Усиление конструкций жилого дома

Электронный чертеж общего вида 1 ТГТУ.270105.513 Д2 ВО1.dwg

разрез 1-1;спецификация металла на 1 усиление
Фрагмент фасада в осях 1-4;Схема усиления простенка
Усиление простенка необходимо произвести до надстройки этажей. 2.Уголки обоймы устанавливать на цементно-песчаном растворе. 3.Обойма выполнена из стали С245 по ГОСТ 27772-88. 4.Планки приваривать ручной сваркой по ГОСТ 5264-80 электродами типа Э42 с катетом сварного шва 4 мм. 5.Обойму оштукатурить цементно-песчаным раствором
по металлической сетке
Спецификация металла на 1 усиление
Фрагмент фасада в осях 1-7 М 1:100
ТГТУ 270105.013.2011
Усиление конструкций жилого дома
Схема усиления простенка М 1:20
Схема усиления простенка М 1:10

Пояснительная записка к курсовому проекту ТГТУ 270105.513 ТЭ-ПЗ.doc

Курсовая работа разработана в соответствии с заданием на проектирование.
Целями курсовой работы являются закрепление знаний полученных при изучении дисциплины «Усиление оснований конструкций зданий и сооружений» и освоение методики расчета усиления оснований и конструкций жилых зданий.
Задачи решаемые в курсовой работе – расчет и проектирование усиления кирпичного простенка многопустотной плиты перекрытия и сборного ленточного фундамента.
1.Установление необходимости усиления кирпичного простенка после реконструкции
Для установления необходимости усиления кирпичного простенка после реконструкции собираем нагрузки на кирпичный простенок на уровне верха окна первого этажа здания. Сбор нагрузок на кирпичный простенок приведен в таблице 1.
Сбор нагрузок на кирпичный простенок после реконструкции
Нормативная нагрузка
собственный вес кирпичной кладки
нагрузка от утеплителя наружной стены
нагрузка от веса пола
нагрузка от межэтажных перекрытий
от утеплителя чердачного перекрытия
от веса стропильной системы
от цементно-песчаной защитной стяжки
временная нагрузка на межэтажных перекрытий
временная нагрузка на чердачное перекрытие
Усиление простенка не требуется в том случае если выполняется условие
где - сила действующая на кирпичный простенок - предельная несущая способность кирпичного простенка - коэффициент снижающий несущую способность кладки стен столбов и простенков при повреждении кладки (волосяные трещины пересекающие не более 4 рядов кладки).
Определяем . Сила от суммарной нагрузки покрытия пола перекрытия и временной нагрузки на междуэтажное перекрытие второго этажа
которая равна. Эксцентриситет от действия силы находим по формуле .
Момент возникающий от действия силы .
Высота сжатой зоны сечения Расчет простенка производим как внецентренно - сжатого элемента.
Предельную несущую способность простенка определяем по формуле :
Определяем площадь сечения элемента Площадь сечения сжатой зоны .
Гибкости и коэффициент
продольного изгиба для всего сечения и коэффициент продольного изгиба для сечения сжатой зоны простенка соответственно равны [1 табл.18] где - упругая характеристика кладки (марка кирпича М50 и раствора М50) определяемая по [1 табл.15].
- коэффициент учитывающий влияние длительности нагрузки (>30см).
- расчетное сопротивление кирпичной кладки принимаемое по [1 табл.2].
- коэффициент снижающий несущую способность кладки стен столбов и простенков при повреждении кладки (волосяные трещины пересекающие не более 4 рядов кладки).
Предельная несущая способность простенка требуется усиление простенка.
2 Расчет усиления простенка и назначение размеров
Усиление простенка производим с помощью стальной обоймы.
Расчет простенка усиленного стальной обоймой производим по формуле
Коэффициент учитывающий влияние длительного воздействия нагрузки принимаем (30см).
Коэффициент условия работы кладки принимаем для кладки с трещинами .
Принимаем для обоймы сталь С245 с расчетными сопротивлениями сжатию и поперечной арматуры . Вертикальную арматуру обоймы (уголки) устанавливаем по конструктивным соображениям.
Принимаем 4 50×50×5 мм с .
Определяем коэффициент поперечного армирования
- поперечная площадь полосы см2;
- максимальное расстояние между полосами равное 500мм
стальные поперечные полосы ставим конструктивно принимаем 40×6мм.
Конструктивное решение стальной обоймы см. графическую часть (лист1).
Проектирование и расчет усиления плиты перекрытия
1Установление необходимости усиления плиты перекрытия
Устанавливаем необходимость усиления плиты перекрытия. Действующая расчетная нагрузка после реконструкции q =948 кНм2 (см. табл.2).
Фрагмент плиты перекрытия расчетное сечение плиты показаны на рис. 2 и рис.3 соответственно.
Исходные данные для расчета плиты:
Арматура 414 A-III т: Rs=355 мПа и As=616 см2.
Сбор нагрузок на плиту перекрытия после реконструкции
от собственного веса
на пол 1 этажа (по заданию)
Расчетная схема плиты перекрытия показана на рис. 3.
Определяем максимальный момент действующий на плиту перекрытия
Определяем высоту сжатой зоны бетона .
6 =3см сжатая зона находится в ребре полки.
Относительную высоту сжатой зоны определяем по формуле
Предельный момент воспринимаемый арматурой расположенной в растянутой зоне сечения плиты .
требуется усиление плиты перекрытия.
2 Определение толщины наращивания плиты проверка прочности по нормальным сечениям
Усиление плиты производим наращиваем сверху бетоном того же класса что и класс бетона плиты перекрытия (В125). Расчетное сечение усиливаемой плиты показано на рис. 5.
В зону наращивания устанавливаем сетку С1. Для совместной работы старой и новой арматуры в штрабы проделанные в местах пустот (через одну) устанавливаем каркасы К1 .
Требуемая величина наращивания .
Нагрузка действующая на плиту увеличивается вследствие увеличения высоты сечения т.е. изгибающий момент .
требуется подробный расчет предельного момента воспринимаемый продольной арматурой сечения (сетки 55В500 с ;каркаса -38А400 )
. Значит принимаем .
Расчетное сечение плиты после усиления представлено на рис.5.
Конструктивное решение усиление плиты перекрытия см. графическую часть (лист 2).
3 Проверка прочности плиты по наклонным сечениям
Арматура 414 A-IIIт: и Es=2*105 мПа
Расчетная нагрузка с учетом наращивания сжатой зоны
Нормативная нагрузка с учетом наращивания сжатой зоны .
Схема для расчета по наклонным трещинам показана на рис.8.
Максимальная поперечная сила . Проекция наклонного сечения .
Поперечная сила и изгибающий момент в опасном сечении
Проверка по наклонному сечению
- условие выполнено.
-условие выполнено прочность наклонных сечений обеспечена.
4 Расчет прочности контактного шва
Схема к расчету приведена на рис.9.
Рисунок 9. Схема к расчету контактного шва
