Современные технологии ремонта и усиления каменных зданий

Описание принципов и правил реконструкции и реставрации существующих каменных зданий, для обеспечения их конструктивной надежности и долговечности. Традиционные методы восстановления и усиления отдельных конструктивных элементов зданий из каменной кладки.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Федеральное агентство по образованию

Вологодский Государственный Технический Университет

Кафедра ПГС

Контрольная работа

По дисциплине: «Реконструкция»

Студент: Грошева М.П.

Группа: ЗСП-51

Проверил: Казакова И.C.

Вологда 2011

Содержание

Введение

Традиционные методы восстановления и усиления отдельных конструктивных элементов зданий из каменной кладки

Современные технологии ремонта и усиления каменных зданий

Литература

Введение

Один из актуальных вопросов реконструкции и реставрации существующих каменных зданий - обеспечение их конструктивной надежности и долговечности. В отличие от железобетонных конструкций, в которых трещинообразованию препятствует арматура, каменная кладка весьма чувствительна к действию растягивающих и сдвиговых напряжений. Как результат, наиболее распространенным видом повреждений построек из камня является их растрескивание. Этот процесс, во-первых, негативно сказывается на комфорте жильцов, пользователей, арендаторов и т.п. Во-вторых, он может быть как следствием, так и причиной аварийного состояния сооружения целиком или его отдельной части. Кроме того, трещины, даже безопасные, снижают коммерческую ценность объекта, ухудшая его внешний и внутренний вид.

Особенно ощутимы последствия таких деструкций в зданиях исторической застройки с богатым рельефом фасадов и ценной внутренней отделкой стен, содержащей фрески, позолоту и прочие элементы интерьерного убранства.

В последнее время вследствие повсеместного строительства новых объектов вблизи старых каменных зданий и сооружений образование трещин в их кладке происходит ускоренными темпами. В подобных случаях наиболее опасным для архитектурного памятника становится близкое соседство с местами проведения работ нулевого цикла, вызывающих неизбежное изменение напряженно-деформационного состояния оснований фундаментов. Известны факты, когда в процессе устройства котлованов в непосредственной близости от существующих объектов последние не только растрескивались, но и обрушались.

Традиционные методы восстановления и усиления отдельных конструктивных элементов зданий из каменной кладки

Восстановление и усиление отдельных элементов зданий из каменной кладки (столбов, простенков, перемычек, участков перекрытий, отдельных участков стен и узлов их сопряжений) в зависимости от технического состояния кладки, установленного при обследовании, сводится к трем основным случаям:

1) Несущая способность кладки с учетом имеющихся ослаблений достаточна. Повреждения кладки незначительные, общее состояние кладки работоспособное, снижение несущей способности не более 15% от первоначальной.

В этом случае проведение конструктивных мероприятий по восстановлению не требуется. Имеющиеся трещины заделывают раствором.

2)Несущая способность кладки по расчету достаточна и усиления не требуется, но ослабление кладки превышает 1/3 первоначальной прочности, имеет место значительное расслоение кладки и большое количество трещин. Техническое состояние кладки оценивается, как ограниченно работоспособное.

В этом случае производится восстановление путем местной перекладки захваченного глубокими трещинами участка стен, мелкие трещины затирают раствором. При сквозных трещинах перекладка ведется по очереди с двух сторон на толщину половины кирпича с каждой стороны. Столбы и простенки оштукатуриваются по конструктивной сетке из арматурной стали диаметром 4-6мм с ячейками 15х15см.

3)Несущая способность каменных элементов недостаточна, их техническое состояние оценивается как недопустимое (неработоспособное), требуется выполнение усиления.

Одним из наиболее эффективных методов повышения несущей способности существующей каменной кладки является включение ее в обойму. В этом случае кладка работает в условиях ограничения поперечных деформаций, а при использовании напряженных поперечных элементов обоймы- в условиях всестороннего сжатия, что существенно повышает сопротивление кладки воздействию продольной силы.

Устройство обойм повышает несущую способность кладки в 1,25-2,5 раза при незначительных трудозатратах. Обоймами усиливают как отдельные конструктивные элементы (столбы, простенки) (рис. 1), так и участки стен, работающие на центральное и внецентренное сжатие (рис. 2).

Рис1. Усиление каменных конструкций устройством обоймы: а - стальной, при соотношении сторон сечении меньше 1:2; б - то же, при соотношении сторон сечения больше 1:2; в- железобетонной и растворной.1 - хомуты из круглой или полосовой стали; 2 - уголки; 3 - промежуточные вертикальные планки ил полосовой стали; 4 - стяжные болты; 5 - слои цементно-песчаного раствора; 6 - вертикальная арматура обоймы; 7 - сварные хомуты обоймы; 8 - растворная пли железобетонная обойма; 9 - усиливаемый каменный элемент; 10 - слой цементно-песчаного раствора.



Рис.2. Усиление стен обоймами: а - железобетонной; б - штукатурной предварительно-напряженной; 1 - усиливаемая стена; 2 - арматурные стержни d=10-14 мм; 3 - хомуты-связи d=10 мм; 4 - отверстия в стене; 5 - арматурные сетки, привязанные к арматурным стержням; 6 - бетон обоймы; 7 - стальные пластины с отверстиями для тяжей; 8 - тяжи-связи; 9 - арматурные стержни, приваренные к пластикам и попарно стянутые; 10 - сжимы; 11 - штукатурка из цементно-песчаного раствора

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

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

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

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

Стальная обойма состоит из вертикальных уголков, устанавливаемых на растворе по углам очищенного от штукатурного слоя 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 более 50 см (рис. 7.23, а, 6). Для включения обоймы в работу зазоры между кладкой и уголками зачеканиваются или инъецируются цементно-песчаным раствором. Стальная обойма должна быть защищена от коррозии слоем цементно-песчаного раствора толщиной 25-30 мм. Для надежного сцепления раствора стальные уголки закрываются металлической сеткой.

ПЕРЕЧЕНЬ ВЫПОЛНЯЕМЫХ ОПЕРАЦИЙ:

-Усиление кирпичных простенков состоит из следующих операций:

-Демонтаж оконных заполнений.

-Устройство временных креплений для снятия нагрузки от перекрытия над ремонтируемом простенком и передачи ее на перекрытие нижележащего этажа под балкой, опирающейся на ослабленный простенок.

-Отбивка штукатурки со всей поверхности подлежащего усилению простенка.

-Пробивка отбойными молотками борозд, отбивка четвертей при установке металлического каркаса Работы с отбойными молотками выполнять с осторожностью, непрерывно наблюдая за состоянием деформированных конструкций и временных креплений. При слабой (сильно деформированной) кладке пневматический инструмент для разборки не применять.

-Устанавливаем закладные детали. Устанавливаем металлические стойки из уголков разного сечения в проем вертикально по углам столба или простенка. Закрепляем их сваркой к закладным деталям

-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.

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, расстояние между этими связями в плане принимается не более 1 м и не более двух толщин стен, а по высоте -- не более 75 см.

При нарушении совместной работы продольных и 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.

Железобетонная обойма выполняется из бетона классов В12,5-В15 с армированием вертикальными стержнями и сварными хомутами. Расстояние между хомутами должно быть не более 15 см. Толщина обоймы назначается по расчету и принимается от 6 до 10 см (рис. 1, в; рис. 2, а)

Обойма из раствора армируется аналогично железобетонной, но вместо бетона арматура покрывается слоем цементно-песчаного раствора марок М50-М100 (рис. 1, в).

С увеличением размеров сечения (ширины) эле...