Dans les travaux de réparation et de construction, les opérations techniques avec des colonnes sont effectuées assez souvent. Cela est dû aux charges importantes qui tombent sur cet élément structurel, usant sa structure. L'opération de réparation et de restauration la plus courante de ce type peut être appelée renforcement des colonnes, pour laquelle un large éventail de méthodes est utilisé.
Quand faut-il renforcer le puits de forage ?
La nécessité d'un renforcement supplémentaire des structures de construction survient généralement après la formation de défauts. La colonne est principalement utilisée comme élément architectural et de construction porteur, elle se caractérise donc par divers types de dommages. Les problèmes les plus courants sont:
- Fissures. Le type de dommage le plus courant à la structure de la colonne, qui peut avoir différentes formes et manifestations. En ce qui concerne les causes, des fissures de déformation peuvent survenir à la suite du retrait du bâtiment, de l'augmentation des charges, de la corrosion des armatures dans le puits, d'une diminution de la résistance du béton etetc.
- Ébréché. Un défaut tout aussi dangereux, dont la formation peut être associée à des effets mécaniques ou au feu sur la structure, ainsi qu'à la perte des propriétés d'origine des tiges métalliques porteuses.
- Décollez. Ce type de dommage se produit également en raison des effets du feu, de la corrosion des armatures et de la pression des néoplasmes - croûte de glace ou alcalis.
- Épluchage. En règle générale, c'est une conséquence du contact avec des médias agressifs. Les processus cycliques d'humidification/séchage ou de congélation/décongélation conduisent généralement à la destruction complète de la structure.
Les facteurs de déformation de la structure peuvent influencer le choix des tactiques pour les activités de réparation et de restauration. Mais le plus souvent, les technologies de renforcement des colonnes sont sélectionnées en fonction des qualités physiques et opérationnelles et des paramètres du puits de forage. Avant de passer en revue les méthodes spécifiques de résolution de la tâche, il convient de se familiariser avec les règles universelles d'organisation du travail.
Conseils généraux d'experts en cours de travail
Dans les opérations techniques de renforcement qui sont effectuées en relation avec des structures et des structures porteuses, divers supports, revêtements et éléments de support d'angle sont souvent impliqués. Lors de l'utilisation de tels appareils, il est important de tenir compte de deux règles:
- Le nombre de niveaux ou de couches du bandage de renforcement ne doit pas être inférieur à trois. Le cerclage croisé est complètement superposé en quatre couches.
- Un chevauchement d'environ 20-30 cm est maintenu. Les joints bout à bout sont généralement exclus.
S'il est prévu d'utiliser des méthodes de renforcement des colonnes avec traitement de surface du tronc avec des agents composites et des polymères, les conditions suivantes doivent initialement être prises en compte:
- L'humidité du béton doit être d'au moins 4 %. Ce coefficient est contrôlé par un humidimètre.
- La condensation doit être éliminée de la surface de la colonne.
- Une couche d'époxy est appliquée sur le canon avant que le polymère ne soit directement appliqué.
- La température de la structure doit varier entre +10…+45 °С. C'est le mode normal pour travailler avec des formulations de résine.
Quelle que soit la méthode utilisée pour renforcer l'arbre de la colonne, la surface doit être nettoyée et dépoussiérée. Il doit être exempt de saleté, de taches de graisse et de laitance. Ces tâches sont résolues avec un outil de meulage - manuel ou machine, selon la zone.
Technologie de renforcement des clips
L'utilisation d'un coffrage combiné pour renforcer les fûts des colonnes permet d'assurer la stabilité de la structure, tant face aux charges dynamiques que statiques. La version standard de cette méthode est considérée comme le renforcement des colonnes avec un clip métallique, mais les experts recommandent de calculer initialement l'ajout du cadre avec des inserts en béton armé avec des pinces en acier fermées.
Avant d'effectuer les opérations d'installation, des encoches doivent être faites dans la structure du coffre jusqu'à 5 mm de profondeur. La surface de la colonne est également nettoyée des particules étrangères et protégée de la corrosion. La base du cadreles clips seront une structure de bandes transversales et d'angles métalliques longitudinaux. Les composants longitudinaux sont posés sur un mortier de ciment et de sable et serrés avec des pinces. De plus, sur toute la longueur du tronc jusqu'aux coins, il est nécessaire de souder les bandes transversales par soudage par points, en maintenant un pas d'environ 50-60 cm.
Les avantages du renforcement des colonnes avec des clips en acier incluent la rapidité d'installation et la flexibilité structurelle du schéma de fixation. Immédiatement après l'installation du cadre, le coffre sera prêt à accepter les charges de conception et, à l'avenir, si nécessaire, le cadre pourra être modifié en introduisant des fixations supplémentaires. Mais le clip ne peut effectuer la tâche principale de renforcement que si les chapes et les planches avec des coins s'adaptent parfaitement à la surface de la colonne. La qualité de la fixation est déterminée par la finesse du canon et sa géométrie.
