Восстановление и дооснащение направлены на укрепление конструкции в соответствии с требованиями действующих норм сейсмического проектирования. В этом отношении сейсмическое дооснащение выходит за рамки обычного ремонта или даже реабилитации. Области применения включают различные типы зданий, промышленные сооружения, мосты, сооружения городского транспорта, морские сооружения и земляные подпорные сооружения.
Преимущества восстановления и дооснащения включают в себя сокращение человеческих жертв и ущерба основным объектам, а также функциональную непрерывность структур линии жизни. Для существующего здания в хорошем состоянии стоимость дооснащения, как правило, меньше, чем стоимость замены. Таким образом, дооснащение сооружений является важным компонентом долгосрочного смягчения последствий стихийных бедствий.
Было предложено провести сейсмическую модернизацию семиэтажного каркасного здания из нетекучего бетона постройки начала девяностых годов. Результаты анализа показали, что конструкции не обладали достаточной несущей способностью, чтобы противостоять даже умеренному землетрясению. Чтобы обеспечить более высокий уровень безопасности, снизить риск непомерных затрат на ремонт и свести к минимуму время простоя здания после землетрясения, предполагалось, что сейсмическая модернизация конструктивной системы будет ориентирована на стандарт производительности «немедленного ввода в эксплуатацию’. Для решения этой сложной проблемы модернизации был использован двухэтапный подход.
Первая часть состояла в создании прочных бетонных каркасов moment в каждом направлении с использованием проверенной временем методологии jacket. Это обеспечило достаточную прочность и жесткость конструкции.
Введение
Бетонные конструкции демонстрируют превосходные эксплуатационные характеристики с точки зрения конструктивного поведения и долговечности, за исключением тех зон, которые подвергаются серьезным экологическим и механическим нагрузкам. Восстановление разрушенных бетонных конструкций является тяжелым бременем также с социально-экономической точки зрения, поскольку это также приводит к значительным затратам пользователей. Как следствие, необходимо разработать новые концепции восстановления бетонных конструкций. Устойчивыми бетонными сооружениями будущего будут те, в которых вмешательства будут сведены к минимально возможному минимуму профилактического обслуживания без каких-либо сбоев в обслуживании.
За последние 10 лет значительные усилия по улучшению свойств цементирующих материалов за счет включения волокон привели к появлению бетонов, армированных волокном сверхвысоких характеристик (UHPFRC). Эти новые строительные материалы обеспечивают инженера-строителя уникальным сочетанием
- Чрезвычайно низкая проницаемость, которая в значительной степени предотвращает попадание вредных веществ, таких как вода и хлориды.
- Очень высокая прочность, т.е. прочность на сжатие выше 150 МПа, прочность на растяжение выше 10 МПа и со значительным упрочнением при растяжении и размягчением. Кроме того, UHPFRC обладают превосходными реологическими свойствами в свежем виде, что позволяет легко разливать самоуплотняющийся свежий материал с помощью обычного бетонирующего оборудования. Следовательно, UHPFRC обладают явно повышенной стойкостью.
НЕОБХОДИМОСТЬ В СТРУКТУРНОМ ПЕРЕОСНАЩЕНИИ И РЕАБИЛИТАЦИИ
Для дооснащения и /или ремонта конструкции может быть несколько причин. Некоторые из них могут быть
- Изменение предполагаемого использования сооружения. Например, повышенные нагрузки и т.д.
- Изменения в сейсмических зонах, побуждающие к сейсмической модернизации критически важных структур, таких как медицинские учреждения, специализированные учреждения и т.д.
- Изменения в действующих нормах. Например, изменения в минимальной марке используемого бетона.
- К конструкции добавлены дополнительные этажи или оборудование. Изменение предполагаемого использования конструкции.
- Повреждение конструкции в результате старения (в основном из-за коррозии). Например, здания и мосты.
ТИПИЧНЫЕ МЕТОДЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ И ДООСНАЩЕНИЯ
Общей практикой является переоснащение конструкций с целью в первую очередь восстановления или усиления бетона или стали в конструкции. Для этой цели в основном используются следующие методы.
· Бетон
- Укладка балок, колонн и увеличение толщины перекрытий.
