W pracach remontowo-budowlanych dość często wykonywane są operacje techniczne z kolumnami. Wynika to z dużych obciążeń, które spadają na ten element konstrukcyjny, zużywając jego konstrukcję. Najczęstszą tego typu operację naprawczo-restauracyjną można nazwać wzmacnianiem słupów, do czego wykorzystuje się szeroką gamę metod.
Kiedy konieczne jest wzmocnienie odwiertu?
Potrzeba dodatkowego wzmocnienia konstrukcji budowlanych pojawia się zwykle po powstaniu defektów. Kolumna wykorzystywana jest głównie jako nośny element architektoniczno-budowlany, dlatego charakteryzuje się różnego rodzaju uszkodzeniami. Najczęstsze problemy to:
- Pęknięcia. Najczęstszy rodzaj uszkodzenia konstrukcji kolumny, który może mieć różne formy i przejawy. Jeśli chodzi o przyczyny, pęknięcia deformacyjne mogą wystąpić w wyniku skurczu budynku, zwiększonych obciążeń, korozji zbrojenia w szybie, spadku wytrzymałości betonu iitp.
- Rozdrobnione. Równie niebezpieczna wada, której powstanie może wiązać się z oddziaływaniem mechanicznym lub pożarowym na konstrukcję, a także z utratą pierwotnych właściwości metalowych prętów nośnych.
- Odklej. Do tego rodzaju uszkodzeń dochodzi również w wyniku skutków pożaru, korozji zbrojenia oraz nacisku nowotworów - skorupy lodowej lub alkaliów.
- Peeling. Z reguły jest to konsekwencja kontaktu z agresywnymi mediami. Cykliczne procesy nawilżania/suszenia lub zamrażania/rozmrażania zwykle prowadzą do całkowitego zniszczenia konstrukcji.
Czynniki deformacji konstrukcji mogą wpływać na wybór taktyki działań naprawczych i restauracyjnych. Najczęściej jednak technologie zbrojenia słupów dobierane są w oparciu o właściwości fizyczne i eksploatacyjne oraz parametry odwiertu. Przed przystąpieniem do przeglądu konkretnych metod rozwiązania zadania warto zapoznać się z uniwersalnymi zasadami organizacji pracy.
Ogólne porady ekspertów w trakcie pracy
We wzmacnianiu operacji technicznych, które są przeprowadzane w odniesieniu do konstrukcji i konstrukcji nośnych, często zaangażowane są różne podpory, okładziny i narożne elementy wsporcze. Podczas korzystania z takich urządzeń należy wziąć pod uwagę dwie zasady:
- Liczba poziomów lub warstw bandaża wzmacniającego nie powinna być mniejsza niż trzy. Taśmowanie poprzeczne jest całkowicie nałożone na cztery warstwy.
- Zachowuje się zakładkę około 20-30 cm. Połączenia doczołowe są zwykle wykluczone.
Jeżeli planuje się zastosowanie metod wzmacniania słupów z obróbką powierzchni pnia środkami kompozytowymi i polimerami, należy wstępnie wziąć pod uwagę następujące warunki:
- Wilgotność betonu powinna wynosić co najmniej 4%. Współczynnik ten jest sprawdzany za pomocą miernika wilgotności.
- Kondensacja musi zostać usunięta z powierzchni kolumny.
- Warstwa epoksydowa jest nakładana na cylinder przed bezpośrednim nałożeniem polimeru.
- Temperatura konstrukcji powinna wynosić od +10…+45 °С. Jest to normalny tryb pracy z preparatami żywic.
Niezależnie od metody zastosowanej do wzmocnienia szybu kolumny, powierzchnię należy oczyścić i odpylić. Musi być wolny od brudu, tłustych plam i mleczka cementowego. Takie zadania rozwiązuje się za pomocą narzędzia szlifierskiego - ręcznego lub maszynowego, w zależności od obszaru.
