Определение характеристик материалов усиливающей конструкции
Восстановление работоспособности простенка с использованием стальной обоймы. Расчет стальной обоймы. Разработка организационно-технологических решений при устройстве стальной обоймы. Определение категории технического состояния конструктивного элемента.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 08.02.2019 |
| Размер файла | 1,5 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
- Общие сведения
- Определение характеристик материалов усиливающей конструкции
- Восстановление работоспособности простенка с использованием стальной обоймы
- Расчет стальной обоймы
- Разработка организационно-технологических решений при устройстве стальной обоймы
- Список источников
Общие сведения
В процессе эксплуатации зданий и сооружений, в результате различного рода воздействий (нарушения, допущенные при возведении зданий и сооружений, использование некачественных материалов, нарушение условий эксплуатации, климатические воздействия, старение материалов конструкций и т.д.), происходит возникновение и накопление различного рода дефектов и повреждений. В частности, в простенках каменных зданий наблюдается образование нормальных и наклонных трещин, разрушение кирпича, растворного слоя и т.п.
Образующиеся дефекты и повреждения оказывают значительное влияние на несущую способность как отдельных поврежденных конструктивных элементов, так и всего здания в целом, что в свою очередь не позволяет обеспечить его нормальную эксплуатацию.
Дефект
Рис.1. Наклонная трещина (25 мм)
Определение характеристик материалов усиливающей конструкции
Согласно приложения 1, определяем категорию технического состояния конструктивного элемента:
фактическое техническое состояние простенка, наиболее близко соответствует описанию, приведенному в п.3. приложения 1, в соответствии с которым характеризуем техническое состояние простенка, изображенного на рис.1, как "Ограниченно-работоспособное состояние". Для восстановления работоспособности таких элементов необходимо проведение мероприятий по восстановлению или усилению конструкции.
По приложению 2, с учетом различных требований, определяем наиболее подходящий вид материала обоймы (при этом учитываем, что простенок находится в жилой комнате):
исходя из условия минимизации воздействия на жилое помещение, для усиления простенка первоначально задаемся наиболее малогабаритными конструкциями обойм: стальной, штукатурной и обоймой из углеволоконных материалов;
учитывая то обстоятельство, что при устройстве штукатурной обоймы имеют наличие "мокрые" строительные процессы, в связи с чем необходима остановка функционирования помещения на время производства работ, что невозможно (выселение жильцов на время производства работ по усилению простенка не допускается). По этой причине выбираем стальную обойму и обойму из углеволоконных материалов, устройство которых возможно без остановки функционирования помещения;
по технико-экономическим показателям, из двух оставшихся вариантов (стальная обойма и обойма из углеволоконных материалов) для усиления простенка выбираем стальную обойму.
стальная обойма конструктивный элемент
Восстановление работоспособности простенка с использованием стальной обоймы
Определим требования к материалу конструкции стальной обоймы, в соответствии с требованиями, указанными в приложениях 8-11:
согласно приложения 8, исходя из условия, что поврежденный простенок находится в жилой комнате многоэтажного здания, определяем степень агрессивного воздействия газовой среды, а именно: для помещения с нормальным влажностным режимом и воздействии газов группы "В", определяем, что внутри помещения среда характеризуется как "неагрессивная". Поскольку зона влажности задана как "Нормальная", то при воздействии газов группы "А", определяем, что наружная среда характеризуется как "слабоагрессивная". Для дальнейших расчетов принимаем наихудший вариант, воздействующий на обойму, а именно: эксплуатационную среду как "слабоагрессивную";
по приложениям 9 определяем, что для стальной обоймы, эксплуатируемой в слабоагрессивной среде необходимо выполнить очистку поверхности стальных конструкций степени "2". Используя рекомендации приложения 10, для очистки поверхности стальных элементов перед нанесением защитного состава принимаем механизированную очистку (вращающимися щетками), а также с использованием шлифовальных шкурок);
согласно приложения 11 определяем, что для стальной обоймы, эксплуатируемой в слабоагрессивной среде, в качестве защитного покрытия необходимо использовать лакокрасочное покрытие группы "II". Используя интернет-ресурсы, выбираем защитное лакокрасочное покрытие на акриловой основе (учитывая его возможность эксплуатации внутри жилого помещения) - антикоррозийную краску по металлу "АнтиРжавчинаМеталлСупер-777". При этом необходимо проверить соответствие принятого покрытия требованиям Главы II, Раздел 5 "Требования к товарам бытовой химии, лакокрасочным материалам" [10], на возможность его использования в помещении данного назначения.
