интерполяции j=0,97; j_с=05 и j₁=0,96.

По формуле [31] п. [4.31] определяем

Проверяем расчетную несущую способность столба по формуле [30] п. [4.31]

кН (83 тс > 80 тс).

Дополнительно проверяем расчетную несущую способность столба при центральном сжатии в плоскости, перпендикулярной к действию изгибающего момента по формуле [27] п. [4.30]

Принимаем R_sk = 3,4 МПа.

По табл. [18] п. [4.2] j = 0,96. По формуле [26] п. [4.30]

кН >N = 800 кН (106 тc > 80 тc).

Следовательно, расчетная несущая способность столба, армированного сетчатой арматурой, при m=0,40% достаточна.

Принимаем диаметр проволоки для сеток 4 мм с расположением через два ряда кладки и исходя из 0,40% армирования по табл. 9 определяем размер ячейки в плане 3,2´3,2 см. Крайние стержни располагаются от наружных граней столба (защитный слой) на 1,5 см.

Пример 9. Расчет усиления кирпичного простенка стальной обоймой.

Требуется запроектировать усиление простенка в существующем жилом доме. Кладка простенков выполнена из глиняного кирпича пластического формования марки 75 на растворе марки 25. Размер сечения простенка 54´103 см, высота 180 см; расчетная высота стены - 2,8 м. Кладка простенка выполнена с утолщенными швами низкого качества, в кладке имеются небольшие начальные трещины в отдельных кирпичах и вертикальных швах. Это свидетельствует о том, что напряжение в кладке достигло примерно 0,7R_u (временного сопротивления). На простенок действует вертикальное усилие, равное 600 кН (60 тc), приложенное с эксцентриситетом 5 см по отношению к толщине стены.

По архитектурным соображениям усиление кладки принимается посредством включения простенка в стальную обойму из уголков, согласно указаниям п. 5.35, 5.38.

Необходимое увеличение несущей способности простенка за счет поперечной арматуры обоймы определяем из формулы (71):

По п. [4.2, табл. 18] при l=5,2 и a=1000 j₁»j=0,98; m_g=1 принимаем согласно п. [4.7]; по п. [3.1, табл. 2] R=1,1 МПа; m_k=0,7.

Принимаем для обоймы сталь класса A-I. Вертикальная арматура обоймы (уголки) принимается по конструктивным соображениям 41_50´50 мм

По табл. 10 R_sc=43,0 МПа и R_sw=150 МПа.

Согласно формуле (71)

Принимаем расстояние между осями поперечных хомутов обоймы 35 см и определяем их сечение из условия %.

Принимаем полосу сечением 30´8 мм; А_s=2,4 см 2 ; Ст A-I.

Пример 10. В связи с надстройкой здания требуется запроектировать усиление внутренней несущей кирпичной стены толщиной в 1,5 кирпича (38 см). Высота стены от уровня пола до низа перекрытия сборного настила 3,0 м. Кладка стены выполнена из сплошного глиняного кирпича пластического формования марки 75 на растворе марки 25. Состояние кладки удовлетворительное. После надстройки на 1 м стены будет передаваться нагрузка N = 750 кН (75т).

По табл. [2, 15 и 18], пп. [3.1, 3.21, 4.2] R=1,1 МПа; a=1000; l= =7,9; j=0,92; по формуле [16] п. [4.7] m_g=1.

Расчетная несущая способность 1 м стены

Требуется усиление стены, которое осуществляем посредством включения стены в двухстороннюю железобетонную обойму с установкой дополнительных поперечных стальных связей.

Толщину железобетонных стенок по конструктивным соображениям принимаем минимальной, равной 6 см. Бетон класса В12,5 и армирование стальной сеткой из стержней диаметром 5 мм с ячейкой 15´15 см. Кроме того, для обеспечения работы железобетонных стенок как обоймы сверх сеток ставим вертикальные стержни из круглой стали диаметром 16 мм через каждые 50 см и поперечные связи диаметром 16 мм через 50 см по высоте и длине стены.

Расчетную несущую способность 1 м стены, усиленной железобетонной обоймой, определяем по формуле (72). При этом принимаем, что усилие непосредственно на железобетонную обойму не передается; коэффициент условий работы железобетона принимаем m_b=0,35. При определении поперечного армирования обоймы учитываем только поперечные связи диаметром 16 мм, расположенные через 50 см по длине и высоте стены.

