Обследование и испытание зданий и сооружений

Рисунки к работе.dwg

Пояснительная записка.docx

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский политехнический университет
имени Петра Великого
«Обследование и испытание зданий и сооружений»
ст. гр. 5310317 Мусаев Ш.Р.
ст. преп. Сериков С.И.
Определение расчётного сопротивления кирпичной кладки5
Сбор нагрузок и расчёт среднего давления под подошвой фундаментов7
Определение расчётного сопротивления грунта основания фундаментов13
Расчёт несущей способности кирпичных стен здания16
Проверка несущей способности грунта основания фундаментов внешних стен здания21
Усиление грунтов основания фундаментов22
Устройство нового проёма23
Обследование – это комплекс мероприятий по определению и оценке фактических значений контролируемых параметров характеризующих эксплуатационное состояние пригодность и работоспособность объектов обследования и определяющих возможность их дальнейшей эксплуатации а также необходимость восстановления и усиления.
Необходимость в проведении обследования его объём состав и характер зависят от поставленных конкретных задач. При обследовании зданий объектами рассмотрения являются основные несущие конструктивные элементы.
Обследование строительных конструкций зданий и сооружений как правило проводится в три связанных между собой этапа:
–подготовка к проведению обследования;
–предварительное (визуальное) обследование;
–детальное (инструментальное) обследование.
По объёму работ детальное обследование может быть сплошным (полным) и выборочным. При проведении детального обследования обязательно выполняются поверочные расчёты конструктивных элементов зданий и сооружений. На основании проведённого обследования несущих строительных конструкций выполненных поверочных расчётов и анализа их результатов делается вывод о категории технического состояния этих конструкций и принимается решение о возможности их дальнейшей эксплуатации.
В данной работе решение перечисленных выше вопросов рассмотрено на примере многоэтажных кирпичных зданий старой городской застройки как строительных объектов наиболее остро нуждающихся в оценке технического состояния и эксплуатационной пригодности. При этом предполагается что задаваемый набор исходных данных был выявлен студентом при проведении обследования.
К настоящему времени для кирпичных зданий старой городской застройки на основании существующего опыта обследовательских работ определился минимально необходимый объём поверочных расчётов. К ним относятся:
а)Обработка результатов измерений прочностных характеристик и определение расчётного сопротивления кладки.
б)Сбор нагрузок определение их сочетаний и расчёт среднего давления под подошвой фундаментов.
в)Определение расчётного сопротивления грунта основания фундаментов.
г)Расчёт несущей способности кирпичных стен здания.
Исходные данные для проведения поверочного расчёта представлены в табличном виде (табл.1). Они представляют собой набор расчётных параметров полученных при проведении обследования здания и необходимых для проведения поверочных расчётов. При этом предполагается что весь объём работ по проведению испытаний уже выполнен и по их результатам составлена таблица значений предела прочности на сжатие для кирпича и раствора (табл.2).
Таблица 1 – Исходные данные
Таблица 2 – Результаты измерений прочности материалов кирпичной кладки
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЁТНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ КИРПИЧНОЙ КЛАДКИ
В инженерной практике прочность кладки принято определять косвенно по установленным в ходе обследования маркам кирпича и раствора. При этом прочностные характеристики кирпича и раствора определяются по отдельности с использованием как разрушающих так и неразрушающих методов контроля.
Средний предел прочности кирпича и раствора вычисляется по исходным данным табл.2. Эта величина представляет собой среднее арифметическое значение выполненных испытаний и определяется по формулам:
n – количество выполненных испытаний: n=15;
R1=(899+1310+1272+835+995+720+867+950+1312+855+1290+1357+
+1452+889+1210)15=1081кгссм2;
R2=(410+268+250+193+182+170+332+182+180+242+275+285+250+
+180+263)15=244кгссм2.
Предел прочности кладки при сжатии (временное сопротивление) при известной средней прочности кирпича и раствора определяется по формуле:
Ru=AR1(1a(b+R2(2R1)))
A – конструктивный коэффициент; при правильной форме кирпича:
A=(100+R1)(100m+nR1)
где m и n – эмпирические коэффициенты зависящие от вида кладки; при высоте ряда кладки 50÷150мм: m=125; n=30;
A=(100+1081)(100125+301081)=046;
a и b – эмпирические коэффициенты зависящие от вида кладки; при высоте ряда кладки 50÷150мм: a=02; b=03;
– коэффициент: =1 при R1≥004
Ru=0461081(102(03+244(21081)))1=256кгссм2.
