Железобетонная конструкция усиления

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована при возведении и реконструкции зданий и сооружений, основными несущими элементами которых являются железобетонные конструкции.

Технический результат - увеличение рабочего сечения конструкции путем повышения качества совместной работы слоев «старого» бетона усиливаемой конструкции и «нового бетона» усиления.

Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в известной конструкции усиления, включающей усиливаемую конструкцию с отверстиями и шпонки, образующиеся после бетонирования усиления, особенностью является то, что отверстия для шпонок пробуривают алмазным инструментом под углом 90° и/или менее 90° к поверхности, а после бетонирования бетонную смесь в зоне расположения шпонок подвергают обжатию в процессе твердения.

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована при возведении и реконструкции зданий и сооружений, основными несущими элементами которых являются железобетонные конструкции.

При усилении изгибаемых железобетонных строительных конструкций путем увеличения рабочего сечения элемента важным моментом является обеспечение сцепления между слоями «старого» и «нового» бетонов. На практике при бетонировании это достигается путем тщательной подготовки поверхности, что является трудоемким процессом. Несущая способность сборно-монолитной конструкции зависит от прочности контактного шва, от вида контакта и степени его обработки. Жесткость усиливаемое конструкции зависит от податливости контактного шва. Обеспечение надежного сцепления двух бетонов в настоящее время достигается подготовкой искусственной шероховатостью контактной поверхности в виде рифления, создания шпонок, выступов, выпусков арматуры и др. обработкой контактной поверхности сборного элемента (очистка, пескоструйная обработка, химическая обработка, поливка цементным раствором и т.д.). Следует отметить, что вышеперечисленные мероприятия не всегда обеспечивают надлежащее сцепление старого и нового бетона.

Известна конструкция усиления, включающая соединение старого бетона с новым, в котором обеспечение работы слоев старого и нового бетонов осуществляется путем механической обработки старого бетона: нанесения на его поверхность клея, металлических фибр и бетонирования / А.С. 1183645 СССР, МКИ E04G 23/02. Способ соединения старого бетона с новым /Рабинович Е.А., Роханский О.О., Черкасский И.Г. Проект, науч. - исслед. ин-т.«Харьковский Промстройниипроект». - 3532612/29-33; заявл. 24.11.82; опубл. 07.10.85, Бюл. 37 / [1].

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании данной конструкции, относится

то, что изготовление подобной конструкции является достаточно трудоемким и дорогостоящим, в то же время прочность контактного шва не всегда достигает требуемой величины из-за сложного характера работы сборно-монолитной железобетонной конструкции.

Наиболее близким к заявленной полезной модели по совокупности признаков является конструкция, включающая бетонные шпонки, образующиеся после пробивки отверстий в конструкции и их бетонирования / А.С. 337482 СССР, МКИ E04G 23/02. Способ усиления железобетонных плит перекрытия / Конев В.К., Михеев И.И., Косенков Е.Д., Соловьев Ю.Н., Захаров С.Т.; Донецкий гос. проект, и науч. - исслед. ин-т «Промстройниипроект». - 1477692/29-14; заявл. 17.09.70; опубл 05.05.72, Бюл. 15/ [2]. Принят за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известной конструкции, относится то, что при пробивке отверстий в конструкции образуются повреждения (микротрещины, расслоения), которые существенно снижают ее несущую способность.

Сущность полезной модели заключается в увеличении несущей способности существующих конструкций.

Технический результат - увеличение рабочего сечения конструкции путем повышения качества совместной работы слоев «старого» бетона усиливаемой конструкции и «нового бетона» усиления.

Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в известной конструкции усиления, включающей усиливаемую конструкцию с отверстиями и шпонки, образующиеся после бетонирования усиления, особенностью является то, что отверстия для шпонок пробуривают алмазным инструментом под углом 90° и/или менее 90° к поверхности, а после бетонирования бетонную смесь в зоне расположения шпонок подвергают обжатию в процессе твердения.

Особенностью описанной полезной модели усиления железобетонных конструкций является то, что:

- конструкцию усиливают монолитным бетоном;

- в качестве материала для шпонок используют железобетонные шпонки из монолитного бетона и подвергают их обжатию в процессе твердения;

- при выбуривании алмазным инструментом отверстия под шпонку можно определить послойную прочность бетона в конструкции / А.С. 2179722 РФ, МКИ G01N 33/38. Способ анализа структуры и прочности бетона в процессе взятия проб из бетонных конструкций методом бурения / Кричке В.О., Мурашкин Г.В., Волков Ю.В., Горяинов Д.В., Самарская государственная архитектурно-строительная академия - 2000105561/03; заявл. 06.03.2000; опубл. 20.02.2002, Бюл. 5 / [3], необходимую для расчета усиления.

