Nei lavori di riparazione e costruzione, le operazioni tecniche con le colonne vengono eseguite abbastanza spesso. Ciò è dovuto ai grandi carichi che cadono su questo elemento strutturale, logorandone la struttura. L'operazione di riparazione e restauro più comune di questo tipo può essere definita rafforzamento delle colonne, per il quale viene utilizzata un'ampia gamma di metodi.
Quando è necessario rafforzare il pozzo?
La necessità di un ulteriore rafforzamento delle strutture edilizie sorge solitamente dopo la formazione di difetti. La colonna è utilizzata principalmente come elemento portante architettonico e edilizio, pertanto è caratterizzata da danneggiamenti di varia natura. I problemi più comuni sono:
- Crepe. Il tipo più comune di danno alla struttura della colonna, che può avere forme e manifestazioni diverse. Per quanto riguarda le cause, possono verificarsi cricche da deformazione a seguito di ritiro dell'edificio, aumento dei carichi, corrosione dell'armatura nel vano, diminuzione della resistenza del calcestruzzo eecc.
- Chippato. Un difetto altrettanto pericoloso, la cui formazione può essere associata ad effetti meccanici o di incendio sulla struttura, nonché alla perdita delle proprietà originarie delle aste portanti metalliche.
- Staccare. Questo tipo di danno si verifica anche a causa degli effetti del fuoco, della corrosione del rinforzo e della pressione di neoplasie - crosta di ghiaccio o alcali.
- Peeling. Di norma, è una conseguenza del contatto con i media aggressivi. I processi ciclici di inumidimento/essiccazione o congelamento/scongelamento di solito portano alla completa distruzione della struttura.
I fattori di deformazione della struttura possono influenzare la scelta delle tattiche per le attività di riparazione e restauro. Ma molto spesso, le tecnologie di rinforzo delle colonne vengono selezionate in base alle qualità fisiche e operative e ai parametri del pozzo. Prima di procedere con la revisione di metodi specifici per risolvere il compito, vale la pena familiarizzare con le regole universali per l'organizzazione del lavoro.
Consigli generali da parte di esperti in corso di lavoro
Nelle operazioni tecniche di rinforzo che vengono eseguite in relazione a strutture e strutture portanti, sono spesso coinvolti vari supporti, rivestimenti ed elementi di supporto angolari. Quando si utilizzano tali dispositivi, è importante considerare due regole:
- Il numero di livelli o strati della benda di rinforzo non deve essere inferiore a tre. La reggetta incrociata è completamente sovrapposta in quattro strati.
- Si mantiene una sovrapposizione di circa 20-30 cm, di solito si escludono i giunti di testa.
Se si prevede di utilizzare metodi di rinforzo delle colonne con trattamento superficiale del tronco con agenti compositi e polimeri, è necessario inizialmente tenere conto delle seguenti condizioni:
- L'umidità del calcestruzzo deve essere almeno del 4%. Questo coefficiente è controllato da un misuratore di umidità.
- La condensa deve essere rimossa dalla superficie della colonna.
- Uno strato epossidico viene applicato sulla canna prima che il polimero venga applicato direttamente.
- La temperatura della struttura dovrebbe variare tra +10…+45 °С. Questa è la modalità normale per lavorare con le formulazioni in resina.
Indipendentemente dal metodo utilizzato per rafforzare l'albero della colonna, la superficie deve essere pulita e spolverata. Deve essere esente da sporco, macchie di grasso e lattime. Tali compiti vengono risolti con uno strumento di rettifica - manuale o macchina, a seconda dell'area.
Tecnologia di rinforzo con clip
L'utilizzo di un involucro combinato per irrobustire i fusti delle colonne permette di garantire la stabilità della struttura, sia di fronte a carichi dinamici che statici. La versione standard di questo metodo è considerata il rinforzo delle colonne con una clip metallica, ma gli esperti consigliano di calcolare inizialmente l'aggiunta del telaio con inserti in cemento armato con morsetti in acciaio chiusi.
Prima di eseguire le operazioni di installazione, è necessario praticare degli intagli nella struttura del tronco fino a 5 mm di profondità. Anche la superficie della colonna è pulita da particelle estranee e protetta dalla corrosione. La base del telaiole clip saranno una struttura di strisce trasversali e angoli metallici longitudinali. I componenti longitudinali sono alloggiati su una m alta di cemento e sabbia e fissati con morsetti. Inoltre, lungo l'intera lunghezza del tronco fino agli angoli, è necessario saldare le strisce trasversali mediante puntatura, mantenendo un passo di circa 50-60 cm.
I vantaggi del rinforzo delle colonne con clip in acciaio includono la velocità di installazione e la flessibilità strutturale dello schema di fissaggio. Immediatamente dopo il completamento dell'installazione del telaio, il bagagliaio sarà pronto per accettare i carichi di progetto e in futuro, se necessario, il telaio potrà essere modificato introducendo elementi di fissaggio aggiuntivi. Ma la clip può svolgere il compito principale di rafforzare solo se i massetti e le assi con gli angoli si adattano perfettamente alla superficie della colonna. La qualità della fissazione è determinata dalla scorrevolezza della canna e dalla sua geometria.
