RU2005155C1 - Способ повышени сейсмостойкости существующего здани - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : способ повышени  сейсмостойкости существующего здани  включает возведение вдоль стен усиливающих элементоа При возведении усиливающих элементов с зазором относительно стен устанавливают опалубку, имеющую вертикальные каналы В стенах пробивают вертикальные и горизонтальные пазы. Затек; зазор бетонируют, образу  дополнительную стену, в каналах - контрфорсы, в пазах - шпонки. При этом одновременно с бетонированием изготавливают и жестко св зывают с усиливающим элементом дополнительное монолитное покрытие с карнизом. 2 зл.ф-лы,5ил.

Description

& s

ы

Изобретение относитс  к области строительства и может быть использовано при повышении сейсмостойкости существующих зданий из кирпича и блоков без остановки его эксплуатации.

Известно много способов антисейсмического укреплени  здани . Все эти способы предусматривают, как правило, усиление или ремонт отдельных частей и функциональных конструктивных элементов здани , но не дают комплексного решени , при котором выстроенное здание можно было бы перевести в более высокий разр д по сейсмостойкости.

, Так, например, известен способ ремонта сооружений из камн , блоков, кирпича, по которому выходы трещин на поверхность сооружени  уплотн ют отверждающейс  на свету синтетической смолой, а после ее затвердевани  в образовавшуюс  полость нагнетают в жущее.

Известен также способ усилени  колон- ны, по которому в примыкающей к колонне стене выполн ют отверсти . Через отверсти  пропускают хомуты, охватывающие колонну , и закрепл ют их концы на внешней стороне стены нат жным приспособлением . Отверсти  в стене выполн ют нисход щими в направлении колонны. С внутренней стороны колонны в местах за- креплейи  хомутов снимают защитный слой и соедин ют хомуты с арматурой колонны, а затем нат гивают и с усилием, превышающим силу трени  по месту контакта поверхности стены и колонны.

Таким образом удаетс  жестко св зать колонны со стенами здани , что, однако, не гарантирует повышени  сейсмостойкости здани  в целом.

По другому известному, способу колонна усиливаетс  следующим образом: по ее периметру устанавливают с определенным зазором усиливающую арматуру, а затем элементы опалубки таким образом, что вокруг колонны образуетс  замкнутое пространство с отверстием внизу дл  закачки под давлением цементного раствора и с отверстием наверху дл  выпуска воздуха. После твердени  раствора опалубку убирают. В этом случае добиваютс  усилени  только одного элемента - колонны; кроме того, работы можно производить только при нефункционирующем здзнии.

Известна конструкци  дл  упрочнени  или усилени  несущей стены, содержаща  стальной каркас, смонтированный вплотную к стене на соответствующем фундаменте Дл  передачи нагрузки несущий элемент прижимают к примыкающей к стене части здани , наход щейс  под действи м нагрузок ,и креп т его к каркасу, который содержит вертикальные колонны, соединенные несущими элементами. Здесь все усиливающие элементы конструкции располагаютс  внутри здани , что повышает трудоемкость работ и вносит большие неудобства при эксплуатации .

Известный способ усилени  сооружени  предусматривает обнажение с внутрен

ней стороны здани  существующих

несущих колонн в каждой наружной и общей стенах, удаление колонн из каждого угла стены и частично из самой стены и замену удаленных элементов стальными колоннами . К стальным колоннам креп т поперечную св зь и удал ют оставшиес  , существующие колонны, расположенные между расчетными р дами стальных колонн . Удаленные колонны замен ют стальными . Описанный прием может быть использован только в здани х, имеющих колонны , и непригоден дл  усилени  обычных кирпичных, блочных и т.п. домов.

В тех случа х, когда требуетс  усилить

кирпичную стену, примен ют; поэтажные св зи-распорки, выполн емые из прокатного металла;швеллеров, уголков, двутавра. К концам св зей-распорок привариваютс  т жи с резьбами, которые пропускаютс  через

специально пробитые в кирпичных стенах отверсти  наружу и зат гиваютс  гайками. Св зи-распорки концами также ввод тс  в гнезда-:отверсти  и там замоноличиваютс . Таким образом обеспечиваетс  усиление

стен здани , но в целом его сейсмостойкость повышаетс  недостаточно.

За прототип прин т способ ремонта здани , по которому по всему контуру конструкции изготавливают главный несущий элемент, распредел ющий нагрузку. Этот элемент выполнен из р да взаимодействующих друг с другом цокольных щитов, выполн ющих роль оставл емой опалубки и

снабженных арматурой. Цокольные щиты примыкают к основанию вертикальных стоек и объедин ютс  между собой и с этими стойками с помощью строительного раствора , подаваемого в зазор между ними В результате образуетс  едина  конструкци , усиленна  вертикальными шпонками, роль которых выполн ют стойки На распредел ющем нагрузку элементе возвод т несущую стену до уровн  верха стоек вследствие че5 го стена несет часть нагрузки от расположенной выше конструкции F3 описанном техническом решении усилению подлежит только нижн   цоюльн  м оь сооружени , что также не обосг- ч  лн м водимой сейсмично ти и .