Расчет стальной обоймы
Для выполнения расчетов по определению остаточной несущей способности поврежденного простенка и усиливающей его обоймы, используем методику, приведенную в [4].
Для усиления используем стальную обойму. Стальная обойма представляет из себя следующее:
по углам усиливаемого элемента устанавливаются на жестком цементно-песчаном растворе вертикальные опорные уголки, к которым крепятся на сварке поперечные хомуты из полосовой стали или круглых стержней. Расстояние между осями хомутов должно быть не более меньшего размера сечения кладки простенка и не больше 500 мм. Стальная обойма должна быть защищена от коррозии составами, определенными выше, или слоем цементного раствора, согласно указаний приложения 14.
Расчет элементов каменных конструкций стен, усиленных стальной ненапрягаемой обоймой, при центральном сжатии производится по формуле:
Где = 1, = 1 при центральном сжатии,
N - продольная сила от расчетной нагрузки;
Aкл - площадь сечения усиливаемого элемента;
As1 - площадь сечения продольных уголков стальной обоймы;
Asw - площадь сечения поперечных планок стальной обоймы;
Rsw - расчетное сопротивление поперечных планок;
Rsc - расчетное сопротивление стальных уголков;
R - расчетное сопротивление кладки сжатию;
- коэффициент продольного изгиба;
mq = 1 при h 30 см;
mk - коэффициент условий работы кладки, принимаемый по приложению 15;
mb - коэффициент условий работы бетона (mb =1 - при передаче нагрузки на обойму и наличии опоры снизу, обоймы; mb =0,7 - при передаче нагрузки на обойму и отсутствии опоры снизу обоймы; mb =0,35 - без непосредственной передачи нагрузки на обойму);
- процент армирования хомутами или поперечными планками
;
S - расстояние между осями поперечных планок стальных обойм (Sh, Sb, S50 см);
h, b - размеры сторон усиливаемого элемента.
Пример расчета
(исходные данные принимаются согласно индивидуального задания):
Марка кирпича - М75.
Марка раствора - М75.
Сечение простенка каменной стены b?h = 710?710 мм.
Высота простенка l = 1500 мм;
Коэффициент mg=1.
Усилие, действующее на простенок Nд=2000кН
1. Предварительно назначаем характеристики элементов стальной обоймы:
площадь сечения продольных уголков (L80х8) As1 = 4х1211 мм2 = 4844 мм2;
площадь сечения поперечных элементов (-50х5) Asw = 250 мм2;
шаг поперечных планок по вертикали принимаем S = 300 мм;
расчетное сопротивление металла поперечных планок Rsw = 150 МПа;
расчетное сопротивление металла вертикальных уголков Rsc = 190 МПа;
2. Гибкость элемента каменной кладки
л=1500/710=2,11
3. По табл. 19 [5], или приложению 12 методических указаний. определяем
ц = 1
4. По таблице 2 [5] или приложению 13 методических указаний. определяем расчетное сопротивление кладки
R = 1,4 МПа
5. Определяем процент армирования
=0,469%
6. Коэффициенты
ш = 1, з = 1
7. Коэффициент снижения несущей способности усиливаемого элемента принимаем по приложению 15
m k = 1
8. Проверка соответствия принятого шага планок обоймы конструктивным требованиям.
Расстояние между осями хомутов должно быть не более меньшего размера сечения кладки простенка и не больше 500 мм
9. Площадь поперечного сечения кладки
Aкл = 710 Ч 710 = 504100 мм2
10. Определяем несущую способность каменной кладки, усиленной стальной обоймой
190*4844=2034421Н=2034,42кН
11. Выполняем проверку условия обеспечения несущей способности усиливаемого элемента.
