Аннотация на русском языке: Сегодня множество зданий со сводчатыми кирпичными перекрытиями по металлическим балкам нуждаются в реконструкции. Существующая методика расчета таких конструкций не учитывает совместную работу балок со сводчатым заполнением, что дает заниженное значение несущей способности балок. Неточности такого расчета влекут за собой лишние работы по усилению и замене конструкций. Данная работа посвящена разработке методики расчета несущей способности балки с учетом жесткости кирпичного сводчатого заполнения.
The summary in English: Today the great number of buildings with vaulted brick plates on metal beams are still remaining, and some of them are in need of being renovated. The existing method of calculation of such constructions doesn’t consider collaboration of beams with vaulted filling. That gives the underestimated value of the bearing capacity of beams. Inaccuracies of such calculation involve excess works on strengthening and replacement of construction. This work is devoted to a method of calculation of beam’s bearing capacity taking into account stiffness of brick vaulted filling.
Ключевые слова: метод расчета несущей способности балки, сводчатое заполнение, прогиб балки, несущая способность балки, расчет сводиков, влияние жесткости.
Ремонт перекрытий из кирпичных сводов по стальным балкам
В кирпичных загородных домах старой постройки встречаются цокольные перекрытия из кирпичных сводов и железобетона (сводчатые и плоские). Иногда в качестве несущих конструкций использовались не плиты, а металлические балки.
В последнем случае плиты работают только как заполнение, поэтому часто они не армировались, а в качестве заполнителя использовался кирпичный щебень. Повреждения таких перекрытий могут быть вызваны различными причинами.
Дефекты кладки проявляются в виде нерегулярных трещин, осадки подпорок свода, трещин в пяте и в замке свода. Если дефекты возникли по статическим причинам, появляются трещины в стыковых швах кладки.
Если трещины появляются в стыковых швах кладки, кладку необходимо подпереть, а над сводом убрать пол и засыпку. Старую окраску с поврежденных мест удаляют, швы вычищают, сверху заливают цементным раствором и расклинивают. После затвердения заливки подпорки убирают.
Трещины в постельных швах ремонтируются так же, только заливку швов производят от пят свода по направлению к замку.
Пробитый свод необходимо прежде всего зафиксировать подпорками, а затем поврежденную кладку в своде устранить, и свод заново выложить качественным кирпичом. Новая кладка ставится на цементный раствор и тщательно вклинивается в старую кладку свода.
Пробитую часть свода можно отремонтировать и бетонированием поврежденного места. Небольшие дефекты ликвидируют с применением подпорок со стальными затяжками, а трещины сверху заделывают специальным цементом, который при гидратации увеличивается в объеме.
Сильно поврежденный свод необходимо отбить и заменить другой потолочной конструкцией. Перед отбиванием свод необходимо подпереть от замка по направлению к пятам, чтобы он не обрушился.
Глава 6
Ремонт крыши
Крыша дома должна быть достаточно прочной, долговечной, огнестойкой, экономичной и простой в изготовлении. От конструкции крыши в значительной степени зависит архитектурный облик здания. Наиболее распространенные формы крыш — двухскатные и мансардные. Основными элементами мансардной крыши (рис. 6.1) являются наклонные однобитные и висячие стропила. Наклонные односкатные стропила состоят из двух частей, каждая из которых включает стропильную ногу и стойку.
Стропильная нога одним концом опирается на балку чердачного перекрытия либо на венец из брусьев или бревен, а другим — на верхнюю часть стойки или обвязку. Низ стойки устанавливают на черепной брусок балки либо на нижнюю обвязку, а верх ее является опорой двухскатной треугольной фермы либо верхней обвязки. Стропила воспринимают вес кровли, снега и давление ветра. Сечения их рассчитывают в зависимости от длины пролета, угла наклона кровли и климатического района строительства.
В условиях северо-запада России и Подмосковья можно пользоваться данными табл. 6.1.
В современных условиях для элементов крыши чаще применяют обработанную древесину хвойных пород в виде досок и брусьев, что значительно упрощает процесс устройства крыши.
Чтобы крышу не подняло ветром, стропила через одно скрепляются со стеной. В деревянных рубленых стенах стропила скрепляются скобами либо металлическим уголком со вторым венцом сруба. Обрешетка поддерживает всю конструкцию кровли. Ее выполняют обычно из брусков сечением 50×50 мм, а для рулонных кровель — в виде сплошного настила из досок толщиной 25 мм и шириной 100–120 мм (рис. 6.2 и 6.3).
Ремонт элементов крыш
Из дефектов стропильной системы наиболее распространены трещины (расслоение) стропильных и наклонных ног, сколы в узловых сопряжениях, прогибы стропильных ног или прогонов, гнили в конструктивных элементах стропил, ослабление болтовых и гвоздевых соединений.
