Реконструкция зданий и сооружений

 

Рис.2 Расчетная схема полки плиты.

    Величина  максимальных изгибающих моментов определяется по формуле:

    М_max=q·(l´_п)²/11

    М_max=17.64·0,75²/11=0.9 кН·м

    Опорные  изгибающие моменты , ввиду  большой  податливости упругих опор, малы,  поэтому армирование опорных участков  проводим конструктивно.

    Расчет  полки плиты на прочность по нормальным сечениям.

    Расчетное сечение полки прямоугольное  высотой h´_f=6,0 см и шириной b=100 см.

    Определяем  требуемую  рабочую высоту сечения  согласно следующим рекомендациям:

    h_0,тр=(1/12-1/20)·l´_п

    h_0,тр=(1/20)·750=37,5 мм

Рис.3 Расчетное поперечное сечение полки плиты

    Требуемая высота полки:

    h´_f^(тр)=h₀^тр+a,

    где а=1,5 см – расстояние от центра тяжести  рабочей арматуры до нижней грани  полки.

    h´_f^(тр)=3,75+1,5=5,25 см. Принимаем h´_f= 6 см.

    Определим величину табличного коэффициента

    А₀=M_max/R_b·γ_b2·b·h₀²,

    где h₀= h´_f - а(см) – рабочая высота сечения, γ_b2=0,9 для тяжелого бетона,  R_b(кН/см²) – расчетное сопротивление бетона, b=100 см -  ширина расчетного сечения полки.

    А₀=90/ 1,15·0,9·100·4,5²=0,04

    По  табл. 3.8. [1]  находим значение коэффициента η=0,979. Тогда площадь рабочей арматуры

    A_s=M_max/R_s·h₀·η,

    где  R_s=37,5 кН/см²  - расчетное сопротивление арматуры.

    A_s=90/37,5·4,5·0,979=0,545 см²

    Процент армирования полки определяется по формуле:

    μ=(A_s/b·h₀)·100%

    μ=(0.545/100·4.5)·100%=0.15%

    По  расчетной площади рабочей арматуры A_s подбираем диаметр рабочей арматуры: d₁=10 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:

    

. 

    2.4. Расчет продольных ребер плиты  на  прочность по нормальным  и  наклонным  сечениям.

    При расчете  продольных  ребер рассматриваем  совместно продольные ребра двух смежных плит  перекрытия, объединяя  их  в единое поперечное сечение. Нагрузку собираем на 1 м длины ребер.

    Сбор  нагрузок

                                                                  Таблица 7.

 

Рис.4

    Величина  максимальных усилий определяется по формулам:

    М_max=q·l₀²/8, Q_max=q·l_o/2.

    М_max=18,83·5,89²/8=81,66 кН·м;

    Q_max=18,83·5,89/2=55,45 кН.

    Расчет  продольных ребер  на прочность по нормальным сечениям.

    

Рис.5

    Расчетное сечение тавровое получено  «объединением» двух сечений продольных ребер. Ширина полки равна конструктивной ширине плиты b´_f=950 мм, толщина ребра равна удвоенной ширине продольных ребер плиты b=2·bр. Расчетный пролет ребер l₀=5890 мм. Определим требуемую высоту ребра плиты:

    

, где М_max в кНм.

    

    Принимаем h=310 мм. Тогда рабочая высота сечения

    h₀=h_тр- а,

    где а=с+d/2 – расстояние от центра тяжести рабочей арматуры до нижней грани ребра (с=20 мм – защитный слой бетона, d=20 мм – диаметр рабочей арматуры).

    h₀=310-(20+20/2)=280 мм.

    Для определения положения нейтральной  оси найдем изгибающий момент, который воспринимается принятым сечением ребер плиты при

х= h´_f= 6 см (где х – высота сжатой зоны бетона):

- нейтральная ось проходит  в пределах толщины полки. Тавровое  сечение рассчитываем,  как прямоугольное  размерами  b´_f  х h₀ (т.е. 95х28 см), поскольку площадь бетона в растянутой зоне на несущую способность не влияет.