Условное нормативное сопротивление определяется по формуле:
где с – коэффициент изменчивости прочности на основании обработки результатов испытаний (коэффициент вариации): с=015 при обеспеченности 098;
Rn=256(12015)=179кгссм2.
Расчётное сопротивление кладки определяется по формуле:
γ1 – коэффициент надёжности по материалу: γ1=12;
γ2 – коэффициент учитывающий возможные дефекты и второстепенные факторы (коэффициент «незнания»): γ2=115;
R=179(12115)=130кгссм2.
СБОР НАГРУЗОК И РАСЧЁТ СРЕДНЕГО ДАВЛЕНИЯ ПОД ПОДОШВОЙ ФУНДАМЕНТОВ
Определение среднего давления под подошвой фундаментов является первым в серии поверочных расчётов. Расчёт нагрузок осуществляется после определения конструктивного исполнения элементов покрытия и перекрытий которые в общем случае могут различаться даже в пределах одного этажа здания. Исполнение этих элементов определяется по результатам анализа проектных материалов и сопоставления их с данными проведённого обследования либо после проведения вскрытий и зондажей отдельных элементов здания в ходе детального обследования.
В данной работе задача состоит в определении давления под подошвой наиболее загруженного фундамента четырёхэтажного кирпичного здания построенного по двухпролётной конструктивной схеме с продольными несущими стенами опирающимися на бутовые ленточные фундаменты а наиболее загруженным фундаментом является фундамент средней стены. Расчёт в данном случае выполняется при действии нормативных значений нагрузок (при действии расчётных значений нагрузок с коэффициентом надёжности γf=10). Поперечный разрез здания представлен на рис.1.
Сила передаваемая на обрез фундамента от собственного веса средней стены определяется по формуле:
Hст – общая высота стены:
nэт – количество этажей здания: nэт=4;
hст1 и hст2 – расстояния от начала и конца стены до поверхности нижнего и верхнего перекрытий соответственно: hст1=07м; hст2=05м;
hвн – толщина внутренней стены: hвн=057м;
γ – удельный вес кирпичной кладки: γ=1800кгсм3;
Nст=1440571800=147744кгсм.
Сила передаваемая на обрез фундамента от собственного веса конструкций покрытия и перекрытий определяется по формуле:
Рисунок 1 – Поперечный разрез здания. Схема приложения нагрузок и геометрические параметры (М1:100)
gп – нормативное значение нагрузки от собственного веса конструкций покрытия: gп=910кгсм2;
gч – нормативное значение нагрузки от собственного веса конструкций чердачного перекрытия: gч=3627кгсм2;
gi – суммарная нормативная нагрузка от собственного веса междуэтажных перекрытий:
nпер – количество междуэтажных перекрытий: nпер=3;
gмэ – нормативное значение нагрузки от собственного веса конструкций междуэтажного перекрытия: gмэ=2911кгсм2;
gнп – нормативное значение нагрузки от собственного веса конструкций надподвального перекрытия: gнп=4248кгсм2;
bп – ширина грузовой полосы:
Nп=(910+3627+8733+4248)725=127005кгсм.
Сила передаваемая на обрез фундамента от временных полезных нагрузок на покрытие и перекрытия определяется по формуле:
sq – нормативное значение снеговой нагрузки: sq=1286кгсм2;
pч – нормативное значение полезной нагрузки на чердачное перекрытие: pч=1200кгсм2;
pi – суммарная нормативная полезная нагрузка на междуэтажные и надподвальное перекрытия:
pмэ – нормативное значение полезной нагрузки на междуэтажное перекрытие: pмэ=2000кгсм2;
pнп – нормативное значение полезной нагрузки на надподвальное перекрытие: pнп=2000кгсм2;
п1 – коэффициент сочетания нагрузок:
A1 – коэффициент принимаемый в зависимости от грузовой площади для рассчитываемого элемента здания: A1=10;
n – количество перекрытий включая междуэтажные и надподвальное: n=4;
Pп=(1286+1200+800007)725=58621кгсм.
