Курсовая работа на тему «Конструированные решения усиления стен зданий при реконструкции»

1 Конструированные решения усиления стен зданий при реконструкции.

2 Деформация конструкций от повышения температуры и огня.

Список литературы. 9

Конструированные решения усиления стен зданий при реконструкции

При реконструкции промышленных зданий обычно проводят следующие мероприятия: повышение высоты одноэтажных зданий; увеличение пролетов, т. е. разре­жение сетки опор в этих зданиях; увеличение несущей способности стен, колонн, балок и других конструкций; выполнение новых строительных конструкций для ново­го подъемно-транспортного оборудования; перестройка стен и покрытий для улучшения естественного освеще­ния и аэрации; расширение или объединение помещений в многоэтажных зданиях с изменением строительных конструкций; объединение нескольких зданий в одно с выравниванием их по высоте и с внутренним переуст­ройством.

Так, например, в связи с модернизацией оборудова­ния и увеличением его габаритов на автозаводе им. Ли­хачева в Москве понадобилось увеличить высоту цеха от пола до низа балок с 6 до 9 м. Для этого железобе­тонные колонны были наращены металлическими стой­ками, балки заменены на металлические фермы, были также устроены фонари улучшенной конструкции. В процессе перестройки деревоплита, служившая по­крытием, была заменена сборными железобетонными плитами, уложенными на продольные прогоны.

Усиление элементов конструкций производится или за счет изменения конструктивной схемы, или за счет наращивания размеров элементов. По первому способу проводят усиление элементов, главным образом, исправ­ных конструкций без остановки производства. Так, уве­личения несущей способности изгибаемых элементов (балок, ригелей и т. п.) достигают введением в их кон­структивную схему усиливающих затяжек из двух или четырех тяжей, подвергаемых и предварительному на­тяжению на бетон с помощью болтового устройства. По второму способу увеличивают размеры поперечного се­чения элементов с добавлением арматуры. Таким обра­зом, можно усиливать и исправные, и поврежденные конструкции.

Для усиления колонн обычно устраивают обоймы, армированные продольными стержнями и хомутами (спиралью). Усиление колонн многоэтажных зданий с пропуском дополнительной продольной арматуры в плите перекрытия выполняют с пробивкой отверстий, а в пределах пересечения балок с колонной устраивают местные уширения.

Для усиления плит перекрытий устраивают новую монолитную плиту по старому бетону. После снятия ста­рого пола и нарушенного верхнего слоя старого бетона по верху плиты укладывают арматуру и слой нового бе­тона не менее 3 см.

Для усиления балок и ригелей приваривают к осво­божденной от защитного слоя обнаженной арматуре дополнительные продольные стержни с последующим их оштукатуриванием цементным раствором или нане­сением слоя торкрет-бетона.

Расширение и объединение помещений в многоэтаж­ных зданиях чаще всего проводят в сочетании со сменой перекрытий. Наиболее целесообразно использовать для замены перекрытий изделия, производимые строитель­ной индустрией для нового строительства. Но из-за раз­нообразия пролетов в зданиях старой постройки и нали­чия в них косоугольных и криволинейных контуров при­менение этих конструкций часто бывает затруднено. Применение строительных изделий для нового строи­тельства затруднено также из-за необходимости пробив­ки сплошных горизонтальных штраб в несущих стенах для укладки элементов перекрытия. Пробивка стен до­пустима только в наиболее старых зданиях, стены кото­рых имеют особенно большую толщину. С учетом этого разработаны специальные крупноразмерные изделия для реконструкции зданий — сортаменты настилов с консолями или выпускными ребрами. Для установки таких настилов требуются только отдельные гнезда для консолей с расстоянием между ними порядка 1 м. Гнез­да устраивают во внутренних несущих стенах, имеющих нагрузку с двух сторон. На противоположных стенах пробивают сплошные борозды. Основным видом насти­лов с выпускными ребрами являются предварительно напряженные консольные настилы с овальными отвер­стиями (рис. 1 а). Основные плиты этого вида (КНП) имеют конструктивную ширину 995 мм. Кроме того, ис­пользуются два дополнительных сортамента. В сорта­мент КНПД входят доборные однопустотные настилы тех же длин и высот, что и основные, но более узкие (535 мм). Они предназначены для укладки в тех мес­тах, где не помещаются основные двухпустотные насти­лы. В сортамент УКНП входят трехпустотные настилы шириной 1300 мм, но меньших размеров по длине и вы­соте.

Специально для реконструируемых зданий созданы сортаменты железобетонных прогонов, колонн и пане­лей заводского изготовления. Прогоны марки ПР имеют тавровое сечение, ребро которого может быть скрыто в конструкции перегородки (рис. 1 б). Колонны мар­ки КЛ имеют сечение 300X400 мм и высоту 2,8…4,5 м (рис. 1 в). Панели несущих стен ПН и ПНД, назы­ваемые несущими перегородками (рис. 1 г), устанав­ливаются поэтажно одна на другую, причем нижнюю панель помещают на специально сконструированные балки. Панели ПН проектируют сплошными (без прое­мов), а ПНД — с дверными проемами.

Рис. 1 Конструктивные элементы для реконструируемых зданий

В верхней части панелей для укладки на них насти­лов перекрытий предусмотрены консольные выступы.

