Усиление деревянных конструкций

73. Усиление деревянных конструкций.

Усиление деревянных конструкций необходи­мо при: изменении начального технологического режима эксплу­атации; значительном возрастании нагрузки от оборудования и материалов; превышение несущей способности конструкций; до­пущении серьезных ошибок при проектировании, в результате которых несущая способность конструкций оказалась понижен­ной; недоброкачественных конструкциях, когда была применена древесина пониженной прочности с недопустимыми пороками или соединения выполнены с нарушением технологии и опасными дефектами; эксплуатации конструкций в ненормальных условиях; значительных перегрузках, увлажнении, механических поврежде­ниях, загнивании, приведших к снижению их несущей способ­ности.

Составление проекта усиления является первым этапом работ по усилению конструкций. Его выполняют на основании данных дефектных ведомостей, составленных в процессе осмотра - об­следования конструкций, сопровождаемых их точными обмерами. Прочность древесины усиливаемых конструкций должна быть оп­ределена путем испытаний стандартных образцов, вырезанных из ненагруженных частей конструкций. Обычно достаточно про­вести простейшие испытания образцов на сжатие вдоль волокон. Проект усиления должен учитывать все особенности эксплуата­ции конструкций, содержать рабочие чертежи деталей усиления и указания по производству работ. В проекте должны быть указания по антисептированию древесины конструкций и реко­мендации по их эксплуатации, а также предусмотрены мероприя­тия по технике безопасности.

Разгрузка конструкций является первым необходимым этапом производства работ по усилению. Разгрузку производят в большинстве случаев путем подпирания или вывешивания конструкций временными стойками из бревен или брусьев, при помощи клиньев (рис. 1) или домкратов, на которые передается вся нагрузка, действующая на конструкцию, включая их собственную массу. При подпирании конструкции поднимаются до такого положения, когда их прогиб исчезает.

При усилении опорных частей цельных балок можно ограни­читься одиночными стойками, подведенными под балки близ их опор. При усилении составных балок, ферм, арок и рам они должны быть подперты рядом стоек. Количество и размеры се­чений стоек зависят от пролета и нагрузки на конструкции и определяются по расчету.

Фермы, арки и рамы рекомендуется подпирать стойками двой­ного сечения с ветвями, располагаемыми по обе стороны конст­рукций, в фермах близ узлов верхнего пояса. Стойки чаще уста­навливают на парные, горизонтально положенные, острые широ­кие клинья из твердой древесины, встречная забивка которых позволяет поднимать стойки вместе с конструкциями. При необ­ходимости подъема конструкций на значительную высоту приме­няют винтовые домкраты.

В тех случаях, когда покрытие имеет слой тяжелого утепли­теля, например шлака, который по проекту усиления должен быть заменен на более легкий, следует произвести снятие утеп­лителя до начала усиления конструкций. После окончания работ по усилению стойки убирают, причем снятие с них нагрузок должно производиться постепенно, без рывков.

Усиление балочных покрытий и перекрытий в случае их пере­грузки, когда они не имеют никаких дефектов, наиболее целе­сообразно произвести путем уменьшения действующих на них нагрузок. Для этого можно поставить дополнительные балки рядом или в промежутке между существующими. Такой же эф­фект дает замена утеплителя или засыпки на более легкие.

Рекомендуемые материалы

Усиление опорных частей прогонов и балок, опертых на на­ружные стены и пораженных гниением, производят следующим образом (рис. 2, а). После подпирания балки близ опоры пораженный гниением конец отрезают и сжигают. Удаленный конец балки заменяют новым металлическим или деревянным, называемым иногда протезом. Металлический протез состоит из отрезков стального швеллера или двух уголков, которые прикре­пляются к концу балки двумя болтами, а между металлом и дре­весиной прокладывается слой гидроизоляции.

Усиление составных балок (рис. 2,6). Наиболее часто встречается такой дефект составных балок, как недостаточное количество или неудовлетворительное качество соединений, не обеспечивающее совместную работу элементов балок. В балках на податливых соединениях может быть поставлено недостаточ­ное количество гвоздей, дубовых пластинок или может произойти скалывание древесины шпонок или колодок. В клееных балках может иметь место недостаточная прочность клееных соединений или имеются недопустимые непроклейки.

Усиление дощато-гвоздевых балок после их вывешивания производят путем дополнительной забивки гвоздей.

