Пн.-Пт. с 9.30 до 18.00
Москва, ул. Севанская, д. 5, корп. 1
(495) 223-23-85
Заказать звонок
Оставтьте свой номер телефона
и мы перезвоним
ФИО
Телефон
Нажимая "Отправить" Вы соглашаетесь с
политикой конфиденциальности персональных данных

Заказ обратного звонка

Ваш заявка принята. Ожидайте звонка.


 

Сердюк А. И.,

начальник проектного бюро ИПЦ «ИнтерАква» (г. Москва)

 

Чернявский В. Л.,

лауреат премии Совета министров СССР, директор ИПЦ «ИнтерАква» (г. Москва)

Аннотация

Мы продолжаем серию публикаций о восстановлении и реконструкции одной из старейших станций Северного Кавказа — Баксанской ГЭС (см. «ГИДРОТЕХНИКА», 2013, № 1-2). Одними из важнейших задач были восстановление, ремонт и усиление конструкций зданий и сооружений. Работы были выполнены ИПЦ «ИнтерАква», который не только одним из первых в России освоил технологии работы с композитными материалами, но и стал разработчиком уникальных технических решений по защите и усилению конструкций, успешно применяющихся на различных гидротехни­ческих и промышленных объектах, обеспечивая безопасную эксплуатацию на несколько десятков лет.

Ключевые слова:

Баксанская ГЭС, композиционнные материалы, несущая способность, трещиностойкость, коррозионная стойкость.

Abstract.

We continue a series of publications about rebuilding and reconstruction of one of the oldest hydropower plant in the North Caucasus - Baksanskaya HPP (ref. “HYDROTECHNIKA". 2013, Ne1-2). The more important goals were rebuilding, repair and reinforcement of building structures and constructions. The works have been done by research production center “InterAqua", which not only one of the first in Russia had absorbed technologies of work with composite materials, but they had become a developer of unique engineering solutions for construction protection and reinforcement, which is used to ensure safe operation during some decades at various water engineering and industrial facilities.

Keywords:

Baksanskaya HPP, composite materials, loaded capability, crack resistance, corrosion resistance.

Решение о реконструкции Баксанской ГЭС было принято в 2010 г. после совершения теракта [1]. Реконструкция ГЭС базировалась на результатах обследования, выполненного ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева и проектных решений «Мособлги- дропроекта». Работы по реконструкции здания ГЭС выполня­лись «Турборемонт-ВКК».

В частности, при реконструкции здания административ­но-бытового комплекса решались следующие задачи:

  • ремонт и восстановление поврежденных строительных конструкций;
  • обеспечение соответствия физико-механических свойств конструкций современным требованиям строительных норм;
  • изменение конструктивных параметров строительных элементов в связи с перепрофилированием ряда поме­щений и увеличением расчетных нагрузок из-за замены оборудования и обеспечение требуемой несущей способ­ности;
  • обеспечение выполнения современных требований по сейсмостойкости зданий при расчетном землетрясении 8 баллов.

Административно-бытовой корпус представляет собой монолитное железобетонное трехзтажное здание каркасно­стеновой конструктивной схемы. Внешние габариты здания 27,4x12,7 м. Перекрытия и плиты покрытия ребристые. Вы­сота сечения плит 100 мм, балок — 400-450 мм (с учетом плиты).

Расчет пространственной модели здания выполнен ин­ститутом «Мособлгидропроект». Специалистами ИПЦ «Ин­терАква» проанализированы поля требуемого по расчету армирования и сопоставлены с фактическим, приведенном в Заключении по техническому обследованию, выполнен­ном институтом ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева. В результате был определен перечень конструктивных элементов здания, тре­бующих усиления.

Плита перекрытия первого этажа имела дефицит несу­щей способности на изгибающий момент в приопорных зо­нах и в пролетной части. Балки перекрытий первого и второго этажей, а также покрытия имели дефицит несущей способ­ности на отрицательный изгибающий момент в надопорных зонах. Величина дефицита несущей способности плит со­ставляла от 26 до 110%, балок — до 83%. Кроме того, плиты перекрытий, покрытия требовали обеспечения повышения трещиностойкости. Также требовалось усиление плит пере­крытий в зонах проемов под лестничные марши.

Серьезными ограничениями при выборе конструктивных решений усиления были требования по сохранению внутрен­них габаритов помещений без увеличения нагрузок на фун­даменты.

Выбор вариантов конструктивных решений усиления кон­струкций на основе традиционных и современных решений показал, что усиление может выполняться следующими ме­тодами:

  • усилением конструкций металлическим профилем;
  • усилением изгибаемых конструкций наращиванием сече­ния или применением шпренгельных систем;
  • усилением композиционными материалами на основе высокопрочных углеродных волокон.