Сила передаваемая на основание от собственного веса фундамента определяется по формуле:
b – ширина фундамента на отметке подошвы: b=115м;
d – глубина заложения фундамента: d=21м;
γ – осреднённый удельный вес бутовой кладки и грунта: γ=2000кгсм3;
Nф=115212000=48300кгсм.
Среднее давление под подошвой фундамента определяется по формуле:
где Ni – сумма найденных ранее сил действующих на единицу длины ленточного фундамента:
p=381670115=331887кгсм2.
Таблица 3 – Нагрузки на покрытие и перекрытия здания
Нормативная нагрузка кгсм2
Коэффициент надёжности
Расчётная нагрузка кгсм2
Нагрузки на 1м2 покрытия
Кровельная сталь =1мм γ=7850кгсм3
Обрешётка 65×65мм γ=600кгсм3 d=330мм
Утеплитель =150мм γ=100кгсм3
Металлокаркас для гипрока
Два слоя гипрока =30мм γ=825кгсм3
Нагрузки на 1м2 чердачного перекрытия
Теплоизоляционный слой =120мм γ=1800кгсм3
Простильный пол =40мм γ=600кгсм3
Балки 280×320мм γ=800кгсм3 d=1000мм
Подшивной потолок из досок =25мм γ=600кгсм3
Штукатурка по дранке =30мм γ=1200кгсм3
Нагрузка от перегородок
Нагрузки на 1м2 междуэтажного перекрытия
Паркет =20мм γ=900кгсм3
Дощатый настил =65мм γ=600кгсм3
Лаги 50×100мм γ=600кгсм3 d=330мм
Балки 300×300мм γ=600кгсм3 d=1200мм
Засыпка =80мм γ=1500кгсм3
Подшивка из досок =25мм γ=600кгсм3
Слой штукатурки =30мм γ=1500кгсм3
Полезная нагрузка (жилые помещения)
Нагрузки на 1м2 надподвального перекрытия
Бетонная плита =150мм γ=2200кгсм3
Металлические двутавровые балки №27 d=1100мм
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЁТНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ГРУНТА ОСНОВАНИЯ ФУНДАМЕНТОВ
Определение расчётного сопротивления грунта основания является вторым в серии поверочных расчётов. Вычисление расчётного сопротивления грунта основания выполняется для сопоставления его со средним давлением под подошвой фундамента. Согласно нормативным документам при расчёте оснований по второй группе предельных состояний для определения напряжений в основании допускается применение модели линейно-деформируемой среды в случае если:
где R – расчётное сопротивление грунта основания.
При длительном воздействии нагрузок на грунты в процессе эксплуатации здания основание уплотняется и происходит упрочнение грунта. Расчётное сопротивление грунта основания определяется по формуле:
R=γc1γc2k(MγkzbγII+Mqd1γII+(Mq1)dbγII+MccII)
γc1 и γc2 – коэффициенты условий работы: γc1=12; γc2=10;
k – коэффициент принятый для характеристик грунта определённых непосредственными испытаниями: k=10;
Mγ Mq и Mc – коэффициенты принимаемые в зависимости от угла внутреннего трения грунта: Mγ=069; Mq=365; Mc=624;
kz – коэффициент зависящий от ширины подошвы фундамента: kz=10;
γII – осреднённое расчётное значение удельного веса грунта залегающего ниже подошвы фундамента с учётом взвешивающего действия воды: γII=1000кгсм3;
d1 – приведённая глубина заложения фундаментов наружных и внутренних стен от пола подвала:
hs – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала:
db – глубина подвала:
hУГВ – расстояние от уровня планировки до уровня грунтовых вод: hУГВ=20м;
hг – расстояние пола подвала до уровня грунтовых вод: hг=03м;
hcf – толщина плиты пола подвала: hcf=015м;
γcf – расчётное значение удельного веса пола подвала: γcf=2000кгсм3;
γII – осреднённое расчётное значение удельного веса грунта залегающего выше подошвы фундамента: γII=1800кгсм3;
d1=025+01520001800=042м;
cII – расчётное значение удельного сцепления грунта: cII=10тсм2=1000кгсм2;
R=121010(069101151000+3650421800+(3651)171800+
+6241000)=214823кгсм2;
p>R(331887кгсм2>214823кгсм2).