- Восстановление покрытия и расшатанного бетона.
- Стальные пластины для повышения прочности конструкции.
- Фундаменты
- Расширение фундаментов.
· Сталь
- Замена стальных
- Обертывание волокнами
ДРУГИЕ МЕТОДЫ;
ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, АРМИРОВАННЫЕ ВОЛОКНАМИ (FRP)
КОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ из АРМИРОВАННЫХ ВОЛОКНАМИ ПОЛИМЕРОВ (FRP) являются отличным средством для восстановления и усиления существующих армированных и предварительно напряженных бетонных мостов, зданий и других конструкций.
Независимо от того, была ли конструкция повреждена из-за перегрузки, землетрясения или порчи материалов, или же конструкция требует усиления, чтобы противостоять возрастающим в будущем нагрузкам под напряжением, ветру или сейсмическим воздействиям, FRP обеспечивают эффективное, экономичное и простое в изготовлении средство усиления бетонных элементов.
Эти усовершенствованные композиты могут быть разработаны для усиления при изгибе, сдвиге и ограничении. Использование этих композитов требует меньших помех для проживания в здании, движения по мосту и других функций, чем восстановление, при котором используется дополнительная стальная арматура.
Концепция усиления с помощью FRP была впервые предложена профессором У. Мейером в Швейцарских федеральных лабораториях по испытанию материалов и научно-исследовательском институте в начале 1980-х годов. Его обширная исследовательская деятельность привела к первому внедрению технологии восстановления FRP в полевых условиях как для мостов, так и для зданий. Как на мосту Ибах близ Люцерна, Швейцария, так и в мэрии Госсау, Санкт-Петербург.
Галл на северо-востоке Швейцарии был укреплен в 1991 году путем приклеивания полимерных плит из пултрудированного углеродного волокна к внешним поверхностям бетонных конструкций. Подробности о некоторых из этих и других ранних применениях описаны в Ref. С тех пор во всем мире наблюдается острый интерес не только к использованию полимерных материалов для усиления конструкций, но и к изучению их конструктивного поведения при различных нагрузках и условиях окружающей среды.
Ссылка представляет собой обзор, освещающий некоторые фундаментальные концепции, относящиеся к использованию материалов FRP при восстановлении конструкций; всестороннее изложение прошлых исследовательских работ, результатов испытаний и тематических исследований по тому же предмету. Эффективно разрабатывать и выполнять схему восстановления.
Сейсмическая модернизация
Существует четыре основных типа сейсмического дооснащения. Наиболее базовый известен как “дооснащение общественной безопасности”. При этом типе сейсмической модернизации конструкция укрепляется таким образом, чтобы люди не погибли при землетрясении, хотя они могут быть ранены. При сильном землетрясении само сооружение может стать небезопасным, и его необходимо разрушить и перестроить. Для сооружений, которые не являются особо ценными, этот тип сейсмической модернизации является разумным вариантом, если компания не хочет полностью перестраивать сооружение.
Следующий уровень сейсмической модернизации — это “живучесть сооружения”, предназначенная для обеспечения того, чтобы сооружение выдержало землетрясение, хотя ему может потребоваться значительный ремонт. Далее следует “первичная структура без повреждений”, тип сейсмической модернизации, при которой большая часть повреждений конструкции в результате землетрясения должна быть косметической. Наконец, “структура без изменений” — это наивысший уровень сейсмической модернизации, выбранный для зданий, имеющих высокую экономическую, социальную или культурную ценность. Некоторые из этих терминов немного вводят в заблуждение, поскольку ни одно сооружение нельзя сделать полностью безопасным.
Основная проблема компаний, занимающихся сейсмическим переоборудованием, связана с историческими зданиями. Важно сохранить исторические здания с помощью сейсмического переоборудования, но также важно убедиться, что целостность здания не нарушена. Это требует обширной работы и сотрудничества с компаниями, которые специализируются на реставрации исторических зданий.
ВЫВОДЫ
Целью дооснащения и реабилитации является укрепление конструкции в соответствии с требованиями действующих норм сейсмического проектирования. Области применения включают различные типы зданий, промышленные сооружения.