Определяем процент армирования поперечными связями:

где V_s и V_k - соответственно объем стержня (связей) и объем кладки;

А = 2,01 см 2 - площадь сечения одного стержня;

h_w - толщина стены.

Вертикальное армирование обоймы принято: Ст A-I, 7Æ5 мм в 2Æ16 мм на каждые 50 см длины стены. Площадь арматуры на 1 м стены

Коэффициент j принимаем в запас прочности как для кирпичной кладки, учитывая высоту сечения с учетом обоймы

По табл. 10 для связей R_s - 150 МПа.

По формуле (72) с учетом коэффициента условий работы 0,5 согласно п. 5.40 определяем расчетную несущую способность

Таким образом, принятое усиление стены достаточно.

6. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ ПО
ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ ВТОРОЙ ГРУППЫ
(ПО ОБРАЗОВАНИЮ И РАСКРЫТИЮ
ТРЕЩИН И ДЕФОРМАЦИЯМ)

6.1. Расчет элементов конструкций по предельным состояниям второй группы производится по указаниям и формулам, приведенным в пп. [5.1-5.5].

Расчет по раскрытию трещин при учете особых нагрузок или воздействий не требуется.

6.2. Расчет каменных и армокаменных конструкций по предельным состояниям второй группы производится:

по деформациям на воздействие нормативных нагрузок;

по раскрытию трещин на воздействие расчетных или нормативных нагрузок.

6.3. Если деформации растяжения кладки вызваны перемещениями каркаса или ветровых поясов, поддерживающих самонесущие или навесные стены, то предельные деформации растяжения кладки принимаются равными є_u=0,15×10 -3 в зданиях с предполагаемым сроком службы конструкций не менее 100 лет, є_u=0,2×10 -3 в зданиях с предполагаемым сроком службы конструкций не менее 50 лет.

При наличии продольного армирования в количестве m³0,03%, а также при оштукатуривании неармированных конструкций по сетке приведенные выше значения є_u увеличиваются на 25%.

6.4. При расчете по трещинам конструкций из неармированной и армированной кладки, в которых раскрытие швов может вызвать появление трещин в штукатурке, но не является опасным для прочности и устойчивости конструкций, в формулах расчета на прочность по растяжению всех видов R_t, R_tb и R_tw принимаются продольные силы и изгибающие моменты по нормативным нагрузкам и коэффициенты условий работы по табл. [24].

Примечания: 1. Расчет по несущей способности конструкций, указанных в п. 6.4, следует производить с учетом расчленения конструкций после возникновения трещин или образования шарниров в сечениях с раскрытием швов.

2. При невыполнении требований расчета по трещинам, указанных в п. 6.4, в местах раскрытия швов необходимо предусматривать деформационные швы.

6.5. Расчет продольно армированных растянутых, изгибаемых и внецентренно сжатых каменных конструкций по раскрытию трещин (швов кладки) следует производить исходя из следующих предпосылок:

расчет производится для всего сечения кладки и арматуры (без учета раскрытия швов), принимая закон линейного распределения напряжений по сечению;

расчетные сопротивления арматуры R_s, МПа (кгс/см 2 ), принимаются по табл. 11.

6.6. При расчете продольно армированных внецентренно сжатых, изгибаемых и растянутых каменных конструкций по раскрытию трещин (швов кладки) сечение конструкций приводится к одному материалу (стали) в отношении модулей упругости кладки и стали

Площадь сечения, расстояние центра тяжести сечения до сжатой грани и момент инерции приведенного сечения определяются по формулам:

В формулах (77)-(80):

n_red - отношение модулей упругости кладки и стали;

А, у, I - площадь сечения, расстояние от центра тяжести сечения до сжатой грани и момент инерции сечения кладки;

A_red, V_red, I_red - те же величины для приведенного сечения;

A_s - площадь сечения растянутой арматуры;

A_s1 - площадь сечения сжатой арматуры;

h₀=h-а - рабочая высота сечения;

а - расстояние от центра тяжести растянутой арматуры до растянутого края сечения;

а₁ - расстояние от центра тяжести сжатой арматуры до сжатого края сечения.