Tecnologia di estensione della sezione
La costruzione tipica di una colonna di un edificio è composta da due parti strutturali: elementi in cemento ed elementi di rinforzo. Se il rafforzamento delle colonne con clip è orientato ad aumentare la rigidità dello scheletro metallico portante della canna con il metodo esterno, l'aumento della sezione mira ad espandere l'area della superficie portante. La massa principale del calcestruzzo è aumentata, il che rende la struttura più stabile e durevole.
Questo metodo viene utilizzato nei casi in cui, in linea di principio, è possibile aumentare la zona tecnica nel sito di funzionamento della colonna. Il modo migliore può essere un aumento unilaterale della sezione: in larghezza,lunghezza o profondità della struttura. Da un punto di vista tecnologico, il compito principale del maestro sarà quello di garantire un legame sufficientemente forte tra il nuovo strato di calcestruzzo e quello vecchio. Per questo vengono utilizzati metodi per rafforzare le colonne con clip metalliche. Ma il telaio in questo caso non svolge la funzione di elemento portante indipendente, ma funge da cassa di rinforzo ausiliaria, che consentirà di collegare due livelli di cemento. Viene montato lo stesso rinforzo longitudinale con intagli e angoli. Idealmente, se possibile, dovrebbe essere saldato al rinforzo principale nella canna con pantaloncini di metallo. Quindi la m alta cementizia viene costruita direttamente con muratura.
Tecnologia di rinforzo composito
Oggi, in molte aree della costruzione e della produzione, le parti metalliche vengono sostituite da prodotti realizzati in compositi e fibra di carbonio. Questa opzione di rinforzo delle colonne è vantaggiosa in quanto, con una massa e dimensioni minori dell'elemento, consente di svolgere gli stessi compiti funzionali. La fibra di carbonio leggera di per sé non sovraccarica la colonna (particolarmente importante per strutture di monumenti culturali fatiscenti), ma mostra resistenza a carichi come l'acciaio. Inoltre, la resistenza alla trazione di alcuni compositi è 4-5 volte superiore a quella del rinforzo in cemento armato.
La tecnica di rinforzo delle colonne in questo caso consisterà nell'incollaggio di lamelle composite o in fibra di carbonio perpendicolarmente alla superficie del tronco. Tipicamente, il calcolo viene effettuato per lo scarico dei carichi verticali con un'enfasi sumomento flettente. Per ottenere questo effetto di rinforzo, le piastre vengono incollate lungo la linea d'azione del momento di carico. Per quanto riguarda la composizione adesiva, è possibile utilizzare miscele da costruzione polimeriche, che svolgeranno anche compiti ausiliari di rinforzo esterno della struttura, protezione dall'umidità e resistenza al calore: l'insieme delle proprietà adesive dipenderà dalle condizioni del suo utilizzo. Tra i vantaggi di questo metodo spiccano l'assenza di modifiche strutturali nella colonna, la possibilità di decorare il tronco dipingendo le lamelle e la durabilità nel tempo.
Rinforzo di colonne in cemento armato
Per questo tipo di tronchi architettonici, si consiglia di utilizzare metodi di rinforzo con rivestimento in acciaio. Poiché si tratta di una struttura massiccia con una grande massa, il telaio di rinforzo deve adattarsi perfettamente alla struttura della colonna. Allo stesso tempo, non è consigliabile sovraccaricare l'albero del cuscinetto, poiché ciò comporterà un maggiore effetto della fatica meccanica non solo per la colonna, ma anche per il piano inferiore. Sarebbe ottimale utilizzare una clip in acciaio con angoli su una m alta di cemento e sabbia. Come nello schema classico, le colonne in cemento armato sono armate con fasce trasversali e inserti di transizione saldati all'armatura interna del vano.
Prima di saldare, è importante considerare un trucco tecnologico. Gli esperti consigliano di riscaldare le strisce di carta da parati a 100-120 ° C e solo dopo procedere con la connessione. Quando l'elemento si raffredda, le sue dimensioni diventeranno più piccole, il che fornirà un effetto positivo di precompressione. Inoltre, nel rafforzare le strutture in cemento armato, non sarà superfluo utilizzare ulterioridispositivi di sicurezza. È più conveniente montare distanziatori formati da due angoli del canale. Sono collegati con assi e fissati secondo il principio del supporto con tirafondi.
