Дооснащение — это метод дооснащения и усиления конструкции, который используется для увеличения несущей способности после модификации конструкции или для восстановления целостности конструкции из-за повреждения элемента конструкции. Этот метод используется на вертикальных поверхностях, таких как стены, колонны и другие комбинации, такие как боковые стороны балок и днища. Он состоит из добавленного бетона с продольным и поперечным усилением вокруг существующей колонны. Оболочка — это процесс, при котором секция существующего конструктивного элемента восстанавливается до первоначальных размеров или увеличивается в размерах путем обшивки с использованием подходящих материалов. Вокруг поврежденного участка, на который укладывается торкретбетон или монолитный бетон, может быть сооружен стальной арматурный каркас или оболочка из композитного материала.
Кожух, в частности, используется для ремонта вышедших из строя колонн, опор и свай и может быть легко использован при подводных работах. Этот метод применим для защиты бетонных, стальных и деревянных секций от дальнейшего износа и для усиления. Кожух улучшает осевую прочность колонн и прочность на сдвиг, и можно избежать значительного усиления фундамента.
Когда необходима защитная оболочка?
Кожух — это процесс укрепления слабых колонн RCC, которые со временем пришли в негодность из-за неблагоприятных атмосферных условий или из-за плохого технического обслуживания конструкции. Другие причины на этапе строительства включают ошибки проектирования, некачественное производство бетона, неправильный процесс выполнения работ. В течение срока службы необходимость может возникнуть из-за землетрясения; несчастного случая, такого как столкновения, пожар, взрывы; ситуаций, связанных с изменением функциональности конструкции; разработки более жестких требований к коду.
- Увеличивается нагрузка, которую несет колонна.
- При наличии ошибки в конструкции.
- Износ колонны из-за воздействия атмосферных воздействий.
- Ветхость колонн.
- Серьезные повреждения, вызванные другими причинами, такими как землетрясение и пожар
Преимущества защитной оболочки
- Это увеличивает сейсмическую способность колонн.
- Объем работ сокращается, поскольку не требуется усиление фундамента.
- Это увеличивает прочность колонны на сдвиг.
- Это также увеличивает прочность бетона в кольцевых колоннах.
- Не увеличивает значительный вес колонны, а также экономит время на строительство (отверждение).
Различные типы защитных оболочек
Железобетонная оболочка
Усиление железобетонных элементов — это задача, которая должна выполняться инженером-строителем в соответствии с расчетами. Здесь приведено лишь несколько предложений, иллюстрирующих, как можно выполнить усиление. RC-колонны лучше всего укрепить с помощью кожуха, а также путем установки дополнительного каркаса из продольной и поперечной арматуры вокруг колонн и заливки бетонного кольца. Покрытие железобетонной балки также может быть выполнено вышеуказанным способом. В этом случае для удержания стремени в плите необходимо будет просверлить отверстия.
Стальная оболочка
Стальная оболочка также является эффективным методом повышения базовой прочности. Стальная оболочка не только обеспечивает достаточную герметичность, но и предотвращает разрушение бетонной оболочки, что является основной причиной разрушения соединения и прогиба продольных стержней. Стальная оболочка означает обкладывание секции стальными пластинами и заполнение зазора безусадочным раствором. Это очень эффективный метод устранения недостатков, таких как недостаточная прочность на сдвиг и неадекватные соединения продольных стержней в критических местах. Но это может быть дорогостоящим, и необходимо обратить внимание на его огнестойкость. На практике наиболее часто используемым методом усиления является использование стальных полос и уголков. Стальная оболочка помогает восстановить прочность, пластичность и энергопоглощающую способность колонн, поэтому она представляется эффективной при модернизации колонн. Кроме того, стальная оболочка помогает увеличить прочность на изгиб и пластичность колонны, сращенной внахлест, что повышает поперечные характеристики колонн
Оболочка из армированного волокном полимера (FRP)
Одним из наиболее часто используемых методов модернизации является оболочка из армированного волокном полимера (FRP). FRP широко используется благодаря своим свойствам, таким как высокое отношение прочности к весу, жесткость, хорошие ударные свойства, высокая коррозионная стойкость в жестких условиях окружающей среды и химических веществ, а также вызывает лишь минимальные изменения геометрии элементов конструкции по сравнению с другими методами FRP используется для укрепления проржавевших прямоугольных колонн с учетом различных уровней коррозии и различных объемных соотношений, и результаты испытаний показывают, что сопротивление сдвигу FRP и колонны увеличивается с увеличением объемного соотношения и уменьшается с увеличением различных уровней коррозии. Усадка является одним из факторов, ответственных за образование трещин в конструктивных элементах, таких как балки и плиты перекрытия. Для уменьшения усадки используется бетон, компенсирующий усадку, усиленный гибридным волокнистым полимером (FRP).
