Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Обследование зданий и сооружений (железобетонные конструкции). Практикум к выполнению практических работ для студентов направления подготовки 08.03.01
.pdf
Для облегчения измерений отпечатков удар по бетону рекомендуется
наносить через листы копировальной и белой бумаги. В этом случае образцы
для построения градуировочной зависимости испытывают с применением
такой же бумаги.
Определение прочности бетона (R МПа) производят с помощью
полученного среднего значения отношения отпечатков на испытываемом бетоне и
эталонном стержне с помощью графика унифицированной зависимости для метода
пластической деформации
по рис. 5.
Рисунок 5. График унифицированной зависимости прочности бетона от
отношения D/d для метода пластической деформации.
Исходные данные для выполнения практической работы приведены в
приложении Б таблица Б1.
32
Практическая работа № 5
Тема: «Выполнение проверочного расчета и расчета усиления конструкции
ребристой плиты покрытия здания».
Цель работы: научиться выполнять поверочные расчеты и расчеты усиления
конструкций на примере ребристой плиты покрытия здания.
Поверочные расчёты железобетонных конструкций заключаются в
сопоставлении фактических расчётных усилий в обследуемых элементах с их
несущей способностью. На первом этапе расчётов определяются ф
нагрузки на конструкцию, а также усилия в сечениях конструкции. При этом
размеры конструкций, их жёсткость, расположение, значение и характер
нагрузки, расчётная схема принимаются по результатам обследования. На
втором этапе выполняется расчет усиления конструкции методом наращивания с
установкой дополнительной арматуры в растянутой зоне, а также разработка
выводов и рекомендаций по выполнению усиления констр
Большое значение для выполнения поверочных расчётов имеет
правильный выбор расчётных сопротивлений бетона и арматуры. Расчётные
сопротивления принимаются по результатам соответствия с правилами и
нормативными документами [2].
Площадь поперечного сечения арматуры при поверочных расчётах должна
укции.
актические
приниматься с учётом её уменьшения из-за коррозии. В зависимости от наличия
и вида коррозии металла вопрос о несущей способности конструкции должен
решат
при обследовании. Например, при наличии следов коррозии предварительно
напряжённой арматуры из высокопрочной проволоки, уложенной в каналах
балок или ферм, рекомендуется конструкцию усиливать на полную нагрузку,
независимо от результатов поверочных расчётов.
ься в каждом конкретном случае в соответствии с данными, полученными
33
При выполнении поверочных расчётов необходимо производить
статические расчёты конструкций. При этом расчётные значения усилий следует
определять, исходя из установленных обследованием точек и схем их
приложения, характера и величин значений нагрузок, по скорректированной в
процессе обследования расчётной схеме.
Для статически неопределимых систем допускается учитывать
перераспределение усилий в конструкциях вследствие пластических деформаций
(образовании шарн
деформирования материалов при необходимости). При этом расчетные значения
усилий не должны отличаться более чем на 30…40% от усилий, полученных в
результате расчёта при упругой работе материалов. При этом учёт
перераспределения усилий не допускается при расчёте конструкций, для
которых нежелательно появление или раскрытие трещин, а так
конструкциях с упругой работой материалов. Не следует также учитывать
перераспределение усилий для конструкций с динамическими воздействиями.
Для неразрезных конструкций изгибающие моменты с учётом
пластических деформаций можно определять приближенно, принимая для всех
средних пролётов и опор максимальный изгибающий момент равным ql/16, а в
крайних пролётах и над первой промежуточной опорой - ql/11. Это относи
иров пластичности, а также учете физической нелинейности
же в
тся к
равнопролётным или с пролётами, отличающимися не более чем на 20%, балкам
и плитам с равномерно распределённой нагрузкой.
Несущая способность конструкций определяется в зависимости от
напряжённого состояния конструкций по соответствующим условиям
прочности, приведённым в сводах правил СП 63.13330.2018[2].
Поверочный расчет изгибаемых элементов выполняется с учётом
фактической формы и размеров поперечного сечений, наличия трещин, ви
класса бетона по прочности.
34
да и
При обследовании трудно установить сечение арматуры в сжатой зоне
конструкции, так как в нагруженных конструкциях нельзя ослаблять сжатую
зону бетона вскрытием арматуры. Поэтому при определении несущей
способности изгибаемых элементов сжатую арматуру допускается не учитывать
(рис. 6).
Таблица 4
Значение ξ
r
Класс бетона
Класс арматуры
В10 В15-В22,5 В25 и выше
А-I 0,7 0,55 0,60
А-II, А-III 0,65 0,60 0,50
Рисунок 6 - Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к
продольной оси изгибаемого элемента, при поверочном расчёте по прочности.
