Экспертиза промышленного здания

You are currently viewing Экспертиза промышленного здания

 

2.1. Общие сведения

Объект экспертизы расположен по адресу: г. Брянск, рабочий поселок Большое Полпино, ул. Инженерная, 9. и представляет собой каркасное промышленное здание механосборочного цеха (далее «объект экспертизы»).

Место расположения объекта обследования

Место расположения объекта обследования на карте

2.2 Порядок проведения экспертизы

Экспертами ООО «ПГС» в мае 2016 года при естественном и искусственном освещении было проведено обследование объекта, согласно Техническому заданию (см. Приложение В) с фотофиксацией видов и деталей строительных конструкций (см. Приложение А, фото 1-86). Во время обследования здания в цеху велись работы по устройству полимерных полов.

При проведении обследования специалистами были выполнены следующие виды работ:

— обмерные работы;

— обследование фасадов здания;

— обследование основных строительных конструкций: фундаменты, перекрытия и покрытия, фермы, подкрановые балки, связевые конструкции, элементы жесткости, стыки, узлы, соединения и ограждающие конструкции здания с целью выявления дефектов конструкций и определения их действительного технического состояния;

— выполнены контрольные обмеры конструктивных элементов здания;

— выборочно (согласовано с Заказчиком) произведены вскрытия колонн для определения их конструкции;

— определена прочность основных строительных конструкций здания неразрушающими методами с помощью молотка Шмидта и прибором Пульсар 2М;

— определено армирование и толщина защитного слоя бетона основных несущих конструкций здания с помощью прибора «Profoscope» и Profometer 5+ тип S.

— выборочно определена влажность строительных конструкций, в том числе кровли;

— контрольно, в местах вскрытий, определено армирование конструкций;

— определены толщины металлических конструкций;

— выполнены поверочные расчеты несущих конструкций здания и подкрановых балок (см. стр. 34);

— определено соответствие строительных конструкций требованиям нормативных документов;

— составлена дефектная ведомость;

— определены реальные эксплуатационные нагрузки и воздействия, с учетом влияний деформаций грунтового основания;

— определена реальная расчетная схема здания и его отдельных конструкций;

— определены расчетные усилия в несущих конструкциях, воспринимающих эксплуатационные нагрузки.

2.3. Характеристики объекта обследования

Объект обследования – промышленное здание представляет собой каркасное здание, в котором устроен механосборочный цех. Экспертами были установлены следующие характеристики объекта обследования:

Таблица 1. Характеристики объекта обследования

№ п/пПеречень параметров

и элементов

Характеристика
1.Адрес объекта обследования и географическое место положенияОбъект обследования расположен по адресу: г. Брянск, рабочий поселок Большое Полпино, ул. Инженерная, 9. и представляет собой механосборочный цех.

В соответствии со СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия» здание относится ко II (нормальному) уровню ответственности. Коэффициент надежности по ответственности γn=0,95. Нормативное значение нагрузки ρ = 3,0 (300) кПа (кгс/м2).

2.Назначение существующего зданияПромышленное здание
3.Количеств этажейОдин
4.Год постройки зданияОриентировочно 1980 г.
5.Размеры в плане168х144м (см. Приложение Б, Лист 1)
6.Общая высота здания/строенияОт 12,135 м до 17,4 м (см. Приложение Б, Лист 7)
7.Описание несущих элементов здания
8.1.ФундаментЖелезобетонный фундамент стаканного типа (см. Приложение Б, лист 10)
8.2.СтеныЖелезобетонные стеновые панели размером 1.2х6х0,15м
8.3КолонныКрайние колонные 800х400мм (с консолями), 600х400 (без консолей). Армирование 8хØ25мм, хомуты Ø8мм, шаг 200-250мм.

Центральные колонны: 800х500мм. Армирование 8хØ25мм, хомуты Ø8мм, шаг 200-250мм.

Бетон класс В35.

8.4ФермыЖелезобетонные сборные фермы 1ФС24 серии 1.463.1-16. Связевые фермы 1ФПС12 серии ПК01-110/81
8.5Плиты покрытияРебристые железобетонные сборные плиты покрытия серии 1.465.1-20 размерами 6х1,5х0,065м и 6х3х0,065м
8.6Связи, элементы жесткостиПортальные: Швеллер 12 и 10 t=4мм,

Крестовые: 2 уголка 10,5см t=4мм спаренные через швеллер 8

9Крыша/кровляЖелезобетонные сборные плиты покрытия, покрытие кровли многослойное
10.ПолыНе обследовались





?ll=37
Конец формы

2.4. Обмерные работы

В ходе обмерных работ здания и строительных конструкций экспертами были проведены следующие работы:

1) Определены разбивочные оси здания, его горизонтальные и вертикальные размеры;

2) Определены пролеты и шаг несущих конструкций (железобетонных колонн, ферм, связей);

3) Проведены детальные обмерные работы основных несущих конструкций здания. Определены фактические размеры расчетных сечений железобетонных колонн, ферм, плит покрытия, стеновых панелей, связей жесткости;

4) Проведена проверка вертикальности и соосности опорных конструкций, наличие и местоположение мест изменения сечений;

5) Выполнены следующие обмерные чертежи:

— лист 1. Фасад в/о 25-1; Фасад в/о 1-25;

— лист 2. Фасад в/о ЖЖ-А; Фасад в/о А-ЖЖ;

— лист 3. План цеха МК на отм. 0.000;

— лист 4. План цеха МК на отм. +10.800;

— лист 5. План раскладки плит покрытия цеха МК с нанесенными дефектами.

— лист 6. План расположение кранов цеха МК;

— лист 7. Разрез 1-1, 2-2, 3-3;

— лист 8. Связи С1, С2, С3;

— лист 9. Подкрановые балки ПБ1 и ПБ2. Разрезы;

— лист 10. Фундамент здания;

— лист 11. Вскрытия конструкций;

— лист 12. План кровли;

— лист 13. Фрагмент плана кровли.

— лист 14. Вскрытие кровли.

Обмерные работы были выполнены в соответст­вии с ГОСТ 26433.0-85 «Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Правила выполнения измерений. Общие положения». Результаты обмерных работ представлены в Приложении Б.

Для определения геометрических характеристик здания и его строительных конструкций экспертами были проведены обмерные работы в соответст­вии с ГОСТ 26433.0-85 «Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Правила выполнения измерений. Общие положения».

2.5. Фундаменты

По результатам обследования фундаментов установлено:

— тип фундамента – железобетонный фундамент стаканного типа.

— размеры стакана 900х1300мм; подошва – 3200х3200мм (см. Приложение Б, лист 10);

— визуальные дефекты и повреждения, снижающие несущую способность фундаментов, не обнаружены;

— прочность бетона фундамента составляет 33.1 Мпа, что соответствует классу В25;

— глубина залегания фундамента 1,35м относительно уровня земли.

2.6. Инженерные системы

По результатам обследования инженерных систем установлено:

  1. Система водоотведения находится в аварийном состоянии. Обнаружена повсеместная не герметичность и коррозия трубопроводов. Требуется реконструкция системы по заранее разработанному проекту или замена системы водоотведения на новую аналогичную.
  2. Система водоснабжения находится в аварийном состоянии. Обнаружена повсеместная не герметичность и коррозия трубопроводов, отсутствуют некоторые сантехнические приборы (раковины, унитазы). Требуется реконструкция системы по заранее разработанному проекту или замена системы водоснабжения на новую аналогичную.
  3. Система вентиляции находится в ограниченно-работоспособном состоянии. Обнаружены засоры каналов, местами отсутствуют козырьки вентиляционных шахт на кровле, вследствие чего атмосферные осадки попадают в цех. Требуется ремонт козырьков вентиляционных шахт и очистка вентиляционных каналов от засоров.
  4. Система электроснабжения находится в ограниченно-работоспособном состоянии. Обнаружены многочисленные нарушения Правила устройства электроустановок ПУЭ (утв. Минэнерго СССР) (6-ое издание). Требуется ремонт системы электроснабжения или полная замена по заранее разработанному проекту.

2.7 Определение прочностных характеристик материалов несущих конструкций

При инструментальном обследовании проводилось определение фактических прочностных характеристик материалов основных несущих конструкций и их элементов (ферм, колонн, фундаментов) и определение армирования железобетонных элементов конструкций.

Определение прочности бетона железобетонных колонн, ферм, фундаментов выполнялось методом поверхностного прозвучивания ультразвуковым прибором «Пульсар 2-М» в соответствии с СТО 36554501-009-2007 «Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности». (Данный прибор аттестован в установленном порядке по ПМГ 06-21) и прибором для измерения прочности бетона Молотком Шмидта Digi-Schmidt ND (Данный прибор аттестован в установленном порядке по ПМГ 06-21)

Количество и расположение контролируемых участков на конструкциях установлены с учетом требований ГОСТ Р 53231-2008 «Бетоны. Правила контроля и оценки прочности».

Прочность бетона определялась на участках, не имеющих видимых повреждений (отслоения защитного слоя, трещин, каверн и др.). Ультразвуковые испытания проводились при положительной температуре бетона.

Определение армирования проводилось с помощью измерителя параметров армирования Profoscope и Profometer 5+.

Измеритель параметров армирования (локатор арматуры) Profoscope швейцарской фирмы «Proceq» предназначен для определения местоположения арматуры и оперативного контроля толщины защитного слоя бетона в железобетонных изделиях. Прибор Profoscope имеет уникальную систему визуализации стержней арматуры в реальном времени, позволяющую пользователю «видеть» положение стержня арматуры внутри бетона. Он также имеет датчики, сигнализирующие о расположении стержней, а также оптические и акустические средства для определения положения арматуры. Такие уникальные возможности позволяют превратить задачу обнаружения стержней арматуры в простой и эффективный процесс, экономя время и средства пользователя, и предоставляя ему необходимую информацию для быстрого выполнения работ. Одновременно с местоположением арматуры, локатор отображает ее диаметр и толщину слоя бетона над ней. В процессе поиска прибор позволяет определить точные параметры армирования даже при одновременно неизвестных диаметре арматуры и толщине слоя бетона. Специальное положение электромагнитных катушек в приборе позволяет выполнить симметричную триангуляцию положения стержня арматуры и сообщает пользователю, где в данный момент расположен Profoscope: между двумя стержнями арматуры или непосредственно над одним из них.

Технические характеристики:

• Диапазон контролируемых диаметров арматуры: 5…57мм

• Диапазон измерения толщины защитного слоя бетона: 5…180мм

• Диапазон раб. температур: -10°C …60°С.

Локатор (детектор) арматуры Profometer 5+ швейцарской компании «Proceq» используется для выявления и анализа забетонированной арматуры методом импульсной индукции. Локатор может применяться в случаях, когда необходимо рассчитать прочность железобетонных конструкций, вычислить положение арматуры при сверлении, а также для приемо-сдаточных проверок и обеспечения качества в серийном производстве сборных бетонных элементов.

По результатам измерений обследуемых железобетонных конструкций и кирпичной кладки установлен класс бетона по прочности на сжатие и прочность кладки.

Результаты измерений представлены в Таблице 2. В данной таблице в графе 1 указан порядковый номер, в графе 2 указаны контролируемые конструкции, в графе 3 и 5- средние значения прочности конструкции R, МПа, в графе 4 указан защитный слой бетона, в графе 6 указан ближайший класс бетона по прочности, в графе 7 — указано армирование конструкции. Соотношение между классами бетона по прочности на сжатие и растяжение и марками взято согласно ГОСТ 26633-91 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия (с Изменениями N 1, 2)»

Таблица 2. Результаты измерений

п/п

КонструкцияСредняя прочность конструкции R, Мпа (Прибор Digi-Schmidt)Защитный слой бетонаСредняя прочность конструкции R, Мпа (Прибор «Пульсар 2-М»)Класс бетона

по прочности

Армирование конструкции по результатам прибора Profometer 5+ или по результатам вскрытия
123456
1Колонны46,130 мм46,8В35
  1. Крайняя колонны: продольная арматура –8х Ø25мм, поперечная – хомуты Ø8мм, шаг 200-250мм;
  2. Центральные колонны: продольная арматура 8хØ25мм, поперечная арматура – хомуты Ø8мм, шаг 200-250мм.
2Фермы54,130 мм52,8В40Армировано сеткой Ø9 и Ø6мм
3Фундамент37.250 мм36.1В25Определить армирование фундамента не представляется возможным.

2.8 Кровля

По результатам обследования кровли механосборочного цеха экспертами установлено:

  1. Кровля цеха плоская неэксплуатируемая из рулонных материалов с организованным внутренним водостоком;
  2. Выполненное вскрытие (см. Приложение А, фото 72-73 и Приложение Б, лист 14) глубиной 250 мм, позволило установить следующее:

— битумная мастика в несколько слоев толщиной 25 мм.

— выравнивающая стяжка выполнена из керамзитобетона толщиной 100 мм. Влажность стяжки по замерам составила 40-45 %, что значительно превышает нормативные требования;

— слой газобетона толщиной 110 мм.

— покрытие кровли выполнено из железобетонной плиты Плита находится в исправном состоянии.

3) Многослойная конструкция кровли следующая (снизу вверх):

— Железобетонная плита

— Газобетон – 110мм

— Керамзитобетон – 100мм

— Битумная мастика 25мм.

По результатам обследования кровли экспертами обнаружены многочисленные дефекты и повреждения. (см. п. таблицу 3, стр. 28)

2.8.1 Поверочный теплотехнический расчет существующей многослойной конструкции кровли

1. Введение:

Расчет произведен в соответствии с требованиями следующих нормативных документов:

СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий.

СП 131.13330.2012 Строительная климатология.

СП 23-101-2004 Проектирование тепловой защиты зданий

2. Исходные данные:

Район строительства: Брянск

Относительная влажность воздуха: φв=55%

Тип здания или помещения: Производственные

Вид ограждающей конструкции: Перекрытия чердачные (с кровлей из рулонных материалов)

Расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания: tв=20°C

3. Расчет:

Согласно таблице 1 СП 50.13330.2012 при температуре внутреннего воздуха здания tint=20°C и относительной влажности воздуха φint=55% влажностный режим помещения устанавливается, как нормальный.

Определим базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче Roтр исходя из нормативных требований к приведенному сопротивлению теплопередаче(п. 5.2) СП 50.13330.2012) согласно формуле:

Roтр=a·ГСОП+b

где а и b— коэффициенты, значения которых следует приниматься по данным таблицы 3 СП 50.13330.2012 для соответствующих групп зданий.

Так для ограждающей конструкции вида- перекрытия чердачные (с кровлей из рулонных материалов) и типа здания -производственные а=0.0002;b=1

Определим градусо-сутки отопительного периода ГСОП, 0С·сут по формуле (5.2) СП 50.13330.2012

ГСОП=(tв-tот)zот

где tв-расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания,°C

tв=20°C

tот-средняя температура наружного воздуха,°C принимаемые по таблице 1 СП131.13330.2012 для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более8 °С для типа здания — производственные

tов=-2 °С

zот-продолжительность, сут, отопительного периода принимаемые по таблице 1 СП131.13330.2012 для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8 °С для типа здания — производственные

zот=199 сут.

Тогда

ГСОП=(20-(-2))199=4378 °С·сут

По формуле в таблице 3 СП 50.13330.2012 определяем базовое значение требуемого сопротивления теплопередачи Roтр (м2·°С/Вт).

Roнорм=0.0002·4378+1=1.88м2°С/Вт

Поскольку произведен расчет удельного расхода тепловой энергии на отопление здания то сопротивление теплопередаче Roнорм может быть меньше нормируемого Roтр,на величину mp

Roнорм=Roтр0.8

Roнорм=1.5м2·°С/Вт

Поскольку населенный пункт Брянск относится к зоне влажности — нормальной, при этом влажностный режим помещения — нормальный, то в соответствии с таблицей 2 СП50.13330.2012 теплотехнические характеристики материалов ограждающих конструкций будут приняты, как для условий эксплуатации Б.

Схема конструкции ограждающей конструкции показана на рисунке:

1.Битумы нефтяные (ГОСТ 6617, ГОСТ 9548)(p=1200кг/м.куб), толщина δ1=0.025м, коэффициент теплопроводности λБ1=0.22Вт/(м°С), паропроницаемость μ1=0.008мг/(м·ч·Па)

2.Керамзитобетон на керамзитовом песке (p=1200 кг/м.куб), толщина δ2=0.1м, коэффициент теплопроводности λБ2=0.52Вт/(м°С), паропроницаемость μ2=0.11мг/(м·ч·Па)

3.Газобетон (p=800кг/м.куб), толщина δ3=0.11м, коэффициент теплопроводности λБ3=0.37Вт/(м°С), паропроницаемость μ3=0.14мг/(м·ч·Па)

4.Железобетон (ГОСТ 26633), толщина δ4=0.09м, коэффициент теплопроводности λБ4=2.04Вт/(м°С), паропроницаемость μ4=0.03мг/(м·ч·Па)

Условное сопротивление теплопередаче R0усл, (м2°С/Вт) определим по формуле E.6 СП 50.13330.2012:

R0усл=1/αintnn+1/αext

где αint — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м2°С), принимаемый по таблице 4 СП 50.13330.2012

αint=8.7 Вт/(м2°С)

αext — коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкций для условий холодного периода, принимаемый по таблице 6 СП 50.13330.2012

αext=12 -согласно п.3 таблицы 6 СП 50.13330.2012 для перекрытий чердачный (с кровлей из рулонных материалов).

R0усл=1/8.7+0.025/0.22+0.1/0.52+0.11/0.37+0.09/2.04+1/12

R0усл=0.85м2°С/Вт

Приведенное сопротивление теплопередаче R0пр, (м2°С/Вт) определим по формуле 11 СП 23-101-2004:

R0пр=R0усл ·r

r-коэффициент теплотехнической однородности ограждающей конструкции, учитывающий влияние стыков, откосов проемов, обрамляющих ребер, гибких связей и других теплопроводных включений

r=0.92

Тогда

R0пр=0.85·0.92=0.78м2·°С/Вт

Вывод: величина приведённого сопротивления теплопередаче R0пр меньше требуемого R0норм (0.78<1.5) следовательно, представленная ограждающая конструкция не соответствует требованиям по теплопередаче

Расчет паропроницаемости

Для определения плоскости возможной конденсации определим для каждого слоя значение комлекса fi(tм.у.) cогласно СП 50.13330.2012 по формуле (8.7)

fi(tм.у.)=5330·Rо.п.·(tв-tн.отр)·μi/R0усл/(eв-eн.отр)/λi;

где Rо.п.-общее сопротивление паропроницаемости ограждающей конструкции м2·ч·Па/мг определяемое согласно 8.7 СП 50.13330.2012

Rо.п.=0.025/0.008+0.1/0.11+0.11/0.14+0.09/0.03=7.82м2·ч·Па/мг

R0усл-условное сопротивление теплопередаче однородной многослойной ограждающей конструкции м2·0С/Вт

R0усл=0.85м2·0С/Вт

tн.отр-средняя температура наружного воздуха для периода с отрицательными среднемесячными температурами, 0С

tн.отр=-5.20С -согласно таблицы 1 СП131.13330.2012

tв-расчетная температура внутреннего воздуха здания, 0С

tв=200С -согласно исходных данных

eв-парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха, Па

eв=(φв/100)E

E — парциальное давление насыщенного водяного пара, Па, при температуре tв принимается по формуле (8.10) СП 50.13330.2012 : при tв = 20°С E = 1,84·1011exp(-5330/(273+20)=2315Па

eв=(55/100)2315=1273Па

eн.отр-среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха периода месяцев с отрицательными среднемесячными температурами, Па

eн.отр=1,84·1011exp(-5330/(273+(-5.2))=418Па для температуры tн.отр=-5.20С согласно формуле (8.10) СП50.13330.2012

λi и μi-расчетные коэффициенты теплопроводности, Вт/(м20С и паропроницаемости мг/(м·ч·Па)

Для каждого значения fi(tм.у.) определим по таблице 11 СП 50.13330.2012 значение tм.у. и температуру на границе слоев tн и tк определенную по формуле (8.10)СП 50.13330.2012

№ слояНаименование материалаfi(tм.у.)tм.у.tнtк
1Битумы нефтяные (ГОСТ 6617, ГОСТ 9548)(p=1200кг/м.куб)52.613.7-2.70.6
2Керамзитобетон на керамзитовом песке (p=1200 кг/м.куб)305.7-13.70.66.3
3Газобетон (p=800кг/м.куб)546.9-21.66.315.2
4Железобетон (ГОСТ 26633)21.39.315.216.5

Согласно п.8.5.5 СП 50.13330.2012 плоскость максимального увлажнения находиться между слоями №1 и 2 т.е. на поверхности слоя Керамзитобетон на керамзитовом песке (p=1200 кг/м.куб)

Определим паропроницаемость Rn, м2·ч·Па/мг, ограждающей конструкции (в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации)

Rn=0.09/0.03+0.11/0.14+0.1/0.11=4.69м2·ч·Па/мг

Сопротивление паропроницанию Rn, м2·ч·Па/мг, должно быть не менее нормируемых сопротивлений паропроницанию, определяемых по формулам 8.1 и 8.2 СП 50.13330.2012 , приведенных соответственно ниже :

Rn1тр = (eв — E)Rп.н/(E — eн);

Rn2тр = 0,0024z0(eв — E0)/(pwδwΔwav + η),

где eв — парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха, Па, при расчетной температуре и относительной влажности этого воздуха, определяемое по формуле 8.3 СП 50.13330.2012

ев = (φв/100)Eв

Eв — парциальное давление насыщенного водяного пара, Па, при температуре tв определяется по формуле 8.8 СП 50.13330.2012: при tв = 20°С Eв = 1,84·1011exp(-5330/(273+20))=2315Па. Тогда

eв=(55/100)×2315=1273Па

Е — парциальное давление водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации, определяемое по формуле Е = (Е1z1 + E2z2 + E3z3)/12,

где E1, Е2, Е3 — парциальные давления водяного пара, Па, принимаемые по температуре ti, в плоскости возможной конденсации, определяемой при средней температуре наружного воздуха соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов; z1, z2, z3, — продолжительность, мес, соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов, определяемая с учетом следующих условий:

а) к зимнему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха ниже минус 5 °С;

б) к весенне-осеннему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха от минус 5 до плюс 5 °С;

в) к летнему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха выше плюс 5 °С.

