Наличие магистральных трещин в стенах здания характерно тем, что они распространяются на всю высоту стены, разделяя ее на отдельные части. Причиной образования таких трещин обычно является неравномерная осадка фундаментов или большие температурные деформации здания. С образованием магистральных трещин работа здания как пространственной системы нарушается и оно разделяется на отдельные блоки, деформируемые самостоятельно при силовых и температурных воздействиях. При образовании трещин в углах здания возможна потеря устойчивости или отрыв торцевой стены.
Широко применяемым способом усиления стен при потере ими устойчивости является возведение железобетонных контрфорсов или контрфорсов из кирпичной кладки, которые устраивают на части высоты стены или на всю ее высоту. Под контрфорсы устраивают отдельные фундаменты, проверяемые расчетом на прочность, скольжение и опрокидывание (рис. 11.6.9, а).
При отклонении стен от вертикали или выпучивании в горизонтальной плоскости для их усиления можно применить связи-распорки из прокатных стальных швеллеров или уголков (рис. 11.6.9, б) или тяжи из круглой стали (рис. 11.6.9, в). В связях-распорках и тяжах создается предварительное напряжение путем навинчивания гаек в первом случае и стяжных муфт - во втором. Все отверстия и ниши в кладке после установки связей-распорок и тяжей заполняются цементно-песчаным или полимерцементным раствором.
Одним из эффективных конструктивных мероприятий для стен надстраиваемых зданий является устройство железобетонных поясов (см. рис. 11.6.9, г). Сущность метода заключается в том, что пояса равномерно распределяют нагрузку от вновь возводимых стен при надстройке этажей на стены существующего здания, воспринимают растягивающие усилия от неравномерных осадок и увеличивают прочность стен, способствуя сохранению общей жесткости здания. Пояса располагают на уровне междуэтажных перекрытий по периметру температурного блока, включая поперечные стены, обеспечивая надежную связь их со стенами. Каждый пояс устраивается в одной горизонтальной плоскости, представляя собой единую систему с жесткими сопряжениями в углах и местах примыкания отдельных стен.
Рис. 11.6.9. Усиление стен здания
При значительных деформациях здания и наличии магистральных трещин, образовавшихся из-за неравномерных осадок грунта под подошвами фундаментов или некачественной перевязки швов, для усиления стен применяют металлические напряженные пояса, устанавливаемые на уровне перекрытий. Этим методом можно усиливать как отдельные стены, так и коробку здания в целом. Поясам задается предварительное напряжение муфтами с левой и правой резьбой. После установки на стены здания в напряженных поясах (бандажах) возникают сжимающие усилия, которые погашают растягивающие усилия от внешних нагрузок и отпора грунта, при этом происходит исправление произошедших деформаций и уменьшение образования трещин. Повышение пространственной жесткости стенового остова здания перераспределяет нагрузки на грунт и выравнивает их по всей площади подошвы фундаментов, что значительно сокращает расходы на усиление стен и фундаментов.
Стальные тяжи для устройства поясов изготавливают из круглого профиля диаметром 25...40 мм. При усилении отдельных стен пояс состоит из тяжей, располагаемых на внутренней и наружной поверхностях стены, и опорных балок из швеллеров или коробчатого типа. Тяжи располагают на поверхности стен или для сохранения облика фасадов в выбранных в кладке бороздах сечением 70×80 мм, которые после монтажа и натяжения тяжей заделывают раствором (рис. 11.6.10, а).
При усилении коробки здания в целом металлический пояс состоит из тяжей, прикрепляемых на сварке к вертикально расположенным уголкам или швеллерам, которые устанавливаются на цементно-песчаном растворе. Тяжи, как правило, в этом случае располагают на наружной поверхности стен. Натяжение пояса осуществляют с помощью стальных муфт, размещаемых в средней части длины тяжей. Возможен вариант устройства напряженных поясов с внутренней стороны здания (рис. 11.6.10, б).
Применение металлических поясов эффективно для усиления зданий, износ которых не превышает 50...60%.
Рис. 11.6.10. Методы усиления узлов опирания железобетонных перемычек