Підсилення та ремонт залізобетонних конструкцій шляхом нарощування бетонного шару
Новий шар бетону можна з’єднати з існуючим надійно та з високим опором навантаження на зсув
Підсилення та ремонт залізобетонних конструкцій шляхом нарощування бетонного шару
Типові сфери застосування нарощування бетонного шару в комерційному та промисловому будівництві будівель і споруд
Нарощування нових бетонних шарів для збільшення товщини залізобетонних елементів набуває все більшого значення в зв'язку зі зростаючою необхідністю ремонту, реконструкцій і підсиленню існуючих будівель і споруд. Настил мостів, ремонт і підсилення бетонних конструкцій з новим бетонним шаром є типовими прикладами використання анкерних упорів HILTI HCC-B. Ці упори зазвичай використовуються для нарощування товщини балок, плит, стін та підсиленню або ремонту мостів, тунелів, а також доріг з бетонним покриттям.
Робота монолітної конструкції після встановлення анкерних упорів Hilti HCC-B
Якщо зсувні навантаження в композитному стику недостатньо розподіляються між бетонними шарами, забетонованими в різний час, безпека конструкції опиняється під загрозою. Зсувні зусилля на межі контакту між бетонними шарами, улаштованими в різний час, мають передаватися належним чином. Щоб забезпечити спільну роботу шарів такої композитної конструкції, важливо передавати внутрішні напруження через з’єднувальний елемент між новим та існуючим бетоном. Для досягнення монолітного з’єднання зазвичай передбачають встановлення упорів для композитних конструкцій. У результаті, наприклад, можна збільшити стиснуту зону та/або зону згину (конструктивне підсилення) або відновити висоту вихідного перерізу (реконструкція).
Нижче наведено приклади конструкцій із застосуванням методу нарощування бетонного шару:
На рисунку (a) нижче показано напружений стан балки, у якій зсувне навантаження між бетонними шарами «не активоване» (ненапружений з’єднувальний елемент). У цьому випадку бетонні шари працюють незалежно один від одного.
Однак слід зазначити, що це спрощення: навіть за відсутності встановленого з’єднувального елемента між бетонними шарами діє адгезійне зчеплення.
Для отримання монолітного з’єднання зазвичай застосовують пост-встановлювані анкерні упори.
На рисунку (b) ці з’єднувальні елементи (упори) дають змогу, наприклад, збільшити стиснуту зону та/або зону згину (конструктивне підсилення) або відновити висоту вихідного перерізу (реконструкція).
Калібрування з’єднувальних елементів для бетону відповідно до TR 066 та методики HILTI, а також відмінності від EN 1992-1-1.
У чинному європейському стандарті проектування залізобетонних конструкцій (EN 1992-1-1 (EC2) ) перераховані правила розрахунку зсувної здатності бетону, між двома шарами бетонних і залізобетонних елементів. Однак для розрахунку підсилення з встановленими з'єднувачами доступний більш підходящий метод: метод, який був запропонований EOTA в TR 066 («Вимоги до проектування і конструкції післямонтованого зсувного з'єднання для двох бетонних шарів»).
У той час як EN 1992-1-1 (EC2) враховує тільки зчеплення, зовнішнє навантаження і тертя, новий EOTA TR066 враховує "шиповий" ефект встановлених з'єднувачів.
EN 1992-1-1 (EC2) вимагає досить фіксованої арматури на зсув, що стосується залізобетонних елементів. З цієї причини текучість сталі вважається найважливішим способом руйнування. З іншого боку, EOTA TR066 розглядає окремі варіанти руйнування встановлених з'єднувачів. Тому напруження сталі σs, розраховане з номінальної міцності на розрив згідно з EN 1992-1-1, а не по межі текучості.
Порівняння розрахунку згідно EN 1992-1-1 та TR066
Розрахунок PROFIS Engineering модуль “Нарощування бетонного покриття”
Нещодавно Hilti додала новий модуль «Нарощування бетонного покриття» до PROFIS Engineering. Бетонне з'єднання можна розрахувати та задокументувати швидше та простіше, крок за кроком, дотримуючись обох методик, в тому числі згідно TR 066.
Існує широкий спектр варіантів підсилення HCC, але розглянемо детальніше упор Hilti HCC-B. З'єднувачі типу «композитний анкер» - це спеціальні або стандартні елементи, які оснащені додатковими аксесуарами, наприклад, HCC-B (спеціальний елемент (упор), оптимізований для позиціонування і монтажу арматури).
Незалежно від елемента, отвір буриться в існуючому бетоні, в результаті чого при бурінні необхідно видаляти буровий пил (шлам), тому компанія Hilti пропонує технологію SAFEset, при якій пил автоматично видаляється в процесі буріння і додатково очищується отвір відповідно до ЕТА. Хімічний анкер вводиться в отвір за допомогою автоматичного або пневматичного дозатора перед вставкою елемента у відповідний отвір. Але при використанні зсувного упору HCC-B елемент може бути встановлений перед введенням розчину в отвір. В результаті з HCC-B ви можете вводити хімічний розчин в отвори, після всіх необхідних заходів вирівнювання через унікальний порожнисту конструкцію упорів.
На малюнку нижче наведено огляд різних зсувних упорів Hilti, їх технічні дані та спектр застосувань
Переваги методу нарощування бетону Hilti:
Просте і надійне застосування в самих різних випадках
Гарантована поведінка монолітних структурних компонентів
Сили зсуву передаються надійно, навіть якщо дотична площа має тріщини
Підходить для використання з більш поширеними методами нанесення шорохуватостей на поверхню
Знижені вимоги до закладення арматури
Приклад відновлення мостового настилу