СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ К РЕКОНСТРУКЦИИ И УСИЛЕНИЮ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Значительная часть зданий и сооружений эксплуатируется длительные сроки, в течение которых конструкции получают силовые, коррозионные, технологические и другие повреждения. Федеральный закон «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» 384 – ФЗ от 30 декабря 2009 г. предъявляет требования обеспечения безопасности на всех этапах жизненного цикла зданий и сооружений, в том числе и при эксплуатации и реконструкции. Основным показателем механической безопасности здания или сооружения является его конструктивная безопасность, характеризующая неразрушимость объекта в течение расчетной продолжительности жизненного цикла.

В период эксплуатации зданий и сооружений, при реконструкции объектов возникает необходимость в усилении, как отдельных строительных конструкций, так и в реконструкции конструктивных систем. Анализ [1] показал, что в более 60% эксплуатируемых зданиях и сооружениях имеются повреждения строительных конструкций, требующие приведения конструктивной безопасности до проектных параметров. Повреждения конструкций приводят к аварийному выходу из эксплуатации отдельных конструкций, частей здания, так и к обрушению всего здания [2].

Способы и методы реконструкции и усиления железобетонных конструкций определены известными классификациями [1], которые отражают методы повышения несущей способности и технологию выполнения работ по усилению конструкции. Усиление железобетонных конструкций реализуется следующими методами:

- увеличение площади сечения конструкции железобетонными, стальными и полимерными обоймами; одно-, двух-, трехсторонним добетонированием; увеличение площади сечения стержней арматуры;

- изменением напряженного состояния элементов установкой дополнительной преднапряженной арматуры, преднапряженных шарнирно- стержневых систем;

- изменением статической схемы конструкций установкой дополнительных опор; включением в совместную работу отдельных конструкций в единой конструктивной системе.

Из множества способов усиления для таких конструкций наиболее эффективным является увеличение сечения обетонированием или устройством обойм из железобетона, фибробетона, полимербетона и других. Этот вариант усиления не толь существенно позволяет увеличить несущую способность, но и позволяет надежно защитить конструкцию от агрессивных воздействий. Ниже приведены варианты усиления железобетонных конструкций увеличением сечения различными способами обетонирования [2].

Рисунок 1. Варианты усиления железобетонных конструкций увеличением сечения различными способами обетонирования

При усилении железобетонных конструкций образуются составные железобетонные конструкции, сечения которых состоят из нескольких бетонов с различной прочностью и которым присущи ряд особенностей. Необходимо учитывать при усилении не всегда удается обеспечить абсолютную жесткость контактного шва между конструкцией и бетоном усиления. Усиление конструкций многоэтажных каркасных зданий выполняется при действии значительных нагрузок, то есть необходимо учитывать предысторию нагружения конструкций. Проблема безопасности зданий и сооружений решается обеспечением конструктивной безопасности на каждом жизненном цикле объекта

На стадии эксплуатации кроме систем мониторинга и технического обслуживания зданий и сооружений конструктивная безопасность обеспечивается восстановлением, усилением отдельных конструкций и реконструкцией конструктивной системы в целом [2]. В настоящее время при проектировании строительных конструкций зданий и сооружений конструктивная безопасность отечественными и зарубежными нормами обеспечивается методикой расчета по предельным состояниям.