Конструкции	Условия работы	Расчетные сопротивление арматуры при предполагаемом сроке службы конструкций, лет
Продольно армированные изгибаемые и растянутые элементы в условиях агрессивной для арматуры среды	Растяжение кладки в горизонтальном направлении (по перевязанному сечению)	42 (420)	60 (600)	60 (600)
Растяжение кладки в вертикальном направлении (по неперевязанному сечению)	25 (250)	35 (350)	35 (350)
Продольно армированные емкости при наличии требований непроницаемости покрытий каменных конструкций	Гидроизоляционная штукатурка	17 (170)	25 (250)	35 (350)
Кислотоупорная штукатурка на жидком стекле и однослойное покрытие из плиток каменного литья на кислотоупорной замазке	12 (120)	15 (150)	15 (150)
Двух- и трехслойное покрытие из прямоугольных плиток каменного литья на кислотоупорной замазке:
растяжение вдоль длинной стороны плиток	30 (300)	35 (350)	35 (350)
растяжение вдоль короткой стороны плиток	17 (170)	25 (250)	25 (250)

6.7 Расчет по раскрытию трещин продольно армированных каменных конструкций производится по формулам:

на внецентренное сжатие

на внецентренное растяжение

В формулах (81)-(84):

R_s - расчетное сопротивление арматуры оо раскрытию треаетн;

N и М - продольная сила и момент от нормативных нагрузок (при расчете конструкции по раскрытию трещин в штукатурных и плиточных покрытиях усилия определяются по нормативным нагрузкам, которые будут приложены после нанесения покрытия);

g_r - коэффициент условия работы кладки при расчете по раскрытию трещин по табл. [24] с учетом примечания к ней;

A_red, y_red, I_red – параметры приведенного сечения по формулам (78)-(80);

Улучшение и усиление каменных конструкций

При реконструкции зданий и сооружений, выполнен­ных из каменных конструкций, важно оценить фактиче­скую прочность несущих элементов. Эта оценка для ар­мированных и неармированных конструкций выполняется методом разрушающих нагрузок на основании фактической прочности кирпича, раствора и предела теку­чести стали. При этом необходимо наиболее полно учи­тывать все факторы, которые могут снизить несущую спо­собность конструкции (трещины, локальные поврежде­ния, отклонения кладки по вертикали и соответствующее увеличение эксцентриситетов, нарушение связей между несущими конструкциями, смещения плит покрытий и перекрытий, прогонов, стропильных конструкций ит. п.).

B связи с тем что каменные конструкции испытывают в основном сжимающие усилия, наиболее эффективным способом их усиления является устройство стальных, железобетонных и армированных растворных обойм (рис. 3.13).

Рис. 3.13. Усиление каменных столбов стальной (а), железобетон­ной (б) и армированной растворной (в) обоймами:

Каменная кладка в обойме работает в условиях все­стороннего сжатия, ври этом ее поперечные деформации значительно уменьшаются и, как следствие, существенно увеличивается сопротивление продольной силе.

Стальная обойма состоит из двух основных элемен­тов - вертикальных стальных уголков, которые устанав­ливаются по углам простенков или столбов на цемент­ном растворе, и хомутов из полосовой или круглой ста­ли. Шаг хомутов принимается не более меньшего раз­мера сечения и не более 500 мм. Для обеспечения вклю­чения обоймы в работу кладки необходимо тщательно зачеканивать или инъецировать зазоры между стальны­ми элементами обоймы и каменной кладкой цементным раствором.

После устройства металлической обоймы ее элемен­ты защищают от коррозии цементным раствором тол­щиной 25. 30 мм по металлической сетке.

Железобетонная обойма выполняется из бетона клас­са BJO и выше с продольной арматурой классов A-I, А- II, А- III и поперечной арматурой класса A-I. Шаг по­перечной арматуры принимается не более 15 см. Толщи­на обоймы определяется расчетом и принимается в пре­делах 4. 12 см.

Армированная растворная обойма отличается от же­лезобетонной тем, что вместо бетона применяется це­ментный раствор марки 75. 100, которым защищается арматура усиления.

Эффективность железобетонных и цементных обойм определяется процентом поперечного армирования, прочностью бетона или раствора, сечением обоймы, со­стоянием каменной кладки и характером приложения нагрузки на конструкцию.