Technologia wzmacniania klipsami
Zastosowanie zespolonej obudowy do wzmocnienia wałów słupów umożliwia zapewnienie stabilności konstrukcji, zarówno przy obciążeniach dynamicznych, jak i statycznych. Za standardową wersję tej metody uważa się wzmocnienie słupów metalowym klipsem, ale eksperci zalecają wstępne obliczenie dodania ramy za pomocą wkładek żelbetowych z zamkniętymi stalowymi zaciskami.
Przed wykonaniem czynności montażowych należy wykonać nacięcia w konstrukcji pnia o głębokości do 5 mm. Powierzchnia kolumny jest również oczyszczona z ciał obcych i zabezpieczona przed korozją. Podstawa ramyklipsy będą konstrukcją z poprzecznych listew i podłużnych metalowych narożników. Elementy podłużne są osadzane na zaprawie cementowo-piaskowej i mocowane zaciskami. Ponadto na całej długości pnia do narożników konieczne jest zgrzanie listew poprzecznych metodą zgrzewania punktowego, zachowując rozstaw około 50-60 cm.
Zaletami wzmacniania słupów za pomocą stalowych klipsów są szybkość montażu i elastyczność konstrukcyjna schematu mocowania. Natychmiast po zakończeniu montażu ramy bagażnik będzie gotowy do przyjęcia obciążeń projektowych, aw przyszłości, w razie potrzeby, rama może zostać zmodyfikowana poprzez wprowadzenie dodatkowych łączników. Ale klips może wykonać główne zadanie wzmocnienia tylko wtedy, gdy jastrychy i deski z narożnikami ściśle przylegają do powierzchni kolumny. O jakości mocowania decyduje gładkość lufy i jej geometria.
Technologia rozszerzenia sekcji
Typowa konstrukcja słupa budowlanego składa się z dwóch części konstrukcyjnych - betonu i elementów wzmacniających. Jeżeli wzmocnienie słupków zaciskami ma na celu zwiększenie sztywności metalowego szkieletu nośnego lufy metodą zewnętrzną, to zwiększenie przekroju ma na celu poszerzenie powierzchni nośnej. Zwiększona jest główna masa betonu, co sprawia, że konstrukcja jest stabilniejsza i trwalsza.
Ta metoda jest stosowana w przypadkach, gdy w zasadzie możliwe jest zwiększenie strefy technicznej w miejscu pracy kolumny. Najlepszym sposobem może być jednostronne zwiększenie przekroju - na szerokość,długość lub głębokość konstrukcji. Z technologicznego punktu widzenia głównym zadaniem mistrza będzie zapewnienie dostatecznie silnego połączenia nowej warstwy betonu ze starą. W tym celu stosuje się metody wzmacniania kolumn metalowymi klipsami. Ale rama w tym przypadku nie pełni funkcji niezależnego elementu nośnego, ale działa jako pomocnicza skrzynia wzmacniająca, która pozwoli połączyć dwa betonowe poziomy. Zamontowane jest to samo zbrojenie podłużne z nacięciami i narożnikami. Najlepiej, jeśli to możliwe, przyspawać go do głównego wzmocnienia w lufie metalowymi spodenkami. Następnie zaprawa betonowa jest bezpośrednio budowana z murem.
Technologia zbrojenia kompozytowego
Dzisiaj w wielu dziedzinach konstrukcji i produkcji części metalowe są zastępowane produktami wykonanymi z kompozytów i włókna węglowego. Ta opcja wzmacniania słupów jest o tyle korzystna, że przy mniejszej masie i gabarytach elementu pozwala na spełnienie tych samych zadań funkcjonalnych. Samo lekkie włókno węglowe nie obciąża kolumny (szczególnie ważne w przypadku konstrukcji zniszczonych zabytków kultury), ale wykazuje odporność na obciążenia jak stal. Ponadto wytrzymałość na rozciąganie niektórych kompozytów jest 4-5 razy większa niż zbrojenia żelbetowego.
