Сталь, как строительный материал, не лишена ряда существенных недостатков. Особенно они проявляются при использовании очень длинных или не имеющих достаточной степени жесткости металлических конструкций. Разрешить эту проблему помогает усиление стальных конструкций.
Стальные конструкции удобно использовать в виде ферм. Собираются фермы методом сварки отдельных частей, именно поэтому самый первый метод укрепления и повышения устойчивости несущих элементов фермы – это снятие концентрических напряжений в сварном шве. Но когда ферма уже готова и, смонтировав ее, становится понятно, что надо добавлять устойчивости, то можно использовать один из следующих методов: дополнительная приварка не напряженных элементов, приварка напряженных жестких или гибких элементов, использования дополнительных поддерживающих конструкций или усиления сварочных швов и соединений в металлических конструкциях.
Под внедрением в конструкцию предварительно не напряженных элементов понимают увеличение поперечного сечения, путем приварки дополнительного швеллера, трубы, или добавление поддерживающих стержней и стоек. Метод часто используется, но в виду сильного нагрева несущей конструкции во время сварки, может снизить ее устойчивость. Поэтому конструкцию нужно освобождать от нагрузки.
Добавление в конструкцию фермы предварительно напряженных жестких или гибких элементов принципиально не отличается от первого метода, за исключением лишь используемых материалов. В качестве гибких напряженных элементов используют оттяжки или подвесные натяжные системы, а жестких – предварительно напряженные металлические трубы, диагональные раскосы, стойки или шпренгельные фермы. Метод хорош тем, что позволят добиться значительного эффекта без превышения предельного веса конструкции.
Самый простой и эффективный способ повышения прочности стальных конструкций – это добавление поддерживающих конструкций, таких как колоны или балки. При этом стойкость повышается в разы и не нужно изменять геометрию фермы. Но у этого метода есть существенный недостаток – колоны и балки занимают много места и приводят к уменьшению рабочего пространства в здании.
Для усиления сварочных можно увеличивать их длину или ширину. Но при этом стоит придерживаться технологии, по которой собиралась ферма. Также важно помнить, что поперечные сварочные швы уменьшают жесткость конструкции в несколько раз больше чем продольные. Усилить стыковые соединения в металлических конструкциях можно добавлением соединительных болтов, или заменить их более прочными.
Еще один не самый популярный метод – это вырезать элемент конструкции. Суть заключается в том, чтобы перенести суммарную точку нагрузки в то место, где можно установить поддерживающую колону или балку. Но использование его невозможно без повторного технического перерасчета конструкции и возможного применения комбинированного способа усиления металлических конструкций.
Далее: усиление зданий и сооружений.
