3. Конструктивний розрахунок міцності пошкоджених елементів лабораторії

У результаті обстеження лабораторії і фіксування пошкоджень і дефектів несучих і огороджувальних конструкцій в подальшому проведемо перевірочні розрахунки на міцність цих конструкцій і при необхідності потрібно розробити проект по підсиленню конструкцій.

Таблиця 3.1

Визначення навантаження на 1м² покриття

№ п/п	Вид навантаження	Характеристичне навантаження, Па	Коефіцієнт надійності за відповідальністю будівлі	Коефіцієнт надійності за граничним навантаженням	Граничне розрахункове значення навантаження, Па
	Постійне:
1	Захисний шар: ,	160	0,95	1,3	198
2	Водоізоляційний килим: ,	60	0,95	1,3	74
3	Цементно-піщана стяжка: ,	400	0,95	1,3	494
4	Утеплювач з керамзиту: ,	1800	0,95	1,3	2223
5	Пароізоляція з 1 шару руберойду на мастиці: ,	30	0,95	1,3	37
6	Ребриста залізобетонна плита:	2444	0,95	1,1	2554
	Усього постійне	4894			g1=5580
	Змінне навантаження (сніг)	1450	0,95	-	v1=2622
	П О В Н Е	6344			8202

3.1 Розрахунок плити перекриття

Вихідні дані:

1. Розміри перерізу, схема армування вказані на рис. 3.1.

2. Поздовжня напружена арматура – у кожному ребрі, (при ). Дані про величину попереднього напруження відсутні.

3. Поперечна арматура поздовжніх ребер – , крок стержнів біля опори – .

4. Кубикова міцність бетону при обстеженні не встановлювалася (приймалась за проектом) – .

5. Характер і ступінь пошкоджень та величина прогинів плити: тріщина в ребрі вздовж напруженої арматури шириною від 0,17 до 0,25 мм посередині плити; прогин плити ; нормальних і похилих тріщин силового характеру немає.

Для наших умов доцільним (див. [7, 16, 18]) буде застосування попередньо-напружених затяжок із арматурних стержнів. Таке підсилення просте при влаштуванні, не потребує розбирання значної площі покриття.

Згідно із [3, 16, 18], розрахунок затяжки виконуємо на зусилля, що спричиняє утворення в плиті розвантажувального моменту . Величину підраховують: а) за різницею між моментом від зовнішнього навантаження та фактичним моментом , що сприймається нормальним перерізом плити; б) за різницею між початковою (проектною) міцністю нормального перерізу та фактичною міцністю перерізу .

Рис. 3.1. Фактичний переріз плити

Точно підрахувати неможливо, тому що невідома залишкова площа напруженої арматури (її можна встановити тільки після проведення підсилення).

Приблизне значення підраховуємо за таких даних:

1. (при ) згідно із табл. 8 [14] – прийнято для важкого бетону з умовним класом , де 30 – кубикова проектна міцність плити, МПа.

2. (згідно із вимогами п. 6.18 [13]) – розрахунковий опір арматури класу , що експлуатується тривалий час.

3. – площа з урахуванням корозійного пошкодження на глибину 1 мм.

4. ; ; – фактичні розміри перерізу.

5. – дані про величину попереднього напруження відсутні.

6. (згідно із [15]) – при експлуатації конструкції в агресивному середовищі.

Для знаходження міцності таврового перерізу необхідно знайти положення нейтральної осі (п. 3.16 [13]). Якщо

то нейтральна вісь проходить у межах полиці плити. В подальших розрахунках розглядаємо прямокутний переріз розмірами .

Відносній висоті стиснутої зони бетону

відповідає величина коефіцієнта .

Міцність нормального перерізу плити при залишковій площі напруженої арматури

.

Міцність нормального перерізу плити при проектній площі напруженої арматури

,

де коефіцієнт відповідає значенню

.

Величина розвантажувального моменту, який повинен бути переданий на затяжку

;

.

Розрахунок затяжки виконуємо за значенням зусилля .

Після влаштування затяжки плита перетворюється в позацентрово стиснутий елемент. Діючі зусилля розглядаються відносно центра ваги зведеного перерізу.

Площа поздовжньої арматури для перерізу за умови, що стрижні затяжки із

.

Площа перерізу бетону

.

Величина не набагато більша від , тому геометричні характеристики зведеного перерізу знаходимо без урахування арматури , тобто .

Статичний момент площі зведеного перерізу відносно нижньої грані

.

Відстань від центра ваги зведеного перерізу до нижньої грані

.

Після влаштування затяжки із площею у перерізі виникає розвантажувальний момент

,

де попередні напруження в стрижнях затяжки – .

Однак при розрахунку слід ураховувати зниження за рахунок релаксації сталі, зминання бетону під анкерними й упорними пристроями. Беремо (без розрахунку) сумарні витрати в . Тоді .

Площа арматури затяжки з умови

.

Призначаємо з деяким резервом ( ).

Попереднє напруження стрижнів затяжки виконуємо, стягуючи їх за допомогою спеціального пристрою.

Величина переміщення середини затяжки

,

де – величина нахилу стрижня затяжки згідно із графіком на рис. 24 [19], при якому у стрижні повинні виникнути напруження .

Величину напружень при стягуванні стрижнів, як правило, контролюють вимірювальними приладами, а розмір потрібен для проектування пристрою для стягування стрижнів.

Діаметр стрижня пристрою призначаємо . Діаметр отворів у опорній пластині пристрою . Радіус згину стрижня з умови розміщення гайки і габаритів ключа для закручування становить .

Розрахунок прогинів системи “плита – затяжка”, а також ширини розкриття тріщин у ребрах не виконуємо, тому що навантаження на конструкцію не збільшилось, а фактичний прогин менший від нормативного.