2000кН>2034,42кН
При этом, для оптимизации технико-экономических параметров конструкции усиления, необходимо, чтобы разница между сравниваемыми параметрами была не более 10 %.
Вывод: Nд больше N не более 10%.
12. Конструирование стальной обоймы.
конструкцию обоймы с "фасадной" стороны усиливаемого элемента, с указанием оконных или дверных проемов (пример на рис.10);
сечение по усиленному элементу (разработать самостоятельно);
узел верхнего стыка усиленного элемента с перемычкой проема (пример на рис.10).
На схемах необходимо обозначить: все элементы конструкции усиления; размеры, привязки, сварные швы с обозначением их катетов, исходя из конструктивных требований. Также при конструировании обоймы необходимо учесть технологические требования по доступности стыков и узлов обоймы для наложения сварных швов и т.п.
Рис.2. Пример оформления схемы усиления столба стальной обоймой.
Разработка организационно-технологических решений при устройстве стальной обоймы
Металлическая обойма - это строительная металлоконструкция, которая предназначена для усиления столбов и усиления стен (простенков, перегородок). Это самый простой способ усиления столбов и усиления стен. Металлическая обойма из стали состоит из вертикальных металлических стоек (для столбов удобнее использовать стойки - уголки, для стен возможно применить швеллер). Вертикальные стойки плотно прижимаются к поверхности стены.
До установки вертикальных стоек необходимо:
· произвести демонтаж окон,
· очистить поверхность стены от мусора,
· сбивают штукатурку и выравнивают поверхность стены.
· При необходимости это достигается сбиванием выступающих кирпичей, устройством неглубокой штробы или покрытием нужных участков стены тонким слоем прочного раствора.
Перед тем как очищать кирпичную стену от штукатурки, нужно позаботиться о защите глаз, органов дыхания и тела от строительной пыли. Если поверхность обрызгать водой, пыли будет меньше. Применение электроинструмента ускоряет и облегчает процесс работы на больших по площади поверхностях. Инструмент понадобится с режимом отбойного молотка. Далее, следует надеть насадку и, держа перфоратор под углом 80 градусов, отбить раствор. Затем, надлежит сместить угол наклона до 40 градусов, вести по стене, очищая все большую поверхность. В ходе работ следить, чтобы не повредился основной материал, из которого выстроена стена. Убирать мусор нужно сразу. Большие куски складывают в мешки, затем выносят и выбрасывают в строительные контейнеры.
Снаружи производиться разборка вентфасада, снимается керамогранитная плита и сам утеплитель в месте усиления простенка.
Глубокие щели заделывают штукатурным раствором в несколько этапов: забивают раствор вглубь трещины, ждут его высыхания; заполняют щель на 2/3, после высыхания заполняют оставшийся объем
При установке стальной обоймы ее включение в работу обеспечивают инъецированием раствора в зазоры между стальными элементами и кладкой. Полная монолитность конструкции будет достигнута путем оштукатуривания высокопрочными цементно-песчаными растворами с добавкой пластификаторов для большей адгезии кладки и металлоконструкций.
Стальная обойма состоит из двух основных элементов - стальных вертикальных уголков, которые устанавливаются по углам простенков или столбов на цементном растворе, и хомутов из полосовой или круглой стали.
Устройство стальной обоймы:
Необходимо:
Стержни арматурные, диаметром 12 миллиметров.
Поперечные металлические полоски, сечение шириной до 6 сантиметров, толщиной - до 12 миллиметров.
Профильные уголки
На растворе по углам площади, предназначенной для усиления, устанавливаются вертикальные уголки.
Крепятся полосы с шагом не более 50 сантиметров.
Продольные уголки выбираются длиной, равной высоте усиливаемой конструкции.
На уголки накладывается металлическая сетка, для улучшения прочности конструкции.
Цементный раствор должен быть толщиной до 3 сантиметров, чтобы защитить металл от коррозии.
Для предотвращения коррозии используют окраску лакокрасочными составами.