Technika wzmacniania słupów w tym przypadku będzie polegała na sklejeniu lameli kompozytowych lub z włókna węglowego prostopadle do powierzchni pnia. Zazwyczaj obliczenia wykonuje się w celu odciążenia obciążeń pionowych z naciskiem namoment zginający. Aby osiągnąć ten efekt wzmocnienia, płyty są sklejane wzdłuż linii działania momentu obciążenia. Jeśli chodzi o skład kleju, można zastosować polimerowe mieszanki budowlane, które będą również pełnić pomocnicze zadania zewnętrznego wzmocnienia konstrukcji, ochrony przed wilgocią i odpornością na ciepło - zestaw właściwości klejących będzie zależał od warunków jego użytkowania. Wśród zalet tej metody wyróżnia się brak zmian konstrukcyjnych w kolumnie, możliwość zdobienia pnia poprzez malowanie lameli oraz trwałość.
Zbrojenie słupów żelbetowych
W przypadku tego typu pni architektonicznych zaleca się stosowanie metod zbrojenia płaszczem stalowym. Ponieważ mówimy o masywnej konstrukcji o dużej masie, rama wzmacniająca musi ciasno pasować do konstrukcji słupa. Jednocześnie niepożądane jest przeciążanie wału łożyskowego, ponieważ prowadzi to do większego efektu zmęczenia mechanicznego nie tylko kolumny, ale także dolnej podłogi. Optymalne byłoby użycie stalowego klipsa z narożnikami na zaprawie cementowo-piaskowej. Podobnie jak w schemacie klasycznym, słupy żelbetowe są wzmocnione poprzecznymi paskami i wkładkami przejściowymi przyspawanymi do wewnętrznego zbrojenia szybu.
Przed spawaniem należy rozważyć jedną sztuczkę technologiczną. Eksperci zalecają podgrzanie pasków tapety do temperatury 100-120 ° C, a dopiero potem przystąpić do łączenia. Gdy element ostygnie jego wymiary zmniejszą się, co zapewni pozytywny efekt sprężania. Ponadto przy wzmacnianiu konstrukcji żelbetowych nie będzie zbyteczne stosowanie dodatkowychurządzenia bezpieczeństwa. Najwygodniej jest zamontować przekładki utworzone przez dwa narożniki kanałów. Połączone są z deskami i mocowane na zasadzie podparcia śrubami napinającymi.
Zbrojenie z podgrzewanymi zaciskami
Jeżeli słupy nie są poddawane dużym obciążeniom projektowym i nie wymagają znacznego wzmocnienia konstrukcji, można zastosować zoptymalizowaną technikę instalowania okładzin z taśmy stalowej. Okazuje się, że jest to rodzaj zacisków do spinania, które są montowane na całej wysokości pnia. Dzięki temu oszczędza się materiały budowlane wraz z armaturą, a konstrukcja słupa pozostaje nienaruszona. Złożoność technologiczna takiego rozwiązania polega na podgrzaniu metalowych taśm i prawidłowym zaciśnięciu kolumny. Teoretycznie klamry mogą służyć do wzmacniania słupów żelbetowych o przekroju okrągłym, prostokątnym i kwadratowym. Ale w każdym przypadku istnieje własny schemat zaciskania, dla którego wybierany jest odpowiedni sposób zaciskania paska.
Wykroje do nakładek są podgrzewane w piecowni lub palnikiem do ok. 300°C. Ponadto za pomocą specjalnego przyrządu lub zacisków konieczne jest ciasne ściśnięcie tułowia za pomocą zacisku we wcześniej ustalonej strefie. Po pewnym czasie od wiązania opaska ostygnie, a metal w wyniku obniżenia temperatury będzie jeszcze mocniej dociskał do powierzchni kolumny. Rezultatem jest nie tyle samodzielna rama wzmacniająca, co zbrojenie pomocnicze.
