Header Image

Кто будет спорить с тем, что развитие строительной отрасли является важнейшей составляющей в процессе успешного развития экономики любого государства?

Подробнее ...
Возможно ли устроить галерею между существующими зданиями? Печать E-mail
31.05.2014 18:53

Необходимость в такой работе возникла в связи с появлением вопроса о возможности устройства галереи, соединяющей между собой два уже существующих здания.

Было проведено обследование технического состояния части первого здания в предполагаемом месте опирания галереи, установлена прочность кладки стен, выполнены их расчеты по несущей способности и деформациям. Также были проведены экспертизы проектов стальных конструкций галереи и железобетонных конструкций второго здания, на которые будет производиться опирание галереи. По итогам обследования и экспертиз было составлено заключение о возможности приложения дополнительных нагрузок на фундаменты обоих зданий.

Описание конструкций первого здания и результаты обследования
Здание было построено в начале ХХ века. Часть здания, на которую должна опираться галерея, возведена в середине ХХ века. Здание прямоугольное в плане с габаритами около 12х76 м. Габариты пристроенной части здания - 12х20 м. Здание имеет в высоту 3 этажа и чердак. Под старой частью здания имеется подвал.
Конструктивная схема пристроенной части здания - с продольными и поперечными несущими стенами и неполным каркасом.
Наружные стены выполнены из глиняного полнотелого кирпича полусухого прессования, имеющего размеры около 25х12х6,5 см, на смешанном растворе. Толщина торцевой стены, на которую непосредственно производится опирание галереи, составляет в уровне парапета 0,64 м, в уровне 1-3 этажа и чердака - 0,78 м. Стена за исключением уровня парапета, глухая.
С целью определения прочности кладки, кирпичи из нее были отобраны и испытаны на сжатие и изгиб, а также выполнена экспертная оценка прочности раствора. Кирпичи отбирались из верха стены, на которую будет непосредственно опираться распределительная железобетонная балка. Испытания на сжатие и изгиб производились в лабораторных условиях в гидравлическом прессе согласно ГОСТ 530-95 и ГОСТ 8462-85.

Прочность кирпича на сжатие определялась по формуле:
R=P/A;
где:
P - предельная нагрузка;
A - площадь поперечного сечения образца.

Прочность кирпича на изгиб определялась по формуле:
Rи=(3Pl)/(2bh2),
где:
P - предельная нагрузка;
b - ширина образца;
h - высота образца;
l=20 см – расстояние между опорами, на которые уложен кирпич.

Из испытаний следовало, что марка кирпича по прочности может быть принята М75.
С помощью молотка Шмидта была выполнена экспертная оценка прочности раствора в швах кладки, которая может быть принята соответствующей М25.
Качество кладки парапета, где определялись прочностные характеристики материалов, является удовлетворительным. В этой связи прочность кладки на сжатие может быть определена в соответствии с таблицей 2 СНиП-II-22-81, “Каменные и армокаменные конструкции. Нормы проектирования” и равняется 1,1 МПа.
С помощью молотка Шмидта и визуального обследования была проведена идентификация кирпича и раствора на других участках стены. Было установлено, что примененные там материалы соответствуют использованным в парапете стены, что позволяет распространить на них полученную информацию о прочности кладки.
В результате обследования в кладке стены существенных дефектов-трещин и размораживания обнаружено не было. Исключение составляет лишь участок стены с оконным проемом в уровне парапета, где кладка перемычки находилась в неудовлетворительном состоянии. Оконный проем следовало заложить кирпичом М100.
Кроме того, при устройстве железобетонных перекрытий между верхом перекрытий и кладкой стены в уровне чердака обнаружен зазор, который необходимо было зачеканить цементно-песчаным раствором марки 100.
Плиты перекрытий железобетонные, находились в удовлетворительном состоянии. Кубиковая прочность бетона, определенная с помощью молотка Шмидта, оказалась равной 16,6 МПа

Расчет торцевой поперечной стены по несущей способности
Напряжения, действующие в поперечной стене, определялись из расчета стены методом конечного элемента на компьютере. Кладка стены аппроксимировалась плоскими конечными элементами оболочки с шестью степенями свободы в узлах. Стена принималась защемленной в основании.
Согласно СНиП II-22-81 «Каменные и армокаменные конструкции» конструктивная схема здания принимается жесткой. Исходя из этого, горизонтальные перемещения стены из её плоскости в уровне перекрытий ограничиваются путем наложения горизонтальных связей.

