Анализ влияния прогиба от опалубочных работ при проведении СМР на примере монолитного железобетонного перекрытия. Влияние на порядок усиления конструкций внешним армированием | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 21 декабря, печатный экземпляр отправим 25 декабря.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Архитектура, дизайн и строительство

Опубликовано в Молодой учёный №19 (414) май 2022 г.

Дата публикации: 13.05.2022

Статья просмотрена: 280 раз

Библиографическое описание:

Удалов, Ю. М. Анализ влияния прогиба от опалубочных работ при проведении СМР на примере монолитного железобетонного перекрытия. Влияние на порядок усиления конструкций внешним армированием / Ю. М. Удалов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2022. — № 19 (414). — С. 151-155. — URL: https://moluch.ru/archive/414/91395/ (дата обращения: 11.12.2024).



В статье производится анализ влияния прогиба от опалубочных работ при проведении СМР на примере конструкций перекрытия, влияние его на увеличение нагрузки и снижение несущей способности.

Ключевые слова: железобетон, армирование, обследование, прогиб, перекрытия, несущая способность, опалубка, внешнее армирование.

Совершенствование методики расчета прогибов изгибаемых железобетонных элементов, изготовленных из бетонов, в т. ч. сверхвысокой прочности, является актуальной задачей, что также определяет новизну и общую концепцию диссертационного исследования [7].

Для выбора наиболее рационального метода усиления конструкций перекрытий из монолитного железобетона необходимо учитывать вводные параметры конструкций. В данной статье производится анализ влияния прогиба от опалубочных работ при проведении СМР, влияние его на увеличение нагрузки и снижение несущей способности.

Рассмотрим железобетонное монолитное перекрытие пролётом 6 метров шириной 6 метров.

Перекрытие замоделировано толщиной 200 мм с классом бетона В25, несущие стены приняты толщиной 250мм с классом бетона В25.

Жесткостные характеристики элементов конструкции понижены с учетом коэффициентов, согласно п. 6.2.7 СП 430.1325800.2018 [3]:

– 0,6 для вертикальных сжатых железобетонных стен;

– 0,2 для несущего горизонтального перекрытия.

В соответствии с ГОСТ Р 54257–2010 «Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения и требования» класс сооружения принят КС-2. Коэффициент надежности по ответственности принят равным 1 [4].

Геометрические параметры железобетонной конструкции

Рис. 1. Геометрические параметры железобетонной конструкции

Расчетная схема железобетонной конструкции

Рис. 2. Расчетная схема железобетонной конструкции

Базовый прогиб конструкции перекрытия формируется за счёт собственного веса конструкции и прогиба формообразующей поверхности опалубки. Класс опалубки принят 2. Прогиб формообразующей поверхности опалубки не должен превышать l/400 (п. 6.1.5 ГОСТ 34329–2017) и равен 15 мм, для 6-метрового перекрытия [6, 8].

Дополнительный прогиб может появляться в соответствии с допусками на изготовление элементов опалубки. Отклонения вертикальных несущих элементов опалубки приняты h/800 (таблица 1 ГОСТ 34329–2017) и равны 2,75мм [6,8]. С учетом данных допусков общий первоначальный прогиб конструкции равен 17,75 мм. В рамках выполнения монолитных работ толщина перекрытия в центре увеличивается на 17,75мм, отсюда первоначальная нагрузка от собственного веса увеличивается.

В результате расчета перекрытия, получены результаты усилия момента (см. рисунок 3):

1) Для перекрытия с увеличенной толщиной в центре пролёта до 217,5 мм: от -1,74 т.*м. до 1,04 т.*м.

2) Для перекрытия без увеличения толщины в 17,5мм: от от -1,72 т.*м. до 0,91 т.*м.

Максимальные результаты полученных значений моментов в опорном участке и в пролёте

Рис. 3. Максимальные результаты полученных значений моментов в опорном участке и в пролёте

Полученные результаты свидетельствуют об увеличении усилия момента до 13 % в пролёте, незначительное увеличение момента происходит в опорной зоне, до 2 %.