Wzmocnienie metalowych kolumn
W porównaniu do szybów żelbetowych, w całości z metalukonstrukcje wykluczają możliwość monolitycznej zabudowy konstrukcji za pomocą szkieletu lub muru betonowego. Dlatego coraz częściej wprowadzane są stężenia, dokręcenia, przekładki i urządzenia sprężające. Bardzo praktyczną i funkcjonalną opcją jest wzmocnienie słupa stalowego poprzez poszerzenie lub wzmocnienie buta konstrukcyjnego przylegającego do stropu lub fundamentu. Na dolnej kondygnacji dozwolona jest możliwość wykonania wylewki betonowej, co zwiększy stabilność pionową słupa.
Małe konstrukcje szybowe zaleca się wzmocnić elementami sprężonymi. W tym charakterze wykorzystywane są kratownice inwentarzowe i teleskopowe ze sztywnymi rozpórkami, których parametry można zmieniać w zależności od aktualnego obciążenia. Nawiasem mówiąc, takie wzmocnienie słupów żelbetowych będzie trudne ze względu na niewystarczającą sztywność konstrukcji, ale metalowe wały pozwalają na użycie narzędzi przeciskowych. Oznacza to, że użytkownik może zmienić wysokość i położenie konstrukcji poprzez klinowanie i łączenie za pomocą zacisków.
Szczeliny i rowkowane wgłębienia są wykonane w sekcjach nośnych w celu dodatkowego zabezpieczenia, a także montowane są ograniczające tymczasowe płyty z okrągłymi szczelinami do wzmocnienia. Następnie montuje się pręt zbrojeniowy i betonuje strefę nośną. Gdy wylewany jastrych nabierze wystarczającej wytrzymałości, pręt zbrojeniowy jest obciążany za pomocą kotew i śrub - można je wbudować w otwory od strony dolnych powierzchni. Okazuje się kapitalną metodą strukturalnego wzmocnienia kolumn,który jest używany tylko wtedy, gdy jest technicznie możliwa rekonstrukcja sąsiedniego terenu.
Wzmacnianie skompresowanych kolumn
Ekscentrycznie ściśnięte pnie są wzmocnione kombinacją środków technicznych, w tym bandażami wzmacniającymi, profilowanymi metalowymi narożnikami i poprzeczkami. Kompleksowe zbrojenie pozwala w tym przypadku zapewnić wymuszone odkształcenie i wzajemną współpracę elementów mocujących ze stropami. Oznacza to, że momenty obciążenia nie ulegają redystrybucji, ale są bezpośrednio przenoszone z górnej konstrukcji betonowej na dolną.
Podstawę systemu wzmacniającego tworzy kilka poprzecznych bandaży, które są przeplatane pojedynczymi wkładkami wzmacniającymi wykonanymi ze stali lub włókna węglowego. Ale jeśli zbrojenie kolumny za pomocą klatki żelbetowej zostanie wykonane z dodatkiem zaprawy piaskowo-cementowej, wówczas bandaż z nakładkami jest obliczany tylko dla łączników sprzętowych. W szczególności ten sam beton zastępuje się kotwieniem elementami podłużnymi przechodzącymi przez stropy. Główna trudność w montażu takiego systemu sprowadza się do konieczności zachowania symetrii osiowej podczas montażu podłużnych elementów chwytających i mocujących.
Wniosek
Charakter zastosowania tej lub innej metody wzmacniania pionowej konstrukcji architektonicznej będzie w dużej mierze zależał od cech części konstrukcji z nią związanych. Na przykład zbrojenie słupów żelbetowych pod dużymi obciążeniami może obejmować zarówno montaż metalowej ramy z rozprężaniem betonu, jak i montaż przekładek. Ale tylko jeśli pozwolimniejsza zakładka - ograniczenie może wynikać z przekroczenia projektowanej masy obciążenia. Takie ograniczenia stają się szczególnie dotkliwe w sytuacjach amplifikacji składów kolumn grupowych. Z reguły w takich przypadkach nie są dozwolone masywne i ciężkie ramy i jastrychy, a twórcy projektu technicznego stają przed zadaniem szczegółowego obliczenia urządzenia dodatkowych połączeń poprzez zintegrowanie sztywnych podpór sprężonych.
