- регулирование напряжений;
- установка добавочных конструкций или рабочих элементов без изменения схемы работы усиливаемых конструкций (установка новых конструкций; крепление к деревянным элементам усиливающих накладок или прокладок; постановка параллельно растянутому элементу стяжных хомутов или стальных тяжей; установка в узлах деревянных конструкций дополнительного количества болтов или гвоздей);
- упрочнение и водозащита конструкций за счёт инъектирования трещин и пористых объёмов.
Каждый из этих способов может применяться самостоятельно или в комбинации с другим.
5.3.2 При установке новых несущих конструкций для уменьшения нагрузки на существующие конструкции или при замене конструкций, находящихся в неремонтнопригодном состоянии, особенно в зданиях химических производств, следует использовать клееные деревянные конструкции, проектирование которых ведут согласно СНиП II-25.
Клееные балки, рамы и арки проектируют с симметричным или несимметричным армированием арматурой класса A-III.
Симметричное армирование балок в сжатой и растянутой зонах позволяет умень- шить их массу до 40% при коэффициенте армирования от 0,01 до 0,03 и расчёте по прочно- сти. В балках, сечение которых определяется условием жёсткости, армирование нецелесообразно.
Несимметричное армирование балок арматурой класса A-III менее эффективно и по- зволяет снизить массу балки всего до 17%.
5.4 Усиление конструкций
5.4.1 Выбор способа усиления балок и ферм определяют:
- условиями опирания на несущую конструкцию элементов перекрытий или покрытий (для балки - на уровне верхней или нижней кромки, для фермы - на уровне верхнего или нижнего пояса);
- возможностью увеличения строительной высоты несущей конструкции и наличием пространства для размещения элементов усиления;
- возможностью выполнения работ без остановки производства или во время техно- логических перерывов;
- технологическими возможностями изготовления и монтажа элементов усиления.
5.4.2 При усилении конструкций путём увеличения поперечного сечения следует:
- обеспечить надёжную совместную работу элементов усиления и усиливаемой кон- струкции;
- обеспечить технологичность производства работ по усилению, в частности, доступ- ность к узлам, стыкам и т.п.
5.4.3 При усилении конструкций путём изменения конструктивной схемы следует:
- учитывать перераспределение усилий в конструкциях, элементах, узлах, а также в опорах, включая дополнительные проверки фундаментов;
- учитывать разность температур, если существующие и новые конструкции могут эксплуатироваться в разных температурных режимах;
- предусматривать в конструктивных решениях элементов и узлов возможность ком- пенсации несовпадения размеров существующих и новых конструкций.
5.4.4 Усиление конструкций путем регулирования напряжений позволяет уменьшить усилия, действующие в конструкции. Преимущество его состоит также в том, что усиление может производиться без разгрузки и остановки технологического процесса.
5.4.5 При усилении балок путём увеличения сечения наиболее рациональными яв- ляются двусторонние симметричные или близкие к симметричным схемы усиления с распо- ложением элементов усиления по возможности дальше от центра тяжести поперечного се- чения балки.
При наличии в балках значительных усушечных трещин, что может стать причиной скалывания древесины у опор, их следует проверять расчётом с учётом фактического ос- лабления трещинами.
В случае необходимости производят усиление парными дощатыми накладками на гвоздях.
При высоте балок более 25 см их усиление следует выполнять перекрестной обшив- кой из двух слоев досок или обшивкой склеенными по длине листами фанеры. Забивку гвоз- дей при этом следует производить после разгрузки усиливаемой балки.
Толщину досок или фанеры и количество гвоздей определяют исходя из возможно- сти полного расслоения балки по плоскости расположения трещин.
5.4.6 При усилении стропильных ферм увеличением сечения стержней следует обес- печить центровку в узлах ферм.
При усилении стропильных ферм изменением конструктивной схемы обычно требу- ется и усиление отдельных стержней за счёт увеличения их сечений.
Установка шпренгелей к верхнему поясу фермы уменьшает расчётные длины эле- ментов верхнего пояса в плоскости фермы, но не влияет на их устойчивость из плоскости фермы. При этом следует проверить необходимость усиления растянутых стержней нижнего пояса фермы.
Превращение разрезных стропильных ферм в неразрезные усилением стыков на опорах требует разборки кровли. Эту схему усиления целесообразно использовать при трех и более пролётах.
