ПСК Сигма-Ф

Общество с ограниченной ответственностью

Проектно-строительная компания

С И Г М А - Ф

E-mail: sigma@sigma-f.ru
Адрес: г.Москва, Рязанский проспект, д.8а, стр.1
Телефон: 8 (499) 391-97-87
ПСК Сигма-Ф

Проектно-строительная компания

С И Г М А - Ф


E-mail: sigma@sigma-f.ru; Телефон: 8 (499) 391-97-87;



Проектирование усиления конструкций

ООО "ПСК Сигма-Ф" выполняет полный цикл работ по усилению конструкций - обследование, проектирование и строительные работы. Мы обладаем необходимыми разрешениями и допусками, лицензионным программным обеспечением и опытом проектирования более сотни объектов усиления с последующей реализацией большей части из них. Позвоните нам и мы поможем решить Вашу задачу.

Нормы проектирования усиления конструкций

Особенностью отечественной науки и техники всегда была чрезмерная зарегулированость, практически, возведенная в статус идеологии. Многие опытные проектировщики до сих пор с ностальгией вспоминают как в советские времена, чуть ли ни под каждую перспективную технологию был создан свой отдельный профильный НИИ. Строгое соответствие ГОСТам, СНиПам и бесконечным каталогам унифицированных изделий позволили оптимизировать многие процессы в проектировании строительных объектов, но сделало из творческой профессии инженера - скрупулезного подборщика типовых решений, не всегда вникающего в физику и механику решаемой им задачи.

В последние годы, на фоне постоянно растущих объемов строительства и массового ориентирования на монолитное домостроение, существенно вырос запрос на проектирование усиления конструкций зданий и сооружений вследствие выявления в них дефектов и повреждений. В поиске решения, проектировщики привычно обращаются к знакомой им действующей нормативной документации - СП 63.13330.2018, СП 16.13330.2017, СП 20.13330.2016, СП 70.13330.2012, но находят там лишь указания какими конструкции должны быть, без рекомендаций по их восстановлению.

    Относительно недавно появилось несколько СП, существенно расширяющих возможности проектирования усиления конструкций:
  • "СП 427.1325800.2018 Каменные и армокаменные конструкции. Методы усиления."
      Основные, полезные для проектирования усиления конструкций моменты:
    • Коэфф. снижения несущей способности кирпичной кладки в зависимости от дефектов;
    • Классификация трещин в наружных стенах в зависимости от причин их возникновения;
    • Усиление кирпичных столбов стальными, железобетонными, армированными растворными и композитными обоймами;
    • Крепление стен в уровне перекрытий продольными и поперечными тяжами;
    • Крепление отклонившихся и выпучившихся стен подкосами (временные противоаварийные мероприятия.
  • "СП 349.1325800.2017 Конструкции бетонные и железобетонные. Правила ремонта и усиления."
    • Основные, полезные для проектирования усиления конструкций моменты:
    • В п. 7.2.1.6 приведены формулы для расчета усиления конструкций с учетом разных классов арматурной стали и толщин защитного слоя в усиливаемой (существующей) и усиливающей (проектируемой) частях конструкции;
    • Методы усиления на восприятие изгибающих моментов приваркой дополнительной арматуры, на восприятие поперечных сил вертикальными хомутами, на продавливание поперечными шпильками, внешним армированием ламелями, лентами и сетками, устройство силовой набетонки (наращивание); инъектирование трещин и пустот, установки дополнительных металлических конструкций, арматурных и канатных затяжек;
    • Устройство защитных покрытий, ремонт и восстановление щелочности карбонизированного бетона, защита сохранившегося армирования от коррозии.
  • "СП 164.1325800.2014 Усиление железобетонных конструкций композитными материалами. Правила проектирования."
    • Основные, полезные для проектирования усиления конструкций моменты:
    • В п.5.2.2. и п.5.2.3. указывает ГОСТ 25.601 для проведения испытаний композитных материалов и правила обработки полученных результатов с обеспеченностью 0,95 (не среднее арифметическое, как часто встречается!);
    • Приводит формулы и применяемые в них коэффициенты для расчета усиления железобетонных конструкций композитными материалами на действие изгибающих моментов, поперечных и продольных сил, момента образования и ширины раскрытия трещины, расчет по прогибам;
    • Рассматривает изгибаемые, сжатые, сжато-изгибаемые железобетонные конструкции, с предварительным напряжением и без него;
    • Включает в себя конструктивные требования и типовые узлы для проектирования усиления конструкций.