Модуль упругости кладки определялась по формуле:
Е=α•Ru,
где:
α - упругая характеристика кладки, принимаемая для кирпича полусухого прессования равной 500;
Ru - временное сопротивление кладки сжатию, определяемое по формуле:
Ru=2•R,
где R - расчетное сопротивление кладки сжатию, равное 11 кгс/см2.

Модуль упругости бетона принимается для класса В25.
Было выполнено два варианта расчета - при направлении горизонтального усиления от конструкции галереи, действующего в плоскости стены, по двум противоположным направлениям.

Проверка несущей способности кладки стены производилась по формуле (13) СНиП II-22-81 на полученные из компьютерного расчета усилия N для отдельных участков стены:
N≤mgφ1RAсω;
Aс=A(1-2e0/h);
φ1=(φ+φc)/2;
где:
R - расчетное сопротивление кладки сжатию;
A - площадь сечения элемента;
h - высота сечения в плоскости действия изгибающего момента;
e0 - эксцентриситет расчетной силы N относительно центра тяжести сечения;
φ - коэффициент продольного изгиба для всего сечения в плоскости действия изгибающего момента, определяемый по расчетной высоте элемента l0 по табл. 18 СНиП II-22-81.
φc - коэффициент продольного изгиба для сжатой части сечения, определяемый по фактической высоте элемента Н по табл. 18 в плоскости действия изгибающего момента при отношении λс=Н/hc
hc - высота сжатой части поперечного сечения Aс в плоскости действия изгибающего момента.
mg - коэффициент, равняется 1 при h≥30 см.
ω - коэффициент, определяемый по формулам, приведенным в табл. 19 СНиП II-22-81.
 
φ=1, λс=4.5, φc=0.95, φ1=0,98,
е=(b/2-1/3х12)+есл=37.5-4+2=35.5 см.

Проверка I участка стены:
N=110 т.
N1=4.85 т.
М=N1хе=4.85х35.5=172 тхсм.
е0=172/110.4=1.6 см.
А=75х485=36000 см2.
Aс=36000(1-2х1.6/75)=34000 см2.
hc=75-2х1.6=71.8 см.
ω=1+0.016/0.75=1.02
110415≤1х0.98х11х34000х1.02
110415≤373850 кгс.

Проверка II участка стены:
N=153 т.
N1=6 т.
М=N1хе=6х35.5=213 тхсм.
е0=213/153=1,4 см.
А=75х600=45000 см2.
Aс=45000(1-2х1.4/75)=43000 см2.
hc=75-2х1.4=72,2 см.
ω=1+0.014/0.75=1.02
153417≤1х0.98х11х45000х1.02
153417≤472811 кгс.
Из расчета следовало, что несущая способность кладки стены на действие приложенных к ней нагрузок, включая нагрузку от проектируемой галереи, обеспечена.

Расчет по образованию трещин разнозагруженных участков стен
Трещины между отдельными разнозагруженными участками стены могут возникнуть вследствие среза от разности вертикальных деформаций. Расчет производился в соответствии с «Пособием по проектированию каменных и армокаменных конструкций» и СНиП II-22-81.

Поэтажный сбор вертикальных нагрузок для участка I:
N1=98.91x4.85+4.85x0.2x600+3.6x(2.08+2x0.2+1.64)x1800+4.85x1000=32610 кгс;
N2=N1+3.6x(3.25+0.2)x1800+4.85x1000=598166 кгс;
N3=N2+3.6x(3.4+0.2)x1800+4.85x1000=87994 кгс;
N4=N3+3.6x(3.26+0.2)x1800=110415 кгс;

Определение напряжений в кладке для участка I, σ:
σI1=32610/3.6=0.9 кгс/см2
σI2=59816/3.6=1.7 кгс/см2;
σI3=87994/3.6=2.4 кгс/см2;
σI4=110415/3.6=3.1 кгс/см2;

Определение свободной деформации первой стены δ:
δI=∑(σIixhi)/EIi+δусI,
где:
σIi - напряжения в кладке первой свободно стоящей стены в i-м этаже,
hi - высота i-го этажа,
EIi - модуль деформации кладки первой стены на i-м этаже.