Для определения ti определим ∑R-термическое сопротивление слоя ограждения в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации

∑R=0.1/0.52+0.11/0.37+0.09/2.04=0.53м2·°С/Вт

Установим для периодов их продолжительность zi, сут, среднюю температуру ti, °С, согласно СП 131.133330.2012 и рассчитаем соответствующую температуру в плоскости возможной конденсации ti, °С, по формуле 8.10 СП 50.13330.2012для климатических условий населенного пункта Брянск

:зима (январь,февраль)

z1=2мес;

t1 =[(-7.4)+(-6.6)]/2=-7°С

t1=20-(20-(-7))((0.115+0.53)0.92)/0.78=-0.5°С

:весна-осень (март,ноябрь,декабрь)

z2=3мес;

t2 =[(-1.2)+(-0.4)+(-5)]/3=-2.2°С

t2=20-(20-(-2.2))((0.115+0.53)0.92)/0.78=3.1°С

:лето (апрель,май,июнь,июль,август,сентябрь,октябрь)

z3=7мес;

t3 =[(7)+(13.6)+(16.9)+(18.4)+(17.2)+(11.7)+(5.6)]/7=12.9°С

t3=20-(20-(12.9))((0.115+0.53)0.92)/0.78=14.6°С

По температурам(t1,t2,t3) для соответствующих периодов года определим по формуле 8.8 СП 50.13330.2012 парциальные давления(Е1, Е2, Е3) водяного пара E1=589.1 Па,E2=760.2 Па,E3=1645 Па,

Определим парциальное давление водяного пара Е, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации ограждающей конструкции для соответствующих продолжительностей периодов z1,z2,z3

E=(589.1·2+760.2·3+1645·7)/12=1247.8Па.

Сопротивление паропроницанию Rп.н, м2·ч·Па/мг, части ограждающей конструкции, расположенной между наружной поверхностью и плоскостью возможной конденсации, определяется по формуле 8.9 СП 50.13330.2012

Rп.н=0.025/0.008=3.13м2·ч·Па/мг

Среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха eн, Па, за годовой период определяется по СП 131.13330.2012 (таблица 7.1)

ен=(310+320+410+680+960+1290+1500+1430+1070+750+540+400)/12=805Па

По формуле (8.1) СП 50.13330.2012 определим нормируемое сопротивление паропроницанию из условия недопустимости накопления влаги за годовой период эксплуатации

Rn1тр=(1273-1247.8)3.13/(1247.8-805)=0.18м2·ч·Па/мг

Для расчета нормируемого сопротивления паропроницанию Rn2тр из условия ограничения влаги за период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха берем определенную по таблице 3.1 СП 131.13330.2012 продолжительность этого периода z0, сут, среднюю температуру этого периода t0, °C: z0 =131сут, t0=-5.20C

Температуру t0, °С, в плоскости возможной конденсации для этого периода определяют по формуле (8.10) СП 50.13330.2012

t0=20-(20-(-5.2)·(0,115+0.53)0.92)/0.78=0.8°С

Парциальное давление водяного пара Е0, Па, в плоскости возможной конденсации определяют по формуле (8.8) СП 50.13330.2012 при t0 =0.8°С равным Е0 =1,84·1011exp(-5330/(273+(0.8))=646.4Па.

Предельно допустимое приращение расчетного массового отношения влаги материалах Керамзитобетон на керамзитовом песке (p=1200 кг/м.куб) и Битумы нефтяные (ГОСТ 6617, ГОСТ 9548)(p=1200кг/м.куб) согласно таблице 10 СП 50.13330.2012 Δw1 =5% Δw2 =10% соответственно. Средняя упругость водяного пара наружного воздуха периода месяцев с отрицательными средними месячными температурами, для t0=-5.2°С, согласно формуле (8.10) СП 50.13330.2012 равна e0ext=1,84·1011exp(-5330/(273+(-5.2))=418 Па.

Коэффициент η определяется по формуле (8.5) СП 50.13330.2012

η=0.0024(E0-eн.отр)z0/Rп.н.=0.0024(646.4-418)131/3.13=22.9

Определим Rn2тр по формуле (8.2) СП 50.13330.2012

Rn2тр=0.0024·131(1273-646.4)/(1200·(0.1/2·5+0.025/2·10)+22.9)=0.61 м2·ч·Па/мг.

Условие паропроницаемости выполняются Rn>Rn1тр (4.69>0.18) , Rn>Rn2тр (4.69>0.61)

Расчет распределения парциального давления водяного пара по толще стены и определение возможности образования конденсата в толще стены (расчет точки росы)

Для проверки конструкции на наличие зоны конденсации внутри стены определяем сопротивление паропроницанию стены Rn по формуле (8.9) СП 50.13330.2012(здесь и далее сопротивлением влагообмену у внутренней и наружной поверхностях пренебрегаем).

Rn=0.025/0.008+0.1/0.11+0.11/0.14+0.09/0.03=7.82 м2·ч·Па/мг.

Определяем парциальное давление водяного пара внутри и снаружи стены по формуле(8.З) и (8.8) СП 50.13330.2012

tв=20°С; φв=55%;

eв=(55/100)×2315=1273Па;

tн=-7.4°С

где tн-средняя месячная температура наиболее холодного месяца в году принимаемая по таблице 5.1 СП 131.13330.2012.

φн =84%;

где φн-cредняя месячная относительная влажность воздуха наиболее холодного месяца, принимаемая по таблице 3.1 СП 131.13330.2012.

eн=(84/100)×1,84·1011exp(-5330/(273+(-7.4))=297Па

Определяем температуры ti на границах слоев по формуле (8.10) СП50.13330.2012, нумеруя от внутренней поверхности к наружной, и по этим температурам — максимальное парциальное давление водяного пара Еiпо формуле (8.8) СП 50.13330.2012:

t1=20-(20-(-7.4))·(0.115)·0.92/0.78=16.3°С;

eв1=1,84·1011exp(-5330/(273+(16.3))=1834Па

t2=20-(20-(-7.4))·(0.115+0.04)·0.92/0.78=15°С;

eв2=1,84·1011exp(-5330/(273+(15))=1688Па

t3=20-(20-(-7.4))·(0.115+0.34)·0.92/0.78=5.3°С;

eв3=1,84·1011exp(-5330/(273+(5.3))=886Па

t4=20-(20-(-7.4))·(0.115+0.53)·0.92/0.78=-0.8°С;

eв4=1,84·1011exp(-5330/(273+(-0.8))=577Па

t5=20-(20-(-7.4))·(0.115+0.64)·0.92/0.78=-4.4°С;

eв5=1,84·1011exp(-5330/(273+(-4.4))=443Па

Рассчитаем действительные парциальные давления ei водяного пара на границах слоев по формуле

ei = eв-(евн)∑R/Rn

где ∑R — сумма сопротивлений паропроницанию слоев, считая от внутренней поверхности. В результате расчета получим следующие значения:

e1=1273Па

e2=1273-(1273-(297))·(3)/7.82=898.6Па;

e3=1273-(1273-(297))·(3.79)/7.82=800Па;

e4=1273-(1273-(297))·(4.7)/7.82=686.4Па;

e5=297Па

– – – – распределение действительного парциального давления водяного пара e

–––––– распределение максимального парциального давления водяного пара Е

Вывод: Кривые распределения действительного и максимального парциального давления пересекаются. Возможно выпадение конденсата в конструкции стены.

III. РЕЗУЛЬТИРУЮЩАЯ ЧАСТЬ

Оценка технического состояния основных строительных конструкций механосборочного цеха произведена в соответствии с ГОСТ 31937-2011 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния»

Цель комплексного обследования технического состояния здания или сооружения заключается в определении действительного технического состояния строительных конструкций и здания в целом.

3.1 Определение дефектов, имеющихся у основных конструктивных элементов. Составление дефектной ведомости

По результатам обследования механосборочного цеха экспертами выявлен ряд дефектов и нарушений (см. Приложение Б), а именно:

— намокания, протечки;

— разрушение защитного слоя бетона плит покрытия;

— трещина кирпичной перегородки;

— незначительная коррозия металлических подкрановых балок менее 5%;

— коррозия второстепенных вертикальных связей С3 между колонн (см. Приложение А, фото 46)

— отслоение окрасочного покрытия стеновых панелей фасадов;

— тепловая оболочка здания – кровли механосборочного цеха не отвечает требованиям по тепловой защите зданий (см. теплотехнический расчет, стр. 21);

— на поверхности кровли выявлены места застоя воды;

— на поверхности кровли выявлены места отслаивания кровельного ковра от основания, от парапетов, от стен; выявлены пузыри, вздутия, проколы, разрывы, наплывы;

— влажность цементно-песчаной стяжки превышает нормативные требования;

— коррозия металлических элементов кровли;

— строительный мусор на поверхности кровли.

Результаты приведены в Таблице 3 «Дефекты и нарушения».

Таблица 3. Дефекты и нарушения

Выявленные дефекты и

нарушения и их

расположение

Требования нормативных

документов или проекта

1. Разрушение защитного слоя бетона плит покрытияЯвляется нарушением п. 10.3 «СП 63.13330.2012. Свод правил. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003″ (утв. Приказом Минрегиона России от 29.12.2011 N 635/8):

10.3. Требования к армированию

Защитный слой бетона

10.3.1. Защитный слой бетона должен обеспечивать: совместную работу арматуры с бетоном; анкеровку арматуры в бетоне и возможность устройства стыков арматурных элементов; сохранность арматуры от воздействий окружающей среды (в том числе при наличии агрессивных воздействий); огнестойкость конструкций.

10.3.2. Толщину защитного слоя бетона следует принимать исходя из требований настоящего раздела с учетом роли арматуры в конструкциях (рабочая или конструктивная), типа конструкций (колонны, плиты, балки, элементы фундаментов, стены и т.п.), диаметра и вида арматуры. Минимальные значения толщины слоя бетона рабочей арматуры (в том числе арматуры, расположенной у внутренних граней полых элементов кольцевого или коробчатого сечения) следует принимать по таблице 10.1. Для сборных элементов минимальные значения толщины защитного слоя бетона рабочей арматуры, указанные в таблице 10.1, уменьшают на 5 мм. Для конструктивной арматуры минимальные значения толщины защитного слоя бетона принимают на 5 мм меньше по сравнению с требуемыми для рабочей арматуры. Во всех случаях толщину защитного слоя бетона следует также принимать не менее диаметра стержня арматуры и не менее 10 мм. В однослойных конструкциях из легкого и поризованного бетонов классов В7,5 и ниже толщина защитного слоя должна составлять не менее 20 мм, а для наружных стеновых панелей (без фактурного слоя) — не менее 25 мм. В однослойных конструкциях из ячеистого бетона толщина защитного слоя во всех случаях принимается не менее 25 мм.

2. Намокания, протечки через швы плит покрытия.Является нарушением «СНиП 3.04.01-87 Изоляционные и отделочные покрытия»[1]:

«Полный отвод воды по всей поверхности кровель должен осуществляться по наружным и внутренним водостокам без застоя воды».

3. Трещина кирпичной перегородкиЯвляется нарушением СП 70.13330.2012 Несущие и ограждающие конструкции. Актуализированная редакция СНиП 3.03.01-87:

9.1.4 Не допускается ослабление каменных конструкций отверстиями, бороздами, нишами, монтажными проемами, не предусмотренными проектом или ППР.

4. Коррозия второстепенных вертикальных связей С3 между колонн (см. Приложение А, фото 46)Является нарушением требований СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии»:

п.5.19. Для защиты стальных и алюминиевых конструкций от коррозии применяются лакокрасочные материалы (грунтовки, краски, эмали, лаки) групп: I — пентафталевые, глифталевые, эпоксиэфирные, алкидно-стирольные, масляные, масляно-битумные, алкидно-уретановые, нитроцеллюлозные; II — фенолофор мальдегидные, хлоркаучуковые, перхлорвиниловые и на сополимерах винилхлорида, поливинилбутиральные, полиакриловые, акрилсиликоновые, полиэфирсиликоновые, сланцевиниловые; III — эпоксидные, кремнийорганические, перхлорвиниловые и на сополимерах винилхлорида, сланцевиниловые, полистирольные, полиуретановые, фенолоформальдегидные; IV — перхлорвиниловые и на сополимерах винилхлорида, эпоксидные.

5. Отслоение окрасочного покрытия стеновых панелей фасадовЯвляется нарушением «СНиП 3.04.01-87 Изоляционные и отделочные покрытия»[2]:

Поверхности, окрашенные малярными безводными составами, должны иметь однотонную глянцевую или матовую поверхность. Не допускаются просвечивания нижележащих слоев краски, отслоения, пятна, морщины, потеки, видимые крупинки краски, сгустки пленки на поверхности, следы кисти и валика, неровности, отпечатки высохшей краски на приложенном тампоне.

6. Тепловая оболочка здания – кровли механосборочного цеха не отвечает требованиям по тепловой защите зданий (см. теплотехнический расчет, Приложение В).Является нарушением СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003»[3]:

«5 Тепловая защита зданий

5.1 Теплозащитная оболочка здания должна отвечать следующим требованиям:

а) приведенное сопротивление теплопередаче отдельных ограждающих конструкций должно быть не меньше нормируемых значений (поэлементные требования);

б) удельная теплозащитная характеристика здания должна быть не больше нормируемого значения (комплексное требование);

в) температура на внутренних поверхностях ограждающих конструкций должна быть не ниже минимально допустимых значений (санитарно-гигиеническое требование).

Требования тепловой защиты здания будут выполнены при одновременном выполнении требований а), б) и в)».

7. На поверхности кровель обоих цехов повсеместно выявлены места застоя воды (см. Приложение А)Является нарушением «СНиП 3.04.01-87 Изоляционные и отделочные покрытия»[4]:

«Полный отвод воды по всей поверхности кровель должен осуществляться по наружным и внутренним водостокам без застоя воды».

8. На поверхности кровель обоих цехов выявлены места отслаивания кровельного ковра от основания, от парапетов, от стен (см. Приложение А) Является нарушением «СНиП 3.04.01-87 Изоляционные и отделочные покрытия»2:

«Прочность сцепления с основанием и между собой кровельного и гидроизоляционного ковра из рулонных материалов по сплошной мастичной клеящей прослойке эмульсионных составов с основанием — не менее 0,5 МПа».

9. На поверхности кровель обоих цехов выявлены пузыри, вздутия, разрывы, проколы, наплывы (см. Приложение А) Является нарушением «СНиП 3.04.01-87 Изоляционные и отделочные покрытия»2:

«Пузыри, вздутия, воздушные мешки, разрывы, вмятины, проколы, губчатое строение, потек и наплывы на поверхности покрытия кровель и изоляции не допускаются».

 

10. При вскрытии кровли механосборочного цеха установлено, что влажность цементно-песчаной стяжки превышает нормативные требования.Является нарушением «СНиП 3.04.01-87 Изоляционные и отделочные покрытия»2:

Технические требованияПредельные отклонения 
Увеличение влажности оснований, промежуточных элементов, покрытия и всей конструкции по сравнению со стандартом Не более 0,5%
11. Повсеместно в местах примыкания к выступающим поверхностям крыши обоих цехов (парапетам, трубопроводам и т.д.) кровельный ковер отслаивается и не приклеен по всему периметру.Является нарушением «СНиП 3.04.01-87 Изоляционные и отделочные покрытия»2:

«2.20. В местах примыкания к выступающим поверхностям крыши (парапетам, трубопроводам и т.д.) кровельный ковер должен быть поднят до верха бортика стяжки, приклеен на мастике с прошпатлевкой верхних горизонтальных швов. Приклейку дополнительных слоев кровли следует выполнять после устройства верхнего слоя кровли сразу после нанесения приклеивающей мастики сплошным слоем».

12. Коррозия металлических элементов кровель обоих цехов.Является нарушением требований СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии»:

п.5.19. Для защиты стальных и алюминиевых конструкций от коррозии применяются лакокрасочные материалы (грунтовки, краски, эмали, лаки) групп: I — пентафталевые, глифталевые, эпоксиэфирные, алкидно-стирольные, масляные, масляно-битумные, алкидно-уретановые, нитроцеллюлозные; II — фенолофор мальдегидные, хлоркаучуковые, перхлорвиниловые и на сополимерах винилхлорида, поливинилбутиральные, полиакриловые, акрилсиликоновые, полиэфирсиликоновые, сланцевиниловые; III — эпоксидные, кремнийорганические, перхлорвиниловые и на сополимерах винилхлорида, сланцевиниловые, полистирольные, полиуретановые, фенолоформальдегидные; IV — перхлорвиниловые и на сополимерах винилхлорида, эпоксидные.

13. Строительный мусор на кровле

Выявленные дефекты по результатам обследования занесены в Таблицу 4 «Классификация выявленных дефектов».

Таблица 4. Классификация выявленных дефектов

Нарушения проекта или нормативной документацииКлассификация дефектов по СП 13-102-2003 и ГОСТ 15467-79
1. Разрушение защитного слоя бетона плит покрытияЗначительный, устранимый
2. Намокания, протечки через швы плит покрытия.Значительный, устранимый
3. Трещина кирпичной перегородкиЗначительный, устранимый
4. Загрязнение плит покрытия (копоть)Незначительный, устранимый
5. Коррозия второстепенных вертикальных связей С3 между колонн (см. Приложение А, фото 46)Значительный, устранимый
6. Отслоение окрасочного покрытия стеновых панелей фасадовНезначительный, устранимый
7. Тепловая оболочка здания – кровли механосборочного цеха не отвечает требованиям по тепловой защите зданий (см. теплотехнический расчет, Приложение В).Критический, устранимый
8. На поверхности кровель обоих цехов повсеместно выявлены места застоя воды (см. Приложение А)Значительный, устранимый
9. На поверхности кровель обоих цехов выявлены места отслаивания кровельного ковра от основания, от парапетов, от стен (см. Приложение А)Значительный, устранимый
10. На поверхности кровель обоих цехов выявлены пузыри, вздутия, разрывы, проколы, наплывы (см. Приложение А)Значительный, устранимый
11. При вскрытии кровли механосборочного цеха установлено, что влажность цементно-песчаной стяжки превышает нормативные требования.Значительный, устранимый
12. Повсеместно в местах примыкания к выступающим поверхностям крыши обоих цехов (парапетам, трубопроводам и т.д.) кровельный ковер отслаивается и не приклеен по всему периметру.Значительный, устранимый
13. Коррозия металлических элементов кровель обоих цехов.Значительный, устранимый
14. Строительный мусор на кровлеНезначительный, устранимый

1. По результатам обследования кровли механосборочного цеха экспертами выявлен ряд критических и значительных дефектов и повреждений, свидетельствующие об исчерпании периода эксплуатации данной кровли. Основными дефектами и нарушениями, выявленными экспертами являются несоответствие кровли теплозащитным свойствам (см. теплотехнический расчет существующей многослойной конструкции кровли, стр. 21) и регулярные протечки кровли, появляющиеся непосредственно после дождя. При анализе причин появления дефектов и повреждений в конструкции кровли, экспертами установлено, что несоответствие кровли теплозащитным свойствам является следствие неправильного проектирования и нарушениями нормативной документации при производстве работ по устройству кровли. Причинами многочисленных протечек является нарушение целостности кровельного ковра.

Категория технического состояние кровли в соответствии с СП 13-102-2003 «Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений» оценивается как ограниченно работоспособное. Для дальнейшей нормальной эксплуатации здания требуется при дальнейшем капитальном ремонте здания выполнить замену кровельного покрытия, ливневых воронок, защитных решеток и труб внутреннего водостока, выполнить жестяные работы и укладку нового ковра.

Рекомендуемую конструкцию кровли и теплотехнический расчет предполагаемой кровли см. п. 3.3 Рекомендации по устранению выявленных дефектов, стр. 73

2. Выявленные дефекты плит покрытия являются значительными и устранимыми. Для дальнейшей нормальной эксплуатации здания требуется при дальнейшем капитальном ремонте здания выполнить ремонт плит покрытия. (см. Рекомендации по устранению выявленных дефектов, стр. 73)

На основании обследования, выполненных обмерных работ и таблиц 3-4, экспертами ООО «ПГС» составлена дефектная ведомость, представленная в таблице 5 «Дефектная ведомость»

Таблица 5. Дефектная ведомость

№ п/пОписание дефекта (Расположение дефектов указано в Приложении Б) Площадь (параметры) дефекта
Фасады
1Отслоение окрасочного покрытия стеновых панелей4666,2 м2
Плиты покрытия цеха
2Разрушение защитного слоя бетона плит покрытия127,7 м2
3Намокания, протечки264,6 м2
4Загрязнения плит покрытия (копоть)1602,8 м2
Кровля
5Тепловая оболочка здания – кровли механосборочного цеха не отвечает требованиям по тепловой защите зданий23347,2 м2
6Места застоя воды23347,2 м2
7Места отслаивания кровельного ковра от основания, от парапетов, от стен; выявлены пузыри, вздутия, проколы, разрывы, наплывы23347,2 м2
8Влажность цементно-песчаной стяжки превышает нормативные требования23347,2 м2
9Коррозия металлических элементов кровли1490,3 м.п
10Строительный мусор на поверхности кровли23347,2 м2
Прочие дефекты
11Трещина кирпичной перегородки7,2 м
12Коррозия второстепенных вертикальных связей С3 между колонн(см. Приложение А, фото 46)48 шт.

3.2 Расчет несущей способности строительных конструкций объекта с учетом выявленных дефектов и повреждений, определение технического состояния здания.

Расчет несущей способности строительных конструкций здания с целью определения безопасности его эксплуатации производился в соответствии со следующими нормами и правилами: СП 20.13330.2011 Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*, СП 16.13330.2011 Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81.

Краткая характеристика площадки обследуемого объекта

Площадка характеризуется следующими исходными данными:

г. Брянск, Российская Федерация

Район по весу снегового покрытия (СП 20.13330.2011) III

Район по давлению ветра (СП 20.13330.2011) I

Расчет здания производится в следующей последовательности:

1) Создание пространственной расчетной схемы здания с учетом геометрических и физических характеристик элементов конструкций здания, принятых в проекте и выявленных дефектов в виде смещений и отклонений от проектного положения.

2) Загружение конструкций нагрузками, действующими согласно местным климатическим условиям, технологическим условиям эксплуатации (таблицы 1,2).

3) Выяснение несущей способности конструктивных элементов каркаса.

Создание расчетной схемы каркаса

Расчет строительных конструкций производится в ПК ЛИРА 9.6 с целью определения действующих усилий в элементах каркаса для дальнейшей оценки несущей способности каждого конструктивного элемента.

В качестве основной расчетной схемы был рассмотрен пространственный каркас здания. Пространственная схема каркаса наиболее близко приближена к реальной работе каркаса здания, кроме того, при расчете пространственной схемы каркаса учитывается пространственный характер горизонтальных воздействий. Расчетная схема в первую очередь характеризуется геометрическими размерами и соотношением жесткостных характеристик составляющих ее элементов.

