УСИЛЕНИЕ СТЫКОВ, СОПРЯЖЕНИЙ, ОПОР КОНСТРУКЦИЙ

  Под опорами балок, ригелей, лестничных площадок, перемычек и т.п. конструкций возникают напряжения смятия в ниже расположенных элементах – стенах, простенках, колоннах. При перегрузке опорных площадок усиление выполняют одним из двух способов: уменьшают напряжения смятия или повышают прочность материала (бетона, каменной кладки) на смятие. В первом случае часть нагрузки передают на дополнительные опоры – например, в виде стальных стоек, закрепленных от потери устойчивости (рис. 1, а). Чтобы дополнительная опора включилась в работу, нужно не только устранить зазор между опорными поверхностями, но еще и временно снять соответствующую часть нагрузки с существующей опоры. Если сделать это невозможно, то дополнительную опору следует выполнять преднапряженной. Во втором случае усиливают верхние части (оголовки) колонн и простенков стальными (реже железобетонными) обоймами с предварительным напряжением хомутов (рис. 1, б).

Усиление опор
Рис.1. Усиление опор: а - стальными стойками, б - преднапряжёнными хомутами.

  Усилить консоль – это значит уменьшить напряжения в ее горизонтальной растянутой арматуре и увеличить несущую способность наклонной сжатой полосы бетона. Наиболее простой и надежный способ решения этой задачи – усиление стальной обоймой с предварительно напряженными горизонтальными хомутами. Хомуты, сжимая консоль по горизонтали, во-первых, частично разгружают рабочую арматуру, во-вторых, повышают прочность сжатого бетона и, в-третьих, сами являются дополнительной рабочей арматурой (при увеличении нагрузки после усиления). Как установлено экспериментальными исследованиями, за счет обжатия несущая способность консоли на действие поперечной силы (опорного давления) возрастает на величину 0,7Nsp, где Nsp – суммарное усилие преднапряжения хомутов. Предварительное напряжение хомутов можно создать затягиванием гаек (рис. 2), попарным их стягиванием (рис. 1, б) или электронагревом.

Усиление консоли колонны
Рис.2. Усиление консоли колонны.

  Во избежание обрушения конструкций (балок, ригелей, плит) необходимо увеличить площадь их опоры. При опирании конструкций на стены или непосредственно на колонны (а не на их консоли), можно использовать схему, показанную на рис. 1, а. При опирании плит на ригели (балки, фермы) и ригелей на консоли колонн наибольшее распространение ввиду своей простоты и ясности расчетной схемы нашло "коромысло" – небольшая стальная балка, к концам которой подвешены дополнительные опоры из уголков или швеллеров (рис. 3). Такая конструкция является не только противоаварийной, но и разгружающей, т.к. при затягивании гаек происходит предварительное напряжение подвесок, а вместе с этим и частичное разгружение существующих опор. Этим же способом можно подкреплять и плиты перекрытий, опирающиеся на внутренние стены с двух сторон. При опирании железобетонных конструкций только с одной стороны усиление выглядит несколько сложнее: дополнительную опору подвешивают к наклонным или отогнутым подвескам, которые закрепляют на более мощной конструкции – колонне (при усилении опор ригеля), ригеле (при усилении опор плиты) и т. п.

Усиление увеличением площади опоры
Рис.3. Усиление увеличением площади опоры.

  При "сухом" контакте усилие (давление) передается не на всю поверхность, а на отдельные выступы и неровности, всегда имеющиеся на поверхности не только бетона, но и прокатного (не фрезерованного) металла. В результате больших местных напряжений эти выступы сминаются и стык становится податливым. Подстилающий слой раствора выравнивает поверхности и позволяет распределить усилие по всей площади контакта, т. е. выровнять контактные напряжения. Но слой раствора должен быть очень тонким, что обычно достигается сильным прижатием стальной опорной площадки, в результате которого лишний раствор выдавливается. При толстом слое раствор превращается в самостоятельный несущий элемент, относительно низкая прочность которого определяет и прочность всего стыка.