ЗАДАЧА №8. УВЕЛИЧЕНИЕ ЗАЩИТНОГО СЛОЯ БЕТОНА МОНОЛИТНОЙ ЖЕЛЕЗЕБЕТОННОЙ ПЛИТЫ
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГАОУ ВО «УрФУ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»
Кафедра «Промышленное, гражданское строительство
и экспертиза недвижимости»
ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ДЕФЕКТОВ
НА ТЕХНИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ КОНСТРУКЦИЙ
ДОМАШНЯЯ РАБОТА
Дисциплина: «Управление качеством в строительстве»
Выполнил работу: Г.Р. Закирова
Группа: С – 440037 ПГС–2
Преподаватель: Н.И.Фомин
Екатеринбург 2017
Содержание
1. Теория. 3
2. Задача №3. Коррозия стальной колонны.. 4
3. Задача №5. Занижение класса бетона железобетонной колонны.. 8
4. Задача №8. Увеличение защитного слоя бетона монолитной железебетонной плиты перекрытия. 12
Библиографический список. 16
ТЕОРИЯ
При оценке дефектов, исходя из обеспечения надежности, учитывается, что наличие в конструкции дефектов вызывает снижение нормативной (проектной) надежности конструктивного элемента вследствие уменьшения его прочности и долговечности.
В зависимости от наличия дефекта и его влияния на надежность конструкции установлены пять категорий технического состояния конструкций, см. табл. 1 [1]
|
|
|
Относительная надежность конструкции определяется по формуле:
где 
характеризует запас по прочности конструкции, который определяется как отношение разрушающего усилия в конструкции, запроектированной в соответствии со строительными нормами Pпроект, к усилию, действующему в стадии эксплуатации P, т.е: 
характеризует отношение разрушающего усилия рассматриваемой конструкции с имеющимися дефектами Pфакт. к усилию, действующему в стадии эксплуатации, т.е:
Таким образом, относительная надежность конструкции:
|
|
|
ЗАДАЧА №3. КОРРОЗИЯ СТАЛЬНОЙ КОЛОННЫ
Центрально сжатая стальная колонна общественного здания прокорродировала по всей поверхности на глубину δ, мм.
Исходные данные для решения задачи приведены в табл. 1. Сечение колонны по проекту и в результате дефекта представлено на рис.1.
Необходимо определить техническое состояние стальной колонны.
Таблица 1 – Исходные данные
| Исходные данные | Вариант 22 |
| Сечение колонны | Т1 300х200х8 |
| Сталь колонны | С 245 |
| Расчетная длина колонны, м | 2,7 |
| Глубина коррозии колонны δ, мм | 0,3 |
Рис.1. Сечение колонны:
а – по проекту; б – в результате дефекта
Решение
1. Определим несущую способность колонны по проекту Nп.
Геометрические характеристики сечения колонны по проекту:
Воспользуемся формулой 7 [2]:
где 
– расчетное сопротивление стали сжатию по пределу текучести, МПа;
– коэффициент условий работы, равный 0,95 по табл.1 [2];
– проектная площадь сечения колонны, м2;
– коэффициент устойчивости при центральном сжатии, значение которого
при 𝜆̅ ≥ 0,6 следует определять по формуле 8 [2]:
|
|
|
Значение коэффициента 
в формуле (1.2) следует вычислять по формуле 9 [5]:
где 
– условная гибкость стержня, определяемая по формуле:
где 
- расчетная длина колонны, м;
i – минимальный радиус инерции, м;
– расчетное сопротивление стали сжатию по пределу текучести, МПа, = 240 МПа;
E – модуль упругости, МПа, 
;
– коэффициенты, определяемые по таблице 7 [2] в зависимости от типа сечения. 
, 
.
Подставляем значения в формулу (2.3):
Подставляем значения в формулу (2.2)
Таким образом, проектная несущая способность колонны:
2. Найдем несущую способность колонны Nф с учетом дефекта.
Определим геометрические характеристики сечения колонны по факту с учетом глубины коррозии (как для полого прямоугольника):
площадь сечения:
момент инерции сечения относительно оси У:
минимальный радиус инерции iy:
Тогда условная гибкость:
Коэффициент устойчивости = 0,959.
