Несуча здатність простінків пам’яток архітектури, посилених анкерами

 

Рис. 5. Посилення простінків будівель пам'ятників архітектури шляхом пристрою вклеюваних анкерів (стяжних різьбових шпильок).

 

Для оцінки ефективності методу посилення простінків шляхом влаштування вклеюваних анкерів був проведений порівняльний аналіз декількох варіантів посилення. Як розрахункова, модель при оцінюванні несучої здатності, був прийнятий кам'яний простінок заввишки 3 м з каменя марки М 300 при різних характеристиках міцності розчину (М 4, М 10, М 25 і М 50). Достовірність отриманих результатів підтверджується вживанням апаратів методу кінцевих елементів (ПК «Ліра» [10] і ПК «SCAD» «Камін» [11]), а також відповідністю результатів чисельного дослідження і розрахунків позацентрово-стиснутих кам'яних конструкцій відповідно до вимог СНіП Ii. 22. -81 «Кам'яні і армокам'яні конструкції» [12].

У кам'яній кладці на розчинах нижче за марку М 25, спостерігається дефіцит несучої здатності (Рис. 6). Як показують результати науково-реставраційних досліджень багатьох об'єктів культурної спадщини, кам'яна кладка більшості будівель пам'ятників архітектури Криму складена на розчинах марок М 4-М 10 і з врахуванням сейсмічності території півострова, потребують посилення.

 

Рис. 6. Несуча здатність простінка заввишки 3 м з каменів марки М 300 залежно від марки розчину, без посилення (1 – результати розрахунку кам'яних простінків із застосуванням ПК «Ліра»; 2 – результати розрахунку кам'яних простінків із застосуванням ПК «SCAD» «Камін»; 3 – результати розрахунку кам'яних простінків відповідно до вимог СНіП I I. 22. -81 «Кам'яні і армокам'яні конструкції»).

 

Найбільш ефективним методом посилення простінків вважається обойма з металевих профілів [5]. Тому саме з нею ми порівняли метод посилення вклеюваними анкерами. Результати розрахунку показали, що при установці вклеюваних анкерів, несуча здатність простінка збільшується на 17-50%. Найбільший ефект таке посилення дає якраз при низьких марках розчину. Надлишковий тиск, що створюється при подачі епоксидного клею, дозволяє заповнити не лише підготовлений отвір, але і порожнечі, що пересікаються ним, раковини, тріщини і порожні шви, що в бутовій кладці на розчинах марок М 4-М 10 досить часте явище. Таким чином, з графіків на рис. 7, видно, що посилення вклеюваними анкерами дає приблизно такий ефект, як металева обойма з кутової сталі L 45х45х5.

 

а) б) в)

 

Рис. 7. Порівняльний аналіз несучої здатності простінка заввишки 3 м з каменів марки М 300 залежно від марки розчину: а) посиленого металевою обоймою з L 75х75х5 і вклеюваних анкерів (1 – результати розрахунку кам'яних простінків посилених L 75х75х5 по ГОСТ 8509-86, із застосуванням ПК «SCAD» «Камін»; 2 – результати розрахунку кам'яних простінків посилених L 45х45х5 по ГОСТ 8509-86, із застосуванням ПК «Ліра»; 3 – результати розрахунку кам'яних простінків посилених вклеюваними анкерами ø 12, із застосуванням ПК «Ліра») ; б) посиленого металевою обоймою з L 45х45х5 і вклеюваних анкерів (1 – результати розрахунку кам'яних простінків посилених L 45х45х5 по ГОСТ 8509-86, із застосуванням ПК «SCAD» «Камін»; 2 – результати розрахунку кам'яних простінків посилених L 45х45х5 по ГОСТ 8509-86, із застосуванням ПК «Ліра»; 3 – результати розрахунку кам'яних простінків посилених вклеюваними анкерами ø 12, із застосуванням ПК «Ліра») ; в) без посилення і посиленого вклеюваними анкерами (1 – результати розрахунку кам'яних простінків із застосуванням ПК «Ліра»; 2 – результати розрахунку кам'яних простінків із застосуванням ПК «SCAD» «Камін»; 3 – результати розрахунку кам'яних простінків відповідно до вимог СНіП II. 22. -81 «Кам'яні і армокам'яні конструкції»; 4 – результати розрахунку кам'яних простінків посилених вклеюваними анкерами ø 12, із застосуванням ПК «Ліра»).

