Экономическая эффективность применения технологии внешнего армирования композиционными материалами для усиления строительных конструкций
Авторы: В. Л. Чернявский, А. И. Сердюк.
Опубликовано в журнале «Точка опоры» в выпуске №1 за январь 2013 г.
Технология усиления строительных конструкций методом внешнего армирования композиционными материалами на основе углеродных волокон (фиброармированными пластиками - ФАП) применяется в России с конца 90-х годов. За это время компания «ИнтерАква» успешно выполнила усиление большого количества конструкций на объектах Москвы, Московской области и в ряде регионов России.
В 2006 г «ИнтерАква» совместно с НИИЖБ разработала «Руководство по усилению железобетонных конструкций композиционными материалами», которое регламентирует правила подбора сечений, конструирования, технологии выполнения работ и контроль качества устройства внешнего армирования с помощью композиционных материалов.
Использование технологии внешнего армирования позволяет восстановить работоспособность аварийных конструкций, устранить повреждения бетона и коррозию арматуры в результате длительного воздействия природных факторов и агрессивных сред в процессе эксплуатации, продлить срок эксплуатации объектов, устранить последствия строительного браке ошибки проектирования, а также повысить несущую способность конструкций при увеличении проектных нагрузок.
Система может быть использована при ремонте и реконструкции мостов, причальных сооружений, тоннелей, резервуаров, конструкций промышленных, общественных и жилых зданий, например, балок (рис. 1), колонн (рис. 2), плит перекрытий (рис. 3).
Во многих случаях применение этого метода обеспечивает значительный экономический эффект за счёт:
- снижения сроков, трудоёмкости выполнения ремонта и затрат на эксплуатацию;
- возможности выполнения работ без вывода сооружения из эксплуатации;
- усиления конструкций без уменьшения жизненного пространства помещений (толщина элементов усиления, включая защитный слой, не превышает 5 мм) и увеличения постоянных нагрузок (не возникает необходимость усиления нижележащих конструкций, в т. ч. фундаментов и оснований);
- сокращения или исключения затрат на использование специальной строительной техники;
- увеличения долговечности конструкций и межремонтного периода (в т. ч. за счёт высокой коррозионной стойкости усиливающих элементов ФАП).
Тем не менее бытует мнение о дороговизне данного метода. В таблице приведены фактические данные по сокращению материальных затрат на усиление конструкций композиционными материалами с мероприятиями по ремонту повреждённых зон без учёта значительного сокращения сроков выполнения работ и сокращения затрат на строительно-монтажное оборудование.
Конструкции усиления |
Стоимость усиления традиционными методами |
Стоимость усиления композиционными материалами |
Балки |
||
Железобетонные подстропильные балки в производственном здании (значительный износ конструкций) |
2,7 млн. руб. |
0,8 млн. руб. |
Стропильные и подстропильные балки производственного здания (значительный их износ) |
2,7 млн. руб. |
0,8 млн. руб. |
Подкрановые балки (значительный износ и увеличение проектных нагрузок) |
27,3 млн. руб. |
18,5 млн. руб. |
Колонны |
||
Колонны каркаса производственного здания (увеличение проектных нагрузок) |
1,95 млн. руб. |
0,85 млн. руб. |
Усиление колонн здания жилого комплекса |
1,1 млн. руб. |
0,54 млн. руб. |
Перекрытия |
||
Перекрытие высотного общественного здания (увеличение проектных нагрузок, значительный износ конструкций) |
35 млн. руб. |
9 млн. руб. |
Ребристые плиты перекрытия производственного здания (значительный износ) |
8,3 млн. руб. |
3,46 млн. руб. |
Плиты перекрытия общественного здания (изменение расчётной схемы конструкции - устройство проёмов значительных размеров) |
7,36 млн. руб. |
4,73 млн. руб. |
Производственные здания и сооружения |
||
Железобетонные конструкции транспортной галереи (значительный износ) |
16,3 млн. руб. |
10,7 млн. руб. |
Конструкции кирпичного жилого здания (восстановление несущей способности из-за образования дефектов, возникших при эксплуатации) |
1,6 млн. руб. |
1 млн. руб. |
Мосты |
||
Пролётные строения и опоры моста (значительный износ и увеличение проектных нагрузок) |
1,3 млн. руб. |
0,8 млн. руб. |
Пролётные строения автомобильного моста (ошибка проектирования, увеличение расчётных нагрузок) |
3,5 млн. руб. |
2,43 млн. руб. |
Пролётные строения автомобильного моста (значительный износ конструкций) |
4,2 млн. руб. |
2,7 млн. руб. |