Проверка несущей способности многопустотной плиты и её усиление, страница 2

, т.к. неравенство  не выполняется, принимаем k=2.

                                                  (3.47)                                                        

 – площадь сечения продольной растянутой арматуры, учитываемой в расчёте прочности наклонного сечения;

b_ω– минимальная ширина поперечного сечения элемента в растянутой зоне.

Так как плиты преднапряжённые, при обследовании не установлена величина преднапряжения. Принимаем в запас прочности .

Для бетона

>, условие выполняется.

Для сравнения принимаем внутреннюю несущую способность

.

Расчётный пролет плиты равен:

Рисунок 3.21 К определению расчётного пролёта плиты

После увеличения нагрузки при реконструкции максимальный изгибающий момент и максимальная поперечная силы будут соответственно равны:

.

В результате проведённых расчётов установлено:

Следовательно, необходимо усиление перекрытия.

Усиление плит перекрытия осуществляем наращиванием сжатой зоны сечения по всему диску перекрытия. В соответствии с этим изменяется расчётная схема  (замыкание шарниров) /71/.

Усиление многопролётных шарнирно опёртых конструкций производится установкой дополнительных связей над опорами в виде надопорной арматуры с целью обеспечения неразрезности и пространственной работы всего диска перекрытия. Дополнительная надопорная арматура устанавливается при наращивании в верхней зоне конструкции (в зоне максимальных моментов).

Определим усилия в конструкции отдельно от нагрузок, действующих до замыкания шарниров и от нагрузок, которые прикладываются после замыкания шарниров.

Усилия от нагрузок, действующих до замыкания шарниров:

До замыкания шарниров на плиту действует только собственный вес

Нагрузка на 1 погонный метр от веса плиты при ширине b=1,5 м.

g = q₁· b = 6,256·1,5 = 9,384 кН/м

Рисунок 3.22 Расчётная схема плиты до замыкания шарниров

Эпюры М₁, (кНм) и V, (кН)

Максимальный изгибающий момент и максимальная поперечная силы будут соответственно равны:

Усилия от нагрузок, действующих после замыкания шарниров:

После замыкания шарниров на плиту действует временная нагрузка  и постоянная нагрузка от конструкции пола покрытия:

-  цементно-песчаная стяжка

-  бетонное мозаичное покрытие

Рисунок 3.23  К определению расчётного пролёта плиты после обеспечения

 неразрезности

Нагрузка на 1 погонный метр от веса конструкции пола и временной нагрузки при ширине b=1,5 м равна:

g = (q₂+ q₃+v)· b = (0,486+1,296+4,5)·1,5 = 9,423 кН/м

Рисунок 3.24 Расчётная схема плиты после замыкания шарниров

Эпюра М₂, (кНм)

Максимальный изгибающий момент в пролёте и на опоре будут соответственно равны /19/:

Расчётные усилия в сечении конструкции определим как сумму усилий, полученных по первой и второй схемам (рис. 4.25).

Рисунок 3.25 Суммарная эпюра изгибающих моментов М_Sd,ad, (кНм) после замыкания шарниров

Суммарный максимальный изгибающий момент в пролёте (рис. 4.25) равен:

Суммарный изгибающий момент на опоре равен:

1) Определим необходимую толщину наращивания, необходимую для восприятия пролётного момента . Наращивание выполняем бетоном  − , , , , ; в первом приближении примем толщину наращивания      h_ad ≈60мм, . Арматура А – IV 6Ø14 (A_s=9,23 м²) − , .

Определим расположение нейтральной оси:

 >

Таким образом, нейтральная ось проходит в бетоне наращивания.

Определим высоту сжатой зоны с учётом наращивания:

,

                                        (3.48)

                                             (3.49)

 − разрушение происходит по растянутой зоне.

Таким образом, прочность обеспечена, следовательно, толщины наращивания достаточно.

Наращивание из конструктивных соображений армируем 8Ø4 S 400 (A_s = 1,01см²).

2) Определим толщину наращивания, необходимую для восприятия надопорного момента .

Наращивание выполняем бетоном , прочностные характеристики которого равны: , ,  , , ; в первом приближении примем толщину наращивания h_ad =60мм,  с армированием 6Ø12  S 400 (A_s = 3,82см²), .

Определим высоту сжатой зоны с учётом наращивания:

,

 − разрушение происходит по растянутой зоне.

Условие выполняется, следовательно, принятое армирование и толщина наращивания достаточны.

3.3.1 Совместная работа старого и нового бетона

Как показала практика, эффективность обеспечения требуемой прочности и дальнейшей надёжной работы железобетонных элементов при реконструкции возможна только при совместном решении технологических, материаловедческих и конструкторских задач.

Главным фактором при решении технологических и организационных задач является стеснённость строительной площадки и в связи с этим сложность в механизации и большая трудоёмкость выполняемых работ. А также данные работы отличаются тем, что значительная часть времени тратится на подготовку конструкции к усилению или замене.

Материаловедческий аспект заключается в хорошей совместимости “старых” и “новых” материалов, которая должна обеспечить прочность соединения и её долговечность.