Bij reparatie- en constructiewerkzaamheden worden vaak technische handelingen met kolommen uitgevoerd. Dit komt door de grote belastingen die op dit structurele element vallen, waardoor de structuur verslijt. De meest voorkomende reparatie- en restauratiebewerking van dit type kan het versterken van kolommen worden genoemd, waarvoor een breed scala aan methoden wordt gebruikt.
Wanneer is het nodig om de boorput te versterken?
De behoefte aan extra versterking van bouwconstructies ontstaat meestal na de vorming van defecten. De kolom wordt voornamelijk gebruikt als dragend architectonisch en bouwelement, dus het wordt gekenmerkt door verschillende soorten schade. De meest voorkomende problemen zijn:
- Kraken. Het meest voorkomende type schade aan de kolomstructuur, die verschillende vormen en manifestaties kan hebben. Wat de oorzaken betreft, kunnen vervormingsscheuren optreden als gevolg van krimp van het gebouw, verhoogde belastingen, corrosie van wapening in de schacht, afname van de sterkte van beton enenz.
- Gechipt. Een even gevaarlijk defect, waarvan de vorming gepaard kan gaan met mechanische of brandeffecten op de constructie, evenals met het verlies van de oorspronkelijke eigenschappen van metalen draagstangen.
- Afpellen. Dit soort schade treedt ook op als gevolg van vuureffecten, corrosie van wapening en druk van neoplasmata - ijskorst of alkaliën.
- Peeling. In de regel is het een gevolg van contact met agressieve media. Cyclische processen van bevochtigen/drogen of bevriezen/ontdooien leiden meestal tot de volledige vernietiging van de structuur.
Structuurvervormingsfactoren kunnen de keuze van tactieken voor reparatie- en restauratieactiviteiten beïnvloeden. Maar meestal worden kolomversterkingstechnologieën geselecteerd op basis van de fysieke en operationele kwaliteiten en parameters van de boorput. Voordat u doorgaat met het beoordelen van specifieke methoden voor het oplossen van de taak, is het de moeite waard om vertrouwd te raken met de universele regels voor het organiseren van werk.
Algemeen advies van experts tijdens het werk
Bij het versterken van technische bewerkingen die worden uitgevoerd met betrekking tot dragende constructies en constructies, zijn vaak verschillende ondersteuningen, voeringen en hoeksteunelementen betrokken. Bij het gebruik van dergelijke apparaten is het belangrijk om twee regels in overweging te nemen:
- Het aantal niveaus of lagen van het versterkende verband mag niet minder zijn dan drie. De kruisband is volledig over elkaar heen gelegd in vier lagen.
- Er wordt een overlap van ongeveer 20-30 cm aangehouden, stootvoegen zijn meestal uitgesloten.
Als het de bedoeling is om methoden te gebruiken voor het versterken van kolommen met oppervlaktebehandeling van de stam met composietmiddelen en polymeren, dan moet in eerste instantie rekening worden gehouden met de volgende voorwaarden:
- Betonvocht moet minimaal 4% zijn. Deze coëfficiënt wordt gecontroleerd door een vochtmeter.
- Condens moet van het oppervlak van de kolom worden verwijderd.
- Er wordt een epoxylaag op het vat aangebracht voordat het polymeer direct wordt aangebracht.
- De temperatuur van de structuur moet variëren tussen +10…+45 °С. Dit is de normale modus voor het werken met harsformuleringen.
Ongeacht de methode die wordt gebruikt om de kolomschacht te versterken, moet het oppervlak worden gereinigd en ontstoft. Het moet vrij zijn van vuil, vetvlekken en cementhuid. Dergelijke taken worden opgelost met een slijpgereedschap - handmatig of machinaal, afhankelijk van het gebied.
Clip Versterkingstechnologie
Het gebruik van een gecombineerde behuizing om de assen van de kolommen te versterken, maakt het mogelijk om de stabiliteit van de constructie te waarborgen, zowel bij dynamische als statische belastingen. De standaardversie van deze methode wordt beschouwd als de wapening van kolommen met een metalen clip, maar experts raden aan om in eerste instantie de toevoeging van het frame te berekenen met inzetstukken van gewapend beton met gesloten stalen klemmen.
Voordat u installatiewerkzaamheden uitvoert, moeten er inkepingen worden gemaakt in de structuur van de stam tot een diepte van 5 mm. Het oppervlak van de kolom wordt ook ontdaan van vreemde deeltjes en beschermd tegen corrosie. De basis van het frameclips zullen een structuur zijn van dwarsstrips en longitudinale metalen hoeken. Overlangse componenten zitten op een cementzandmortel en worden vastgeklemd met klemmen. Verder is het over de gehele lengte van de stam tot aan de hoeken noodzakelijk om de dwarsstroken te lassen door puntlassen, waarbij een trede van ongeveer 50-60 cm behouden blijft.