Общий вид расчетной схемы представлен на рисунке 1.

В расчетной схеме стержневые элементы каркаса условно изображаются одной геометрической линией. Геометрическая линия колонн каркаса, элементов ферм, балок и связей принята по центру тяжести сечения.

C:\Users\878\Desktop\чЯЧяч\12.jpg

C:\Users\878\Desktop\чЯЧяч\Схема Брянск_3D(4).jpg

C:\Users\878\Desktop\чЯЧяч\Схема Брянск_3D(5).jpg

C:\Users\878\Desktop\чЯЧяч\Схема Брянск_3D(7).jpg

Рис. 1 – Общий вид пространственной расчетной схемы здания

C:\Users\878\Desktop\12.jpg

Рис. 2 – схема расположения колонн

C:\Users\878\Desktop\23.jpg

Рис. 3 – маркировка ферм покрытия

C:\Users\878\Desktop\2234.jpg

Рис. 4 – маркировка подстропильных ферм покрытия

Загружение конструкций нагрузками

Подсчет действующих на каркас нагрузок представлен в таблице 6.

Снеговые нагрузки

Согласно СП 20.13330.2011 п. 10, полное значение снеговой расчетной нагрузки:

— для основного здания

gсн1 = S0∙γf=1,18∙1,4=1,65кПа;

gсн1 = S0∙γf=1,68∙1,4=2,35кПа

S01=0,7∙ce∙ct∙μ∙Sq= 0,7∙0,93∙1∙1∙1,8=1,18кПа

S01=0,7∙ce∙ct∙μ∙Sq= 0,7∙0,93∙1∙2,34∙1,8=3,6кПа (участок свет. фонаря)

Таблица 6. Сбор нагрузок

Покрытие зданияНаименованиенорм.

т/м2

φfрасч.

т/м2

Постоянная
Филизол (4,5+4мм)0,00751,20,01
Утеплитель минвата р=180кг/м3; б=50мм0,0091,30,012
Утеплитель минвата р=130кг/м3; б=40мм0,0061,30,008
4 слоя руберойда на битумной мастике0,011,20,012
Керамзитобетон -100мм0,091,30,12
Газобетон – 110мм0,061,30,078
Ребристая плита покрытия0,31,10,33
Итого0,4830,57
М.К. ферма покрытия, связиучитыв. автоматич.
Кратковременная(покрытие)
Полное значение снеговой нагрузки (п.10 СП 20.13330.2011)
Открытый участок0,1181,40,166
Участок свет. фонаря0,1681,40,236
Крановые нагрузки
г.п. 5/5т.Dmax/Dmin12,2/7,5
Тпрод./Тпопер.1,22/1,2
г.п. 10/10т.Dmax/Dmin29,2/7,6
Тпрод./Тпопер.2,92/2,17
г.п. 20т.Dmax/Dmin29,2/7,6
Тпрод./Тпопер.2,92/2,17
Сторона воздействия

(согласно прил. Д

СП 20.13330.2011)

Расчетная нагрузка

(п.11 СП 20.13330.2011)

W (кг/м2)
На здание«D»22
От здания «E»18
Боковые стороны22

Значение ветровой нагрузки по высоте

Наименования загружений

1: ПОСТОЯННАЯ <СОБСТВЕННЫЙ ВЕС> ;

2: СНЕГ вариант1 ;

3: СНЕГ вариант 2;

4: ВЕТЕР ВДОЛЬОСИ Х;

5: ВЕТЕР НА ОСЬ У;

6: КРАНОВАЯ 1;

7: КРАНОВАЯ 2;

8: КРАНОВАЯ 3;

9: КРАНОВАЯ 4;

10: КРАНОВАЯ 5;

11: КРАНОВАЯ 6;

12: КРАНОВАЯ 7;

13: КРАНОВАЯ 8;

14: КРАНОВАЯ 9;

15: КРАНОВАЯ 10;

16: КРАНОВАЯ 11;

Выяснение несущей способности конструктивных элементов каркаса

Результатами статического расчета являются:

— расчетные сочетания усилий РСУ (используются при дальнейших расчетах элементов каркаса);

— расчетные сочетания нагрузок РСН (используются при визуализациях, анализе перемещений и суммарных усилий);

Данные используемые для формирования РСУ представлены в таблице 6.2.

Таблица 6.2

Имя загруженияВидОбъед. загр.Знакоперем.Взаимоискл.Соп. загр.Коэф.надежн.Доля длит.
#1#2
ПостояннаяПостоянная (П)+1.11.0
Снег вар1Кратковременная (К)+21.40.4
Снег вар2Кратковременная (К)+21.40.4
Ветер вдоль оси ХКратковременная (К)+11.40.4
Ветер вдоль оси УКратковременная (К)+11.40.4
Крановая 1Крановая+ 31.20.6
Крановая 2Крановая+ 31.20.6
Крановая 3Крановая+ 31.20.6
Крановая 4Крановая+ 31.20.6
Крановая 5Крановая+ 31.20.6
Крановая 6Крановая+ 31.20.6
Крановая 7Крановая+ 31.20.6

В представленных ниже расчетах отражены конструктивные элементы, имеющие наибольший коэффициент использования сечения и наихудшее сочетание нагрузок.

3.1 Расчет стоек и колонн каркаса

3.1.1 Расчет колонн К1

Согласно произведенному статическому расчету, в колонне на пересечении осей К/9 возникают РСУ (расчетные сочетания усилий) представленные в таблице 6.3, расчет данной колонны представлен ниже.

Таблица 6.3

№ элем№ сеченУсилия
N

(т)

My

(т*м)

Qz

(т)

Mz

(т*м)

Qy

(т)

№ загруж
12201-261.5-0.10.0-5.2-2.61 2 5
12201-266.7-0.10.00.30.11 2
12201-214.8-0.10.0-5.9-2.91 5
12201-289.2-0.40.2-3.6-1.81 2 5 10
12201-289.2-0.40.21.91.01 2 10
12201-214.8-0.10.0-5.9-2.91 5
12202-268.90.00.00.00.11 2
12202-217.00.00.00.0-2.91 5
12202-263.70.00.00.0-2.61 2 5
12202-291.40.00.20.01.01 2 10
12202-291.40.00.20.0-1.81 2 5 10
12202-217.00.00.00.0-2.91 5

Размеры элемента:

— Длина элемента или расстояние между точками закрепления l = 1080 см = 1080 / 100 = 10,8 м;

Размеры сечения:

— Высота сечения h = 80 см = 80 / 100 = 0,8 м;

— Ширина прямоугольного сечения b = 50 см = 50 / 100 = 0,5 м;

Толщина защитного слоя:

— Расстояние от равнодействующей усилий в арматуре S до грани сечения a =4 см = 4 / 100 = 0,04 м;

— Расстояние от равнодействующей усилий в арматуре S’ до грани сечения a’ =4 см= 4 / 100 = 0,04 м;

Площадь наиболее растянутой продольной арматуры:

(Стержневая арматура, диаметром 25 мм; 4 шт.):

— Площадь растянутой арматуры As = 19,6 см 2 = 19,6 / 10000 = 0,00196 м 2;

Площадь сжатой или наименее растянутой продольной арматуры:

(Стержневая арматура, диаметром 25 мм; 4 шт.):

— Площадь сжатой арматуры A’s = 19,6 см 2 = 19,6 / 10000 = 0,00196 м 2;

Результаты расчета:

1) Определение нормативного сопротивления бетона

Класс бетона — B35.

Нормативное значение сопротивления бетона осевому сжатию для предельных состояний первой группы принимается по табл. 5.1 Rbn = 25,5 МПа .

Нормативное значение сопротивления бетона осевому растяжению для предельных состояний первой группы принимается по табл. 5.1 Rbtn = 1,95 МПа .

2) Расчетное сопротивление бетона

Группа предельных состояний — первая.

Расчетное сопротивление бетона осевому сжатию принимается по табл. 5.2 Rb = 19,5 МПа .

Назначение класса бетона — по прочности на сжатие.

Расчетное сопротивление бетона осевому растяжению принимается по табл. 5.2 Rbt = 1,3 МПа .

Расчетное значение сопротивления бетона осевому сжатию для предельных состояний второй группы: Rb, ser = Rbn = 25,5 МПа (формула (5.1); п. 5.1.9 ).

Расчетное значение сопротивления бетона осевому растяжению для предельных состояний второй группы: Rbt, ser = Rbtn = 1,95 МПа (формула (5.2); п. 5.1.9 ).

3) Определение значения начального модуля упругости бетона

Начальный модуль упругости принимается по табл. 5.4 Eb = 34500 МПа .

4) Учет особенностей работы бетона в конструкции

Действие нагрузки — непродолжительное.

Коэффициент условия работы бетона, учитывающий длительность действия нагрузки: gb1 = 1 .

Коэффициент условия работы бетона, учитывающий попеременное замораживание и оттаивание бетона:gb3 = 0,9 . Расчетное сопротивление бетона осевому сжатию при mkp = 1: Rb = gb1 gb3 gb4 Rb = 1 · 0,9 · 1 · 19,5 = 17,55 МПа .

Расчетное сопротивление бетона осевому сжатию: Rb = mkp gb1 gb3 gb4 Rb 1 · 1 · 0,9 · 1 · 19,5 = 17,55 МПа .

Расчетное сопротивление бетона осевому растяжению при расчете на действие поперечных сил:

Rbt = gb1 Rbt = 1 · 1,3 = 1,3 МПа .

Расчетное сопротивление бетона осевому растяжению: Rbt = mkp gb1 Rbt = 1 · 1 · 1,3 = 1,3 МПа .

5) Расчетные значения прочностных характеристик арматуры

Класс продольной арматуры — A240.

Расчетное сопротивление продольной арматуры растяжению: Rs = 215 МПа .

Расчетное сопротивление продольной арматуры сжатию: Rsc = 215 МПа .

Поперечная арматура — не рассматривается в данном расчете.

Расчетное сопротивление продольной арматуры растяжению: Rs = mkp Rs = 1 · 215 = 215 МПа .

Расчетное сопротивление продольной арматуры сжатию: Rsc = mkp Rsc = 1 · 215 = 215 МПа .

6) Значение модуля упругости арматуры

Модуль упругости арматуры: Es = 200000 МПа .

7) Определение эксцентриситета

Случайный эксцентриситет: ea = max(l/600 ; h/30 ; 0,01) = max(10,8/600;0,8/30;0,01) = 0,02667 м .

Элемент — статически неопределимой конструкции.

Для элементов статически неопределимых конструкций значение эксцентриситета продольной силы относительно центра тяжести приведенного сечения принимают равным значению эксцентриситета, полученного из статического расчета, но не менее еа.

Эксцентриситет продольной силы относительно центра тяжести приведенного сечения: eo = M/N = 0,05786/2,83608 = 0,0204 м .

Т.к. eo = 0,0204 м < ea = 0,02667 м :

Эксцентриситет продольной силы относительно центра тяжести приведенного сечения: eo = ea = 0,02667 м . eo = 0,02667 м > = ea = 0,026 м (100% от предельного значения) — условие выполнено .

8) Определение расчетной длины внецентренно-сжатого элемента

Элемент — с шарнирным опиранием на двух концах.

Расчетная длина элемента: lo = l = 10,8 м .

9) Определение коэффициента, учитывающего влияние прогиба при расчете конструкций по недеформированной схеме

Коэффициент: de = eo/h = 0,02667/0,8 = 0,03334 .

Т.к. de < 0,15: Коэффициент: de = 0,15 .

Сечение — с симметричной арматурой.

Коэффициент приведения арматуры к бетону: a = Es/Eb = 200000/34500 = 5,7971 .

Рабочая высота сечения: ho = h-a = 0,8-0,04 = 0,76 м .

h’o = ho = 0,76 м. Расстояние от наиболее сжатого волокна в бетоне до центра тяжести приведенного сечения: yc = h/2 = 0,8/2 = 0,4 м. Расстояние от наиболее растянутого волокна бетона до центра тяжести приведенного сечения: yt = yc = 0,4 м. Сечение — прямоугольное.

Момент инерции бетонного сечения относительно центра тяжести приведенного сечения: I = b h 3/12 = 0,5 · 0,8 3/12 = 0,02133 м 4 .

Момент инерции всей продольной арматуры относительно центра тяжести сечения элемента: Is = As (yt-a) 2+A’s (yc-a’) 2 =

= 0,00196 · (0,4-0,04) 2+0,00196 · (0,4-0,04) 2 = 0,00051 м 4 .

Момент относительно центра арматуры As от полной нагрузки: M1 = M+N (yt-a) = 0,05786+2,83608 · (0,4-0,04) = 1,07885 . Момент относительно центра арматуры As от постоянных и длительных нагрузок: Ml1 = Ml+Nl (yt-a) = 0,05786+2,83608 · (0,4-0,04) = 1,07885 .

Коэффициент, учитывающий влияние длительности действия нагрузки: fl = 1+Ml1/M1 = 1+1,07885/1,07885 = 2. kb = 0,15/(fl (0,3+de)) = 0,15/(2 · (0,3+0,15)) = 0,16667. ks = 0,7 .

Изгибная жесткость: D = kb Eb I +ks Es Is = 0,16667 · 34500 · 0,02133+0,7 · 200000 · 0,00051 = 194,04995 МН м 2 (формула (6.25); п. 6.2.16 ).

Критическая сила: Ncr = p 2 D/lo 2 = 3,14159 2 · 194,05/10,8 2 = 16,41973 МН (формула (6.24); п. 6.2.16 ).

N = 2,83608 МН < Ncr = 16,41973 МН (17,27239% от предельного значения) — условие выполнено .

Коэффициент, учитывающий влияние прогиба: h = 1/(1-N /Ncr) = 1/(1-2,83608/16,41973) = 1,20879 (формула (6.23); п. 6.2.16 ).

10) Определение граничной относительной высоты сжатой зоны

Относительная деформация растянутой арматуры: es, el = Rs/Es = 215/200000 = 0,00108 (формула (6.12); п. 6.2.7 ). Относительная деформация сжатого бетона при sb = Rb:eb, ult = 0,0035 .

Граничная относительная высота сжатой зоны:

xR = 0,8/(1+es, el/eb, ult) = 0,8/(1+0,00108/0,0035) = 0,61135 (формула (6.11); п. 6.2.7 ).

11) Расчет внецентренно-сжатых элементов прямоугольного сечения

Рабочая высота сечения: ho = h-a = 0,8-0,04 = 0,76 м .

Расстояние от точки приложения силы N до центра тяжести сечения арматуры S:

e = eo h+(ho-a’)/2 = 0,02667 · 1,20879+(0,76-0,04)/2 = 0,39224 м .

Высота сжатой зоны: x = (N +Rs As-Rsc A’s)/(Rb b) = (2,83608+215 · 0,00196-215 · 0,00196)/(17,55 · 0,5) = 0,3232 м (формула (6.21); п. 6.2.15 ).

Относительная высота сжатой зоны: x = x/ho = 0,3232/0,76 = 0,42526 .

Т.к. x = 0,42526 < = xR = 0,61135 :

Предельное значение продольной силы:

Nult = (Rb b x (ho-0,5 x)+Rsc A’s (ho-a’))/e = (17,55 · 0,5 · 0,3232 · (0,76-0,5 · 0,3232)+215 · 0,00196 · (0,76-0,04))/0,39224 = 5,10024 МН .

N e = 2,83608 · 0,39224 = 1,11242 МН м < = Rb b x (ho-0,5 x)+Rsc A’s (ho-a’) = 17,55 · 0,5 · 0,3232 · (0,76-0,5 · 0,3232)+215 · 0,00196 · (0,76-0,04) = 2,00052 МН м (55,60679% от предельного значения) — условие выполнено (формула (6.20); п. 6.2.15 ).

12) Проверка требования минимального процента армирования

Элемент — внецентренно-сжатый.

Арматура расположена по контуру сечения — не равномерно.

Рабочая высота сечения: ho = h-a = 0,8-0,04 = 0,76 м .

Коэффициент армирования: ms = (As+A’s)/(b ho) 100 = (0,00196+0,00196)/(0,5 · 0,76) · 100 = 1,0315% . 13) Определение расчетной длины внецентренно-сжатого элемента

Расчетная длина элемента: lo = l = 10,8 м .

14) Продолжение расчета по п. 8.3.4

Т.к. lo/h = 10,8/0,8 = 13,5 > = 5 и lo/h = 10,8/0,8 = 13,5 < = 25 :

ms = 1,03158 % > = 0,1+(0,25-0,1) (lo/h-5)/(25-5) = 0,1+(0,25-0,1) · (10,8/0,8-5)/(25-5) = 0,16375 % (629,97252% от предельного значения) — условие выполнено .

Вывод: Несущая способность колонн К1 на пересечении осей К/9 с учетом выявленных отклонений обеспечена.

3.1.2 Расчет колонн каркаса К2

Согласно произведенному статическому расчету, в колонне на пересечении осей А/9 возникают РСУ (расчетные сочетания усилий) представленные в таблице 6.4, расчет данной колонны представлен ниже.

Таблица 6.4

№ элем№ сеченУсилия
N

(т)

My

(т*м)

Qz

(т)

Mz

(т*м)

Qy

(т)

№№ загруж
17211-78.84-0.080.04-1.04-0.401 3 5
17211-80.64-0.010.011.850.921 3
17211-79.51-0.010.011.850.931 2
17211-65.63-0.080.04-1.66-0.701 5
17211-78.84-0.080.04-1.04-0.401 3 5
17211-79.20-0.030.012.091.051 3 10
17211-78.18-0.030.012.091.051 2 10
17211-65.63-0.080.04-1.66-0.701 5
17211-78.85-0.100.05-0.97-0.371 3 5 9
17211-80.64-0.010.011.850.921 3
17211-78.26-0.010.002.021.011 2 11

Размеры элемента:

— Длина элемента или расстояние между точками закрепления l = 1080 см = 1080 / 100 = 10,8 м;

Размеры сечения:

— Высота сечения h = 80 см = 80 / 100 = 0,8 м;

— Ширина прямоугольного сечения b = 40 см = 40 / 100 = 0,4 м;

Толщина защитного слоя:

— Расстояние от равнодействующей усилий в арматуре S до грани сечения a = 4 см = 4 / 100 = 0,04 м

— Расстояние от равнодействующей усилий в арматуре S’ до грани сеченияa’ = 4 см = 4 / 100 = 0,04 м

Площадь наиболее растянутой продольной арматуры:

(Стержневая арматура, диаметром 25 мм; 4 шт.):

— Площадь растянутой арматуры As = 19,6 см 2 = 19,6 / 10000 = 0,00196 м 2;

Площадь сжатой или наименее растянутой продольной арматуры:

(Стержневая арматура, диаметром 25 мм; 4 шт.):

— Площадь сжатой арматуры A’s = 19,6 см 2 = 19,6 / 10000 = 0,00196 м 2;

Результаты расчета:

1) Определение нормативного сопротивления бетона

Класс бетона — B35.

Нормативное значение сопротивления бетона осевому сжатию для предельных состояний первой группы принимается по табл. 5.1 Rbn = 25,5 МПа .

Нормативное значение сопротивления бетона осевому растяжению для предельных состояний первой группы принимается по табл. 5.1 Rbtn = 1,95 МПа .

2) Расчетное сопротивление бетона

Группа предельных состояний — первая.

Расчетное сопротивление бетона осевому сжатию принимается по табл. 5.2 Rb = 19,5 МПа .

Назначение класса бетона — по прочности на сжатие.

Расчетное сопротивление бетона осевому растяжению принимается по табл. 5.2 Rbt = 1,3 МПа .

Расчетное значение сопротивления бетона осевому сжатию для предельных состояний второй группы: Rb, ser = Rbn = 25,5 МПа (формула (5.1); п. 5.1.9 ).

Расчетное значение сопротивления бетона осевому растяжению для предельных состояний второй группы:

Rbt, ser = Rbtn = 1,95 МПа (формула (5.2); п. 5.1.9 ).

3) Определение значения начального модуля упругости бетона

Начальный модуль упругости принимается по табл. 5.4 Eb = 34500 МПа .

4) Учет особенностей работы бетона в конструкции

Расчетное сопротивление бетона осевому сжатию при mkp = 1: Rb = gb1 gb3 gb4 Rb = 1 · 0,9 · 1 · 19,5 = 17,55 МПа .

Расчетное сопротивление бетона осевому сжатию: Rb = mkp gb1 gb3 gb4 Rb = 1 · 1 · 0,9 · 1 · 19,5 = 17,55 МПа .

Расчетное сопротивление бетона осевому растяжению при расчете на действие поперечных сил:

Rbt = gb1 Rbt = 1 · 1,3 = 1,3 МПа .

Расчетное сопротивление бетона осевому растяжению: Rbt = mkp gb1 Rbt = 1 · 1 · 1,3 = 1,3 МПа .

5) Расчетные значения прочностных характеристик арматуры

Класс продольной арматуры — A240.

Расчетное сопротивление продольной арматуры растяжению: Rs = 215 МПа .

Расчетное сопротивление продольной арматуры сжатию: Rsc = 215 МПа .

Поперечная арматура — не рассматривается в данном расчете.

Расчетное сопротивление продольной арматуры растяжению: Rs = mkp Rs = 1 · 215 = 215 МПа .

Расчетное сопротивление продольной арматуры сжатию: Rsc = mkp Rsc = 1 · 215 = 215 МПа .

6) Значение модуля упругости арматуры

Модуль упругости арматуры: Es = 200000 МПа .

7) Определение эксцентриситета

Случайный эксцентриситет: ea = max(l/600 ; h/30 ; 0,01) = max(10,8/600;0,8/30;0,01) = 0,02667 м .

Элемент — статически неопределимой конструкции.

Для элементов статически неопределимых конструкций значение эксцентриситета продольной силы относительно центра тяжести приведенного сечения принимают равным значению эксцентриситета, полученного из статического расчета, но не менее еа.

Эксцентриситет продольной силы относительно центра тяжести приведенного сечения: eo = M/N = 0,02059/0,79081 = 0,02604 м .

Т.к. eo = 0,02604 м < ea = 0,02667 м :

Эксцентриситет продольной силы относительно центра тяжести приведенного сечения: eo = ea = 0,02667 м .

eo = 0,02667 м > = ea = 0,02667 м (100% от предельного значения) — условие выполнено .

8) Определение расчетной длины внецентренно-сжатого элемента

Элемент — с шарнирным опиранием на двух концах.

Расчетная длина элемента: lo = l = 10,8 м .

9) Определение коэффициента, учитывающего влияние прогиба при расчете конструкций по недеформированной схеме

Коэффициент: de = eo/h = 0,02667/0,8 = 0,03334 .

Т.к. de < 0,15: Коэффициент: de = 0,15. Сечение — с симметричной арматурой.

