6.2 Расчеты деревянных конструкций

П р и м е р 2. Проверим сечение балки междуэтажного перекрытия при расчетной нагрузке на 1 м балки q=3,87 кН/м и сечении балки из бруса 824 см (рис. 6.2).

Рис.6.2 Расчетная схема и сечение балки

Пролет балки 6 м. Древесина - сосна 2-го сорта с R =13 МПа. Геометрические характеристики сечения бруса:

W=bh²/6=8·24²/6=768см³;

I= bh³/12=8·24³/12=9216см⁴;

Определим максимальный изгибающий момент М:

М=0,125ql²=0,125·3,87·6²=17,42кНм.

Напряжения в балке σ определим по формуле:

σ=М/W;

σ=174200/768=226,8кг/см²=22,68МПа;

22,68МПа>13Мпа

Сечение балки не проходит. Необходимо ее усиление.

Практическое занятие 7

Расчеты усиления железобетонных конструкций.

Усиление сжатых элементов.

7.1 Усиление ленточного фундамента

Усиление ленточных фундаментов может осуществляться различными способами: наращиванием сечения, устройством выносных свай или столбов с передачей на них части нагрузки, подведением свай под существующие фундаменты и т.д. Косвенным усилением является также укрепление грунтов основания под фундаментами; инъецированием цементного раствора (цементация), силиката натрия и хлористого кальция(силикатизация), карбомидной смолы с отвердителем (смолизация), горячих газов(термический способ).

Одним из способов усиления ленточных фундаментов является расширение их с двух сторон прибетонированием железобетонных полос (рис.7.1).Для того, чтобы эти новые участки фундамента включились в работу, над ними вводят траверсы- двухконсольные балки, заделанные на мелкозернистом бетоне в кирпичные стены. Предварительно над существующим фундаментом в стенах пробивают отверстия, обычно с шагом 1-1,5 м, через которые заводят траверсы. Их выполняют из спаренных швеллеров или двутавров и после бетонирования полос также обетонируют, чтобы они корродировали

Рис. 7.1 Усиление ленточного фундамента: а - сечение 1-1; 6 - фрагмент плана усиленного фундамента; 1 - кирпичная стена; 2 - траверса из двух швеллеров; 3- каркасы дополнительных фундаментных полос из бетона; 4 - сущест­вующий фундамент

Рассмотрим пример. Пусть ширина b существующего фундамента 100 см, расчетное сопротивление грунта R = 2 кг/см², шаг траверс 1 м. По­сле усиления фундамент должен воспринимать нагрузку F = 300 кН/м.

Поскольку фундамент ленточный рассчитываем участок фунда­мента длиной l = 100 см.

Требуемая ширина подошвы фундамента равна:

b ₁=F₁/lR = 30000/100·2 = 150 см

Ширина полос обетонировки d фундамента с каждой стороны:

d = 0,5(b₁-b) = 0,5(150-100) = 25 см

Нагрузка, воспринимаемая фундаментом от реактивного давления грунта σ_гр = Rгр = 2 кг/см² на ширину d = 25 см и длину l = 100 см равна:

F_d = σ_гр dl = 2·25·100 = 5000 кг = 50 кН .

Эта нагрузка будет восприниматься каждой консолью траверсы и вызывать в ней изгибающий момент:

M_d=F_dl = 5000·62,5 = 312500 кгсм = 31,25 кНм.

Принимаем сечение траверсы из двух швеллеров. Требуемый мо­мент сопротивления W_тр равен:

W_тр = M_dIR = 312500/ 2350 = 133 см³,

где R - расчетное сопротивление стали ВСтЗпс, принятое по [50].

Принимаем траверсу из двух швеллеров 14: 2W_X=2∙70,2 = 140,4 > 133 см³.

Новые полосы фундамента шириной d работают как неразрезные железобетонные балки. Они воспринимают реактивное давление грунта опираются сверху в траверсы.

Расчетный момент в этих балках равен:

М =q_гpl²/12=50·1002/2=41700 кгсм=417 кHм,

где q_rp =σ∙d =2·25 =50 кг/см.

Задаем высоту фундамента 50 см и защитный слой бетона до рабочей арматуры 70 мм, арматуру d10АIII. Имеем рабочую высоту сечения балок h_o = 50 - 7 - 0,5 = 42,5 см.

Требуемое сечение арматуры кл. АIII при R_а = 3750 кг/cм² [49]:

Аа= М /0,8h_oR_a = 41700/0,8·42,5·3750 = 0,33 см².

По конструктивным соображениям при d≥ 150 мм принимаем 2­ каркаса с верхней и нижней арматурой из d8AIII, поперечные стержни арматуры из d6АI с шагом 250 мм.