    Определяем  величину табличного коэффициента:

     

    Площадь рабочей арматуры:

    

    Площадь рабочей арматуры, приходящейся на одно продольное ребро, равна . Принимаем диаметр d=25 мм.

    Расчет  продольных ребер  на прочность по наклонным  сечениям

    Определяем  минимальную поперечную силу, воспринимаемую бетоном над наклонной трещиной

    

    где φ_b3=0.6 для тяжелого бетона.

    

    Следовательно, расчет поперечной арматуры не проводится и диаметр и шаг стержней принимаем  конструктивно. Принимаем d=8 мм, шаг поперечных  стержней S=150 мм.

    2.5. Конструирование плиты.

    Полка плиты армируется рулонной сеткой С-1 из арматуры класса Вр-I с поперечной рабочей арматурой. Сетка укладывается в нижней растянутой зоне полки.

    В опорной верхней зоне полки около  продольных ребер укладывают арматурную сетку С-2, согнутую под углом 90˚. Рабочие стержни этой сетки d=6 мм из арматуры класса А-I с шагом 200 мм. Конструктивные (продольные) стержни d=3 мм Вр-I. Сетка расположена так, что она заходит в ребро на 150 мм, а в полку заходит на 250 мм.

    Продольные  ребра армируют плоскими сварными каркасами Кр-I. Рабочие стержни объединяются поперечной арматурой и верхним продольным стержнем (конструктивно принимаемым d=10 мм А-I) в плоский единый сварной каркас Кр-I.

    Так как продольная арматура принята  в виде двух спаренных стержней, то с учетом характера  эпюры изгибающих моментов верхний рабочий стержень обрывается и  не доводится до концов каркаса Кр-I на 598 мм, а нижний (большего диаметра) пропускают на всю длину каркаса.

    Поперечные  стержни по длине каркаса Кр-I имеют разный шаг. В приопорных зонах (на ¼ длины ребра, т.е. на 1495 мм) шаг хомутов равен S=150мм. В средней части (на ½ длины ребра, т.е. 2990 мм) шаг хомутов принимаем S=(3/4)h=220 мм. 

3. Устройство армошвов  и армопоясов при  надстройке здания

Факторы, влияющие на выбор типа поясов и армошвов при надстройке здания.

                                                                  Таблица 8.

 
 
 

Условия, определяющие целесообразность выбора железобетонных и армокирпичных поясов или растворных швов при надстройке здания 

                                                                  Таблица 9.

 
 
 
 
 
 
 
 

Устройство  железобетонных и армокирпичных  поясов и растворных швов при надстройке здания

 Рис.6

    Наиболее  рационально располагать армокирпичные  пояса на уровне междуэтажных перекрытий и обеспечить надёжную связь их со стенами. Пояса должны быть непрерывными по всем капитальным стенам, включая  поперечные. Сечение арматуры в железобетонных поясах равно 6÷10 мм.

В тех случаях, когда деформация не очень значительна, железобетонные пояса заменяют армированными  растворными швами. Продольная арматура шва принимается того же диаметра, что в железобетонном. Таким образом  получается армокирпичный пояс высотой 300-450 мм с арматурой вверху и внизу сечения пояса.

 

4. Усиление железобетонных  ребристых плит  с помощью набетонки.

    Усиление  плит перекрытий и покрытий, как  правило, производятся при увеличении нагрузки на плиту или для восстановления несущей способности, утраченной в результате неправильной эксплуатации, воздействия агрессивной среды и т. д.

    Основные  типы усиления плит покрытия и перекрытия:

• усиление сборных железобетонных ребристых плит покрытия типа ПНСи ПКЖ металлическими балками
• усиление сборных железобетонных многопустотных плит арматурными каркасами
• мероприятия против выпадения мелкозернистых плит
• замена участков покрытий зданий, выполненных из мелкозернистых плит
• усиление монолитных железобетонных плит наращиванием (снизу и сверху)
• усиление монолитных железобетонных плит подведением дополнительных опор (металлических или железобетонных)