3.2. Краткие теоретические сведения обследования элементов конструкций

Натурные обследования представляют собой комплекс мероприятий, позволяющих дать общую объективную оценку технического состояния конструкций, зданий и сооружений на основе выполненных инструментальных измерений.

Обследование конструкций и сооружений включает следующие виды работ:

- предварительное ознакомление с объектом в натуре и прикидочная оценка условий эксплуатации;

- изучение технической документации - проектные расчеты, рабочие и исполнительные чертежи, журнал ведения работ, акты на скрытые работы, журнал эксплуатации, документы о проведении ремонтных и других работ;

- осмотр сооружения - основная часть обследования, при котором на основе выполненных инструментальных намерений проверяется соответствие между представленной документацией и сооружением в натуре (выявление и регистрация осадок и смещений, установление причин образования трещин, проверка геометрических размеров, от соблюдения которых зависит напряженно-деформированное состояние конструкций и их соединений, определение свойств материалов в конструкциях выявление видимых и скрытых дефектов и др.).

К числу основных контролируемых параметров для железобетонных конструкций относятся: действующие нагрузки, прочностные свойства арматуры и бетона, толщина защитного слоя, рабочая высота сечения, число стержней и диаметр арматуры, класс арматуры, величина предварительного напряжения арматуры. Для определения этих параметров используются различные методы неразрушающего контроля: механические, акустические, электромагнитные, радиоизотопные и другие.

3.2.1. Поверочный расчет обследуемых конструкций

Поверочный расчет обследуемых конструкций производят по СНиП 2.03.01-84^* [6] и пособия к СП 52-101-2003 [12] с учетом результатов инструментальных измерений (уточненная расчетная схема, действительные размеры конструкции, фактические свойства, материалов, наличие дефектов и др.).

В данной работе рассмотрен поверочный расчет железобетонной балки по нормальному сечению работающей на изгиб. Железобетонная балка загружена сосредоточенной нагрузкой.

Расчетная схема изгибаемого элемента прямоугольного сечения с одиночной арматурой приведена на рис.3.3.

Рис.3.3. Схема изгибаемого элемента прямоугольного сечения с одиночной арматурой

Расчетные формулы прочности:

А_b =b∙x;

z_b = h₀ - 0,5∙x;

ΣN_x=0. R_s∙ A_s = R_b∙b∙x (3.1)

ΣM_S = 0. M ≤ R_b∙ b∙x∙(h₀ – 0.5∙x) (3.2)

ΣM_b = 0. M ≤ R_s ∙A_s ∙ (h₀ -0.5∙x). (3.3)

где M - изгибающий момент от внешних нагрузок; b, h – ширина и высота сечения; a - защитный слой бетона; R_S - расчетные сопротивления арматуры растяжению; A_S – площадь сечения арматуры; R_b - расчетное сопротивление бетона на сжатие; х – высота сжатой зоны бетона, h₀ - рабочая высота сечения; γ_b2 - коэффициент условия работы бетона по классу бетона.

Прочность сечения элемента будет обеспечена, если момент М от внешней нагрузки не превышает расчетного момента М_В внутренних усилий относительно центра тяжести сечения растянутой арматуры формула (3.2) или относительно центра тяжести сжатой зоны бетона формула (3.3).

Разрушение сечения может произойти либо вследствие достижения в растянутой арматуре предела текучести σ_S = R_S, либо последующего разрушения бетона сжатой зоны при напряжениях в арматуре, меньших предела текучести, σ_S < R_S.

Проверку прочности прямоугольных сечений с одиночной арматурой производят по пособию к СП 52-101-2003 [12]:

при из условия

, (3.4)

где - высота сжатой зоны, равная ;

- см. п. 3.17 [12] или таблицу прил. 7;

при из условия

, (3.5)

где - см. табл.3.2 [12] или по таблице приложения 7;

при этом несущую способность можно несколько увеличить, используя рекомендацию п.3.18, б [12].

Расчет по прочности нормальных сечений следует производить в зависимости от соотношения между значением относительной высоты сжатой зоны бетона , определяемым из соответствующих условий равновесия, и значением граничной относительной высоты сжатой зоны , при котором предельное состояние элемента наступает одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения, равного расчетному сопротивлению .

Значение определяют по формуле

, (3.6)

или по табл. прил. 7.