СПОСОБ УСИЛЕНИЯ КОЛОННЫ
COLUMN REINFORCING METHOD

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для усиления конструкций многоярусных колонн, заключенных в стальные обоймы.
Известен способ усиления железобетонной колонны, утратившей несущую способность при увеличении эксплуатационных нагрузок и наличии дефектов, путем устройства вокруг колонны, совместно работающей с перекрытием железобетонной обоймы с использованием съемных U-образных металлических обойм, при этом в перекрытии просверливают отверстия, в которые устанавливают арматурный каркас железобетонной обоймы, U-образные металлические обоймы стягивают между собой болтовым соединением с помощью фланцев и осуществляют бетонирование обоймы (патент РФ №81234, U1, дата приоритета 16.04.2008, дата публикации 10.03.2009, авторы Теряник В.В. и др., RU).
Недостатком известного способа является низкая его эффективность, обусловленная, во-первых, высокой материалоемкостью из-за выполнения железобетонной обоймы; во-вторых, низкой несущей способностью.
В качестве прототипа принят известный способ усиления колонны, включающий заключение ярусов колонны в стальные обоймы из вертикальных уголковых элементов, поперечных планок и горизонтальных опорных швеллеров, выполнение отверстий в перекрытии под элементы связи для соединения стальных обойм между собой в стыкуемых узлах между этажами, выполнение соединения с помощью элементов связи, пропущенных через выполненные в перекрытии отверстия, при этом в качестве связей используют болтовые соединения, скрепляющие опорные швеллеры, приваренные к обоймам (Онуфриев Н.М. Усиление железобетонных конструкций промышленных зданий и сооружений / Онуфриев Н.М. Л.: Стройиздат, Ленинградское отделение, 1965. - 342 с., рис.89 на стр.265, прототип).
Недостатками прототипа являются:
- высокие трудозатраты при скреплении обойм между этажами с помощью болтовых соединений, а также высокая металлоемкость и большое количество сборочных единиц;
- низкая несущая способность от действия изгибающего момента в связи с недостаточной жесткостью опорных швеллеров, используемых в горизонтальном положении для скрепления обойм;
- исключена возможность передачи на фундамент значительного изгибающего момента из-за отсутствия надежного соединения нижней обоймы с фундаментом.
Задачей изобретения является уменьшение металлоемкости, сокращение сборочных единиц, снижение трудоемкости, обеспечение возможности передачи на фундамент значительного изгибающего момента, а также увеличение несущей способности от действия изгибающего момента за счет применения более рациональной конструкции связи обойм между ярусами колонны и с фундаментом.
Для решения поставленной задачи в способе усиления колонны, включающем заключение ярусов колонны в стальные обоймы из вертикальных уголковых элементов, поперечных планок и горизонтальных опорных элементов, выполнение отверстий в перекрытии под элементы связи для соединения стальных обойм между собой в стыкуемых узлах между этажами, выполнение соединения с помощью элементов связи, пропущенных через выполненные в перекрытии отверстия, согласно изобретению, соединения обойм между этажами и соединение нижней обоймы с фундаментом выполняют сварными с помощью соединительных элементов, приближенных к вертикальным уголковым элементам и привариваемых к ним, а для выполнения жесткого соединения нижней обоймы с фундаментом используют анкерные стержни.
Согласно изобретению, соединительные элементы могут привариваться к вертикальным уголковым элементам с использованием дополнительных арматурных стержней или профилей металлопроката, не проходящих через отверстия в перекрытии.
Согласно изобретению, для крепления анкерных стержней к вертикальным уголковым элементам могут быть использованы дополнительные косынки.
На фиг.1 схематично изображена конструкция усиления колонны по предлагаемому способу, общий вид; на фиг.2 - узел I на фиг.1; на фиг.3 разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.5 - разрез В-В на фиг.3.
Способ усиления может быть реализован на колоннах, заключенных в стальные обоймы, выполненные из вертикальных уголковых элементов, поперечных планок и горизонтальных опорных элементов.
Способ усиления колонны по предлагаемому способу осуществляется следующим образом.
Ярусы колонны 1 заключают в стальные обоймы 2, содержащие вертикальные элементы уголкового профиля 3, поперечные планки 4 и горизонтальные опорные элементы в виде уголков 5. В перекрытии 6 просверливают максимально приближенные к вертикальным уголковым элементам 3 отверстия и пропускают через них арматурные стержни 7, которые используют в качестве связей для выполнения сварного соединения обойм между ярусами колонны. При этом сварные соединения выполняют либо непосредственным привариванием арматурных стержней 7 к вертикальным уголковым элементам 3, либо с использованием дополнительных накладных арматурных стержней 8 или профилей металлопроката, не проходящих через отверстия в перекрытии 6.
Для выполнения сварного соединения нижней обоймы с фундаментом в качестве связей используют анкерные стержни 9. При этом в теле фундамента 10, вблизи расположения вертикальных уголковых элементов 3, пробуривают отверстия 11, в которые на слое раствора устанавливают анкерные стержни 9. При выполнении их сварки с вертикальными уголковыми элементами 3 могут быть также использованы дополнительные арматурные стержни 8 или косынки.
При осуществлении способа достигается высокий технический результат, который проявляется в снижении трудозатрат при создании более рациональной и эффективной конструкции усиления многоярусной колонны, обладающей высокой жесткостью, высокой несущей способностью на действие изгибающего момента и способностью передачи значительного изгибающего момента на фундамент, а также имеющей низкую металлоемкость.
Указанный технический результат обусловлен конструктивными особенностями выполняемого усиления, а именно применением сварных соединений в стыкуемых узлах для связи обойм между этажами и связи нижней обоймы с фундаментом.
При этом по сравнению с выполнением болтовых соединений сокращается количество сборочных единиц, в результате чего снижается металлоемкость, так как для связей используют арматурные стержни, и, кроме этого, уменьшается трудоемкость выполнения сварного соединения в стыке между этажами.
Использование в сварном соединении арматурных стержней, пристыкованных к вертикальным уголковым элементам обойм, способствует повышению жесткости, а следовательно, и несущей способности узла стыка между ярусами и колонны в целом, так как центр тяжести стержней приближен к вертикальным уголковым элементам обойм.
Выполнение сварного соединения установленных в пробуренных в фундаменте отверстиях анкерных стержней с вертикальными уголковыми элементами нижней обоймы способствует передаче значительного изгибающего момента на фундамент.
Таким образом, предложенный способ усиления колонны по сравнению с прототипом имеет более высокий технический результат.