Для обеспечения совместной работы элементов обой­мы при ее длине, превышающей в 2 раза и более тол­щину, необходимо установить дополнительные попереч­ные связи, которые пропускают через кладку (рис. 3.14), расстояние между этими связями в плане при­нимается не более 1 м и не более двух толщин стен, а по высоте - не более 75 см.

Одновременно с усилением стен обоймами рекомен­дуется также выполнять инъекцию в имеющиеся трещины в кирпичной цементного раствора.

Инъекция осуществляется путем нагнетания в по­врежденную кладку жидкого цементного или полимер-цементного раствора под давлением. При этом происхо­дит общее замоноличивание кладки, восстанавливается

Рис. 3.14. Усиление простенков стальными обоймами:

1 – кирпичный столбик; 2 - стальные уголки; 3 - планка; 4-поперечная связь

и даже увеличивается ее несущая способность. Достоин­ством такого метода усиления является возможности его осуществления без остановки производства, при не­больших затратах материалов и без увеличения попереч­ных размеров конструкций.

Для обеспечения эффективности инъецирования при­меняют портландцемент марки не менее 400 с тонко­стью помола не менее 2400 см 2 /г с густотой цементного теста 22. 25%, а также шлакопортлапдцемент марки 400 с небольшой вязкостью в разжиженных растворах. Песок для раствора применяют мелкий с модулем круп­ности 1,0. 1,5 или тонкомолотый с тонкостью помола равной 2000. 2200 см 2 /г.

Для повышения пластичности состава в раствор добавляют пластифицирующие добавки в виде нитрита натрия (5% от массы цемента), поливинилацетатную эмульсию ПВА с поли мер цементным отношением П/Ц= =0,6 или нафталиноформальдегидную добавку в коли­честве 0,1 % от массы цемента.

К инъекционным растворам предъявляются доста­точно жесткие требования: малое водоотделение, необ­ходимая вязкость, требуемая прочность на сжатие и сцепление, незначительная усадка, высокая морозо­стойкость.

При небольших трещинах в кладке (до 1,5 мм) при­меняют полимерные растворы на основе эпоксидной смолы (эпоксидная смола ЭД-20 (ЭД-16) - 100 мас. ч.; модификатор МГФ-9 - 30 мас. ч.; отвердитель ПЭПА - 15 мас. ч.; тонкомолотый песок - 50 мас. ч.), а также цементно-песчаные растворы с добавкой тонкомолотого песка (цемент - 1 мае. ч.; суперпластификатор нафталиноформальдегид - 0,1 мас. ч.; песок - 0,25 мас. ч.; водоцементное отношение - 0,6).

При более значительном раскрытии трещин приме­няют цементно-полимерные растворы состава 1:0,15: : 0,3 (цемент : полимер ПВА : песок) или цементно-пес­чаные растворы состава 1 : 0,05 : 0,3 (цемент : пластификатор нитрит натрия : песок), В/Ц=0,6, модуль круп­ности песка

Раствор нагнетается под давлением до 0,6 МПа. Плотность заполнения трещин определяется через 28 сут после инъецирования неразрушающими методами.

Совместное усиление кирпичной кладки стальной обоймой и инъецированием позволяет существенно по­высить ее несущую способность и используется в том случае, если раздельное применение этих способов уси­ления недостаточно.

При устройстве комбинированного усиления сначала устанавливают металлическую обойму, затем произво­дят инъецирование раствора в кладку.

При реконструкции кирпичных зданий часто возни­кает необходимость в повышении их жесткости и проч­ности в связи с появлением в процессе эксплуатации не­допустимых трещин и деформаций. Эти дефекты могут быть вызваны неравномерными осадками фундаментов в результате ошибок при проектировании, строительст­ве или эксплуатации, плохой перевязкой швов и т.п. Одним из наиболее эффективных способов восстановления и усиления несущей способности здания в этом слу­чае является его объемное обжатие с помощью металли­ческих тяжей диаметром 25. 36 мм, располагаемых в уровне перекрытий.

Объемное обжатие может осуществляться для зда­ния в целом или для его отдельной части. Тяжи могут располагаться по поверхности стен или в бороздах се­чением 70x80 мм. После натяжения борозды заделыва­ются цементным раствором; тяжи, расположенные по поверхности стен, также оштукатуриваются, образуя горизонтальные пояса, которые не должны ухудшать архитектурный облик здания.