Усиление брусчатых и дощатоклееных балок после их подпи­рания производят с помощью накладок. С обеих сторон к балке по всей длине прибивают гвоздями полосы водостойкой фанеры толщиной не менее 10 мм. Такие гвозди не должны попадать в щели между брусьями или досками, поэтому забивать их следует по шаблону.

Усиление нижних поясов ферм. Нижние деревянные пояса ферм чаще других стержней нуждаются в усилении. Они явля­ются самыми ответственными растянутыми элементами конструк­ций. Однако в практике строительства их иногда изготовляют из древесины несоответствующей категории качества с недопус­тимыми пороками. В этом случае они требуют обязательного усиления - местного или общего. Местное усиление применяют в тех случаях, когда недопустимые дефекты концентрируются в отдельных точках пояса. Усиление в этом случае производят путем установки в этих точках дощатых накладок на болтах (рис. 3, а). Площадь сечения накладок принимают не меньше чем площадь сечения усиливаемого элемента. В некоторых слу­чаях для уменьшения податливости соединения применяются на­тяжные стыки из отдельных дощатых накладок на болтах, стя­нутых стальными тяжами с гайкой и уголковыми траверсами (рис. 3,6).

Общее усиление нижнего пояса (рис. 4, б) применяют в тех случаях, когда он имеет по длине многочисленные дефекты, и выполнение местных усилений нецелесообразно. В этом случае вдоль всего нижнего пояса ставят с боков два тяжа из арматур­ной стали, которые при помощи гаек крепят к поперечным тра­версам из прокатного металла, опирающимся на опорные узлы фермы.

В лекции "1 Пpоисхождение и эволюция Вселенной" также много полезной информации.

Усиление опорных узлов ферм (рис. 4, а). Опорные узлы ферм, опирающиеся на наружные стены, нередко систематически увлажняются и подвергаются серьезным гнилостным пораже­ниям. Это ставит под угрозу несущую способность всей конструк­ции. Усиление дефектных опорных узлов производят путем заме­ны их стальными, называемыми протезами. После того как ферма полностью разгружена и стоит на подпорках, дефектный опорный узел отрезается.

Новый опорный узел - протез - в большинстве случаев изго­товляют из прокатной стали сварной конструкции. Он может состоять из двух горизонтальных и двух наклонных швеллеров, расставленных на ширину сечений поясов фермы. К горизонталь­ным швеллерам приваривают опорный лист. Между наклонными швеллерами приваривают стальную диафрагму. Верхний пояс фермы вводится между наклонными швеллерами протеза, упи­рается торцом в диафрагму и закрепляется монтажными бол­тами. Нижний пояс фермы вводится между горизонтальными швеллерами и соединяется с ними двумя рядами расчетных болтов.

Усиление верхних поясов ферм. Сжатые и сжато-изгибаемые стержни верхних поясов ферм, имеющие составное сечение, в ряде случаев при недостаточном количестве или качестве соеди­нений теряют проектную форму и выходят из своей плоскости. Их усиление заключается в установке рядом с ними, со стороны, противоположной выпучиванию, дополнительного бруса на бол­тах, препятствующего росту прогибов. Можно также путем натя­жения этих болтов или при помощи домкрата предварительно выпрямить элемент.

Сжато-изогнутые элементы конструкций, прогибающиеся в направлении изгиба, усиливают двусторонними фанерными или дощатыми обшивками на гвоздях аналогично составным балкам.

Усиление конструкции в целом производят при многочислен­ных дефектах и недостаточной общей несущей способности. Кон­струкции таких усилений всегда строго индивидуальны. Во мно­гих случаях достаточно эффективным является усиление конст­рукции стальными тяжами с нарезками и гайками на концах. Такие тяжи могут вводиться в состав решетки ферм в виде дополнительных растянутых раскосов или стоек. Они могут обра­зовывать непрерывные дополнительные растянутые пояса, так называемые подпружные цепи, тянущиеся от одной опоры до другой. В пролете подпружные цепи могут быть опущены при помощи дополнительных стоек значительно ниже нижней кромки конструкции. При этом общая высота конструкции увеличива­ется и соответственно усилия сжатия в ее верхнем поясе суще­ственно уменьшатся.

Усиление дефектных гибких арок может быть произведено путем установки ниже их дополнительной решетки, благодаря чему арка превращается в значительно более жесткую сегмент­ную ферму. В случаях, когда дефекты конструкции настолько серьезны, что ее усиление нецелесообразно, конструкцию удаля­ют и заменяют новой.