Кочнев н. И. Чумак. М. В

• Название: Кочнев н. И. Чумак. М. В
• Дата: 22.06.2022
• Размер: 1.09 Mb.
• Имя файла: 805d004b09cb9cc8f7ad5f0d4d5f801f.pdf
• Тип: Учебное пособие; #610978
• страница: 3 из 7

1.7. Обследование деревянных конструкций
Особенности эксплуатационных качеств деревянных конструкций
Древесина является эффективным строительным материалом, однако имеет ряд отрицательных свойств: неоднородность строения и пороки (сучки, косо- слой и др.), быстрое увлажнение, набухаемость, низкая огнестойкость, быстрое разрушение грибами и жучками. Поэтому обеспечение долговечности дере- вянных конструкций требует выполнения ряда мероприятий при их строитель- стве и эксплуатации.
Основные требования, предъявляемые к древесине и деревянным конструк- циям, регламентируются
ГОСТ 16483.0
,
ГОСТ 16483.7
,
ГОСТ 9462
,
ГОСТ
9463
, а также
СНиП II-25
При обследованиях деревянных конструкций следует различать особенности неклееных и клееных конструкций и требований к условиям их эксплуатации, так как стойкость клеевых соединений к циклическим температурно- влажностным и другим эксплуатационным воздействиям отличается от не- клееных конструкций.
При оценке стойкости клеевых соединений к циклическим температурно- влажностным воздействиям следует руководствоваться указаниями
ГОСТ
17580
, водостойкости -
ГОСТ 17005
Основные признаки, характеризующие техническое состояние конструкций
Основными признаками, характеризующими техническое состояние дере- вянных конструкций, являются: трещины, прогибы и деформации, прочност- ные показатели, влажностное состояние, биоповреждение (грибами и жуками), коррозия древесины (для конструкций, эксплуатируемых в условиях агрессив- ных сред), коррозия металлических накладок, скоб, хомутов, болтов и др.
Прогибы и деформации элементов деревянных конструкций определяются по методике и средствами, изложенными в разд. настоящей методики.
Прогибы элементов деревянных конструкций зданий и сооружений не должны превышать величин, приведенных в таблице 2.6.1.

19
Т а б л и ц а 2.6.1
№ п. п.
Элементы конструкций
Предельные проги- бы в долях пролета, не более
1
Балки междуэтажных перекрытий
1/250 2
Балки чердачных перекрытий
1/200 3
Покрытия (кроме ендов): прогоны, стропильные ноги
1/200 балки консольные
1/150 фермы, клееные балки (кроме консольных)
1/300 плиты
1/250 обрешетки, настилы
1/150 4
Несущие элементы ендов
1/400 5
Панели и элементы фахверка
1/250
П р и м е ч а н и я : 1. При наличии штукатурки прогиб элементов перекрытий только от длительной временной нагрузки не должен превышать 1/350 проле- та.
2. При наличии строительного подъема предельный прогиб клееных балок допускается до 1/200 пролета.