Крепление тяжей осуществляется к вертикальным уголкам, устанавливаемым на цементном растворе на углах и выступах здания (рис.3.15). Натяжение тяжей осуществляется с помощью стяжных муфт одновремен­но по всему контуру здания. Предварительно тяжи разо­греваются автогеном, паяльными лампами или электро­нагревом.

Механическое натяжение осуществляется вручную с помощью рычага длиной 1,5 м с усилием 300. 400 Н. Общее усилие натяжения составляет около 50 кН, его контроль осуществляется по отсутствию провисания тя­жей, различными приборами, индикаторами, простуки­ванием (хорошо натянутый тяж издает чистый звук вы­сокого тона).

Поврежденные или отклонившиеся от вертикали уг­лы зданий усиливаются металлическими балками из швеллеров № 16. 20, которые устанавливаются в уров­не перекрытий в вырубленные с двух сторон стены бо­розды или на поверхности стены и соединяются друг с другом стяжными болтами.

Кирпичные опоры под железобетонные или стальные перемычки при необходимости усиливают бандажами или обоймами, а при сильных повреждениях разбирают и перекладывают, предварительно установив под конца­ми перемычек временные разгружающие стойки на клиньях.

Усиление перемычек или устройство новой перемыч­ки над проемом большего размера осуществляется пу­тем подведения стальных балок, которые устанавлива­ются над проемом в вырубленные борозды и стягивают­ся между собой болтами. После разборки нового проема балки оштукатуриваются по металлической сетке.

При нарушении совместной работы продольных н по­перечных стен вследствие образования трещин рекомен­дуется устанавливать поперечные стальные гибкие свя­зи диаметром 20. 25 мм в уровне перекрытий,, закрепив их к стенам с помощью распределительных прокладок из швеллеров или уголков.

При реконструкции часто возникает необходимость во временном усилении (раскреплении) стен и перегоро­док из каменных материалов. Такое усиление необходи­мо при отклонении стен от вертикали и их выпучивании на величину более 1 /₃ толщины. При высоте стен до 6 м их раскрепляют подкосами из бревен, установленным сшагом 3. 4 м, причем верхние концы подкосов упира­ют в металлические штыри, забитые в швы кладки. При большей высоте стен (до 12 м) применяют двойные подкосы ив бревен (брусьев), которые крепятся в при­стенные стойки и распределительные брусья.

При высоте стен более 12 м крепление стен осущест­вляется тяжами с натяжными муфтами. Рационально при этом использовать расположенные рядом устойчи­вые здания и сооружения (рис. 3.16).

Рис. 3.15. Усиление стен объемным обжатием:

1 - тяжи; 2 - муфта натяжения; 3- металлическая прокладка; 4- швеллер № 16 - 20;

5 - уголок

Поврежденные несущие простенки возможно разгру­зить, установив в смежных проемах временные стойки или (при технологической возможности) заложив их кирпичной кладкой.

При опирании на усиливаемые простенки стропиль­ных конструкций, балок и прогонов их разгружают пу­тем подведения под опорные части этих конструкций временных деревянных или металлических рам или кир­пичных столбов на гипсовых растворах.

Рис. 3.16. Крепление наклонившейся стены к стенам устойчивых зданий:

1 - деформированное здание; 2 - распорка; 3- ус­тойчивое сооружение

Что делать если необходимо усиление кирпичных стен (проемов)?

Несмотря на то, что кирпич является прочными и надежным строительным материалом, со временем происходит его постепенное разрушение. Деформироваться может как сам кирпич, так и фундамент здания.

Способы

Если вовремя принять необходимые меры, то можно остановить процесс разрушения кирпичной стены и полностью восстановить функциональность кладки.

Основные причины, по которым начинают деформироваться кирпичные стены:

• конструктивные ошибки, допущенные во время строительства здания: недостаточная глубина фундамента, неправильный расчет перекрытий, когда несущая способность стен не соответствует оказываемой на них нагрузке;
• неправильная эксплуатация здания;
• использование некачественных материалов и неправильных пропорций раствора;
• ошибки, допущенные на стадии проектирования.
• неправильное утепление кирпичной стены

Современные строительные технологии позволяют усиливать кирпичные стены, помещая их в такие обоймы:

1. армированная;
2. композиционная;
3. металлическая;
4. железобетонная.

