усиление железобетонных конструкций пособие п1 98 к снип

Усиление железобетонных конструкций пособие п1 98 к снип

БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Concrete and reinforced concrete structures. General provisions

Дата введения 2019-06-20

Предисловие

Сведения о своде правил

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)

5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт). Пересмотр СП 63.13330.2012

Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных

Введение

Настоящий свод правил разработан с учетом обязательных требований, установленных в федеральных законах от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ «О техническом регулировании», от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений», и содержит требования к расчету и проектированию бетонных и железобетонных конструкций промышленных и гражданских зданий и сооружений.

1 Область применения

1.1 Настоящий свод правил распространяется на проектирование бетонных и железобетонных конструкций зданий и сооружений различного назначения, эксплуатируемых в климатических условиях Российской Федерации (при систематическом воздействии температур не выше 50°С и не ниже минус 70°С), в среде с неагрессивной степенью воздействия.

1.2 Свод правил устанавливает требования к проектированию бетонных и железобетонных конструкций, изготовляемых из тяжелого, мелкозернистого, легкого, ячеистого и напрягающего бетонов.

2 Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ 1050-2013 Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей. Общие технические условия

ГОСТ 18105-2010 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности

ГОСТ 24705-2004 Резьба метрическая. Основные размеры

ГОСТ 2590-2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент

ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения

ГОСТ 380-2005 Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки

ГОСТ 535-2005 Прокат сортовой и фасонный из стали углеродистой обыкновенного качества. Общие технические условия

ГОСТ 6727-80 Проволока из низкоуглеродистой стали холоднотянутая для армирования железобетонных конструкций. Технические условия

ГОСТ 7473-2010 Смеси бетонные. Технические условия

ГОСТ 7566-94 Металлопродукция. Приемка, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение

ГОСТ 8267-93 Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия

ГОСТ 8731-74 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Технические требования

ГОСТ 8732-78 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент

ГОСТ 8736-2014 Песок для строительных работ. Технические условия

ГОСТ 8829-94 Изделия строительные железобетонные и бетонные заводского изготовления. Методы испытаний нагружением. Правила оценки прочности, жесткости и трещиностойкости

ГОСТ 10060-2012 Бетоны. Методы определения морозостойкости. Основные требования*

ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам

ГОСТ 10181-2014 Смеси бетонные. Методы испытания

ГОСТ 10922-2012 Арматурные и закладные изделия, их сварные, вязаные и механические соединения для железобетонных конструкций. Общие технические условия

ГОСТ 12730.0-78 Бетоны. Общие требования к методам определения плотности, влажности, водопоглощения, пористости и водонепроницаемости

ГОСТ 12730.1-78 Бетоны. Метод определения плотности

ГОСТ 12730.5-84 Бетоны. Методы определения водонепроницаемости

ГОСТ 13015-2012 Изделия железобетонные и бетонные для строительства. Общие технические требования. Правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения

ГОСТ 14098-2014 Соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций. Типы, конструкция и размеры

ГОСТ 17624-2012 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности

ГОСТ 22690-2015 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля

ГОСТ 23732-2011 Вода для бетонов и растворов. Технические условия*

ГОСТ 23858-79 Соединения сварные стыковые и тавровые арматуры железобетонных конструкций. Ультразвуковые методы контроля качества. Правила приемки

ГОСТ 24211-2008 Добавки для бетонов. Общие технические требования*

ГОСТ 25781-83 Формы стальные для изготовления железобетонных изделий. Технические условия

ГОСТ 26633-2012 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия

ГОСТ 27005-2014 Бетоны легкие и ячеистые. Правила контроля средней плотности

ГОСТ 27006-86 Бетоны. Правила подбора составов

ГОСТ 28570-90 Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций

ГОСТ 31108-2016 Цементы общестроительные. Технические условия

ГОСТ 33530-2015 Инструмент монтажный для нормированной затяжки резьбовых соединений. Ключи моментные. Общие технические условия

ГОСТ 34028-2016 Прокат арматурный для железобетонных конструкций. Технические условия

ГОСТ 34329-2017 Опалубка. Общие технические условия

ГОСТ Р 52086-2003 Опалубка. Термины и определения

ГОСТ Р 58386-2019 Канаты защищенные в оболочке для предварительно напряженных конструкций. Технические условия

СП 2.13130.2012 Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты (с изменением N 1)

СП 14.13330.2014 «СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах» (с изменением N 1)

СП 22.13330.2016 «СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений» (с изменениями N 1, N 2)

СП 28.13330.2017 «СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии» (с изменением N 1)

СП 48.13330.2011 «СНиП 12-01-2004 Организация строительства» (с изменением N 1)

СП 50.13330.2012 «СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий» (с изменением N 1)

СП 70.13330.2012 «СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции» (с изменениями N 1, 3)

СП 130.13330.2018 «СНиП 3.09.01-85 Производство сборных железобетонных конструкций и изделий»

СП 131.13330.2018 «СНиП 23-01-99* Строительная климатология»

Источник

Усиление железобетонных конструкций пособие п1 98 к снип

БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Concrete and won concrete construction

____________________________________________________________________
Текст Сравнения СП 63.13330.2012 с СП 63.13330.2018 см. по ссылке.
— Примечание изготовителя базы данных.
____________________________________________________________________

Дата введения 2013-01-01

Предисловие

Сведения о своде правил

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом архитектуры, строительства и градостроительной политики. Изменение N 1 к СП 63.13330.2012 подготовлено к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)

5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт).

Пункты, таблицы, приложения, в которые внесены изменения, отмечены в настоящем своде правил звездочкой.

Изменения N 2, 3 внесены изготовителем базы данных

Введение

Настоящий свод правил разработан с учетом обязательных требований, установленных в Федеральных законах от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ «О техническом регулировании», от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» и содержит требования к расчету и проектированию бетонных и железобетонных конструкций промышленных и гражданских зданий и сооружений.

1* Область применения

Настоящий свод правил распространяется на проектирование бетонных и железобетонных конструкций зданий и сооружений различного назначения, эксплуатируемых в климатических условиях России (при систематическом воздействии температур не выше 50°С и не ниже минус 70°С), в среде с неагрессивной степенью воздействия.

Свод правил устанавливает требования к проектированию бетонных и железобетонных конструкций, изготовляемых из тяжелого, мелкозернистого, легкого, ячеистого и напрягающего бетонов и содержит рекомендации по расчету и конструированию конструкций с композитной полимерной арматурой.

2* Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 4.212-80 Система показателей качества продукции. Строительство. Бетоны. Номенклатура показателей

ГОСТ 380-2005 Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки

ГОСТ 535-2005 Прокат сортовой и фасонный из стали углеродистой обыкновенного качества. Общие технические условия

ГОСТ 1050-2013 Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей. Общие технические условия

ГОСТ 2590-2006 Прокат сортовой стальной горячекатаный круглый. Сортамент

ГОСТ 5781-82 Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. Технические условия

ГОСТ 7473-2010 Смеси бетонные. Технические условия

ГОСТ 7566-94 Металлопродукция. Приемка, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение

ГОСТ 8267-93 Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия

ГОСТ 8731-74 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Технические требования

ГОСТ 8732-78 Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Сортамент

ГОСТ 8736-2014 Песок для строительных работ. Технические условия

ГОСТ 8829-94 Изделия строительные железобетонные и бетонные заводского изготовления. Методы испытаний нагружением. Правила оценки прочности, жесткости и трещиностойкости

ГОСТ 10060-2012 Бетоны. Методы определения морозостойкости

ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам

ГОСТ 10181-2014 Смеси бетонные. Методы испытания

ГОСТ 10884-94 Сталь арматурная термомеханически упрочненная для железобетонных конструкций. Технические условия

ГОСТ 10922-2012 Арматурные и закладные изделия, их сварные, вязаные и механические соединения для железобетонных конструкций. Общие технические условия

ГОСТ 12730.0-78 Бетоны. Общие требования к методам определения плотности, влажности, водопоглощения, пористости и водонепроницаемости

ГОСТ 12730.1-78 Бетоны. Метод определения плотности

ГОСТ 12730.5-84 Бетоны. Методы определения водонепроницаемости

ГОСТ 13015-2012 Изделия бетонные и железобетонные для строительства. Общие технические требования. Правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения

ГОСТ 13087-81 Бетоны. Методы определения истираемости

ГОСТ 14098-2014 Соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций. Типы, конструкция и размеры

ГОСТ 17624-2012 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности.

ГОСТ 18105-2010 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности.

ГОСТ 22690-2015 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля

ГОСТ 23732-2011 Вода для бетонов и строительных растворов. Технические условия

ГОСТ 23858-79 Соединения сварные стыковые и тавровые арматуры железобетонных конструкций. Ультразвуковые методы контроля качества. Правила приемки

ГОСТ 24211-2008 Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические требования

ГОСТ 24705-2004 (ИСО 724:1993) Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Основные размеры

ГОСТ 25192-2012 Бетоны. Классификация и общие технические требования

ГОСТ 25781-83 Формы стальные для изготовления железобетонных изделий. Технические условия

ГОСТ 26633-2015 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия

ГОСТ 27005-2014 Бетоны легкие и ячеистые. Правила контроля средней плотности

ГОСТ 27006-86 Бетоны. Правила подбора составов

ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения

ГОСТ 28570-90 Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций

ГОСТ 31108-2016 Цементы общестроительные. Технические условия

ГОСТ 31938-2012 Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций. Общие технические условия

ГОСТ 33530-2015 (ISO 6789:2003) Инструмент монтажный для нормированной затяжки резьбовых соединений. Ключи моментные. Общие технические условия

ГОСТ Р 52085-2003 Опалубка. Общие технические условия

ГОСТ Р 52086-2003 Опалубка. Термины и определения

ГОСТ Р 52544-2006 Прокат арматурный свариваемый периодического профиля классов А 500С и В 500С для армирования железобетонных конструкций. Технические условия

СП 2.13130.2012 «Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты» (с изменением N 1)

СП 14.13330.2014 «СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах» (с изменением N 1)

СП 16.13330.2017 «СНиП II-23-81* Стальные конструкции»

СП 20.13330.2016 «СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия»

СП 22.13330.2016 «СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений»

СП 28.13330.2017 «СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии»

СП 48.13330.2011 «СНиП 12-01-2004 Организация строительства» (с изменением N 1)

СП 50.13330.2012 «СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий»

СП 70.13330.2012 «СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции» (с изменением N 1)

Источник

ПРЕДИСЛОВИЕ

Пособие содержит рекомендации по проектированию и расчету самонапряженных железобетонных конструкций, выполняемых из напрягающего бетона на напрягающем цементе (НЦ).

Разработано к СНиП 2.03.01-84 в части конкретизации требований к проектированию самонапряженных конструкций, расчетных характеристик напрягающего бетона, особенностей расчета этих конструкций, включая самонапряжение в зависимости от количества и характера расположения арматуры в конструкции, а также от деформаций элементов в процессе самонапряжения.

Расчет самонапряженных конструкций на все виды эксплуатационных воздействий по предельным состояниям первой и второй групп производится, как правило, в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01-84 как конструкций из тяжелого, в том числе мелкозернистого, и легкого бетонов и с учетом в необходимых случаях предварительного напряжения арматуры и бетона, а также их деформаций в результате самонапряжения, определяемых согласно положениям настоящего Пособия.

Расчет и проектирование предварительно напряженных железобетонных конструкций на основе напрягающего бетона рекомендуется производить в соответствии с «Пособием по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов» ЦНИИпромзданий и НИИЖБ Госстроя СССР с учетом расчетных характеристик напрягающего бетона, приведенных в настоящем Пособии.

В Пособии, как и в СНиП 2.03.01-84, приведены физические величины в единицах Международной системы единиц (СИ).

Пособие допускает использование прямого метода расчета, особенно при действии внешних сил и изгибающих моментов противоположных знаков, позволяющего сразу подбирать оптимальные (по расходу материалов, стоимости и другим показателям) сечения бетона и арматуры с обязательной проверкой их в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01-84.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Примечан и е. Проектирование самонапряженных железобетонных конструкций гидротехнических сооружений, мостов, транспортных тоннелей, труб под насыпями, покрытий автомобильных дорог и аэродромов, а также конструкций, выполняемых из особо тяжелого бетона и из бетона на специальных заполнителях, следует производить согласно требованиям соответствующих нормативных документов.

1.2. Самонапряженные железобетонные конструкции следует применять исходя из их технико-экономической эффективности в конкретных условиях строительства и с учетом следующих особенностей данных конструкций:

повышения трещиностойкости или уменьшения размеров сечений элементов за счет самонапряжения конструкций в результате расширения напрягающего бетона без применения дополнительных устройств, машин и механизмов (например, элементов, воспринимающих давление жидкостей или газов; конструкций, эксплуатируемых в грунте ниже уровня грунтовых вод; емкостных сооружений и стыков элементов этих сооружений; оболочек покрытий, безрулонных кровель и т.п.);

увеличения расстояния между деформационными швами и сокращения их количества в протяженных сооружениях за счет самонапряжения и повышенной прочности данного бетона на осевое растяжение (например, в спортивных сооружениях).

Самонапряженные железобетонные конструкции целесообразно применять также в тех случаях, когда предварительное напряжение поперечной и косвенной арматуры выполнить другими способами трудоемко и технически сложно (например, в колоннах со спиральной арматурой в зданиях и сооружениях под большими нагрузками).