Вычислим фактическую несущую способность колонны 
по формуле (2.1):
|
|
|
3. Вычислим относительную надежность колонны y по формуле (1.4):
4. Определим техническое состояние колонны.
По табл. 1 [1] техническое состояние колонны - работоспособное, так кА как y = 0,96 ≥ 0,95 . Несущая способность конструкций обеспечена, требования норм по деформативности и долговечности могут быть нарушены, но обеспечиваются нормальные условия эксплуатации. Требуется устранение мелких дефектов.
5. Разработаем эскиз рационального способа усиления колонны.
Примем усиление стальной колонны установкой дополнительных элементов. Эскиз см. рис.2.
Рис.2. Эскиз усиления стальной колонны:
1 - усиливаемая стальная колонна; 2 - дополнительные стальные элементы усиления – уголки.
3. ЗАДАЧА №5. ЗАНИЖЕНИЕ КЛАССА БЕТОНА
ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ КОЛОННЫ
При устройстве монолитной железобетонной колонны общественного здания был занижен ее класс бетона. По проекту колонна условно центрально сжата.
Необходимо определить техническое состояние ж/б колонны.
Исходные данные для решения задачи приведены в табл. 2. Сечение колонны представлено на рис. 3.
Таблица 2 – Исходные данные
| Исходные данные | Вариант 21 |
| Геометрические размеры сечения, мм: h b | 500 300 |
| Защитный слой бетона а = а’, мм | 40 |
| Класс бетона по проекту | В25 |
| Класс бетона по факту | В20 |
| Класс арматуры | AIII |
| Диаметр арматурных стержней d1, мм | 18 |
| Диаметр арматурных стержней d2, мм | 14 |
| Расчетная длина колонны, м | 3,7 |
Рис. 3. Сечение колонны
Решение
1. Определим несущую способность колонны по проекту Nп (проектный класс бетона).
Предельное значение продольной силы, которую может воспринять элемент по проекту, определим по формуле 8.17 [3]:
где 
- коэффициент, принимаемый при длительном действии нагрузки по табл. 8.1 [3] в зависимости от гибкости элемента. При 
и проектном классе бетона В25 = 0,91.
– расчетное сопротивление бетона осевому сжатию для предельных состояний первой группы, МПа. Rb = 14, 5 МПа по табл. 6.8 [3].
– площадь бетонного сечения, м2. A = b 
h = 0, 3 0, 5 = 0,15 м2.
Rsс – расчетное сопротивление арматуры сжатию для предельных состояний первой группы, МПа. Rsс = 350 МПа.
– площадь всей продольной арматуры в сечении элемента.
.
Таким образом, несущая способность колонны по проекту:
2. Найдем несущую способность колонны Nф с учетом дефекта (фактический класс бетона).
Rb = 11,5МПа по табл. 6.8 [3]. Тогда:
3. Вычислим относительную надежность колонны y.
Относительную надежность определим по формуле (1.4):
4. Определим техническое состояние колонны.
Так как y = 0, 85 
0,91 
0,95 состояние конструкций – ограниченно работоспособное (по табл.1 [1]).
Существующие дефекты приводят к снижению несущей способности отдельных конструкций или фрагментов конструкции. Для продолжения нормальной эксплуатации требуется ремонт по устранению дефектных конструкций.
5. Разработаем эскиз рационального способа усиления колонны.
Усиление железобетонных колонн стальной обоймой из уголков позволяет часть усилий, приходящихся на колонну, передать на металлические стойки, при этом необходимо обеспечить передачу усилий от балок на стальную обойму за счет плотного примыкания упорных уголков к балкам.
Рис. 4. Усиление железобетонной колонны стальной обоймой из уголков:
1 - усиливаемый элемент; 2 - стальная обойма из уголков; 3 - упоры из стальных уголков; 4 - соединительные планки.
При усилении стальными обоймами всегда необходимо предусматривать мероприятия, заставляющие планки немедленно включаться в работу.
Одним из них может быть прижатие уголков инвентарными струбцинами до начала приварки к ним планок, другим – предварительное напряжение планок электронагревом или натяжными гайками (в последнем случае планками являются круглые стержни с резьбой на одном конце). При этом зазоры между уголками и колонной необходимо зачеканить жестким раствором марки не менее М100, после этого оштукатурить.