Из расчёта видно что условие (18) не выполняется. В таком случае следует определить расчётное сопротивление грунта основания с учётом уплотнения в процессе эксплуатации. Эта величина определяется по формуле:
mp – коэффициент зависящий от отношения величины давления под подошвой фундамента к расчётному сопротивлению: mp=13;
ms – коэффициент зависящий от отношения осадки при действующем давлении на подошву фундамента к предельно допустимой для данного вида зданий и сооружений осадке: ms=10;
Ry=2148231310=283950кгсм2;
p>Ry(331887кгсм2>283950кгсм2).
Из расчёта видно что условие (18) не выполняется. Следовательно необходимо провести некоторые мероприятия чтобы применение модели линейно-деформируемой среды было допустимым – такие как укрепление грунтов основания с целью улучшения их характеристик.
Рисунок 2 – Геометрические параметры элементов подземной части здания (М1:20)
РАСЧЁТ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ КИРПИЧНЫХ СТЕН ЗДАНИЯ
Расчёт несущей способности кирпичных стен здания является заключительным в серии поверочных расчётов. Он выполняется на действие расчётных нагрузок при этом проверяется несущая способность наиболее загруженных простенков первого этажа. Выбирается простенок имеющий минимальные геометрические размеры (минимальную ширину) и расположенный между проёмами имеющими наибольшую ширину. Согласно нормативным документам простенки допускается рассчитывать расчленёнными по высоте в качестве вертикальных однопролётных балок с расположением шарниров в плоскостях опирания перекрытий.
Сила от собственного веса крайней стены с учётом размеров проёмов определяется по формуле:
H1 – высота стены над оконным проёмом первого этажа:
где hо – расстояние от уровня планировки до верха оконного проёма первого этажа: hо=23м;
hн – толщина наружной стены: hн=072м;
bпр – расчётная ширина простенка – ширина грузовой полосы простенка:
bп – минимальная ширина простенка: bп=11м;
bоп – ширина оконного проёма: bоп=14м;
k – коэффициент оконного заполнения:
Fоп – площадь оконного проёма:
где hоп – высота оконного проёма: hоп=15м;
Fст – расчётная площадь поверхности стены:
Рисунок 3 – Схемы к расчёту несущей способности кирпичной стены (М1:40)
n – количество оконных проёмов в пределах высоты стены над оконным проёмом первого этажа: n=3;
γf – коэффициент надёжности по нагрузке: γf=11;
N1=11407225078180011=316911кгс.
Сила от собственного веса покрытия и перекрытий в пределах грузовой площади простенка первого этажа определяется по формуле:
N2=Fп(gi+gч)+gпbпр(05l1+hн+lк)
Fп – грузовая площадь простенка первого этажа:
gi – суммарная расчётная нагрузка от собственного веса междуэтажных перекрытий:
где gмэ – расчётное значение нагрузки от собственного веса конструкций междуэтажного перекрытия: gмэ=3532кгсм2;
gч – расчётное значение нагрузки от собственного веса конструкций чердачного перекрытия: gч=4457кгсм2;
gп – расчётное значение нагрузки от собственного веса конструкций покрытия: gп=1140кгсм2;
N2=975(10596+4457)+114025(0578+072+05)=161362кгс.
Сила от временных полезных нагрузок на покрытие и перекрытия определяется по формуле:
Pп=Fп(pi+pч)+sqbпр(05l1+hн+lк)
pi – суммарная расчётная полезная нагрузка на междуэтажные перекрытия:
где pмэ – расчётное значение полезной нагрузки на междуэтажное перекрытие: pмэ=2600кгсм2;
pч – расчётное значение полезной нагрузки на чердачное перекрытие: pч=1560кгсм2;
sq – расчётное значение снеговой нагрузки: sq=1800кгсм2;
Pп=975(7800+1560)+180025(0578+072+05)=114300кгс.
Момент силы возникающей от нагрузки на перекрытие второго этажа определяется по формуле:
M=Fп(g2+p2)(05hн033lз)
g2 – расчётное значение нагрузки от собственного веса конструкций междуэтажного перекрытия второго этажа: g2=gмэ=3532кгсм2;
p2 – расчётное значение полезной нагрузки на междуэтажное перекрытие второго этажа: p2=pмэ=2600кгсм2;
M=975(3532+2600)(05072033025)=16591кгсм.
Эксцентриситет приложения всех сил определяется по формуле:
e0=16591(316911+161362+114300)=003м.