1.3. Самонапряженные железобетонные конструкции, указанные в п. 1.1, следует проектировать как железобетонные конструкции из тяжелого или легкого бетона в соответствии со СНиП 2.03.01-84 и с учетом рекомендаций настоящего Пособия.

1.4. Самонапряженные железобетонные конструкции, предназначенные для работы в условиях агрессивной среды, необходимо проектировать с учетом дополнительных требований, предъявляемых СНиП по защите строительных конструкций от к оррозии к конструкциям из тяжелого и легкого бетонов.

При воздействии на конструкции среды с содержанием сульфатов в пересчете на ионы S O ₄ ″ до 5000 мг/л допускается не предусматривать специальную изоляцию.

1. 5. При проектировании самонапряженных железобетонных конструкций следует учитывать требования соответствующих документов по технологии приготовления напрягающего бетона, а также особенности производства работ.

2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ САМОНАПРЯЖЕННЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

2.1. Для самонапряженных железобетонных конструкций рекомендуется предусматривать напрягающий бетон на напрягающем цементе НЦ-20 и НЦ-40, отвечающий требованиям соответствующих стандартов и технических условий, утвержденных в установленном порядке.

Допускается применять напрягающий бетон на НЦ-10 при условии обеспечения предусмотренных проектом марок по самонапряжению и водонепроницаемости.

2.2. Для самонапряженных конструкций необходимо предусматривать следующие классы и марки напрягающего бетона:

д) марка по водонепрони цаемости напрягающего бетона обеспечивается не ниже W12 и в проектах может не указываться.

Примечани я: 1. Классы бетона по прочности на сжатие и осевое растяжение отвечают значению гарантированной прочности бетона в МПа, контролируемой на базовых образцах в установленные сроки, согласно государственным стандартам, с обеспеченностью 0,95.

2. Марка бетона по самонапряжению представляет значение предварительного напряжения в бетоне, МПа, создаваемого в результате его расширения при коэффициенте продольного армирования μ = 0,01, и контролируется на образцах-призмах размером 10×10×40 см, изготовленных и испытанных в кондукторах в соответствии с методикой, изложенной в обязательном приложении 1.

3. Проектные марки бетона по самонапряжению выше S_p2 могут предусматриваться только при использовании и подтверждении обеспеченности объекта цементом НЦ- 40.

4. Проектные марки бетона по самонапряжению S_p2 и S _p 4 при использовании цементов соответственно НЦ-20 и НЦ-40 рекомендуется назначать для конструкций, эксплуатируемых после их возведения во влажных условиях или в воде.

5. При выборе проектной марки бетона по самонапряжению рекомендуется учитывать положения пп. 3.4 и 4.6 настоящего Пособия.

2.3. Класс бетона по прочности на сжатие для самонапряженных конструкций в зависимости от вида и класса арматуры следует принимать не ниже указанного в табл. 8 СНиП 2.03.01-84.

Примечан и е. При расчете тонкостенных конструкций допускается учитывать рост прочности напрягающего бетона на осевое растяжение после 28 сут на 30 и 40 % соответственно к 90-м и 180-м суткам. При этом в проекте должна быть указана необходимая прочность к моменту загружения конструкции.

Источник

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящее пособие представляет собой практическое руководство по обследованию, оценке несущей способности и восстановлению конструкций зданий и сооружений, получивших повреждения во время эксплуатации. Рекомендации пособия распространяются также на конструкции, необходимость усиления которых возникает в связи с увеличением нагрузок при реконструкции.

1.2. По результатам обследования устанавливается пригодность конструкции к эксплуатации, необходимость ее ремонта или усиления.

1.3. Повреждения строительных конструкций в зависимости от причин их возникновения могут быть разделены на следующие группы:

— от силовых воздействий;

— от воздействия внешней среды;

— от температурных воздействии (пожара);

— в результате чрезвычайных ситуаций (землетрясения, наводнения, взрыва и др.).

1.4. Характерными повреждениями железобетонных строительных конструкций от силовых воздействий являются нормальные и наклонные трещины в элементах конструкций, чрезмерные прогибы, выпучивание сжатой арматуры, выкрашивание бетона, в сжатой зоне и др.

1.5. Основными дефектами конструкций, возникающими от воздействия внешней среды, является коррозия бетона и арматуры, разрушение материалов от попеременного замерзания и оттаивания и других факторов.

1.6. Дефекты, возникающие от воздействия высоких температур, характеризуются, как правило, изменением цвета бетона, образованием на поверхности бетона сетки из мелких трещин с от слаиванием защитного слоя, а также появлением в растянутой зоне бетона вертикальных и наклонных трещин, появлением прогиба сверх нормативного и др.

1.7. В зависимости от характера и величины повреждений, для конструкций установлено пять категорий их технического состояния, которые определяют соответствующие мероприятия по восстановлению их эксплуатационной надежности.

Под эксплуатационной надежностью строительных конструкций понимается сохранение во времени установленной нормами или проектом несущей способности и долговечности конструкции.

1.8. Количественные и качественные параметры дефектов строительных конструкций устанавливаются на основе визуальных обследовании с использованием простейших измерительных инструментов (щупов, линейки, лупы и др.).

1.9. В пособие включены наиболее надежные в эксплуатации и простые в исполнении способы усиления конструкций.

1.10. При расчете несущей способности усиливаемой конструкции вводятся коэффициенты условия работы, дифференцированные в соответствии с категориями технического состояния, которые отражают степень поврежденности конструкции.

1.11. При разработке настоящего пособия использована научно-техническая документация по обследованию, ремонту и усилению железобетонных и стальных конструкций зданий и сооружении, список которой приведен в приложении.

1.12. Пособие предназначено для инженерно-технических работников проектных, производственных и ремонтно-строительных организаций, а также для работников служб, занимающихся эксплуатацией зданий и сооружений.

2. КЛАССИФИКАЦИЯ ДЕФЕКТОВ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ И СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО ВНЕШНИМ ПРИЗНАКАМ

2.1. Работы, связанные с усилением и ремонтом строительных конструкций в значительной мере зависит от того, насколько объективно и квалифицированно проведены натурные обследования с точки зрения достоверности имеющихся дефектов.

2.2. В зависимости от имеющихся повреждений техническое состояние конструкций может быть классифицировано на пять категории (состояний):

2.3. К категории 1 относятся конструкции, усилия в элементах которых не превышают допустимые по расчету, т.е. отсутствуют видимые повреждения, свидетельствующие о снижении несущей способности. При этом могут быть отдельные раковины, выбоины в пределах защитного слоя.

