Усиление и ремонт строительных конструкций при реконструкции здания

  Федеральное агентство по образованию  

  Государственное образовательное учреждение

  высшего профессионального образования

  Воронежский государственный архитектурно-строительный университет 
 

  Кафедра проектирования конструкций, оснований и фундаментов 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Пояснительная записка и расчеты

к курсовой работе на тему:

«Усиление и ремонт строительных конструкций

при реконструкции здания» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                    Выполнил:

студент группы 1051              

                Пилипенко А.С. 

Принял:

Иванов  Ю.В. 
 
 
 
 

Воронеж, 2010г.

 

Содержание

    Введение…………………….....………………………………..………….…………………..….…....3

1.Конструктивное решение реконструируемого здания……………………….………………………5

2.Техническое решение по усилению стальной балки перекрытия БМ4 в осях Б/2-3 на отметке +8,100м…………………………………………………………………...…………….…………………..8

2.1.Конструктивное  решение стальной балки………………….…………………………………....8

  2.2.Определение геометрических характеристик сечения стальной балки с учетом коррозионных повреждений……………………………………………………………………………………... 9

2.3.Определение  нагрузок на стальную балку  перекрытия…………………………………….... 10

2.4.Определение  расчетных усилий, возникающих в  стальной балке…………………………... 11

  2.5.Определение расчетных характеристик стали балки………………………………………… 12

2.6.Определение  остаточной несущей способности  стальной балки и необходимости  проведения усилений……………………………………………………………………………………….…12

  2.7.Определение длины элементов усиления для восприятия максимальных нормальных напряжений…………………………………………………………………………………………..…. 13

2.8.Порядок производства  работ при усиление балки БМ4……………………………………….14

 3. Конструирование и расчет усиления ребристой плиты перекрытия ПКЖ в осях А-В/4-5……...16

 3.1.Конструктивное решение ребристой плиты перекрытия……………….. …………………...16

3.2.Определение  нагрузок на ребристую плиту  перекрытия...………………………………...…17

3.3.Определение  расчетных характеристик материалов  ребристой плиты перекрытия………………………………………………………………………………………………...….. 18

3.4.Определение  расчетных усилий, возникающих в  ребристой плите перекрытия…………………………………………………………………………………………….……… 19

3.5.Определение  несущей способности ребристой  плиты перекрытия с учетом  повреждений и дефектов, выявленных  при обследовании………………………………………………………….20

      3.6.Расчет усиления плиты подведением  разгружающих балок……………………….…………21

  3.7. Порядок производства работ по усилению плиты………………………………...………….24

 4. Выбор варианта усиления, конструирование и расчет кирпичного столба в осях Б/3….……….27

  4.1. Результаты обследования кирпичной конструкции и определение нагрузок………...…….27

  4.2.Определение расчетных характеристик кирпичной кладки………………………...………..29

  4.3.Определение нагрузок, действующих на кирпичный столб Б/3…………………….………..30

  4.4. Определение остаточной несущей способности кирпичного столба…………….…………35

4.5. Принятие  технического решения по усилению  кирпичного столба и описание  порядка производства работ по  усилению……………………………………………………….…………..37

 5.Техническое решение по устройству изоляции наружных стен от воздействия влаги…...……...39 
 
 
 

 
 
 

 

ВВЕДЕНИЕ 

    Реконструкция зданий и сооружений - сложная комплексная задача, реализация которой требует специальных знаний, получаемых после изучения многих дисциплин. Работы по реконструкции зданий можно разделить на несколько этапов:

• технико-экономическое обоснование проведения реконструкции;
• проведение детального обследования конструкций здания и инженерного оборудования, определение технического состояния. По результатам обследования дается оценка физического и морального износа строительных конструкций и инженерного оборудования здания и рекомендации по дальнейшему их использованию;
• определение резерва несущей способности конструкций здания, производится расчет конструкций на новые нагрузки с учетом результатов обследования (дефектов и повреждений), выявляются конструкции, требующие усиления или замены;
• разрабатываются архитектурно-строительные чертежи по перепланировке помещений с учетом современных требований и задания заказчика;
• разрабатывается проект усиления строительных конструкций;
• разрабатывается проект производства работ при реконструкции.

 

    Факторы, вызывающие необходимость  усиления конструкций

    Основные  факторы, вызывающие необходимость  усиления конструкций, могут быть объединены по следующим признакам:

• изменение условий эксплуатации - увеличение нагрузки, изменение режима эксплуатации, вызванные реконструкцией и т.п.;
• начальные конструктивные дефекты; дефекты проектирования, изготовления и монтажа; недостаточная жесткость и устойчивость конструкций или их элементов; наличие погнутостей, прогибов в отдельных элементах конструкций и т.п.;
• эксплуатационный износ - изнашивание, потеря прочности в результате действия динамических и вибрационных нагрузок, действие высокой или низкой температуры, действие различных химических реагентов и т. п.;
• случайные повреждения - выход из строя отдельных элементов, повреждения стихийного характера;
• приобретенные конструктивные дефекты - неправильная эксплуатация.

    Для выбора наиболее оптимального проектного решения усиления конструкций необходимо разработать и проанализировать несколько вариантов усиления и сравнить их технико-экономическую эффективность и технологичность выполнения усиления. 
 

