Реконструкція та ремонт будівель і споруд міського господарства

Підсилення ушкоджених кам'яних стовпів, пілястр і простінків необхідно здійсню-   вати шляхом влаштування ненапружуваних розчинових, залізобетонних і сталевих навісних обойм. Застосування розчинових обойм  у приміщеннях з підвищеною вологістю  не допускається. Навісними вважаються обойми, елементи яких, в основному, працюють у поперечному напрямку.

 Сталева обойма  складається з вертикальних кутиків,  що встановлюються на розчині  по кутах елемента, що підсилюється, і хомутів зі штабової сталі  чи круглих стержнів, приварених до кутиків. Відстань між хомутами повинна бути не більшою меншого розміру перерізу і не більше 0,5 м. Сталева обойма повинна бути захищена від корозії шаром цементного розчину товщиною 25 - 30 мм. Для надійного зчеплення розчину сталеві кутики закриваються металевою сіткою.

 

Залізобетонна обойма виконується  з бетону класу В 12,5 - В 15 з армуванням вертикальними стержнями і хомутами. Відстань між хомутами повинна бути не більше  150 мм. Товщина обойми призначається  з розрахунку і приймається від 60 до 100 мм.

Обойма  із розчину армується аналогічно залізобетонній, але замість бетону арматура покривається шаром цементного розчину марки не нижче М 100 товщиною 30 - 40 мм.

 Коли одна зі  сторін елемента, наприклад, стіна,  має значну довжину, то необхідно встановити додаткові внутрішні поперечні зв'язки (анкери), що пропускаються через кладку і розташовуються по довжині і висоті на відстанях не більше товщини стіни. Зв'язки

повинні бути надійно  закріплені.

Підвищення несучої  спроможності кам'яних стовпів, пілястр і простінків забезпечується шляхом включення їх у попередньо напружені сталеві обойми. Створення зусиль попереднього напруження в поперечних хомутах і поздовжніх кутиках обойм слід виконувати механічним способом, що дозволяє проводити контроль зусиль, що розвиваються.

Збільшення несучої  спроможності стиснутих і позацентрово стиснутих кам'яних конструкцій  необхідно виконувати шляхом влаштування  одно- чи двосторонніх нарощувань або  сорочок, влаштування залізобетонних та металевих обойм.

       Підсилення стін виконується одно- чи двосторонніми нарощуваннями з залізо- бетону або армованим розчином. Залізобетонні нарощування необхідно виконувати з важкого чи легкого бетону класу В 7,5 - В 15, армованого сітками. Товщина стінок визначається розрахунком і повинна бути не менше 40 мм при торкретуванні і 80 ¸ 120мм - при бетонуванні в опалубці з вібруванням.

Спільна робота кладки стін з конструкціями підсилення забезпечується встановленням розрахункових металевих  анкерів діаметром від 12 до 20 мм, що закладаються в кладку на глибину в стиснутій зоні не менше 120 мм і встановлюються із кроком від 500 до 1000 мм.  Арматурні сітки необхідно розташовувати на відстані від 20 до ЗО мм від поверхні стіни з допомогою фіксаторів і кріпити їх притискними шайбами до анкерних стержнів. Для влаштування нарощування з армованого розчинового шару треба застосовувати цементний рочин марки не нижче М 100.

     Підвищення жорсткості стін у будинків в цілому досягають введенням у опорні кістяки вертикальних елементів у вигляді ребер, пілястр, колон (стояків), у тому числі з розрахунковим армуванням; горизонтальних елементів у вигляді поверхових поясів у різних

рівнях, з'єднаних із кладкою  або іншими конструктивами кістяків. За необхідності для вертикальних або горизонтальних елементів слід влаштовувати попередньо напружувані тяжі або стержні. Крім того, підвищення жорсткості стін може бути досягнуто шляхом встановлення  металевих колон, з'єднаних із кладкою анкерами або влаштуванням комплексних конструкцій.

 

        Необхідність забезпечення просторової жорсткості чи підсилення стін кам'яних будинків (споруд), як правило, виникає при експлуатації будинків і споруд в умовах з нерівномірним осіданням основ: просадні основи, підроблювані території, карстові райони. Конкретні конструктивні схеми підвищення просторової жорсткості чи підсилення треба призначати відповідно до фактичних схем деформування будинків.

      Забезпечення просторової жорсткості чи підсилення стін, розділених на блоки тріщинами, виконується з допомогою попередньо напружених металевих тяжів, поверхових поясів, які виконуються за принципом зовнішнього армування, і поверхових поясів, що встановлюються у штрабі.

У залежності від величин  навантажень і впливів підроблюваної  чи просадної основи, конструктивних особливостей кістяка застосовуються різні варіанти підсилення за принципом зовнішнього армування.