Грунтовку наносят на очищенную и сухую поверхность, она не должна иметь на окрашиваемой поверхности пропусков, подтеков и других дефектов, поэтому она наносится тонкими слоями (желательно не менее двух). На подготовленное грунтовкой основание наносят основные слои окраски. Количество слоев определяют в зависимости от назначения покрытия, технологического процесса нанесения, свойств защищаемого материала и условий эксплуатации покрытия Нанесение покрытия несколькими слоями сводит к минимуму проникновение агрессивной среды через возможные поры одного и даже двух слоев. Покрытие одним слоем большой толщины приводит, как правило, к появлению трещин, нарушению сплошности покрытия и плохой прилипаемости (адгезии) к основанию. При многослойном нанесении покрытия каждый последующий слой наносят после полного высыхания и отвердения предыдущего. Окраску производят механизированным и ручным способами. При механизированном способе используют пневматические или механические распылители. При окраске малых форм, конструкций решетчатой структуры, в труднодоступных местах во избежание больших потерь лакокрасочных материалов более предпочтительна ручная окраска.
При усилении каменной кладки контролю подлежат:
· качество подготовки поверхности каменной кладки;
· соответствие конструкций проекту;
· качество сварки крепежных деталей после напряжения элементов конструкций;
· наличие и качество антикоррозионной защиты конструкций усиления.
Для восстановления прежнего облика здания будет необходимо произвести восстановления вентфасада:
· на основу монтируется обрешетка;
· укладывается утеплитель;
· укладывается ветрозащитный мембранный слой, который также послужит гидроизоляцией;
· после монтируется еще одна обрешетка, на которую устанавливается финишная облицовка.
Между утеплителем и внутренней стороной облицовки есть воздушная прослойка, за счет этого утеплитель не напитывается влагой и дольше сохраняет свои теплоизоляционные свойства. Воздух свободно циркулирует, так что конденсат убирается со всех частей конструкции, что предотвращает коррозию и гниение.
Инструменты:
· профили каркаса;
· ветрозащитная водонепроницаемая мембрана;
· облицовочный материал;
· тарельчатые дюбели;
· перфоратор;
· антисептик;
· теплоизоляция;
· паронитовая прокладка;
· кронштейны;
· шуруповерт;
· анкерные дюбели.
Внутри помещения, простенок выравнивают, наносят насечки, грунтуют, для лучшего сцепления наносят сетку и штукатурят стену, затем, производят: покраску, оклейку обоями или плиткой.
Инструменты.
Уровень. Строительный уровень помогает точно выдерживать горизонталь и вертикаль в конструкциях. Существуют водяные, лазерные и другие модели. Необходимо следить за целостностью инструмента, в противном случае появятся дефекты в конструкции.
Рулетка. Строительная рулетка удобна в переноске и позволяет выполнять замеры в любом месте. Также с ее помощью можно делать грубые замеры заготовок. Цена деления - 1 миллиметр. Средняя длина - 5 метров.
Молоток. Это изделие необходимо при работах с любыми материалами. Лучше, если это будет слесарный молоток, у которого на одном конце - бита, а на другом - гвоздодер. Такой инструмент будет полезен, как при монтаже, так и при демонтаже.
Пила или лобзик. Эти изделия понадобятся для придания материалам нужных параметров. Следует обращать внимание на длину зубьев на дюйм. Рабочая часть должна быть оптимальна для работы с конкретным материалом.
Отвертка или шуруповерт. Эти изделия понадобятся для установки крепежных деталей. Рабочий конец должен соответствовать шурупам, чаще это крестообразные отвертки.