 

 

Усиление балки перекрытия внешним армированием ФАП

Рис. 1. Усиление балки перекрытия внешним армированием ФАП

 

Анкеровка углепластиковых накладок в приопорных зонах вблизи стен, колонн

 Рис. 2. Усиление плиты перекрытия внешним армированием ФАП

 

Анкеровка углепластиковых накладок в приопорных зонах вблизи стен, колонн

Рис. 3. Анкеровка углепластиковых накладок в приопорных зонах вблизи стен, колонн:

а — принципиальная схема расположения; б — конструкция анкера

 

Сравнение вариантов показало:

  1. При усилении металлопрокатом для увеличения пре­дельного изгибающего момента балок в пролете увеличива­ется вес конструкций и геометрические размеры, что в свою очередь вызывает дополнительные сложности при отделоч­ных работах и необходимость применения сварочных работ и антикоррозионных мероприятий.
  2. При выполнении усиления на опорных участках балок на отрицательный изгибающий момент армированной набе- тонкой также увеличивается вес конструкций, уменьшается полезных объем помещений из-за уменьшения высоты эта­жа, и требуются трудоемкие бетонные работы.
  3. Устройство шпренгельных систем связано с большой трудоемкостью, также с ограничениями внутренних габари­тов и дополнительными работами по защите этих систем в период монтажа оборудования и эксплуатации.
  4. Применение композиционных материалов, по срав­нению с вышеприведенными вариантами, имеет ряд суще­ственных преимуществ:
  • не изменяются постоянные нагрузки (вес композита очень мал);
  • не изменяются архитектурные параметры помещений из- за малой толщины отвержденного композита;
  • высокая коррозионная стойкость элементов усиления;
  • низкая трудоемкость и сроки выполнения работ;
  • сравнение технико-экономических показателей приве­денных методов усиления показало значительное пре­имущество применения композиционных материалов, что уже неоднократно подтверждалось и для других кон­струкций [2].

В этой связи было принято решение о применении ком­позиционных материалов для усиления конструкций.

 

Усиление плиты перекрытия в зоне проема

Рис. 4. Усиление плиты перекрытия в зоне проема

 

В разработанном проекте усиления балок и плит пере­крытий на восприятие дополнительного изгибающего мо­мента и для повышения трещиностойкости предусматрива­лось устройство на растянутых поверхностях усиливающих элементов из углепластика (фиберармированного пласти­ка — ФАП). В пролетной части конструкций элементы ФАП устраивались на нижней поверхности, а в зонах отрицатель­ных изгибающих моментов в надопорной части — на верх­ней. Волокна углепластиковых накладок ориентированы в направлении воспринимаемых деформаций во взаимно пер­пендикулярных направлениях, на балках — в продольном направлении. Для обеспечения перераспределения усилий между конструкцией и элементами усиления, дополнитель­ной анкеровки продольных усиливающих элементов, а так­же повышения надежности и трещиностойкости балок в при- опорных зонах (на участках потенциального образования тре­щин) в поперечном направлении устраивались U-образные и двухсторонние вертикальные углепластиковые «хомуты» (рис. 1,2).

Включение в работу углепластиковых накладок на верхней поверхности плит, балок в приопорных зонах (вбли­зи стен, колонн) обеспечивалось установкой специальных углепластиковых анкеров (рис. 3).

Для усиления плит перекрытий в зоне технологических проемов по их контурам на нижней и верхней поверхности плит выполнены продольные и U-образные элементы внеш­него армирования. Продольные усиливающие элементы воспринимают концентрации напряжений вблизи проема, а U-образные компенсируют перерезанную при выпиливании проемов стержневую стальную арматуру и дополнительно анкеруют продольные элементы (рис. 4).

Количество слоев углеродной ленты в каждом случае определялось расчетом в соответствии с [3]. В результате выполненных ИПЦ «ИнтерАква» работ по усилению обеспе­чена требуемая несущая способность и трещиностойкость конструкций. Применение системы внешнего армирования

композиционными материалами позволило существенно сократить сроки выполнения работ, при усилении не были изменены внутренние габариты помещений и не увеличен собственный вес конструкций. Внешнее армирование ком­позиционными материалами на основе высокопрочных угле­родных волокон и эпоксидного связующего в очередной раз показало свою высокую эффективность для усиления строи­тельных конструкций [2].

Более подробно о технологии внешнего армирования см. [4].

Литература

  1. Костыря С. А. О работах ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева на Баксанской ГЭС//Гидротехника. 2013. № 2 (31). Стр. 16-17.
  2. Чернявский В. Л., Сердюк А. И. Экономическая эф­фективность применения технологии внешнего армирования композиционными материалами для усиления строительных конструкций // Точка опоры — строительные материалы и технологии. 2013. N° 1 (160). Стр. 12.
  3. Руководство по усилению железобетонных конструк­ций композитными материалами. ИнтерАква, НИИЖБ, 2006.
  4. Чернявский В. Л. Система ремонта и усиления строительных конструкций // Гидротехника. 2010-2011. №№ 4 (21)-5 (22). Стр. 60-63.

 

 

X
Онлайн заявка
Нажимая "Отправить" Вы соглашаетесь с
политикой конфиденциальности персональных данных