      Підсилення стін, розділених на клиноподібні блоки похилими тріщинами, що сходяться в середній частині на рівні карниза або фундаментів, треба здійснювати шляхом влаштування одно- чи двостороннього нарощування у вигляді армованого розчину; влаштування по простінках вертикальних елементів зовнішнього армування, що nepepiзaють похилі тріщини; ін'єктування похилих тріщин полімерцементними розчинами з одночасним улаштуванням залізобетонних нарощувань на стінах підвалів і фундаментів.

         Елементи підсилення необхідно розраховувати на вплив сил, що перерізують і виникають у стінах від впливу нерівномірних переміщень основи

       Підсилення стін, розділених на вертикальні блоки похилими чи вертикальними тріщинами згинального характеру за рахунок перекосу прорізів по вертикальному стовпу, рекомендується виконувати шляхом улаштування одно- чи двосторонніх залізобетонних нарощувань переважно на стінах підвалів і фундаментів.

         Конструкції підсилення розраховуються на дію поперечної сили в перерізі стіни по вертикальному стовпу від нерівномірних переміщень основи. У залежності від особливостей кістяка допускається частину поперечної сили (10-40 %) сприймати підсиленням перемичкових і підвіконних частин стіни в перекошеному прорізі, наприклад, за рахунок армованої розчинової сорочки.

 Підсилення стін, розділених  на горизонтальні блоки похилими  чи горизонтальними тріщинами  згинального характеру за рахунок перекосу прорізів по горизонталі на рівні поверху, необхідно виконувати шляхом:

- влаштування контрфорсів  у площині підсилюваної стіни  на окремих фундаментах;

- підсилення простінків  металевими обоймами, зв'язаними  в площині стіни вертикальними  і горизонтальними елементами;

- зменшення прорізу  стіни, наприклад, заповненням  частини прорізів твердим матеріалом.

 

Конструкції підсилення повинні бути розраховані на дію  горизонтальних навантажень, наприклад, від крену будинку, динамічних чи сейсмічних впливів тощо.

Підсилення стін, розділених на блоки системою похилих тріщин, що перетинаються, необхідно виконувати шляхом двостороннього нарощування з армованого розчину. При цьому арматурні вироби необхідно фіксувати і кріпити до металевих анкерів, що закладаються на всю товщину стіни з кроком не більше 0,6 м. Конструкції підсилення розраховуються на динамічні впливи, що слугували причиною руйнування стіни, наприклад, від роботи технологічного устаткування, важкого транспорту, вибухів у кар'єрах тощо.

Стіни, що мають локальне поздовжнє розшарування кладки в поздовжній площині, можуть бути підсилені шляхом стягування в поперечному напрямку наскрізними стержнями діаметром не менше 16 мм, закріпленими з обох кінців. Кріплення з боку, де товщина відокремленого шару дорівнює або більша 0,25м, слід виконувати з допомогою шайб, а  з боку, де товщина шару, що відокремився, менша 0,25 м - за поздовжні нерівнобічні кутики N 5,6/3,6 (велика полиця прилягає до стіни). Тріщини повинні бути забиті ін'єкцією цементно-полістирольного розчину. Крок стержнів визначається в межах 0,4 - 0 ,6 м, але не більше товщини стіни.

Елементи обойми повинні  розраховуватися на бічний тиск кладки, прийнятий з коефіцієнтом бічного  тиску 0,8. Вертикальні навантаження на зруйновані простінки визначаються з розрахунку будинку як системи на основі, що деформується, на особливе поєднання навантажень, що включає нерівномірні вимушені переміщення фундаментів.

У місцях відсутності  перев'язки чи утворення вертикальних тріщин у місцях примикань і пересікань несучих стін треба встановити напружувані анкери зі стержнів діаметром 20 - 24 мм, довжиною не менше 1,5 м . Анкери закріплюються в поперечних стінах з допомогою відрізків кутиків чи швелерів. Тріщини або зазори повинні бути закладені цементним розчином. Штрабу після установки зв'язків треба облицювати цеглою. За необхідності додатково в горизонтальні шви можуть установлюватися через 3-4 ряди кладки протизсувні пластини товщиною 6-10 мм.

Ушкоджені тріщинами  чи зруйновані рядові або клинчасті  перемички підлягають перекладанню чи підсиленню.

Підсилення перемичок  виконується з використанням  кутиків, установлюваних на опорах у  швах кладки. Між собою кутики необхідно  з'єднувати планками на зварюванні в  кутах прорізу і з кроком не більше 0,4 м по довжині прорізу. Довжина закладення і переріз кутиків визначаютьcя розрахунком.

Підсилення  ділянок стін при зминанні чи сколюванні кладки біля опорних частин перемичок (ригелів) може виконуватися шляхом:

- введення в стару  кладку сталевих чи залізобетонних  розподільних подушок;

- заміни старої кладки  на зруйнованих ділянках на  глибину опори перемички (ригеля) і на ширину не менше 0,25 м  новою цегляною кладкою;

- хомутами або влаштуванням  залізобетонних чи сталевих стояків,  які підводяться під опори  перемичок (ригелів).