Прочность прямоугольных элементов по нормальным сечениям будет
достаточной, если выполняется условие:
(1.1)
(1.2)
где:x=R
sAs/R6
b (2)
35
Для тавровых сечений (рис. 7) с полкой в сжатой зоне должны
выполняться условия:
(3.1)
(3.2)
Рисунок 7 – Положение границы сжатой зоны в сечении изгмбаемого
железобетонного элемента: а – в полке; б – в ребре
Высота сжатой зоны в этом случае находится по формуле:
(4)
Значение b`
, вводимое в расчет, принимается согласно указаниям
f
СП 63.13330.2018[2].
Исходные данные для выполнения практической работы № 5
представлены в приложении Б (таблица Б2).
36
Пример выполнения проверочного расчета и расчета усиления
конструкции ребристой плиты покрытия здания
Требуется усилить ребристую плиту покрытия в пролете для последующей
эксплуатации при новых увеличенных нагрузках.
Исходные данные
Параметры плиты до усиления:
номинальные размеры плиты в плане 1,5 х 6,0 м;
высота сечения h = 300 мм;
ширина продольного ребра b
толщина полки h
= 50 мм;
f
= 70 мм;
1
бетон тяжелый, подвергнутый тепловой обработке, класса В15
=8,5 МПа);
(R
b
рабочая продольная арматура стержневая 2∅16А III (R
= 365 МПа);
s
полезная нагрузка на плиту после усиления υ = 9 кПа, в том числе
длительная составляющая 0,7 υ = 0,7·9 = 6,3 кПа;
нагрузка от массы пола g = 1 кПа.
Рисунок 8 - Действительное поперечное сечение железобетонной
ребристой плиты
Решение:
1. Определяем нагрузку на покрытие в новых условиях эксплуатации.
37
Вычисляем полную расчетную нагрузку на 1 м длины при номинальной
ширине плиты В = 1,5 м:
где q
– расчетная нагрузка по таблице 1.
1
∙ 15,16 ∙ 1,5 22,74кН/м
2. Находим расчетный максимальный изгибающий момент от полной
нагрузки:
где
∙
М
8
6000 125 5875м – расчетный пролет плиты
22,74 ∙ 5,875
8
98,11кНм
3. Определяем несущую способность поперечного сечения ребристой
плиты на действие изгибающего момента.
Расчетное сечение см. на рис. 9.
40 1500 40 1460мм
1460 2 ∙ 70 1320мм
Рабочая высота сечения плиты:
300 40 260мм
38
Таблица 5
Нагрузка на 1 м
Вид нагрузки
2
покрытия
Нормативная
нагрузка,
2
кН/м
Коэффициент
надежности
по нагрузке
Расчетная
нагрузка,
кН/м2
Постоянная
от массы плиты (δ = 0,105м;
3
ρ = 25 кН/м
)
2,63 1,1 2,89
от массы пола 1,0 1,2 1,2
Итого: 3,63 4,09
Временная: 9,0 1,2 10,8
в том числе длительно
6,3 1,2 7,56
действующая
Всего: 12,63 1,2 15,16
в том числе постоянная и
9,93 11,65
длительно действующая
Рисунок 9 - К определению несущей способности нормального сечения
плиты: а - расчетная схема плиты; б – расчетное поперечное сечение
Проверяем условие:
∙
∙∙
∙8,5∙10∙ 0,9 ∙ 1,46 ∙ 0,05 558,45кН
Условие выполняется, следовательно, нейтральная ось находится в полке.
Определяем высоту сечения сжатой зоны:
∙∙
∙
365 ∙ 402
11,5 ∙ 0,9 ∙ 1460
146730
1511
9,71мм
39
Относительная высота сжатой зоны сечения:
Несущая способность поперечного сечения на действие изгибающего
момента:
9,71
260
0,037
∙
∙
∙0,5
0,8
1
0,526
11,5 ∙ 10
∙ 0,9 ∙ 1,46 ∙ 0,009710,26 0,5 ∙ 0,00971 37,44кНм
Проверяем условие:
ММ
: 37,44кНм 98,11кНм
г
Условие не выполняется, следовательно, несущая способность плиты
покрытия не обеспечена, требуется усилить плиту в пролете. Коэффициент
усиления:
М
К
М
98,11
2,62
37,44
Следовательно, необходимо увеличить несущую способность плиты на
162%.
Выполняет расчет усиления плиты методом наращивания сечения с
установкой дополнительного армирования.
Определяем рабочую высоту усиленного сечения:
где
,
,
300
2
308мм
260 308
Находим положение нейтральной оси из условия:
∙∙
∙∙
40
2
284мм
0,5
М
98,11кНм 11,5 ∙ 10∙0,9∙1,46∙0,050,286 0,5 ∙ 0,05 197,2кНм
Условие выполняется, следовательно, нейтральная ось находится в
полке.
Определяем коэффициент
∙∙∙
10,5
находим η = 0,945.
:
98,11
11,5 ∙ 10
∙ 0,9 ∙ 1,46 ∙ 0,284
0,08
0,5261 0,5 ∙ 0,526 0,387
Рисунок 10 - К расчету усиления нормального сечения плиты способом
дополнительного армирования: а-действительное нормальное сечение; б –
расчетное нормальное сечение.
41
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]