Коэффициент приведения арматуры к бетону: a = Es/Eb = 200000/34500 = 5,7971 .

Рабочая высота сечения: ho = h-a = 0,8-0,04 = 0,76 м. h’o = ho = 0,76 м .

Расстояние от наиболее сжатого волокна в бетоне до центра тяжести приведенного сечения:

yc = h/2 = 0,8/2 = 0,4 м .

Расстояние от наиболее растянутого волокна бетона до центра тяжести приведенного сечения:

yt = yc = 0,4 м . Сечение — прямоугольное.

Момент инерции бетонного сечения относительно центра тяжести приведенного сечения:

I = b h 3/12 = 0,4 · 0,8 3/12 = 0,01707 м 4 .

Момент инерции всей продольной арматуры относительно центра тяжести сечения элемента:

Is = As (yt-a) 2+A’s (yc-a’) 2 = 0,00196 · (0,4-0,04) 2+0,00196 · (0,4-0,04) 2 = 0,00051 м 4 .

Момент относительно центра арматуры As от полной нагрузки: M1 = M+N (yt-a) = 0,02059+0,79081 · (0,4-0,04) = 0,30529 .

Момент относительно центра арматуры As от постоянных и длительных нагрузок:

Ml1 = Ml+Nl (yt-a) = 0,02059+0,79081 · (0,4-0,04) = 0,30529 .

Коэффициент, учитывающий влияние длительности действия нагрузки: fl = 1+Ml1/M1 = 1+0,30529/0,30529 = 2 .

kb = 0,15/(fl (0,3+de)) = 0,15/(2 · (0,3+0,15)) = 0,16667. ks = 0,7 .

Изгибная жесткость: D = kb Eb I +ks Es Is = 0,16667 · 34500 · 0,01707+0,7 · 200000 · 0,00051 = 169,55446 МН м 2 (формула (6.25); п. 6.2.16 ).

Критическая сила: Ncr = p 2 D/lo 2 = 3,14159 2 · 169,5545/10,8 2 = 14,347МН (формула (6.24); п. 6.2.16 ).

N = 0,79081 МН < Ncr = 14,34702 МН (5,51202% от предельного значения) — условие выполнено .

Коэффициент, учитывающий влияние прогиба: h = 1/(1-N /Ncr) = 1/(1-0,79081/14,34702) = 1,05834 (формула (6.23); п. 6.2.16 ).

10) Определение граничной относительной высоты сжатой зоны

Относительная деформация растянутой арматуры: es, el = Rs/Es = 215/200000 = 0,00108 (формула (6.12); п. 6.2.7 ).

Относительная деформация сжатого бетона при sb = Rb: eb, ult = 0,0035 .

Граничная относительная высота сжатой зоны: xR = 0,8/(1+es, el/eb, ult) =0,8/(1+0,00108/0,0035) = 0,61135 (формула (6.11); п. 6.2.7 ).

11) Расчет внецентренно-сжатых элементов прямоугольного сечения

Рабочая высота сечения: ho = h-a = 0,8-0,04 = 0,76 м .

Расстояние от точки приложения силы N до центра тяжести сечения арматуры S:

e = eo h+(ho-a’)/2 = 0,02667 · 1,05834+(0,76-0,04)/2 = 0,38823 м .

Высота сжатой зоны: x = (N +Rs As-Rsc A’s)/(Rb b) = (0,79081+215 · 0,00196-215 · 0,00196)/(17,55 · 0,4) = 0,11265 м (формула (6.21); п. 6.2.15 ).

Относительная высота сжатой зоны: x = x/ho = 0,11265/0,76 = 0,14822 .

Т.к. x = 0,14822 < = xR = 0,61135 :

Предельное значение продольной силы:

Nult = (Rb b x (ho-0,5 x)+Rsc A’s (ho-a’))/e = (17,55 · 0,4 · 0,11265 · (0,76-0,5 · 0,11265)+215 · 0,00196 · (0,76-0,04))/0,38823 = 2,21486 МН .

N e = 0,79081 · 0,38823 = 0,30702 МН м < = Rb b x (ho-0,5 x)+Rsc A’s (ho-a’) = 17,55 · 0,4 · 0,11265 · (0,76-0,5 · 0,11265)+215 · 0,00196 · (0,76-0,04) = 0,85988 МН м (35,70469% от предельного значения) — условие выполнено (формула (6.20); п. 6.2.15 ).

12) Проверка требования минимального процента армирования

Элемент — внецентренно-сжатый.

Арматура расположена по контуру сечения — не равномерно.

Рабочая высота сечения: ho = h-a = 0,8-0,04 = 0,76 м .

Коэффициент армирования: ms = (As+A’s)/(b ho) 100 = (0,00196+0,00196)/(0,4 · 0,76) · 100 = 1,289 % . 13) Определение расчетной длины внецентренно-сжатого элемента

Расчетная длина элемента: lo = l = 10,8 м .

14) Продолжение расчета по п. 8.3.4

Т.к. lo/h = 10,8/0,8 = 13,5 > = 5 и lo/h = 10,8/0,8 = 13,5 < = 25 :

ms = 1,28947 % > = 0,1+(0,25-0,1) (lo/h-5)/(25-5) = 0,1+(0,25-0,1) · (10,8/0,8-5)/(25-5) = 0,16375 % (787,4626% от предельного значения) — условие выполнено .

Несущая способность колонн К2 на пересечении осей А/9 с учетом выявленных отклонений обеспечена.

3.2 Расчет ферм покрытия.

3.2.1 Расчет верхнего пояса фермы

Рассматриваемая сегментная железобетонная ферма выполнена по серии 1.463.1-16.3-1. Согласно произведенному статическому расчету, в наиболее нагруженном элементе верхнего пояса фермы возникают РСУ (расчетные сочетания усилий) представленные в таблице 6.5, расчет данной колонны представлен ниже.

Таблица 6.5

№ элем№ сеченУсилия
N

(т)

Mk

(т*м)

My

(т*м)

Qz

(т)

Mz

(т*м)

Qy

(т)

№№ загруж
2921-101.94-0.054.14-1.07-0.22-0.011 2 5
2921-104.25-0.014.14-1.09-0.040.001 2
2921-82.52-0.053.32-0.83-0.23-0.011 5
2921-101.96-0.054.13-1.07-0.25-0.011 2 5 10
2921-104.25-0.014.14-1.09-0.040.001 2
2922-101.66-0.050.67-1.64-0.20-0.011 2 5

Размеры элемента:

— Длина элемента или расстояние между точками закрепления l = 150 см = 150 / 100 = 1,5 м;

— Высота в пределах этажа за вычетом толщины перекрытия или высота сводне стоящей конструкции H = 150 см = 150 / 100 = 1,5 м;

— Расстояние между точками закрепления в плоскости действия Mx или длина элемента

lx = 150 см = 150 / 100 = 1,5 м;

— Расстояние между точками закрепления в плоскости действия My или длина элемента

ly = 150 см = 150 / 100 = 1,5 м;

Размеры сечения:

— Высота сечения h = 25 см = 25 / 100 = 0,25 м;

— Ширина прямоугольного сечения b = 20 см = 20 / 100 = 0,2 м;

Толщина защитного слоя:

— Расстояние от равнодействующей усилий в арматуре S до грани сечения

a = 4 см = 4 / 100 = 0,04 м;

— Расстояние от равнодействующей усилий в арматуре S’ до грани сечения

a’ = 4 см = 4 / 100 = 0,04 м;

Площадь наиболее растянутой продольной арматуры:

(Стержневая арматура, диаметром 14 мм; 2 шт.):

— Площадь растянутой арматуры As = 3,1 см 2 = 3,1 / 10000 = 0,00031 м 2;

Площадь сжатой или наименее растянутой продольной арматуры:

(Стержневая арматура, диаметром 14 мм; 2 шт.):

— Площадь сжатой арматуры A’s = 3,1 см 2 = 3,1 / 10000 = 0,00031 м 2;

Результаты расчета:

1) Определение нормативного сопротивления бетона. Класс бетона — B35.

Нормативное значение сопротивления бетона осевому сжатию для предельных состояний первой группы принимается по табл. 5.1 Rbn = 25,5 МПа. Нормативное значение сопротивления бетона осевому растяжению для предельных состояний первой группы принимается по табл. 5.1 Rbtn = 1,95 МПа .

2) Расчетное сопротивление бетона. Группа предельных состояний — первая.

Расчетное сопротивление бетона осевому сжатию принимается по табл. 5.2 Rb = 19,5 МПа .

Назначение класса бетона — по прочности на сжатие.

Расчетное сопротивление бетона осевому растяжению принимается по табл. 5.2 Rbt = 1,3 МПа .

Расчетное значение сопротивления бетона осевому сжатию для предельных состояний второй группы: Rb, ser = Rbn = 25,5 МПа (формула (5.1); п. 5.1.9 ).

Расчетное значение сопротивления бетона осевому растяжению для предельных состояний второй группы: Rbt, ser = Rbtn = 1,95 МПа (формула (5.2); п. 5.1.9 ).

3) Определение значения начального модуля упругости бетона

Начальный модуль упругости принимается по табл. 5.4 Eb = 34500 МПа .

4) Учет особенностей работы бетона в конструкции

Расчетное сопротивление бетона осевому сжатию при mkp = 1:

Rb = gb1 gb3 gb4 Rb = 1 · 0,9 · 1 · 19,5 = 17,55 МПа. Расчетное сопротивление бетона осевому сжатию:

Rb = mkp gb1 gb3 gb4 Rb = 1 · 1 · 0,9 · 1 · 19,5 = 17,55 МПа .

Расчетное сопротивление бетона осевому растяжению при расчете на действие поперечных сил:

Rbt = gb1 Rbt = 1 · 1,3 = 1,3 МПа. Расчетное сопротивление бетона осевому растяжению:

Rbt = mkp gb1 Rbt = 1 · 1 · 1,3 = 1,3 МПа .

5) Расчетные значения прочностных характеристик арматуры

Класс продольной арматуры — A240.

Расчетное сопротивление продольной арматуры растяжению: Rs = 215 МПа .

Расчетное сопротивление продольной арматуры сжатию: Rsc = 215 МПа .

Поперечная арматура — не рассматривается в данном расчете.

Расчетное сопротивление продольной арматуры растяжению: Rs = mkp Rs = 1 · 215 = 215 МПа .

Расчетное сопротивление продольной арматуры сжатию: Rsc = mkp Rsc = 1 · 215 = 215 МПа .

6) Значение модуля упругости арматуры

Модуль упругости арматуры: Es = 200000 МПа .

7) Определение эксцентриситета

Случайный эксцентриситет: ea = max(l/600 ; h/30 ; 0,01) = max(1,5/600;0,25/30;0,01) = 0,01 м .

Элемент — статически неопределимой конструкции.

Для элементов статически неопределимых конструкций значение эксцентриситета продольной силы относительно центра тяжести приведенного сечения принимают равным значению эксцентриситета, полученного из статического расчета, но не менее еа.

Эксцентриситет продольной силы относительно центра тяжести приведенного сечения:

eo = M/N = 0,02059/-1,02234 = -0,02014 м. Т.к. eo = -0,02014 м < ea = 0,01 м :

Эксцентриситет продольной силы относительно центра тяжести приведенного сечения:

eo = ea = 0,01 м. eo = 0,01 м > = ea = 0,01 м (100% от предельного значения) — условие выполнено .

8) Определение расчетной длины внецентренно-сжатого элемента

Элемент — с шарнирным опиранием на двух концах.

Расчетная длина элемента: lo = l = 1,5 м .

9) Определение коэффициента, учитывающего влияние прогиба при расчете конструкций по недеформированной схеме. Коэффициент: de = eo/h = 0,01/0,25 = 0,04. Т.к. de < 0,15 :

Коэффициент: de = 0,15. Сечение — с симметричной арматурой.

Коэффициент приведения арматуры к бетону: a = Es/Eb = 200000/34500 = 5,7971 .

Рабочая высота сечения: ho = h-a = 0,25-0,04 = 0,21 м. h’o = ho = 0,21 м .

Расстояние от наиболее сжатого волокна в бетоне до центра тяжести приведенного сечения:

yc = h/2 = 0,25/2 = 0,125 м .

Расстояние от наиболее растянутого волокна бетона до центра тяжести приведенного сечения:

yt = yc = 0,125 м. Сечение — прямоугольное.

Момент инерции бетонного сечения относительно центра тяжести приведенного сечения:

I = b h 3/12 = 0,2 · 0,25 3/12 = 0,000260417 м 4 .

Момент инерции всей продольной арматуры относительно центра тяжести сечения элемента:

Is = As (yt-a) 2+A’s (yc-a’) 2 = 0,00031 · (0,125-0,04) 2+0,00031 · (0,125-0,04) 2 = 0,00000448 м 4 .

Момент относительно центра арматуры As от полной нагрузки:

M1 = M+N (yt-a) = 0,02059+-1,02234 · (0,125-0,04) = -0,0663 .

Момент относительно центра арматуры As от постоянных и длительных нагрузок:

Ml1 = Ml+Nl (yt-a) = 0,0406+-1,02234 · (0,125-0,04) = -0,0463 .

Коэффициент, учитывающий влияние длительности действия нагрузки:

fl = 1+Ml1/M1 = 1+-0,0463/-0,0663 = 1,69834 .

kb = 0,15/(fl (0,3+de)) = 0,15/(1,69834 · (0,3+0,15)) = 0,19627 . ks = 0,7 .

Изгибная жесткость:D = kb Eb I +ks Es Is =0,19627 · 34500 · 0,000260417+0,7 · 200000 · 0,00000448 = 2,39057 МН м 2 (формула (6.25); п. 6.2.16 ).

Критическая сила: Ncr = p 2 D/lo 2 = 3,14159 2 · 2,39057/1,5 2 = 10,48621 МН (формула (6.24); п. 6.2.16 ).

N = -1,02234 МН < Ncr = 10,48621 МН (-9,74938% от предельного значения) — условие выполнено .

Коэффициент, учитывающий влияние прогиба:

h = 1/(1-N /Ncr) = 1/(1—1,02234/10,48621) = 0,91117 (формула (6.23); п. 6.2.16 ).

10) Определение граничной относительной высоты сжатой зоны

Относительная деформация растянутой арматуры: es, el = Rs/Es = 215/200000 = 0,00108 (формула (6.12); п. 6.2.7 ). Относительная деформация сжатого бетона при sb = Rb: eb, ult = 0,0035 .

Граничная относительная высота сжатой зоны:

xR = 0,8/(1+es, el/eb, ult) = 0,8/(1+0,00108/0,0035) = 0,61135 (формула (6.11); п. 6.2.7 ).

11) Расчет внецентренно-сжатых элементов прямоугольного сечения

Рабочая высота сечения: ho = h-a = 0,25-0,04 = 0,21 м .

Расстояние от точки приложения силы N до центра тяжести сечения арматуры S:

e = eo h+(ho-a’)/2 = 0,01 · 0,91117+(0,21-0,04)/2 = 0,09411 м .

Высота сжатой зоны: x = (N +Rs As-Rsc A’s)/(Rb b) (-1,02234+215 · 0,00031-215 · 0,00031)/(17,55 · 0,2) = -0,29126 м (формула (6.21); п. 6.2.15 ).

Т.к. x < 0 м : Высота сжатой зоны: x = 0 м .

Относительная высота сжатой зоны: x = x/ho = 0/0,21 = 0 .

Т.к. x = 0 < = xR = 0,61135 :

Предельное значение продольной силы:

Nult = (Rb b x (ho-0,5 x)+Rsc A’s (ho-a’))/e =

= (17,55 · 0,2 · 0 · (0,21-0,5 · 0)+215 · 0,00031 · (0,21-0,04))/0,09411 = 0,1204 МН .

N e = -1,02234 · 0,09411 = -0,09621 МН м < = Rb b x (ho-0,5 x)+Rsc A’s (ho-a’) = 17,55 · 0,2 · 0 · (0,21-0,5 · 0)+215 · 0,00031 · (0,21-0,04) = 0,01133 МН м (-849,14538% от предельного значения) — условие выполнено (формула (6.20); п. 6.2.15 ).

12) Проверка требования минимального процента армирования

Элемент — внецентренно-сжатый.

Арматура расположена по контуру сечения — не равномерно.

Рабочая высота сечения: ho = h-a = 0,25-0,04 = 0,21 м .

Коэффициент армирования: ms = (As+A’s)/(b ho) 100 = (0,00031+0,00031)/(0,2 · 0,21) · 100 = 1,476 % .

13) Определение расчетной длины внецентренно-сжатого элемента

Расчетная длина элемента: lo = l = 1,5 м .

14) Продолжение расчета по п. 8.3.4

Т.к. lo/h = 1,5/0,25 = 6 > = 5 и lo/h = 1,5/0,25 = 6 < = 25 :

ms = 1,47619 % > = 0,1+(0,25-0,1) (lo/h-5)/(25-5) = 0,1+(0,25-0,1) · (1,5/0,25-5)/(25-5) = 0,1075 % (1373,2% от предельного значения) — условие выполнено.

Вывод: Несущая способность верхнего пояса фермы обеспечена.

3.2.2 Расчет нижнего пояса фермы

Согласно произведенному статическому расчету, в наиболее нагруженном элементе нижнего пояса фермы возникают РСУ (расчетные сочетания усилий) представленные в таблице 6.6, расчет данной колонны представлен ниже.

Таблица 6.6

№ элем№ сеченУсилия
N

(т)

My

(т*м)

Qz

(т)

Mz

(т*м)

Qy

(т)

№№ загруж
4351103.340.120.750.030.001 2
4351101.070.120.75-0.17-0.031 2 5
4351101.680.100.750.030.001 3
435182.21-0.100.78-0.20-0.031 5

Размеры элемента:

— Длина элемента или расстояние между точками закрепления

l = 600 см = 600 / 100 = 6 м;

— Высота в пределах этажа за вычетом толщины перекрытия или высота сводне стоящей конструкции H = 600 см = 600 / 100 = 6 м;

— Расстояние между точками закрепления в плоскости действия Mx или длина элемента

lx = 600 см = 600 / 100 = 6 м;

— Расстояние между точками закрепления в плоскости действия My или длина элемента

ly = 600 см = 600 / 100 = 6 м;

Размеры сечения:

— Высота сечения h = 25 см = 25 / 100 = 0,25 м;

— Ширина прямоугольного сечения b = 22 см = 22 / 100 = 0,22 м;

Площадь наиболее растянутой продольной арматуры:

(Стержневая арматура, диаметром 25 мм; 6 шт.):

— Площадь растянутой арматуры As = 29,5 см 2 = 29,5 / 10000 = 0,00295 м 2;

Площадь сжатой или наименее растянутой продольной арматуры:

(Стержневая арматура, диаметром 14 мм; 2 шт.):

— Площадь сжатой арматуры A’s = 3,1 см 2 = 3,1 / 10000 = 0,00031 м 2;

Результаты расчета:

1) Определение нормативного сопротивления бетона

Класс бетона — B35.

Нормативное значение сопротивления бетона осевому сжатию для предельных состояний первой группы принимается по табл. 5.1 Rbn = 25,5 МПа .

Нормативное значение сопротивления бетона осевому растяжению для предельных состояний первой группы принимается по табл. 5.1 Rbtn = 1,95 МПа .

2) Расчетное сопротивление бетона

Группа предельных состояний — первая.

Расчетное сопротивление бетона осевому сжатию принимается по табл. 5.2 Rb = 19,5 МПа .

Назначение класса бетона — по прочности на сжатие.

Расчетное сопротивление бетона осевому растяжению принимается по табл. 5.2 Rbt = 1,3 МПа .

Расчетное значение сопротивления бетона осевому сжатию для предельных состояний второй группы: Rb, ser = Rbn = 25,5 МПа (формула (5.1); п. 5.1.9 ).

Расчетное значение сопротивления бетона осевому растяжению для предельных состояний второй группы: Rbt, ser = Rbtn = 1,95 МПа (формула (5.2); п. 5.1.9 ).

3) Определение значения начального модуля упругости бетона

Начальный модуль упругости принимается по табл. 5.4 Eb = 34500 МПа .

4) Учет особенностей работы бетона в конструкции

Расчетное сопротивление бетона осевому сжатию при mkp = 1:

Rb = gb1 gb3 gb4 Rb = 1 · 0,9 · 1 · 19,5 = 17,55 МПа .

Расчетное сопротивление бетона осевому сжатию:

Rb = mkp gb1 gb3 gb4 Rb = 1 · 1 · 0,9 · 1 · 19,5 = 17,55 МПа .

Расчетное сопротивление бетона осевому растяжению при расчете на действие поперечных сил:

Rbt = gb1 Rbt = 1 · 1,3 = 1,3 МПа .

Расчетное сопротивление бетона осевому растяжению: Rbt = mkp gb1 Rbt = 1 · 1 · 1,3 = 1,3 МПа .

5) Расчетные значения прочностных характеристик арматуры

Класс продольной арматуры — A240.

Расчетное сопротивление продольной арматуры растяжению: Rs = 215 МПа .

Расчетное сопротивление продольной арматуры сжатию: Rsc = 215 МПа .

Поперечная арматура — не рассматривается в данном расчете.

Расчетное сопротивление продольной арматуры растяжению:

Rs = mkp Rs = 1 · 215 = 215 МПа .

Расчетное сопротивление продольной арматуры сжатию: Rsc = mkp Rsc = 1 · 215 = 215 МПа .

6) Значение модуля упругости арматуры Модуль упругости арматуры: Es = 200000 МПа .

7) Определение эксцентриситета

Случайный эксцентриситет: ea = max(l/600 ; h/30 ; 0,01) = max(6/600;0,25/30;0,01) = 0,01 м . Элемент — статически неопределимой конструкции.

Для элементов статически неопределимых конструкций значение эксцентриситета продольной силы относительно центра тяжести приведенного сечения принимают равным значению эксцентриситета, полученного из статического расчета, но не менее еа.

Эксцентриситет продольной силы относительно центра тяжести приведенного сечения:

eo = M/N = 0,00167/0,78845 = 0,00211 м. Т.к. eo = 0,00211 м < ea = 0,01 м :

Эксцентриситет продольной силы относительно центра тяжести приведенного сечения:

eo = ea = 0,01 м .

eo = 0,01 м > = ea = 0,01 м (100% от предельного значения) — условие выполнено .

8) Определение расчетной длины внецентренно-сжатого элемента

Элемент — с шарнирным опиранием на двух концах.

Расчетная длина элемента: lo = l = 6 м .

9) Определение коэффициента, учитывающего влияние прогиба при расчете конструкций по недеформированной схеме

Коэффициент: de = eo/h = 0,01/0,25 = 0,04. Т.к. de < 0,15 : Коэффициент: de = 0,15 .

