способ усиления здания или сооружения

Формула изобретения

Способ усиления здания или сооружения при наличии локальных повреждений, возникших по крайней мере в одной из его несущих конструкций в результате запроектной чрезвычайной ситуации, заключающийся в том, что производят непрерывные инструментальные наблюдения за несущей конструкцией для определения скорости изменения параметров, характеризующих ее напряженно-деформированное состояние во времени, затем определяют предельные значения замеряемых параметров, при которых произойдет разрушение несущей конструкции, и соответствующий минимальный предельный срок ее работоспособности, одновременно рассчитывают время, необходимое для выполнения работ по восстановлению несущей конструкции, после чего, до достижения каким-либо из замеряемых параметров своего предельного значения, в период времени, соответствующий разнице между предельным сроком работоспособности несущей конструкции и временем, необходимым для ее восстановления, начинают работы по восстановлению несущей конструкции здания или сооружения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства и касается способа усиления зданий или сооружений, в том числе памятников архитектуры, при наличии локальных повреждений, возникших по крайней мере в одной из его несущих конструкций в результате запроектной чрезвычайной ситуации.

Известен способ усиления здания при нарушении целостности его отдельных элементов (Иванов Ю.В. «Реконструкция зданий и сооружений: усиление, восстановление, ремонт». Издательство Ассоциации строительных вузов, М., 2009, стр.82-83) (1).

Недостатками известного способа усиления (1) являются недостаточная надежность и повышенные затраты, так как способ не предусматривает оценку степени опасности локальных повреждений и предельного срока работоспособности несущих конструкций.

Из уровня техники также известен способ усиления здания, при котором усиление выполняют после определения скорости изменения параметров, характеризующих напряженно-деформированное состояние несущих конструкций здания во времени (Пашкин Е.М. «Инженерная геология (для реставраторов), М., Архитектура-С, 2005, стр.197-200) (2).

В известном решении (2) не предусмотрено прогнозирование развития повреждений несущих конструкций на период производства ремонтно-восстановительных работ и, как следствие, снижение надежности и эффективности усиления здания.

Технический результат изобретения - повышение надежности и эффективности усиления зданий и сооружений за счет прогнозирования развития повреждений несущих конструкций и предотвращения возможности их разрушения в процессе производства работ по восстановлению конструкций.

Данный технический результат достигается за счет того, что в способе усиления здания или сооружения при наличии локальных повреждений, возникших по крайней мере в одной из его несущих конструкций в результате запроектной чрезвычайной ситуации, производят непрерывные инструментальные наблюдения за несущей конструкцией для определения скорости изменения параметров, характеризующих ее напряженно-деформированное состояние во времени, затем определяют предельные значения замеряемых параметров, при которых произойдет разрушение несущей конструкции, и соответствующий минимальный предельный срок ее работоспособности, одновременно рассчитывают время, необходимое для выполнения работ по восстановлению несущей конструкции, после чего, до достижения каким-либо из замеряемых параметров своего предельного значения, в период времени, соответствующий разнице между предельным сроком работоспособности несущей конструкции, и временем, необходимым для ее восстановления, начинают работы по восстановлению несущей конструкции здания или сооружения.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 изображен план здания в уровне верхнего этажа; на фиг.2. - разрез 1-1 на фиг.1; на фиг.3. - фасад стены с местами установки датчиков измерения кренов; на фиг.4 - график изменения крена стены здания во времени.

Способ усиления реализуется следующим образом. В процессе эксплуатации здания, являющегося памятником архитектуры, отмечено локальное повреждение в виде крена одной из его несущих конструкций - продольной кирпичной стены (1) здания. Возникновение крена связано с запроектной чрезвычайной ситуацией в виде просадки основания фундамента с одной стороны здания. Зона просадки (2) располагается под фундаментом (3). До начала работ по восстановлению поврежденной несущей стены здания производят непрерывные инструментальные наблюдения за несущей стеной с помощью датчиков измерения кренов (4), установленных на различных участках стены (1), для определения скорости изменения крена во времени. Такой параметр, как крен, характеризует напряженно-деформированное состояние стены. График изменения крена во времени, построенный по результатам наблюдений, приведен на фиг.4. На графике по вертикальной оси отложены значения крена , а по горизонтальной оси - время Т. Затем определяют предельное значение крена _пр, при котором произойдет разрушение несущей стены. В частности, значение _пр может быть определено прочностным расчетом. Экстраполяция кривой изменения крена до уровня _пр дает возможность определить минимальный предельный срок работоспособности кирпичной стены Т_пр. Одновременно рассчитывают время Т_у, необходимое для выполнения комплекса первоочередных мер по восстановлению несущей способности поврежденной стены. В рассматриваемом случае такой комплекс работ может включать усиление фундаментов, частичную или полную разборку перекрытий, заделку трещин в стенах, установку связевых ферм и стягивающих тяжей, удерживающих стену в поперечном направлении. До достижения крена своего предельного значения _пр, в период времени Т_о, соответствующий разнице между предельным сроком работоспособности несущей стены Т_пр, и временем, необходимым для ее восстановления Т_у, начинают работы по восстановлению несущей способности стены здания. Гарантией успешного завершения работ является условие Т_пр>Т_у.

Предложенное изобретение может быть широко использовано при разработке и сравнении проектов усиления зданий и сооружений. Изобретение гарантирует, с одной стороны, безопасность выполнения работ, так как процесс усиления заканчивается до исчерпания несущей способности конструкции, а с другой стороны, обеспечивает экономию средств, так как начало работ может быть уточнено в зависимости от резервов несущей способности конструкций. Кроме того, указанный подход может быть использован при мониторинге состояния конструкций зданий и сооружений для текущей оценки степени опасности повреждений конструкций и принятия обоснованных управленческих решений по своевременной ликвидации последствий запроектных чрезвычайных ситуаций.