ООО "КСБ"

Проектирование усиления строительных конструкций

Компания ООО»КСБ» занимается разработкой проектных решений по усилению и восстановлению строительных конструкций в Санкт-Петербурге и Ленинградской области. Мы являемся членом Ассоциации Проектировщиков «Архитектурные Решения» (АП«АР»)

Стоимость услуги договорная

Срок выполнения работ от 5 до 30 рабочих дней

Работы по усилению и восстановлению строительных конструкций могут выполнятся комплексно для всего здания (сооружения) или локально для отдельных конструкций. 

Когда необходимо выполнять усиление строительных конструкций?

Усиление и восстановление конструкций проводят в случаях недостаточной несущей способности конструкции, которая возникает при повреждении конструктивного элемента вследствие внешнего воздействия (коррозия, механические повреждения и т. д.), либо при увеличении нагрузки на элемент (установка тяжелого оборудования, изменения назначения помещения и т.д.). Для определения несущей способности конструкции и оценке технического состояния перед проведением работ по усилению выполняется техническое обследование конструкции.

Методы усиления несущих строительных конструкций

В атласе схем и чертежей Мальганова А. С. «Усиление железобетонных и каменных конструкций» представлено более 500 способов усиления различных конструкций (плит, стен, балок, колон, ферм, оболочек и т.д.) которые могут быть использованы при реконструкции и ремонтно-восстановительных работах. Все эти способы можно разделить на четыре метода.

Метод 1 – Разгружение конструкции (полное или частичное)

Повышение первоначальной несущей способности конструкций на отдельных участках относительно просто достигается с помощью специальных разгружающих конструкций. Они устраиваются таким образом, чтобы принять непосредственно на себя увеличивающиеся нагрузки и передать на конструкции здания способные их воспринять. Чаще всего способ применяется для перекрытий и покрытий здания. Такие конструкции представляют собой систему балок передающих увеличенную нагрузку на опоры (новые или существующие) обладающие достаточной несущей способностью.

Метод 2 – Увеличение несущей способности путем увеличения расчетного сечения элемента

Достигается увеличение сечения устройством обойм, рубашек, и односторонних наращиваний. Одностороннее наращивание представляет собой увеличение сечения с одной стороны, рубашка с трех сторон, а обойма предполагает наращивание с четырех сторон.

Метод 3 – Изменение первоначальной расчетной схемы.

Усиление изгибаемых элементов посредствам дополнительных жестких опор относится к изменению первоначальной конструктивной схемы элемента. Этот способ усиления достаточно эффективен, так как он позволяет увеличить первоначальную несущую способность конструкций в 2-3 раза и может быть использована при усилении балок перекрытий, ригелей рам. Новые дополнительные опоры устраиваются в пролетах изгибаемых элементов, за счет чего последние начинают работать с уменьшенным пролетом, в результате чего сильно возрастает их первоначальная несущая способность. В гражданском строительстве введение дополнительных опор широко нашло свое применение в усилении перекрытий над подвалом или техническим подпольем. К положительной стороне этого метода следует отнести относительную простоту выполнения связанную с отсутствие капитальных работ по всему фронту усиливаемого элемента. Отрицательной стороной методики с применением дополнительных опор является уменьшение полезного объема помещения за счет установки элементов усиления.

Метод 4 – Изменение напряженно-деформированного состояния.

Широкое распространение получили способы, основанные на включении в усиливаемый железобетонный элемент дополнительных предварительно-напряженных металлических стержней, что меняет его напряженное состояние и сечение. Довольно простым является усиление железобетонных балок при помощи добавочной предварительно-напряженной арматуры. Она может быть как горизонтальной, так и шпренгельной. В результате установки дополнительной арматуры с предварительным напряжением меняется напряженно-деформированное состояние усиливаемой балки. Предварительное напряжение надежно включает дополнительную арматуру в работу, и балка в дальнейшем может рассматриваться как железобетонная изгибаемая конструкция с увеличенной площадью арматуры и с изменившейся рабочей высотой

