Патент на изобретение №2347047

(54) СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПАНЕЛЕЙ ПЕРЕКРЫТИЯ ЗДАНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к строительству, в частности может быть использовано при восстановлении многопустотных железобетонных панелей перекрытия здания или сооружения, поврежденных огнем. Техническим результатом изобретения является рациональное восстановление эксплуатационных характеристик (прочности, жесткости, трещиностойкости, огнестойкости) железобетонных многопустотных панелей, улучшение качества восстановления их эксплуатационных характеристик, экономия металла, снижение материальных и энергетических затрат при ремонтных работах, снижение опасности обрушения поврежденных панелей перекрытия в процессе его восстановления. Результат при использовании изобретения достигается тем, что в способе восстановления панелей перекрытия, включающем дополнительные арматурные изделия и бетон усиления, сначала изготавливают арматурные изделия усиления в виде плоских каркасов-сеток или спаренных плоских составных каркасов с хомутами на приопорной части панелей, затем прорезают щели в нижней полке панелей в средней ее части длиной не менее длины монтажного стержня арматурного каркаса, шириной не менее ширины сечения каркаса, дыры на концевых участках в верхней полке панели прорезают с шагом 1,5÷2 м, арматурные изделия устанавливают в пустотные каналы панелей, бетон усиления вводят через отверстия (дыры), вырезаемые в верхней полке панели. 10 з.п. ф-лы, 15 ил.

(56) (продолжение):

CLASS=”b560m”по строительству и архитектуре, 1959, с. 56-59, 157. СНИП 2.03.01-84 Бетонные и железобетонные конструкции. – М., 1985, с.61-64. ШАГИН А.Л. Реконструкция зданий и сооружений. – М.: Высшая школа, 1991, с.208.

Изобретение относится к области строительства и касается восстановления многопустотных железобетонных панелей перекрытия, поврежденных вследствие различных причин, в том числе пораженных огнем в условиях пожара или технологический аварии в здании.

Во время огневого воздействия железобетонные панели перекрытия нагреваются снизу. Максимальные температуры нагрева (800±200)°С наблюдается на обогреваемой поверхности панелей и на глубине до 10-20 мм. Бетон и арматура в сжатой зоне сечения панелей прогреваются медленнее и незначительно. К повреждениям многопустотных панелей огнем относят:

хаотичное расположение поверхностных термоусадочных трещин, разрушение части сечения панели прогретой выше критической температуры нагрева (600±50)°С, растрескивание бетона, отслоение деструктивной части защитного слоя бетона, изменение механических свойств прогретой арматуры.

Возможны и более высокая степень термосиловых повреждений многопустотных панелей: продольные и косые трещины шириной 3-10 мм в стенках, разделяющих пустотные каналы. Вследствие этого происходит существенное снижение прочности и жесткости многопустотных панелей.

Изобретение предназначено для восстановления эксплуатационных характеристик (прочности, жесткости, трещиностойкости, огнестойкости) многопустотных железобетонных панелей перекрытия здания.

Известен способ восстановления поврежденных огнем панелей перекрытия здания, включающий установку дополнительной арматуры в виде отдельных арматурных стержней или гнутых сеток, нанизанных на стрежни существующей арматуры / Пат. 2087653 Российской Федерации, МПК-6 E04G 23/02. Способ восстановления поврежденных изгибаемых железобетонных элементов / Ильин НА.; заявитель и патентообладатель Самарск. арх.-строит. ин-т. – № 94 012398/03; заявл. 07.04.94; опубл. 20.08.97, Бюл. № 23, – 12 с. Ил.9. [1].

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа восстановления поврежденных многопустотных панелей перекрытия здания, относится то, что дополнительную арматуру усиления выполняют дискретно в виде ряда арматурных элементов, которые располагают в плоскости существующей сетки снизу панелей. Следовательно, известный способ восстановления не рационален для восстановления эксплуатационных характеристик многопустотных панелей, не экономичен и трудоемок.

