Промышленные, жилые и административные здания подвергаются сильным нагрузкам – от собственного веса до воздействий извне, включая сейсмическую активность и экстремальную погоду. Без своевременного ремонта конструкции быстро теряют несущую способность, что приводит к трещинам, деформациям и даже обрушениям.
Усиление проводится несколькими способами. Традиционная технология предполагает использование металлических компонентов. В отличие от бетона, который работает только на сжатие, стальные компоненты эффективно сопротивляются растяжению, изгибу и кручению. Какие виды металлических усилителей используются при восстановлении, расскажем дальше.
Преимущества
Усиление металлом выгодно по многим причинам:
- Высокая прочность – сталь устойчива к сильным механическим воздействиям.
- Долговечность – компоненты служат несколько десятков лет без потери основных характеристик.
- Универсальность – металлические рамы и каркасы подходят для любых типов зданий от частных домов до промышленных объектов.
- Способность работы на растяжение – металлические конструкции пластичны. При высоких нагрузках они не разрушаются мгновенно, а сначала деформируются, сигнализируя о проблеме.
- Гибкость установки – металлоконструкции устанавливаются при любой погоде, крепятся разными способами и легко комбинируют с другими материалами.
- Экономичность – металлические элементы сокращают сроки ремонта, снижают расходы на укрепление фундамента.
Современные антикоррозийные покрытия обеспечивают стойкость металла к воздействию воды. Делают его подходящим для восстановления сооружений в условиях повышенной влажности.
Виды металлических деталей
Технология ремонта определяет материалы для усиления конструкций. Один из самых распространенных методов укрепления бетонных строений – армирование. Процесс бывает внутренним, т.е. закладывается при строительстве и внешним – применяется для усиления действующих объектов. Используется стержневая металлическая арматура, которая бывает двух типов:
- Гладкой – применяется для конструктивного армирования, когда не требуется сильного сцепления с бетоном.
- Рифленой – металлические стержни с периодическим профилем для максимального сцепления. Применяются там, где важна стойкость на разрыв: в плитах перекрытий, балках и колоннах.
Также выпускаются готовые арматурные изделия. Например, металлические сетки подходят для обустройства стяжек и дорожных плит. Объемные каркасы применяются для восстановления фундаментов. Предварительно напряженные металлические системы повышают основные свойства усиливаемых конструкций.
При выборе металлической арматуры нужно учитывать класс прочности, условия эксплуатации, вид постройки и способ соединения – сварка или вязка. Сварные системы обеспечивают точность геометрии, снижают влияние человеческого фактора и ускоряют работу. Вязка позволяет сохранить пластичность конструкции, что важно в сейсмоопасных регионах. Современные полимерные фиксаторы обеспечивают равномерное защитное покрытие бетона вокруг стального стержня.
Двутавровые металлические балки и швеллеры
Металлические профили для укрепления обеспечивают устойчивость к нагрузкам и долговечность ремонтируемых построек. Двутавровые балки – изделия Н-образного сечения, предназначенные для правильного распределения нагрузок. Разновидности компонентов:
- нормальные – универсальные детали, подходят ремонта перекрытий и каркасов;
- широкополочные – характеризуются повышенной устойчивостью к изгибу;
- колонные – разработаны для усиления вертикальных опор.
Преимущество металлических двутавровых балок в высокой жесткости при сравнительно небольшом весе.
Швеллеры с П-образным профилем используются для:
- укрепления стен и перегородок;
- создания легких каркасов;
- обустройства технологических конструкций.
Такие металлические пластины для усиления выдерживают разнонаправленные нагрузки. Эффективность металлического каркаса во многом зависит от типа соединения. Сварные швы обеспечивают монолитность конструкции, а болтовые соединения – подвижность, быстроту сборки и демонтажа. Современные высокопрочные болты класса 8.8 и 10.9 позволяют создавать разборные системы высокой надежности. При выборе металлических швеллеров нужно учитывать расчетные нагрузки, условия эксплуатации и возможность комбинирования с другими материалами.
Металлические уголки и профильные трубы
Компоненты отличаются простотой конструкции и функциональностью. Металлические уголки делятся на:
- равнополочные (с одинаковыми сторонами) – используются для монтажа симметричных конструкций;
- неравнополочные – применяются там, где требуется разное сопротивление нагрузкам.
Соединительные металлические элементы скрепляют детали конструкций под прямым углом. Уголки незаменимы при укреплении оконных и дверных проемов, создании жестких узлов в каркасах, монтаже кронштейнов и опорных систем.
Профильные металлические трубы квадратного и прямоугольного сечения обеспечивают повышенную устойчивость к скручиванию, удобство монтажа и стыковки без дополнительной обработки. Преимущество компонентов в простоте обработки, небольшом весе и удобстве нанесения защитных покрытий. При выборе металлических деталей нужно учитывать характер нагрузок, требования к внешнему виду и условия эксплуатации.
Внешние преднапряженные элементы
К ним относятся металлические канаты и тросы. Изделия первого типа способны сохранять заданное натяжение в течение многих лет. В отличие от обычных подставок они не просто поддерживают конструкцию, а работают на растяжение, компенсируя внешние нагрузки.
Свойства канатам обеспечивает конструкция, включающая:
- центральный сердечник из оцинкованной проволоки;
- несколько слоев свивки;
- защитное покрытие из цинка, полимера или эпоксидной смолы.
Металлические канаты используются для укрепления высотных зданий. Они повышают устойчивость к ветровым и сейсмическим нагрузкам.
Металлические тросы производятся на заводе из высокоуглеродистой стали, которая подвергается многоступенчатой обработке. Заготовки проходят холодное волочение для увеличения прочности, гальваническое цинкование для защиты от коррозии и многократную свивку вокруг сердечника.
Металлические тросы применяются для:
- укрепления бетонных балок и плит;
- поддержки исторических сооружений;
- усиления промышленных конструкций;
- создания временных поддерживающих систем при реконструкции.
При использовании нужно учитывать, что металлические тросы нуждаются в периодической подтяжке, требуют специальных анкерных узлов и защиты от вибрационных нагрузок. При правильном расчете и монтаже тросовые системы увеличивают несущую способность строений в несколько раз, сохраняя их архитектурную выразительность. Поэтому они часто применяются при реконструкции исторических зданий и создании современных сложных объектов.
Металлические колонны и стойки
В строительной практике часто требуется укрепление существующих сооружений без полной реконструкции. Для этого используются металлические опорные элементы. Они увеличивают несущую способность сооружений с минимальным вмешательством.
Колонны изготавливаются из горячекатаных профилей, труб круглого сечения и сварных коробчатых конструкций. Они отличаются компактными размерами при высокой нагрузочной способности, точной регулировкой по высоте и быстротой монтажа. Преимущество металлических столбов в минимальной площади опоры и совместимости с различными типами фундаментов.
Металлические стойки применяются для локального укрепления поврежденных участков. Они отличаются меньшими размерами при сопоставимой прочности, возможностью быстрой переустановки и гибкой регулировкой по высоте. Подходят для упрощенной схемы монтажа.
Стойки бывают:
- Компенсационными – применяются для перераспределения нагрузок.
- Аварийными – предназначены для временной поддержки поврежденных элементов.
- Технологическими – задействуются для создания рабочего пространства при ремонте.
Металлические стойки используются в качестве усилителя прогонов при демонтаже стен. Задействуются для поддержки перекрытий во время реконструкции, создания временных проходов в аварийных зонах и фиксации конструкций до набора прочности бетоном. Преимущество стоек в мгновенной готовности к нагрузкам, возможности установки в стесненных условиях и многократном применении.