Сечение — с симметричной арматурой. Коэффициент приведения арматуры к бетону:

a = Es/Eb = 200000/34500 = 5,7971.

Рабочая высота сечения: ho = h-a = 0,25-0,04 = 0,21 м. h’o = ho = 0,21 м .

Расстояние от наиболее сжатого волокна в бетоне до центра тяжести приведенного сечения:

yc = h/2 = 0,25/2 = 0,125 м .

Расстояние от наиболее растянутого волокна бетона до центра тяжести приведенного сечения:

yt = yc = 0,125 м. Сечение — прямоугольное.

Момент инерции бетонного сечения относительно центра тяжести приведенного сечения:

I = b h 3/12 = 0,22 · 0,25 3/12 = 0,000286458 м 4 .

Момент инерции всей продольной арматуры относительно центра тяжести сечения элемента:

Is = As (yt-a) 2+A’s (yc-a’) 2 = 0,00295 · (0,125-0,04) 2+0,00031 · (0,125-0,04) 2 = 0,000023554 м 4 .

Момент относительно центра арматуры As от полной нагрузки:

M1 = M+N (yt-a) = 0,00167+0,78845 · (0,125-0,04) = 0,06869 .

Момент относительно центра арматуры As от постоянных и длительных нагрузок:

Ml1 = Ml+Nl (yt-a) = 0,00167+0,78845 · (0,125-0,04) = 0,06869 .

Коэффициент, учитывающий влияние длительности действия нагрузки: fl = 1+Ml1/M1 = 1+0,06869/0,06869 = 2 .

kb = 0,15/(fl (0,3+de)) = 0,15/(2 · (0,3+0,15)) = 0,16667 . ks = 0,7. Изгибная жесткость:

D = kb Eb I +ks Es Is 0,16667 · 34500 · 0,000286458+0,7 · 200000 · 0,000023554 = 4,94473 МН м 2 (формула (6.25); п. 6.2.16 ).

Критическая сила:

Ncr = p 2 D/lo 2 = 3,14159 2 · 4,94473/6 2 = 1,35563 МН (формула (6.24); п. 6.2.16 ).

N = 0,78845 МН < Ncr = 1,35563 МН (58,16115% от предельного значения) — условие выполнено .

Коэффициент, учитывающий влияние прогиба:

h = 1/(1-N /Ncr) = 1/(1-0,78845/1,35563) = 2,39012 (формула (6.23); п. 6.2.16 ).

10) Определение граничной относительной высоты сжатой зоны

Относительная деформация растянутой арматуры:

es, el = Rs/Es = 215/200000 = 0,00108 (формула (6.12); п. 6.2.7 ).

Относительная деформация сжатого бетона при sb = Rb: eb, ult = 0,0035 .

Граничная относительная высота сжатой зоны:

xR = 0,8/(1+es, el/eb, ult) =0,8/(1+0,00108/0,0035) = 0,61135 (формула (6.11); п. 6.2.7 ).

11) Расчет внецентренно-сжатых элементов прямоугольного сечения

Рабочая высота сечения: ho = h-a = 0,25-0,04 = 0,21 м .

Расстояние от точки приложения силы N до центра тяжести сечения арматуры S:

e = eo h+(ho-a’)/2 = 0,01 · 2,39012+(0,21-0,04)/2 = 0,1089 м .

Высота сжатой зоны: x = (N +Rs As-Rsc A’s)/(Rb b) = (0,78845+215 · 0,00295-215 · 0,00031)/(17,55 · 0,22) = 0,35122 м (формула (6.21); п. 6.2.15 ). Относительная высота сжатой зоны: x = x/ho = 0,35122/0,21 = 1,67248 Т.к. x = 1,67248 > xR = 0,61135 :

Высота сжатой зоны: x = (N +Rs As (1+xR)/(1-xR)-Rsc A’s)/(Rb b+2 Rs As/(ho (1-xR))) =(0,78845+215 · 0,00295 · (1+0,61135)/(1-0,61135)-215 · 0,00031)/(17,55 · 0,22+2 · 215 · 0,00295/(0,21 · (1-0,61135))) = 0,17272 м (формула (6.22); п. 6.2.15 ).

Предельное значение продольной силы:

Nult = (Rb b x (ho-0,5 x)+Rsc A’s (ho-a’))/e =

= (17,55 · 0,22 · 0,17272 · (0,21-0,5 · 0,17272)+215 · 0,00031 · (0,21-0,04))/0,1089 = 0,86118 МН .

N e = 0,78845 · 0,1089 = 0,08586 МН м < = Rb b x (ho-0,5 x)+Rsc A’s (ho-a’) = 17,55 · 0,22 · 0,17272 · (0,21-0,5 · 0,17272)+215 · 0,00031 · (0,21-0,04) = 0,09378 МН м (91,55457% от предельного значения) — условие выполнено (формула (6.20); п. 6.2.15 ).

12) Проверка требования минимального процента армирования

Элемент — внецентренно-сжатый.

Арматура расположена по контуру сечения — не равномерно.

Рабочая высота сечения: ho = h-a = 0,25-0,04 = 0,21 м .

Коэффициент армирования: ms = (As+A’s)/(b ho) 100 = (0,00295+0,00031)/(0,22 · 0,21) · 100 = 7,05% .

13) Определение расчетной длины внецентренно-сжатого элемента

Расчетная длина элемента: lo = l = 6 м .

14) Продолжение расчета по п. 8.3.4

Т.к. lo/h = 6/0,25 = 24 > = 5 и lo/h = 6/0,25 = 24 < = 25 : ms = 7,05628 % > = 0,1+(0,25-0,1) (lo/h-5)/(25-5) = 0,1+(0,25-0,1) · (6/0,25-5)/(25-5) = 0,2425 % (2909,80619% от предельного значения) — условие выполнено .

Вывод: Несущая способность нижнего пояса фермы обеспечена.

3.2.3 Расчет раскосов фермы

Согласно произведенному статическому расчету, в наиболее нагруженном элементе раскосов фермы возникают РСУ (расчетные сочетания усилий) представленные в таблице 6.7, расчет данной колонны представлен ниже.

Таблица 6.7

№ элем№ сеченУсилия
N

(т)

My

(т*м)

Qz

(т)

Mz

(т*м)

Qy

(т)

№№ загруж
1391-16.32-0.270.690.03-0.031 2 5
1391-16.03-0.240.680.01-0.011 2
1391-13.41-0.290.640.03-0.031 5
1391-15.89-0.240.670.01-0.011 3
1391-16.32-0.270.690.03-0.031 2 5
1391-16.30-0.270.690.04-0.031 2 5 10
1391-16.03-0.240.680.01-0.011 2
1391-15.89-0.240.670.01-0.011 3
1392-17.071.01-0.110.16-0.031 2 5

Размеры элемента:

— Длина элемента или расстояние между точками закрепления l = 400 см = 400 / 100 = 4 м;

— Высота в пределах этажа за вычетом толщины перекрытия или высота сводне стоящей конструкции H = 400 см = 400 / 100 = 4 м;

— Расстояние между точками закрепления в плоскости действия Mx или длина элемента lx = 400 см = 400 / 100 = 4 м;

— Расстояние между точками закрепления в плоскости действия My или длина элемента

ly = 400 см = 400 / 100 = 4 м;

Размеры сечения:

— Высота сечения h = 15 см = 15 / 100 = 0,15 м;

— Ширина прямоугольного сечения b = 15 см = 15 / 100 = 0,15 м;

Толщина защитного слоя:

Площадь наиболее растянутой продольной арматуры:

(Стержневая арматура, диаметром 14 мм; 2 шт.):

— Площадь растянутой арматуры As = 3,1 см 2 = 3,1 / 10000 = 0,00031 м 2;

Площадь сжатой или наименее растянутой продольной арматуры:

(Стержневая арматура, диаметром 14 мм; 2 шт.):

— Площадь сжатой арматуры A’s = 3,1 см 2 = 3,1 / 10000 = 0,00031 м 2;

Результаты расчета:

1) Определение нормативного сопротивления бетона

Класс бетона — B35.

Нормативное значение сопротивления бетона осевому сжатию для предельных состояний первой группы принимается по табл. 5.1 Rbn = 25,5 МПа .

Нормативное значение сопротивления бетона осевому растяжению для предельных состояний первой группы принимается по табл. 5.1 Rbtn = 1,95 МПа .

2) Расчетное сопротивление бетона

Группа предельных состояний — первая.

Расчетное сопротивление бетона осевому сжатию принимается по табл. 5.2 Rb = 19,5 МПа .

Назначение класса бетона — по прочности на сжатие.

Расчетное сопротивление бетона осевому растяжению принимается по табл. 5.2 Rbt = 1,3 МПа .

Расчетное значение сопротивления бетона осевому сжатию для предельных состояний второй группы: Rb, ser = Rbn = 25,5 МПа (формула (5.1); п. 5.1.9 ).

Расчетное значение сопротивления бетона осевому растяжению для предельных состояний второй группы: Rbt, ser = Rbtn = 1,95 МПа (формула (5.2); п. 5.1.9 ).

3) Определение значения начального модуля упругости бетона

Начальный модуль упругости принимается по табл. 5.4 Eb = 34500 МПа .

4) Учет особенностей работы бетона в конструкции

Расчетное сопротивление бетона осевому сжатию при mkp = 1:

Rb = gb1 gb3 gb4 Rb = 1 · 0,9 · 1 · 19,5 = 17,55 МПа .

Расчетное сопротивление бетона осевому сжатию:

Rb = mkp gb1 gb3 gb4 Rb = 1 · 1 · 0,9 · 1 · 19,5 = 17,55 МПа .

Расчетное сопротивление бетона осевому растяжению при расчете на действие поперечных сил:

Rbt = gb1 Rbt = 1 · 1,3 = 1,3 МПа .

Расчетное сопротивление бетона осевому растяжению: Rbt = mkp gb1 Rbt = 1 · 1 · 1,3 = 1,3 МПа .

5) Расчетные значения прочностных характеристик арматуры

Класс продольной арматуры — A240.

Расчетное сопротивление продольной арматуры растяжению:

Rs = 215 МПа .

Расчетное сопротивление продольной арматуры сжатию: Rsc = 215 МПа .

Поперечная арматура — не рассматривается в данном расчете.

Расчетное сопротивление продольной арматуры растяжению:

Rs = mkp Rs = 1 · 215 = 215 МПа .

Расчетное сопротивление продольной арматуры сжатию: Rsc = mkp Rsc = 1 · 215 = 215 МПа .

6) Значение модуля упругости арматуры

Модуль упругости арматуры: Es = 200000 МПа .

7) Определение эксцентриситета

Случайный эксцентриситет: ea = max(l/600 ; h/30 ; 0,01) = max(4/600;0,15/30;0,01) = 0,01 м .

Элемент — статически неопределимой конструкции.

Для элементов статически неопределимых конструкций значение эксцентриситета продольной силы относительно центра тяжести приведенного сечения принимают равным значению эксцентриситета, полученного из статического расчета, но не менее еа.

Эксцентриситет продольной силы относительно центра тяжести приведенного сечения:

eo = M/N = 0,0099/-0,17358 = -0,05706 м .

Т.к. eo = -0,05706 м < ea = 0,01 м :

Эксцентриситет продольной силы относительно центра тяжести приведенного сечения:

eo = ea = 0,01 м .

eo = 0,01 м > = ea = 0,01 м (100% от предельного значения) — условие выполнено .

8) Определение расчетной длины внецентренно-сжатого элемента

Элемент — с шарнирным опиранием на двух концах.

Расчетная длина элемента: lo = l = 4 м .

9) Определение коэффициента, учитывающего влияние прогиба при расчете конструкций по недеформированной схеме Коэффициент: de = eo/h = 0,01/0,15 = 0,06667 .

Т.к. de < 0,15 : Коэффициент: de = 0,15 .

Сечение — с симметричной арматурой.

Коэффициент приведения арматуры к бетону: a = Es/Eb = 200000/34500 = 5,7971 .

Рабочая высота сечения: ho = h-a = 0,15-0,04 = 0,11 м. h’o = ho = 0,11 м .

Расстояние от наиболее сжатого волокна в бетоне до центра тяжести приведенного сечения:

yc = h/2 = 0,15/2 = 0,075 м .

Расстояние от наиболее растянутого волокна бетона до центра тяжести приведенного сечения:

yt = yc = 0,075 м. Сечение — прямоугольное.

Момент инерции бетонного сечения относительно центра тяжести приведенного сечения:

I = b h 3/12 = 0,15 · 0,15 3/12 = 0,000042188 м 4 .

Момент инерции всей продольной арматуры относительно центра тяжести сечения элемента:

Is = As (yt-a) 2+A’s (yc-a’) 2 =0,00031 · (0,075-0,04) 2+0,00031 · (0,075-0,04) 2 = 0,00000076 м 4 .

Момент относительно центра арматуры As от полной нагрузки:

M1 = M+N (yt-a) = 0,0099+-0,17358 · (0,075-0,04) = 0,00383 .

Момент относительно центра арматуры As от постоянных и длительных нагрузок:

Ml1 = Ml+Nl (yt-a) = 0,0099+-0,17358 · (0,075-0,04) = 0,00383 .

Коэффициент, учитывающий влияние длительности действия нагрузки:

fl = 1+Ml1/M1 = 1+0,00383/0,00383 = 2 .

kb = 0,15/(fl (0,3+de)) = 0,15/(2 · (0,3+0,15)) = 0,16667 . ks = 0,7 .

Изгибная жесткость: D = kb Eb I +ks Es Is =0,16667 · 34500 · 0,000042188+0,7 · 200000 · 0,00000076 = 0,34899 МН м 2 (формула (6.25); п. 6.2.16 ).

Критическая сила: Ncr = p 2 D/lo 2 = 3,14159 2 · 0,34899/4 2 = 0,21527 МН (формула (6.24); п. 6.2.16 ).

N = -0,17358 МН < Ncr = 0,21527 МН (-80,63362% от предельного значения) — условие выполнено .

Коэффициент, учитывающий влияние прогиба:

h = 1/(1-N /Ncr) = 1/(1—0,17358/0,21527) = 0,55361 (формула (6.23); п. 6.2.16 ).

10) Определение граничной относительной высоты сжатой зоны

Относительная деформация растянутой арматуры: es, el = Rs/Es = 215/200000 = 0,00108 (формула (6.12); п. 6.2.7 ).

Относительная деформация сжатого бетона при sb = Rb: eb, ult = 0,0035 .

Граничная относительная высота сжатой зоны: xR = 0,8/(1+es, el/eb, ult) = 0,8/(1+0,00108/0,0035) = 0,61135 (формула (6.11); п. 6.2.7 ).

11) Расчет внецентренно-сжатых элементов прямоугольного сечения

Рабочая высота сечения: ho = h-a = 0,15-0,04 = 0,11 м .

Расстояние от точки приложения силы N до центра тяжести сечения арматуры S:

e = eo h+(ho-a’)/2 = 0,01 · 0,55361+(0,11-0,04)/2 = 0,04054 м .

Высота сжатой зоны: x = (N +Rs As-Rsc A’s)/(Rb b) =(-0,17358+215 · 0,00031-215 · 0,00031)/(17,55 · 0,15) = -0,06594 м (формула (6.21); п. 6.2.15 ). Т.к. x < 0 м :

Высота сжатой зоны: x = 0 м. Относительная высота сжатой зоны: x = x/ho = 0/0,11 = 0 .

Т.к. x = 0 < = xR = 0,61135 : Предельное значение продольной силы:

Nult = (Rb b x (ho-0,5 x)+Rsc A’s (ho-a’))/e = (17,55 · 0,15 · 0 · (0,11-0,5 · 0)+215 · 0,00031 · (0,11-0,04))/0,04054 = 0,11508 МН .

N e = -0,17358 · 0,04054 = -0,00704 МН м < = Rb b x (ho-0,5 x)+Rsc A’s (ho-a’) = 17,55 · 0,15 · 0 · (0,11-0,5 · 0)+215 · 0,00031 · (0,11-0,04) = 0,00467 МН м (-150,82913% от предельного значения) — условие выполнено (формула (6.20); п. 6.2.15 ).

12) Проверка требования минимального процента армирования

Элемент — внецентренно-сжатый.

Арматура расположена по контуру сечения — не равномерно.

Рабочая высота сечения: ho = h-a = 0,15-0,04 = 0,11 м .

Коэффициент армирования: ms = (As+A’s)/(b ho) 100 = (0,00031+0,00031)/(0,15 · 0,11) · 100 = 3,75 % .

13) Определение расчетной длины внецентренно-сжатого элемента

Расчетная длина элемента: lo = l = 4 м .

14) Продолжение расчета по п. 8.3.4

Т.к. lo/h = 4/0,15 = 26,66667 > 25 :

ms > = 0,25 % (1503,032% от предельного значения) — условие выполнено.

Вывод: Несущая способность раскосов фермы обеспечена.

3.3 Расчет балок подкрановых путей.

Схема расположения рассматриваемых балок подкрановых путей представлена на рисунке 5.

1414

Рис. 5 — схема расположения подкрановых балок

3.3.1 Расчет подкрановой балки ПБ1.

Расчет балок крановых путей ПБ1 на прочность.

Коэффициенты надежности и условия работы:

— Коэффициент условия работы gc = 1 ;

— Коэффициент надежности в расчетах по временному сопротивлению gu = 1,3 ;

Характеристики крана:

— Грузоподъемность крана Q = 20000 кг;

— Пролет крана lcr = 22500 мм;

— Ширина крана B =5600 мм;

— База крана K = 4400 мм;

— Давление колеса на подкрановый рельс Fn = 155979 Н;

— Масса тележки Gт = 3176кг;

— Ширина кранового рельса br = 70 мм;

Физические характеристики:

— Модуль упругости E = 210000 МПа;

Тормозная балка:

— Площадь стенки тормозной балки APT = 4920 мм 2;

— Площадь пояса тормозной балки AT1 = 1810 мм 2;

— Момент инерции пояса тормозной балки IT1 = 633000 мм 4;

— Расстояние до центра тяжести пояса тормозной балки от оси подкрановой балки xT1 = 932 мм;

— Момент инерции стенки тормозной балки IPT = 275684000 мм 4;

— Расстояние до центра тяжести стенки тормозной балки от оси подкрановой балки xPT = 520 мм;

Прочность:

— Расчетное сопротивление стали сдвигу Rs = 130 МПа;

— Расчетное сопротивление растяжению, сжатию, изгибу по временному сопротивлению Ru = 350 МПа;

— Расчетное сопротивление растяжению, сжатию, изгибу по пределу текучести Ry = 225 МПа;

— Временное сопротивление стали разрыву Run = 370 МПа;

— Предел текучести стали Ryn = 235 МПа;

Основные размеры сечения:

— Ширина сечения b = 400 мм;

— Высота сечения h = 1040 мм;

— Толщина полки tf = 14 мм;

— Толщина стенки tw = 8 мм;

Результаты расчета:

1) Определение положения равнодействующей усилий

Пролет подкрановой балки — 12000 мм.

Расчет ведется для — двух кранов.

Т.к. K > 3500 мм :

Координата равнодействующей усилий относительно середины балки:

x = (K -(B-K ))/3 = (4400-(5600-4400))/3 = 1066,6666мм .

Режим работы крана — 6К.

2) Расчетное значение вертикальной нагрузки при расчете на прочность.

Коэффициент надежности по нагрузке: gf = 1,2 .

3) Определение значения сосредоточенной вертикальной нагрузки.

Коэффициент, учитывающий местное и динамическое действие нагрузки: gf1 = 1,4 .

Коэффициент динамичности: Kd = 1,2 .

Коэффициент сочетаний: yl = 0,85 .

4) Продолжение расчета по п. 9 СП 20.13330 СП 16.13330.2011; СП 20.13330.2011

Расчетное значение вертикальной нагрузки:

F = Fn gf Kd yl = 155979 · 1.2 · 1.2 · 0.85 = 190919Н .

5) Определение нормативного значения горизонтальной нагрузки.

Число колес с одной стороны крана: no = 2 .

(для кранов грузоподъемностью до 50 т)

Подвес груза — гибкий.

Нормативное значение горизонтальной нагрузки.:

Tn = 0,05 (Q+Gт) 9,80665/no = 0,05 · (20000+3176) · 9,80665/2 = 5681.97Н .

6) Продолжение расчета по п. 9 СП 20.13330 СП 16.13330.2011; СП 20.13330.2011

Расчетное значение горизонтальной нагрузки: T = Tn gf Kd yl = 5681.97· 1,2 · 1,2 · 0,85 = 6954.73Н .

7) Определение Mmax

Т.к. K > 3500 мм :

Расстояние от точки 1 приложения силы F до точки А: a1 = L/2-(B-K )-x/2 = 12000/2-(5600-4400)- 1066,66/2 = 4266.67 мм .

Расстояние от точки 2 приложения силы F до точки А: a2 = a1+(B-K ) = 4266.67 +(5600-4400) = 5466.67мм .

Расстояние от точки 3 приложения силы F до точки А: a3 = a2+K = 5466.67+4400 = 9866.67мм .

Опорная реакция в точке B: RB = F (a1+a2+a3)/L = 190919 · (4266.67 +5466.67+9866.67)/12000 = 311834.52 Н .

Опорная реакция: R = 3 F = 3 · 190919 = 572757 Н .

Опорная реакция в точке A: RA = R-RB = 572757-311834.52 = 260922.48 Н .

Максимальное значение изгибающего момента:

Mmax = RA (L/2-x/2)-F (B-K ) = 260922.48 · (12000/2-1066,66/2)- 190919· (5600-4400) = 1197274293.742Н мм .

Т.к. K > 3500 мм :

Поперечная сила на опоре в точке B: QB = F (2 (B-K )+K )/L = 190919 · (2 · (5600-4400)+4400)/12000 = 108187.43 Н .

Поперечная сила на опоре в точке А:QA = 3 F-QB = 3·190919-108187.43 = 464569.5 Н

максимальное значение поперечной силы:

Qmax = QA = 538764 Н .

Qmax = QA = 464569.57 Н .

Высота стенки: hw = h-2 tf= 1040 мм .

Момент инерции относительно оси X:

Ix = tw hw 3/12+2 tf b (hw/2+tf/2) 2 = 3860657066.6 мм 4 .

Момент сопротивления сечения относительно оси X:

Wx = 2 Ix/h = 2 · 3860657066.6 /1040 = 7424340.51мм 3 .

Статический момент относительно оси X :

Sx = tf b (hw/2+tf/2)+hw/2 tw hw/4 =4032800 мм 3 .