20 2. ИСПЫТАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ
Испытания конструкций нагружением выполняется в целях установления их эксплуатационных свойств и может проводиться статической или динамиче- ской нагрузкой.
Целью статического испытания является установление:
несущей способности, определяемой нагрузкой, при которой наступает по- теря прочности или устойчивости объекта испытания;
жесткости конструкции, выявляемой по значениям перемещений, пре- дельными с точки зрения возможности нормальной эксплуатации объекта;
трещиностойкости (в первую очередь для бетонных и железобетонных конструкций). При определении трещиностойкости устанавливают значения нагрузки, при которой образуются трещины, допустимые по условиям экс- плуатации
При испытаниях конструкций обследуемых сооружений динамической на- грузкой исследования проводятся по двум направлениям: определяют реакцию конструкции на заданные воздействия с целью установления ее напряженно- деформированного состояния при динамических воздействиях; оценивают со- стояние конструкции и ее действительную схему работы, используя при этом динамические испытания в режиме собственных или вынужденных колебаний.
испытания конструкций и деталей при их серийном изготовлении вы- полняются путем выборочных испытаний отдельных образцов с доведе- нием до разрушения. Задачей испытаний в данном случае является уста- новление фактической несущей способности и других характеристик ис- пытываемых образцов с распространением полученных результатов на всю изготовленную партию;
Порядок проведения статических испытаний
Перед началом испытаний должна быть проведена необходимая подго- товка: смонтированы нагрузочные приспособления и подготовлена нагруз- ка; установлены подмости и ограждения, обеспечено, если это вызывается условиями испытаний, дополнительное освещение мест установки прибо- ров, согласованы перерывы в эксплуатации исследуемого объекта и т.д.
Предварительными расчетами уточняется испытательная нагрузка и оп- ределяются соответствующие этой нагрузке значения перемещений, дефор- маций, напряжений и усилий, возникающих в исследуемых элементах кон- струкций.
Перед испытанием составляется схема расположения измерительных приборов с указанием их типа и характеристик. При этом учитывается сле- дующее: измерения наиболее ответственных параметров, определяющих работоспо- собность сооружения, необходимо дублировать, применяя приборы различ- ного принципа действия. Так, например, прогиб ферм, измеренный с по-

21
мощью прогибомеров, целесообразно измерять также путем нивелирова- ния; к группам однотипных приборов добавляется контрольный прибор, на- ходящийся в тех же условиях, но расположенный на элементе, не участ- вующем в работе сооружения. Изменение показателей контрольного прибо- ра позволяет учесть влияние внешних факторов на результаты измерений и внести в них соответствующие поправки; приборы нужно устанавливать там, где измеряемые показатели достигают наибольших значений. Нецеле- сообразно ставить приборы в зоне «нулевых» отсчетов, поскольку даже не- большие погрешности измерений в данном случае будут сильно искажать получаемые результаты.
В ходе натурных и лабораторных испытаний строительных объектов или кон- струкций в обязательном порядке выполняется:
 предварительное загружение испытываемого объекта;
 квалифицированная запись показаний приборов;
 визуальное наблюдение за техническим состоянием испытываемого объекта;
 строгое соблюдение правил техники безопасности при производстве статических испытаний обследуемого объекта.
Предварительное загружение является начальным этапом испытания. На этом этапе проверяют:
 готовность и надлежащее действие всех подготовленных приспособ- лений, в первую очередь нагрузочных;
 надежность крепления и правильность показаний установленных приборов;
 окончательно отрабатывают намеченный процесс проведения испы- тания.
Интенсивность предварительного загружения принимают обычно равной первой ступени нагрузки, предусмотренной программой испытания. Выяв- ленные во время загружения неудовлетворительно работающие приборы подлежат исправлению или замене.
Порядок проведения статических испытаний
Перед началом испытаний должна быть проведена необходимая подготовка: смонтированы нагрузочные приспособления и подготовлена нагрузка; уста- новлены подмости и ограждения, обеспечено, если это вызывается условиями испытаний, дополнительное освещение мест установки приборов, согласованы перерывы в эксплуатации исследуемого объекта и т.д.
Предварительными расчетами уточняется испытательная нагрузка и определя- ются соответствующие этой нагрузке значения перемещений, деформаций, на- пряжений и усилий, возникающих в исследуемых элементах конструкций.