Задачей изобретени   вл етс  разработка способа, позвол ющего повысить сейсмическую прочность всего здани  и избежать при проведении работ по укреплению здани  остановку его эксплуатации. 5

Сущность изобретени  заключаетс  в том, что вдоль стен здани  по его периметру устанавливают опалубку и бетонируют усиливающую стену с образованием вертикальных шпонок. Опалубку устанавливают 10 на всю высоту здани , начина  с обреза фундамента, образу  при этом вертикальные полости дл  бетонировани  контрфорсов , в которых анкеруют концы пропущенных через здание горизонталь- 15 ных предварительно напр женных т жей. На наружной поверхности стен пробивают горизонтальные и вертикальные каналы, в которых при замоноличивании усиливающих стен образуют монолитные шпонки. 20 Одновременно с замоноличиванием усиливающих стен и контрфорсов изготавливают дополнительное монолитное покрытие здани , торцы которого выпускают консольнд по периметру здани  в виде карниза и тко св зывают с усиливающими стенами и контрфорсами. Свободные концы предварительно напр женных горизонтальных т жей наружных торцевых стен здани  креп т к внутренней несущей продольной стене. 30 Усиливающую стену и дополнительное покрытие изготавливают из обычных или легкобетонных смесей

Сопоставительный анализ предложенного способа с прототипом показывает, что 35 за вл емый способ в отличие от известного предусматривает установку опалубки дл  бетонировани  усиливающей стены на всю высоту здани  с образованием при бетонировании контрфорсов, в которые заанкери- 40 ваютс  концы пропущенных сквозь здание горизонтальных предварительно напр женных т жей. Кроме того, предусматриваетс  пробивка на наружной поверхности существующей стены горизонтальных и 45 вертикальных каналов, в которых при бетонировании усиливающей стены образуютс  монолитные шпонки. Одновременное изго - овлением усиливающей стен изготавливатс  дополнительное монолитное 50 покрытие, жестко св занное с усиливающей теной и ее контрфорсами. Изложенное повол ет сделать вывод о наличии новизны в предлагаемом способе.

На фиг.1 показано усиленное здание, 55 вертикальный разрез; на фиг.2 - план типового этажа; на фиг 3 - узел I на фиг.1; на иг.4 - узел II на фиг.2.. на фиг.5 - установка палубки дл  изготовлени  усиливающей тены,план

Здание 1 усиливаетс  за счет того, что вокруг -него возводитс  монолитный железобетонный колпак, состо щий из стен 2 и покрыти  3, Усиливающа  стенки 2 соедин етс  при формовании с существующей стеной 4 при помощи металлических анкеров 5, а дл  улучшени -взаимодействи  усиливающих и существующих стен в существующих стенах пробивают горизонтальные и вертикальные каналы, при заполнении которых бетоном образуютс  шпонки 6 и 7. Дл  формовании усиливающих стен по всей высоте здани  по его периметру устанавливают щи- товую Ъпалубку 8. Кроме того, устанавливают опалубку 9 дл  формовани  контрфорсов 10. устраиваемых снаружи усиливающих стен также на всю высоту здани . Усиливающие стены и контрфорсы опираютс  на обрез фундамента. 11. В контрфорсах анкеруют концы горизонтальных предварительно напр женных т жей 12, пропущенных через здание, причем т жи, расположенные в поперечном направлении, могут соедин ть две противоположные наружные стены , а расположенные в продольном направлении здани  т жи могут крепитьс  одним концом 13 к внутренней несущей стене 14. а другим в контрфорсе. Дополнительное покрытие 3 представл ет собой сплошную монолитную плиту, торцы 15 которой выпущены консольно по периметру здани  в виде карниза и жестко св заны с усиливающими стенами и контрфорсами. В качестве проемообразовател  в местах существующих проемов устанавливают дере в нные рамки 16, Дл - улучшени  теплотехнических характеристик здани  усиливающие стены и дополнительное покрытие могут изготавливатьс  из легкобе- тонных смесей, Дл  удобства производства работ и эксплуатации здани  т жи пропускают непосредственно под потолком, в углах поперечных стен и перегородок.

В тех случа х, когда внутренние стены пригружены недостаточно, могут быть установлены вертикальные предварительно напр женные т жи (на чертежах не показаны), располагаемые в местах, не стесн ющих эксплуатацию здани , например в лестничных клетках.