2.4. К категории 2 относятся конструкции, потеря несущей способности которых не превышает 5 %, но имеющиеся в них дефекты способны со временем снизить долговечность конструкции. К дефектам конструкций этой категории относятся такие, как повреждение защитного слоя, частичная коррозия арматуры и др.

2.5. К категории 3 относятся конструкции не пригодные к дальнейшей нормальной эксплуатации. При этом конструкция перегружена или имеются дефекты и повреждения, свидетельствующие о снижении ее несущей способности. В этом случае необходим поверочный расчет несущей способности конструкции ж выполнение работ по ремонту и усилению.

2.6. К категории 4 относятся конструкции, дефекты и повреждения которых не могут гарантировать сохранность конструкции и безопасность ее эксплуатации. Для конструкций этой категории необходим капитальный ремонт с усилением. До проведения усиления необходимо ограничение нагрузок и принятие необходимых мер по безопасности.

2.7. Категория 5 включает конструкции, находящиеся в аварийном состоянии, установленном на основании поверочных расчетов и анализа дефектов и повреждений. В этом случае нет гарантии сохранности конструкций на период усиления. Конструкции подлежат замене или требуют капитальных ремонтно-восстановительных работ с немедленной разгрузкой конструкций и устройством временных креплений.

2.8. Предельные значения дефектов железобетонных балок и плит, соответствующие различным категориям технического состояния конструкций, приведены в таблице 1, а их характерные повреждения показаны на рис.1.

Предельно допустимые значения параметров дефектов для различных категорий технического состояния железобетонных балок и плит

Ширина раскрытия нормальных трещин (рис.1а), мм

Ширина раскрытия наклонных трещин (рис.1б), мм

Прогиб балок (рис.1в)

То же, подкрановых балок

Снижение прочности бетона (рис.1г), %

Уменьшение поперечного сечения арматуры в результате коррозии (рис.1г), %

Рис. 1. Дефекты железобетонных балок
а) вертикальные нормальные трещины в пролете; б) наклонные трещины у опор; в) прогиб; г) разрушение бетона, коррозия арматуры и бетона

Предельные значения дефектов железобетонных колонн и их характерные повреждения приведены в таблице 2 и на рис.2.

Предельно допустимые значения параметров дефектов для различных категорий технического состояния железобетонных колонн

Ширина раскрытия продольных (вертикальных) трещин (рис.2а), мм

Ширина раскрытия поперечных (горизонтальных) трещин (рис.2б), мм

Уменьшение поперечного сечения колонны в результате коррозии бетона (рис.2в), %

Уменьшение поперечного сечения продольной арматуры в результате коррозии (рис.2в), %

Выпучивание сжатой арматуры (рис.2г)

Рис.2. Дефекты железобетонных колонн
а) продольные трещины; б) поперечные трещины; в) коррозия бетона и арматуры; г) выпучивание сжатых стержней арматуры

2.9. Для железобетонных конструкций, подвергнутых температурному воздействию при пожаре, категория технического состояния, в зависимости от возникших дефектов определяется по таблице 3.

Оценка состояния железобетонных конструкций при температурных воздействиях (пожарах)

В пределах допустимого нормами

Более, чем допускается нормами

Изменение цвета бетона

От розового до красного

Оголение рабочей арматуры

Оголена часть периметра рабочей арматуры на длину не более 20 см, кроме зоны анкеровки

Оголена часть периметра рабочей арматуры на длину не более 40 см, кроме зоны анкеровки

Оголена рабочая арматура по всему периметру на длину не более 30 см, кроме стержней в зоне анкеровки

Оголена рабочая арматура по всему периметру, включая стержни в зоне анкеровки

Отслаивание поверхностного слоя бетона от основной массы конструкции

Местами (до 3-х мест) в пределах защитного слоя бетона на площади не более 30 см 2 каждое

Местами в пределах защитного слоя бетона на площади не более 50 см 2 кроме зоны анкеровки

На глубину более толщины защитного слоя бетона, но не более 5 см кроме зоны анкеровки

На глубину более 5 см

Трещины в бетоне не более, мм

Снижение прочности бетона, %

2.10. Для установления категория технического состояния конструкции достаточно наличия одного из наиболее опасных дефектов, указанных в таблицах, характеризующего эту категорию.

2.11. Ширина раскрытия трещин в железобетонных конструкциях определяется при помощи щупов или других инструментов, обеспечивающих точность измерений не ниже 0,01 мм, например, лупы с масштабными делениями.

2.12. Для оценки прочности бетона строительных конструкций могут быть применены следующие методы:

— упрощенный, с использованием простейших инструментов (зубила, молотка);

— с применением специальных инструментов (молотка Кашкарова, молотка Физделя);

2.13. Определение прочности бетона упрощенным способом производится путем оценки результатов удара молотком или зубилом по поверхности бетона. При этом делают 10 ударов средней силы молотком весом 0,3-0,4 кн, непосредственно по бетону или зубилу, установленному жалом на поверхности бетона. Для оценки прочности бетона используются данные табл.4.

Определение прочности бетона при помощи молотка и зубила

Прочность бетона на сжатие, кПа

Способ оценки прочности бетона

Звук бетона глухой, остается неглубокий след, края вмятины не осыпаются

Зубило относительно легко вбивается в бетон на глубину 10-15 мм

Бетон крошится и осыпается, остаются вмятины

Зубило погружается в бетон на глубину около 5 мм

Остается заметный след на поверхности бетона, вокруг которого откалываются тонкие лещадки

На поверхности бетона отделяются тонкие лещадки

Звук бетона звонкий, остается слабо заметный след на поверхности бетона

Остается неглубокий след, лещадки не отделяются, при царапании остаются мало заметные штрихи

2.14. Оценка прочности бетона механическими методами с помощью молотка Кашкарова или молотка Физделя основывается на величине внедрения бойка в поверхностный слой бетона.

Метод определения прочности бетона молотком Физделя основан на использовании пластических деформаций строительных материалов. При ударе молотком по поверхности бетона локтевым ударом средней силы (локоть руки прижат к поверхности конструкции) по 10-12 ударов на каждом участке конструкции. Расстояние между отпечатками ударного молотка должно быть не менее 30 мм. Диаметр лунки измеряют линейкой с точностью до 0,1 мм. Прочность бетона определяют по графику на рис.4, в зависимости от диаметра отпечатка на поверхности бетона.

Рис. 4. Зависимость прочности бетона на сжатие от диаметра лунки на поверхности материала (молоток Физделя)

2.15. Прочность бетона конструкции может быть определена другими способами, например, с помощью пистолета ЦНИИСКа, основанного на измерении упругого отскока ударника при постоянной величине кинетической энергии металлической пружины или ультразвуковыми приборами, работа которых основана на наличии связи между прочностью бетона и скоростью распространения в бетоне ультразвукового импульса.

2.16. Снижение прочности бетона в зависимости от температуры нагрева конструкций во время пожара приведены в табл.5, если на момент обследования имеются данные о температурном режиме при пожаре.

