Курсовая работа: Реконструкция зданий и сооружений

Нагрузка, воспринимаемая фундаментом от реактивного давления грунта sгр=Rгр= 2.3 кг/см2 на ширину d=33cм и длину l=130 см равна:

Fd = sгр∙d∙l = 2.3∙33∙130 = 9867 кг = 98.67 кН.

Эта нагрузка будет восприниматься каждой консолью траверсы и вызывать в ней изгибающий момент:

Md = Fd∙l1 = 9867х85.5 = 84.3629 кНм.

Усиление ленточного фундамента: а – сечение 1-1; б – фрагмент плана усиленного фундамента; 1 – кирпичная стена; 2 – траверса из двух швеллеров; 3 – каркасы дополнительных фундаментных полос из бетона; 4 – существующий фундамент

Принимаем сечение траверсы из двух швеллеров. Требуемый момент сопротивления Wтр равен:

Wтр = Md/R = 843629 /2350 = 360 см3,

где R- расчетное сопротивление стали ВСт3пс, принятое по СНиП II-23-81*.Стальные конструкции

Принимаем траверсу из двух щвеллеров №22:

2Wx = 2∙192 = 384>360 см3.

Новые полосы фундамента шириной d работают как неразрезные железобетонные балки. Они воспринимают реактивное давление на грунт и опираются сверху в траверсы.

Расчетный момент в этих балках равен:

M = qгр∙l2/12 = 75.9∙1302/12 = 106893 кгсм = 1068.93 кНм,

где qгр = sгр∙d = 2.3∙33 = 75.9 кг/см.

Задаем высоту фундамента 50 см и защитный слой бетона до рабочей арматуры 70 мм, арматуру Æ12A-III. Имеем рабочую высоту сечения балок ho= 50-7-0.5 = 42.5 см.

Требуемое сечение арматуры кл.A-III при Rs= 3750 кг/см2 ( по СНиП 2.03.01-84*):

Аs = M/0.8ho∙Rs = 106893/0.8∙42.5∙3750 = 0.84 см2.

По конструктивным соображениям при d ³ 150 мм принимаем два каркаса с верхней и нижней арматурой из Æ10A-III, поперечные стержни арматуры из Æ8A-I с шагом 250 мм.

ЗАДАЧА № 4.

Расчет усиления кирпичного простенка металлическими обоймами.

Требуется запроектировать усиление простенка в существующем жилом доме. Кладка простенков выполнена из глиняного кирпича пластического формования марки 75 на растворе марки 50. Размер сечения простенка 51´129 см, высота 180 см; расчетная высота стены – 3,3 м. Кладка простенка выполнена с утолщенными швами низкого качества, в кладке имеются небольшие начальные трещины в отдельных кирпичах и вертикальных швах. Это свидетельствует о том, что напряжение в кладке достигло примерно 0,7Ru (временного сопротивления). На простенок действует вертикальное усилие, равное 800 кН (80 тc), приложенное с эксцентриситетом  6 см по отношению к толщине стены.

Рис. 4. Схема усиления кирпичных столбов металлической обоймой.

1 – планка f1 сечением 40´8 мм; 2 – сварка

По архитектурным соображениям усиление кладки принимается посредством включения простенка в стальную обойму из уголков.

Необходимое увеличение несущей способности простенка за счет поперечной арматуры обоймы определяем из формулы:

,

Коэффициенты y и h при внецентренном сжатии:

; ;                    

В формулах

N – продольная сила;

А – площадь сечения усиливаемой кладки;

A¢s – площадь сечения продольных уголков стальной обоймы или продольной арматуры железобетонной обоймы;

Аb – площадь сечения бетона обоймы, заключенная между хомутами и кладкой (без учета защитного слоя);

Rsw – расчетное сопротивление поперечной арматуры обоймы;

Rsc – расчетное сопротивление уголков или продольной сжатой арматуры;

j – коэффициент продольного изгиба (при определении j значение a принимается как для неусиленной кладки);

mg – коэффициент, учитывающий влияние длительного воздействия нагрузки, пп.[4.1, 4.7];

mk – коэффициент условий работы кладки, принимаемый равным 1 для кладки без повреждений и 0,7 – для кладки с трещинами;

mb – коэффициент условий работы бетона, принимаемый равным 1 – при передаче нагрузки на обойму и наличии опоры снизу обоймы, 0,7 – при передаче нагрузки на обойму и отсутствии опоры снизу обоймы и 0,35 – без непосредственной передачи нагрузки на обойму;

m – процент армирования хомутами и поперечными планками, определяемый по формуле

,                             (4.4)

где h и b – размеры сторон усиливаемого элемента;

s – расстояние между осями поперечных связей при стальных обоймах (h ³ s £ b, но не более 50 см) или между хомутами при железобетонных и штукатурных обоймах (s£15 см).

