En trabajos de reparación y construcción, las operaciones técnicas con columnas se realizan con bastante frecuencia. Esto se debe a las grandes cargas que caen sobre este elemento estructural, desgastando su estructura. La operación de reparación y restauración más común de este tipo puede denominarse refuerzo de columnas, para lo cual se utiliza una amplia gama de métodos.
¿Cuándo es necesario reforzar el pozo?
La necesidad de un refuerzo adicional de las estructuras de los edificios suele surgir después de la formación de defectos. La columna se utiliza principalmente como elemento arquitectónico y de construcción portante, por lo que se caracteriza por diversos tipos de daños. Los problemas más comunes son:
- Grietas. El tipo más común de daño a la estructura de la columna, que puede tener diferentes formas y manifestaciones. En cuanto a las causas, las grietas por deformación pueden ocurrir como resultado de la contracción del edificio, aumento de las cargas, corrosión del refuerzo en el fuste, disminución de la resistencia del hormigón yetc.
- Astillado. Defecto igualmente peligroso, cuya formación puede estar asociada a efectos mecánicos o del fuego sobre la estructura, así como a la pérdida de las propiedades originales de las varillas metálicas portantes.
- Despegar. Este tipo de daño también ocurre debido a los efectos del fuego, la corrosión del refuerzo y la presión de los neoplasmas - costra de hielo o álcalis.
- Pelado. Por regla general, es consecuencia del contacto con medios agresivos. Los procesos cíclicos de humectación/secado o congelación/descongelación suelen conducir a la destrucción completa de la estructura.
Los factores de deformación de la estructura pueden influir en la elección de tácticas para las actividades de reparación y restauración. Pero la mayoría de las veces, las tecnologías de refuerzo de columnas se seleccionan en función de las cualidades y los parámetros físicos y operativos del pozo. Antes de continuar con la revisión de métodos específicos para resolver la tarea, vale la pena familiarizarse con las reglas universales para organizar el trabajo.
Consejos generales de expertos en el curso del trabajo
En las operaciones técnicas de refuerzo que se llevan a cabo en relación con las estructuras y estructuras portantes, a menudo están involucrados varios soportes, revestimientos y elementos de soporte de esquina. Al usar tales dispositivos, es importante tener en cuenta dos reglas:
- El número de niveles o capas del vendaje de refuerzo no debe ser inferior a tres. El flejado cruzado está completamente superpuesto en cuatro capas.
- Se mantiene una superposición de unos 20-30 cm. Normalmente se excluyen las juntas a tope.
Si se planea utilizar métodos de refuerzo de columnas con tratamiento superficial del tronco con agentes compuestos y polímeros, inicialmente se deben tener en cuenta las siguientes condiciones:
- La humedad del hormigón debe ser de al menos un 4%. Este coeficiente se comprueba con un medidor de humedad.
- Se debe eliminar la condensación de la superficie de la columna.
- Se aplica una capa de epoxi al cilindro antes de aplicar directamente el polímero.
- La temperatura de la estructura debe variar entre +10…+45 °С. Este es el modo normal para trabajar con formulaciones de resina.
Independientemente del método utilizado para reforzar el fuste de la columna, la superficie debe limpiarse y desempolvarse. Debe estar libre de suciedad, manchas de grasa y lechada. Tales tareas se resuelven con una herramienta de pulido, manual o mecánica, según el área.
Tecnología de refuerzo de clips
El uso de una carcasa combinada para reforzar los fustes de las columnas permite asegurar la estabilidad de la estructura, tanto frente a cargas dinámicas como estáticas. Se considera que la versión estándar de este método es el refuerzo de columnas con un clip de metal, pero los expertos recomiendan calcular inicialmente la adición del marco con inserciones de hormigón armado con abrazaderas de acero cerradas.
Antes de realizar las operaciones de instalación, se deben realizar muescas en la estructura del baúl de hasta 5 mm de profundidad. La superficie de la columna también se limpia de partículas extrañas y se protege de la corrosión. La base del marco. Los clips serán una estructura de tiras transversales y esquinas metálicas longitudinales. Los componentes longitudinales se asientan sobre un mortero de cemento y arena y se sujetan con abrazaderas. Además, a lo largo de toda la longitud del tronco hasta las esquinas, es necesario soldar las tiras transversales mediante soldadura por puntos, manteniendo un paso de unos 50-60 cm.
