Реконструкция зданий и сооружений

    Выбор того или иного типа усиления зависит  от удобства монтажа, наличия материалов, экономических соображений.

    При расслоении бетона полки плиты по арматурной сетке необходимо разобрать  верхний слабый слой бетона, очистить сетку от ржавчины, обнажённую поверхность  плиты от пыли и остатков бетона (продуть сжатым воздухом, промыть  водой под давлением), уложить  по верху панели сетку из проволоки диаметром 6 мм с ячейками 200х200 мм, соединить её вязальной проволокой с основной арматурой и замонолитить бетоном М-300 на мелком щебне. Если в полке плиты образовались сквозные отверстия, то кроме их надо очистить, затем закрыть отверстия снизу обрезком фанеры, прикрепив её к арматурной сетке, и замонолитить повреждённый участок.

    Если  несущая способность плит ПКЖ  снижена из-за дефектов арматуры в  рёбрах, то для усиления плит необходимо отводить стержни арматуры от защитного  слоя бетона и после тщательной очистки поверхности приварить к ним дополнительную арматуру и восстановить защитный слой.

    Но  этот способ усиления довольно трудоёмок  и, хотя на него идёт незначительное количество металла, применяется реже, чем усиление рёбер плиты металлическими прокатными балками.

    Плиты с сильно коррозированной продольной и поперечной арматурой можно  усилить путём замоноличивания  рёбер двух смежных плит армированным слоем. Замоноличивание рёбер производятся мелкозернистым бетоном М-300. Сечение продольной рабочей арматуры рассчитывается в каждом конкретном случае. Расчёт производится из условия восприятия всей нагрузки на плиту вновь уложенной продольной арматурой рёбра.

    При перегружении плит покрытия рекомендуется  усиление рёбер по схеме полуконсольных балок. Длина консолей определяется по расчёту. Включение их в совместную работу с плитами обеспечивается подклинкой или расчеканкой их. Напряжение консоли до заданной величины создаётся подвеской соответствующего расчётного груза и последующей подклинкой её.

    При дефектном или недостаточном  опирании плит на торцевые балки можно  удлинить опору путём бетонирования  участка панели или установить на болтах консольной балки из двух швеллеров.

    При опирании плит на фермы покрытия возможен другой способ увеличении опорной части плит. Плотность примыкания металлических балок и опирание на них плит достигается затяжкой болтов паз, с последующей обваркой гаек. В связи с возможным различием нагрузок на смежные плиты неизменяемость системы усиления из обрезков швеллеров обеспечивается стяжными болтами, закрепляемыми за нижнюю грань узла верхнего пояса фермы. Пояс проверяется расчётом на крутящий момент.

    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=M_max/R_b·γ_b2·b·h’₀², 

где h’₀= h´_f – а+hнаб(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.

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=M_max/R_s·h’₀·η,

где  R_s=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=(A_s/b·h₀)·100%

μ=(0.281/100·4.5)·100%=0.06%

По расчетной  площади рабочей арматуры A_s 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.

     Сбор  нагрузок на плиту перекрытия

                                                                Таблица 12.

 

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≤mφRA_c

    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