Известен способ восстановления панелей перекрытия здания установкой в некоторые пустотные каналы через борозды, пробитые в верхней полке вдоль этих каналов, дополнительных арматурных каркасов с последующим замоноличиванием этих каркасов / Рекомендации по обследованию зданий и сооружений, поврежденных пожаром / НИИЖБ. – М.: Стройиздат, 1987. (п.9.24, С.41, рис.16, С.44) [2].

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа восстановления панелей перекрытия здания, относится то, что восстановление эксплуатационных характеристик железобетонных панелей с установкой каркасов усиления через борозды (щели), разрушая сжатую зону панелей, не рационально; материальные и энергетические затраты при строительных работах достаточно велики; возможно обрушение поврежденных плит в процессе их восстановления.

Известен способ восстановления панелей перекрытия здания, включающий пробивку отверстия под пустотой плиты, установку в нее арматурных стержней, путем введения их попеременно с противоположных торцов пустот через отверстия под пустотами, после закрепления стержней анкерами заполняют пустоты через отверстия в верхней полки со стороны, противоположной заведению арматурного стержня / Пат.1 823909 SU, МПК-5 E04G 23/02. Способ усиления многопустотных плит перекрытия / Кочетов И.А. и Барыгин Б.Ю, заявл. 08.02.91, опубл. 23.06.93. Бюл. № 23 / [3].

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа восстановления панелей перекрытия здания, относится то, что при отсутствии поперечной арматуры усиления (хомутов, отгибов) возможно образование силовых трещин вблизи опор и последующие разрушение панелей перекрытия по наклонному сечению к оси элемента от воздействия поперечных сил в процессе эксплуатации;

вследствие того, что коэффициент тепловой диффузии мелкозернистого бетона (D_м=35,6 мм²/мин) более чем в 1,5 раза выше, чем у обычного тяжелого бетона (D_т=19,4 мм²/мин) и более чем в 2,5 раза выше, чем у конструктивного керамзитобетона (D_к=12,1 мм²/мин), следовательно, огнестойкость восстановленной панели по известному способу с применением мелкозернистого бетона существенно ниже, чем при использовании керамзитобетона; кроме этого, мелкозернистый бетон по сравнению с тяжелым бетоном в условиях воздействия высоких температур пожара способен разрушаться взрывообразно;

снижение огнестойкости панелей возможно за счет образования «мостов» теплопереноса от поверхности бетона к рабочей арматуре усиления в местах установки анкерных стержней;

следовательно, восстановление основных эксплуатационных характеристик (прочности, жесткости, трещиностойкости, огнестойкости) поврежденных многопустотных панелей известным способом нерационально и некачественно.

Известен способ восстановления панелей перекрытия здания, включающий выполнение отверстий в приопорных зонах пустот сверху панелей и снизу в пролете под смежными пустотами, установку упоры с натяжным приспособлением на верхней поверхности панелей и прокладок на нижней поверхности панелей, введение гибкой арматуры в смежные пустоты по направлению от одного отверстия в приопорной зоне к другому отверстию в пролете и ее напряжение / Пат. 2020234 RU, МПК-5 E04G 23/02. Способ усиления железобетонных многопустотных панелей перекрытий. / Лазовский Д.Н., Масленников С.Д., Авдошка А.В. и др., заявл. 22.04.1991, опубл. 30.09.1994, Бюл.№ 27, ил / [4].

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа восстановления панелей перекрытия здания, относится то, что усиление пустотной панели выполнено в виде предварительно напряженной шпренгельной арматуры с малым (4-5)° углом наклона к продольной оси панели перекрытия с высотой сечения h, см, и пролетом l, см (при tg =h/0,5·l=22/0,5·580)=22/290=0,076, – угол =(4÷5)град). Следовательно, на припорном участке панели перекрытия возникает сжимающая сила N_c, равная N_c=0,96·P₁, где P₁ – усилие от преднапряжения шпренгельной арматуры; это более чем в 1,3 раза больше величины Р₂, возникающей в шпренгеле при нормативном (оптимальным) угле наклона _опт=35°.

На опорах при анкеровке шпренгельной арматуры возникают дополнительно изгибающий момент М_доп=N_c·h, действие которого шпренгельная арматура не воспринимает.