De voordelen van het versterken van kolommen met stalen clips zijn de snelheid van installatie en de structurele flexibiliteit van het bevestigingsschema. Onmiddellijk nadat de installatie van het frame is voltooid, is de kofferbak klaar om de ontwerpbelastingen te accepteren en in de toekomst kan het frame, indien nodig, worden aangepast door extra bevestigingsmiddelen aan te brengen. Maar de clip kan de hoofdtaak van versterking alleen uitvoeren als de dekvloeren en planken met hoeken precies op het oppervlak van de kolom passen. De kwaliteit van de fixatie wordt bepaald door de gladheid van de loop en de geometrie ervan.
Sectie-uitbreidingstechnologie
Typische constructie van een bouwkolom bestaat uit twee structurele delen - beton en wapeningselementen. Als de versterking van de kolommen met clips is gericht op het vergroten van de stijfheid van het dragende metalen skelet van de loop door de externe methode, dan is de toename van de sectie bedoeld om het oppervlak van het draagoppervlak uit te breiden. De belangrijkste betonmassa wordt vergroot, waardoor de constructie stabieler en duurzamer wordt.
Deze methode wordt gebruikt in gevallen waar het in principe mogelijk is om de technische zone op de plaats van de kolomoperatie te vergroten. De beste manier kan een eenzijdige toename van de sectie zijn - in breedte,lengte of diepte van de constructie. Vanuit technologisch oogpunt zal de hoofdtaak van de meester zijn om te zorgen voor een voldoende sterke hechting tussen de nieuwe betonlaag en de oude. Hiervoor worden methoden gebruikt om kolommen met metalen clips te versterken. Maar het frame vervult in dit geval niet de functie van een onafhankelijk lagerelement, maar fungeert als een hulpversterkingskrat, waarmee u twee betonnen niveaus kunt verbinden. Dezelfde langswapening met inkepingen en hoeken is gemonteerd. Idealiter zou het, indien mogelijk, met een metalen korte broek aan de hoofdversterking in de loop moeten worden gelast. Vervolgens wordt de betonmortel direct opgebouwd met metselwerk.
Composietversterkingstechnologie
Tegenwoordig worden in veel gebieden van constructie en productie metalen onderdelen vervangen door producten gemaakt van composieten en koolstofvezel. Deze optie om de kolommen te versterken heeft het voordeel dat met een kleinere massa en afmetingen van het element dezelfde functionele taken kunnen worden uitgevoerd. Lichtgewicht koolstofvezel zelf belast de kolom niet (vooral belangrijk voor constructies van vervallen culturele monumenten), maar vertoont weerstand tegen belastingen zoals staal. Bovendien is de treksterkte van sommige composieten 4-5 keer hoger dan die van gewapende betonwapening.
De techniek van het versterken van kolommen bestaat in dit geval uit het verlijmen van composiet- of koolstofvezellamellen loodrecht op het oppervlak van de romp. Meestal wordt de berekening gemaakt voor het ontlasten van verticale belastingen met de nadruk op:buigend moment. Om dit versterkende effect te bereiken, worden de platen gelijmd langs de werklijn van het belastingsmoment. Wat de kleefstofsamenstelling betreft, kunnen polymeerbouwmengsels worden gebruikt, die ook aanvullende taken van externe versterking van de structuur, vochtbescherming en hittebestendigheid zullen uitvoeren - de reeks kleefeigenschappen hangt af van de gebruiksomstandigheden. Een van de voordelen van deze methode zijn de afwezigheid van structurele veranderingen in de kolom, de mogelijkheid om de stam te versieren door de lamellen te schilderen en duurzaamheid.
Versterking van kolommen van gewapend beton
Voor dit type architectonische rompen wordt aanbevolen om versterkingsmethoden voor stalen mantels te gebruiken. Omdat we het hebben over een massieve structuur met een grote massa, moet het versterkende frame strak in de structuur van de kolom passen. Tegelijkertijd is het onwenselijk om de lageras te overbelasten, omdat dit zal leiden tot een groter effect van mechanische vermoeidheid, niet alleen voor de kolom, maar ook voor de benedenverdieping. Het beste zou zijn om een stalen clip met hoeken te gebruiken op een cementzandmortel. Net als in het klassieke schema worden kolommen van gewapend beton versterkt met dwarsstrips en overgangsinzetstukken die aan de interne wapening van de schacht zijn gelast.
Voordat u gaat lassen, is het belangrijk om één technologische truc te overwegen. Experts raden aan om de behangstroken te verwarmen tot 100-120 ° C en pas daarna door te gaan met de verbinding. Wanneer het element afkoelt, worden de afmetingen kleiner, wat een positief effect van voorspanning zal geven. Ook bij het versterken van gewapende betonconstructies is het niet overbodig om extra te gebruikenveiligheidstoestellen. Het is het handigst om afstandhouders te monteren die worden gevormd door twee kanaalhoeken. Ze zijn verbonden met planken en bevestigd volgens het principe van ondersteuning met spanbouten.