На чертежах представлено:

на фиг.1 изображена конструкция, усиленная способом увеличения рабочего сечения с применением монолитного железобетона и железобетонных шпонок из бетона, подвергнутых обжатию в процессе твердения и устроенных под углом 90° к поверхности усиливаемого элемента, где 1 - усиливаемая железобетонная конструкция, 2 - шпонка из бетона, подвергнутая обжатию в процессе твердения, 3 - металлическая шайба, 4 - металлическая шпилька, 5 - гайка, 6 - монолитный бетон усиления, 7 - металлическая пластина.

на фиг.2 изображена конструкция, усиленная способом увеличения рабочего сечения с применением монолитного железобетона и железобетонных шпонок из бетона, подвергнутых обжатию в процессе твердения и устроенных под углом 90° и менее 90° к поверхности усиливаемого элемента, где 1 - усиливаемая железобетонная конструкция, 2 - шпонка из бетона, подвергнутая обжатию в процессе твердения, 3 - металлическая шайба, 4 - металлическая шпилька, 5 - гайка, 6 - монолитный

бетон усиления, 7 - металлическая пластина, 8 - упорный башмак, 9 - упорная пластина под упорный башмак.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели с получением вышеуказанного технического результата, заключаются в следующем:

- перед проведением усиления необходимо максимально разгрузить конструкцию от постоянных и временных нагрузок, подготовить все необходимые материалы, произвести очистку контактного (верхнего) слоя усиливаемой железобетонной конструкции 1 от пыли, грязи разрушенного бетона и т.п.

- при усилении существующей конструкции монолитным бетоном усиления 6 и шпонок из бетона, подвергающихся обжатию в процессе твердения 2, пробуривают алмазным инструментом отверстия в усиливаемой железобетонной конструкции 1 под углом 90° и (или) менее 90°. Затем, устанавливают опалубку для бетонирования набетонки усиления и шпонок, как показано на фиг.1, 2, которая включает в себя металлическую шпильку 4, гайку 5 и нижнюю металлическую шайбу 3, диаметром равным диаметру устроенного отверстия под шпонку (с допуском, обеспечивающим свободное перемещение шайбы в отверстии). Устанавливают арматуру шпонок в проектное положение и производят бетонирование и уплотнение бетонной смеси усиления. После бетонирования и уплотнения устанавливают металлические пластины 7 и (или) упорные пластины под упорный башмак 9 (устанавливают упорный башмак 8) и затягивают гайки 5 на металлической шпильке 4 до требуемой величины, обеспечивая обжатие бетонной смеси в зоне устроенного отверстия в конструкции под шпонку. После набора бетоном марочной прочности, конструкция готова к эксплуатации.

К преимуществам данного устройства можно отнести - простоту осуществления усиления, которая не требует больших трудозатрат и

дорогостоящих материалов, а так же заданную и известную (подтвержденную расчетом) несущую способность усиливаемой конструкции.

Источники информации

1. А.С. 1183645 СССР, МКИ E04G 23/02. Способ соединения старого бетона с новым / Рабинович Е.А., Роханский О.О., Черкасский И.Г. Проект, науч. - исслед. ин-т. «Харьковский Промстройниипроект». - 3532612/29-33; заявл. 24.11.82; опубл. 07.10.85, Бюл. 37

2. А.С. 337482 СССР, МКИ E04G 23/02. Способ усиления железобетонных плит перекрытия / Конев В.К., Михеев И.И., Косенков Е.Д., Соловьев Ю.Н., Захаров С.Т.; Донецкий гос. проект, и науч. - исслед. ин-т «Промстройниипроект». - 1477692/29-14; заявл. 17.09.70; опубл 05.05.72, Бюл. 15

3. А.С. 2179722 РФ, МКИ G01N 33/38. Способ анализа структуры и прочности бетона в процессе взятия проб из бетонных конструкций методом бурения /Кричке В.О., Мурашкин Г.В., Волков Ю.В., Горяинов Д.В., Самарская государственная архитектурно-строительная академия - 2000105561/03; заявл. 06.03.2000; опубл. 20.02.2002, Бюл. 5

Железобетонная конструкция усиления, включающая усиливаемую конструкцию с отверстиями и шпонки, образующиеся после бетонирования усиления, отличающаяся тем, что отверстия для шпонок пробурены алмазным инструментом под углом 90° и/или менее 90° к поверхности, а после бетонирования бетонная смесь шпонок в процессе твердения дополнительно подвергнута обжатию.