Техническое задание на проектирование усиления конструкций

Проектирование усиления конструкций ведется на основе исходных данных - как правило Технического заключения, или Отчета о проведенном обследовании здания. Этот документ обязательно указывается в качестве исходных данных в Техническом задании на проектирование, утверждаемым Заказчиком.

    Техническое задание на проектирование усиления конструкций является обязательным документом, обычно, прилагается к договору на проектные работы и должно быть разработано на основе Приказа Министерства Строительства и Жилищно-Коммунального хозяйства Российской Федерации от 1 марта 2018 года N 125/пр, включающего в себя три основные раздела:
  1. Общие данные - приводятся основание для выполнения работ, данные всех участников реализуемого строительного объекта, стадийность проектирования;
  2. Требования к проектным решениям - описываются требования к проектированию усиления конструкций по существу - к конструктивным и объемно-планировочным решениям, перечисляются конкретные конструкции попадающие под проектирование, состав работ и др.;
  3. Иные требования к проектированию - указывается состав проектной документации, уточняются сметные расценки, другие необходимые дополнения.

Расчет усиления конструкций

    Расчет усиления конструкций, как правило, состоит из следующих задач:
  1. Определение расчетных (требуемых) усилий в рассматриваемых конструкциях. Для простых конструкций, таких как плита перекрытия из сборного железобетона, балка, или колонна, расчет выполняет по формулам и правилам строительной механики. Для монолитных каркасов зданий разрабатывают математическую модель и осуществляют расчет в специализированных программных комплексах, таких как ЛИРА, SCAD и др.
  2. Фото. Расчет изгибающего момента в балке Фото. Расчет прогибов в монолитной плите перекрытия
  3. Расчет фактической несущей способности конструкций. Для каждого виде отдельных конструкций, а также характерных участков монолитных плит, выполняют поверочные расчеты с учетом выявленных дефектов и повреждений - коррозии, или смещения арматуры, уточненной прочности бетона и др.
  4. Сопоставление расчетных (требуемых) усилий с фактическими и выявление конструкций и характерных участков монолитных плит, требующих усиления. Зоны усиления должны быть приняты не менее участков недостаточной несущей способности, увеличенные на длину анкеровки элементов усиления.
    • Прочностной расчет усиления конструкций, имеет два основных типа:
    • Снижение расчетных (требуемых) усилий в рассматриваемой конструкции путем уменьшения пролета перекрытия подведением промежуточных опор, или капительных подкосов.
    • Повышение фактической несущей способности конструкции с учетом элементов усиления до расчетных (требуемых) значений.

Расчет усиления углеволокном

Расчет усиления углеволокном выполняют в соответствии с СП 164.1325800.2014 "Усиление железобетонных конструкций композитными материалами. Правила проектирования."

    Основные разделы при расчете усиления углеволокном:
  • Исходные параметры усиливаемой конструкции;
  • Характеристики элементов усиления. В соответствии с п.5.2.2. и п.5.5.3. СП 164.1325800.2014, нужно принимать нормативные значения углепластика в соответствии с протоколами испытаний по ГОСТ 25.601, а не рекламным брошюркам без печатей с завышенными характеристиками.
  • Назначение коэфф. условий работы и использования материалов.
  • Получение расчетной прочности композита с учетом совместности работы с усиливаемым ЖБК. Физика данного этапа расчета усиления углеволокном заключается в том, что приклеив очень прочный элемент усиления к слабому бетону, композитный материал не сможет реализовать всю свою прочность, и может быть оторван касательными напряжениями вместе со слоем бетона. Для избегания такого отстрела, проводится расчет коэфф. условий работы композитного материала, обеспечивающего совместность работы усиливаемого элемента с внешним армированием.
  • Расчет и сравнение предельных состояний подобные алгоритму СП 63.13330.2018.
  • Определение значения воспринимаемого изгибающего момента усиленной конструкции

Пример расчета усиления углеволокном изгибаемого элемента на действие изгибающего момента по первой группе предельных состояний:

Фото.Расчет усиления углеволокном Фото.Расчет усиления углеволокном
    Следует отметить, что специализированное программное обеспечение позволяет выполнить еще почти 40 видов расчета, в том числе:
  • тавры, двутавры и перевернутые тавровые сечения;
  • прогибы в усиленных пролетах и консолях;
  • ширину раскрытия трещин в усиленных конструкциях;
  • усиление внецентренно сжатых конструкций;
  • усиление преднапряженных конструкций;
  • деформационную модель и др.
Фото. Виды расчетов усиления углеволокном