Следовательно, при использовании известного способа восстановления изгибаемая панель перекрытия, усиленная шпренгельной арматурой, превращается во внецентренно сжатую, существенно изменяя свою первоначальную схему работы на изгиб.

Сильно поврежденные панели перекрытия невозможно надежно восстановить с использованием предложенной шпренгельной арматуры, возможно разрушение поврежденной панели в процессе ее усиления от дополнительных усилий сжатия и изгибающего момента, возникающего на опорных участках.

В промышленном производстве при выборе варианта усиления отдают предпочтение решениям с четкой расчетной схемой, обеспечивающей совместную работу усиливаемой конструкции с элементами усиления и позволяющей достоверно определить дополнительно воспринимающую нагрузку.

Определяемая по известному способу площадь поперечного сечения дополнительной преднапряженной арматуры принимают завышенной, что ведет к необоснованному расходу стали.

В пробитые в нижней полке панели спаренные отверстия (дыры) над смежными пустотами и внутренним ребром панели невозможно ввести арматурное изделие усиления в виде сварного каркаса для восприятия поперечной силы на опорных участках.

Преднапряжение в шпренгельной арматуре производят после затвердения бетона в заделке анкеров, то есть не ранее 7 суток после укладки бетона. Это увеличивает сроки усиления панелей перекрытия.

Следовательно восстановление основных эксплуатационных характеристик (прочности, жесткости, трещиностойкости, огнестойкости) поврежденных многопустотных панелей известным способом нерационально и ненадежно.

Известен способ восстановления панелей перекрытия здания, включающий выполнение отверстия (дыры) с нижней стороны панели в приопорной зоне вдоль пустот, в которую вводят вязаный в сложенном виде или сварной в горизонтальном положении арматурный каркас, затем арматурный каркас приводят в рабочее положение и закачивают в пустоту панели бетонную смесь / А.с. 1783101 SU, МПК-5, E04G 23/02. Способ усиления сборных железобетонных многопустотных панелей перекрытия. / Д.Н.Лазовский и С.Д.Масленников; заявл. 30.11.90; опубл. 23.12.92. Бюл. № 47/ [5].

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа восстановления панелей перекрытия здания, относится то, что сварной арматурный каркас выполнен с частой установкой поперечных стержней, располагающихся с равным шагом по всей длине каркаса. Это приводит к перерасходу стали для изготовления поперечных стержней на (25-50)% по сравнению с каркасом, поперечные стержни которого выполнены с удвоенным шагом или при их отсутствии в средней части арматурного каркаса. Вязанный арматурный каркас трудоемок в изготовлении. В случае оприрания панелей перекрытия на несущие стены здания невозможно введение арматурного каркаса в отверстие (дыру), вырубленного на приопорном участке панели. Вследствие ограничения пространства для разворота арматурного каркаса, – возможно его искривление против проекта усиления. Следовательно, введение арматурного каркаса в пробитую дыру на приопорном участке в данном случае нетехнологично, в том числе из-за невозможности контроля установки каркаса по длине пустоты панели и невозможности качественного контроля заполнения пустоты панели новым бетоном.

Вследствие установки арматурного каркаса на верх нижней полки в пустоте панели, осевое растяжение (глубина заложения) дополнительно уложенной продольной рабочей арматуры увеличивается с 15 до 50 мм. В связи с этим снижается рабочая высота поперечного сечения панели на 20%. Следовательно, применение известного способа усиления многопустотной панели приводит к перерасходу продольной рабочей арматуры на 20%.

Неточность установки арматурных стержней в сечении панелей, их значительное смещение или искривление, отсутствие контроля качественного заполнения пустот панелей бетоном, – это причины скрытого (наиболее опасного) брака усиления панелей.

Следовательно, восстановление основных эксплуатационных характеристик поврежденных многопустотных панелей перекрытия известным способом неэкономично и не отвечает технологическим требованиям.