 

Для пам'ятників архітектури, метод посилення простінків вклеюваними анкерами має безперечні переваги, що дозволяють повністю задовольнити вимоги нормативно-законодавчої бази по реставрації об'єктів культурної спадщини [6, 7, 8], а саме, – можливість відновлення первинного фасаду будівлі, що є пріоритетним завданням для таких об'єктів. Посилення простінків дозволяє підвищити загальну сейсмостійкість будівлі пам'ятника архітектури, зведеного з рваного буту і каменів чистого тесання природного походження, при мінімальному втручанні в структуру будівлі.

 

 

Посилення кам'яних стін і простінків необхідний близько 70% будівель пам'ятників архітектури Криму.

Підвищення сейсмостійкості будівель класифікованих, як об'єкти культурної спадщини, досягається шляхом підвищення стійкості кам'яних простінків.

Відповідно до вимог діючих нормативних документів по охороні об'єктів культурної спадщини [6, 7, 8], традиційні методи посилення не завжди можуть бути використані для таких будівель.

Вживання методу посилення простінків вклеюваними анкерами дозволяє зберегти незмінність фасадів, що є одним з основних вимог Закону України № 1805-iii від 08. 06. 2000 Про охорону культурної спадщини [6].

 

1. Алексеенко В. Н., Жиленко О. Б. Техническое заключение по результатам обследования несущих конструкций здания Владимирского собора по адресу: г. Севастополь, ул. Суворова 3, с разработкой технических решений по усилению / НПП Южсейсмострой зак. № 341-11. – Симферополь, 2011 г., – 154с.

2. Жиленко О. Б., Алексеенко В. Н., сборник научных трудов «Строительство и техногенная безопасность», «Обеспечение сейсмостойкости памятников архитектуры Южнобережья» – Симферополь, «Национальная академия природоохранного и курортного строительства», выпуск 33-34, 2010 г., с. 77-87.

3. Жиленко О. Б., Алексеенко В. Н., Панюков Э. Ф., сборник научных трудов «Строительство и техногенная безопасность», «Обеспечение сейсмостойкости здания театра им. А. П. Чехова в г. Ялте» – Симферополь, «Национальная академия природоохранного и курортного строительства», выпуск 24-25, 2008 г., с. 129-133.

4. «Реставрация памятников архитектуры», М., Стройиздат, 2000 г., 128 с.

5. А. А. Калинин, Обследование, расчет и усиление зданий и сооружений, М., Издательство Ассоциации строительных ВУЗов, 2004 г., 159 с.

6. Закон об охране культурного наследия. – К. : ВВР, 2000 г. – 33 с.

7. ДБН В. 3. 2-1. -2004 «Реставраційні та ремонтні роботи на пам’ятках культурної спадщини», Держбуд України, К. : 2005, -121 с.

8. Список памятников местного и национального значения, (Архитектура и градостроительство, история, монументальное искусство) и вновь выявленных объектов культурного наследия, расположенных на территории Автономной Республики Крым (по состоянию на 01. 12. 2011).

9. ДБН В. 1. 1-12: 2006 «Строительство в сейсмических районах Украины», Мінбуд України, К. : 2006, – 49 с.

10. А. С. Городецкий, И. Д. Евзеров, Компьютерные модели конструкций, К., издательство «ФАКТ», 2005 г., 344 с.

11. Э. З. Криксунов, М. А. Микитаренко, М. А. Перельмутер, Л. Н. Скорук, «КАМИН». Расчет элементов каменных и армокаменных конструкций. Руководство пользователя. Версия 1. 1, SCAD Soft, 2003.

12. СНиП II. 22. -81 «Каменные и армокаменные конструкции», М., Стройиздат, 1995 г.