Модули упругости, входящие в формулу, определяются по формуле:
EiIixRi,
где:
Ri - средний предел прочности кладки первой или второй стены данного этажа, принимаемый согласно п. 3.15 для кладки, возводимой в летних условиях;
αIi - характеристика деформаций, которая зависит от материала кладки и учитывает полные деформации кладки (за исключением деформаций усадки)
EIIi - модуль деформаций кладки второй стены на i-м этаже.
δусI, δусII - абсолютные деформации усадки первой и второй стены, вычисленные по относительным значениям усадок материалов стен. Деформации усадки кладки из глиняного обожженного кирпича незначительны и не учитываются при расчете.

Разность деформаций стен должна удовлетворять условию:
δIII≤δпр.
где:
δI - абсолютная свободная деформация одной из стен;
δII - то же, второй стены;
δпр - предельная допустимая разность деформаций согласно табл. 49
ЕI=300x11=3300 кгс/см2
δI1=(0.9x412)/3300=0.11 см;
δI2=(1.7x345)/3300=0.18 см;
δI3=(2.4x360)/3300=0.26 см;
δI4=(3.1x346)/3300=0.33 см;
δI=0.11+0.18+0.26+0.33=0.88 см;

Поэтажный сбор вертикальных нагрузок для участка II:
N1=98.91x6+6x0.2x600+4.5x(2.08+2x0.2+1.64)x1800+6x1000=56286 кгс;
N2=N1+4.5x(3.25+0.2)x1800+6x1000=90321 кгс;
N3=N2+4.5x(3.4+0.2)x1800+6x1000=125391 кгс;
N4=N3+4.5x(3.26+0.2)x1800=153417 кгс;

Определение напряжений в кладке для участка II, σ:
σII1=56286/4.5=0.9 кгс/см2;
σII2=90231/4.5=2.01 кгс/см2;
σII3=125391/4.5=2.79 кгс/см2;
σII4=153417/4.5=3.4 кгс/см2;

Определение свободной деформации для участка II, δ:
ЕII=300x11=3300 кгс/см2
δII1=(0.9x412)/3300=0.11 см;
δII2=(2.01x345)/3300=0.21 см;
δII3=(2.79x360)/3300=0.3 см;
δII4=(3.4x346)/3300=0.36 см;
δII=0.11+0.21+0.3+0.36=1.03 см;

Поэтажный сбор вертикальных нагрузок для участка III:
N1=98.91x4+2x2x0.2x600+1.5(2.08+2x0.2)x1800+4x1000=11571 кгс;
N2=N1+1.5(3.25+0.2)x1800+4x1000=24995 кгс;
N3=N2+1.5(3.4+0.2)x1800+4x1000=38715 кгс;
N4=N3+1.5(3.26+0.2)x1800=48057 кгс;

Определение напряжений в кладке для участка III, σ:
σIII1=11571/1.5=0.8кгс/см2;
σIII2=24995/1.5=1.7кгс/см2;
σIII3=38715/1.5=2.6кгс/см2;
σIII4=48057/1.5=3.2кгс/см2;

Определение свободной деформации для участка III, δ:
ЕIII=300x11=3300 кгс/см2
δIII1=(0.8x412)/3300=0.1 см;
δIII2=(1.7x345)/3300=0.18 см;
δIII3=(2.6x360)/3300=0.28 см;
δIII4=(3.2x346)/3300=0.34 см;
δIII=0.1+0.18+0.28+0.34=0.9 см;

Вывод:
δIII≤δпр
8.8-10.3≤7 мм
условие выполняется.

δIIIII≤δпр
10.3-9≤7 мм
условие выполняется.

δIIII≤δпр
8.8-9≤7 мм
условие выполняется.

Максимальная разность вертикальных перемещений оказалась между двумя смежными участками торцевой стены и составила 1,5 мм, что меньше предельного допускаемого значения, равного 7 мм.
Между торцевой и продольными стенами разность вертикальных деформаций не превысила 1,3 мм.
Таким образом, вследствие приложения дополнительной нагрузки от галереи, трещины в стенах не возникнут.

Выводы и рекомендации
1. Несущая способность и устойчивость конструкций и оснований данных зданий, на которые должно производиться опирание проектируемой галереи, с учетом приложения дополнительных нагрузок от галереи, являются обеспеченными.
2. Принятые проектные решения конструкции галереи и узлов её опирания с учетом сделанных замечаний могут быть рекомендованы к утверждению.

 
Free template "Frozen New Year" by [ Anch ] Gorsk.net Studio. Please, don't remove this hidden copyleft! You have got this template gratis, so don't become a freak.