ЗАДАЧА №8. УВЕЛИЧЕНИЕ ЗАЩИТНОГО СЛОЯ БЕТОНА МОНОЛИТНОЙ ЖЕЛЕЗЕБЕТОННОЙ ПЛИТЫ
При устройстве монолитной железобетонной балочной плиты произошло увеличение защитного слоя бетона рабочей арматуры в ее пролетной части.
Исходные данные для решения задачи приведены в табл.3. Схема армирования плиты представлена на рис.5.
Необходимо определить техническое состояние пролетной части балочной плиты перекрытия.
Таблица 3 – Исходные данные
| Исходные данные | Вариант 11 |
| Высота сечения пролетной части плиты h, мм | 230 |
| Защитный слой бетона по проекту ап, мм | 40 |
| Защитный слой бетона по факту ап, мм | 60 |
| Класс бетона | В30 |
| Класс арматуры для стержней d1 | AII |
| Класс арматуры для стержней d2 | AIII |
| Диаметр арматурных стержней d1, мм | 10 |
| Диаметр арматурных стержней d2, мм | 8 |
| Шаг стержней s1, мм | 150 |
| Шаг стержней s2, мм | 350 |
Рис. 5.Схема армирования плиты
1. Определим проектную несущую способность пролетной части плиты (проектная толщина защитного слоя бетона).
Предельный изгибающий момент, который может быть воспринят сечением элемента, определяют в зависимости высоты сжатой зоны по ф.8.5[3]:
где Rs – расчетное сопротивление арматуры растяжению для предельных состояний первой группы, МПа. Rs1 = 280 МПа по табл. 22 [4], Rs2 = 350 МПа по табл. 6.14 [3];
площадь поперечного сечения растянутой арматуры, м2, определяемая по формуле:
где d – диаметр арматуры, см.
Rsс – расчетное сопротивление арматуры сжатию для предельных состояний первой группы, МПа. Rsс = 0, т.к. отсутствует сжатая арматура.
площадь поперечного сечения сжатой арматуры, м2. 
, т.к. отсутствует сжатая арматура;
Rb – расчетное сопротивление бетона осевому сжатию для предельных состояний первой группы, МПа. Rb = 17 МПа по табл. 6.8 [3].
b – ширина прямоугольного сечения, м. Принята равной 1 м.
Таким образом, высота сжатой зоны:
Определим проектную несущую способность (предельный изгибающий момент) пролетной части плиты по ф. 8.9 [3]:
где h0 – рабочая высота сечения, равная h - a, м, где а – толщина защитного слоя бетона, м.
38 кНм.
2. Найдем фактическую несущую способность пролетной части плиты (фактическая толщина защитного слоя бетона, а = 60 мм).
кНм.
3. Вычислим относительную надежность пролетной части плиты y.
Относительная надежность определим по формуле (1.4):
4. Определим техническое состояние пролетной части плиты.
Так как y = 0,89 
0,85 состояние конструкций – ограниченно работоспособное (по табл.1 [1]).
Существующие дефекты приводят к снижению несущей способности отдельных конструкций или фрагментов конструкции. Для продолжения нормальной эксплуатации требуется ремонт по устранению дефектных конструкций.
5. Разработаем эскиз рационального способа усиления пролетной части плиты.
Эскиз усиления представлен на рис. 6.
Рис. 6. Эскиз усиления монолитной железобетонной балочной плиты
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Оценка влияния строительных дефектов на техническое состояние конструкций: методические указания к выполнению практических заданий и домашних работ по дисциплине «Управление качеством в строительстве» / Фомин Н.И. Екатеринбург: ФГАОУ ВПО «УрФУ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», 2017.
2. СП 16.13330.2017 «Стальные конструкции»
3. СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции»
4. СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции»
5. Пособие по практическому выявлению пригодности к восстановлению поврежденных строительных конструкций зданий и сооружений и способам их оперативного усиления / Москва, 1996 г.
6. Мальганов, А.И. Восстановление и усиление строительных конструкций аварийных и реконструируемых зданий / А.И. Мальганов, В.С. Плевков, А.И. Полищук. – Томск: Томский межотраслевой ЦНТИ, 1990. – 316 с.
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 3534; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!