Материалы, применяемые при усилении конструкций

При усилении конструкций предпочтение отдается способам, связанным с применение стали и бетона. Популярность этих материалов обусловлена их надежностью и эффективностью доказанной на протяжении ХХ века. Кроме того эти материалы имеют широкую доступность на территории всей страны.
Наиболее распространенным материалом при усилении строительных конструкций является металл. Металлопрокат походит для усиления как каменных и железобетонных конструкций, так и деревянных.
При усилении бетонных, железобетонных и каменных конструкций возможно увеличение поперечного сечения элемента бетоном и железобетоном. Устройство обойм, рубашек и одностороннего наращивания при одновременном дополнительном армировании получило значительное распространение. Эти методы универсальны, они применимы как для усиления, так и для восстановления бетонных и железобетонных конструкций.
Плюсами усиления металлопрокатом является:
  • незначительное увеличение сечения при усилении методом увеличения сечения;
  • сжатые сроки производства работ;
  • минимум “мокрых” процессов;
  • доступность строительных материалов;
  • широкая номенклатура сортамента позволяет рационально подобрать сечение.
Минусами усиления металлопрокатом являются:
  • сложность в изготовлении при сложных архитектурных формах;
  • необходимость обеспечения антикоррозийной и огнезащиты.
Плюсами усиления железобетоном является:
  • относительная дешевизна усиления;
  • возможность усиления конструкций сложной формы;
  • доступность строительных материалов.
Минусами усиления железобетоном являются:
  • увеличение сечения усиляемого элемента;
  • большое количество “мокрых” процессов;
  • необходимо время для набора прочности бетона;
  • высокая трудоемкость связанная.
Все чаще находят применение усиления из современных композитных материалов. В 2014 в силу вступили правила по проектированию и усилению железобетонных конструкций путем устройства системы внешнего армирования композитными материалами из термореактивных адгезивов, армированных углеродными или стеклянными волокнами. В 2017 выпущен свод правил распространяющийся на проектирование конструкций из бетона, армированных композитной полимерной арматурой на основе углеродных, арамидных, базальтовых или стеклянных волокон, что вносит ясность в проектирование усилений из этих композитов. Но усиления композитными материалами не получают широкого распространения ввиду высокой стоимости и отсутствия достаточного количества квалифицированных специалистов на рынке труда для выполнения работ. Перед усилением композитными материалами поверхность необходимо тщательно подготовить: очистить от пыли, масел, выровнять сколы и повреждения, просушить. Важным моментом в усилении является сцепление клеящего состава с композитным материалом и усиляемой конструкцией. Для конструкций, эксплуатируемых в условиях переменной влажности, следует предусматривать возможность миграции паров из тела бетона для наилучшего качества сцепления бетона с полимером. Необходимо исключать попадания на систему прямых солнечных лучей, в том числе путем устройства защитного слоя, так как солнечные лучи вызываю старение полимера. На данный момент надежность и долговечность усилений из композитных материалов окончательно не подтверждена в силу недавнего их использования.

Выбор способа усиления конструкций и материала

Способ усиления следует выбирать индивидуально в каждом конкретном случае. Критериями выбора могут служить следующие показатели: трудоемкость, стоимость, техническая целесообразность, конструктивные особенности здания, сроки проведения работ и т.д. В настоящее время одним из самых популярных материалов для усиления строительных конструкций является сталь. Достаточно большая номенклатура металлопроката в действующих сортаментах позволяет рационально подобрать элементы усиления. В отличие от железобетона, усиление металлом имеет меньшую трудоемкость и меньшие затраты времени. И хотя сегодня все чаще находят применение усиления из современных композитных материалов, долговечность и надежность таких усилений в данный момент достаточно не изучена. Они не получают широкого распространения ввиду высокой стоимости и отсутствия достаточного количества квалифицированных специалистов для выполнения работ.

Этапы разработки технических решений по усилению.

Перед разработкой проекта усиления необходимо выполнить обследование технического состояния строительных конструкций. В ходе обследования выявляются дефекты и повреждения конструкций, определяется реальная конструктивная схема здания, прочностные характеристики материалов усиляемой конструкции, выполняется сбор нагрузок и поверочный расчет конструкции. По результатам полученных данных подбирается рациональный метод усиления и выбирается материал конструкций усиления.

Выбор подрядчика для разработки проекта усиления

Проектирование усилений тесно связано с обследованием конструкции. От качества проведенного обследования зависит рациональность и эффективность выбора метода усиления. Наша компания не редко отказывается от разработки проекта без проведения дополнительного обследования строительных конструкций, в случаях, когда предыдущее обследование выполнила сторонняя организация, так как полнота  проведенной работы не отвечает поставленной задаче или качество работы оставляет желать лучшего. По этой причине разработку проекта усиления и обследование конструкций лучше выполнять силами одной организации. Подрядчик, разрабатывающий проект должен быть членом СРО проектировщиков и членом СРО изыскателей. Для разработки проекта, который возможно реализовать на объекте, лучше выбирать организации с опытом проектирования усилений.

Разработанные проекты