При наличии фонаря по среднему ряду колонн его элементы могут быть включены в совместную работу с фермами. Такое решение, как правило, требует усиления стоек и раскосов фонаря. Его эффективность зависит от относительной ширины фонаря.
Усиление ферм одно- или двухстоечным шпренгелем, а также усиление затяжкой по нижнему поясу целесообразно при использовании растянутых элементов из металла.
5.4.7 Усиление колонн и стоек следует выполнять при значительном увеличении нагрузок в случае существенного износа или при значительных локальных повреждениях. Ввиду сложности разгрузки колонн их усиление обычно выполняют под нагрузкой, что в основном определяет выбор способа усиления.
Для снижения продольных усилий в колоннах целесообразно использовать дополнительно стойки и подкосы.
Для усиления колонн и стоек следует применять предварительно напряжённые шпренгельные системы, основным назначением которых является уменьшение расчётной длины сжатых элементов конструкций и увеличение момента инерции колонны или стойки в целом. При этом следует учитывать дополнительные сжимающие напряжения, создаваемые гибкими предварительно напряжёнными элементами шпренгеля.
При усилении колонн и стоек целесообразно использовать приёмы регулирования усилий с частичной разгрузкой усиливаемого элемента и одновременным увеличением расчётного сечения.
5.4.8 При усилении колонн и стоек увеличением сечений используют симметричные и несимметричные схемы усиления.
При усилении центрально сжатых колонн и стоек следует использовать симметрич- ные схемы усиления или схемы, обеспечивающие минимальное смещение центра тяжести усиленного сечения от линии действия сжимающих усилий.
При усилении внецентренно сжатых колонн с преобладающими моментами одного знака целесообразно использовать несимметричную схему усиления со смещением центра тяжести усиленного сечения в сторону действия момента.
5.4.9 При усилении колонн в высоких однопролётных зданиях с кровлей малой жёст-кости (например, из волнистых листов асбофанеры) целесообразно устанавливать продоль-ные связи по нижним поясам ферм для использования эффекта пространственной работы. Этот приём рекомендуется для относительно коротких зданий с жёсткими торцами.
При выборе способа усиления колонн следует учитывать условия, затрудняющие производство работ: устройство подмостей; устройство элементов усиления; разборку стеновых ограждений при усилении колонн крайних рядов.
Усиление колонн возможно за счёт уменьшения их расчётной длины.
Расчётная длина колонн в направлении из плоскости рамы может быть уменьшена постановкой дополнительных распорок, соединённых с узлами связей по колоннам, а в плоскости рамы - установкой подкосов.
5.4.10 Упрочнение и защиту конструкций за счёт омоноличивания следует осуществ-лять инъектированием полимерных клеящих составов и пропиткой глубокопроникающими полимерными (полиуретановыми, акриловыми, силиконовыми) составами.
5.5 Расчёт конструкций усиления
5.5.1 Расчётная схема конструкций должна отражать условия их работы и фактиче- ское состояние, установленные по данным обследований. В необходимых случаях следует
выполнять расчёт с использованием нескольких вариантов расчётных схем и распределе- ния жёсткостей, а также учитывать прогнозируемый износ.
5.5.2 Расчёт конструкций выполняют в соответствии со СНиП II-25 и разделом 10 СНиП 2.01.07 только для тех частей зданий и сооружений, на которые влияют изменение режима эксплуатации, дефекты и повреждения.
5.5.3 Для конструкций, не имеющих дефектов и повреждений, при изменении режима эксплуатации следует проверять их несущую способность, а при изменении только нагрузок без изменения схемы их приложения, допускается ограничиться сопоставлением их значе- ний с приведенными в первоначальной технической документации.
В случае превышения величины нагрузок над проектными следует сопоставить уси- лия от них с фактической несущей способностью.
5.5.4 При расчёте конструкций, усиление которых выполняют под нагрузкой, следует учитывать напряжения, существующие в сохраняемых конструкциях в момент усиления, и последовательность включения в работу дополнительных конструкций, деталей усиления и раскрепления.
5.5.5 При расчёте элементов усиливаемых под нагрузкой на устойчивость и дефор-мативность следует учитывать их начальные и дополнительные деформации, возникающие на стадии усиления.
Конструкции усиления и методы его выполнения должны предусматривать меры по снижению нежелательных дополнительных деформаций элементов в процессе усиления.