Зв'язок залізобетонного стояка з цегляною стіною необхідно забезпечувати сталевими анкерами і заповненням при бетонуванні розчищених на глибину 20 - 30 мм горизонтальних швів у кладці.

Кріплення вертикальних металевих кутиків необхідно  здійснювати з допомогою планок товщиною 8-10 мм, шириною 80-100 мм, центрувальних пластин і шпильок або стяжних болтів, розташованих із кроком не більше товщини стіни.

При влаштуванні прорізів у стінах у залежності від необхідних прогонів, товщини стін і величин  діючих навантажень конструкція перемичок приймається з парних кутиків (при прогоні до 1,5 м) або швелерів, розташованих у штрабах, а також металевими замкненими рамами.

Перерізи елементів, розміри  площадок опертя, необхідність установки  хомутів в опорах визначаються розрахунком.

Підсилення аркових  великопрогонових перемичок, що спираються на цегляні  стовпи чи простінки  і ушкоджені тріщинами, необхідно  виконувати ін'єктуванням  тріщин і  влаштуванням конструкцій підсилення у вигляді обрамлень (металевих  чи залізобетонних). У разі потреби в конструкцію підсилення можуть бути включені тверді розпірки чи затяжки,  розташовані на рівні п'ят перемичок.

При влаштуванні  додаткових прорізів у несучих цегляних стінах необхідно керуватися  наступними правилами:

- додаткові прорізи  слід, за можливості, розташовувати в одному вертикальному ряді з існуючими;

- розширення існуючих  прорізів доцільно виконувати  симетрично від осі прорізу;

- необхідно уникати  розміщення додаткових прорізів  у простінках між суміжними  верти-кальними рядами прорізів;

- у глухих стінах  прорізи доцільно виконувати  в середній їх частині;

- при значних прогонах  прорізів обрамлення доцільно  виконувати у вигляді замкнутих  рамок.

При декількох прорізах слід зазначити послідовність їх влаштування.

 

                Розрахунок конструкцій підсилення

 

 Розрахунки з підсилення  кам'яних і армокам'яних елементів  необхідно проводити за фактичною  міцністю всіх матеріалів несучого  кістяка, що беруть участь у  роботі ( цегли, розчину, бетону  і сталі) у розтягнутій і  стиснутій зонах. При цьому треба враховувати усі фактори, що знижують характеристики міцності і жорсткості стін (тріщини, місцеві дефекти, відхилення стін від вертикалі, ексцентриситети навантажень у площині і з площини стін, по- рушення зв'язків між несучими конструкціями, зміщення плит покриттів, перемичок, прогонів, кроквяних конструкцій).

 

Конструктивні форми  і варіанти підсилення повинні відповідати  раціональному й архіте-ктурно-естетичному  розташуванню всіх додаткових елементів  на деформованому несучому  кістяку  за умов максимального розрахункового використання міцності і жорсткості його габа- ритів, розрахункових перерізів, опорних зон і зв'язків.

При цьому додаткові  елементи підсилення необхідно втягувати  в спільну роботу зі сті- нами з  урахуванням мінімальної концентрації напружень у місцях взаємодії.

Додаткові елементи підсилення повинні відповідати вимогам  довговічної експлуатації  за умов захисту від корозії за СНіП 2.03.11.

 Розрахунковий опір  кладки приймається відповідно  до 3.1 - 3.18 СНіП ІІ - 22 на основі висновку про технічний стан будівельних конструкцій об'єкта.

Початковий модуль деформації кладки E_ms,o приймається відповідно до 3.20 CНіП ІІ-22.

Модуль деформації кладки E_ms визначається в залежності від величини діючого нантаження відповідно до 3.22 СНіП ІІ-22 чи за формулою

 

              Е_ms=Е_ms,0(1–N_se /(1,1R_uA_ms)),                                                (3.1)

 

де  N_se – розрахункове навантаження, МН;

   R_u   – тимчасовий опір стиску кладки, МПа;

   A_ms – площа перерізу кладки, м².

 Деформації повзучості  кам'яної кладки необхідно враховувати  при її віці до 5 років згідно  з  3.23-3.24 СНіП ІІ-22.

Значення зміщень, здимання стін чи зовнішніх шарів, кренів повинні  прийматися за даними інструментальних вимірів, а у випадку подальшого осідання - за даними прогнозованих осідань. Розрахункові довжини стін, простінків, стовпів визначаються з урахуванням їх закріплення з перекриттями, поперечними стінами чи каркасом будинку. Точками закріплення вважаються наявні зв'язки, при цьому враховується поділ стін тріщинами на даній ділянці на окремі відсіки і технічний стан зв'язок.