|
Этапы работ |
Контролируемые операции |
Контроль (метод, объем) |
|
|
Подготовительные работы |
Проверить: |
||
|
- очистку поверхности от грязи, пыли, копоти, жировых и битумных пятен, выступивших солей; |
Визуальный |
||
|
- выполнение провешивания вертикальных и горизонтальных поверхностей; |
Визуальный, измерительный |
||
|
- установку съемных марок и маяков; |
Визуальный |
||
|
- смачивание кирпичных поверхностей водой при работе в сухую погоду и при температуре +23°С и выше; |
То же |
||
|
- влажность стен и температуру воздуха (в зимнее время). |
Визуальный, измерительный |
||
|
Штукатурные работы |
Контролировать: |
||
|
- равномерность нанесения по поверхности с обеспечением сплошности покрытия; |
Визуальный, измерительный |
||
|
- среднюю толщину обрызга, грунта, намета; |
То же |
||
|
- соблюдение технологических режимов нанесения слоев штукатурки; |
Визуальный |
||
|
- вертикальность, горизонтальность штукатурного слоя; |
Визуальный, измерительный |
||
|
- радиусы кривизны поверхности; |
Измерительный |
||
|
- ширину откосов; |
То же |
||
|
- качество поверхности штукатурки. |
Визуальный |
||
|
Приемка выполненных работ |
Проверить: |
||
|
- прочность сцепления штукатурки с основанием; |
Визуальный |
||
|
- качество оштукатуренных поверхностей. |
То же |
Список источников
1. ГОСТ 31937-2011 Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния.М. 2014.
2. СП 28.13330.2012 "Защита строительных конструкций от коррозии". Актуализированная редакция СНиП 2.03.11-85. М., 2012.
3. ГОСТ 9.402-2004 "Единая система защиты от коррозии и старения".М. 2006.
4. Пособие по расчету усиления поврежденных конструкций. Соколов Б.С., Антаков А. Б.
5. СП 15.13330.2012 "Каменные и армокаменные конструкции". Актуализированная редакция СНиП II-22-81*. М., 2012
6. СП 48.13330.2011 "Организация строительства". Актуализированная редакция СНиП 12-01-2004. М.,
7. СП 70.13330.2012 "Несущие и ограждающие конструкции". Актуализированная редакция СНиП 3.03.01-87. М.
8. МДС 12-29.2006 "Методические рекомендации по разработке и оформлению технологической карты".М. ЦНИИОМТП, 2006.
9. СП 63.13330.2012 "Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003”. М., 2013.
10. "Единые санитарно-эпидемиологические и гигиенические требования к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю)". Утверждены Решением Комиссии Таможенного союза 28.05.2010 № 299.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Рассмотрение технологических требований к стальной ферме покрытия. Определение расчетной нагрузки. Статический расчет плоской фермы. Унификация и расчет стержней. Конструирование монтажных стыков; выявление деформативности проектированного покрытия.
курсовая работа [698,1 K], добавлен 02.06.2014Компоновка конструктивной схемы каркаса. Статистический расчет одноэтажной однопролетной рамы. Расчеты и конструирование стальной стропильной фермы. Определение разных нагрузок, действующих на ферму. Расчет и проверка устойчивости ступенчатой колонны.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 03.11.2010Расчет и подбор сечения круглого и прямоугольного профиля из брусьев ходовых размеров для деревянной балки. Определение прочности балки из сталефибробетона по нормальным напряжениям. Подбор стальной двутавровой балки по величине момента сопротивления.
курсовая работа [353,7 K], добавлен 29.11.2011Определение компоновочных размеров поперечной рамы стального каркаса здания. Расчёт стропильной фермы, составление схемы фермы с нагрузками. Определение расчётных усилий в стержнях фермы. Расчёт и конструирование колонны. Подбор сечения анкерных болтов.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 15.04.2019Методика определения и построения схемы стропильной фермы. Особенности статического расчета рамы с помощью программы "METAL". Принципы конструирования узла сопряжения верхней части колонны с нижней (подкрановой траверсы), в том числе проверка ее сечения.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 23.12.2010Назначение здания, место строительства, кладочный материал. Расчет и конструирование каменного элемента наружной стены, армокаменного элемента по внутренней оси. Нагрузки, действующие на здание. Усиление стальной обоймой внецентренно сжатого элемента.
курсовая работа [759,9 K], добавлен 27.08.2012Компоновка поперечной рамы. Проведение расчета нагрузок на нее, статического расчета с использованием программы SCAD "Расчет плоских стержневых систем". Конструирование подкрановой балки. Проектирование колонны. Определение нагрузок на стропильную ферму.