Чтобы снять усилие, которое разрушает стену, надо учитывать все факторы: марку бетона и раствора, состояние кладки, нагрузку, которая оказывается на стену, процент ее армирования.

Чем больше будет армированных хомутов, тем выше станет прочность кирпичной стены. Если в кирпичной кладке есть трещины, то после ее усиления при помощи обойм, полностью восстанавливается несущая способность стены.

Чтобы оценить размер повреждений, необходимо тщательно очистить трещины от грязи и остатков раствора, после чего промыть водой. Если этого не сделать, а сразу их заделать, то через некоторое время кладка снова начнет разрушаться.

Чтобы добиться максимального результата, надо не только усиливать кирпичную кладку при помощи обойм, но и выполнить инъектирование трещин растворами, которые имеют достаточную вязкость и морозостойкость, а также незначительное водоотделение и усадку, высокую прочность на сжатие и сцепление с поверхностью стены.

Применения армированной обоймы

Для того чтобы усилить стены и не допустить появления новых разрушений, можно выполнить армирование стен. Сделать это можно при помощи арматурных каркасов, металлических стержней или арматурной сетки.

Наиболее простым вариантом является проведение армирования при помощи арматурной сетки, в этом случае, порядок проведения работ будет следующим:

• фиксировать арматурную сетки на стене можно как с одной ее стороны, так и с обеих;
• перед этим необходимо просверлить отверстия;
• для крепления сетки используются сквозные шпильки или сделать это можно при помощи анкерных болтов;
• после крепления сетки, на нее наносят бетонный раствор, марка которого не должна быть ниже М 100;
• толщина слоя раствора обычно в пределах 20-40 мм;
• по высоте углов крепят вспомогательные металлические стержни диаметром 6 мм, от края отступают 25-30 см;
• если сетка устанавливается только с одной стороны, то используются шпильки или анкера диаметром 8 мм с шагом 60-75 см;
• если арматурная сетка крепится с обеих сторон стены, то диаметр шпилек не менее 12 мм и их шаг 100-120 см;
• к анкерам или шпилькам арматурная сетка крепится при помощи сварки или вязальной проволоки.

Создание железобетонного пояса

Этот метод усиления стен отличается небольшими затратами и на его монтаж надо минимум времени. Толщина железобетонной обоймы составляет от 4 до 12 см, для ее создания используется мелкозернистый бетон, арматура, укладываемая в продольном и поперечном направлении.

К стене крепление железобетонной обоймы проводится при помощи фиксаторов, устанавливают ее по периметру здания и таким образом создают арматурную сетку.

Для укрепления стены, созданная железобетонная оболочка должна превышать ее прочность в несколько раз. После установки, железобетонная оболочка берет на себя часть нагрузки, создаваемой на стену, таким образом, она разгружается и прекращается ее повреждение.

Если необходимо сделать обойму толщиной до 40 мм, то она выполняется методом пневмобетонирования и торкретирования, после чего поверхность покрывают штукатуркой.

Если же слой обоймы толщиной до 120 мм, то ее делают при помощи инвентарной опалубки, она устанавливается вокруг ремонтируемой стены на всю ее высоту.

После создания опалубки, в нее вставляют специальные трубки, через которые подают бетонную смесь, имеющую мелкозернистую структуру.

Установка композиционной обоймы

Указанный метод усиления кирпичных стен имеет высокую результативность и эффективность, так как при его проведении применяется высокопрочное стекло или углеволокно. Данное решение позволяет значительно повысить прочность кирпичной кладки на сжатие и на сдвиг.

Выполняется установка композитной обоймы в следующем порядке:

1. сначала проводится очистка стен, которые будут усиливаться;
2. кладка пропитывается специальным составом;
3. подготовленная поверхность грунтуется;
4. проводится монтаж металлического каркаса;
5. разбирают временные крепления, но делать это можно, когда новая кладка приобретет не менее 50% своей расчетной прочности;
6. простенки штукатурят, а затем окрашивают.