Снижение прочности бетона в зависимости от температуры нагрева и условий твердения

Вид бетона и условия твердения

Снижение прочности бетона после пожара, %, при температуре на его поверхности, °С

Тяжелый с гранитным заполнителем, естественное

2.17. Оценка технического состояния стальных инструкций в зависимости от характера и величины дефектов приведена в табл.6

Оценка технического состояния стальных конструкций в зависимости от характера и величины дефектов

Категория технического состояния

— местами разрушено антикоррозионное покрытие;

— на отдельных участках наблюдается коррозия в виде отдельных пятен с поражением до 5% площади поперечного сечения элемента;

— прогиб балок и ферм не превышает 1/150 пролета.

— пластинчатая ржавчина с уменьшением площади сечения несущих элементов до 15% из-за коррозии металла;

— небольшая, но ощутимая вибрация балок и ферм;

— местные вмятины от ударов транспортных средств и другие механические повреждения, не приводящие к уменьшению несущей способности более, чем на 10%;

— прогиб изгибаемых элементов превышает 1/150 пролете

— коррозия металла с уменьшением расчетного сечения несущих элементов до 25%;

— трещины в сварных швах или в околошовной зоне;

— потеря местной устойчивости конструкции (выпучивание стенок или полок балок и колонн);

— срез отдельных болтов или заклепок в многоболтовых соединениях;

— отклонение ферм от вертикальной плоскости более 25 мм;

— прогибы изгибаемых элементов более 1/75 пролета.

— коррозия металла с уменьшением расчетного сечения несущих элементов более 25%;

— потеря общей устойчивости балок и сжатых элементов;

— наличие трещин в основном материале элементов;

— выход из строя отдельных элементов ферм;

— расстройство стыков со взаимным смещением опор;

— прогибы изгибаемых элементов более 1/50 пролета.

2.18. Характерные дефекты стальных конструкций, связанные с потерей местной и общей устойчивости элементов, а также повреждения стальных конструкций от коррозии материала и появления трещин показаны на рис.5.

Различные виды дефектов сварных швов приведены на рис.6.

2.19. Сварные швы и околошовные зоны являются наиболее вероятными очагами возникновения трещин. Контроль сварных швов должен осуществляться с особой тщательностью визуальным осмотром с использованием лупы с 6-8 кратным увеличением, причем поверхность металла в осматриваемых листах должны быть очищены от пыли, продуктов коррозии и хорошо освещена.

Для измерения толщины угловых швов с помощью пластилина делают слепок, размеры катетов шва при этом определяются мерным угольником (рис.7).

2.20. Для выявления величины раскрытия трещины, ее длины и конфигурации, зачищенную поверхность стальной конструкции смачивают керосином, что способствует четкому проявлению трещины.

2.21. Отклонение элементов стальных конструкции от вертикали измеряется с помощью отвеса и миллиметровой линейки. При измерениях отклонений элементов большой высоты (например, колонн) следует обеспечить неподвижное состояние отвеса путем опускания его в сосуд с жидкостью (рис.8).

Отклонение элементов от вертикального положения может определяться с помощью нивелира и теодолита.

2.22. Выявление повреждении заклепочных соединений производится их внешним осмотром и остукиванием молотком весом около 0,3 кг. При ударе слабая заклепка издает глухой дребезжащий звук, а приложенный к ним палец ощущает вибрацию.

2.23. Контроль качества болтовых соединений осуществляется с помощью тарировочных ключей, обеспечивающих величину затяжки болтов, указанную в проекте.

При отсутствии проектных данных при контроле затяжки болтов величина крутящего момента не должна превышать значений, указанных в табл.7.

2.24. Для оценки состояния металлоконструкций в условиях нагрева (пожара) может быть использовано время, в течении которого они находились под воздействием высокой температуры. Это время следует сравнить с пределом огнестойкости конструкций, в течение которого они способны нормально функционировать в условиях воздействия высоких температур (около 500°С).

2.25. Исходными материалами для оценки качества металла являются рабочие чертежи инструкций и сертификат на материал.

При отсутствии сертификатов и указаний о марке стали следует провести дополнительные исследования механических свойств стали (предела текучести, временного сопротивления, относительного удлинения и ударной вязкости) в соответствии с действующими нормативными документами.

2.26. По установленной категории технического состояния конструкций по табл.8 определяются требуемые мероприятия но усилению и ремонту конструкции, а также устанавливается коэффициент условий работы «К«, учитывающий снижение прочностных характеристик для расчета конструкций при усилении.

Мероприятия по ремонту и усилению конструкций в зависимости от их повреждений

Категория технического состояния

Коэффициент условия работы К

1. Нормальное состояние

Отсутствуют видимые повреждения, свидетельствующие о снижении несущей способности конструкций

Необходимости в ремонтных работах нет

Незначительное снижение несущей способности конструкций (до 5 %)

Требуется восстановление защитного слоя бетона для железобетонных конструкций или антикоррозионного покрытия для стальных

Существующие повреждения свидетельствуют о снижении несущей способности конструкций

Требуется усиление конструкций

4. Предаварийное состояние

Существующие повреждения свидетельствуют о непригодности конструкции к эксплуатации

Требуется капитальный ремонт с усилением конструкций. До проведения усиления необходимо ограничение нагрузок

5. Аварийное состояние

Требуется немедленная разгрузка конструкций и устройство временных креплений

Конструкция подлежит замене или требует капитальных ремонтно-восстановительных работ

3. ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ УСИЛЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ

3.1. Усиление железобетонных балок, ригелей и плит может производиться следующими способами:

— методом наращивания сечения (рис.9);

— с помощью металлических шпренгельных элементов (рис.10);

— с применением стальных подкосов (рис.11).

Рис. 9. Способы усиления железобетонных изгибаемых элементов (балки, ригели, плиты) методом наращивания сечения
1) Прямоугольное сечение с усилением в растянутой зоне; 2) То же, с усилением в сжатой зоне; 3) Тавровое сечение с нейтральной осью в полке. Усиление в растянутой зоне;
4) То же. Усиление в сжатой зоне;
5) Тавровое сечение с нейтральной осью в ребре. Усиление в растянутой зоне;
6) То же. Усиление в сжатой зоне.

3.2. Усиление железобетонных колонн, опор и стоек производится следующим способом:

— методом наращивают сечения (рис.12);

— с помощью устройства обоймы из металлических уголков (рис.13);

— с помощью устройства обоймы из металлических труб (рис.14)

Рис.12. Способы усиления внецентренно сжатых железобетонных элементов (колонн, опор, стоек) методом наращивания сечения
1) Одностороннее усиление сечения; 2) Двухстороннее усиление сечения; 3) Усиление сечения по периметру; 4) Усиление таврового сечения

3.3. Метод наращивания сечения предусматривает увеличение сечения железобетонных элементов с установкой дополнительной арматуры, с обеспечением ее анкеровки и сцепления старого и вновь уложенного бетона.