При сравнительном анализе прогибов перекрытий от собственного веса, полученные результаты в обоих случаях не превышали 3,2 мм. в центре пролёта, -3.04 мм. и -3.16 мм. соответственно.

Для оценки полной несущей способности, в рамках выполнения работ по усилению, необходимо провести учёт всех нагрузок (см. таблицу 1) [1].

Таблица 1

Перечень принятых нагрузок

п/п

Наименование нагрузки

Нормативное значение кг/м 2

γ n

Нормативное значение с учетом γ n, кг/м 2

γ f

Расчетное значение, кг/м 2

1

2

3

4

5

6

7

Постоянные нагрузки

1

Собственный вес ж/б конструкций

(2500 кг/м 3 )

Учтен в «ПК SCAD»

1

Учтен в «ПК SCAD»

1,1

Учтен в «ПК SCAD»

Полезные нагрузки

2

Нагрузка в служебных помещениях административно — бытовых зданий.

200

1

200

1,2

240

Итого полезные нагрузки

200

1,2

240

Постоянные нагрузки от пирога перекрытия

3

Цементно — песчаная стяжка

δ ст = 100 мм

γ ст = 2400 кг/м3

240

1

240

1,3

312

4

Линолеум:

δ лин = 15 мм;

γ лин = 1600 кг/м 3

24

1

24

1,2

30

5

Потолок типа «Армстронг»

γ арм = 5 кг/м 2

5

1

5

1,2

6

Итого постоянные нагрузки от пирога перекрытия

269

1,2

348

Постоянные нагрузки от перегородок в линию (м.п.)

6

Перегородки кирпичные 250мм

γ арм = 1800 кг/м 3

1350

11

1350

1,2

1620

Итого нагрузки от перегородок

1350

1,2

1620

В результате расчета получены максимальные усилия изгибающих моментов в плите перекрытия без учета дополнительной толщины в 20мм (Рисунок 4), равные:

5,69 т.*м. в опорной зоне

3,41 т.*м. в пролёте

Полученные результаты изгибающих моментов в плите перекрытия

Рис. 4. Полученные результаты изгибающих моментов в плите перекрытия

В результате расчета получены максимальные усилия изгибающих моментов в плите перекрытия с учетом дополнительной толщины в 20мм (Рисунок 5), равные:

5,6 т.*м. в опорной зоне

2,98 т.*м. в пролёте

Полученные результаты изгибающих моментов в плите перекрытия

Рис. 5. Полученные результаты изгибающих моментов в плите перекрытия

Армирование принимается из арматуры Ø16 мм с шагом 200мм.

Защитный слой арматуры принят 25 мм в соответствии с требованиями СП 63.133330.2018 [2].

Разница усилий момента в пролёте составляет 13,45 % или 0,43 т*м.

Рассматриваемые защитные слои при выполнении расчета:

1) 25мм. — защитный слой арматуры проектный.

2) 45мм. — защитный слой арматуры с учетом увеличения сечения в середине пролёта на 20мм.

В результате выполненных расчетов (п.8.1.8–8.1.30 СП 63.13330.2018) несущая способность по предельному моменту, деформациям в сжатой зоне бетона обеспечены и деформациям в растянутой арматуре, обеспечена.

Длительная ширина раскрытия трещин согласно расчёту (п. 8.2.6, 8.2.15, 8.2.16) не обеспечена в обоих случаях (см. рисунок 6).

Коэффициент использования по ширине раскрытия трещин (длительная)

Рис. 6. Коэффициент использования по ширине раскрытия трещин (длительная)

Общая разница в коэффициенте использования по ширине раскрытия трещин составляет 13,28 %.