22
Перед испытанием составляется схема расположения измерительных приборов с указанием их типа и характеристик. При этом учитывается следующее: измерения наиболее ответственных параметров, определяющих работоспособ- ность сооружения, необходимо дублировать, применяя приборы различного принципа действия. Так, например, прогиб ферм, измеренный с помощью про- гибомеров, целесообразно измерять также путем нивелирования; к группам однотипных приборов добавляется контрольный прибор, находящий- ся в тех же условиях, но расположенный на элементе, не участвующем в рабо- те сооружения. Изменение показателей контрольного прибора позволяет учесть влияние внешних факторов на результаты измерений и внести в них со- ответствующие поправки; приборы нужно устанавливать там, где измеряемые показатели достигают наибольших значений. Нецелесообразно ставить прибо- ры в зоне «нулевых» отсчетов, поскольку даже небольшие погрешности изме- рений в данном случае будут сильно искажать получаемые результаты.
В ходе натурных и лабораторных испытаний строительных объектов или конст- рукций в обязательном порядке выполняется:
 предварительное загружение испытываемого объекта;
 квалифицированная запись показаний приборов;
 визуальное наблюдение за техническим состоянием испытываемого объ- екта;
 строгое соблюдение правил техники безопасности при производстве ста- тических испытаний обследуемого объекта.
Предварительное загружение является начальным этапом испытания. На этом этапе проверяют:
 готовность и надлежащее действие всех подготовленных приспособлений, в первую очередь нагрузочных;
 надежность крепления и правильность показаний установленных приборов;
 Если целью испытания является определение несущей способности или исследование условий появления местных повреждений (тре- щин, сколов и т.п.), то значения максимальной нагрузки уточняют в процессе эксперимента в соответствии с его полученными проме- жуточными результатами. Нагрузку следует принимать с некото- рым запасом, для того чтобы гарантировать ее достаточность.
Испытание железобетонных изделий серийного изготовления и отбор контрольных образцов проводятся следующим образом:
 при проверке на прочность контрольная нагрузка принимается рав- ной расчетной, умноженной на коэффициент С, численные значе- ния которого выбираются от 1,4 до 2 в зависимости от типа конст- рукции, вида примененного бетона и характера ожидаемого разру- шения;
 при проверке на жесткость контрольная нагрузка принимается рав- ной нормативной в наихудшем ее положении;

23
 при проверке на трещиностойкость — для изделий первой категории трещиностойкости нагрузка берётся равной 1,05 от расчетной, а для второй категории — 1,05 от нормативной.
Для контрольных испытаний образцов железобетонных изделий серий- ного изготовления имеются следующие указания:
• при проверке прочности ступени (доли) нагрузки не должны превос- ходить 10% от ее максимального значения;
• при проверке жесткости сооружения ступени должны быть не более
20% от соответствующей контрольной;
• при проверке трещиностойкости после приложения нагрузки, равной
90% от соответствующей контрольной, каждая последующая доля загружения, вплоть до момента появления трещин, должна состав- лять не более 5% контрольной.
Для облегчения обработки результатов испытаний последовательные ступени нагрузки должны быть по возможности одинаковыми.
Начальную ступень нагружения следует принимать 5—10% от ожидае- мой максимальной нагрузки, поскольку в начале формирования прило- жения усилий часть их идет на обмятие подкладок в опорах и под на- грузочными приспособлениями, вытяжку тяг и т.д.
Ступени разгрузки следует назначать такими же, как и ступени на- гружения. Этим существенно облегчается сравнение «прямых» и «об- ратных» ходов показаний приборов.
Если необходимо сократить количество ступеней разгрузки, то их число следует принимать кратным ступеням нагружения для того, чтобы со- хранялось совпадение соответствующих точек прямого и обратного хо- дов.
При повторных (циклических) загружениях нагрузка после каждого цикла должна сниматься не полностью, а доводиться до уровня первой
(начальной) ступени. Этим обеспечивается необходимая жесткость ис- пытания, поскольку все нагрузочные устройства остаются включенными.
При полной же разгрузке не исключена возможность небольших переко- сов и смещений нагрузочных устройств, что затрудняет сопоставление получаемых результатов.
Для выяснения закономерности приращения перемещений и деформа- ций после приложения нагрузки делается выдержка:
• для металлических конструкций — от 15 до 30 мин;
• железобетонных конструкций — около 24 ч;
• деревянных конструкций — от 12 ч до нескольких суток.
Если перемещения и деформаций при постоянной нагрузке в указанные выше сроки не затухают, то время выдержки увеличивается.
Для выборочных испытаний образцов железобетонных изделий серийного изготовления предусматривается обязательная выдержка:

24
• при контрольных загружениях на жесткость и трешиностойкость — не менее 30 мин;
• после каждой промежуточной ступени загружения — не менее 10 мин.
3. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ,
ПОДЛЕЖАЩИХ УСИЛЕНИЮ
ПРИМЕР 1
При обследовании монолитной железобетонной плиты перекрытия установ- лено, что категория ее технического состояния 3 (коэффициент условия работы
К =0,7). Требуется произвести усиление конструкции в связи с увеличением нагрузки на перекрытие на 3 кПа. (300 кГ/м
2
). Усиление производим путем на- ращивания ребра в растянутой зоне на 100 мм.
Характеристики существующей конструкции:
Марка бетона М200 (класс B15), бетон тяжелый, R
в
= 8,5·10 3 кПа, R
вt
=
0,75·10 3 кПа (
СНиП 2.03.01-84
табл.13).
Растянутая арматура 225А-Ш (А
s1
= 9,82·10
-4
м
2
). R
s
= 365·10 3
кПа (
СНиП
2.03.01-84
табл.22).
Действующая расчетная нагрузка с учетом собственного веса q = 8 кПа (0,8 т/м
2
). м,
кП
0
,
54 8
6 5
,
1 8
8 2
2






ql
M
где l = 6м - длина балки кН
0
,
36 2
6 5
,
1 8
2





ql
Q
Характеристики наращиваемого сечения:
Марка бетона М300 (класс В20), R
вt
= 0,9·10 3
кПа.

25
Дополнительная арматура 220 А-Ш (А
s2
= 6,28·10
-4
м
2
).
Фактические усилия с учетом дополнительной нагрузки:
М
ф
= М + М
доп
где м,
кН
5
,
22 8
6 2
,
0 25 1
,
0 8
6 5
,
1 3
2 2









доп
M
где удельный вес бетона принят

= 25 кН/м
3
(2,5 т/м
3
).
М
ф
= 54,0 + 22,5 = 76,5 кН.м.
Q
ф
= Q + Q
доп
где кН
0
,
15 2
6 2
,
0 25 1
,
0 2
6 5
,
1 3








доп
Q
Q
ф
= 36,0 + 15,0 = 51,0 кН
Требуется проверить прочность сечения.
Высота сжатой зоны сечения: м,
046
,
0 5
,
1 10 5
,
8 10 1
,
16 10 365 3
4 3









в
R
A
R
x
в
s
s
где R
s
= 365·10 3 кПа, R
в
= 8,5·10 3 кПа, А
s
= 9,82·10
-4
+ 6,28·10
-4
= 16,1·10
-4
м
2
х = 0,046 м < 0,55·h
о
= 0,55·0,4 = 0,22 м
Условие удовлетворено.
Новая несущая способность сечения:
М
о
= R
в
·в·х·(h
о
- 0,5·х)·К = 8,5·10 3
·1,5·0,046(0,4 - 0,5·0,046)0,7 = 154,78 кН/м
М
о
= 154,78 кН.м > М= 76,5 кН.м
Условие удовлетворено.
Сдвигающее напряжение в зоне сопряжения старого и нового бетона:




кПа
39
,
676 046
,
0 5
,
0 4
,
0 2
,
0 0
,
51 5
,
0






x
h
в
Q
o
ф

где в = 0,2 м - толщина рёбра.
Проверяем соблюдение условия совместной работы старого и нового бетона:

= 676,39 кПа < 1,57·R
вt
= 1,57·0,75·10 3
= 1177,5 кПа
Условие
вt
R
57
,
1


удовлетворено.
Прочность сечения обеспечена.