Конструктивные указания по обеспечению сцепления бетона и анкеровке арматуры приведены в разделе 4.

3.4. Применение металлических шпренгельных элементов при усилении конструкций позволяет часть усилий, действующих на балку, передать на шпренгельную конструкцию и повысить несущую способность балки.

3.5. Усиление балочных конструкций с помощью стальных подкосов уменьшает расчетный пролет балки и существенно повышает ее несущую способность. Угол наклона подкосов определяется технологическими условиями эксплуатируемого здания и величиной усилий, действующих па балку.

3.6. Усиление железобетонных колонн стальной обоймой из уголков позволяет часть усилии, приходящихся па колонну, передать на металлические стоишь при этом необходимо обеспечить передачу усилий от балок на стальную обойму за счет плотного примыкания упорных уголков к балкам.

3.7. Применение стальных листов полукруглой формы или разрезанных вдоль стальных труб при усилении железобетонных колонн позволяет значительно повысить расчетное сопротивление бетона на сжатие, как материала находящегося в замкнутом пространстве (обойме). Полость между существующей колонной и обоймой заполняется цементно-песчаной смесью.

3.8. Усиление стальных конструкция может производиться следующими способами:

— увеличением сечений элементов;

— устройством дополнительных связей ребер, диафрагм и распорок для увеличения местной и общей устойчивости конструкций;

— установкой дополнительных элементов с целью изменения конструктивной схемы;

— обетонированием стальных конструкций.

3.9. Способ увеличения сечения несущих элементов используется при усилении ветвей решетчатых колонн, сплошных балок, прогонов, стоек разных конфигураций и элементов других сплошных и пространственных конструкций.

Примеры усиления конструкций способом увеличения сечения приведены на рис.15.

Присоединение дополнительных элементов к основной конструкции при помощи сварки требует частичной разгрузки усиливаемой конструкции, т.к. нагрев элементов в процессе сварки может снизить несущую способность усиливаемых элементов до 20%.

3.10. Устройство дополнительных связей, ребер, диафрагм, распорок и др. служит для повышения жесткости отдельных элементов конструкций. Например, постановка дополнительных поперечных и продольных ребер жесткости производится в случае недостаточной местной устойчивости стенок балок, местную жесткость составных полок увеличивают постановкой дополнительных диафрагм. Принципы конструирования ребер жесткости и диафрагм усиления такие же, как и в новых конструкциях.

3.11. Установка дополнительных элементов с целью изменения конструктивной формы сооружения и увеличения общей пространственной жесткости осуществляется путем введения, например, шпренгельных элементов в балочные конструкции, установкой подкосов, уменьшающих пролет элементов и другими аналогичными мероприятиями.

3.12. Обетонирование стальных конструкций, главным образом стоек, колонн, позволяет значительно повысить жесткость и несущую способность усиливаемой конструкции, а кроме того увеличить огнестойкость и коррозионную стойкость материала.

3.13. Расчет усиления стальных конструкций производится как для новых конструкций в соответствии с действующими нормативными документами. При этом, несущая способность нового сечения (в том числе и сварных швов) определяется с учетом коэффициента условия работы «К» учитывающего техническое состояние конструкции (табл.8).

4. КОНСТРУКТИВНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОСУЩЕСТВЛЕНИЮ СВЯЗИ СТАРОГО БЕТОНА С ВНОВЬ УЛОЖЕННЫМ

4.1. При проведении ремонтно-восстановительных работ связанных с усилением железобетонных конструкций методом наращивания сечения, возникает проблема надежного сцепления старого с вновь уложенным, определение состава бетона замоноличивания, анкеровки дополнительно уложенной арматуры и другие факторы.

4.2. При назначении высоты наращиваемой части бетона следует исходить из условия размещения в этом слое дополнительной арматуры, обеспечивающей повышение несущей способности железобетонного элемента, соответствующего защитного слоя, а также способов соединения этой арматуры с арматурой существующей конструкции. При этом минимальная высота наращиваемого бетона должна обеспечивать качественное производство работ (необходимая плотность и надежное сцепление с бетоном существующей конструкции).

После проведения расчетов по предлагаемой методике, в случаях, когда полученные результаты не удовлетворяют требуемым условиям (обеспечение совместной работы нового и старого бетона, сохранение несущей способности конструкции), следует изменить толщину наращиваемой части бетона или увеличить диаметр дополнительной арматуры.

Усиление конструкций путем наращивания сжатой зоны конструкции позволяет осуществить более тщательное производство работ, однако применение этого способа усиления в некоторых случаях требует дополнительных мероприятий, обеспечивающих фронт для проведения ремонтно-восстановительных работ.

4.3. При ремонте защитного слоя бетона предусматриваются следующие виды работ:

— заделка отдельных выколов и раковин;

— замена или восстановление защитного слоя (частичная или сплошная).

Толщина защитного слоя должна быть не менее 2,5 см для рабочей арматуры и не менее 1,5 см для хомутов и конструктивной арматуры. При замене защитного слоя бетона арматура должна быть очищена от ржавчины.

Восстановление защитного слоя бетона должно производиться цементно-песчаным раствором или торкрет бетоном. Уложенный раствор примерно через час смачивается водой, присыпается сухим цементом, заглаживается с помощью кельм, деревянной или металлической гладилкой.

При подготовке поверхности к ремонту одиночные трещины с шириной раскрытия свыше 1 мм разделываются, в виде прямоугольника и зачеканиваются цементно-песчаным раствором.

В местах больших околов бетона и обнажения арматуры устанавливают дополнительную арматурную сетку с размерами ячеек от 2,5 до 10 см и диаметром проволоки от 0,5 до 6 мм с прикреплением вновь устанавливаемых сеток к основной арматуре конструкций.

При восстановлении защитного слоя, для увеличения сил сцепления между новым и старым бетоном рекомендуется применять прослойку из эпоксидного клея.

4.4. В зависимости от степени развития трещин могут применяться следующие способы ремонта конструкций:

Герметизация трещин эластичными материалами производится с помощью шприцов.

4.5. Увеличение несущей способности методом наращивания могут производиться следующими способами:

— увеличением рабочей высоты сечения элемента путем наращивания бетона сжатой зоны.

4.6. Способ усиления с установкой дополнительной арматуры, приваренной непосредственно к основной (в том числе и через коротыши) позволяет увеличить, главным образом, количество растянутой арматуры и в меньшей мере высоту сечения (на 2-8 см).