Наиболее близким техническим решением к изобретению по совокупности признаков является способ восстановления многопустотных железобетонных панелей перекрытия с круглыми или овальными пустотами путем использования части пустотных каналов в которые (после пробивки верхней полки по всей длине панели) укладывают дополнительные арматурные каркасы с последующим бетонированием пустот / Рекомендации по оценки состояния и усилению строительных конструкций промышленных зданий и сооружений. / НИИСК. – М.: Стройиздат, 1989 (п.1.1, С.3; п.2.11-2.14, С.9-14; п.4.37, С.38; рис.7, С.34-35) [6] – принято за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа восстановления многопустотных железобетонных панелей перекрытия здания, принятого за прототип, относится то, что в известном способе в процессе восстановления разрушают существующий бетон и арматуру сжатой зоны сечения железобетонной панели не поврежденной огнем; – вследствие этого значительно снижают прочность сжатой зоны в частности и панели в целом, повышая риск обрушения восстанавливаемой панели перекрытия здания, ослабленной ранее огневым воздействием с нижней стороны; в данном случае требуется дополнительные расходы на проектирование, изготовление и установку страховочных опор в здании; рабочую высоту поперечного сечения железобетонной панели после установки дополнительных каркасов в пустотные каналы уменьшают на 20% по сравнению с проектной, – следовательно, снижают конструктивные качества устройства восстановления панели; увеличивают энергоресурсы и трудозатраты при пробивки (проламывании) сверху панели щели (борозды) для пропуска арматурных изделий в пустотные каналы; увеличивают расход металла при изготовлении плоских арматурных каркасов, используя продольные стержни одного диаметра по всей длине пустотного канала плиты, т.е. не учитывают изменение величины изгибающего момента на опоре и в пролете панели.

Следовательно, восстановление эксплуатационных характеристик (прочности, жесткости, трещиностойкости, огнестойкости) поврежденной огнем многопустотных панелей известным способом нерационально и некачественно.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлена заявленное изобретение, состоит в усилении отожженной рабочей арматуры, упрощении изготовления арматурного изделия для восстановления многопустотной железобетонной панели, поврежденной огнем, в рациональном восстановлении ее эксплуатационных характеристик, сокращении объема строительных работ и снижении расхода нового бетона и металла на дополнительную арматуру.

Технический результат – повышение прочности, жесткости, трещиностойкости, огнестойкости при восстановлении поврежденных железобетонных панелей, улучшение качества восстановления и его конструктивных характеристик, экономия металла, снижение материальных и энергетических затрат при строительных работах, снижение опасности обрушения поврежденных панелей перекрытия здания в процессе его восстановления.

Указанный технический результат при использовании изобретения достигается тем, что в известном способе восстановления панелей перекрытия здания, включающий визуально-инструментальное обследование, проведение поверочных расчетов, оценку состояния поврежденных многопустотных железобетонных панелей, установку страховочных опор для сильно поврежденных панелей, прорезание в нижних полках панелей отверстий вдоль оси симметрии пустотных каналах, прибивание дыр в пустотные каналы в верхних полках панелей, введение в пустотные каналы арматурных изделий и бетона усиления, особенностью является то, что сначала изготовляют арматурные изделия усиления в виде плоских составных каркасов с хомутами на приопорной части или в виде плоских каркасов – сеток, затем прорезают в средней части нижних полок поврежденных железобетонных панелей щели вдоль оси симметрии пустотных каналов длиной не менее длины монтажного стержня каркаса, шириной не менее ширины сечения арматурного каркаса, пробивают отверстия в пустотные каналы на опорных участках в верхних полках панелей (с шагом 1,5÷2 м), затем устанавливают через прорезанные щели составные арматурные каркасы или каркасы – сетки в пустотные каналы и бетонируют их, вводя бетон усиления в пустотные каналы через отверстия в верхних полках восстанавливаемых панелей перекрытия.

Кроме этого, особенности заключаются в том, что арматурное изделие в виде составного плоского арматурного каркаса – сетки выполняют с одинарным расположением арматурных стержней, с приваркой лапок поперечных стержней дуговой сваркой, с удлиненными стержнями рабочей арматуры, с изгибом лапок рабочих стержней на 45 градусов.