По п. [4.2, табл. 18] при l=5,2 и a=1000 j1»j=0,98; mg=1 принимаем согласно п. [4.7]; по п. [3.1, табл. 2] R=1,3 Мпа; mk=0,7.

Принимаем для обоймы сталь класса A-II. Вертикальная арматура обоймы (уголки) принимается по конструктивным соображениям 50´50 мм

А¢s=4×4,8=19,2см2.

По табл. 10 Rsc=55,0 Мпа и Rsw=190 Мпа.

По формуле

.

Согласно формуле

;

,

откуда m=0,48 %.

Принимаем расстояние между осями поперечных хомутов обоймы 48 см и определяем их сечение из условия %.

По формуле (4.4)

;

;

 см2.

Принимаем полосу сечением 40´8 мм; Аs=3,2 см2; Ст A-I.

ЗАДАЧА №5.

Расчёт усиления металлической балки способом увеличения сечения.

 Расчёт  усиления металлической балки способом увеличения сечения.

Масса усиленного настила:

g = gнс + gпл = 70.7 + (2500∙0,06 + 1800∙0,02) = 256,7 кг/м2 » 2,57 кН/м2.

Нормативная нагрузка на балку настила:

gн = (12+2,57)1,2 = 17,48 кН/м = 0,175 кН/см.

Расчетная нагрузка на балку настила:

g = (12∙1.2 + 0,707∙1.05  + 1,86∙1,3) ∙1,2 = 21,07 кН/м = 0,211 кН/см.

Расчетный изгибающий момент (пролет балки 6 м):

М = 1,05∙21,07∙62/8 = 77,56 кН∙м = 7756 кН∙см (принято, что масса балок составит 5% от общей нагрузки).

Усиление балок производится способом увеличения сечения (Рис.5) как наиболее технологичным. Протяженность среднего участка балки с М ³ М0 (М0 =48,6 кН∙м на расстоянии 1,23м от опоры) составляет lM = 6 - 2∙1.23 = 3.54 м. Усиливаемые балки относятся к конструкциям группы 4, и, следовательно, расчет прочности можно производить по критерию РПД. Для усиления верхней зоны предполагаем ввести 2∟63´40´5, а нижней зоны – 2∟40´5из стали ВСт3пс6 ( по ГОСТ 380- 88) с Ryr = 240 МПа.

Новое положение центра тяжести:

y = см; yrc = 4.427см; yrp = 5.659см

Положение центров тяжести сжатой и растянутой зон для двутавра №18:

y0 = см;

y0c = 9+0.04-2.2 = 6.84 см;

y0r = 9-0.04-2.2 = 6.76 см.

Определяем площади элементов сечения:

M] = [Aocyoc + Aopyop + б(Arcyrc + Arpyrp)]Ryo∙gM; Aoc = 0.5 ´ [Ao – б(Arc –Arp)] –

Arc = 9.96 см2;

Arp = 7.58 см2;

Aoc = 0.5[23.4-0.96(9.96-7.58)] = 10.56 см2;

Arp = 0.5[23.4+0.96(9.96-7.58)]] = 12.84 см2; so = 48600/143 = 340 МПа; bo =217/250 = 0.87. gM = 0.95-0.2∙0.87(0.96-1) = 0.944;

По формуле (5.3)

[M] = [10.56∙6.76+12.84∙6.76+0.96(9.96∙4.427+7.58∙5.659)]25∙0.944 = 8704 кН∙см.

В сечении балки с Мmax Q = 0;тогда ct = 1; gc = 1; в сечении с Mx = Mo (x=1.23 м) Q = 21.07∙1.23 = 25.92 кН; t = 0,9∙25,92∙10/0,51∙18 = 25.41 МПа;Rso = 0.58∙255 = 134 МПа; t/ Rso = 25.41/134 = 0.18< 0.4; ct = 1.

Условие прочности балки:

M = 7756 < 8704∙1∙1 = 8704 кН∙м. Прочность обеспечена.

Проверка деформативности балок по формуле: ¦ = ¦0 + ¦w + ∆¦,

I = 1290+23.4∙2.22+2∙(5.35∙3.79∙6.762 )+2(12.3+4.98∙6.842) = 3747 см4;

¦o = 5∙0.0152∙6004/(384∙2.06∙105∙3747) = 0.03 см;

Δ¦ =5∙0.0175∙6004/(384∙2.06∙105∙3747) = 0.04 см.

Принимаем длину элементов усиления lr = 3.54+2∙0.2 = 3.94 м. Определяем сварочные деформации по формуле ¦w = [ aVlr(2l – lr)åniyi]/(8I),. Катет шва принимаем k¦ = 4 мм, сварку ведем сплошным швом. Тогда а = 1; V = 0.04∙0.42 = 0.006; u = 0.7.

Страницы: 1, 2, 3