Реконструкция ж/б здания

    Усиление  ленточного фундамента

• Сетка колонн – 5,4 х 6,0 м;
• Количество этажей – 2/5;
• Высота этажа – 3,6 м;
• Полезная нагрузка на перекрытие – 2,0/4,5 кПа;
• Расчетное сопротивление грунта – R_гр = 185 кПа;
• Размер оконных проемов – b x h = 1,5 x 1,8 м;
• Ширина простенков – 1,03 м;
• Район объекта – г. Одесса.

    Сетка колонн:

    

 
 

 

    .

    Вскрываем в шурфе, установлены размеры существующего фундамента.

    Расчет  ведем для участка ленточного фундамента шириной 1 м. 
 
 
 

    Определение нагрузок (нормативных)

    Постоянные  нагрузки.

1. Нагрузка от собственного веса фундамента и грунта на его уступах (g_ф):

    ,

    где, – средняя плотность материала фундамента и грунта на его участках, принимаем в расчете равной 2000 кг/м³;

    10 – гравитационная постоянная (10 Н/кг).

2. Нагрузка от собственного веса стены с учётом наличия оконных проемов:

    ,

    где, – коэффициент проёмности (см. фрагмент фасада);

      – плотность кирпичной кладки, составляющая 1600 кг/м³;

      – высота и  толщина стены.

3. Нагрузка от собственного веса перекрытий:

    ,

    где, – собственный вид 1 м² плиты, составляющий для плит с круглыми пустотами 3,0 кПа;

      – собственный  вес 1 м² конструкции пола (кровли) принимаемый без вычислений равным 1,5 кПа;

      – количество этажей после  реконструкции;

      – ширина грузовой  площади  м.

4. Нагрузка от собственного веса ригеля:

    

    Площадь сечения ригеля  

    ,

    где, – шаг ригелей.

5. Полная постоянная нагрузка:

    .

6. Временная нагрузка:

    ,

    где, – полезная нагрузка на перекрытие после реконструкции (согласно заданию – 4,5 кПа);

      – нормативная  снеговая нагрузка (для  Одессы – 0,88 кПа).

7. Полная нормативная нагрузка в уровне подошвы фундамента:

    .

8. Давление на грунт под подошвой фундамента:

     

    Условие не выполняется, необходимо выполнить усиление фундамента.

9. Усиление выполняется путем уширения фундамента.

    Требуемая ширина подошвы:

     

    Округлив  в большую сторону кратно 0,1 м, принимаем ширину м.

10. Для передачи усилия от уширенной части подошвы на существующий фундамент используем поперечные двутавровые балки, пропускаем сквозь стенку фундамента с шагом 1,2…2,5 м:

     = принимаем шаг балок 2,0 м.

    Расчетное давление грунта под уширением:

     

    где, – усредненный коэффициент по нагрузке.

11. Изгибаемый момент в сечении 1 – 1, который необходимо принять с сечением балки:

    ,

    где, .

12. Требуемый момент сопротивления балки:

    ,

    где, – расчетное сопротивление стали (225 Мпа);

      – коэффициент  перехода от кПа  к МПа.

    Принимаем (по сортаменту) балку I №16, .

    Усиление  столбчатого фундамента под колоннами

    ;

    ;

    Сетка колонн 5,4 х 6,0 м.

    Вскрываем в шурфе, установлены размеры  подошвы существующего фундамента под колонами:

    Определение нагрузок на фундамент

    .

1. Нагрузка от собственного веса фундамента и грунта на его уступах:

    .

2. Нагрузка от собственного веса колонны:

    .

    .

3. Нагрузка от собственного веса ригеля:

    .

4. Нагрузка от перекрытия:

    .

5. Суммарная постоянная нагрузка:

    .

6. Временная нагрузка:

    .

7. Полная нормативная нагрузка в подошве фундамента:

    .

8. Давление под существующим фундаментом после увеличения нагрузки:

    ,

    Условие не выполняется, необходимо выполнить усиление фундамента.