Technologie d'extension de section
La construction typique d'une colonne de bâtiment se compose de deux parties structurelles: le béton et les éléments de renforcement. Si le renforcement des colonnes avec des clips est orienté vers l'augmentation de la rigidité du squelette métallique porteur du canon par la méthode externe, alors l'augmentation de la section vise à étendre la surface de la surface d'appui. La masse de béton principale est augmentée, ce qui rend la structure plus stable et durable.
Cette méthode est utilisée dans les cas où, en principe, il est possible d'augmenter la zone technique sur le site de l'opération de la colonne. La meilleure façon peut être une augmentation unilatérale de la section - en largeur,longueur ou profondeur de la structure. D'un point de vue technologique, la tâche principale du maître sera d'assurer une liaison suffisamment forte entre la nouvelle couche de béton et l'ancienne. Pour cela, des méthodes de renforcement des colonnes avec des clips métalliques sont utilisées. Mais le cadre dans ce cas ne remplit pas la fonction d'un élément porteur indépendant, mais agit comme une caisse de renforcement auxiliaire, ce qui vous permettra de relier deux niveaux de béton. Le même renfort longitudinal avec encoches et coins est monté. Idéalement, si possible, il devrait être soudé au renfort principal dans le canon avec un short métallique. Ensuite, le mortier de béton est directement construit avec de la maçonnerie.
Technologie de renforcement composite
Aujourd'hui, dans de nombreux domaines de la construction et de la production, les pièces métalliques sont remplacées par des produits en composites et en fibre de carbone. Cette option de renforcement des colonnes est avantageuse en ce que, avec une masse et des dimensions de l'élément plus faibles, elle permet d'assurer les mêmes tâches fonctionnelles. La fibre de carbone légère elle-même ne surcharge pas la colonne (particulièrement importante pour les structures de monuments culturels délabrés), mais montre une résistance aux charges comme l'acier. De plus, la résistance à la traction de certains composites est 4 à 5 fois supérieure à celle des armatures en béton armé.
La technique de renforcement des colonnes dans ce cas consistera à coller des lamelles en composite ou en fibre de carbone perpendiculairement à la surface du tronc. En règle générale, le calcul est effectué pour le soulagement des charges verticales en mettant l'accent surmoment de flexion. Pour obtenir cet effet de renforcement, les plaques sont collées le long de la ligne d'action du moment de charge. En ce qui concerne la composition adhésive, des mélanges de construction polymères peuvent être utilisés, qui effectueront également des tâches auxiliaires de renforcement externe de la structure, de protection contre l'humidité et de résistance à la chaleur - l'ensemble des propriétés adhésives dépendra des conditions d'utilisation. Parmi les avantages de cette méthode, on distingue l'absence de changements structurels dans la colonne, la possibilité de décorer le tronc en peignant les lamelles et la durabilité.
Renforcement des colonnes en béton armé
Pour ce type de troncs architecturaux, il est recommandé d'utiliser des méthodes de renfort en acier. Puisque nous parlons d'une structure massive avec une masse importante, le cadre de renforcement doit s'intégrer étroitement dans la structure de la colonne. Dans le même temps, il n'est pas souhaitable de surcharger l'arbre de roulement, car cela entraînerait un effet de fatigue mécanique plus important non seulement pour la colonne, mais également pour l'étage inférieur. Il serait optimal d'utiliser un clip en acier avec des coins sur un mortier de ciment-sable. Comme dans le schéma classique, les colonnes en béton armé sont renforcées par des bandes transversales et des inserts de transition soudés à l'armature interne du puits.
Avant de souder, il est important de considérer une astuce technologique. Les experts recommandent de chauffer les bandes de papier peint à 100-120 ° C, et seulement après cela, procédez à la connexion. Lorsque l'élément se refroidira, ses dimensions deviendront plus petites, ce qui fournira un effet positif de précontrainte. De plus, lors du renforcement des structures en béton armé, il ne sera pas superflu d'utiliser desdispositifs de sécurité. Il est plus pratique de monter des entretoises formées par deux coins de canal. Ils sont reliés par des planches et fixés selon le principe du support avec des boulons de tension.