Арматурное изделие в виде спаренных плоских составных каркасов с хомутами на приопорной части выполняют с приваркой лапок поперечных стержней дуговой сваркой, с удлиненными стержнями рабочей арматуры.

Продольный рабочий стержень составного каркаса-сетки режут длиной, равной сумме половины длины пустотного канала панели и длины перепуска стержня рабочей арматуры, то есть:

где L_ст, L_пан – соответственно длина рабочего стержня каркаса – сетки и длина пустотного канала панели, мм; l_н,_min=40·d_max – длина перепуска (нахлестки) рабочих стержней, мм; d_max – номинальной диаметр рабочего стержня, мм.

Щель, располагаемая в средней части нижней полки панели, через которую вводят в пустотный канал плоские составные каркасы – сетки, вырезают длиной, равной:

где l_щели, l_монт – соответственно длина щели и длина монтажного стержня арматурного каркаса, мм; z₁ – величина зазора, равная (40±10) мм.

Щель в нижней полке панели для ввода плоского составного каркаса-сетки в пустотный канал вырезают шириной, равной:

где b_щели – ширина щели, мм; d₁ и d₂ – соответственно диаметр продольного и поперечного стержня, мм; z₂ – величина зазора, равная (5±2) мм.

Плоский каркас изготовляют шириной, которую принимают в зависимости от высоты или диаметра пустотного канала панели, то есть (4):

где В – ширина каркаса по осям крайних продольных стержней, мм;

C₁ – расстояние от оси продольных стержней каркаса до конца поперечных стержней, но не менее 10 мм; Д – высота (диаметр) пустотного канала панели, мм.

Отверстия на концевых участках верхней полки панели для заполнения бетоном ее пустотного канала, прорезают размерами, принимаемыми из условий заливки и вибрирования бетона усиления, например, b₀×l₀=40×160 мм; здесь b₀ и l₀ – соответственно ширина и длина отверстия, мм.

К продольным стержням рабочей арматуры составных каркасов прикрепляют по расчету дополнительной стержень на всю длину щели, прорезаемой в нижней полке панели.

В зоне действия максимального изгибающего момента устанавливают продольные стержни дополнительной арматуры с перепуском в опасном сечении панели для ее усиления по эпюре арматуры.

В качестве бетона замоноличивания дополнительных каркасов в пустотных каналах панели заливают легкий конструктивный бетон, например, керамзитобетон.

Причинно-следственная связь между совокупностью признаков и техническим результатом работы заключена в следующем.

Использование предлагаемого способа восстановления панели перекрытия здания обеспечивает улучшение качества восстановления, снижение материальных затрат и рациональное восстановление эксплуатационных характеристик поврежденной панели перекрытия здания.

Улучшение качества восстановления панелей достигается за счет:

– увеличения рабочей высоты поперечного сечения железобетонной панели из-за приближения продольной арматуры дополнительных каркасов к низу нижней полки панели;

– замены деструктивного слоя бетона нижней полки панели, значительно поврежденной огнем, на новый бетон усиления;

– обеспечения нормативной огнестойкости восстановленных панелей перекрытия путем нанесения защитного слоя из легкого бетона не менее требуемой величины;

– восприятия поперечных сил за счет установки дополнительных каркасов с более частым расположением поперечных стержней (хомутов) у опорных частей восстанавливаемых железобетонных панелей перекрытия.

Снижение материальных затрат при восстановлении поврежденных железобетонных панелей перекрытия здания достигается за счет:

– использования сильно поврежденных панелей перекрытия к повторной эксплуатации после их восстановления предложенным способом;

– снижения массы восстанавливаемых панелей перекрытия вследствие заполнения пустот панели легким конструктивным бетоном;

– снижения трудоемкости установки дополнительной арматуры вследствие прорезания бетона только части (30-50%) длины пустотного канала панели;

– сокращения сроков восстановления поврежденных панелей и снижения убытков по конструктивной части здания вследствие возможности ремонта даже аварийных панелей вместо их демонтажа;

– снижения расхода металла на дополнительную рабочую арматуру вследствие увеличения рабочей высоты сечения панели и армирование ее по длине канала с учетом величины изгибающего момента. Рациональное восстановление поврежденных многопустотных панелей при использовании предложенного способа достигается путем:

