3. Усиление балки покрытия б6

   1. Оценка технического состояния балки покрытия б6 и разработка мероприятий по ремонту (усилению) конструкции.

Исходные данные:

1. Балка покрытия Б6 изготовлена ​​по чертежам серии 1.038-1-1;

2. Бетон тяжелый, кубиковая прочность определена по результатам неразрушающего контроля, составляет R = 40,0 МПа (М 400), тогда условный класс бетона (п. 6.14 [ 4 ]) B 0,8R = 32 МПа;

3. Продольная нижняя рабочая арматура класса А400С, A_s = 1260 мм² (4Ø20А400С);

4. Продольная верхняя рабочая арматура класса А400С, A_s' = 160 мм² (2Ø10А400C), R_sc = 365МПа;

5. Прочность арматуры не проверялась, а бралась по проекту R_s = 365 МПа;

6. Расчетная нагрузка, действующая на балку q = 80 кН/м;

7. В результате протекания кровли балка долго замачивалась атмосферной влагой, при влажности воздуха φ > 60% газовая среда (с нормальным содержанием СО₂) является слабоагрессивной к бетону и арматуре [ 6 ] и среднеагрессивной к металлу;

8. Зафиксированы такие дефекты и повреждения для балки:

• карбонизация бетона защитного слоя нижней продольной арматуры балки покрытия на участке площадью до 0,3м². Отслоение бетона на глубину до 35мм;

• коррозия нижней продольной арматуры балки с потерей площади сечения до 11%;

• карбонизация бетона защитного слоя поперечной арматуры балки на участке площадью до 1,5м². Отслоение бетона на глубину до 10мм;

• коррозия поперечной арматуры на глубину до 0,1 мм;

• сплошная поверхностная коррозия металла закладных деталей конструкций на глубину до 0,2мм;

• прогиб балки покрытия составляет 21мм;

• одинокая нормальная трещина в растянутой зоне балки длиной до 120мм, с шириной раскрытия 0,2мм;

• одинокая наклонная трещина в балке длиной до 200мм, с шириной раскрытия 0,1мм.

3. 1. 1. Определение технического состояния балки.

Определение технического состояния балки производится путем сопоставления имеющихся дефектов и повреждений с квалификационными признаками технического состояния железобетонных конструкций по табл. 2 [ 1 ] и на основании поверочных расчетов.

Учитывая выводы обследования и признаки табл. 2 [ 1 ], опасности обрушения конструкции нет, то есть состояние конструкции является III - непригодным к нормальной эксплуатации, или II - удовлетворительным. При этом прогиб балки f = 21 мм < [ f ] = l/200 ≈ 30 мм.

Для уточнения технического состояния выполняем проверочные расчеты. В курсовой работе проверяем только прочность нормального (наиболее напряженного, или там, где наибольшие повреждения) сечения балки.

Характеристики сечения балки следующие (рис. 3.1):

• , , , ;

• 

• 

• ;

• , ;

• , (по интерполяции согласно табл. 8, 11 [ 14 ] при 0,9) ;

• фактическая площадь растянутой арматуры, поврежденной коррозией на 11%:

мм² ,

• , (табл. 15, п. 2.21 [ 5 ]), (п. 3.13 [ 4 ]).

а

б

Рис. 3.1. К выполнению поверочного расчета несущей способности железобетонной балки покрытия Б5:

а - схема расположения дефектов балки покрытия Б5; б - расчетная схема балки покрытия Б5; 1, 2, 7, 3, 4, 8 - дефекты балки покрытия Б5

Высота сжатой зоны бетона:

мм .

  Вследствие того, что мм, согласно п. 3.20 [ 5 ] остаточная прочность нормального сечения балки:

Этой прочности соответствует расчетная равномерно распределенная нагрузка на балку:

,

где - расчетный пролет балки (рис. 3.1 , б).

Выводы:

1. По результатам проверочных расчетов, учитывая имеющиеся повреждения, установлено, что на момент обследования прочность балки по нормальному сечению не обеспечена, фактическая нагрузка .

2. По классификационным признакам [ 1 ], такая конструкция относится к IV категории технического состояния, то есть, непригодна к эксплуатации.

3. Согласно требованиям [ 1, 3 ] нужно повысить долговечность балки и восстановить ее потерянную прочность, для чего предусматриваются следующие мероприятия:

• восстановление (увеличение) прочности нормального сечения балки путем наращивания сечения, изменения расчетной схемы или изменения напряженного состояния;

• восстановление рабочего сечения балки (без изменения ее размеров);

• восстановления антикоррозионной защиты открытых металлических элементов.