В последние годы в строительной практике достаточно часто используется метод усиления внешним армированием из композиционных материалов благодаря малым габаритам, высоким показателям прочности, жесткости, небольшого веса и стойкости к коррозии. На сегодняшний день это самый «бережливый» и эстетичный способ восстановления и повышения эксплуатационных характеристик конструкций. Существующие охватывают широкий спектр задач: от усиления отдельных элементов (балок, ферм, колонн) до усиления здания в целом при действии как статических, так и динамических нагрузок.
У нас и наших партнеров накоплен богатый опыт применения КМ для усиления строительных конструкций различных инженерных сооружений – промышленных, гражданских и общественных зданий, памятников архитектуры. Последнее особенно актуально для Санкт-Петербурга
FRP системы усиления берут свое начало из авиаконструирования и аэрокосмической инженерии. В последние двадцать лет они нашли свое применение в строительной отрасли и с каждым годом все больше осваиваются и внедряются инженерами по всему миру. Аналогом в традиционных методах усиления являются стальные пластины. Причины, по которым композиционные материалы заменили стальные пластины кроются в их достоинствах и недостатках. Некоторые из них приведены в таблице.
Сравнение усиления стальными пластинами и композиционными материалами
Стальные пластины | Композиционные материалы |
Достоинства | |
Технологичность; Высокие показатели прочности, в том числе усталостной. | Высокие показатели прочности, в том числе усталостной, и жесткости; Небольшой вес; Стойкость к коррозии; Отсутствие ограничений по длине; Соединение материала с усиливаемым элементом – клеевое. |
Недостатки | |
Высокая материалоемкость при усилении; Ограничения по длине, трудности при соединении; Увеличение массы конструкции; Подверженность коррозии; Сложность в обеспечении совместной работы; Необходимость применения дополнительного громоздкого оборудования для монтажа; Трудоемкость; Низкая огнестойкость – требуется огнезащита. | Высокие требования к защите при эксплуатации; Низкая огнестойкость – требуется огнезащита; Высокие требования к квалификации монтажников
|
Относительно стоимость композиционных материалов обусловлена высокой наукоемкостью производства, необходимостью применения специального дорогостоящего оборудования и сырья. В последнее время с учетом значительного повышения стоимости стали данный недостаток значительно нивелировался.
FRP системы усиления назначаются в зависимости от целей усиления. И могут быть предназначены для:
- повышения несущей способности;
- уменьшения деформаций;
- уменьшения трещинообразования.
Возможность применения рассматриваемых систем ограничивается следующими условиями:
- максимальная эксплуатационная температура работы систем не должна превышать примерно 60 градусов;
- рациональная степень усиления: 10 – 60% от начальной несущей способности усиливаемой конструкции;
На сегодняшний день в мировой практике применяются следующие виды FRP систем усиления:
- системы «мокрого» способа установки;
- системы, в основе которых лежат элементы, изготовленные заранее в заводских условиях (ламинат);
- специальные системы (с применением предварительно напряженных композиционных материалов; системы автоматического «обертывания» и др.).
Эти системы основываются на различных формах, видах волокон, адгезивах и т.д. Также применимость каждой из них зависит от вида усиливаемой конструкции. Например, ленты более применимы к плоским и прямым поверхностям, в то время как листы и ткани обладают большей гибкостью и, поэтому, могут быть использованы для различных типов поверхностей. Элементы усиления представлены следующими формами: ламинаты, ленты, ткани (однонаправленные, двунаправленные, мультинаправленные), сетки, стержни, пластины. Для систем с предварительным напряжением используют ламинаты.
В случае, если Вам необходимо максимально щадящее, эстетичное и технологичное решение по усилению несущих железобетонных конструкций, напрмер, при устройстве отверстий в монолитных перекрытиях, предлагаем рассмотреть усиление внешним армирование композиционными материалами на основе углеродных или иных волокон.
