3. Конструктивний розрахунок міцності пошкоджених елементів спортивного комплексу

У результаті обстеження лабораторії і фіксування пошкоджень і дефектів несучих і огороджувальних конструкцій в подальшому проведемо перевірочні розрахунки на міцність цих конструкцій і при необхідності потрібно розробити проект по підсиленню конструкцій.

Ми провели випробування неруйнівним комплексним методом (методом ударного імпульсу та ультразвуковим імпульсним) для визначення міцності бетону колон першого поверху частини будівлі спортивного комплексу в осях А-Ж/4-6.

Випробування проведено склерометром «ОНИКС-2.5» (заводський №918, дата останньої повірки 28.11.2013р.) та вимірювачем часу розповсюдження ультразвуку "ПУЛЬСАР 2.2" (заводський №386, дата останньої повірки 18.09.2013 р.).

Таблиця 3.1

Визначення навантаження на 1м² покриття

№ п/п	Вид навантаження	Характеристичне навантаження, Па	Коефіцієнт надійності за відповідальністю будівлі	Коефіцієнт надійності за граничним навантаженням	Граничне розрахункове значення навантаження, Па
	Постійне:
1	Захисний шар: ,	240	0,95	1,2	273
2	Водоізоляційний килим: ,	60	0,95	1,2	68
3	Цементно-піщана стяжка: ,	400	0,95	1,2	456
4	Утеплювач з керамзиту: ,	1500	0,95	1,2	1710
5	Пароізоляція з 1 шару руберойду на мастиці: ,	30	0,95	1,2	34
6	Ребриста залізобетонна плита:	2778	0,95	1,2	3167
	Усього постійне	5008			g1=5708
	Змінне навантаження (сніг)	1540	0,95	-	v1=1463
	П О В Н Е	6548			7171

3.1 Розрахунок плити перекриття

Вихідні дані:

1. Розміри перерізу, схема армування вказані на рис. 3.1.

2. Поздовжня напружена арматура – у кожному ребрі, (при ). Дані про величину попереднього напруження відсутні.

3. Поперечна арматура поздовжніх ребер – , крок стержнів біля опори – .

4. Кубикова міцність бетону при обстеженні встановлювалася– .

5. Характер і ступінь пошкоджень та величина прогинів плити: тріщина в ребрі вздовж напруженої арматури шириною від 0,17 до 0,25 мм посередині плити; прогин плити ; нормальних і похилих тріщин силового характеру немає.

Для наших умов доцільним (див. [7, 16, 18]) буде застосування попередньо-напружених затяжок із арматурних стержнів. Таке підсилення просте при влаштуванні, не потребує розбирання значної площі покриття.

Згідно із [3, 16, 18], розрахунок затяжки виконуємо на зусилля, що спричиняє утворення в плиті розвантажувального моменту . Величину підраховують: а) за різницею між моментом від зовнішнього навантаження та фактичним моментом , що сприймається нормальним перерізом плити; б) за різницею між початковою (проектною) міцністю нормального перерізу та фактичною міцністю перерізу .

Рис. 3.1. Фактичний переріз плити

Точно підрахувати неможливо, тому що невідома залишкова площа напруженої арматури (її можна встановити тільки після проведення підсилення).

Приблизне значення підраховуємо за таких даних:

1. (при ) згідно із табл. 8 [14] – прийнято для важкого бетону з умовним класом , де 30 – кубикова проектна міцність плити, МПа.

2. (згідно із вимогами п. 6.18 [13]) – розрахунковий опір арматури класу , що експлуатується тривалий час.

3. – площа з урахуванням корозійного пошкодження на глибину 1 мм.

4. ; ; – фактичні розміри перерізу.

5. – дані про величину попереднього напруження відсутні.

6. (згідно із [15]) – при експлуатації конструкції в агресивному середовищі.

Для знаходження міцності таврового перерізу необхідно знайти положення нейтральної осі (п. 3.16 [13]). Якщо

то нейтральна вісь проходить у межах полиці плити. В подальших розрахунках розглядаємо прямокутний переріз розмірами .

Відносній висоті стиснутої зони бетону

відповідає величина коефіцієнта .

Міцність нормального перерізу плити при залишковій площі напруженої арматури

.

Міцність нормального перерізу плити при проектній площі напруженої арматури

,

де коефіцієнт відповідає значенню

.

Величина розвантажувального моменту, який повинен бути переданий на затяжку

;

.

Розрахунок затяжки виконуємо за значенням зусилля .

Після влаштування затяжки плита перетворюється в позацентрово стиснутий елемент. Діючі зусилля розглядаються відносно центра ваги зведеного перерізу.

Площа поздовжньої арматури для перерізу за умови, що стрижні затяжки із

.

Площа перерізу бетону

.

Величина не набагато більша від , тому геометричні характеристики зведеного перерізу знаходимо без урахування арматури , тобто .

Статичний момент площі зведеного перерізу відносно нижньої грані

.

Відстань від центра ваги зведеного перерізу до нижньої грані

.

Після влаштування затяжки із площею у перерізі виникає розвантажувальний момент

,

де попередні напруження в стрижнях затяжки – .

Однак при розрахунку слід ураховувати зниження за рахунок релаксації сталі, зминання бетону під анкерними й упорними пристроями. Беремо (без розрахунку) сумарні витрати в . Тоді .

Площа арматури затяжки з умови

.

Призначаємо з деяким резервом ( ).

Попереднє напруження стрижнів затяжки виконуємо, стягуючи їх за допомогою спеціального пристрою.

Величина переміщення середини затяжки

,

де – величина нахилу стрижня затяжки згідно із графіком на рис. 24 [19], при якому у стрижні повинні виникнути напруження .

Величину напружень при стягуванні стрижнів, як правило, контролюють вимірювальними приладами, а розмір потрібен для проектування пристрою для стягування стрижнів.

Діаметр стрижня пристрою призначаємо . Діаметр отворів у опорній пластині пристрою . Радіус згину стрижня з умови розміщення гайки і габаритів ключа для закручування становить .

Розрахунок прогинів системи “плита – затяжка”, а також ширини розкриття тріщин у ребрах не виконуємо, тому що навантаження на конструкцію не збільшилось, а фактичний прогин менший від нормативного.