9. Усиление выполняется путем уширения фундамента:

    ;

    .

    Округляем в большую сторону кратно 0,1 м. принимаем ширину фундамента 2,8 м.

    Усиление  колонны первого  этажа

    Согласно  определению нагрузок на столбчатый фундамент, полная величина нормативной  нагрузки в уровне подошвы составляет , а нагрузка от собственного веса фундамента .

    Расчетная нагрузка на колонну на отметке ±0,000:

    ,

    где, – коэффициент надежности по нагрузке, усреднённое значение которого в подобных расчётах принимается равно .

    Необходимо  оценить несущую способность  колонны. Так как её армирование  неизвестно, в расчет можно ввести, имеющееся гарантировано, по конструктивным условиям, количество арматуры. Оно, как известно должно быть не менее и не менее 412А400с.

    .

    Принимаем 412А400с.

    Остальное количество арматуры, если оно имеется, пойдет в запас. В расчет вводим As=4.52 см².

    Несущая способность:

    ,

    где, – эмпирический коэффициент, учитывающий два фактора – гибкость колонны и относительное содержание:

    ,

    где, , – табличные коэффициенты, учитывающие гибкость колонны и относительное содержание длительной части нагрузки N_l в её полной величине .

    ; ;

    ;

    ;

    ;

      < .

    Несущая способность меньше усилий, которое необходимо воспринимать. Колону нужно усилить. Усиление будем выполнять при помощи ж/б, должен быть не менее конструктивного класса бетона и не менее В25.

    При учёте в работе только бетона обоймы необходимо площадь поперечного  сечения обоймы составлять:

    ;

    .

    По  технологическим соображениям принимаем  толщину обоймы .

    Необходимо  также выполнить следующие технические  требования:

• бетонная смесь должна быть достаточно подвижной;
• максимальная крупность заполнителей – 10 мм;
• бетонировать за 2 раза по высоте колонны.

    Армирование конструктивное:

• продольная арматура 10 А400с;
• поперечная арматура 6 А240с.

    Усиления  плит перекрытия наращиванием бетона сверху

    Обследованием установлено:

• в перекрытиях уложены сборные плиты с круглыми пустотами, нагрузка от собственного веса ;
• класс бетона В25 ( МПа);
• класс стали А400с ( МПа).

    Усиление  будем выполнять бетоном класса В25 с конструктивным армированием из сетки 4Вр-I с ячейкой 100 х 100 мм (для восприятия усадочных напряжений).

    Расчёт  ведем для полосы перекрытия шириной 1м (то есть, ширина уложенных панелей  значения не имеет).

    Полкам  расчетная нагрузка:

• до реконструкции:

    .

    При ширине грузовой площади 1 м, распределенным по длине панели, нагрузка q = 7,5 кН/п.м.

• после реконструкции:

    , а распределенная по длине кН/п.м.

    Изгибающий  момент до и после реконструкции:

      кНм

      кНм. 
 
 
 

    Расчетная схема при изгибе плиты:

    

    Эффект  усиления при наращивании бетоном  сверху, то есть без установки дополнительной арматуры внизу добиваются путем  увеличения плеча внутри пары сил, которое  происходит за счёт смещения сжатой зона (х) вверху, по отношению к положению до усиления.

    Для определения высоты (толщины наращивания  hs) необходимо знать количество рабочей арматуры As, которое имеется в плите. Его можно определить по величине М до усиления, так как плита находилась в эксплуатации и следовательно удовлетворению условию прочности.

    ;

    .

    Определение плеча внутренней пары сил обеспечивающее восприятие М₁ (после реконструкции) при существующем армировании As:

    .

    Высота  сжатой зоны:

    .

    Требуемая величина наращивания (hs):

    .

    Принимаем округляя кратно 1 см, hs = 8 см. По техническим соображениям hs 6 см.

    Необходимо  также выполнить следующие технические  требования:

• максимальная крупность заполнителей – 10 мм;
• подвижность бетонной смеси, осадка конуса 3…5 см.