Теорія до теми 8

4.1. Ремонт і підсилення дерев'яних балок

Найбільш характерними пошкодженнями дерев′яних балочних конструкцій є деструктивна гниль і послаблення в місцях їх опирання, а також значні прогинання і тріщини.

 Підсилення дерев′яних конструкцій може виконуватись місцевими (локальними) і загальними ділянками. Місцеві підсилення дерев′яних балочних конструкцій здійснюється шляхом влаштування різновидних дерев′яних, металевих, полімерних і інших накладок.

 В   комплекс робіт по підсиленню балок входять:

-          улаштування ришувань і підмосток;

-          зняття навантаженя з балок (згідно ПВР);

 -          розбирання конструктивного елементу;

-          виваження (при необхідності) конструкції;

-          установлення і кріплення накладок;

-          відновлення конструктивного елементу;

 -          демонтаж конструкцій для зняття навантаження.

ВЛАШТУВАННЯ ДОДАТКОВОГО ПЕРЕКРИТТЯ.

Пошкоджені або ті, що не зможуть нести додаткове наванта­ ження після реконструкції будівлі, балки перекриття можуть роз­ вантажуватися за рахунок улаштування зверху обманного пере­ криття (рис. 1). Ідея такого підсилення полягає в тому, що існуюче перекриття в подальшому буде сприймати лише власну вагу, а нове перекриття — повне навантаження (власна вага його та корисне навантаження).

Рис. 1 - Влаштування додаткового перекриття: 1 — балка існуючого перекриття; 2 — черепні бруски; 3 — накат; 4 — засипка; 5 — штукатурка; 6 — демонтована підлога; 7 — металеві балки нового перекриття; 8 — лаги; 9 — підлога; 10 — підвіски

Переваги такого методу підсилення наступні:

— можливість використання приміщень, що знаходяться під пере­ криттям, яке реконструюється, без обмежень та зупинень;

— існуюче перекриття під час реконструкції служить робочим майданчиком для влаштування нового;

— зберігається архітектура існуючого перекриття (особливо це важливо для історичних будівель);

— зменшується обсяг опоряджувальних робіт.

Нове перекриття не зв’язане з існуючим. Навпаки — між цими конструкціями повинен бути проміжок не менше ніж 50 мм для вільного деформування перекриття, яке зводиться. При необхідності між конструкціями перекрить установлюють гнучкі підвіси. Нове перекриття може бути виконане із різних матеріалів: дерева; прокатного металу; збірного чи моно­літного залізобетону; залізобетону з жорсткою арматурою у вигля­ді двотаврів чи швелерів.

РОЗВАНТАЖЕННЯ ПОШКОДЖЕНИХ БАЛОК

У процесі експлуатації часто трапляються випадки, коли по­ шкодженими є одна або декілька (в різних місцях) балок пере­криття. Таке явище пов’язане з місцевим зволоженням (наприклад, унаслідок протікань покрівлі) конструкцій. У цьому випадку, при обґрунтуванні розрахунками, є можливість передати навантаження від балки, що вийшла з ладу, на непошкоджені за допомогою роз­подільних прогонів (рис.2)

ЗМІНА РОЗРАХУНКОВОЇ СХЕМИ БАЛОК

• установленням додаткових опор (рис. 3)

Рис. 3 - Установлення додаткових опор: 1 — балка, що підсилюється; 2 — дерев'яний стояк; 3 — додаткові фундаменти під стояки; 4 — підбалка; 5 — стяжні болти; 6 — кутики; 7 — анкерні пластини; 8 — гідроізоляція

• створення нерозрізності в розрізних конструкціях (рис. 4)

Рис. 4 - Створення нерозрізності на опорі встановленням накладок на цвяхах: 1 — балки, що реконструюються; 2 — проміжна опора; 3 — сталева накладка; 4 — цвяхи; 5 — дерев'яні накладки

• перетворення в раму (рис. 5) 

Рис. 5 - Підсилення балки шпренгелем у вигляді портальної рами: 1 — балка, що підсилюється; 2 — шпренгель із бруса; 3 — підвіски із сталі; 4 — упори; 5 — цвяхи; 6 - скоби; 7 — шайби; 8 — гайки

МЕТОД НАРОЩУВАННЯ БАЛОК

При такому методові підсилення не змінюєть­ ся розрахункова схема, не з’являються додаткові опори та пов’язані з цим проблеми, висота конструкції зростає (якщо є така можли­ вість) незначно або зовсім не збільшується, а розвиток перерізу здійснюється за рахунок ширини.
Нарощування перерізу може здійснюватися по всій довжині конструкції, в найбільш пошкоджених, тобто ослаблених, перері­зах (як правило, такі місця знаходяться в приопорній частині) або в місцях найбільш навантажених (у середині прольоту балки). В якості матеріалу нарощування використовується дерево, метал.
Дерев’яні бруси можуть установлюватись на болтах (рис. 6, а) чи на цвяхах (рис. 6, б).

Рис.6 - Підсилення балок нарощуванням дерев'яним брусом: а — на болтах; б — на цвяхах: 1 — балка, що підсилюється; 2 — дерев'яні накладки; З — стяжні болти; 4 — шайби; 5 - цвяхи

Металеві елементи нарощування мо­жуть установлюватися в розтягнутій, стиснутій або в обох цих зонах. Кріпляться вони аналогічно дерев’яним — за допомогою болтів чи цвяхів. (рис. 7)

Рис. 7 - Установлення металевих накладок: І — балка, що підсилюєть­ ся; 2 — сталеві накладки; 3 — стяжні болти; 4 — шайба; 5 — цвяхи

ПІДСИЛЕННЯ ЗА ДО­ПОМОГОЮ АРМАТУРИ.

Вона може розміщуватися в тілі дерев’яної бал­ ки (рис. 8) або зовні у вигляді шпренгельної затяжки (рис. 9).

У першому випадку балку розвантажують шляхом установ­лення по середині її прольоту тимчасової опори. В нижній частині за допомогою фрези вибирають паз для наступного встановлення в ньому арматурного стрижня. Під загнуті кінці стрижня висвердлюють отвори. Арматурний стрижень відповідної форми (певної дов­ жини та із загнутими кінцями) очищують від продуктів корозії, обезжирюють ацетоном і встановлюють у проектне положення на полімерному, наприклад епоксидному, клеєві. Тимчасову опору знімають після повної полімеризації клею.

Рис. 8 - Підсилення дерев'яної балки арматурним стрижнем: 1 — балка, що підсилюється; 2 — арматура; 3 - - паз; 4 — свердловини під кінець стрижня; 5 — клей; 6 - тимчасова опора

Затяжка може бути одно- та двогілковою й виготовлятись як із арматурної, так і з прокатної сталі. При підсилення шпренгельною затяжкою вона напружується або шляхом затягу­вання опорних гайок (рис. 9), або стягуванням гілок затяжки між собою (аналогічно методу підсилення залізобетонних балок).

Рис. 9 - Улаштування шпренгельної тяжки: 1 — балка, що підсилюється; 2 — під­ різка в балці; 3 — затяжка; 4 — упорний кутик; 5 — підкладка у вигляді котка, привареного до пластини; 6 — гайка для натягування затяжки; 7 — контргайка