Площадь пояса тормозной балки, включающий верхний пояс подкрановой балки:

AT2 = b tf = 400 · 14 = 5600 мм 2 .

Момент инерции пояса тормозной балки, включающий верхний пояс подкрановой балки:

IT2 = b 3 tf/12 = 400 3 · 14/12 = 74666666.66мм 4 .

Площадь тормозной балки:

AT = AT1+APT+AT2 = 1810+4920+5600 = 12330 мм 2 .

Статический момент относительно оси Y:

Sy = AT1 xT1+APT xPT = 1810 · 932+4920 · 520 = 4245320 мм 3 .

zy = Sy/AT = 4245320/12330 = 344.30мм .

Момент инерции относительно оси Y:

Iy = IT1+IPT+IT2+AT1 (xT1-zy) 2+APT (xPT-zy) 2+AT2 zy 2 =

= 633000+275684000+31500000+1810 · (932-344.30) 2+4920 · (520-344.30) 2+5600 · 344.302 = 1748695989.7мм 4 .

Момент сопротивления сечения относительно оси Y: Wy = Iy/(zy+b/2) = 1748695989.7/(388,4099+400/2) = 8739343.73 мм 3 .

Расстояние от точки A до расчетного сечения: z = (L-x)/2 = (12000-1066,66)/2 = 5466.67мм .

Коэффициент: gfm = 1,05 . Плотность стали: g = 7,850 10 (-6) = 7,85 · 10 (-6) = 0,0000079 кг/мм 3 . Т.к. br = 70 мм :

Погонная масса рельса: gr = 0,05283 кг/мм .

Высота рельса: hr = 120 мм .

Момент инерции рельса относительно оси X:

Ixr = 1081,99 10 4 = 1081,99 · 10 4 = 10819900 мм 4 .

Числовые данные собственного момента инерции при кручении рельса Ir приведены из учебника Веденико Г.С., Беленя Е.И. и др. «Металлические конструкции. Общий курс» Стройиздат 1998 г. (п. 15.1 гл. 15 Подкрановые конструкции).Собственный момент инерции при кручении рельса: Ir = 253 10 4 = 253 · 10 4 = 2530000 мм 4 .

Площадь двутаврового сечения: A = 2 tf b+tw hw 19520 мм 2 .

Погонная масса балки: m = A g+gr = 19520 · 0,0000079+0,05283 = 0.207038кг/мм .

Расчетное значение погонной массы тормозной балки: gv = gfm (AT1+AT2) g = 1,05 · (1810+4200) · 0,0000079 = 0,049853 кг/мм .

Расчетная нагрузка от собственного веса подкрановой балки: g = gfm m+gv = 1,05 · 0.207038+0,049853 = 0.2672429кг/мм .

Изгибающий момент от собственного веса: Mg[z] = g z/2 (L-z) 9,80665 = 48228449,1022349 Н мм .

Изгибающий момент относительно оси X: Mx = Mmax+Mg[z] = 1197274293.742+48228450 = 1245502743 Н мм .

Изгибающий момент от действия горизонтальной нагрузки:

MT = Mmax (T/F) = 1197274293 · (6954.73/190919) = 43613885.69 Н мм .

Изгибающий момент относительно оси Y: My = MT = 43613885 Н мм .

Поперечная сила от действия горизонтальной нагрузки: QT = Qmax (T/F) = 464569.57 · (6954.73/190919) = 16923.17645476Н .

Поперечная сила в полке: Qy = Qmax = 464569.57 Н .

8) Продолжение расчета по п. 8.3.2 СП 16.13330 СП 16.13330.2011; СП 20.13330.2011

Нормальное напряжение, параллельное оси X: sx = Mx/Wx = 1245502743/7424340.51 = 167.759 МПа .

Касательное напряжение в стенке: txy = Qy Sx/(Ix tw) = 464569.57 · 4032800/(3860657066.6 · 8) = 60.66МПа .

Балка — сварная. Коэффициент: y = 3,25 .

Момент инерции общего сечения верхнего пояса балки и кранового рельса:

I1f = b tf 3/12+Ixr = 400 · 14 3/12+10819900 = 10911366 мм 4 .

Условная длина распределения нагрузки:lef = y (I1f/tw) (1/3) =

= 3,25 · (10911366/10) (1/3) =  334.58мм (формула (49); п. 8.2.2 СП 16.13330 ).

Местное напряжение: sloc = F/(tw lef ) 190919/(10 · 334.58) = 57.06МПа (формула (47); п. 8.2.2 СП 16.13330 ).

Проверка прочности стенки балки в местах приложения нагрузки к верхнему поясу и в опорных сечениях, не укрепленных ребрами жесткости

sloc/(Ry gc) = 57.06/(225 · 1) = 0.2536r 1 (39,432% от предельного значения) — условие выполнено (формула (46); п. 8.2.2 СП 16.13330 ).

Нормальное напряжение, параллельное оси Y: sy = My/Wy+sloc = 43613885 /2900150+57.06= 72,06 МПа .

9) Продолжение расчета по п. 8.3.2 СП 16.13330 СП 16.13330.2011; СП 20.13330.2011. Вид балок — разрезные.

0,87/(Ry gc) ; (sx) 2-sx sy+(sy) 2+3 (txy) 2= 0,87/(225 · 1) · ; (167.759) 2-167.759 · 72,06 +(82,97072) 2+3 · (60.66) 2= 0.758r 1 (75,8% от предельного значения) — условие выполнено (формула (44); п. 8.3.2 СП 16.13330 ).

txy/(Rs gc) = 60.66/(130 · 1) = 0,466 r 1 (46,6% от предельного значения) — условие выполнено (формула (44); п. 8.3.2 СП 16.13330 ).

Вывод: Прочность подкрановой балки ПБ1 на действующие нагрузки обеспечена.

3.3.2 Расчет балок крановых путей ПБ1 на усталость.

Коэффициенты надежности и условия работы:

— Коэффициент условия работы gc = 1 ;

— Коэффициент надежности в расчетах по временному сопротивлению gu = 1,3 ;

Характеристики крана:

— Грузоподъемность крана Q = 20000 кг;

— Пролет крана lcr = 22500 мм;

— Ширина крана B =5600 мм;

— База крана K = 4400 мм;

— Давление колеса на подкрановый рельс Fn = 155979 Н;

— Масса тележки Gт = 3176кг;

— Ширина кранового рельса br = 70 мм;

Физические характеристики:

— Модуль упругости E = 210000 МПа;

Тормозная балка:

— Площадь стенки тормозной балки APT = 4920 мм 2;

— Площадь пояса тормозной балки AT1 = 1810 мм 2;

— Момент инерции пояса тормозной балки IT1 = 633000 мм 4;

— Расстояние до центра тяжести пояса тормозной балки от оси подкрановой балки xT1 = 932 мм;

— Момент инерции стенки тормозной балки IPT = 275684000 мм 4;

— Расстояние до центра тяжести стенки тормозной балки от оси подкрановой балки xPT = 520 мм;

Прочность:

— Расчетное сопротивление стали сдвигу Rs = 130 МПа;

— Расчетное сопротивление растяжению, сжатию, изгибу по временному сопротивлению Ru = 350 МПа;

— Расчетное сопротивление растяжению, сжатию, изгибу по пределу текучести Ry = 225 МПа;

— Временное сопротивление стали разрыву Run = 370 МПа;

— Предел текучести стали Ryn = 235 МПа;

Основные размеры сечения:

— Ширина сечения b = 400 мм;

— Высота сечения h = 1040 мм;

— Толщина полки tf = 14 мм;

— Толщина стенки tw = 8 мм;

Результаты расчета:

1) Определение положения равнодействующей усилий

Пролет подкрановой балки — 12000 мм.

Расчет ведется для — двух кранов.

Т.к. K > 3500 мм :

Координата равнодействующей усилий относительно середины балки:

x = (K -(B-K ))/3 = (4400-(5600-4400))/3 = 1066,6666мм .

Режим работы крана — 6К.

2) Расчетное значение вертикальной нагрузки при расчете на прочность.

Коэффициент надежности по нагрузке: gf = 1,2 .

3) Определение значения сосредоточенной вертикальной нагрузки.

Коэффициент, учитывающий местное и динамическое действие нагрузки: gf1 = 1,4 .

Коэффициент динамичности: Kd = 1,2 .

Коэффициент сочетаний: yl = 0,85 .

4) Продолжение расчета по п. 9 СП 20.13330 СП 16.13330.2011; СП 20.13330.2011

Расчетное значение вертикальной нагрузки:

F = Fn gf Kd yl = 155979 · 1.2 · 0.5 · 0.85 = 190919Н .

F = Fn gf Kd yl = 155979 · 1.2 · 0.5 · 0.85 = 79549Н .

5) Определение нормативного значения горизонтальной нагрузки.

Число колес с одной стороны крана: no = 2 .

(для кранов грузоподъемностью до 50 т)

Подвес груза — гибкий.

Нормативное значение горизонтальной нагрузки.:

Tn = 0,05 (Q+Gт) 9,80665/no = 0,05 · (20000+3176) · 9,80665/2 = 5681.97Н .

6) Продолжение расчета по п. 9 СП 20.13330 СП 16.13330.2011; СП 20.13330.2011

Расчетное значение горизонтальной нагрузки: T = Tn gf Kd yl = 5681.97· 1,2 · 1,2 · 0,85 = 6954.73Н .

7) Определение Mmax

Т.к. K > 3500 мм :

Расстояние от точки 1 приложения силы F до точки А: a1 = L/2-(B-K )-x/2 = 12000/2-(5600-4400)- 1066,66/2 = 4266.67 мм .

Расстояние от точки 2 приложения силы F до точки А: a2 = a1+(B-K ) = 4266.67 +(5600-4400) = 5466.67мм .

Расстояние от точки 3 приложения силы F до точки А: a3 = a2+K = 5466.67+4400 = 9866.67мм .

Опорная реакция в точке B: RB = F (a1+a2+a3)/L = 190919 · (4266.67 +5466.67+9866.67)/12000 = 311834.52 Н .

Опорная реакция: R = 3 F = 3 · 190919 = 572757 Н .

Опорная реакция в точке A: RA = R-RB = 572757-311834.52 = 260922.48 Н .

Максимальное значение изгибающего момента:

Mmax = RA (L/2-x/2)-F (B-K ) = 260922.48 · (12000/2-1066,66/2)- 190919· (5600-4400) = 1197274293.742Н мм .

Mmax = RA (L/2-x/2)-F (B-K ) = 260922.48 · (12000/2-1066,66/2)- 79549.3· (5600-4400) = 1330917933.742мм .

Т.к. K > 3500 мм :

Поперечная сила на опоре в точке B: QB = F (2 (B-K )+K )/L = 190919 · (2 · (5600-4400)+4400)/12000 = 108187.43 Н .

Поперечная сила на опоре в точке А:QA = 3 F-QB = 3·190919-108187.43 = 464569.5 Н максимальное значение поперечной силы:

Qmax = QA = 538764 Н .

Qmax = QA = 464569.57 Н .

Высота стенки: hw = h-2 tf= 1040 мм .

Момент инерции относительно оси X:

Ix = tw hw 3/12+2 tf b (hw/2+tf/2) 2 = 3860657066.6 мм 4 .

Момент сопротивления сечения относительно оси X:

Wx = 2 Ix/h = 2 · 3860657066.6 /1040 = 7424340.51мм 3 .

Статический момент относительно оси X :

Sx = tf b (hw/2+tf/2)+hw/2 tw hw/4 =4032800 мм 3 .

Площадь пояса тормозной балки, включающий верхний пояс подкрановой балки:

AT2 = b tf = 400 · 14 = 5600 мм 2 .

Момент инерции пояса тормозной балки, включающий верхний пояс подкрановой балки:

IT2 = b 3 tf/12 = 400 3 · 14/12 = 74666666.66мм 4 .

Площадь тормозной балки:

AT = AT1+APT+AT2 = 1810+4920+5600 = 12330 мм 2 .

Статический момент относительно оси Y:

Sy = AT1 xT1+APT xPT = 1810 · 932+4920 · 520 = 4245320 мм 3 .

zy = Sy/AT = 4245320/12330 = 344.30мм .

Момент инерции относительно оси Y:

Iy = IT1+IPT+IT2+AT1 (xT1-zy) 2+APT (xPT-zy) 2+AT2 zy 2 =

= 633000+275684000+31500000+1810 · (932-344.30) 2+4920 · (520-344.30) 2+5600 · 344.302 = 1748695989.7мм 4 .

Момент сопротивления сечения относительно оси Y: Wy = Iy/(zy+b/2) = 1748695989.7/(388,4099+400/2) = 8739343.73 мм 3 .

Расстояние от точки A до расчетного сечения: z = (L-x)/2 = (12000-1066,66)/2 = 5466.67мм .

Коэффициент: gfm = 1,05 . Плотность стали: g = 7,850 10 (-6) = 7,85 · 10 (-6) = 0,0000079 кг/мм 3 . Т.к. br = 70 мм :

Погонная масса рельса: gr = 0,05283 кг/мм .

Высота рельса: hr = 120 мм .

Момент инерции рельса относительно оси X:

Ixr = 1081,99 10 4 = 1081,99 · 10 4 = 10819900 мм 4 .

Числовые данные собственного момента инерции при кручении рельса Ir приведены из учебника Веденико Г.С., Беленя Е.И. и др. «Металлические конструкции. Общий курс» Стройиздат 1998 г. (п. 15.1 гл. 15 Подкрановые конструкции).Собственный момент инерции при кручении рельса: Ir = 253 10 4 = 253 · 10 4 = 2530000 мм 4 .

Площадь двутаврового сечения: A = 2 tf b+tw hw 19520 мм 2 .

Погонная масса балки: m = A g+gr = 19520 · 0,0000079+0,05283 = 0.207038кг/мм .

Расчетное значение погонной массы тормозной балки: gv = gfm (AT1+AT2) g = 1,05 · (1810+4200) · 0,0000079 = 0,049853 кг/мм .

Расчетная нагрузка от собственного веса подкрановой балки: g = gfm m+gv = 1,05 · 0.207038+0,049853 = 0.2672429кг/мм .

Изгибающий момент от собственного веса: Mg[z] = g z/2 (L-z) 9,80665 = 48228449,1022349 Н мм .

Изгибающий момент относительно оси X: Mx = Mmax+Mg[z] = 1330917933.74+48228450 = 1379146383.74 Н мм .

Изгибающий момент от действия горизонтальной нагрузки:

MT = Mmax (T/F) = 1379146383.74 · (6954.73/190919) = 50239058.08Н мм .

Изгибающий момент относительно оси Y: My = MT = 43613885 Н мм .

Поперечная сила от действия горизонтальной нагрузки: QT = Qmax (T/F) = 464569.57 · (6954.73/190919) = 16923.17645476Н .

Поперечная сила в полке: Qy = Qmax = 464569.57 Н .

8) Наибольшее значение нормального напряжения в рассчитываемом сечении элемента:

smax = Mx/Wx = 619299500/7424340 = 83.41МПа .

Наименьшее значение нормального напряжения в рассчитываемом сечении элемента:

smin = Mg[z]/Wx = 48228449 /7424340= 6.49МПа .

Коэффициент асимметрии напряжений:p= σmin/σmax =  6.49/83.41= 0,07781 .

Расчетное сопротивление усталости: Rv = 60 МПа .

(поз. 17 табл. К.1 СП 16.13330.2011 для основного металла растянутых поясов балок)

Т.к. r = 0,07781 > 0 и p = 0,07781< 0,8 :

Коэффициент: gv = 2/(1,2-p) = 2/(1,2-0,07781) = 1,7822 .

a Rv gv = 1,1 · 60 · 1,7822 = 117,62 МПа Ru/gu = 350/1,3 = 269,2307692 МПа (43,7% от предельного значения) — условие выполнено .

smax/(a*Rv*γv) = 83,41/(1.06 · 60 · 1,782334) = 0,735 r 1 (73,5% от предельного значения) — условие выполнено (формула (170); п. 12.1.2 СП 16.13330 ).

Вывод: Расчет подкрановых балок ПБ1 на усталость показал, что подкрановые балки имеют достаточный ресурс при режимах работы кранов не выше А7 по ИСО 4301/1-86, класс использования не выше С7 по ГОСТ 25546-82.

3.3.3 Расчет балок крановых путей ПБ2 на прочность.

Коэффициенты надежности и условия работы:

— Коэффициент условия работы gc = 1 ;

— Коэффициент надежности в расчетах по временному сопротивлению gu = 1,3 ;

Характеристики крана:

— Грузоподъемность крана Q = 20000 кг;

— Пролет крана lcr = 22500 мм;

— Ширина крана B =5600 мм;

— База крана K = 4400 мм;

— Давление колеса на подкрановый рельс Fn = 155979 Н;

— Масса тележки Gт = 3176кг;

— Ширина кранового рельса br = 70 мм;

Физические характеристики:

— Модуль упругости E = 210000 МПа;

Тормозная балка:

— Площадь стенки тормозной балки APT = 4920 мм 2;

— Площадь пояса тормозной балки AT1 = 1810 мм 2;

— Момент инерции пояса тормозной балки IT1 = 633000 мм 4;

— Расстояние до центра тяжести пояса тормозной балки от оси подкрановой балки xT1 = 932 мм;

— Момент инерции стенки тормозной балки IPT = 275684000 мм 4;

— Расстояние до центра тяжести стенки тормозной балки от оси подкрановой балки xPT = 520 мм;

Прочность:

— Расчетное сопротивление стали сдвигу Rs = 130 МПа;

— Расчетное сопротивление растяжению, сжатию, изгибу по временному сопротивлению Ru = 350 МПа;

— Расчетное сопротивление растяжению, сжатию, изгибу по пределу текучести Ry = 225 МПа;

— Временное сопротивление стали разрыву Run = 370 МПа;

— Предел текучести стали Ryn = 235 МПа;

Основные размеры сечения:

— Ширина сечения b = 400 мм;

— Высота сечения h = 640 мм;

— Толщина полки tf = 12 мм;

— Толщина стенки tw = 8 мм;

Нагрузка:

— Изгибающий момент Mx = 14,98 тс м = 14,98 / 0,000000101972 = 146903071,43137 Н мм;

— Изгибающий момент My = 0 тс м = 0 / 0,000000101972 = 0 Н мм;

— Поперечная сила на одну стенку сечения Qx = 14,98 тс = 14,98 / 0,00010197162123 = 146903,6171 Н;

— Поперечная сила на одну стенку сечения Qy = 14,98 тс = 14,98 / 0,00010197162123 = 146903,6171 Н;

Основные характеристики сечений:

— Площадь A = 145,28 см 2 = 145,28 / 0,01 = 14528 мм 2;

— Погонная масса m = 114,0448 кг/м;

— Момент инерции Jx = 110246,7 см 4 = 110246,7 / 0,0001 = 1102467000 мм 4;

— Момент инерции Jy = 12802,63 см 4 = 12802,63 / 0,0001 = 128026300 мм 4;

— Момент сопротивления нетто Wx1 = 3445,20см 3 = 3445,209 / 0,001 = 3445209 мм 3;

— Момент сопротивления нетто Wx2 = 3445,2 см 3 = 3445,209 / 0,001 = 3445209 мм 3;

— Момент сопротивления нетто Wy1 = 640,131см 3 = 640,1314 / 0,001 = 640131,4 мм 3;

— Момент сопротивления нетто Wy2 = 640,13 см 3 = 640,1314 / 0,001 = 640131,4 мм 3;

— Статический момент Sx = 1886,656 см 3 = 1886,656 / 0,001 = 1886656 мм 3;

— Момент инерции при кручении Jt = 56,59307 см 4 = 56,59307 / 0,0001 = 565930,7 мм 4;

— Отношение площади полки к площади стенки при изибе вокруг оси X afwx = 0,97403 ;

— Отношение площади полки к площади стенки при изибе вокруг оси Y afwy = 0,51333 ;

Результаты расчета:

1) Расчет на прочность разрезных балок 2-го и 3-го классов двутаврового и коробчатого сечений из стали с нормативным сопротивлением Ry< = 440 МПа , несущих статическую нагрузку, с учетом развития пластических деформаций (при соблюдении требований п.п. 9.4.6;9.5.8;9.5.9;9.5.14.)

Момент сопротивления нетто:

2) Коэффициенты для расчета на прочность элементов стальных конструкций с учетом развития пластических деформаций

Тип сечения по табл. K.1 — 1.

Коэффициент принимается по табл. К.1 cx = 1,0726 .

Коэффициент принимается по табл. К.1 cy = 1,47 .

Коэффициент принимается по табл. К.1 n = 1,5 .

Т.к. tx = 28,69211 МПа < = 0,5 Rs = 0,5 · 133 = 66,5 МПа : Коэффициент: b = 1 .

Т.к. все или некоторые из следующих условий: Mx = 146903071,43137 Н мм = 0 Н мм и My = 0 Н мм = 0 Н мм — не выполнены: Изгиб — в одной из главных плоскостей.

Минимальные значения моментов сопротивления:

Минимальное значение момента сопротивления нетто:

Wxnmin = min(Wxn1 ; Wxn2) = min(3445209;3445209) = 3445209 мм 3 .

tx = 28,69211 МПа < = 0,9 Rs = 0,9 · 133 = 119,7 МПа (23,97002% от предельного значения) — условие выполнено. Коэффициент: b = 1 .

Коэффициент: cxm = 0,5 (1+cx) = 0,5 · (1+1,0726) = 1,0363 (формула (47); п. 9.2.3 ).

Mx/(cxm b Wxnmin Ry gc) = 146903071,43137/(1,0363 · 1 · 3445209 · 230 · 1,2) = 0,14908 < = 1 (14,908% от предельного значения) — условие выполнено (формула (44); п. 9.2.3 ).

3) Проверка выполнения условий, при которых устойчивость балок требуется проверять Условие п. 9.4.4 а (сжатый пояс надежно связан с жестким настилом) — не выполняется. Расчетная длина элемента: lef = lefy = 6000 мм .

Расстояние между осями поясных листов: h = h-t = 640-12 = 628 мм .

Проверка выполнения условий

h /b = 628/400 = 1,57 > = 1 (157% от предельного значения) — условие выполнено .

h /b = 628/400 = 1,57 < = 6 (26,166% от предельного значения) — условие выполнено .

b/t = 400/12 = 33,33333 < = 35 (95,2% от предельного значения) — условие выполнено .

Расчет на прочность — с учетом пластических деформаций.

4) Коэффициенты для расчета на прочность элементов стальных конструкций с учетом развития пластических деформаций

Коэффициент принимается по табл. К.1 cx = 1,0726 .

Коэффициент принимается по табл. К.1 cy = 1,47 .

Коэффициент принимается по табл. К.1 n = 1,5 .

tx = Qx/(tw h) = 146903,6171/(8 · 640) = 28,69211 .