Versterking met verwarmde klemmen
Als de kolommen geen grote ontwerpbelastingen ondergaan en geen grote versterking van de constructie vereisen, dan kunt u volstaan met een geoptimaliseerde techniek voor het installeren van stripstalen voeringen. Het blijkt een soort omsnoeringsklemmen te zijn, die over de gehele hoogte van de kofferbak zijn gemonteerd. Hierdoor worden bouwmaterialen met beslag bespaard en blijft het kolomontwerp intact. De technologische complexiteit van een dergelijke oplossing ligt in het voorverwarmen van de metalen strips en het correct krimpen van de kolom. Theoretisch kunnen klemmen worden gebruikt om kolommen van gewapend beton met ronde, rechthoekige en vierkante secties te versterken. Maar in elk geval zal er zijn eigen krimpschema zijn, waarvoor de juiste stripgrijpmethode wordt geselecteerd.
Blanks voor overlays worden verwarmd in een ovengebouw of met een brander tot ongeveer 300 ° C. Verder is het met behulp van een speciale mal of klemmen noodzakelijk om de stam stevig samen te drukken met een klem in de eerder vastgestelde zone. Enige tijd na het omsnoeren zal de klem afkoelen en zal het metaal, als gevolg van temperatuurverlaging, nog strakker tegen het oppervlak van de kolom aandrukken. Nogmaals, het resultaat is niet zozeer een onafhankelijk wapeningsframe als wel een hulpwapening.
Versterking van metalen kolommen
Vergeleken met schachten van gewapend beton, volledig metaalconstructies sluiten de mogelijkheid van een monolithische opbouw van de constructie door middel van een frame of betonmetselwerk uit. Daarom worden er steeds vaker beugels, spanringen, afstandhouders en voorspaninrichtingen geïntroduceerd. Een zeer praktische en functionele optie is om de stalen kolom te versterken door de structurele schoen naast de vloer of fundering uit te breiden of te versterken. Op de onderste laag is de mogelijkheid om een betonnen dekvloer te maken toegestaan, wat de verticale stabiliteit van de kolom zal vergroten.
Kleine schachtconstructies worden aanbevolen om te worden versterkt met voorgespannen elementen. In deze hoedanigheid worden inventaris en telescopische spanten met stijve stutten gebruikt, waarvan de parameters kunnen worden gewijzigd afhankelijk van de huidige belasting. Overigens zal een dergelijke versterking van kolommen van gewapend beton moeilijk zijn vanwege onvoldoende structurele stijfheid, maar metalen assen maken het gebruik van vijzelgereedschap mogelijk. Dat wil zeggen, de gebruiker kan de hoogte en positie van de constructie veranderen door deze vast te klemmen en te verbinden met klemmen.
Sleuven en gegroefde uitsparingen zijn gemaakt in de ondersteunende secties voor extra verzekering, en beperkende tijdelijke platen met ronde sleuven voor versterking zijn gemonteerd. Daarna wordt een wapeningsstaaf geïnstalleerd en wordt de ondersteunende zone gebetonneerd. Wanneer de gegoten dekvloer voldoende sterkte krijgt, wordt de wapeningsstaaf gespannen met ankerhardware en bouten - ze kunnen vanaf de zijkant van de onderste vlakken in de gaten worden ingebouwd. Het blijkt een kapitaalmethode voor structurele versterking van kolommen,die alleen wordt gebruikt als het technisch mogelijk is om de aangrenzende site te reconstrueren.
Versterking van gecomprimeerde kolommen
Excentrisch samengedrukte stammen worden versterkt door een combinatie van technische middelen, waaronder versterkende bandages, geprofileerde metalen hoeken en dwarsbalken. Complexe wapening maakt in dit geval een beperkte vervorming en onderlinge werking van de omsnoeringselementen met plafonds mogelijk. Dat wil zeggen dat de belastingsmomenten niet worden herverdeeld, maar direct worden overgedragen van de bovenste betonconstructie naar de onderste.
De basis van het versterkende systeem wordt gevormd door meerdere dwarsverbanden, die worden afgewisseld met enkele versterkende inzetstukken van staal of koolstofvezel. Maar als de wapening van de kolom met een kooi van gewapend beton wordt gemaakt met toevoeging van een zandcementmortel, wordt het verband met overlays alleen berekend voor hardwarebevestigingen. Met name hetzelfde beton wordt vervangen door verankering met langselementen door de vloeren heen. De grootste moeilijkheid bij het monteren van een dergelijk systeem komt neer op de noodzaak om axiale symmetrie te behouden bij het installeren van longitudinale grijp- en bevestigingselementen.
Conclusie
De aard van de toepassing van een of andere methode voor het versterken van een verticale architecturale structuur zal grotendeels afhangen van de kenmerken van de delen van de structuur die ermee verbonden zijn. Het wapenen van kolommen van gewapend beton onder zware belasting kan bijvoorbeeld zowel de installatie van een metalen frame met betonuitzetting als de installatie van afstandhouders omvatten. Maar alleen als het toelaatlagere overlap - de beperking kan te wijten zijn aan de overmaat van de ontwerplaadmassa. Dergelijke beperkingen worden in het bijzonder acuut in situaties van amplificatie van samenstellingen van groepskolommen. In de regel zijn massieve en zware frames en dekvloeren in dergelijke gevallen niet toegestaan, en de ontwikkelaars van het technische project worden geconfronteerd met de taak om het apparaat van extra verbindingen gedetailleerd te berekenen door stijve voorgespannen steunen te integreren.
