Header Image

Для всех очевидно, что в строительной отрасли должны работать законы, устанавливающие долгострочный «порядок вещей», своего рода «правила игры» на строительном рынке.

Подробнее ...
Техническое состояние сводов перекрытия над подвалом Печать E-mail
05.06.2014 02:51

Исследование и рекомендации по безопасной эксплуатации перекрытия в подвале.

В задачи исследования входило:
- детальное обследование сводов;
- составление плана перекрытия со сводами на обследуемом участке;
- составление карты дефектов сводов;
- оценка прочностных характеристик материалов свода;
- вскрытие свода и определение конструкции узла опирания свода на стальные продольные балки;
- определение толщины и состава пола по своду;
- расчеты сводов на вертикальную нагрузку;
- оценка несущей способности свода на существующие нагрузки;
- установление причин возникновения дефектов в сводах;
- разработка рекомендаций по усилению сводов.

Обследованию подлежали три свода, имеющие продольные трещины в штукатурном слое. На первом этаже на участках, где расположены обследуемые своды, располагался обеденный зал ресторана.

Результаты обследования
Проведенным обследованием было установлено, что перекрытие над подвалом на подлежащих обследованию участках выполнено из пологих цилиндрических сводов, опирающихся своими продольными сторонами на металлические двутавровые балки. Пролет волны обследуемых сводов составил 1,2 м, стрела подъема - 0,16 м.
Было установлено, что своды выполнены из монолитного бетона с заполнителем из кирпичного щебня. В качестве вяжущего использовалась известь. Толщина свода составляет ~23 cм. Своды выполнялись по деревянной опалубке из досок, следы которых хорошо видны на нижней поверхности сводов после снятия слоя штукатурки.
Своды опирались продольными сторонами на стальные балки двутаврого сечения. Высота балки равна 28 см. Ширина полки тавра составляет 10 см. Стальные балки сводов опирались по двум сторонам на поперечные стальные балки, в свою очередь опирающиеся на кирпичные стены.
На нижней поверхности подлежащих обследованию сводов были обнаружены отслоения штукатурного слоя с образованием в этом слое продольных трещин. Под штукатурным слоем трещины обнаружены не были. В то же время вдоль продольной оси сводов произошло отслоение нижнего слоя известкового раствора толщиной в 1-2 см. Под отслоившимся раствором бетон на глубину в несколько сантиметров имел более низкую прочность, чем на соседних участках.
Сквозь пробуренные отверстия была замерена толщина свода и лежащего на нем пола. Стальные балки сводов находились в неудовлетворительном состоянии. Причиной тому являлась коррозия металла, достигавшая в ряде мест 30%.

Расчет сводов на вертикальную нагрузку
Расчет сводов выполнялся на вертикальную нагрузку от собственного веса свода, уложенного по нему пола и временной нагрузки. Временная нагрузка принималась по СНиП 2.01.07-85* и составила для обеденных залов ресторанов 300 кг/м2 при коэффициенте надежности по нагрузке 1,3.
Расчет выполнялся по программе "ЛИРА", реализующей метод конечных элементов. Рассчитывались следующие основные варианты:
- отдельно стоящие своды с различными граничными условиями на опоре (с шарнирным опиранием на стальные продольные балки, с защемлением на опоре, и т. д.)
- многоволновый свод с ограничением перемещений по горизонтали крайних балок крайних сводов при различных вариантах нагружения сводов (одновременное нагружение всех сводов временной нагрузкой, нагружение только части сводов).
Своды аппроксимировались конечными элементами оболочки, стальные балки - конечными элементами стержня.
Было установлено, что в отдельно стоящем своде независимо от граничных условий на опорах нижняя зона в замке свода всегда растянута, а верхняя сжата. При такой схеме в замке свода в случае приложения нагрузок, превышающих приложенные на момент исследования, снизу могли бы образоваться продольные трещины. В то же время это не могло бы привести к выпучиванию и отслоению нижнего слоя раствора и раздроблению там бетона. Такое разрушение говорит о действии сжимающих усилий в нижних волокнах в замке свода. Эти усилия должны быть направлены в поперечном направлении свода. Такое становится возможным при расчете свода с учетом совместной работы с другими сводами. При этом временная нагрузка, прикладываемая к рассматриваемому своду, должна быть значительно меньше, чем к другим сводам. В этом случае под влиянием усилий от распора соседних сводов рассматриваемый свод сжимается в поперечном направлении. Это вызывает подъем свода в его замке с появлением снизу сжатых волокон.
Следует отметить, что на протяжении всего срока эксплуатации здания (а это не менее 100 лет) функциональное назначение помещений и их планировки многократно изменялись. В этой связи за время эксплуатации сводов к ним прикладывались нагрузки в самых различных сочетаниях. Таким образом, аналогичные описываемым дефекты в сводах могли появиться и ранее. Ко времени обследования ситуация могла усугубиться за счет возможного увеличения нагрузки на своды при выполнении всевозможных перепланировок и продолжающейся коррозии стальных балок.

Расчет балки на вертикальную нагрузку
Металлическая балка двутаврового сечения.
Определение напряжения в балке:
σ=M/Wx, где σ – напряжения, возникающие в балке (кг/см2).
Wx=490 – момент сопротивления двутавра (см3).
М=ql2/8 – изгибающий момент в  балке (кг*см).
l = 5,8 м = 580 см – пролет балки.
q=18 кг/см – равномерно-распределенная нагрузка на балку.
М =(18 кг/см*(580см)2)/8 = 756900 кг*см.
Вследствие коррозии, составляющей не менее 30% от сечения, момент сопротивления балки принимаем 0,7* Wx=0,7*490=343 см3.
σ=M/Wx=756900 кг*см/343 см3=2206,7 кг/см2
220,67 МПа>R=160 МПа.
Таким образом, несущая способность балки является недостаточной.

Выводы и рекомендации
1. Три обследованных в соответствии с техническим заданием свода находятся в неудовлетворительном состоянии вследствие коррозии стальных балок, на которые опираются своды, и разрушения нижней поверхности сводов в их замковой части на глубину 2-5 см.
2. Вследствие коррозии металлических балок, составляющих не менее 30% от сечения, их несущая способность является недостаточной.
3. Причиной разрушения бетона сводов является их перегрузка, а причиной коррозии стальных балок - имевшая на протяжении всего периода эксплуатации повышенная влажность в подвальных помещениях и вероятные протечки.
4. С целью исключения аварийной ситуации рекомендуется:
- выполнить усиление балок сводов путем подводки под них дополнительных продольных балок;
- с целью восприятия распора от соседних сводов рекомендуется по всем сводам выполнить поперечные затяжки;
- выполнить антикоррозионную защиту стальных элементов;
- выполнить противопожарную защиту стальных балок сводов.
5. Ограничить нагрузку на перекрытия первого этажа величиной 30 МПа.
6. Учитывая, что и другие своды находятся в аналогичных условиях эксплуатации рекомендуется выполнить их обследование и при необходимости произвести усиление.
7. Работы по усилению сводов и балок перекрытия, на которые они опираются, следует выполнять по специально разработанным проектам, включая проект производства работ.

 
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.