Использование композитных материалов позволяет минимально увеличить нагрузку на фундамент, а единственным их недостатком является высокая стоимость.

Укрепление стальными тяжами (обоймами)

Для усиления несущей способности стен, часто применяют стальную обойму. Чтобы создать такую конструкцию, вам понадобится арматура диаметром 12 мм, металлические полосы толщиной 10-12 мм и шириной 40-60 мм, металлические уголки.

По углам площади, которая будет усиливаться, вертикально монтируются металлические уголки, их фиксация выполняется при помощи раствора.

Между хомутами расстояние должно быть не больше 50 мм, а чтобы они лучше сцепились с раствором, уголки закрывают металлической сеткой. Чтобы защитить стальную обойму от коррозии, толщина цементного слоя должна быть в пределах 2-3 см.

[stextbox Если площадь стены большая, то раствор наносят не вручную, а при помощи специального насоса.[/stextbox]

Инъектирование конструктивных элементов

Современным методом усиления стен является инъектирование. Проводится оно следующим образом: в стене пробуриваются отверстия и в ее тело или это может быть выполнено за кирпичную кладку, вводятся цементные эпоксидные или полиуретановые составы.

Раствор попадает в трещину или пустоту, возникшую вследствие разрушения стены, предотвращает их дальнейшее повреждение, укрепляет и обеспечивает полную гидроизоляцию.

При помощи инъектирования стен, можно укрепить кладку, герметизировать появившиеся трещины, защитить стену от негативного действия влаги, провести герметизацию гильз водоводов, в которых размещены коммуникации и т.д.

Советы по усилению проемов в несущих стенах при недостаточной несущей способности

Достаточно часто возникает надо сделать новый проем в несущей стене или укрепить существующий. При выполнении указанных работ, надо придерживаться разработанных технологий и соблюдать существующие нормы:

• если вы решили сделать проем в несущей стене, то надо придерживаться существующих нормативов, ширина проема в помещении высотой 2,5-3 метра не должна быть больше 2 метров;
• монтаж проема надо выполнять ближе к середине стены, тогда нагрузка будет распределяться равномерно;
• если дом многоэтажный, то на нижних этажах ширина проема не должна быть более 90 см;
• если вы делаете проем в кирпичной стене, то надо предварительно установить опорные контракции;
• делать проем в кирпичной стене лучше не отбойным молотком, а при помощи алмазной резки, в этом случае получается меньше пыли и шума, а сам проем будет более аккуратным;
• при создании проема учитывайте, что он должен быть немного больше ширины самой двери или окна, это необходимо для установки коробки.
• для сокрытия следов усиления можно использовать декоративные панели для имитации кладки

Если вам необходимо укрепить проем в кирпичной стене, то сделать это можно при помощи металлических уголков, двутавров или швеллеров. Эти элементы позволяют равномерно распределить нагрузку и усилить прочность проема.

При использовании швеллера учтите, что у него округлые края, поэтому он будет неплотно прилегать к краям проема. В этом случае, его края надо обтачивать или заливать зазоры специальным раствором.

Оконного проема

Для усиления оконных проемов используют перемычки, которые устанавливают на этапе строительства. Делают перемычки из железобетона, при этом арматура обеспечивает их прочность, а бетон жесткость и сопротивление силам сжатия.

Если возникла необходимость расширить оконный проем, то новая конструкция должна быть обязательно укреплена так же, как это выполняется на этапе строительства дома.

Для усиления оконного проема используются прогоны, которые опираются на специальные выступы. Для создания прогонов могут использоваться швеллера, уголки, промышленные перемычки.

Вывод

Если усиление кирпичной стены выполнено с соблюдением разработанных технологий, то это позволяет полностью восстановить ее функциональность.

Указанные работы надо выполнить вовремя, чтобы не допустить серьезного разрушения здания. Современные методы усиления стен позволяют увеличить их прочность, устойчивость к нагрузкам и деформациям, а также повысить противостояние сейсмологическим факторам.

Полезное видео

Стяжка кирпичного дома армированной обоймой, видео:

Читайте также:

  
• Что понимают под структурой металла
  
• Как варить 2 металл полуавтоматом
  
• Какой металл в градусниках вместо ртути
  
• Ювелирная лазерная резка металла
  
• Дорогие вещи из металла