Нами произведен расчет в программном комплексе Лира САПР несущей способности плиты без ребер, выполнено сопоставление с несущей способностью типовой плиты и сделаны выводы о необходимости усиления плиты без ребер при реконструкции здания.
Ключевые слова: плита перекрытия, несущая способность, усиление.
Выполнять усиление конструкций практически всегда сложнее, чем проектировать новые конструкции. Как правило, в каждом случае необходимо учитывать индивидуальные особенности, а именно: степень повреждения усиливаемой конструкции; состояние соседних конструкций; характер нагружения; стесненность выполнения работ по усилению. Как правило, поверочные расчёты выполняются для конструкций, имеющих дефекты и повреждения [1].
В конструктивной схеме производственных зданий ребристые плиты перекрытия нашли широкое применение. В статье рассматривается вопрос об усилении деформированнойребристой плиты перекрытия на примере реконструируемого здания механической мастерской города Рязани. Год постройки здания — 1966 г. На момент обследования объект находится в эксплуатации.
В качестве исходных данных заказчиком предоставлен типовой проект [2] и технический отчет по инженерно-геологическим изысканиям по объекту. Обследование производилось визуальным и инструментальным методами.
В процессе обследования выявлены дефекты в некоторых плитах перекрытия. На рисунке 1 показана плита перекрытия ПКЖ1, в которой отсутствуют 2 поперечных ребра.
Рис. 1. В плите перекрытия ПКЖ1 отсутствуют два поперечных ребра
Нами произведен расчет в программном комплексе Лира САПР несущей способности плиты без ребер, выполнено сопоставление с несущей способностью типовой плиты и сделаны выводы о необходимости усиления плиты без ребер при реконструкции здания.
Плита изготовлена из тяжелого бетона класса В15 (М200) [2]. В качестве рабочей продольной арматуры принята горячекатаная сталь периодического профиля марки Ст.5 по ГОСТ 5781–61 (АII).
Параметры плиты ПКЖ 1 приняты из типового проекта [2] и на основании проведенных нами измерений. В таблице 1 и 2 приведены материалы плиты покрытия ПКЖ1 и прочностные характеристики принятые из типового проекта и на основании испытания плиты на прочность.
Таблица 1
Материалы плиты покрытия ПКЖ1
|
Наименование, характеристика |
Обозначение |
Примечание |
|
|
1 |
Марка бетона |
М 200 |
Тип. проект |
|
2 |
Класс бетона на основании испытаний |
В25 |
Акт исп. |
|
3 |
Продольная рабочая арматура диаметром 14 мм |
А300 (АII) |
Тип. проект |
|
4 |
Рабочая арматура диаметром 6, 8 и 10 мм |
А240 (АI) |
Тип. проект |
|
5 |
Арматура сварных сеток плиты диаметром 4 мм |
В-I |
Тип. проект |
Таблица 2
Принятые прочностные характеристики материала плиты ПКЖ1
|
Наименование, характеристика |
Ед.изм. |
Обозначение |
Величина |
Примечание |
|
|
1 |
Расчетное сопротивление бетона на сжатие |
Па |
R b |
14500000 |
|
|
2 |
Расчетное сопротивление бетона на осевое растяжение |
Па |
R bt |
1050000 |
|
|
3 |
Модуль упругости бетона В25 |
Па |
E b |
30000000000 |
|
|
4 |
Модуль упругости арматуры АII |
Па |
E s |
2E+11 |
|
|
5 |
Расчетное сопротивление продольной арматуры растяжению |
Па |
R s |
415000000 |
Расчетные нагрузкина 1 м 2 плиты, приведенные в таблице 3, определены в соответствии с [3].
Таблица 3
Нагрузка на 1 м 2 плиты
|
№ п/п |
Вид нагрузки |
Нормативная нагрузка на 1 м 2 плиты, Н/м 2 |
Коэфф. надежности по нагрузке |
Расчетная нагрузка на 1м 2 плиты, Н/м 2 |
|
1 |
3-х слойная рубероидная кровля |
150 |
1.2 |
180 |
|
2 |
Шлак котельный, 140 мм |
840 |
1.2 |
1008 |
|
4 |
Пароизоляция |
100 |
1.2 |
120 |
|
5 |
Железобетонная плита толщиной 30 мм |
750 |
1.1 |
825 |
|
Постоянная g |
1840 |
2133 |
||
|
6 |
Временная (снеговая) v |
1286 |
1.4 |
1800 |
|
Полная нагрузка на покрытие (g+ v ) |
3126 |
3933 |
В качестве критерия при проверке несущей способности железобетонной ребристой плиты перекрытия нами приняты вертикальные деформации. В программном комплексе Лира САПР замоделированы два варианта исследуемой плиты (плита без ребер и типовая плита) и были произведены сравнения их несущей способности.
На рисунке 2 показана плита перекрытия ПКЖ1 без 2-х поперечных ребер в ПК Лира САПР.
Рис. 2. Плита перекрытия ПКЖ1 без 2-х поперечных ребер в ПК Лира САПР
Характеристики плиты и нагрузки на плиту приняты по таблицам приведенным выше. На основании выполненных расчетов определены деформации в плите без ребер, которые составили 6.06 мм. На рисунке 3 показаны изополя перемещений в плите по Z.
Рис. 3. Изополя перемещений по Z в плите без 2-х поперечных ребер
На рисунке 4 показана плита перекрытия ПКЖ1 (типовой проект) в ПК Лира САПР
Рис. 4. Плита перекрытия ПКЖ1 (типовой проект) в ПК Лира САПР
Характеристики плиты ПКЖ1 (типовой проект) и нагрузки на плиту также приняты по таблицам приведенным выше. На основании выполненных расчетов определены деформации в плите, которые составили 4.19 мм. На рисунке 5 показаны изополя перемещений в плите перекрытия по Z.
Рис. 5. Изополя перемещений по Z в плите ПКЖ1 (типовой проект) в ПК Лира САПР
Как видно из вышеприведенных расчетов отсутствие двух поперечных ребер в плите ПКЖ1 уменьшает несущую способность плиты. В связи, с чем необходимо произвести усиление плиты.
Литература:
- Муленкова В. И. Расчет и конструирование усиления железобетонных и каменных и конструкций: учеб. пособие / В. И. Муленкова, Д. В. Артюшин. — Пенза: ПГУАС, 2014. — 118 с.
- Серия ПК-01–106 Железобетонные плиты размером 1,5х6 м для покрытий промышленных зданий. Рабочие чертежи.
- СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07–85*.