Т.к. tx = 28,69211 МПа < = 0,5 Rs = 0,5 · 133 = 66,5 МПа :

Коэффициент: b = 1 . Коэффициент: c = cx = 1,0726 . c1x = b cx = 1 · 1,0726 = 1,0726 .

Коэффициент: d = 1-0,6 (c1x-1)/(c -1) = 1-0,6 · (1,0726-1)/(1,0726-1) = 0,4 .

5) Продолжение расчета по п. 9.4.4

Т.к. b/t = 400/12 = 33,33333 > = 15 :

Место приложения нагрузки — к верхнему поясу.

Т.к. lef/b = 6000/400 = 15 > d (0,35+0,0032 b/t +(0,76-0,02 b/t ) b/h ) ; E/(mkp Ry)= 0,4 · (0,35+0,0032 · 400/12+(0,76-0,02 · 400/12) · 400/628) · ; 210000/(1 · 230)= 6,23809 :

6) Расчет балок на устойчивость

Определение коэффициента для расчета устойчивости изгибаемых элементов

Определение коэффициента a

Сечение — сварное.

Ширина пояса: bf = b = 400 мм .

Расстояние между осями поясных листов: h = h-tf = 640-12 = 628 мм .

Расчетное сопротивление растяжению, сжатию, изгибу по пределу текучести:

a = h /2 = 628/2 = 314 мм .

Коэффициент: a = 8 (lef tf/(h bf)) 2 (1+a tw 3/(bf tf 3)) = 8 · (6000 · 12/(628 · 400)) 2 · (1+314 · 8 3/(400 · 12 3)) = 0,81009. 0,1 < = a = 0,81009 (12,34431% от предельного значения) — условие выполнено.

a < = 400 (0,20252% от предельного значения) — условие выполнено .

Определение коэффициента y по табл. 77

Количество закреплений сжатого пояса в пролете — без закреплений.

Вид нагрузки — Равномерно распределенная к верхнему поясу.

Коэффициент принимается по табл. М.1 y = 1,66481 .

7) Продолжение расчета по прил. М

Тип балки — прокатный двутавр. Определение коэффициента f1 по формуле (M. 3)

Коэффициент: f1 = y Jy/Jx (h/lef ) 2 E/(mkp Ry) = 1,66481 · 128026300/1102467000 · (640/6000) 2 · 210000/(1 · 230) = 2,00839 .

Т.к. f1 > 0,85 : Коэффициент: fb = 0,68+0,21 f1 = 0,68+0,21 · 2,00839 = 1,10176 .

Т.к. fb > 1 : При fb>1 необходимо принять. Коэффициент: fb = 1 .

8) Продолжение расчета по п. 9.4.1

Момент сопротивления сечения для наиболее сжатого волокна относительно оси x-x:

Wcx = Wx2 = 3445209 мм 3 . Минимальное значение момента сопротивления:

Wy = Wy2 = 640131,4 мм 3 .

Изгиб — в плоскости стенки, совпадающей с плоскостью симметрии сечения.

Mx/(fb Wcx Ry gc) = 146903071,43137/(1 · 3445209 · 230 · 1,2) = 0,15449 < = 1 (15,44% от предельного значения) — условие выполнено (формула (62); п. 9.4.1 ).

Вывод: Прочность подкрановой балки ПБ1 на действующие нагрузки обеспечена.

3.3.4 Расчет балок крановых путей ПБ2 на усталость.

Наибольшее значение нормального напряжения в рассчитываемом сечении элемента:

smax = Mx/Wx = 176903071,43/3445209 = 51.35МПа .

Наименьшее значение нормального напряжения в рассчитываемом сечении элемента:

smin = Mg[z]/Wx = 52228449 /3445209= 15.16МПа .

Коэффициент асимметрии напряжений:p= σmin/σmax =  15.16/51.35= 0.295.

Расчетное сопротивление усталости: Rv = 60 МПа .

(поз. 17 табл. К.1 СП 16.13330.2011 для основного металла растянутых поясов балок)

Т.к. p = 0.295> 0 и p = 0.295< 0,8 :

Коэффициент: gv = 2/(1,2-p) = 2/(1,2-0.295) = 2.209.

a Rv gv = 1,1 · 60 · 2.209= 145.794; МПа Ru/gu = 350/1,3 = 269,2307692 МПа (54,2% от предельного значения) — условие выполнено .

smax/(a*Rv*γv) = 51,35/(1.06 · 60 · 2.209) = 0,365 (36,5% от предельного значения) — условие выполнено (формула (170); п. 12.1.2 СП 16.13330 ).

Вывод: Расчет подкрановых балок ПБ2 на усталость показал, что подкрановые балки имеют достаточный ресурс при режимах работы кранов не выше А7 по ИСО 4301/1-86, класс использования не выше С7 по ГОСТ 25546-82.

3.4 Расчет кирпичного простенка

Усилия:

— Нормальная сила N = 44 тс = 44 / 0,001 = 44000 кгс;

— Изгибающий момент M = 4,32 тс м = 4,32 / 0,00001 = 432000 кгс см;

Размеры прямоугольного сечения:

— Толщина сечения h = 125 см;

— Ширина сечения b = 85 см;

Размеры элемента:

— Длина элемента H = 420 см;

Прочность кладки:

— Расчетное сопротивление кладки сжатию R = 9,35 кгс/см 2;

Результаты расчета:

1) Расчет внецентренно-сжатых неармированных элементов (начало расчета)

Сечение — прямоугольное.

2) Свободная длина элемента

Нагрузкой является — не только собственная масса элемента в пределах рассчитываемого участка.

Расчетная схема — шарнирное опирание на неподвижные опоры.

Свободная длина элемента:

lo = H = 420 см .

Гибкость:

lh = lo /h = 420/125 = 3,36 (формула (12); п. 4.7 ).

3) Учет случайного эксцентриситета

Стена — несущая.

Требуется учет случайного эксцентриситета при толщине стены 25 см и менее

Т.к. h > 25 см :

Случайный эксцентриситет: ev = 0 см .

N = N = 44000 кгс .

N > 0 кгс — условие выполнено .

Эсцентриситет:

eo = M/N+ev = 432000/44000+0 = 9,81818 см .

Условие возможности применения формулы (14):

2 eo/h = 2 · 9,81818/125 = 0,15709 < 1 (15,70909% от предельного значения) — условие выполнено .

Площадь сечения:

A = b h = 25 · 125 = 3125 см 2 .

Площадь сжатой части сечения:

Ac = A (1-2 eo/h) = 3125 · (1-2 · 9,81818/125) = 8955,9094 см 2 (формула (14); п. 4.7 ).

Расстояние от ц.т. до наиболие сжатого волокна:

y = h/2 = 125/2 = 62,5 см .

Момент инерции:

I = b h 3/12 = 25 · 125 3/12 = 13834635,41667 см 4 .

4) Определение упругой характеристики для неармированной кладки

Материал каменной конструкции — не является бутобетоном.

Марка раствора — 25.

Вид кладки — 7а. Из кирпича глиняного пластического прессования.

Упругая характеристика принимается по табл. 15 a = 1000 .

Раствор — легкий (до 1500 кг/м3).

Для кладки на легких растворах значения упругой характеристики

следует принимать по табл. 15 с коэффициентом 0,7.:

Упругая характеристика неармированной кладки:

a = 0,7 a = 0,7 · 1000 = 700 .

Коэффициент продольного изгиба принимается по табл. 18 в зависимости от lh и a f = 0,996 .

Высота сжатой зоны: hc = h-2 eo = 125-2 · 9,81818 = 105,36364 см .

Гибкость: lhc = H /hc = 420/105,3636 = 3,9862 .

Коэффициент продольного изгиба для сжатой части сечения принимается по табл. 18 в зависимости от lhc и a

fc = 0,996 .

Коэффициент: f1 = (f+fc)/2 = (0,996+0,996)/2 = 0,996 (формула (15); п. 4.7 ).

5) Определение коэффициента w (табл. 19 СНиП II-22-81)

Пустотность материала кладки — до 25%.

Кладка — из кирпича.

Коэффициент: w = 1+eo/h = 1+9,81818/125 = 1,07855 .

Т.к. h > = 30 см :

Коэффициент: mg = 1 .

6) Определение расчетного сопротивления кладки сжатию

Расчетная прочность кладки — известна.

N = 44000 кгс < = mg f1 R Ac w = 1 · 0,996 · 9,35 · 8955,909 · 1,07855 = 89954,08795 кгс (48,91384% от предельного значения) — условие выполнено (формула (13); п. 4.7 ).

Т.к. eo = 9,81818 см < = 0,7 y = 0,7 · 62,5 = 43,75 см :

Проверки трещиностойкости и деформаций не требуется.

Вывод: Несущая способность кирпичной кладки на простенка, однако требуется установка средств мониторинга раскрытия существующей трещины в кирпичной кладке.

3.5 Прогибы и перемещения каркаса

В соответствии с СП 20.13330-2011 табл. 21 максимально допустимое вертикальное смещение колонн каркаса здания составляет h/500=21.6мм.

Согласно выполненным расчетам (см. рис. 6), максимальное перемещение колонн каркаса от крановых нагрузок составляет 3мм, от ветровых воздействий

(см. рис. 7) составляет 16,5 мм.

Рис. 6 — перемещения каркаса от крановых нагрузок

Рис. 7- перемещения каркаса от ветровых воздействий

Выводы по результатам расчета:

  1. Согласно выполненным расчетам несущая способность колонн каркаса, с учетом выявленных дефектов обеспечена.
  2. Прочность существующих подкрановых балок ПБ1, ПБ2 обеспечена при соблюдении следующих условий:

— грузоподъемность мостового крана не должна превышать 20т

-собственный вес крана не должен превышать 26т.

-режим работы крана не выше А7 по ИСО 4301/1-86, класс использования не выше С7 по ГОСТ 25546-82.

3) Расчет подкрановых балок ПБ1, ПБ2 на усталость показал, что подкрановые балки имеют достаточный ресурс при режимах работы кранов не выше А7 по ИСО 4301/1-86, класс использования не выше С7 по ГОСТ 25546-82.

4) Подкрановые балки, имеющие деформации опорного ребра в виде отгибов и изгибов, подлежат обязательному мониторингу. При увеличении деформаций следует остановить производство и провести работы по замене балок либо реконструкции.

5) Несущая способность кирпичной кладки простенка в/о А-Б/5 обеспечена, однако требуется установка средств мониторинга раскрытия существующей трещины в кирпичной кладке.

6) Согласно выполненному пространственному расчету на действующие нагрузки прогибы и перемещения каркаса находятся в допустимых пределах.

3.3 Определение технического состояния конструкций и здания в целом

По результатам проведенного визуально-инструментального обследования, выполненных обмерных работ, проведенного расчета несущей способности основных строительных элементов была составлена таблица 6 «Техническое состояние основных строительных конструкций».

Таблица 6. Техническое состояние основных строительных конструкций строения

Наименование конструктивного эле­мента/системыСостояние при осмотреНормативный документСостояние

конструкции

ФундаментыМелкие трещины, незначительные повреждения, не снижающие несущую способность«Рекомендации по оценке надежности строительных конструкции зданий и сооружений по внешним признакам» ЦНИИПРОМЗДАНИЙ, Москва 2001 г.Работоспособное
КровляТепловая оболочка здания – кровли механосборочного цеха не отвечает требованиям по тепловой защите зданий (см. теплотехнический расчет, стр. 20); на поверхности кровли выявлены места застоя воды;

на поверхности кровли выявлены места отслаивания кровельного ковра от основания, от парапетов, от стен; выявлены пузыри, вздутия, проколы, разрывы, наплывы; влажность цементно-песчаной стяжки превышает нормативные требования; коррозия металлических элементов кровли; строительный мусор на поверхности кровли.

СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции»

СНиП II-26-76 «Кровли»

Ограниченно работоспособное
ФасадыШелушение окрасочного покрытия,СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции»Работоспособное
ФермыПовреждений, снижающих несущую способность ферм, не обнаруженоСНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции»

«Рекомендации по оценке надежности строительных конструкции зданий и сооружений по внешним признакам» ЦНИИПРОМЗДАНИЙ, Москва 2001 г.

Работоспособное
Плиты покрытияНамокания, разрушения защитного слоя, загрязнения.СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции»

«Рекомендации по оценке надежности строительных конструкции зданий и сооружений по внешним признакам» ЦНИИПРОМЗДАНИЙ, Москва 2001 г.

Ограниченно работоспособное
КолонныНе обнаружены трещины, разрушения защитного слоя, коррозия арматурыСНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции»

«Рекомендации по оценке надежности строительных конструкции зданий и сооружений по внешним признакам» ЦНИИПРОМЗДАНИЙ, Москва 2001 г.

Работоспособное
Связи, элементы жесткостиНезначительная коррозия металлических элементов связей С1 и С2.

Значительная коррозия второстепенных связей С3.

СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции»

«Рекомендации по оценке надежности строительных конструкции зданий и сооружений по внешним признакам» ЦНИИПРОМЗДАНИЙ, Москва 2001 г.

Связи С1 и С2 — работоспособное;

Связи С3 — Ограниченно работоспособное

Подкрановые балкиНекритичные деформации опорного ребра в виде отгибов и изгибов, в том числе в/о 21/Д. По результатам расчетов подкрановые балки обладают достаточной жесткостью и несущей способностью для восприятия заданных нагрузокСП 16.13330.2011 Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81* (с Изменением N 1)

ГОСТ Р 51248-99 ПУТИ НАЗЕМНЫЕ РЕЛЬСОВЫЕ КРАНОВЫЕ

Работоспособное
ПерегородкиВ/о А-Б/5 обнаружена трещина кирпичной кладки. В результате расчета простенка в данных осях определено, что несущая способность простенка обеспечена. Требуются мероприятия по мониторингу трещины.СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции»

«Рекомендации по оценке надежности строительных конструкции зданий и сооружений по внешним признакам» ЦНИИПРОМЗДАНИЙ, Москва 2001 г.

Ограниченно работоспособное

Вывод по результатам таблицы 6:

— фундаменты, фасады, фермы, колонны, связи С1 и С2, подкрановые балки находятся в работоспособном техническом состоянии;

кровля, плиты покрытия, связи С3, и перегородки находятся в ограниченно работоспособном техническом состоянии;

— состояние здания в целом по ГОСТ 31937-2011 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния» классифицируется как ограниченно работоспособное техническое состояние.

Проанализировав результаты расчета (см. стр. 34) и таблицу 6, эксперты ООО «ПГС» делают вывод, что выявленных дефекты и повреждения не приводят к значительному снижению несущей способности строительных конструкций объекта, однако, для дальнейшей эксплуатации здания требуется провести мероприятия по ремонту конструкций здания.

3.4 Рекомендации по устранению обнаруженных дефектов

По результатам технического обследования механосборочного цеха экспертами были выявлены следующие дефекты:

— намокания, протечки;

— разрушение защитного слоя бетона плит перекрытия;

— трещина кирпичной перегородки;

— незначительная коррозия металлических подкрановых балок менее 5%;

— коррозия второстепенных вертикальных связей С3 между колонн (см. Приложение А, фото 46)

— отслоение окрасочного покрытия стеновых панелей фасадов;

— тепловая оболочка здания – кровли механосборочного цеха не отвечает требованиям по тепловой защите зданий (см. теплотехнический расчет, стр. 21);

— на поверхности кровли выявлены места застоя воды;

— на поверхности кровли выявлены места отслаивания кровельного ковра от основания, от парапетов, от стен; выявлены пузыри, вздутия, проколы, разрывы, наплывы;

— влажность цементно-песчаной стяжки превышает нормативные требования;

— коррозия металлических элементов кровли;

— строительный мусор на поверхности кровли.

Для устранения выявленных дефектов необходимо:

  1. Конструкции цеха (подкрановые балки, фермы, связи, плиты покрытия, колонны).
  2. Провести работы по очистке железобетонных конструкций цеха от загрязнений, следов протечек (плиты покрытия, фермы).
  3. Провести работы по обработке оголённой арматуры железобетонных конструкций цеха антикоррозионными составами (колонны, плиты покрытия).
  4. Провести работы по восстановлению защитного слоя бетона в местах оголения арматуры и разрушения.
  5. Вести мониторинг опорных ребер подкрановых балок в том числе в/о 21/Д. При увеличении деформаций или появлении трещин необходимо остановить производство и провести работы по замене деформированных опорных ребер подкрановых балок.
  6. Провести работы по очистке конструкций от коррозии и старой краски. Обработать антикоррозийными составами металлические конструкции цеха (связи С1 и С2)
  7. Провести работы по очистке конструкций от коррозии и старой краски. Обработать антикоррозийными составами связи С3. В случае обнаружения конструкций связи С3 с повреждениями коррозией более 50 % необходимо заменить данную конструкцию на аналогичную новую.
  8. Участок кирпичной перегородки с трещиной рекомендуется восстановить путем нагнетания в трещину кладки ремонтного раствора:

Технология инъектирования ремонтного раствора

Трещины в ограждающих конструкциях

В современных городах с плотной площадью застройки и большим объемом подземного строительства (строительство метрополитена, туннелей, подземных паркингов, переулубление существующих зданий и т.п.) возникают зоны разуплотнения грунтов под существующими фундаментами зданий, которые ведут к осадкам зданий. Эти нагрузки наносят вред ограждающим конструкциям (фундаментные стены, перекрытия и стены здания). Их легко заметить, обратив внимание на фасад здания, который часто покрыт трещинами. В результате многолетнего опыта обследования и ремонта гидроизоляции подземных сооружений и ограждающих конструкций, можно выявить основные виды трещин:

  • трещины в железобетонных конструкциях стен;
  • волосяные трещины в железобетонных конструкциях;
  • трещины в кирпичной кладке стен и сводов;

Вышеперечисленные проблемы успешно решаются комплексным подходом ремонта трещин методом инъектирования.

Подбор инъекционного состава и специализированного оборудования

Шнековый насос (отличительная особенность – рабочее давление до 10 атмосфер и возможность регулирования скорости подачи материала)

  • инъектирование кирпичной кладки микроцементом. Микроцемент обладает рядом отличительных преимуществ от обычного цементного состава: безусадочность и отличная проникающая способность в мельчайшие трещины и пустоты кирпичной кладки.

Площадное усиление кирпичной кладки – 4 инъекционных центра на м2 стены.

Инъектирование трещин – 4 инъекционных центра на 1 м.п.

Пневматический насос (отличительная особенность – рабочее давление до 250 атмосфер и возможность регулирования скорости подачи материала).

  • инъектирование волосяных трещин в перекрытиях эпоксидными составами. Там, где толщина бетона составляет менее 200 мм необходимо использовать комплекс работ по инъектированию эпоксидных составов с помощью специальных клеевых пакеров. Эпоксидные составы проникают на всю глубину волосяной трещины благодаря низкой вязкости материала.

— инъектирование трещин полиуретановыми смолами (эластичными и жесткими для армирования). При толщине бетонной конструкции более 200 мм и раскрытии трещины более 1 мм необходимо использовать комплекс работ по инъектированию полиуретановым составом с помощью буровых пакеров.

Визуализация проблемных мест:

Трещины в кирпичной кладки

Трещины в кирпичных стенах с раскрытием более 30 мм. Для ремонта кирпич- ной конструкции произведен комплекс работ:

  • бурение инъекционных шпуров на глубину 2/3 ограждающей конструкции;
  • монтаж инъекционных пакеров;
  • запечатка трещины быстросхватывающимся составом «Рапикрет»;
  • инъектирование трещины микроцементной суспензией «Микролег»;

— ликвидация пакеров ремонтным составом «Мегакрет 40»

  1. Кровля здания

Для дальнейшей нормальной эксплуатации кровли строения эксперты рекомендуют провести капитальный ремонт кровли с дополнительным утеплением с целью приведения кровельного покрытия в соответствие с СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий, СП 131.13330.2012 Строительная климатология и СП 23-101-2004 Проектирование тепловой защиты зданий.

Перед проведением капитального ремонта кровли необходимо разработать проект на капитальный ремонт.

Работы по ремонту кровли с полным демонтажем старого кровельного ковра выполняются по захваткам в следующей последовательности:

а) съем металлических фартуков у примыканий кровли к вертикальным конструкциям и остальной отделки верха парапетов;

б) в существующем битумном покрытии выполнить штробу 50 мм с шагом 5х5 м и шаг крепления ковра 250-300мм;

в) укладка пароизоляционной пленки;

г) укладка утеплителя ТЕХНОНИКОЛЬ АКСИ РУФ Н, толщина δ3=0.04м;

д) укладка утеплителя ТЕХНОНИКОЛЬ АКСИ РУФ В, толщина δ2=0.05м;

е) устройство стяжки по утеплителю с разуклонкой;

ж) устройство кровельного ковра из наплавляемых рулонных материалов.

Также, необходимо:

— заменить все металлически отливы парапетов и иных металлических вертикальных конструкций кровли;

— выполнить обработку металлических элементов кровли от коррозии и окрасить лакокрасочными материалами для дальнейшей защиты;

— провести замену кровельных ливневых воронок, каналов и трубопроводов.

Ниже представлен теплотехнический расчет рекомендуемой многослойной конструкции кровли.

Теплотехнический расчет проектируемой конструкции кровли

1. Введение:

Расчет произведен в соответствии с требованиями следующих нормативных документов:

СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий.

СП 131.13330.2012 Строительная климатология.

СП 23-101-2004 Проектирование тепловой защиты зданий

2. Исходные данные:

Район строительства: Брянск

Относительная влажность воздуха: φв=55%

Тип здания или помещения: Производственные

Вид ограждающей конструкции: Покрытия

Расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания: tв=18°C

3. Расчет:

Согласно таблице 1 СП 50.13330.2012 при температуре внутреннего воздуха здания tint=18°C и относительной влажности воздуха φint=55% влажностный режим помещения устанавливается, как нормальный.

Определим базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче Roтр исходя из нормативных требований к приведенному сопротивлению теплопередаче(п. 5.2) СП 50.13330.2012) согласно формуле:

Roтр=a·ГСОП+b

где а и b— коэффициенты, значения которых следует приниматься по данным таблицы 3 СП 50.13330.2012 для соответствующих групп зданий.

Так для ограждающей конструкции вида- покрытия и типа здания -производственные а=0.00025;b=1.5

Определим градусо-сутки отопительного периода ГСОП, 0С·сут по формуле (5.2) СП 50.13330.2012

ГСОП=(tв-tот)zот ,

где tв-расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания,°C tв=18°C

tот-средняя температура наружного воздуха,°C принимаемые по таблице 1 СП131.13330.2012 для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более8 °С для типа здания – производственные tов=-2 °С

zот-продолжительность, сут, отопительного периода принимаемые по таблице 1 СП131.13330.2012 для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8 °С для типа здания — производственные

zот=199 сут.