26
ПРИМЕР 2
При обследовании железобетонной балки перекрытия установлено, что кате- гория, ее технического состояния 4 (коэффициент условия работы К = 0,55).
Требуется усиление конструкции. Усиление производим путем наращивания ее сечения в растянутой зоне на 100 мм.
Характеристики существующей конструкции:
Марка бетона М300 (класс В20), бетон тяжелый, R
в
= 11,5·10 3 кПа, R
вt
=
0,9·10 3 кПа (
СНиП 2.03.01-84
табл.13).
Растянутая арматура 3 22 А-Ш (А
s1
= 11,4·10
-4
м
2
), R
s
=365·10 3 кПа (
СНиП
2.03.01-84
табл.22).
Действующие внешние усилия М
max
= 270 кН.м (27 т.м), Q
max
= 180 кН (18 т).
Характеристики наращиваемого сечения:
Класс бетона Б30.
Дополнительная арматура 3 20 А-Ш (А
s2
= 9,42·10
-4
м
2
).
Защитный слой бетона 0,025м.
Требуется проверить прочность сечения.
Высота сжатой зоны сечения: м,
22
,
0 3
,
0 10 5
,
11 10 8
,
20 10 365 3
4 3









в
R
A
R
x
в
s
s
где R
s
=365·10 3 кПа, R
в
= 11,5·10 3 кПа, А
s
= 11,4·10
-4
+ 9,42·10
-4
= 20,8·10
-4
м
2
х = 0,22 м < 0,55·h
о
= 0,55·0,72 = 0,39 м
Условие удовлетворено.
Новая несущая способность сечения:
М
о
= R
в
·в·х·(h
о
- 0,5·х)·К = 11,5·10 3
·0,3·0,22·(0,72 - 0,5·0,22)·0,55 = 267,17 кН.м
М
о
= 267,17 кН.м < М
max
= 270 кН.м
Условие не удовлетворено.
Требуется увеличить диаметр дополнительной арматуры. Принимаем 3 22
А-Ш.

27
Высота сжатой зоны сечения м,
24
,
0 3
,
0 10 5
,
11 10 8
,
22 10 365 3
4 3








x
где А
s
= 11,4·10
-4
+ 11,4·10
-4
= 22,8·10
-4
м
2
х = 0,24 м < 0,55·0,72 = 0,39 м
Новая несущая способность сечения:
М
о
= 11,5·10 3
·0,3·0,24·(0,72 - 0,5·0,24)·0,55 = 286,9 кН.м
М
о
= 286,9 кН.м > М
max
= 270 кН.м
Условие удовлетворено.
Принятая дополнительная арматуpa 3 20 А-Ш проходит по расчету.
Сдвигающее напряжение в зонесопряжения старого и нового бетона




кПа
38
,
952 24
,
0 5
,
0 75
,
0 3
,
0 180 5
,
0






x
h
в
Q
o

где Q = 180 кН
Проверяем соблюдение условия совместной работы старого и нового бетона

= 952,38 кПа < 1,57·R
вt
= 1,57·0,9·10 3
= 1413 кПа
Условие
вt
R
57
,
1


удовлетворено.
Несущая способность сечения по поперечной силе кН
6
,
481 55
,
0 6
72
,
0 2
1 72
,
0 3
,
0 10 5
,
11 3
,
0 2
1 3
,
0 3












K
l
h
h
в
R
Q
o
o
в
o
Q = 180 кН < Q
о
= 481,6 кН
Прочность сечения по поперечной силе обеспечена.
Размер усиления но высоте 0,1 м удовлетворяет. Принимаем усиленную прямоугольную балку 0,80,3 м с дополнительной арматурой 3 22А-Ш.
ПРИМЕР 3
При обследовании железобетонной балки установлено, что категория ее технического состояния 4 (коэффициент условия работы К = 0,55). Требуется усиление конструкции. Усиление производим стальными шпренгелями.