Rinforzo con fascette riscaldate
Se le colonne non subiscono grandi carichi di progetto e non richiedono un importante rafforzamento della struttura, allora puoi cavartela con una tecnica ottimizzata per l'installazione di rivestimenti in nastri di acciaio. Si scopre una specie di morsetti per reggette, che sono montati lungo l'intera altezza del bagagliaio. Di conseguenza, i materiali da costruzione con i raccordi vengono salvati e il design della colonna rimane intatto. La complessità tecnologica di tale soluzione risiede nel preriscaldamento dei nastri metallici e nella corretta aggraffatura della colonna. Teoricamente, i morsetti possono essere utilizzati per rinforzare colonne in cemento armato a sezione tonda, rettangolare e quadrata. Ma in ogni caso ci sarà il proprio schema di crimpatura, per il quale viene selezionato il metodo di presa della striscia appropriato.
I grezzi per le sovrapposizioni vengono riscaldati in un forno o con un bruciatore a circa 300 ° C. Inoltre, utilizzando una maschera o morsetti speciali, è necessario comprimere saldamente il tronco con un morsetto nella zona precedentemente stabilita. Qualche tempo dopo la reggiatura, il morsetto si raffredderà e il metallo, a causa della riduzione della temperatura, premerà ancora più saldamente contro la superficie della colonna. Anche in questo caso, il risultato non è tanto un telaio di rinforzo indipendente quanto un rinforzo ausiliario.
Colonne metalliche di rinforzo
Rispetto ai pozzi in cemento armato, interamente in metallole strutture escludono la possibilità di un accumulo monolitico della struttura per mezzo di un telaio o di una muratura in calcestruzzo. Pertanto, vengono introdotti più spesso controventi, serraggi, distanziatori e dispositivi di precompressione. Un'opzione molto pratica e funzionale è rinforzare la colonna d'acciaio espandendo o rafforzando la scarpa strutturale adiacente al pavimento o alla fondazione. Sul livello inferiore è consentita la possibilità di realizzare un massetto in calcestruzzo, che aumenterà la stabilità verticale della colonna.
Si consiglia di rinforzare le strutture con pozzi di piccole dimensioni con elementi precompressi. In questa capacità vengono utilizzati l'inventario e le capriate telescopiche con puntoni rigidi, i cui parametri possono essere modificati a seconda del carico attuale. A proposito, tale rafforzamento delle colonne in cemento armato sarà difficile a causa dell'insufficiente rigidità strutturale, ma gli alberi metallici consentono l'uso di strumenti di sollevamento. Cioè, l'utente può modificare l' altezza e la posizione della struttura incastrandola e collegandola con dei morsetti.
Le fessure e gli incavi scanalati sono realizzati nelle sezioni di supporto per un'ulteriore assicurazione e sono montate piastre temporanee restrittive con fessure circolari per il rinforzo. Successivamente, viene installata una barra di rinforzo e la zona di supporto viene cementata. Quando il massetto colato ottiene una resistenza sufficiente, la barra di rinforzo viene sollecitata con bulloneria e bulloni di ancoraggio: possono essere incorporati nei fori dal lato delle facce inferiori. Si scopre un metodo capitale di rinforzo strutturale di colonne,che viene utilizzato solo se è tecnicamente possibile ricostruire il sito adiacente.
Rafforzamento delle colonne compresse
I tronchi compressi in modo eccentrico sono rinforzati da una combinazione di mezzi tecnici, tra cui bende di rinforzo, angoli metallici profilati e barre trasversali. Il rinforzo complesso consente in questo caso di fornire una deformazione vincolata e un funzionamento reciproco degli elementi di reggiatura con i soffitti. Cioè, i momenti di carico non vengono ridistribuiti, ma vengono trasferiti direttamente dalla struttura in calcestruzzo superiore a quella inferiore.
La base del sistema di rinforzo è formata da più bende trasversali, che sono intervallate da singoli inserti di rinforzo in acciaio o fibra di carbonio. Ma se il rinforzo della colonna con una gabbia in cemento armato viene realizzato con l'aggiunta di una m alta di cemento e sabbia, la benda con sovrapposizioni viene calcolata solo per gli elementi di fissaggio dell'hardware. In particolare, lo stesso calcestruzzo viene sostituito da ancoraggi con elementi longitudinali attraverso i solai. La principale difficoltà di montaggio di un tale sistema risiede nella necessità di mantenere la simmetria assiale durante l'installazione di elementi di presa e fissaggio longitudinali.
Conclusione
La natura dell'applicazione dell'uno o dell' altro metodo per rafforzare una struttura architettonica verticale dipenderà in gran parte dalle caratteristiche delle parti della struttura ad essa associate. Ad esempio, il rinforzo di colonne in cemento armato sotto carichi pesanti può comportare sia l'installazione di un telaio metallico con espansione in calcestruzzo che l'installazione di distanziatori. Ma solo se lo consentesovrapposizione inferiore - la limitazione può essere dovuta all'eccesso della massa di carico di progetto. Tali restrizioni diventano particolarmente acute in situazioni di amplificazione delle composizioni di colonne di gruppo. Di norma, in questi casi non sono consentiti telai e massetti massicci e pesanti e gli sviluppatori del progetto tecnico devono affrontare il compito di calcolo dettagliato per il dispositivo di connessioni aggiuntive integrando supporti rigidi precompressi.