Las ventajas de reforzar columnas con abrazaderas de acero incluyen la velocidad de instalación y la flexibilidad estructural del esquema de sujeción. Inmediatamente después de que se complete la instalación del marco, el baúl estará listo para aceptar las cargas de diseño y, en el futuro, si es necesario, el marco se puede modificar mediante la introducción de sujetadores adicionales. Pero el clip puede realizar la tarea principal de fortalecer solo si las reglas y los tablones con esquinas se ajustan perfectamente a la superficie de la columna. La calidad de la fijación está determinada por la suavidad del cilindro y su geometría.
Tecnología de extensión de sección
La construcción típica de una columna de edificio consta de dos partes estructurales: hormigón y elementos de refuerzo. Si el reforzamiento de las columnas con grapas está orientado a aumentar la rigidez del esqueleto metálico portante del cañón por el método externo, entonces el aumento de la sección tiene como objetivo ampliar el área de la superficie portante. Se aumenta la masa de hormigón principal, lo que hace que la estructura sea más estable y duradera.
Este método se utiliza en los casos en que, en principio, es posible aumentar la zona técnica en el lugar de operación de la columna. La mejor manera puede ser un aumento unilateral en la sección: en ancho,longitud o profundidad de la estructura. Desde un punto de vista tecnológico, la tarea principal del maestro será garantizar una unión suficientemente fuerte entre la nueva capa de hormigón y la anterior. Para ello, se utilizan métodos de refuerzo de columnas con clips metálicos. Pero el marco en este caso no cumple la función de un elemento de soporte independiente, sino que actúa como una caja de refuerzo auxiliar, que le permitirá conectar dos niveles de concreto. Se monta el mismo refuerzo longitudinal con muescas y esquinas. Idealmente, si es posible, debe soldarse al refuerzo principal en el cañón con cortos de metal. Luego, el mortero de hormigón se construye directamente con mampostería.
Tecnología de refuerzo compuesto
Hoy en día, en muchas áreas de la construcción y la producción, las piezas metálicas están siendo reemplazadas por productos hechos de materiales compuestos y fibra de carbono. Esta opción de refuerzo de las columnas tiene la ventaja de que, con una masa y dimensiones más pequeñas del elemento, permite proporcionar las mismas tareas funcionales. La fibra de carbono liviana en sí misma no sobrecarga la columna (especialmente importante para estructuras de monumentos culturales en ruinas), pero muestra resistencia a cargas como el acero. Además, la resistencia a la tracción de algunos compuestos es 4-5 veces mayor que la del refuerzo de hormigón armado.
La técnica de refuerzo de columnas en este caso consistirá en encolar láminas de composite o fibra de carbono perpendiculares a la superficie del tronco. Por lo general, el cálculo se realiza para el alivio de cargas verticales con énfasis enmomento de flexión. Para lograr este efecto de refuerzo, las placas se encolan a lo largo de la línea de acción del momento de carga. En cuanto a la composición adhesiva, se pueden usar mezclas de construcción de polímeros, que también realizarán tareas auxiliares de refuerzo externo de la estructura, protección contra la humedad y resistencia al calor; el conjunto de propiedades adhesivas dependerá de las condiciones de su uso. Entre las ventajas de este método destacan la ausencia de cambios estructurales en la columna, la posibilidad de decorar el tronco pintando las laminillas y la durabilidad.
Refuerzo de columnas de hormigón armado
Para este tipo de baúles arquitectónicos, se recomienda utilizar métodos de refuerzo con camisa de acero. Dado que estamos hablando de una estructura masiva con una gran masa, el marco de refuerzo debe encajar firmemente en la estructura de la columna. Al mismo tiempo, no es deseable sobrecargar el eje del cojinete, ya que esto conducirá a un mayor efecto de fatiga mecánica no solo para la columna, sino también para el piso inferior. Sería óptimo usar un clip de acero con esquinas en un mortero de cemento y arena. Como en el esquema clásico, las columnas de hormigón armado se refuerzan con tiras transversales e insertos de transición soldados al refuerzo interno del fuste.
Antes de soldar, es importante considerar un truco tecnológico. Los expertos recomiendan calentar las tiras de papel tapiz a 100-120 ° C, y solo después de eso proceder con la conexión. Cuando el elemento se enfríe, sus dimensiones se reducirán, lo que proporcionará un efecto positivo de pretensado. Además, al fortalecer las estructuras de hormigón armado, no será superfluo utilizar adicionaldispositivos de seguridad. Lo más conveniente es montar espaciadores formados por dos esquinas acanaladas. Se conectan con tablones y se sujetan según el principio de soporte con pernos de tensión.