Несущая способность простенка определяется по методике расчёта внецентренно-сжатых элементов кирпичных зданий имеющих прямоугольное поперечное сечение. Несущая способность обеспечивается при соблюдении условия:
N – сумма приложенных сил:
N=316911+161362+114300=592573кгс;
Nпред – предельная сила воспринимаемая простенком:
mg – коэффициент учитывающий длительность действия нагрузки гибкость простенка и вид кладки: mg=10;
– коэффициент зависящий от формы сечения:
Ac – площадь сжатой части сечения простенка:
Ac=11072(12003072)=073м2;
φ1 – коэффициент продольного изгиба при внецентренном сжатии:
φ – коэффициент продольного изгиба для элементов постоянного по высоте сечения:
λh – гибкость элемента:
где l0 – расчётная длина элемента: l0=h
α – упругая характеристика кладки: α=1000;
φc – коэффициент продольного изгиба для сжатой части сечения:
где λhc – гибкость элемента:
Nпред=1010407313010410=98696кгс;
NNпред(592573кгс98696кгс).
Из расчёта видно что условие (37) выполняется. Следовательно нет необходимости предпринимать какие-либо меры по усилению конструкции.
ПРОВЕРКА НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ГРУНТА ОСНОВАНИЯ ФУНДАМЕНТОВ ВНЕШНИХ СТЕН ЗДАНИЯ
В данном случае расчёт выполняется для проверки необходимости усиления грунта основания фундаментов внешних стен здания. Расчёт ведётся для внешней стены по оси «А» как для более нагруженной. Вначале осуществляется сбор нагрузок и расчёт среднего давления под подошвой фундаментов внешней стены а затем полученное значение сравнивается с рассчитанным ранее значением сопротивления грунта основания. При этом ширина грузовой полосы для внешней стены определяется по формуле:
В остальном расчёт аналогичен приведённому в разделе 3.
Nст=1440721800=186624кгсм;
Nп=(910+3627+8733+4248)39=68320кгсм;
Pп=(1286+1200+800007)39=31534кгсм;
p=334778115=291111кгсм2;
p>Ry(291111кгсм2>283950кгсм2).
УСИЛЕНИЕ ГРУНТОВ ОСНОВАНИЯ ФУНДАМЕНТОВ
Усиление грунтов основания выполняется методом цементации с использованием манжетной технологии. Работы выполняются в следующей последовательности:
а)Осуществляется устройство инъекционных скважин диаметром 93мм путём бурения скважин использовавшихся для выполнения цементации тела фундаментов. Бурение производится станками вращательного бурения с обсадной трубой. После окончания бурения скважина при помощи инъекционного шланга заполняется раствором с параллельным извлечением обсадной трубы.
б)Производится нагнетание в обсадные трубы обойменного цементно-глинистого раствора с расходом 8лп.м. 1м3 раствора включает в себя:
)500кг портландцемента марки М400;
)6кг жидкого натриевого стекла;
)1кг пластификатора С-3.
в)Сразу же после заполнения скважины обойменным раствором в нее задавливается пластиковая труба диаметром 63мм с заглушенными резиновыми манжетами отверстиями.
г)Скважина выстаивается до затвердения обойменного раствора (не менее 5 суток).
Цементация грунта основания и подстилающего слоя выполняется цементным раствором с водоцементным отношением 05 с добавкой жидкого стекла в количестве 15% и пластификатора. Давление нагнетания составляет не менее 08МПа расход раствора – не более 12лмин. Нагнетание раствора производится до достижения значения давления отказа Pотк=08МПа а при его отсутствии нагнетание прекращается после закачки предельного объёма раствора. Предельное количество раствора назначается по результатам пробных закачек.
Для обеспечения качества работ в процессе производства необходимо осуществлять следующие мероприятия:
–входной контроль материалов (соответствие требованиям проекта наличие сертификата качества);
–контроль угла и глубины бурения скважин (допустимые отклонения параметров регламентируются в ППР);
–контроль состава цементной смеси;
–контроль количества раствора закаченного в каждую скважину.
Данная технология повышает расчетное сопротивление грунтов до 1÷4МПа.