– восстановления поврежденных сечений панелей перекрытия в прежних габаритах без существенного изменения его первоначальной высоты, предотвращая образование наращиваний бетона;

– повышения рабочей высоты сечения восстанавливаемых панелей перекрытия при неизмененных первоначальных габаритах вследствие прикрепления новой арматуры к низу дополнительного каркаса;

– повышения несущей способности восстановленного сечения вследствие увеличения рабочей высоты железобетонных панелей перекрытия и установки дополнительной арматуры;

– обеспечения требуемой безопасности панелей перекрытия в процессе восстановления и при допуске ее к повторной эксплуатации вследствие сокращения объемов вырубания бетона сжатой зоны;

– улучшения качества восстановления и снижения материальных затрат при ремонте поврежденных панелей перекрытия.

На фиг.1, 2 и 3 приведена схема дополнительного армирования аварийной многопустотной железобетонной панели перекрытия (план, продольный и поперечный разрезы; исполнение 1):

1 – дополнительный стержень арматуры;

2 – щели в нижней полке панели (для пропуска плоского каркаса);

3 – дополнительный бетон (для железобетонного ребра панели);

4 – плоские составные арматурные каркасы усиления;

5 – дыры в верхней полке панели (для заполнения пустотных каналов бетоном усиления);

6 – арматурная сетка (для усиления в сжатой зоне перекрытия);

7 – монолитная железобетонная плита усиления;

8 – электродуговая сварка;

9 – V-образные коротыши с шагом, равным (1400±100)мм;

10 – железобетонная многопустотная панель перекрытия.

На фиг.4, 5 и 6 приведены плоские составные арматурные каркасы – сетки с одинарным расположением продольных рабочих стержней арматуры, с приваркой лапок поперечных стержней дуговой сваркой, с удлиненными продольными стержнями рабочей арматуры, с изгибом лапок продольных стержней рабочей и монтажной арматуры на 45 градусов.

11 – продольные стержни рабочей арматуры каркаса усиления;

12 – продольные монтажные стержни каркаса усиления;

13 – поперечные стержни каркаса усиления – хомуты – (на концевых участках с шагом 100 мм);

14 – поперечные стержни каркаса усиления – хомуты, в средней части каркаса усиления с шагом (250-300) мм.

На фиг.7, 8 и 9 приведены план многопустотной железобетонной панели перекрытия с повреждениями средней степени, ее продольный и поперечный разрезы, основные размеры (исполнение 2):

2 – щели в нижней полке панели (для пропуска составных каркасов усиления);

5 – дыры в верхней полке панели для заполнения пустотных каналов бетоном усиления.

На фиг.10, 11 и 12 приведена схема армирования многопустотной железобетонной панели перекрытия, имеющей повреждения средней степени (обозначения – на фиг.1-3).

На фиг.13, 14 и 15 приведены поперечные стержни каркаса усиления – хомуты – 13 на приопорной части, с удлиненными продольными стержнями рабочей каркаса усиления 11 и продольные монтажные стержни каркаса усиления 12 арматуры, с приваркой лапок дуговой сваркой (узел А).

Сведения, подтверждающие возможность применения изобретения с получением указанного выше технического результата.

Техническим осмотром здания, поврежденного пожаром, установлено, что подлежащее восстановлению железобетонное перекрытие холла 8-го этажа состоит из железобетонных многопустотных панелей перекрытия 10 с круглыми пустотами D=159 мм, высота поперечного сечения 220 мм; размеры панелей в плане 1,2×5,86 м.

В проекте восстановления поврежденных панелей применяют стержневую арматуру класса А 400 (A-III) для продольных стержней рабочей арматуры диаметром (14÷18)мм класса А 240 (A-I) – для поперечных стержней – хомутов диаметром (8÷10)мм; бетон восстановления легкий марки D 1800 класса В35 по прочности на сжатие; для заделки щелей – легкий бетон класса В15.