4.7. При усилении сечения путем установки дополнительной арматуры, которая приваривается с помощью отогнутых стержней, достигается существенное увеличение несущей способности сечения как за счет увеличения количества растянутой арматуры, так и за счет увеличения рабочей высоты сечения. Однако данный способ бо лее трудоемок при производстве работ за счет необходимости установки опалубки, укладки и уплотнения бетона.

4.8. При наращивании сечения со стороны сжатой зоны необходимо обеспечить совместную работу старого и вновь уложенного бетона. Для этого производят обработку поверхности бетона с целью придания ему необходимой шероховатости в виде насечки с помощью перфоратора или зубила. Перед бетонированием поверхность бетона очищают от пыли и тщательно промывают водой.

Набетонка армируется металлической сеткой из стержней диаметром 4-8 мм.

5. МЕТОДИКА РАСЧЕТА УСИЛЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ

А. Железобетонные конструкции

5.1. Расчет железобетонных конструкций, получивших повреждения и подлежащих усилению, производится в соответствии с указаниями главы СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции» на нагрузки фактически действующие на момент обследования с учетом возможного их увеличения.

5.2. При расчете сечении усиливаемых элементов на прочность вводится коэффициент условий работы К (см. табл. 8), учитывающий изменение микроструктуры материала от физического износа конструкций, коррозию бетона и арматуры, характер повреждения и другие факторы.

5.3. При выборе конструктивного решения усиления конструкций необходимо обеспечить прочность, устойчивость и пространственную неизменяемость конструкций, а также технико-экономическую целесообразность принятого решения в конкретных условиях строительства.

5.4. В методики расчета усиливаемых элементов введен ряд упрощений (в сторону некоторого увеличения несущей способности) позволяющих быстро и оперативно производить оценку технического состояния конструкций.

Например, при расчете изгибаемых элементов при проверке прочности сечения не учитывается сжатая арматура.

5.5. В данном разделе приведена методика расчета усиления балок способом наращивания сечения, устройством металлических шпренгельных систем и подкосов, а также колонн способом наращивания сечения, устройства стальных обойм из стальных уголков и труб.

МЕТОДИКА РАСЧЕТА УСИЛЕНИЯ ИЗГИБАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

1. Вычисляется высота сжатой зоны сечения (без учета сжатой арматуры)

при этом должно выполняться условие, х £ 0,55h_о,

R _в — расчетное сопротивление бетона сжатия (принимается не более основного сечения);

А _s — суммарная площадь (существующей и дополнительной) растянутой арматуры;

2. Несущая способность сечения определяется по формуле

Полученный момент М_о должен быть не менее фактически действующего.

3. Определяется сдвигающее напряжение в зоне сопряжения старого и нового бетона

— для растянутой зоны

— для сжатой зоны,

где Q — поперечная сила в рассматриваемом сечении;

S — статический момент части сборно-монолитного элемента, располагаемой выше шва сопряжения, относительно его центра тяжести;

4. Проверяется соблюдение условия совместной работы старого и нового бетона

5. В случае, если условие не выполняется, то необходимо увеличить размер усиления по высоте,

где R _{в t} расчетное сопротивление бетона растяжению.

6. Проверка сечения на поперечную силу производится из условия

где Q — поперечная сила на опоре;

МЕТОДИКА РАСЧЕТА УСИЛЕНИЯ ВНЕЦЕНТРЕННО СЖАТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

1. Вычисляется высота сжатой зоны бетона

e и e ‘ — расстояние от точки приложения продольной силы N соответственно до равнодействующей усилий растянутой и сжатой арматуры

h — коэффициент, учитывающий гибкость элемента учитывается при L_o / h _y > 10 по графику на рис. 17, при L_o / h _y h = 1;

Рис. 17. График коэффициентов n для расчета внецентренно сжатых элементов с учетом гибкости

2. Если х £ 0,55h_о (большие эксцентриситеты) несущая способность сечения N _о определяется по формуле

3. Если х > 0,55h_о (малые эксцентриситеты) несущая способность сечения определяется по формуле

4. Определяется сдвигающее напряжение, в зоне сопряжения старого и нового бетона

— для растянутой зоны

— для сжатой зоны.

5. Проверяется соблюдение условия совместной работы старого и нового бетона

где R _{в t} — расчетное сопротивление бетона растяжению.

6. В случае, если условие не выполняется, то необходимо увеличить размер усиления.

МЕТОДИКА РАСЧЕТА УСИЛЕНИЯ ВНЕЦЕНТРЕННО СЖАТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СТАЛЬНЫМИ УГОЛКАМИ

1. Несущая способность железобетонного элемента определяется по методике расчета усиления внецентренно сжатых элементов.

2. Разница между действующим усилием и несущей способностью железобетонного элемента воспринимается стальной обрешеткой из уголков.

При этом расстояние между приваренными планками (в свету) не должно превышать 40 i _min ( i _min — минимальный радиус инерции сечения уголка).

3. Усилия, передаваемые на уголки, определяются

где N — действующая продольная сила;

4. Усилие, воспринимаемое уголками, расположенными по одной стороне сечения, определяется

где A _п — площадь двух уголков;

R_y — расчетное сопротивление стали растяжению (сжатию) по пределу текучести;

Несущая способность уголков должна быть больше действующего усилия N _у

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ИЗГИБАЕМЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ УСИЛЕННЫХ СТАЛЬНЫМ ШПРЕНГЕЛЕМ

1. Несущая способность железобетонного элемента определяется по методике усиления изгибаемых элементов.

2. Разница между действующим усилием и несущей способностью железобетонного элемента воспринимается стальным шпренгелем.

3. Усилие Р передаваемое на шпренгельную систему определяется по формуле

4. Горизонтальное усилие в стальных уголках определяется по формуле

где a — угол наклона стального подкоса к горизонтали.

По усилиям R и S определяем сечение уголков и длину сварных швов.

5. Площадь сечения уголков вычисляем по формуле

6. Производится проверка сечения из условия совместной работы балки вместе со шпренгелем, принимая суммарную площадь рабочей арматуры из стержней и уголков.

6. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ, ПОДЛЕЖАЩИХ УСИЛЕНИЮ

При обследовании железобетонной балки перекрытия установлено, что категория, 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 _{в t} = 0,9·10 3 кПа ( СНиП 2.03.01-84 табл.13).

Действующие внешние усилия М _max = 270 кН.м (27 т.м), Q _max = 180 кН (18 т).

Характеристики наращиваемого сечения:

Защитный слой бетона 0,025м.

Требуется проверить прочность сечения.

Высота сжатой зоны сечения:

Новая несущая способность сечения:

Условие не удовлетворено.

Требуется увеличить диаметр дополнительной арматуры. Принимаем 3 Æ 22 А-Ш.

Высота сжатой зоны сечения

Новая несущая способность сечения:

Принятая дополнительная армату pa 3 Æ 20 А-Ш проходит по расчету.