Длина контактного шва . Ширина контактного шва.
Пренебрегая армированием прочность контактного шва определяем как где - плечо внутренней пары сил равное .
Прочность контактного шва будет обеспечена если .
Предельная прочность контактного шва где .
- сопротивление шва сдвигу за счет механического сцепления и обжатия бетона определяемое как где
- коэффициент учитывающий влияние многократного нагружения;
- коэффициент учитывающий длительность нагрузки;
и - коэффициенты учитывающие состояние поверхности контактного шва.
- напряжение возникающее от обжатия бетона определяемое как
- сопротивление шва сдвигу за счет работы поперечной арматуры определяемое как .
Es=2*105 мПа- модуль упругости арматуры - процент поперечного армирования.
- прочность контактного шва обеспечена.
5 Расчет по образованию трещин
Схема к расчету плиты перекрытия по образованию трещин приведена на рис.10.
Рисунок 10. Расчетное сечение плиты перекрытия
Определим положение центра тяжести относительно оси х1
Момент инерции сечения относительно оси х:
- приведенный момент инерции всего сечения
Приведенный момент сопротивления
Трещины не образуются в том случае если
6 Расчет прогиба плиты
- формула для определения прогиба плиты (в случае образования трещин) где кривизна
Определим коэффициент .
- коэффициент при продольном действии нагрузок
- коэффициент при непродолжительном действии нагрузок
1.Проектирование и расчет усиления фундамента
2Установление необходимости усиления основания и фундамента
1.1 Установление необходимости усиления основания и фундамента под наружную стену
Фундамент наружной стены запроектирован из фундаментных плит ФЛ 12.24-1 () и из стеновых блоков ФБС 24.5.6-т () по ГОСТ 13579-85 ГОСТ 13580-85.
Грунтовые условия под подошвой фундамента:
песок мелкий: с характеристиками: удельное сцепление грунта угол внутреннего трения модуль деформации определяемые по [2прил.1 табл.1].
суглинок: с характеристиками: удельное сцепление грунта угол внутреннего трения модуль деформации [2прил.1 табл.2 табл.3].
Грунтовые условия выше подошвы фундамента:
песок мелкий: с характеристиками: удельное сцепление грунта угол внутреннего трения .
Определим нагрузки действующие на обрез фундамента наружной стены. Сбор нагрузок представлен в таблице 3.
Сбор нагрузок на обрез фундамента наружной стены
(6·28·07+09)·(064+002)·18=
(6·28·07+09+06)· ·02·1=265
нагрузка от междуэтажного перекрытия
нагрузка от пола этажей
нагрузка от пола подвала
×02·5+(02×01·5·62)(0906·1)+
+(02×01·5·62)(0906·1)=09
нагрузка от веса кровли
(0008·785·62)0906=02
временная нагрузка на междуэтажное перекрытие
временная нагрузка на пол 1этажа
Нормативная нагрузка на плиту перекрытия первого этажа нормативная нагрузка на обрез фундамента .
5.Определяем необходимость учитывания момента
момент необходимо учитывать
Рисунок 11. Схема к расчету фундамента наружной стены
Определяем давление под подошвой фундамента.
нагрузка от собственного веса фундамента
Определяем активное давление грунта действующего на фундамент для несвязных грунтов:
Вес грунта действующий на обрез фундамента определяем как
Эксцентриситет приложения
Суммарный момент действующий на фундамент наружной стены
Момент сопротивления фундаментной плиты
Определим максимальное минимальное и среднее давление под подошвой фундамента.
Максимальное давление
Минимальное давление:
Определяем расчетное сопротивление грунта
- приведенная глубина равная
- расчетная глубина подвала от уровня планировки до пола подвала;
- удельный вес грунта выше подошвы фундамента (песок мелкий)
- коэффициент обозначающий что прочностные характеристики грунта определены по таблицам СНиП;
- коэффициент при 10м;
-удельное сцепление грунта под подошвой фундамента.
- коэффициенты условий работы учитывающие особенности работы разных грунтов в основании принимаемые по [2 табл.3];
Для определения расчетного сопротивления необходимо осреднить на глубину от подошвы фундамента следующие характеристики:
определяемые по [2 табл.4];
- фундамент под наружной стеной не требуется усиливать.
1.2 Установление необходимости усиления основания и фундамента под внутреннюю стену
Определим нагрузки действующие на обрез фундамента наружной стены. Сбор нагрузок представлен в таблице 4.
Сбор нагрузок на обрез фундамента внутренней стены
(6·28+09)·(038+004)·18=
×02·5+(02×01·5·6)(0906·1)+
+(02×01·5·6)(0906·1)=1524
(0008·785·6)0906=042
Рисунок 12. Схема к расчету фундамента внутренней стены
Нормативная нагрузка на обрез фундамента.
Определим среднее давление под подошвой фундамента
Собственный вес фундамента
Момент действующий на обрез фундамента внутренней стены .
5.Расчетное сопротивление грунта
Осредняем на глубину от подошвы фундамента;
фундамент под внутренней стеной требуется усиливать.
2 Проектирование и расчет усиления фундамента под внутреннюю стену
Способ усиления фундамента – увеличение несущей способности без изменения схемы работы с уширением подошвы фундамента.
Расчет усиления ленточного фундамента ведем по следующей формуле
Сопротивление грунта при подошве фундамента равной 0
Решая уравнение получим .
Принимаем ширину подошву фундамента .
Осредненные характеристики грунта на глубину от подошвы фундамента
3Расчет основания по деформациям под внутреннюю стену
Определим новые нагрузки действующие на обрез фундамента внутренней стены после реконструкции. Сбор нагрузок представлен в таблице 5.
Сбор нагрузок на обрез фундамента внутренней стены после реконструкции
(2·28)·(038+004)·18=
нагрузка от междуэтажного перекрытия
Дополнительное давление на грунт у подошвы фундамента определяем как где - природное давление грунта у подошвы фундамента равное - среднее давление под подошвой фундамента от дополнительных нагрузок равное .
Значения природного давления грунта находим по формуле для каждого элементарного слоя а дополнительного давления - где - коэффициент рассеивания напряжений определяемый по таблице. Границу сжимаемой зоны принимают на глубине где .
Суммарную осадку вычисляем по формуле .
Суммарная осадка должна не превышать предельно допустимого значения [su] =10см. Все данные сводим в табл.6
Рисунок 13. Распределение напряжений под внутреннюю стену
3 Расчет фундамента по прочности под внутреннюю стену
Класс бетона фундамента В10 Rb=6 Мпа.
ФЛ 14.24 армирован сеткой С 12.24-1
На 1м длины 8 8 АIII c
Расчет по нормальным сечениям (см. рис.14).
Высота сечения h=40 см.
Рабочая высота сечения h0=40-3=37 см.
Высота сжатой зоны бетона
Рисунок 14. К расчету фундамента по нормальным трещинам