28
Характеристики существующей конструкции:
Класс бетона В20 (R
в
= 11,5·10 3 кПа).
Площадь растянутой арматуры А
s
= 11,4·10
-4
м
2
, R
s
= 365·10 3 кПа
Максимальный изгибающий момент М = 200 кН.м.
Высота сжатой зоны сечения м
12
,
0 3
,
0 10 5
,
11 10 4
,
11 10 365 3
4 3









в
R
A
R
x
в
s
s
х = 0,12 м < 0,55·h
о
= 0,55·0,66 = 0,36 м
Условие удовлетворено.
Несущая способность сечения
М
о
= R
в
·в·х·(h
о
- 0,5·х)·К = 11,5·10 3
·0,3·0,12(0,66 - 0,5·0,12)0,55 = 136 кН.м
Так как М
о
=136 кН.м < М =200 кН.м, требуется усиление конструкции на момент равный разности между действующим моментом М и моментом вос- принимаемым железобетонным элементом М
о
Горизонтальное усилие в стальных уголках




кН
7
,
74
tg30 6
136 200 4
tg
4









l
M
M
R
o
Усилие в подкосе




кН
2
,
83 30
sin
6 136 200 4
sin
4









l
M
M
S
o
Необходимая площадь сечения уголков
2 2
3 3
см
4,52
м
10 452
,
0 8
,
0 10 230 2
,
83







n
A
Принимаем конструктивно 2 65656 мм (А = 2·7,55 = 15,1 см
2
).
Производим проверку несущей способности балки из условия совместной работы балки совместно со шпренгелем.
Приводим сечение уголков к расчетному сопротивлению арматуры
2 3
3 4
см
9
,
20 10 365 10 230 1
,
15 10 4
,
11







s
A

29
Высота сжатой зоны бетона м
21
,
0 3
,
0 10 5
,
11 10 9
,
20 10 365 3
4 3









в
R
A
R
x
в
s
s
х = 0,21 м < 0,55·h
о
= 0,55·0,66 = 0,36 м
Несущая способность сечения
М
о
= 11,5·10 3
·0,3·0,21(0,66 - 0,5·0,21)0,55 = 221 кН.м
М
о
= 221 кН.м > М= 200 кН
ПРИМЕР 4
При обследовании железобетонной балки перекрытия установлено, что кате- гория ее технического состояния 4 (коэффициент условия работы К = 0,55).
Требуется усиление конструкции. Усиление производим путем наращивания сечения в сжатой зоне на 100 мм.
Характеристики существующей конструкции:
Марка бетона М400 (класс В30), бетон тяжелый, R
в
= 17,0·10 3 кПа, R
вt
=
1,2·10 3 кПа (
СНиП 2.03.01-84
табл.13).
Растянутая арматура 3 22А-Ш (А
s
= 11,4·10
-4
м
2
), R
s
=365·10 3 кПа (
СНиП
2.03.01-84
табл.22).
Защитный слой бетона 0,025 м.
Действующие внешние усилия М
max
= 270 кН.м (27 т.м), Q
max
= 180 кН (18 т.)
Характеристики наращиваемого сечения:
Класс бетона В30, R
в
= 17,0·10 3 кПа, R
вt
= 1,2·10 3 кПа.
Требуется проверить прочность сечения.
Высота сжатой зоны сечения: м,
08
,
0 3
,
0 10 0
,
17 10 4
,
11 10 365 3
4 3









в
R
A
R
x
в
s
s

30
где R
s
=365·10 3 кПа, R
в
= 17,0·10 3 кПа, А
s
= 11,4·10
-4
м
2
х = 0,08 м < 0,55·h
о
=0,55·0,75 = 0,41 м
Условие удовлетворено.
Новая несущая способность сечения:
М
о
= R
в
·в·х·(h
о
- 0,5·х)·К = 17,0·10 3
·0,3·0,08(0,75 - 0,5·0,08)0,55 = 289,68 кН.м
М
о
= 289,68 кН.м > М
max
= 270 кН.м
Условие удовлетворено.
Сдвигающее напряжение в зоне сопряжения старого и нового бетона:
в
J
S
Q




где S - статический момент части сборно-монолитного элемента, располо- женной выше шва сопряжения, относительно его центра тяжести.




