Реконструкция зданий и сооружений 2 (стр. 3 из 4)
При недостаточном опирании сборных железобетонных плит перекрытия на полки ригелей увеличение опорной части плиты производится за счёт опорного столика из уголка с рёбрами жёсткости, который крепится к ригелю с помощью тяжей. Отверстия под тяжи в плитах покрытия выполняются сверлением.
Задаём толщину набетонки hнаб =60 мм .
Увеличим нагрузку на 50%, тогда М’max=q’·(l´п)2/11
М’max=24.24·0,752/11=1.24 кН·м
Рис.7 Расчетное поперечное сечение полки плиты с набетонкой
А’0=Mmax/Rb·γb2·b·h’02,
где h’0= h´f– а+hнаб(см) – рабочая высота сечения, γb2=0,9 для тяжелого бетона, Rb(кН/см2) – расчетное сопротивление бетона, b=100 см - ширина расчетного сечения полки.
А’0=123/ 1,15·0,9·100·10,52=0,01
По табл. 3.8. [1] находим значение коэффициента η=0,995. Тогда площадь рабочей арматуры
A’s=Mmax/Rs·h’0·η,
где Rs=37,5 кН/см2 - расчетное сопротивление арматуры.
A’s=123/97,5·4,5·0,995=0,281 см2
Процент армирования полки определяется по формуле:
μ=(As/b·h0)·100%
μ=(0.281/100·4.5)·100%=0.06%
По расчетной площади рабочей арматуры As подбираем диаметр рабочей арматуры: d1=6 мм. По диаметру рабочей арматуры назначаем диаметр поперечной (конструктивной) арматуры: d2=3 мм. Шаг стержней рабочей арматуры 160 мм, шаг стержней поперечной арматуры принимаем 250 мм. Таким образом, марка сетки:
5. Усиление кирпичного простенка железобетонной обоймой
Несущая способность существующих каменных конструкций (столбов, простенков, стен и др.) может оказаться недостаточной при реконструкции зданий, надстройках, а также при наличии дефектов в кладке. Одним из наиболее эффективных методов повышения несущей способности существующей каменной кладки является включение её в обойму.
Применяются три основных вида обойм: стальные, железобетонные и армированные растворные.
Основными факторами, влияющими на эффективность обойм, является процент поперечного армирования обоймы (хомутами), марка бетона или штукатурного раствора и состояние кладки, а также схема передачи усилия на конструкцию.
С увеличением процента армирования хомутами прирост прочности кладки растёт непропорционально, а по затухающей кривой.
Стальная обойма состоит из вертикальных уголков, устанавливаемых на растворе по углам усиливаемого элемента, и хомутов из полосовой стали или круглых стержней, приваренных к уголкам. Расстояние между хомутами должно быть не более меньшего размера сечения и не более 50 см. Стальная обойма должна быть защищена от коррозии слоем цементного раствора марки 75-100, толщиной 25-30 мм. Для надёжного сцепления раствора стальные уголки закрываются металлической сеткой ГОСТ 5336-80.
Железобетонная обойма выполняется из бетона марки не ниже 150 с армированием вертикальными стержнями и сварными хомутами. Расстояние между хомутами должно быть не более 15 см. Толщина обоймы назначается по расчёту и может быть от 4 до 12 см.
Армированная растворная обойма армируется аналогично железобетонной, но вместо бетона арматура покрывается слоем цементного раствора (штукатуркой) марки 75-100.
Сбор нагрузок на плиту перекрытия
Таблица 11.
| № п/п | Нагрузка | qн, кН/м2 | γf | q, кН/м2 |
| 1 | 8 слоев рубероида | 0,3 | 1,3 | 0,39 |
| 2 | Стяжка ρ=20 кН/м3, t=0,11 м | 2,2 | 1,2 | 2,64 |
| 3 | Утеплитель (керамзит) ρ=8 кН/м3, t=0,38 м | 3,04 | 1,3 | 3,95 |
| 4 | пароизоляция | 0,05 | 1,3 | 0,065 |
| 5 | Ж/б плита (ребристая) | 1,33 | 1,3 | 1,729 |
| Итого: постоянная нагрузка | 6,92 | 8,774 | ||
| 6 | Снеговая (I район) | 0,5 | 1,4 | 0,7 |
| Итого: полная нагрузка | 8,18 | 10,574 |
Сбор нагрузок на плиту перекрытия
Таблица 12.
| № п/п | Нагрузка | qн, кН/м2 | γf | q, кН/м2 |
| 1 | Асфальтобетон ρ=20 кН/м3, t=50 мм | 1 | 1,3 | 1,3 |
| 2 | Цементно-песчаный раствор ρ=18 кН/м3, t=15 мм | 0,27 | 1,3 | 0,35 |
| 3 | Шлак ρ=9 кН/м3, t=200 мм | 1,8 | 1,3 | 2,34 |
| 4 | Плита перекрытия (ребристая) ρ=25 кН/м3, hred=5,3 см | 1,33 | 1,1 | 1,463 |
| Итого: постоянная нагрузка | 4,4 | 5,454 | ||
| 5 | временная | 11 | 1,2 | 13,2 |
| Итого: полная нагрузка | 14,4 | 17,454 |
Рис.8
Грузовая площадь: 6,65х3=19,95 м2.