Электронный чертеж общего вида 1 ТГТУ.270105.513 Д2 ВО3.dwg

Рабочую арматуру существующего фундамента оголяют для возможности приваривания новой арматуры; 2. Под новую часть фундамента устраивается песчаная подготовка; 3. Поверхность фундамента очищают и наносят насечки.
ТГТУ 270105.013.2011
КР "Усиление конструкций жилого дома
План фундаментов М1:100

Электронный чертеж общего вида 1 ТГТУ.270105.513 Д2 ВО4.dwg

спецификация арматуры
Фрагмент плана усиления фундамента
разрез по телу фундамента
Спецификация арматуры
ТГТУ 270105-012-У-С2
ТГТУ 270105-012-У-КР-2
Спецификация стали и бетона
Фрагмент плана усиленя фундамента М 1:20
ТГТУ 270105.013.2011
Усиление конструкций жилого дома

Электронный чертеж общего вида 1 ТГТУ.270105.513 Д2 ВО2.dwg

Усиление конструкций
Фрагмент плана перекрытий
разрезы усиленной плиты
рабочие чертежи арматурных изделий
Фрагмент плана перекрытий М 1:100
ТГТУ 270105-007-У-С1
Спецификация стали и бетона
ТГТУ 270105-007-У-Кр1
Спецификация арматуры
В плите пробиваются борозды шириной 60 мм через две пустоты для установки каркасов. 2. Поверхность плиты очищают и делают насечки.