Работы по смене деревянных элементов крыш выполняются с соблюдением определенных правил:
• установленные на крыше радио- и телевизионные антенны должны быть сняты до начала разборки конструкции крыши;
• до начала разборки конструкций крыши выполняется их закрепление от обрушения, а затем разборка кровли в месте ремонта;
• вся пораженная гнилью древесина немедленно убирается с чердака, вывозится и уничтожается, а годные элементы отбираются для дальнейшего использования;
• опорные части деревянных стропил тщательно изолируются от каменных и бетонных поверхностей, опорные подкладки укладывают на два слоя толя, а обращенные к стенам их поверхности смолят;
• сечения элементов стропил принимаются в соответствии с типовыми решениями или проектом; принимать сечения стропил по размерам существовавших без проверки расчетом не допускается;
• после установки стропила надежно крепятся проволокой к специально забитым в кладку ниже уровня опорных полок ершам, а элементы стропил скрепляются между собой болтами или скобами;
• обрешетка стропил и уклоны крыши выбираются в зависимости от материалов кровли;
• слуховые окна располагаются так, чтобы обеспечить проветривание чердака.
Ремонт обрешетки также выполняется с соблюдением определенных требований:
• вновь укладываемые бруски или доски обрешетки должны быть в одной плоскости с существующей обрешеткой;
• размеры элементов обрешетки должны соответствовать существующим.
Стропила крепятся к мауэрлатам болтами или скобами, при этом все поковки должны быть покрыты антикоррозийным составом.
Грани стропил, на которые крепится обрешетка, должны находиться в одной плоскости. Пропиливание граней стропил для выравнивания обрешетки не допускается.
Бруски и доски обрешетки прибиваются гвоздями к каждой стропильной ноге. Сечение брусков обрешетки и расстояние между ними должны соответствовать типу поддерживаемой кровли. Особенно тщательно выполняется обрешетка в разжелобках, у парапетных и брандмауэрных стен, дымовых труб и слуховых окон. Стыки досок обрешетки не следует располагать по одной линии, а шляпки гвоздей должны быть утоплены в древесину.
Укладка деревянных конструкций крыш вокруг дымовых труб выполняется с соблюдением требований противопожарной безопасности.
Ремонт стропил по возможности производят без разборки обрешетки и кровли (рис. 6.4).
Смена сгнивших подкладок или мауэрлатов выполняется с соблюдением определенных правил:
• конец стропильной ноги освобождается от крепления и приподнимается домкратом на минимальную высоту, позволяющую вынуть сгнивший мауэрлат или подкладку;
• перед укладкой новой подкладки или мауэрлата поверхность кладки очищается от остатков гнилой древесины;
• вновь укладываемые мауэрлат или подкладка тщательно антисептируются и укладываются на место с изоляцией их от каменной кладки двумя слоями толя или рубероида;
• после установки и закрепления стропильной ноги производится осмотр кровли, и в случае необходимости — ее ремонт.
Смена сгнившего конца стропильной ноги выполняется постановкой одной или двух боковых накладок, вставкой вместо сгнившего конца нового куска и скреплением этих деталей со здоровой частью конструкции болтами или постановкой металлических протезов. Детали усиления и крепления стропильной ноги в месте опирания ее на мауэрлат приведены на рис. 6.5 и 6.6.
Ремонт перекрытий из кирпичных сводов по стальным балкам
В кирпичных загородных домах старой постройки встречаются цокольные перекрытия из кирпичных сводов и железобетона (сводчатые и плоские). Иногда в качестве несущих конструкций использовались не плиты, а металлические балки.
В последнем случае плиты работают только как заполнение, поэтому часто они не армировались, а в качестве заполнителя использовался кирпичный щебень. Повреждения таких перекрытий могут быть вызваны различными причинами.
Дефекты кладки проявляются в виде нерегулярных трещин, осадки подпорок свода, трещин в пяте и в замке свода. Если дефекты возникли по статическим причинам, появляются трещины в стыковых швах кладки.
Если трещины появляются в стыковых швах кладки, кладку необходимо подпереть, а над сводом убрать пол и засыпку. Старую окраску с поврежденных мест удаляют, швы вычищают, сверху заливают цементным раствором и расклинивают. После затвердения заливки подпорки убирают.
Трещины в постельных швах ремонтируются так же, только заливку швов производят от пят свода по направлению к замку.
Пробитый свод необходимо прежде всего зафиксировать подпорками, а затем поврежденную кладку в своде устранить, и свод заново выложить качественным кирпичом. Новая кладка ставится на цементный раствор и тщательно вклинивается в старую кладку свода.
Пробитую часть свода можно отремонтировать и бетонированием поврежденного места. Небольшие дефекты ликвидируют с применением подпорок со стальными затяжками, а трещины сверху заделывают специальным цементом, который при гидратации увеличивается в объеме.
Сильно поврежденный свод необходимо отбить и заменить другой потолочной конструкцией. Перед отбиванием свод необходимо подпереть от замка по направлению к пятам, чтобы он не обрушился.