5.5.6 Расчётную схему конструкции, сооружения или здания в целом принимают с учётом особенностей их действительной работы, в том числе с учётом фактических отклонений геометрической формы, размеров, сечений, условий закрепления и выполнения узлов сопряжения элементов.
Поверочные расчёты элементов конструкций и их соединений выполняют с учётом обнаруженных дефектов и повреждений, коррозионного и иного износов, фактических усло- вий сопряжения и опирания.
5.5.7 Конструкции, не удовлетворяющие требованиям по прочности и деформативно- сти действующих норм, следует усиливать или заменять.
5.5.8 Несущая способность конструкций в процессе выполнения работ по усилению должна обеспечиваться с учётом влияния ослаблений сечений дополнительными отвер-стиями, вырезами, прорезями и т.п. В необходимых случаях конструкция должна быть час-тично или полностью разгружена.
5.5.9 При расчёте элементов конструкций, усиливаемых путём увеличения сечения, следует учитывать разные расчётные сопротивления материала основной конструкции и усиления. Допускается принимать одно расчётное сопротивление, равное меньшему из них, если они отличаются не более чем на 15 %.
5.5.10 Расчёт на прочность и устойчивость элементов, усиливаемых путем увеличе- ния сечений, следует выполнять с учётом напряжений, существующих в элементе в момент усиления (с учётом разгрузки конструкций). При этом следует учитывать начальные искривления элементов, смещение центра тяжести усиленного сечения.
5.6 Требования к производству работ
5..6.1 Указания по технологии выполнения работ по усилению конструкций должны быть отражены в проектах организации строительства и производства работ.
5.6.2 При разработке проекта усиления следует установить:
- последовательность выполнения работ по усилению деревянных конструкций в целом и их отдельных элементов;
- увязку работ по усилению с технологическим процессом производства (ограничения по нагрузкам и воздействиям) и условиями их проведения (температурный и влажностный режимы);
- меры по обеспечению прочности и устойчивости конструкций на всех этапах произ-водства работ, включая указания об устройстве временных опор и раскреплений, и требова-ния к значениям монтажных нагрузок и воздействий;
- перечень конкретных зон, узлов, конструктивных элементов и технологических one-раций, требующих соблюдения определенной последовательности и технологических пара-метров;
- перечень работ и операций, которые следует принимать по актам на скрытые рабо- ты или требующих промежуточного контроля.
5.6.3 При разработке проекта усиления конструкций, эксплуатирующихся в сложных условиях, способствующих накоплению повреждений (интенсивные динамические или тер-моциклические воздействия, развивающаяся коррозия и т.п.), следует обязательно указы- вать предельный срок реализации проекта, разработанного с учётом состояния конструкций на период выполнения работ по усилению. После истечения указанного в проекте срока реализации проектные решения должны быть уточнены или пересмотрены.
5.6.4 Технология работ при усилении конструкций под нагрузкой должна обеспечи- вать минимально возможное ослабление сечений усиливаемых элементов (при удалении поврежденных дереворазрушителями слоев, устройстве дополнительных отверстий, пропи-лов, врезок и т.п.).
5.6.5 При усилении конструкций путём увеличения сечений следует обеспечить плотное примыкание (прижатие) элементов усиления по всей их длине к усиливаемой конструкции с помощью струбцин, распорок, клиньев и т.п.
5.6.6 При усилении путём увеличения сечений для двух или более элементов стати- чески неопределимых конструкций (рам, неразрезных балок и. т.п.) вначале следует прикре- плять временными средствами элементы усиления ко всем усиливаемым стержням систе- мы, затем приступить к проектному соединению концевых участков. После этого следует выполнять последовательно проектные соединения на остальной длине усиливающих эле- ментов, начиная с наименее нагруженного стержня (пролёта) конструкции, с учётом реко- мендаций 5.6.7 и 5.6.8.
5.6.7 При двусторонних схемах увеличения сечений вначале следует присоединять элементы усиления, расположенные со стороны растянутых волокон, затем - со стороны сжатых. Знак напряжений (растяжение, сжатие) при переменной эпюре моментов на участке усиления определяют по сечению с наибольшим по абсолютной величине значением изги- бающего момента. Размещение дополнительных болтов или гвоздей должно соответство- вать требованиям СНиП ІІ-25. Установка дополнительных болтов или гвоздей, восприни- мающих не более 25% действующих усилий, выполняется без разгрузки конструкции.