Полимерная оболочка, армированная стекловолокном
В последние годы при усилении и модернизации бетонных конструкций было разработано применение композитных материалов для защитной оболочки, так что многие бетонные конструкции можно было бы укрепить с помощью этих материалов. Одним из таких применений является армированный стекловолокном полимерный материал (GFRP), используемый для усиления и модернизации железобетонных колонн. Конструкция стеклопластика, армированного стекловолокном, содержит основные свойства при растяжении, сжатии, изгибе и сдвиге в сочетании с оценками поведения при вторичных воздействиях нагрузки, таких как ползучесть, тепловая реакция и перемещение влаги. Армированный стекловолокном бетон состоит из высокопрочного, стойкого к щелочам стекловолокна, встроенного в бетонную матрицу. В этой форме как волокна, так и матрица сохраняют свою физическую и химическую идентичность, предлагая при этом синергетическую комбинацию свойств, которые не могут быть достигнуты ни при одном из компонентов, действующих по отдельности. Как правило, волокна являются основными несущими элементами, в то время как окружающая матрица удерживает их в нужных местах и ориентации, действуя как среда передачи нагрузки между волокнами и защищая их от воздействия окружающей среды. Стеклянные волокна могут быть введены в матрицу как непрерывной, так и прерывистой длины.
Оболочка из армированного волокном полимера (FRP), устанавливаемая вблизи поверхности (NSM)
При использовании метода NSM в бетонном покрытии вырезаются канавки, в канавки помещаются бруски FRP и скрепляются с помощью соответствующего наполнителя, такого как эпоксидная паста или цементный раствор. Стержни из стеклопластика NSM обычно используются в продольном направлении для повышения прочности колонны на изгиб. В основном метод NSM используется в сочетании с оболочкой из стеклопластика, скрепленной снаружи, в результате чего получается гибридная оболочка.
Гибридная защитная оболочка
Гибридная оболочка включает в себя комбинацию двух или более различных методов укрепления / материалов для повышения сейсмических характеристик колонны и, таким образом, извлекает выгоду из преимуществ обоих методов. В этом разделе обобщены экспериментальные исследования с использованием гибридного метода покрытия для усиления и ремонта RC-колонн.
Проволочная оболочка из сплава с памятью формы (SMA)
Различные исследователи рассматривали сплавы с памятью формы, которые характеризуются своей сверхэластичностью, долговечностью и эффектом памяти формы для усиления элементов конструкций. Кроме того, сплавы SMA считаются более приемлемым решением для модернизации стеклопластика из-за таких преимуществ, как отсутствие необходимости в адгезиве, простота монтажа и отсутствие опасности отслаивания.
Заключение
Бетонная оболочка имеет решающее значение для усиления железобетонных колонн с целью увеличения или восстановления их предельной несущей способности. Используется для сейсмической модернизации, выдерживая дополнительную нагрузку под напряжением или мертвую нагрузку, которая не включена в первоначальный проект, для снятия напряжений, вызванных проектными или строительными ошибками, или для восстановления первоначальной несущей способности поврежденных элементов конструкции.