Проектирование усилия ребристой железобетонной плиты перекрытия наращиванием растянутой зоны.

Расчетно - графические работы

по дисциплине: «Эксплуатация и реконструкция сооружений»

Вариант 06

Выполнил студент:                                                Чаплыгина М. И.

Шифр:                                                                                       115006

Группа:                                                                            61-СУ

Специальность: Строительство уникальных зданий и сооружений

Принял преподаватель:                                                           к.т.н Марфин К.В.

Орел 2016

Усиление металлической балки фасонного профиля

Задание 1:

	В, м	L, м	№ двутавра	Коррозия, мм
13	3,7	5	27	2

Характеристики двутавра №27

1. Определение геометрических характеристик поперечного сечения балок с учетом коррозии

Величина проникновения коррозии

Площадь поперечного сечения балки

Расчетный момент сопротивления

2. Определение усилий в балке и необходимости проведения усиления

Момент от расчетных нагрузок, которые будут действовать после усиления

Расположениетяжей относительно нижнего пояса зависит от отношения ,

где

При значении

затяжку располагается на расстоянии 350-400 мм от нижнего пояса балки или шпренгельная система.

В этом случае расстояние от оси затяжки до центра тяжести балки

Усилие сжатия N, передающееся внецентренно на усиляемую балку БС1, определяется с учетом возможного снижения предварительного напряжения за счет обмятия поверхностей анкеров и шайб в опорных узлах затяжки, которое учитывается коэффицентомk_n=0,92.

Предварительно определяем величину усилия сжатия Nпо формуле:

Определяем минимальную площадь затяжки по формуле

Принимаем для выполнения затяжки два стержня

Тогда расчетная площадь стержня равна

Усилие сжатия N равно

На концы стержней навариваем болты класса 8.8 с рачетным сопротивлением болта на растяжение R_bt=400 МПа. Требуемая площадь поперечного сечения стержня с учетом нарезки равна

Принимаем для выполнения затяжки два стержня

Тогда расчетная площадь сечения болтов нетто с учетом нарезки резьбы для проведения натяжения при помощи гаек равна

Определяем усилие Х, возникающее в стержнях затяжки от внешних нагрузок, которое будет действовать после проведения работ по усилению балки

где  – нагрузка которая будет приложена к балке после проведения усиления;

 - нагрузка которая будет приложена к балке после проведения усиления;

К – коэффициент, определяемый по методике, разработанной Н.М. Онуфриевым.

E_sp, E – соответственно модуль упругости стали затяжки и усиливаемой балки;

I_ef, A_ef – момент инерции и площадь поперечного сечения усиляемой балки с учетом коррозионных повреждений.

Величину предварительного напряжения в затяжке, которое необходимо создавать для включения затяжки в работу и загружения усиливаемой балки, определяемой по сечению стержней затяжки – 2 Ø 20 мм с A_sp = 2·314=628 мм². Предварительное напряжение будет создаваться электромеханическим способом с контролем преднапряжения на участке между упорами.

Изгибающий момент

Разгружающий момент

Расчет на прочность

Расчетнаядлина балки

Гибкость элемента

Условная гибкость                        

Эксцентриситет

Относительный эксцентриситет

Коэффициент влияния формпри

0,5
0,84	1,6089
1

Приведенный относительный эксцентриситет

При коэффициент равен

Расчет на устойчивость

Рис.1

Рис.2

Проектирование усилия ребристой железобетонной плиты перекрытия наращиванием растянутой зоны.

Задание2:

До реконструкции	После реконструкции	продольной арматуры в прод. ребрах	продольной арматуры в попер.ребрах	Коррозия, мм
5,2	9	18	10	1

Геометрия плит.

В результате проведенного обследования выявлены опалубочные размеры плит (рис.2.1).высота пит h=300 мм, ширина верхней полки b_f`=1460 мм, толщина h<sub>f</sub>`=30мм, толщина ребер по низу – 65 мм. длин плиты l=5970 мм, расчетный пролет плиты l₀=5850 мм. по геометрическим характеристикам плиты можно отнести к плитам, выполненным по серии ПК-01-106.