Кроме описанных конструктивных решений, приме­няемых в практике реконструкции зданий, имеется ряд других проектных предложений. Заслуживает внимания конструкция в виде универсального элемента — железо­бетонной доски, которую можно изготовлять непрерыв­ным потоком. Из этих досок можно устраивать различ­ные конструктивные элементы здания: перекрытия, колонны, косоуры и площадочные балки лестниц, пере­мычки, детали для усиления фундаментов, стен, балок.

Предложена также конструкция раздвижных эле­ментов для сборки балок различной длины.

Перечисленные крупноразмерные элементы монти­руются с помощью башенных кранов. При невозможно­сти установки башенного крана из-за тесноты расположения зданий реконструируемые перекрытия выпол­няют из мелко- и среднеразмерных элементов с подачей их через оконные проемы.

Типовые мелкоразмерные легкие конструктивные системы для ремонтно-строительных работ представля­ют собой, как правило, комплекты из балок и заполне­ний между ними. Балки обычно бывают тавровые или уголкового сечения, в качестве заполнений приняты на­каты, укладываемые на полки балок.

При применении подъемников большой мощности с выдвижными балками, обеспечивающими подачу из­делий на место их укладки, используются среднеразмерные конструкции перекрытий, представляющие собой балочно-накатные системы. Перекрытия состоят из тав­ровых балок и специальных плит-накатов. Плиты раз­работаны двух видов — железобетонные ребристые и плоские из легкого бетона.

Особое место в конструкциях в условиях реконструк­ции зданий занимает монолитный железобетон. Так как при реконструкции зданий всегда сохраняется несущий остов, а также пространство, защищенное от внешних влияний, производить работы с применением монолит­ного железобетона в таких условиях значительно бла­гоприятнее, чем при новом строительстве.

Монолитный железобетон обеспечивает высокую дол­говечность конструкций, большую жесткость сооруже­ния, лучшие показатели тепло- и звукоизоляции, умень­шение расхода бетона и арматуры на 15…20 %. При использовании монолитного бетона не требуется специ­альных видов автотранспорта — панелевозов. Верти­кальный транспорт более простой и дешевый, что име­ет особое значение для условий реконструкции, когда расположение объекта часто не дает возможности уста­новить башенные краны необходимой грузоподъем­ности.

Деформация конструкций от повышения температуры и огня

От высоких температур более 250 °С и при пожарах в эксплуати­руемых зданиях возможны большие деформации и обрушения. Это вызвано следующими причинами:

1. нагрев стальных конструкций и арматуры в железобетонных и армированных каменных конструкциях приводит к падению ее прочности и чрезмерному удлинению, что ведет к изменению геометрии конструкции ибольшим деформациям. Сжатые армированные зоны конструкций при разо­греве и удлинении арматуры трещат и разрушаются;
2. бетон и каменная кладка при ограниченных деформациях испы­тывают большие температурные напряжения, что вызывает потерю их не­ сущей способности;
3. бетон и каменная кладка становятся хрупкими из-за мгновенного изменения объема кварцевой составляющей при температуре более 500 °С;
4. тушение пожара водой неравномерно охлаждает бетонные и ка­менные конструкции и вызывает в них появление трещин.

Воздействие огня и воды приводит к отслаиванию верхнего слоя ка­менной кладки, образованию оплавлений и разрушению раствора в швах кладки. Однако, обычно применяемые в строительстве кирпичи из легкого бетона огнестойки. Кладка же из естественных камней, содержащих кварц (гранит, песчаник, андезит, порфирит) при температуре около 575 °С претер­певает значительное скачкообразное увеличение их объема. Естественные камни разрушаются также при одностороннем нагреве и тушении водой.

Значительные деформации стальных конструкций при температурах, превышающих 400 °С, происходят одновременно с падением предела текуче­сти стали. При возрастании температуры на каждые 100 °С стальные элемен­ты удлиняются на 1,3 мм/м, при условии, что удлинение происходит беспре­пятственно. Так как обычно линейные деформации элементов ограничены узлами, опорами, заделками в стены и т. п., то на последние передаются большие распорные усилия. В результате происходят искривления, сдвиг или обрушение опорных, а вместе с тем и вышележащих конструкций.

Древесина начинает разрушаться при температуре 150 °С, сначала наружные слои, потом разлагаются более глубокие слои. Самовозгорание древесины происходит при температуре более 270 °С. Однако, при длитель­ном нагреве даже до 90 °С (обшивка бань-саун) возможно экзотермическоеразложение древесины с выделением тепла и самоповышение температуры до 290 °С. Зафиксированы случаи самовозгорания таких помещений.

Скорость обгорания поверхности древесины 2,4 -г- 4,0 см/час. Дере­вянные перекрытия старой конструкции, состоящие из балок, наката из до­сок, глинистой стяжки, засыпки, нижней обшивки и штукатурки теряют несущую способность через 20 ÷ 40 минут. Деревянные стойки разрушают­ся через 30 минут горения. Несгоревшая древесина сохраняет свою форму ипрочность и не деформируется при тушении пожара.

Если несущие конструкции защищены огнестойкими материалами, то при пожаре они длительное время сохраняют свои эксплуатационныекачества. Поэтому при проектировании новых и реконструкции эксплуати­руемых зданий необходимо проработать вопросы огнезащиты строитель­ных конструкций, а также противопожарные мероприятия.

Список литературы

1. Соловей Ю. М. Основы строительного дела. — М.: Стройиздат, 1989г. — 429с.
2. ТКП 45 — 1.04 — 208 — 2010 (02250). Здания и сооружения. Техническое состояние и обслуживание строительных конструкций и инженерных систем и оценка их пригодности к эксплуатации. Основные требования.;