Renforcement avec pinces chauffantes
Si les poteaux ne subissent pas de charges de conception importantes et ne nécessitent pas un renforcement majeur de la structure, vous pouvez vous débrouiller avec une technique optimisée pour l'installation de revêtements en feuillard d'acier. Il s'avère une sorte de pinces de cerclage, qui sont montées sur toute la hauteur du coffre. En conséquence, les matériaux de construction avec raccords sont économisés et la conception de la colonne reste intacte. La complexité technologique d'une telle solution réside dans le préchauffage des bandes métalliques et le bon sertissage de la colonne. Théoriquement, les pinces peuvent être utilisées pour renforcer les colonnes en béton armé avec des sections rondes, rectangulaires et carrées. Mais dans chaque cas, il y aura son propre schéma de sertissage, pour lequel la méthode de préhension de bande appropriée est sélectionnée.
Les ébauches pour superpositions sont chauffées dans un bâtiment de four ou avec un brûleur à environ 300 ° C. De plus, à l'aide d'un gabarit spécial ou de pinces, il est nécessaire de comprimer étroitement le tronc avec une pince dans la zone précédemment établie. Quelque temps après le cerclage, la pince refroidira et le métal, en raison de la réduction de température, appuiera encore plus fermement contre la surface de la colonne. Encore une fois, le résultat n'est pas tant un cadre de renforcement indépendant qu'un renforcement auxiliaire.
Renforcement des colonnes métalliques
Comparativement aux puits en béton armé, entièrement en métalstructures excluent la possibilité d'une accumulation monolithique de la structure au moyen d'une ossature ou d'une maçonnerie en béton. Par conséquent, les entretoises, les serrages, les entretoises et les dispositifs de précontrainte sont plus souvent introduits. Une option très pratique et fonctionnelle consiste à renforcer la colonne en acier en élargissant ou en renforçant le sabot structurel adjacent au sol ou à la fondation. Au niveau inférieur, la possibilité de créer une chape en béton est autorisée, ce qui augmentera la stabilité verticale de la colonne.
Il est recommandé de renforcer les petites structures de puits avec des éléments précontraints. À ce titre, des fermes d'inventaire et télescopiques à entretoises rigides sont utilisées, dont les paramètres peuvent être modifiés en fonction de la charge actuelle. Soit dit en passant, un tel renforcement des colonnes en béton armé sera difficile en raison d'une rigidité structurelle insuffisante, mais les arbres métalliques permettent l'utilisation d'outils de levage. C'est-à-dire que l'utilisateur peut modifier la hauteur et la position de la structure en la calant et en la reliant avec des pinces.
Des fentes et des évidements rainurés sont réalisés dans les sections de support pour une assurance supplémentaire, et des plaques temporaires restrictives avec des fentes circulaires pour le renforcement sont montées. Après cela, une barre d'armature est installée et la zone de support est bétonnée. Lorsque la chape coulée acquiert suffisamment de résistance, la barre de renforcement est sollicitée avec du matériel d'ancrage et des boulons - ils peuvent être intégrés dans les trous depuis le côté des faces inférieures. Il s'avère une méthode capitale de renforcement structurel des colonnes,qui n'est utilisé que s'il est techniquement possible de reconstruire le site adjacent.
Renforcement des colonnes compressées
Les troncs compressés de manière excentrique sont renforcés par une combinaison de moyens techniques, notamment des bandages de renforcement, des coins métalliques profilés et des barres transversales. Un renforcement complexe permet dans ce cas d'assurer une déformation contrainte et un fonctionnement mutuel des éléments de cerclage avec les plafonds. C'est-à-dire que les moments de charge ne sont pas redistribués, mais sont directement transférés de la structure supérieure en béton à la structure inférieure.
La base du système de renforcement est formée de plusieurs bandages transversaux, qui sont entrecoupés d'inserts de renforcement simples en acier ou en fibre de carbone. Mais si le renforcement de la colonne avec une cage en béton armé est réalisé avec l'ajout d'un mortier sable-ciment, le bandage avec superpositions est calculé uniquement pour les fixations matérielles. En particulier, le même béton est remplacé par un ancrage avec des éléments longitudinaux traversant les planchers. La principale difficulté de montage d'un tel système réside dans la nécessité de maintenir une symétrie axiale lors de l'installation des éléments longitudinaux de préhension et de fixation.
Conclusion
La nature de l'application de l'une ou l'autre méthode de renforcement d'une structure architecturale verticale dépendra en grande partie des caractéristiques des parties de la structure qui lui sont associées. Par exemple, le renforcement de colonnes en béton armé sous fortes charges peut impliquer à la fois l'installation d'une ossature métallique avec dilatation du béton et l'installation d'entretoises. Mais seulement si cela le permetchevauchement inférieur - la limitation peut être due à l'excès de la masse de charge de conception. De telles restrictions deviennent particulièrement aiguës dans des situations d'amplification de compositions de colonne de groupe. En règle générale, les cadres et chapes massifs et lourds ne sont pas autorisés dans de tels cas, et les développeurs du projet technique sont confrontés à la tâche de calcul détaillé pour le dispositif de connexions supplémentaires en intégrant des supports rigides précontraints.