Материалы (армирование и бетон)

Армирование плит было определено по результатам вскрытия арматуры. В результате выяснено, что армирование плит рабочей арматурой выполнено из горячекатаной стержневой арматурной стали периодического профиля класса А300 (А-II). По величине эксплуатационных нагрузок и результатов вскрытия была определена марка плит по серии – ПКЖ-3, марка бетона плит М200, армирование плит выполнено:

· Рабочая арматура в продольных ребрах – 2 18 А300 (А-II) с  мм²;

· Рабочая арматура в поперечных ребрах – 10 А240 (А-I) с  мм²;

· Армирование сжатой зоны – каркасы КР-3 в продольных ребрах 2 6 А240 (А-I) с  мм², каркасы КР-6 в поперечных ребрах – 4 В-I с

 мм², сетка С1 в полке плиты 4 В-I с шагом в обоих направлениях  мм.

В плитах, в середине пролета, выявлено полное разрушение защитного слоя в продольных и поперечных ребрах плит, оголение и коррозия рабочей арматуры. Величина коррозии достигает – 1 мм по площади рабочей арматуры. Следовательно, фактическое армирование плит на момент проведения обследования составляет:

· Рабочая арматура в продольных ребрах – 2 17 А300 (А-II) с  мм²;

· Рабочая арматура в поперечных ребрах – 9 А240 (А-I) с  мм²;

· Армирование сжатой зоны: для продольных ребер –2 6 А240 (А-I) с  мм²+ 8 4 В-I с  мм², всего  мм², для  поперечных ребер – сетка С1 (3 4 В-I с  мм²) + 4 В-I с  мм², всего  мм².

Бетон.

Марка бетона плит, определяется двумя неразрушимыми методами – ударно импульсным (прибор ОНИКС 2.5) и пластической деформации (молоток Кашкарова), М205, что соответствует марке, приведенной в серии этих плит.

Класс бетона В определяем по формуле:

Где  - марка бетона;

 - рекомендуемый коэффициент вариации при переходе к классу бетона;

- стандарт для принятой обеспеченности P=0,95

Коэффициент условий работы бетона

Арматура.

Расчетное сопротивление арматуры определяем по таблице 2.1, принимаем коэффициент надежности по арматуре равным для арматуры класса А240 (А-I), А300 (А-II) , для В-I . Тогда

Определяем усилие в плите.

Изгибающие моменты от фактически действующих на плиту постоянных и временных нагрузок, определенных по результатам обследования с учетом  и ширины плиты в осях В=1,5 м, равны:

· От полных расчетных постоянных и временных нагрузок

Изгибающий момент онагрузок, которые будут действовать на плиту после реконструкции

·

Предельный изгибающий момент , который может воспринять сечение плиты с учетом выявленных при обследовании дефектов и повреждений. Расчетно сопротивление арматуры, расположенной в растянутой зоне, принимаем по арматуре класса А240 (А-I).

Определим значения граничной относительной высоты сжатой зоны

Где  - относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях, равных

 - относительная деформация сжатого бетона при напряжениях, равных , принимаемая равной 0,0035

Определяем положение границы сжатой зоны для таврового приведенного сечения плиты

Следовательно, граница сжатой зоны проходит в полке плиты. Расчет плиты проводим как для прямоугольного сечения с расчетной шириной сечения, равно =1460 мм, т.к. =0,1h=30 мм.

Высоту сжатой зоны определяем по формуле:

Т.к. сжатую арматуру в расчете не учитываем.

Высота сжатой зоны без учета сжатой арматуры ( =0)

Проверяем условие , следовательнопредельный изгибающий момент , который может быть воспринят сечением плиты, при значениях х=9,8 мм<2a`=32 мм.

Проверяем условие прочности

,

условие прочности не соблюдается, следовательно, необходимо произвести усиления плиты покрытия ПКЖ-3.

Дополнительный изгибающий момент, который должна воспринять плита