    Основные  принципы проектирования усиления

    строительных  конструкций. Классификация.

    Усиление - есть совокупность мероприятий, направленных на повышение несущей способности конструкции в целом или ее отдельных элементов. Усиленная конструкция должна удовлетворять современным требованиям в отношении прочности, жесткости, устойчивости и другим специальным требованиям.

    Усиление  конструкций может  осуществляться по двум схемам:

• возведение новых разгружающих или заменяющих конструкций, которые полностью или частично воспринимают дополнительные нагрузки;
• увеличение несущей способности существующих конструкций.

    В свою очередь, увеличение несущей способности конструкций может осуществляться:

• увеличением поперечного сечения конструкции без изменения расчетной  схемы и напряженного состояния;
• изменением расчетной схемы и напряженного состояния;
• применением специальных методов усиления

 

    Основные  данные, необходимые  для проектирования реконструкции

    Перед проведением работ по проектированию усиления конструкций необходимо собрать следующие данные по реконструируемому объекту:

• имеющиеся архивные материалы и документацию по реконструируемому зданию, срокам эксплуатации конструкций;
• общие габариты здания или сооружения, его конструктивную схему, обмерочные чертежи здания: планы, разрезы, фасады с разбивочными осями; монтажные схемы расположения колонн, подкрановых путей, конструкций перекрытий и покрытий; схемы несущих конструкций зданий и узлов опирания и сопряжения с замером сечений; рабочие чертежи и фактические схемы работы усиляемых конструкций;
• карты и ведомости дефектов, повреждений и отклонений от первоначального проекта с причинами их появления.
• физико-механические характеристики строительных материалов и грунтов основания, результаты химических анализов образцов материалов и анализы среды, окружающей конструкции;
• отчет по геодезической съемке здания с выявленными прогибами, кренами, смещениями, осадками конструкций;
• гидрологические условия площадки, отчеты об инженерно-геологических изысканиях по грунтам оснований фундаментов с расчетными характеристиками грунтов;
• расчеты строительных конструкций, величины потери несущей способности.

 
 
 

1. КОНСТРУКТИВНОЕ  РЕШЕНИЕ РЕКОНСТРУИРУЕМОГО  ЗДАНИЯ

 

    Реконструируемое здание в осях А-В/1-5, трехэтажное, двухпролетное, прямоугольное в плане, со смешанной конструктивной схемой. Несущими продольными и поперечными конструкциями являются кирпичные стены толщиной 510 мм и кирпичные столбы (рис. 1.1). 

    

    Рис. 1.1 Разрез 1-1 
 
 
 
 
 
 
 

    Перекрытие  первого этажа на отметке +4,800 м (рис. 1.2) выполнено из пустотных плит марки ПК42 размерами 1,2х4,2 м, толщиной 300 мм (в осях А-Б/1-3). В осях 3-4 уложены плиты ПК60 размерами 1,2х6,0 м толщиной 300 мм. В осях 4-5 уложены ребристые плиты ПКЖ размерами 1,5х6,0 м и высотой 300 мм. Плиты перекрытия опираются: в осях А-Б на железобетонные балки БЖ1, пролетом 5,7 м; в осях Б-В на металлические балки БМ2 двутаврового профиля пролетом 6,3 м. Монолитные, железобетонные и металлические балки перекрытия опираются по осям А и В на несущие кирпичные стены, по оси Б на кирпичные столбы.  
 
 
 
 
 
 
 
 

    

 
 

    Рис. 1.2 План перекрытий на отметках +4,800м  
 
 
 
 
 
 
 
 

    Перекрытие  второго этажа на отметке +8,100 м (рис. 1.3) выполнено из пустотных плит марки ПК57 с размерами 1,2х5,7 м (в осях А-Б/1-4), в осях Б-В/1-4 из пустотных плит марки ПК63 с размерами 1,2х6,3 м. Плиты перекрытия опираются: в осях Б/1-3 на стальные двутавровые балки БМ4 пролетом 4,2 м, в осях Б/3-4 на железобетонные балки БСП6 пролетом 6,0 м. Балки перекрытия опираются на кирпичные столбы по осям Б/2-4 и несущие кирпичные стены поперечные стены по осям Б/1 и Б/5. По осям А и В плиты перекрытия опираются на несущие кирпичные стены.  

    

 

                            Рис. 1.3 План перекрытий на отметках +8,100м 
 
 
 
 
 
 
 

2. ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ ПО УСИЛЕНИЮ СТАЛЬНОЙ БАЛКИ ПЕРЕКРЫТИЯ БМ4 В ОСЯХ Б/2-3 НА ОТМЕТКЕ +8,100М

 

1. Конструктивное  решение стальной балки 

 

    Стальная  балка БМ4 в осях Б/2-3 на отметке +8,100м (рис. 2.1.1, 2.1.2.) опирается на несущие кирпичные стены и столб, глубина опирания мм. Пролет балки м, ширина грузовой площади м. На балку опираются пустотные плиты марок ПК57 и ПК63 шириной 1,2 м. По плитам уложены конструкции пола с нагрузкой кПа.