3
м
0105
,
0 1
,
0 8
,
0 2
1
,
0 3
,
0 2









y
h
в
S
J - момент инерции сечения бетона относительно центра тяжести сечения балки
4 3
3
м
0128
,
0 12 8
,
0 3
,
0 12





y
h
в
S
кПа
19
,
492 3
,
0 0128
,
0 0105
,
0 180







в
J
S
Q

Проверяем соблюдение условия совместной работы старого и нового бетона:

= 492,19 кПа < 1,57·R
вt
= 1,57·1,2·10 3
= 1884 кПа
Условие
вt
R
57
,
1


удовлетворено.
Прочность сечения обеспечена.
Несущая способность сечения по поперечной силе кН
5
,
841 55
,
0 6
75
,
0 2
1 75
,
0 3
,
0 10 17 3
,
0 2
1 3
,
0 3












K
l
h
h
в
R
Q
o
o
в
o
Q = 180 кН < Q
о
= 841,5 кН
Прочность сечения по поперечной силе обеспечена.
ПРИМЕР 5
При обследовании железобетонной колонны сечением 400400 мм установ- лено, что категория ее технического состояния 5 (коэффициент условия работы

31
К = 0,35). Требуется произвести усиление конструкции. Усиление производим путем наращивания ее сечения бетоном марки М300 (класс В20) в плане с че- тырех сторон.
Характеристики существующей конструкции:
Марка бетона М300 (класс В20), R
в
= 11,5·10 3 кПа, R
вt
= 0,9·10 3 кПа (
СНиП
2.03.01-84
табл.13).
Арматура у каждой грани рабочего сечения 425 А-Ш (А
s
= 19,63·10
-4
м
2
),
R
s
= 365·10 3 кПа (
СНиП 2.03.01-84
табл.22).
Действующие внешние усилия М =200 кН.м, N = 1400 кН.
Расчетная длина колонны L
o
= 6 м.
Защитный слой бетона 0,025 м.
Расчет усиления производим без учета арматуры в существующей конструк- ции.
Рабочая арматура усиления А
s
= А'
s
=19,63·10
-4
м
2
Высота сжатой зоны сечения








м,
641
,
0 10 5
,
11 6
,
0 217
,
0 10 63
,
19 10 365 503
,
0 10 63
,
19 10 365 2
503
,
0 76
,
0 503
,
0 76
,
0
'
2 3
4 3
4 3
2
'
'
2






























в
y
s
s
s
s
o
o
R
в
e
A
R
e
A
R
e
h
e
h
x
где
h
o
= h
y
- а = 0,8 - 0,04 = 0,76 м

32
При симметричном армировании
а = а' = 0,04 м
Эксцентриситет приложения нагрузки м
503
,
0 2
04
,
0 76
,
0 1
143
,
0 2
'








a
h
e
e
o
o

;
м
143
,
0 1400 200



N
M
e
o
при
1 10 5
,
7 8
,
0 6





y
o
h
L
Так как e = 0,503 м < h
o
– а' = 0,76 - 0,04 = 0,72 м - в подкоренном выраже- нии принимается знак минус.
e' = h
y
- а - e - a' = 0,8 - 0,04 - 0,503 - 0,04 = 0,217 м
Так как x = 0,641 м > 0,55·h
o
= 0,55·0,76 = 0,418 м несущая способность се- чения определяется по формуле кН,
23
,
1468 35
,
0 503
,
0 73
,
0 10 63
,
19 10 365 76
,
0 6
,
0 10 5
,
11 4
,
0 4
,
0 4
3 2
3
'
'
2

















K
e
z
A
R
h
в
R
N
s
s
o
в
o
где z = h
о
– a' = 0,76 - 0,04 = 0,72 м
N
o
= 1468,23 кН > N = 1400 кН
Условие удовлетворено.
ПРИМЕР 6
При обследовании железобетонной колонны сечением 400500 мм установ- лено, что категория ее технического состояния 2 (коэффициент условия работы
К = 0,85). Требуется произнести усиленно конструкции в связи с увеличением нагрузки. Усиление производим путем устройства металлической обоймы из уголков 75756.