Расчетная нагрузка от покрытия, передаваемая с грузовой площади S=19.95 м², равна:
· Постоянная 19,95∙8,774=175,04 кН
· Временная 19,95∙0,7=13,97 кН
· Полная 19,95∙10,574=210,95 кН
Расчетная нагрузка от перекрытия, передаваемая с грузовой площади S=19.95 м², равна:
· Постоянная 19,95∙5,454=108,8 кН
· Временная 19,95∙13,2=239,4 кН
· Полная 19,95∙17,454=348,21 кН
Расчетная нагрузка от собственной массы стены
F=20∙1.1∙6,65∙0.64∙3.6=268,61 Кн
Полная нагрузка на простенок в нижнем сечении
N= N1+2N2+3N3=210,95+2∙348,21+3∙239,4=1713,2 кН
Проверяем условие усиления:
N≤mφRAc
где m=0.7;
φ=0.8;
R=0.7 МПа – расчетное сопротивление кирпичной кладки (кирпич - М75, раствор М4)
Ас=3,707·0,64=1,89 м2
0,7·0,8·700·1,89=740,88кН≤N=1713.2 кН → требуется усиление
Расчёт конструкций из кирпичной кладки, усиленной железобетонными обоймами при центральном и внецентренном сжатии при малых эксцентриситетах производится по формуле:
N≤ψφmдл[(mkR+η3p/(1+p)∙(Rсп/100))∙F+msRпрFб+Rсп.Fа′],
где η=1 и ψ=1 (при центральном сжатии);
ψ=1-(2lо/h); η=1-(4lо/h) (при внецентренном сжатии);
N- продольная сила
mqa- коэффициент, учитывающий влияние длительного воздействия
нагрузки, равен 1
mk- коэффициент условий работы кладки, принимаемый mk=1 для
кладки без повреждений; mk=0.7 –для кладки с трещинами
F- площадь сечения усиливаемой кладки
Fб- площадь сечения бетона обоймы, заключённая между хомутами и
кладкой ( без учёта защитного слоя)
Fа′- площадь сечения продольной арматуры железобетонной обоймы
Rсп- расчётное сопротивление поперечной арматуры обоймы
ms- коэффициент условий работы бетона, принимаемый
ms=1 - при передаче нагрузки на обойму и наличии опоры снизу
обоймы
ms=0.7 - при передаче нагрузки на обойму и отсутствии опоры
снизу обоймы
ms=0.35 - без непосредственной передачи нагрузки на обойму
p- процент армирования хомутами и поперечными планками,
определяемый по формуле:
p=2Fо(а+b)/аbS
Fо- сечение хомута или поперечной планки
а и b- размеры сторон усиливаемого элемента
S- расстояние между хомутами (S≤15 см)
Расчёт усиления центрально-нагруженного кирпичного простенка
железобетонной обоймой.
Рис 9.
Дано:
a=185 см; b=64 см
кирпич марки 75
R=0.11 кН/см²
бетон В 5, Rbn=0.35 кН/см2
d= 6 см
Rпр=0.35 кН/см²; Rо.с.=22 кН/см²
F0= 0.283 см² - Ç6Аl
S= 15 см.
Требуется определить размеры и армирование обоймы;
определить сечение продольной арматуры.
1. Определяем процент армирования
2. Определяем гибкость простенка
→ φ=0,988где lx=0.7·210=147 см
b´=b+2·d=64+2·6=76 cм
Определяем площадь сечения обоймы
3. Определяем сечение продольной арматуры
ψ=1; mдл=1; mk=0.25; η=1; Rсп=22 кН/см²; mб=0.35;
F=а·b=185·64=11840 см.
Fа=50,67 см2
Запас прочности простенка обеспечен, обойму принимаем конструктивно:
- диаметр хомутов – 8 мм;
- шаг хомутов – 150 мм;
- диаметр продольной арматуры – 30 мм;
6. Усиление стен металлическими тяжами.
Тяжи опоясывают здание или часть его в уровне перекрытий. На углах здания и выступах ставятся вертикальные уголки. Тяжи укладываются по поверхности стен или в борозды сечением, примерно 20х80 мм, которые после натяжения тяжей заделываются цементным раствором. Натяжение производится посредством стяжных муфт одновременно по всему контуру. Натяжение тяжей рекомендуется выполнять после предварительного нагрева их паяльными лампами или автогеном. Для тяжей, установленных в летнее время рекомендуется производить дополнительное натяжение. Натяжение происходит вручную с помощью рычага длиной 1.5 м с усилием 300-400 Н на длинный конец рычага. Натяжение считается достаточным, если тяж не имеет провесов и при простукивании издаёт чистый звук высокого тона. Рекомендуется степень натяжения по возможности определять приборами (индикаторами), установленными на тяжах. Усилие, на которое подбирается сечение тяжей, определяется по формуле