УСТРОЙСТВО НОВОГО ПРОЁМА
В данной работе необходимо устроить проём во внутренней стене на втором этаже имеющий размеры 14×22м. При устройстве нового проёма требуется обеспечить необходимую прочность стены а в случае с несущей стеной – ещё и не допустить деформации перекрытий опирающихся на эту стену. Перемычками для проёма служат обычно два швеллера поперечное сечение которых определяется исходя из следующих условий:
–условия жёсткости (прогиб не больше максимального);
–условия кратности высоты швеллера рядам кладки.
Отвердевшая кладка при отсутствии в ней трещин практически не передаёт нагрузку на перемычку. Однако перемычку следует запроектировать так чтобы при возникновении трещин в кладке она воспринимала усилия возникающие в ней.
При расчёте несущей способности перемычек расположенных в несущих стенах учитывается также реакция перекрытий если расстояние от верха перемычек до низа перекрытия меньше пролёта проёма в свету. Поскольку здание имеет разные пролёты перекрытий то рассчитывается перемычка воспринимающая большую нагрузку.
Требуемый момент сопротивления одного элемента перемычки определяется по формуле:
Mmax – максимальный изгибающий момент действующий на перемычку:
q – расчётная погонная нагрузка на перемычку:
q=hhвнγγf2+(gмэ+pмэ)bп
h – высота кирпичной кладки над проёмом:
hмэ – высота междуэтажного перекрытия: hмэ=049м;
hп – высота устраиваемого проёма: hп=22м;
q=0610571800112+(3532+2600)39=27357кгсм;
l0 – расчётный пролёт перемычки:
γc – коэффициент условий работы перемычки: γc=09;
Ry – расчётное сопротивление стали перемычки: Ry=2400кгссм2;
Wтр=9310102(092400)=431см3.
По сортаменту швеллеров исходя из полученного значения момента сопротивления подбирается ближайший швеллер с запасом несущей способности. Это – швеллер с уклоном внутренних граней полок №12 со следующими характеристиками:
–момент сопротивления W=506см3;
–момент инерции I=3040см4.
Далее принятое сечение перемычки необходимо проверить по условию жёсткости. Жёсткость перемычки должна быть такой чтобы её максимальный прогиб был не более 11000 пролёта. Максимальный прогиб перемычки определяется по формуле:
где E – модуль упругости стали перемычки: E=21010кгсм2;
f=5273571654(384210103040108)103=43мм;
Из расчёта видно что условие жёсткости не выполняется. В таком случае необходимо увеличить поперечное сечение перемычки. Требуемый момент инерции определяется по формуле:
Iтр=5273571654(3842101017103)108=7765см4.
По сортаменту швеллеров исходя из полученного значения момента инерции подбирается ближайший швеллер с запасом несущей способности. Это – швеллер с уклоном внутренних граней полок №16а со следующими характеристиками:
–момент сопротивления W=1030см3;
–момент инерции I=8230см4.
При выполнении условий прочности и жёсткости швеллер должен быть кратен по высоте рядам кладки. В данном случае это условие выполняется поскольку высота швеллера №16а является кратной высоте целого числа рядов кладки.
Также необходимо выполнить расчёт прочности кладки на местное сжатие под концами перемычки от действия местной а также местной и основной нагрузок.
Прочность кладки при действии только местной нагрузки обеспечивается если соблюдается условие:
Ac – площадь сжатия на которую передаётся нагрузка:
где bп – ширина полки перемычки: bп=007м;
Ac=025007104=1750см2;
Nc – продольная сжимающая сила от местной нагрузки:
Nc=0610571651800114+(3532+2600)391652=22570кгс;
RAc=1301750=22750кгс;
RAc>Nc(22750кгс>22570кгс).
Из расчёта видно что условие (56) выполняется. Следовательно прочность кладки при действии только местной нагрузки обеспечена.