Плоские составные арматурные каркасы усиления 4 устанавливают в четырех (из 6) пустотных каналах через щели в нижней полке панели 2, которые прорезают в средней части панели перекрытия; ширина щели (40±10) мм; длина щели 3000 мм (исполнение 1) и 1600 мм (исполнение 2).

Дополнительное арматурное изделие для аварийных панелей выполняют в виде составного плоского арматурного каркаса – сетки с одинарным расположением арматурных стержней, с приваркой лап поперечных стержней 13 и 14 дуговой сваркой, с удлиненными продольными стержнями рабочей арматуры каркаса усиления 11, с изгибом лапок рабочих стержней на 45 градусов. Плоские составные арматурные каркасы – сетки имеют продольные стержни рабочей арматуры каркаса усиления 11 длиной 2920 мм; ширина каркаса усиления В=150 мм.

Дополнительное арматурное изделие для плит со средней степенью повреждения выполняют в виде плоских составных арматурных каркасов усиления 4 с хомутами 13 на приопорной части, с приваркой лапок поперечных стержней дуговой сваркой, с удлиненными стержнями рабочей арматуры. Арматурные каркасы усиления имеют продольные рабочие стержни длиной 3520 мм и монтажные стержни длиной 1520 мм; ширина каркаса усиления В=128 мм.

При величине изгибающего момента М=66 кН-м для восстановления аварийной панели устанавливают дополнительно четыре стержня диаметром 14 мм класса А400 (A-III).

Толщину монолитной железобетонной плиты усиления 7 сжатой зоны панели принимают 60 мм; армирование плиты – номенклатурная легкая сварная арматурная сетка 6, диаметр стержней (3-6) мм; шаг стержней 200 мм.

Установку арматурного изделия внутрь пустотного канала производят через прорезанные щели в нижней полке панели перекрытия, заливку бетона усиления – через отверстия, прорезаемые в верхней полке панели.

В процессе восстановительных работ производят: технический осмотр здания, освидетельствование панелей перекрытия, оценку технического состояния поврежденных панелей, выбор материалов и разработку рабочих чертежей устройства для усиления, изготовление арматурных изделий, их установку по месту, заливку бетона усиления в пустотные каналы с последующим вибрированием бетона.

Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

а) средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в строительной промышленности, а именно для восстановления поврежденных многопустотных железобетонных панелей перекрытия здания; б) для заявленного способа восстановления в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств; в) предложенный способ предусматривается к применению при восстановлении поврежденных огнем многопустотных железобетонных панелей перекрытия общественного 9-этажного здания в г.Самара.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».

Источники информации

1. Пат. 2087653 Российская Федерация, МПК-6 E04G 23/02. Способ восстановления поврежденных изгибаемых железобетонных элементов / Ильин Н.А.; заявитель Самарск. арх.-строит. ин-т. – № 94012398/03; заявл. 07.04.94; опубл. 20.08.97, Бюл. № 23, – 12 с. Ил.9.

2. Рекомендации по обследованию зданий и сооружений, поврежденных пожаром. / НИИЖБ. – М.: Стройиздат, 1987. (п.9.24, С.41, рис.16, С.44).

3. Пат. 1823909 SU, МПК-5 E04G 23/02. Способ усиления многопустотных плит перекрытия. /Кочетов И.А. и Барыкин Б.Ю., заявл. 08.02.91, опубл. 23.06.96. Бюл. № 23.

4. Пат.2020234 RU, МПК – 5 E04G 23/02. Способ усиления железобетонных многопустотных панелей перекрытия. / Лазовский Д.Н., Масленников С.Д., Авдошка А.В. и др., заявл. 22.04.1991, опубл. 30.09.1994, Бюл.№ 27.

5. А.с. 1783101 SU, МПК-5 E04G 23/02. Способ усиления сборных железобетонных многопустотных панелей перекрытия. / Д.Н.Лазовский и С.Д.Масленников, заявл. 30.11.90, опубл. 23.12.92. Бюл. № 47.

6. Рекомендации по оценке состояния и усилению строительных конструкций промышленных зданий и сооружений. / НИИСК. – М.: Стройиздат, 1989, (п.1.1, С.3; п.4.37, С.38; рис.7, С.34-35).