Refuerzo con abrazaderas calefactadas
Si las columnas no experimentan grandes cargas de diseño y no requieren un mayor refuerzo de la estructura, puede arreglárselas con una técnica optimizada para instalar revestimientos de tiras de acero. Resulta una especie de abrazaderas de flejado, que se montan a lo largo de toda la altura del maletero. Como resultado, se ahorran materiales de construcción con accesorios y el diseño de la columna permanece intacto. La complejidad tecnológica de una solución de este tipo radica en el precalentamiento de las tiras metálicas y el correcto engaste de la columna. Teóricamente, las abrazaderas se pueden utilizar para reforzar columnas de hormigón armado con secciones redondas, rectangulares y cuadradas. Pero en cada caso habrá su propio esquema de engaste, para lo cual se selecciona el método de agarre de la tira apropiado.
Los espacios en blanco para superposiciones se calientan en un edificio de horno o con un quemador a aproximadamente 300 ° C. Además, utilizando una plantilla o abrazaderas especiales, es necesario comprimir firmemente el tronco con una abrazadera en la zona previamente establecida. Algún tiempo después del flejado, la abrazadera se enfriará y el metal, como resultado de la reducción de la temperatura, presionará aún más contra la superficie de la columna. Una vez más, el resultado no es tanto un marco de refuerzo independiente como un refuerzo auxiliar.
Refuerzo de columnas metálicas
En comparación con fustes de hormigón armado, completamente metálicosestructuras excluyen la posibilidad de una construcción monolítica de la estructura por medio de un marco o mampostería de hormigón. Por lo tanto, se introducen con mayor frecuencia riostras, aprietes, espaciadores y dispositivos de pretensado. Una opción muy práctica y funcional es reforzar la columna de acero expandiendo o reforzando la zapata estructural adyacente al piso o cimentación. En el nivel inferior, se permite la posibilidad de crear una solera de hormigón, lo que aumentará la estabilidad vertical de la columna.
Se recomienda reforzar las estructuras de fuste pequeño con elementos pretensados. En esta capacidad, se utilizan armaduras de inventario y telescópicas con puntales rígidos, cuyos parámetros se pueden cambiar según la carga actual. Por cierto, dicho fortalecimiento de las columnas de hormigón armado será difícil debido a la rigidez estructural insuficiente, pero los ejes de metal permiten el uso de herramientas de elevación. Es decir, el usuario puede cambiar la altura y la posición de la estructura acuñándola y conectándola con abrazaderas.
Se hacen ranuras y huecos acanalados en las secciones de soporte para mayor seguridad, y se montan placas temporales restrictivas con ranuras circulares para refuerzo. Después de eso, se instala una barra de refuerzo y se hormigona la zona de soporte. Cuando la regla vertida gana suficiente fuerza, la barra de refuerzo se tensa con hardware de anclaje y pernos; se pueden construir en los agujeros desde el lado de las caras inferiores. Resulta un método capital de refuerzo estructural de columnas,que se utiliza solo si es técnicamente posible reconstruir el sitio adyacente.
Fortalecimiento de columnas comprimidas
Los troncos comprimidos excéntricamente se fortalecen mediante una combinación de medios técnicos, que incluyen vendajes de refuerzo, esquinas de metal perfilado y barras transversales. El refuerzo complejo permite en este caso proporcionar deformación restringida y operación mutua de los elementos de flejado con techos. Es decir, los momentos de carga no se redistribuyen, sino que se transfieren directamente de la estructura de hormigón superior a la inferior.
La base del sistema de refuerzo está formada por varios vendajes transversales, que se intercalan con inserciones de refuerzo individuales de acero o fibra de carbono. Pero si el refuerzo de la columna con una jaula de hormigón armado se realiza con la adición de un mortero de arena y cemento, entonces el vendaje con superposiciones se calcula solo para sujetadores de hardware. En particular, se sustituye el mismo hormigón por anclaje con elementos longitudinales a través de los forjados. La principal dificultad para montar un sistema de este tipo se reduce a la necesidad de mantener la simetría axial al instalar elementos de sujeción y sujeción longitudinales.
Conclusión
La naturaleza de la aplicación de uno u otro método de refuerzo de una estructura arquitectónica vertical dependerá en gran medida de las características de las partes de la estructura asociadas a ella. Por ejemplo, el refuerzo de columnas de hormigón armado bajo cargas pesadas puede implicar tanto la instalación de una estructura metálica con expansión de hormigón como la instalación de espaciadores. Pero solo si permitemenor superposición: la limitación puede deberse al exceso de la masa de carga de diseño. Tales restricciones se vuelven especialmente agudas en situaciones de amplificación de composiciones de columnas grupales. Como regla general, los marcos y soleras masivos y pesados no están permitidos en tales casos, y los desarrolladores del proyecto técnico se enfrentan a la tarea de calcular detalladamente el dispositivo de conexiones adicionales mediante la integración de soportes rígidos pretensados.