курсовая работа [188,2 K], добавлен 07.02.2010Расчет стального настила, базы колонны. Расчет опирания главной балки на колонну. Расчет стальной стропильной фермы покрытия промышленного здания. Сбор нагрузок на покрытие. Расчетная схема фермы и определение узловых нагрузок, усилий в элементах фермы.
курсовая работа [519,8 K], добавлен 13.10.2011Определение основных размеров поперечной рамы цеха. Определение нагрузок на раму. Заполнение бланка исходных данных для ЭВМ. Определение расчетных усилий в сечениях рамы. Определение невыгодных сочетаний усилий для сечений колонны и анкерных болтов.
курсовая работа [959,7 K], добавлен 17.02.2016Объемно-планировочное решение здания. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций. Сбор нагрузок на фундамент. Наружная и внутренняя отделка. Анализ конструктивных решений узлов примыкания балок к колоннам в стальных каркасах. Расчет узла опирания.
дипломная работа [3,9 M], добавлен 10.04.2017Разработка одноэтажного здания с расчетной сейсмичностью 7 баллов. Определение сейсмичности строительной площадки, горизонтальных нагрузок и усилий от них. Антисейсмические мероприятия при строительстве здания и оценка их практической эффективности.
контрольная работа [145,2 K], добавлен 21.06.2009Четырехэтажное транспортное сооружение закрытого типа. Определение нагрузок перекрытия. Компоновка металлической балочной клетки. Расчет и конструирование монолитной железобетонной плиты и вспомогательной и главной стальной балки, колонны и ее базы.
курсовая работа [385,5 K], добавлен 25.12.2010Безраспорные конструкции покрытий. Железобетонные балки и фермы покрытий. Металлические и стальные фермы покрытий. Узлы нижнего пояса стальных ферм. Металложелезобетонные и металлодеревянные фермы. Распорные и подстропильные конструкции покрытий.
презентация [5,9 M], добавлен 20.12.2013Компоновка конструктивной схемы каркаса. Расчет поперечной рамы каркаса. Конструирование и расчет колонны. Определение расчетных длин участков колонн. Конструирование и расчет сквозного ригеля. Расчет нагрузок и узлов фермы, подбор сечений стержней фермы.
курсовая работа [678,8 K], добавлен 09.10.2012Конструктивное решение здание. Наружная и внутренняя отделка. Расчет стального прогона. Конструирование фермы. Технология выполнения строительного процесса. Определение объемов земляных работ. Проектирование временного водоснабжения и электроснабжения.
дипломная работа [6,3 M], добавлен 09.12.2016Изготовление бетонной многопустотной панели покрытия. Расчет и конструирование продольной и поперечной стальной арматуры. Армирование панели сварными сетками из проволоки, в верхней и нижней полках. Расчет по прочности, определение прогибов и деформации.
курсовая работа [206,5 K], добавлен 26.01.2011Компоновка конструктивной схемы каркаса здания. Расчет поперечной рамы. Вертикальная и горизонтальная крановые нагрузки. Статический расчет поперечной рамы. Расчет и конструирование стропильной фермы. Определение расчетных усилий в стержнях фермы.
курсовая работа [3,5 M], добавлен 24.04.2012Компоновка балочной клетки, определение погонной нагрузки, максимальных внутренних усилий, подбор сечения балки железобетонного настила. Расчет колонны сплошного сечения, анализ нагрузки, действующей на колонну. Проверка напряжений и прочности траверсы.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 03.01.2017Компоновка стального каркаса. Расчет нагрузок на поперечную раму. Определение усилий в элементах рамы. Проектирование ступенчатой внецентренно-сжатой колонны крайнего ряда. Сортамент сварных двутавров. Коэффициент условия работы стальных конструкций.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 28.04.2015Проект несущих конструкций одноэтажного промышленного здания. Компоновка поперечной рамы каркаса здания, определение нагрузок от мостовых кранов. Статический расчет поперечной рамы, подкрановой балки. Расчет и конструирование колонны и стропильной фермы.
курсовая работа [1018,6 K], добавлен 16.09.2017