Тогда ГСОП=(18-(-2))199=3980 °С·сут

По формуле в таблице 3 СП 50.13330.2012 определяем базовое значение требуемого сопротивления теплопередачи Roтр (м2·°С/Вт).

Roнорм=0.00025·3980+1.5=2.5м2°С/Вт

Поскольку произведен расчет удельного расхода тепловой энергии на отопление здания то сопротивление теплопередаче Roнорм может быть меньше нормируемого Roтр,на величину mp

Roнорм=Roтр0.8

Roнорм=2м2·°С/Вт

Поскольку населенный пункт Брянск относится к зоне влажности — нормальной, при этом влажностный режим помещения — нормальный, то в соответствии с таблицей 2 СП50.13330.2012 теплотехнические характеристики материалов ограждающих конструкций будут приняты, как для условий эксплуатации Б.

Схема ограждающей конструкции показана на рисунке:

ajax2

1.Рубероид (ГОСТ 10923), толщина δ1=0.0085м, коэффициент теплопроводности λБ1=0.17Вт/(м°С), паропроницаемость μ1=1мг/(м·ч·Па)

2.ТЕХНОНИКОЛЬ АКСИ РУФ В, толщина δ2=0.05м, коэффициент теплопроводности λБ2=0.05Вт/(м°С), паропроницаемость μ2=0.35мг/(м·ч·Па)

3.ТЕХНОНИКОЛЬ АКСИ РУФ Н, толщина δ3=0.04м, коэффициент теплопроводности λБ3=0.049Вт/(м°С), паропроницаемость μ3=0.28мг/(м·ч·Па)

4.Рубероид (ГОСТ 10923), толщина δ4=0.0025м, коэффициент теплопроводности λБ4=0.17Вт/(м°С), паропроницаемость μ4=1мг/(м·ч·Па)

5.Керамзитобетон на керамзитовом песке (p=1200 кг/м.куб), толщина δ5=0.1м, коэффициент теплопроводности λБ5=0.52Вт/(м°С), паропроницаемость μ5=0.11мг/(м·ч·Па)

6.Пенобетон (p=800кг/м.куб), толщина δ6=0.11м, коэффициент теплопроводности λБ6=0.37Вт/(м°С), паропроницаемость μ6=0.14мг/(м·ч·Па)

7.Железобетон (ГОСТ 26633), толщина δ7=0.09м, коэффициент теплопроводности λБ7=2.04Вт/(м°С), паропроницаемость μ7=0.03мг/(м·ч·Па)

Условное сопротивление теплопередаче R0усл, (м2°С/Вт) определим по формуле E.6 СП 50.13330.2012:

R0усл=1/αintnn+1/αext

где αint — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м2°С), принимаемый по таблице 4 СП 50.13330.2012

αint=8.7 Вт/(м2°С)

αext — коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкций для условий холодного периода, принимаемый по таблице 6 СП 50.13330.2012

αext=23 Вт/(м2?°С) -согласно п.1 таблицы 6 СП 50.13330.2012 для покрытий.

R0усл=1/8.7+0.0085/0.17+0.05/0.05+0.04/0.049+0.0025/0.17+0.1/0.52+0.11/0.37+0.09/2.04+1/23

R0усл=2.57м2°С/Вт

Приведенное сопротивление теплопередаче R0пр, (м2°С/Вт) определим по формуле 11 СП 23-101-2004:

R0пр=R0усл ·r

r — коэффициент теплотехнической однородности ограждающей конструкции, учитывающий влияние стыков, откосов проемов, обрамляющих ребер, гибких связей и других теплопроводных включений

r=0.92

Тогда

R0пр=2.57·0.92=2.36м2·°С/Вт

Вывод: величина приведённого сопротивления теплопередаче R0пр больше требуемого R0норм(2.36>2) следовательно, представленная ограждающая конструкция соответствует требованиям по теплопередаче.

Расчет паропроницаемости

Для определения плоскости возможной конденсации определим для каждого слоя значение комлекса fi(tм.у.) cогласно СП 50.13330.2012 по формуле (8.7)

fi(tм.у.)=5330·Rо.п.·(tв-tн.отр)·μi/R0усл/(eв-eн.отр)/λi;

где Rо.п.-общее сопротивление паропроницаемости ограждающей конструкции м2·ч·Па/мг определяемое согласно 8.7 СП 50.13330.2012

Rо.п.=0.0085/1+0.05/0.35+0.04/0.28+0.0025/1+0.1/0.11+0.11/0.14=1.99м2·ч·Па/мг

R0усл-условное сопротивление теплопередаче однородной многослойной ограждающей конструкции м2·0С/Вт

R0усл=2.57м2·0С/Вт

tн.отр-средняя температура наружного воздуха для периода с отрицательными среднемесячными температурами, 0С

tн.отр=-4.10С -согласно таблицы 1 СП131.13330.2012

tв-расчетная температура внутреннего воздуха здания, 0С

tв=180С -согласно исходных данных

eв-парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха, Па

eв=(φв/100)E

E — парциальное давление насыщенного водяного пара, Па, при температуре tв принимается по формуле (8.10) СП 50.13330.2012 : при tв = 18°С E = 1,84·1011exp(-5330/(273+18)=2043Па

eв=(55/100)2043=1124Па

eн.отр-среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха периода месяцев с отрицательными среднемесячными температурами, Па

eн.отр=1,84·1011exp(-5330/(273+(-4.1))=453Па для температуры tн.отр=-4.10С согласно формуле (8.10) СП50.13330.2012

λi и μi-расчетные коэффициенты теплопроводности, Вт/(м20С и паропроницаемости мг/(м·ч·Па)

Для каждого значения fi(tм.у.) определим по таблице 11 СП 50.13330.2012 значение tм.у. и температуру на границе слоев tн и tк определенную по формуле (8.10)СП 50.13330.2012

№ слояНаименование материалаfi(tм.у.)tм.у.tнtк
1Рубероид (ГОСТ 10923)799.6-26.6-3.7-3.3
2ТЕХНОНИКОЛЬ АКСИ РУФ В951.5-29.5-3.35.3
3ТЕХНОНИКОЛЬ АКСИ РУФ Н776.7-26.25.312.3
4Рубероид (ГОСТ 10923)799.6-26.612.312.4
5Керамзитобетон на керамзитовом песке (p=1200 кг/м.куб)28.812.612.414.1
6Пенобетон (p=800кг/м.куб)51.414.114.116.7
7Железобетон (ГОСТ 26633)20.916.717

Согласно п.8.5.4 СП 50.13330.2012 плоскость максимального увлажнения находиться в слое №5 Керамзитобетон на керамзитовом песке (p=1200 кг/м.куб)

Определим координуты плоскости максимального увлажнения xм.у.:

xм.у.=(14.1-(12.6))/(14.1-(12.4))0.1=0.088м

Определим паропроницаемость Rn, м2·ч·Па/мг, ограждающей конструкции (в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации)

Rn=0.09/0.03+0.11/0.14+0.088/0.11=4.59м2·ч·Па/мг

Сопротивление паропроницанию Rn, м2·ч·Па/мг, должно быть не менее нормируемых сопротивлений паропроницанию, определяемых по формулам 8.1 и 8.2 СП 50.13330.2012 , приведенных соответственно ниже :

Rn1тр = (eв — E)Rп.н/(E — eн);

Rn2тр = 0,0024z0(eв — E0)/(pwδwΔwav + η),

где eв — парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха, Па, при расчетной температуре и относительной влажности этого воздуха, определяемое по формуле 8.3 СП 50.13330.2012

ев = (φв/100)Eв

Eв — парциальное давление насыщенного водяного пара, Па, при температуре tв определяется по формуле 8.8 СП 50.13330.2012: при tв = 18°С Eв = 1,84·1011exp(-5330/(273+18))=2043Па. Тогда

eв=(55/100)×2043=1124Па

Е — парциальное давление водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации, определяемое по формуле Е = (Е1z1 + E2z2 + E3z3)/12,

где E1, Е2, Е3 — парциальные давления водяного пара, Па, принимаемые по температуре ti, в плоскости возможной конденсации, определяемой при средней температуре наружного воздуха соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов; z1, z2, z3, — продолжительность, мес, соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов, определяемая с учетом следующих условий:

а) к зимнему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха ниже минус 5 °С;

б) к весенне-осеннему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха от минус 5 до плюс 5 °С;

в) к летнему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха выше плюс 5 °С.

Для определения ti определим ∑R-термическое сопротивление слоя ограждения в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации

∑R=0.088/0.52+0.11/0.37+0.09/2.04+1/8.7=0.63м2·°С/Вт

Установим для периодов их продолжительность zi, сут, среднюю температуру ti, °С, согласно СП 131.133330.2012 и рассчитаем соответствующую температуру в плоскости возможной конденсации ti, °С, по формуле 8.10 СП 50.13330.2012 для климатических условий населенного пункта Брянск

:зима (январь,февраль)

z1=2мес;

t1 =[(-7.4)+(-6.6)]/2=-7°С

t1=18-(18-(-7))((0.115+0.63)0.92)/2.36=10.7°С

:весна-осень (март,ноябрь,декабрь)

z2=3мес;

t2 =[(-1.2)+(-0.4)+(-5)]/3=-2.2°С

t2=18-(18-(-2.2))((0.115+0.63)0.92)/2.36=12.1°С

:лето (апрель,май,июнь,июль,август,сентябрь,октябрь)

z3=7мес;

t3 =[(7)+(13.6)+(16.9)+(18.4)+(17.2)+(11.7)+(5.6)]/7=12.9°С

t3=18-(18-(12.9))((0.115+0.63)0.92)/2.36=16.5°С

По температурам(t1,t2,t3) для соответствующих периодов года определим по формуле 8.8 СП 50.13330.2012 парциальные давления(Е1, Е2, Е3) водяного пара E1=1275.1 Па,E2=1398.3 Па,E3=1857.8 Па,

Определим парциальное давление водяного пара Е, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации ограждающей конструкции для соответствующих продолжительностей периодов z1,z2,z3

E=(1275.1·2+1398.3·3+1857.8·7)/12=1645.8Па.

Сопротивление паропроницанию Rп.н, м2·ч·Па/мг, части ограждающей конструкции, расположенной между наружной поверхностью и плоскостью возможной конденсации, определяется по формуле 8.9 СП 50.13330.2012

Rп.н=0.0085/1+0.05/0.35+0.04/0.28+0.0025/1+(0.1-0.088)/0.11=0.45м2·ч·Па/мг

Среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха eн, Па, за годовой период определяется по СП 131.13330.2012 (таблица 7.1)

ен=(310+320+410+680+960+1290+1500+1430+1070+750+540+400)/12=805Па

По формуле (8.1) СП 50.13330.2012 определим нормируемое сопротивление паропроницанию из условия недопустимости накопления влаги за годовой период эксплуатации

Rn1тр=(1124-1645.8)0.45/(1645.8-805)=-0.28м2·ч·Па/мг

Для расчета нормируемого сопротивления паропроницанию Rn2тр из условия ограничения влаги за период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха берем определенную по таблице 5.1 СП 131.13330.2012 продолжительность этого периода z0, сут, среднюю температуру этого периода t0, °C: z0 =151сут, t0=-4.10C

Температуру t0, °С, в плоскости возможной конденсации для этого периода определяют по формуле (8.10) СП 50.13330.2012

t0=18-(18-(-4.1)·(0,115+0.63)0.92)/2.36=11.6°С

Парциальное давление водяного пара Е0, Па, в плоскости возможной конденсации определяют по формуле (8.8) СП 50.13330.2012 при t0 =11.6°С равным Е0 =1,84·1011exp(-5330/(273+(11.6))=1353.1Па.

Предельно допустимое приращение расчетного массового отношения влаги в материалеКерамзитобетон на керамзитовом песке (p=1200 кг/м.куб) согласно СНиП 23-02-2003 Δwav =5%.Средняя упругость водяного пара наружного воздуха периода месяцев с отрицательными средними месячными температурами, для t0=-4.1°С, согласно формуле (8.10) СП 50.13330.2012 равна e0ext=1,84·1011exp(-5330/(273+(-4.1))=453 Па.

Коэффициент η определяется по формуле (8.5) СП 50.13330.2012

η=0.0024(E0-eн.отр)z0/Rп.н.=0.0024(1353.1-453)151/0.45=724.9

Определим Rn2тр по формуле (8.2) СП 50.13330.2012

Rn2тр=0.0024·151(1124-1353.1)/(1200·0.1·5+724.9)=-0.09 м2·ч·Па/мг.

Условие паропроницаемости выполняются Rn>Rn1тр (4.59>-0.28) , Rn>Rn2тр (4.59>-0.09)

Расчет распределения парциального давления водяного пара по толще конструкция ограждения и определение возможности образования конденсата в толще ограждения(расчет точки росы)

Для проверки конструкции на наличие зоны конденсации внутри конструкции ограждения определяем сопротивление паропроницанию ограждения Rn по формуле (8.9) СП 50.13330.2012(здесь и далее сопротивлением влагообмену у внутренней и наружной поверхностях пренебрегаем).

Rn=0.0085/1+0.05/0.35+0.04/0.28+0.0025/1+0.1/0.11+0.11/0.14=1.99 м2·ч·Па/мг.

Определяем парциальное давление водяного пара внутри и снаружи конструкции ограждения по формуле(8.З) и (8.8) СП 50.13330.2012

tв=18°С; φв=55%;

eв=(55/100)×2043=1124Па;

tн=-7.4°С

где tн-средняя месячная температура наиболее холодного месяца в году принимаемая по таблице 5.1 СП 131.13330.2012.

φн =84%;

где φн-cредняя месячная относительная влажность воздуха наиболее холодного месяца, принимаемая по таблице 3.1 СП 131.13330.2012.

eн=(84/100)×1,84·1011exp(-5330/(273+(-7.4))=297Па

Определяем температуры ti на границах слоев по формуле (8.10) СП50.13330.2012, нумеруя от внутренней поверхности к наружной, и по этим температурам — максимальное парциальное давление водяного пара Еiпо формуле (8.8) СП 50.13330.2012:

t1=18-(18-(-7.4))·(0.115)·0.92/2.36=16.9°С;

eв1=1,84·1011exp(-5330/(273+(16.9))=1906Па

t2=18-(18-(-7.4))·(0.115+0.04)·0.92/2.36=16.5°С;

eв2=1,84·1011exp(-5330/(273+(16.5))=1858Па

t3=18-(18-(-7.4))·(0.115+0.34)·0.92/2.36=13.5°С;

eв3=1,84·1011exp(-5330/(273+(13.5))=1532Па

t4=18-(18-(-7.4))·(0.115+0.53)·0.92/2.36=11.6°С;

eв4=1,84·1011exp(-5330/(273+(11.6))=1353Па

t5=18-(18-(-7.4))·(0.115+0.54)·0.92/2.36=11.5°С;

eв5=1,84·1011exp(-5330/(273+(11.5))=1344Па

t6=18-(18-(-7.4))·(0.115+1.36)·0.92/2.36=3.4°С;

eв6=1,84·1011exp(-5330/(273+(3.4))=776Па

t7=18-(18-(-7.4))·(0.115+2.36)·0.92/2.36=-6.5°С;

eв7=1,84·1011exp(-5330/(273+(-6.5))=379Па

t8=18-(18-(-7.4))·(0.115+2.41)·0.92/2.36=-7°С;

eв8=1,84·1011exp(-5330/(273+(-7))=365Па

Рассчитаем действительные парциальные давления ei водяного пара на границах слоев по формуле

ei = eв-(евн)∑R/Rn

где ∑R — сумма сопротивлений паропроницанию слоев, считая от внутренней поверхности. В результате расчета получим следующие значения:

e1=1124Па

e2=1124-(1124-(297))·(3)/1.99=-122.7Па;

e3=1124-(1124-(297))·(3.79)/1.99=-451Па;

e4=1124-(1124-(297))·(4.7)/1.99=-829.2Па;

e5=1124-(1124-(297))·(4.7)/1.99=-829.2Па;

e6=1124-(1124-(297))·(4.84)/1.99=-887.4Па;

e7=1124-(1124-(297))·(4.98)/1.99=-945.6Па;

e8=297Па

ajax5

– – – – распределение действительного парциального давления водяного пара e

–––––– распределение максимального парциального давления водяного пара Е

Вывод: Кривые распределения действительного и максимального парциального давления не пересекаются. Выпадение конденсата в конструкции ограждения невозможно.

  1. Фасады.

По результатам обследования конструкций фасадов цеха экспертами не выявлены значительные дефекты и повреждения.

Эксперты рекомендуют:

  1. Провести работы по очистке фасадов от старых окрасочных слоев.
  2. Провести работы по окраске фасадов.

Данные дефекты не влияют на несущую способность отдельных строительных конструкций и здания в целом.

Работы по восстановлению окрасочного покрытия фасадов влекут за собой улучшение эстетического вида здания и являются не обязательными.

  1. Инженерные системы.

По результатам обследования инженерных систем цеха экспертами выявлены значительные дефекты и повреждения.

Эксперты рекомендуют:

  1. Провести работы по реконструкции систем водоснабжения и водоотведения по заранее разработанному проекту либо по замене данных систем на новые аналогичные.
  2. Провести работы по ремонту или устройству (при их отсутствии) козырьков вентиляционных шахт и очистке вентиляционных каналов от засоров.
  3. Провести работы по ремонту системы электроснабжения или заменить данную систему на новую по заранее разработанному проекту.

IV. ВЫВОДЫ

При обследовании механосборочного цеха, расположенного по адресу: г. Брянск, рабочий поселок Большое Полпино, ул. Инженерная, 9 экспертами ООО «ПГС» были сделаны следующие выводы:

  1. Экспертами были выполнены обмерные работы (см. Приложение Б);
  2. Был выявлен ряд значительных дефектов и повреждений конструкций здания (см. п. 3.1, стр. 28 и Приложение Б) и определено техническое состояние конструкций и здания в целом (см. п. 3.3, стр. 71):

— фундаменты, фасады, фермы, колонны, связи С1 и С2, подкрановые балки находятся в работоспособном техническом состоянии;

кровля, плиты покрытия, связи С3, и перегородки находятся в ограниченно работоспособном техническом состоянии;

— состояние здания в целом по ГОСТ 31937-2011 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния» классифицируется как ограниченно работоспособное техническое состояние.

Проанализировав результаты расчета (см. стр 33) и таблицу 6, эксперты ООО «ПГС» делают вывод, что выявленных дефекты и повреждения не приводят к значительному снижению несущей способности строительных конструкций объекта, однако, для дальнейшей эксплуатации здания требуется провести мероприятия по ремонту конструкций (см. Рекомендации по устранению обнаруженных дефектов, стр. 73).

  1. Определен класс бетона и средняя прочность основных несущих конструкций (см. таблица 2, стр. 19).

IV. Результаты расчетов строительных конструкций здания:

  1. Согласно выполненным расчетам несущая способность колонн каркаса, с учетом выявленных дефектов обеспечена.
  2. Прочность существующих подкрановых балок ПБ1, ПБ2 обеспечена при соблюдении следующих условий:

— грузоподъемность мостового крана не должна превышать 20т

-собственный вес крана не должен превышать 26т.

-режим работы крана не выше А7 по ИСО 4301/1-86, класс использования не выше С7 по ГОСТ 25546-82.

3) Расчет подкрановых балок ПБ1, ПБ2 на усталость показал, что подкрановые балки имеют достаточный ресурс при режимах работы кранов не выше А7 по ИСО 4301/1-86, класс использования не выше С7 по ГОСТ 25546-82.

4) Подкрановые балки, имеющие деформации опорного ребра в виде отгибов и изгибов подлежат обязательному мониторингу. При увеличении деформаций следует остановить производство и провести работы по замене балок либо реконструкции.

5) Несущая способность кирпичной кладки простенка в/о А-Б/5 обеспечена, однако требуется установка средств мониторинга раскрытия существующей трещины в кирпичной кладке.

6) Согласно выполненному пространственному расчету на действующие нагрузки прогибы и перемещения каркаса находятся в допустимых пределах.

VI. Разработаны рекомендации по устранению выявленных дефектов (см. п. 3.3, стр. 72).

Приложение А. Фото 1 – 86;

Приложение Б. Обмерочные чертежи и планы с нанесением дефектов;

Приложение В. Техническое задание ООО «МСТГ-Строительство»;

Приложение Г. Свидетельства, аттестаты, сертификаты.

Ведущий эксперт К.М. Бахтин

Ведущий эксперт А.А. Филилеев

Ведущий эксперт П.Н. Лебедев

Эксперт Д.С. Фирсов

Эксперт А.О. Васин

Инженер – конструктор С.А. Рыжов

Инженер – конструктор С.В. Саламахин

ПриложениЕ А

Фасады фото 1-12

Конструкции здания и дефекты Фото 13-56

Кровля здания, вскрытие, определение влажности Фото 57-77

микроклимат помещений Фото 78-79

Вскрытие конструкций и определение прочности фото 80-84

теодолитная съемка фото 85-86

Фото 1.

Фото 2.

Фото 3.

Фото 4.

Фото 5.

Фото 6.

Фото 7.

Фото 8.

Фото 9.

Фото 10.

Фото 11.

Фото 12.

Фото 13.

Фото 14.

Фото 15.

Фото 16.

Фото 17.

Фото 18.

Фото 19.

Фото 20.

Фото 21.

Фото 22.

Фото 23.

Фото 24.

Фото 25.

Фото 26.

Фото 27.

Фото 28.

Фото 29.

Фото 30.

Фото 31.

Фото 32.

Фото 33.

Фото 34.

Фото 35.

Фото 36.

Фото 37.

Фото 38.

Фото 39.

Фото 40.

Фото 41.

Фото 42.

Фото 43.

Фото 44.

Фото 45.

Фото 46.

Фото 47.

Фото 48.

Фото 49.

Фото 50.

Фото 51.

Фото 52.

Фото 53.

Фото 54.

Фото 55.

Фото 56.

Фото 57.

Фото 58.

Фото 59.

Фото 60.

Фото 61.

Фото 62.

Фото 63.

Фото 64.

Фото 65.

Фото 66.

Фото 67.

Фото 68.

Фото 69.

Фото 70.

Фото 71.

Фото 72.

Фото 73.

Фото 74.

Фото 75.

Фото 76.

Фото 77.

Фото 78.

Фото 79.

Фото 80.

Фото 81.

Фото 82.

Фото 83.

Фото 84.

Фото 85.

Фото 86.