При возникновении сейсмического толчка в поперечном направлении инерционна  сила, возникающа  в уровне перекрытий 17. через усиливающие стены 2 и контрфорсы 10 передаетс  на фундамент 11 здани  и дополнительное покрытие 3, распредел ющие эту нагрузку между двум  торцевыми усиливающими стенами колпака . Изгиба сь и сдвига сь в своей плоскости по; действием этой силы, торцевые стены

колпака включают в работу его продольные стены.

Таким образом, а поперечном направлении колпак работает как развитое двутавровое сечение со стенками в виде двух торцевых усиливающих стен и полками в виде продольных усиливающих стен. При этом прочность существующей кладки на раст жение может не учитыватьс . Таким образом, способ позвол ет усилить здание практически с любой пониженной категорией кладки.

Помимо пространственной работы колпака , подоконные участки 18 стен 2 колпака работают на местный изгиб из своей плоскости как многопролетные горизонтальные балки с опорами в местах ребер жесткости. Они воспринимают боковую сейсмическую нагрузку от плит перекрыти  17, которые во вр§м  землетр сени  могут расстроитьс  и работать как отдельные клавиши.

С целью уменьшени  сечени  контр- форсов 10 и предотвращени  расстройства св зи перекрыти  17 со стенами А противоположные контрфорсы 10 соедин ютс  предварительно напр женными т жами 12, пропускаемыми через все здание. При таком усилении перекрыти  отпадает необходимость в каком-либо дополнительном усилении слабого диска перекрыти  17 и узлов сопр жени  его со стенами в существующем здании.

При сейсмическом толчке вдоль здани  инерционные силы с диска перекрыти  17 передаютс  посредством железобетонных шпонок 6 на более жесткие и прочные продольные стенки 2 колпака, разгружа  тем самым наружные продольные стены 4 существующего здани  от горизонтальных нагрузок . При этом разгружаетс  и внутренн   продольна  стена 14 существующего здани , так как ее деформации вдоль собственной оси сдерживаютс  дисками перекрыти 

5 17, заанкеренными в продольные стены 2 колпака диском покрыти  3, удерживающим стену посредством шпонок 6 и контрфорсами 10, поставленными посередине торцевых усиливающих стен. Эти

10 контрфорсы, по аналогии с контрфорсами в поперечном направлении, раскрепл ютс  горизонтальными т жами, заанкеренными на внутренней несущей продольной стене 14.

15 Устойчивость существующих стен из плоскости (при действии местной сейсмичеj ской силы от собственного веса стены) обес- печиваетс  в наружных стенах металлическими самоанкерующимис  бол20 тами, св зывающими стены существующего здани  со стенами колпака, а во внутренних стенах повышенной вертикальной нагрузкой , присущей дл  внутренней стены.

Существенным преимуществом предла25 гаемого способа  вл етс  возможность производить усиление здани  без остановки его эксплуатации или выселени  жильцов.

Придава  внутренней поверхности щитов опалубки определенный рельефный ри30 сунок, можно в результате бетонировани  усиливающих стен придать фасаду здани  более привлекательный вид.

(56) Патент ФРГ № 3620490, кл. Е 04 G 23/02,

35 опублик. 1986.

Мартемь нов А.И. и Ширин В.В. Способы восстановлени  зданий и сооружений, поврежденных землетр сением. М.: Строй- издат, 1978, с. 150 и 151, рис.60.

40

Claims (3)

1. СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ СЕЙСМО- СТОЙКОСТИ СУЩЕСТВУЮЩЕГО ЗДАНИЯ , включающий возведение вдоль стен, начина  с обреза фундамента и до верха стен усиливающих элементов, пропуск сквозь здание в поперечном направлении предварительно напр женных горизонтальных т жей с анкеровкой их концов в усиливающих элементах, отличающийс  тем, что при возведении усиливающих элементов с зазором относительно стен уста навливают опалубку, имеющую вертикаль1- ные каналы, в стенах пробивают вертикальные и горизонтальные пазы, после чего зазор бетонируют, образу  дополни

5 0

5

тельную стену в пазах - шпонки, в вертикальных каналах - контрофорсы, размеща  в них заанкеренные концы т жей, при этом одновременно с бетонированием изготавливают и жестко св зывают с усиливающими элементами дополнительное монолитное покрытие с карнизом, выступающим за контур здани ,

2.Способ по п.1, отличающийс  тем, что в здании с внутренней несущей продольной стеной устанавливают дополнительные т жи, свободные концы которых анкеруют к последней.

3.Способ по пп. 1 и 2, отличающийс  тем, что при бетонировании усиливающих элементов и дополнительного покрыти  используют легкобетонные смеси.

I-A.

loa

01

H

v

v

X

,

V V

.i

5

N V X

s

N

Ч

;

OJ

К

О

о

ел

ел ел

jj- s jL taJbtaJSk e

г N

CJJ

JL/tf/j /U

Фиг. 5

т