Сдвигающее напряжение в зоне сопряжения старого и нового бетона

Проверяем соблюдение условия совместной работы старого и нового бетона

Условие удовлетворено.

Несущая способность сечения по поперечной силе

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 Æ 22 А-Ш.

При обследовании железобетонной балки перекрытия установлено, что категория 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 _{в t} = 1,2·10 3 кПа ( СНиП 2.03.01-84 табл.13).

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:

Требуется проверить прочность сечения.

Высота сжатой зоны сечения:

Новая несущая способность сечения:

Сдвигающее напряжение в зоне сопряжения старого и нового бетона:

где S — статический момент части сборно-монолитного элемента, расположенной выше шва сопряжения, относительно его центра тяжести.

Проверяем соблюдение условия совместной работы старого и нового бетона:

Условие удовлетворено.

Прочность сечения обеспечена.

Несущая способность сечения по поперечной силе

Прочность сечения по поперечной силе обеспечена.

При обследовании монолитной железобетонной плиты перекрытия установлено, 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 3 ). Усиление производим путем наращивания ребра в растянутой зоне на 100 мм.

Характеристики существующей конструкции:

Марка бетона М200 (класс B 15), бетон тяжелый, R _в = 8,5·10 3 кПа, R _{в t} = 0,75·10 3 кПа ( СНиП 2.03.01-84 табл.13).

Действующая расчетная нагрузка с учетом собственного веса q = 8 кПа (0,8 т/м 2 ).

Характеристики наращиваемого сечения:

Марка бетона М300 (класс В20), R _{в t} = 0,9·10 3 кПа.

Фактические усилия с учетом дополнительной нагрузки:

где удельный вес бетона принят g = 25 кН/м 3 (2,5 т/м 3 ).

Требуется проверить прочность сечения.

Высота сжатой зоны сечения:

Новая несущая способность сечения:

Сдвигающее напряжение в зоне сопряжения старого и нового бетона:

Проверяем соблюдение условия совместной работы старого и нового бетона:

Условие удовлетворено.

Прочность сечения обеспечена.

При обследовании монолитной железобетонной плиты перекрытия установлено, 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 наращивания плиты перекрытия сверху на 60 мм.

Характеристики существующей конструкции:

Марка бетона М200 (класс B 15), бетон тяжелый, R _в = 8,5·10 3 кПа, R _{в t} = 0,75·10 3 кПа (СНиП 2.03.01-84 табл.13).

Действующая расчетная нагрузка с учетом собственного веса q = 8 кПа (0,8 т/м 2 )

Характеристики наращиваемого сечения:

Марка бетона М200 (класс В15).

Фактические усилия с учетом дополнительной нагрузки:

где удельный вес бетона принят g = 25 кН/м 3 (2,5 т/м 3 ).

Q _ф = 36,0 + 20,25 = 56,25 кН

Требуется проверить прочность сечения.

Высота сжатой зоны сечения:

Новая несущая способность сечения:

Ордината центра тяжести таврового сечения у_с определяется по формуле

Статический момент части таврового сечения, расположенного выше шва сопряжения, относительно центра тяжести всего сечения

Момент инерции таврового сечения относительно центра тяжести

Сдвигающее напряжение в зоне сопряжения старого и нового бетона

Проверяем соблюдение условия совместной работы старого и нового бетона:

Условие удовлетворено.

Прочность сечения обеспечена.

При обследовании железобетонной колонны сечением 400 ´ 400 мм установлено, что категория ее технического состояния 5 (коэффициент условия работы К = 0,35). Требуется произвести усиление конструкции. Усиление производим путем наращивания ее сечения бетоном марки М300 (класс В20) в плане с четырех сторон.

Характеристики существующей конструкции:

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 конструкции.

Высота сжатой зоны сечения

При симметричном армировании

Эксцентриситет приложения нагрузки

при

Так как x = 0,641 м > 0,55· h_o = 0,55·0,76 = 0,418 м несущая способность сечения определяется по формуле

При обследовании железобетонной колонны сечением 400 ´ 400 мм установлено, что категория ее технического состояния 4 (коэффициент условия работы К = 0,55). Требуется усиление конструкции. Усиление производим путем наращивания ее сечения в плане с двух сторон на 140 мм.

Характеристики существующей конструкции:

Действующие внешние усилия М = 300 кН.м, N = 780 кН, Q = 70 кН.

Расчетная длина колонны L _о = 4 м.

Защитный слой бетона 0,025 м.

Характеристики наращиваемого сечения:

Требуется проверить прочность сечения.

При симметричном армировании

Эксцентриситет приложения нагрузки

при

Так как х = 0,421 м > 0,55· h_o = 0,55·0,57 = 0,314 м несущая способность сечения определяется по формуле

Определяем сдвигающее напряжение в зоне сопряжения старого и нового бетона

— для растянутой зоны

— для сжатой зоны

Проверяем соблюдение условия совместной работы старого и нового бетона:

При обследовании железобетонной колонны сечением 400 ´ 500 мм установлено, 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 Ð 75 ´ 75 ´ 6.

Характеристики существующей конструкции:

Бетон класса В20 ( R _в = 11,5·10 3 кПа ).

N = 1200 кН, М = 240 кН.м.

Требуется проверить прочность сечения.

Высота сжатой зоны

при

Несущая способность сечения N_o определяется по формуле

Усилие передаваемое на уголки, расположенные по одной стороне колонны

Необходимая площадь сечения уголка

Усилие, воспринимаемое уголками составит

Условие прочности выполнено.

При обследовании железобетонной балки установлено, что категория ее технического состояния 4 (коэффициент условия работы К = 0,55). Требуется усиление конструкции. Усиление производим стальными шпренгелями.

Характеристики существующей конструкции:

Класс бетона В20 ( R _в = 11,5·10 3 кПа ).

Максимальный изгибающий момент М = 200 кН.м.

Высота сжатой зоны сечения

Несущая способность сечения

Горизонтальное усилие в стальных уголках

Необходимая площадь сечения уголков

Принимаем конструктивно 2 Ð 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

Высота сжатой зоны бетона

Несущая способность сечения

Прочность сечения обеспечена.

При реконструкции действующее усилие на консоль, равное 580 кН увеличилось до 1050 кН. Необходимо провести усиление консоли. Категория технического состояния конструкции 1 (К = 1). Марка бетона М300 (класс В20), R _в = 11,5·10 3 кПа. Сечение колонны 400 ´ 400 мм. Принимаем четыре стяжных болта Æ 30 мм из стали Вст3.

Геометрические характеристики консоли приведены на рис.18

Несущую способность короткой консоли [ l ₁ £ 0,85( h ₁ + h ₂ )] можно увеличить путем введения стяжных болтов. При этом расчет консоли на действие поперечной силы следует производить из условия

Источник