Формула изобретения

1. Способ восстановления панелей перекрытия здания, включающий визуально-инструментальное обследование, проведение поверочных расчетов, оценку состояния поврежденных многопустотных железобетонных панелей, установку страховочных опор для сильно поврежденных панелей, пробивание дыр в пустотные каналы в верхних полках панелей, введение в пустотные каналы арматурных изделий и бетона усиления, отличающийся тем, что сначала изготовляют арматурные изделия усиления в виде плоских составных каркасов с хомутами на приопорной части или в виде плоских каркасов-сеток, затем прорезают в средней части нижних полок поврежденных железобетонных панелей щели вдоль оси симметрии пустотных каналов длиной не менее длины монтажного стержня каркаса, шириной не менее ширины сечения арматурного каркаса, пробивают отверстия в пустотные каналы на опорных участках в верхних полках панелей (с шагом 1,5÷2 м), затем устанавливают через прорезанные щели составные арматурные каркасы или каркасы-сетки в пустотные каналы и бетонируют их, вводя бетон усиления в пустотные каналы через отверстия в верхних полках восстанавливаемых панелей перекрытия.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что арматурное изделие в виде составного плоского арматурного каркаса-сетки выполняют с одинарным расположением арматурных стержней, с приваркой лапок поперечных стержней дуговой сваркой, с удлиненными стержнями рабочей арматуры, с изгибом лапок рабочих стержней на 45°.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что арматурное изделие в виде спаренных плоских составных каркасов с хомутами на приопорной части выполняют с приваркой лапок поперечных стержней дуговой сваркой с удлиненными стержнями рабочей арматуры.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что продольный рабочий стержень составного каркаса-сетки режут длиной, равной сумме половины длины пустотного канала панели и длины перепуска стержня рабочей арматуры, то есть:

L_ст=0,5·L_пан+l_н,min, мм,

где L_ст, L_пан – соответственно длина рабочего стержня каркаса-сетки и длина пустотного канала панели, мм;

l_н,min=40·d_max – длина перепуска (нахлестки) рабочих стержней, мм;

d_max – номинальной диаметр рабочего стержня, мм.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что щель, располагаемая в средней части нижней полки панели, через которую вводят в пустотный канал плоские составные каркасы-сетки, вырезают длиной, равной:

l_щели=l_монт+z₁, мм,

где l_щели; l_монт – соответственно длина щели и длина монтажного стержня арматурного каркаса, мм;

z₁ – величина зазора, равная (40±10)мм.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что щель в нижней полке панели для ввода плоского составного каркаса-сетки в пустотный канал вырезают шириной, равной:

b_щели=2·(d₁+d₂)+z₂,

где b_щели – ширина щели, мм;

d₁ и d₂ – соответственно диаметр продольного и поперечного стержня, мм;

z₂ – величина зазора, равная (5±2)мм.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что плоский каркас изготовляют шириной, которую принимают в зависимости от высоты или диаметра пустотного канала панели, то есть:

В=Д-2·(С₁+2), мм,

где В – ширина каркаса по осям крайних продольных стержней, мм;

C₁ – расстояние от оси продольных стержней каркаса до конца поперечных стержней, но не менее 10 мм;

Д – высота (диаметр) пустотного канала панели, мм.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что отверстия на концевых участках верхней полки панели для заполнения бетоном ее пустотного канала прорезают размерами, принимаемыми из условия заливки и вибрирования бетона усиления, например, b₀×l₀=40×160 мм;

здесь b₀ и l₀ – соответственно ширина и длина отверстия, мм.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что к продольным стержням рабочей арматуры составных каркасов прикрепляют по расчету дополнительный стержень на всю длину щели, прорезаемой в нижней полке панели.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что в зоне действия максимального изгибающего момента устанавливают продольные стержни дополнительной арматуры с перепуском в опасном сечении панели для ее усиления по эпюре арматуры.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве бетона замоноличивания дополнительных каркасов в пустотных каналах панели заливают легкий конструктивный бетон, например керамзитобетон.

РИСУНКИ