Прочность кладки при местном сжатии при действии местной и основной нагрузок обеспечивается если соблюдается условие:
Rc – расчётное сопротивление кладки местному сжатию:
где – расчётный коэффициент:
A – расчётная площадь сечения:
где A1 – граничное значение площади:
A1=(025+007)0572104=9120см2;
A=(025+007)2104=10240см2;
A>A1(10240см2>9120см2)
видно что условие (62) не выполняется следовательно необходимо принять новое значение A=A1=9120см2;
– коэффициент зависящий от материала кладки и места приложения нагрузки: 1=12;
видно что условие (61) не выполняется следовательно необходимо принять новое значение >1=12;
c – нормативное напряжение в кладке от всех нагрузок прикладываемых выше уровня низа перемычки:
gст – нормативное значение нагрузки от собственного веса стены над проёмом:
где Hп – высота стены над проёмом:
Hп=144(22+33+07)=82м;
gст=821800=14760кгсм2;
gп – нормативное значение нагрузки от собственного веса конструкций покрытия и перекрытий над проёмом:
gп=910+3627+8733=13270кгсм2;
pп – нормативное значение нагрузки от временных полезных нагрузок на покрытие и перекрытия над проёмом:
где pi – суммарная нормативная полезная нагрузка на междуэтажные перекрытия над проёмом:
pп=1286+1200+600007=6686кгсм2;
c=14760+13270+6686=167556кгсм2;
RcAc=1561750=27300кгс;
cA+Nc=1675561049120+22570=37851кгс;
RcAccA+Nc(27300кгс37851кгс).
Из расчёта видно что условие (59) не выполняется. Следовательно необходимо увеличить длину опирания перемычки. Однако вместе с этим увеличится расчётный пролёт перемычки и связанные с ним усилия. Исходя из этих соображений следует также увеличить поперечное сечение швеллера. Окончательно для расчёта принимаются значение lз=03м и швеллер с уклоном внутренних граней полок №24 со следующими характеристиками:
–момент сопротивления W=29000см3;
–момент инерции I=2420см4;
–ширина полки bп=009м.
Ac=03009104=2700см2;
Nc=061057171800114+(3532+2600)39172=23253кгс;
RAc=1302700=35100кгс;
RAc>Nc(35100кгс>23253кгс);
A1=(03+009)0572104=11115см2;
A=(03+009)2104=15210см2;
A>A1(15210см2>11115см2)A=A1=11115см2;
RcAc=1562700=42120кгс;
cA+Nc=16755610411115+23253=41877кгс;
RcAc>cA+Nc(42120кгс>41877кгс).
Из расчёта видно что условие (59) выполняется. Следовательно прочность кладки при местном сжатии при действии местной и основной нагрузок обеспечена.
Устройство нового проёма производится в следующей последовательности:
а)Производится освидетельствование состояния кладки в месте пробивки проёма. В случае необходимости производится закрепление кладки выше проёма.
б)С двух сторон стены пробивается борозда в кладке причём низ борозды должен быть совмещён с горизонтальным швом кладки а верх – соответствовать высоте устанавливаемого швеллера. Глубина борозды перемычки должна быть не менее ширины полки швеллера. Длина борозды принимается равной пролёту проёма в свету увеличенному на 05м.
в)В стене на уровне середины швеллера просверливаются сквозные отверстия диаметром 16мм.
г)На поверхность борозды наносится цементный раствор после чего осуществляется установка швеллеров и осуществляется их стягивание до тех пор пока из борозды не будет выдавлен лишний раствор. Шайбы стяжек завариваются.
д)Производится заполнение цементным раствором зазоров между перемычкой и кладкой сверху перемычки и снизу в её опорных частях.
е)Производится вывешивание перекрытия над устраиваемым проёмом. Стойки для вывешивания устанавливаются в два ряда а над и под ними устанавливаются соответственно распределительный и опорный брусья. Между опорным брусом и стойкой забиваются парные клинья. Стойки соединяются наклонными расшивками.
ж)После набора раствором не менее 70% прочности прорезается проём в стене с применением технологий исключающих ударное воздействие на стену. Разборка кладки ведётся захватками высотой не более 200мм и шириной не более 600мм.
з)После устройства проёма к перемычке привариваются стальные полосы к которым сбоку привязывается стальная сетка.
и)Производится оштукатуривание перемычек.
)В.А.Соколов Л.Н.Синяков Д.А.Страхов: Обследование и испытание зданий и сооружений. Поверочные расчёты. Методические указания. СПб: Издательство Политехнического университета 2007. 68с.
)В.Т.Гроздов: Некоторые вопросы ремонта и реконструкции зданий. СПб: Издательский Дом KN+ 1999. 72с.
)СП15.13330.2012. Каменные и армокаменные конструкции. Актуализированная редакция СНиПII-22-81*.
)ГОСТ8240-89. Швеллеры стальные горячекатанные. Сортамент.