33
Характеристики существующей конструкции:
Высота колонны L
о
= 6 м.
Бетон класса В20 (R
в
= 11,5·10 3 кПа).
Арматура 425 А-Ш (А
s
= А'
s
= 9,82·10
-4 м
2
; R
s
= 365·10 3 кПа).
Расчетные усилия:
N =1200 кН, М = 240 кН.м.
Требуется проверить прочность сечения.
Высота сжатой зоны








м,
28
,
0 10 5
,
11 4
,
0 032
,
0 10 82
,
9 10 365 452
,
0 10 82
,
9 10 365 2
452
,
0 46
,
0 452
,
0 46
,
0
'
2 3
4 3
4 3
2
'
'
2






























в
s
s
s
s
o
o
R
в
e
A
R
e
A
R
e
h
e
h
x
где
h
o
= 0,5 - 0,04 = 0,46 м м
2
,
0 1200 240



N
M
e
o
при
12 5
,
0 6


y
o
h
L

34 5217
,
0 10 5
,
11 5
,
0 4
,
0 1200 3








в
R
h
в
N
n

= 1,21 м
452
,
0 2
04
,
0 46
,
0 21
,
1 2
,
0 2








a
h
e
e
o
o

e' = 0,452 - 0,42 = 0,032 м
e = 0,452 м > h
o
– а' = 0,46 - 0,04 = 0,42 м
При x = 0,28 м > 0,55·h
o
= 0,55·0,46 = 0,25 м
Условие удовлетворено.
Несущая способность сечения N
o
определяется по формуле кН
3
,
1015 85
,
0 452
,
0 42
,
0 10 82
,
9 10 365 46
,
0 4
,
0 10 5
,
11 4
,
0 4
,
0 4
3 2
3
'
'
2

















K
e
z
A
R
h
в
R
N
s
s
o
в
o
Так как N
o
= 1015,3 кН < N = 1200 кН , необходимо усиление сечения.
Усиление производим установкой уголков 75756 ( R
y
= 230·10 3
кПа, по
СНиП II-23-81
) с обрешеткой в виде металлических пластинок сечением
4602008 мм, расположенных по высоте на расстоянии (в свету) S = 40i
min
S = 40·1,48 = 59 см
Усилие передаваемое на уголки, расположенные по одной стороне колонны











h
e
N
N
N
o
o
y
2 1
Усилие сжатия


кН
2
,
166 5
,
0 2
,
0 2
1 3
,
1015 1200










y
N
Усилие растяжения


кН
47
,
18 5
,
0 2
,
0 2
1 3
,
1015 1200
'










y
N
Необходимая площадь сечения уголка
2 2
3
см
4
м
0004
,
0 2
8
,
0 10 230 2
,
166 2









c
y
y
n
R
N
A

Усилие, воспринимаемое уголками составит
N
oy
= A
п
·R
y
·

c
= 2·8,78·10
-4
·230·10 3
·0,8 = 323,1 кН > N
y
= 166,2 кН
Условие прочности выполнено.

35 4. ПРИБОРЫ ДЛЯ ОБСЛЕДОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Ознакомление с основными приборами для измерений прогибов, переме- щений, деформаций, для получения объективной информации о качестве мате- риала и состоянии основных несущих конструкций при обследовании зданий
(Согласно ГОСТ 22690.2-77, ГОСТ 22904-78 ГОСТ 17624-87.) представлены в таблице 4.1, 4.2.
Таблица 4.1