Выводы:

  1. Прогиб перекрытия от опалубочных работ в рамках строительных допусков увеличивает нагрузки на конструкции, что в свою очередь негативно сказывается на несущей способности перекрытия. Для рассмотренного примера увеличение изгибающих моментов выявлено в пределах до 13,3 %.
  2. В рамках выполненных расчетов стоит сделать вывод о необходимости контроля толщины перекрытия не реже чем через 1.5 метра (l/4). Помимо выполнения измерения толщины перекрытия, выполняемые зондажами перекрытия, следует рассматривать способы 3х мерного сканирования конструкций с получения наиболее полной картины деформаций и геометрии конструкций.
  3. Наиболее рациональный метод вывешивания 6-метровых перекрытий для разгрузки, при подготовке перед усилением внешним армированием конструкций перекрытий с двумя домкратами в 2ух точках пролёта.

Литература:

  1. СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия»
  2. СП 63.133330.2018 «Бетонные и железобетонные конструкции»
  3. СП 430.1325800.2018 «Монолитные конструктивные системы. Правила проектирования».
  4. СП 70.13330.2012 «Несущие и ограждающие конструкции»
  5. ГОСТ Р 54257–2010 «Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения и требования»
  6. ГОСТ 34329–2017 «Опалубка. Общие технические условия»
  7. Д. А. Панфилов диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук: «Совершенствование методики определения прогибов изгибаемых железобетонных конструкций с учетом трещинообразования»
  8. Т. В. Яшина, А. А. Алексеева «Опалубочные работы при возведении монолитных бетонных и железобетонных конструкций». Гомель 2018 г., 107с.
  9. С. М. Анпилов «Опалубочные системы для монолитного строительства». Издательство «Ассоциации строительных вузов», Москва 2005 г., 278 с.
  10. О. М. Шмит «Опалубки для монолитного бетона» перевод с немецкого Л. М. Айнгорн. Стройиздат Москва 1987 г., 156 с.
Основные термины (генерируются автоматически): SCAD, нагрузка, несущая способность, плита перекрытия, защитный слой арматуры, опорная зона, собственный вес, дополнительная толщина, железобетонная конструкция, формообразующая поверхность опалубки.


Похожие статьи

Сравнительный анализ изменения несущей способности перекрытий при изменении защитных слоев рабочей арматуры

В статье рассмотрено расчетное обоснование и сравнительный анализ предельных моментов в железобетонных перекрытиях при изменении защитных слоев рабочей арматуры.

Влияние температурного воздействия на анкеровку арматуры

В статье автор анализирует существующие методики по влиянию повышенных температур на анкеровку арматуры.

Преимущества щебеночно-мастичных асфальтобетонов, выявляемые при расчетах на сопротивление сдвигу и усталостному растяжению при изгибе

В статье приведены сведения о современных методах расчета асфальтобетонных дорожных покрытий, на основе которых показаны преимущества щебеночно-мастичного асфальтобетона.

Конструкции фундаментов под водопропускными трубами на автомобильных дорогах устраиваемых на пучинистых грунтах

Рассмотрен процесс промерзания грунтов вокруг неотапливаемых инженерных сооружений и зависимость деформации фундамента водопропускной трубы от физико-механического состояния глинистых пучинистых грунтов. Представлен способ соблюдения устойчивости соо...

Влияние времени твердения на свойства тяжелого бетона

При строительстве цементобетонных дорог физико-механические требования к цементобетонной смеси, возраст образца бетона, марка цемента в бетоне, влияние поглощенного воздуха на прочность на сжатие, влияние объема воздуха на плотность бетона смесь. Про...

Применение неавтоклавных фибропенобетонных блоков в навесных фасадах

В статье рассматриваются проблема определения несущей способности навесной фасадной системы и обеспечения ее безопасной эксплуатации в аспекте применения конкретных строительных материалов и изделий в подсистемах (на примере фибропенобетонных стеновы...

Влияние частичного или полного отсутствия сцепления арматуры с бетоном на образование трещин в конструкциях

В данной статье рассматриваются вопросы влияния параметров сцепления стержневой арматуры с бетоном на образование трещин в железобетонных элементах.

К вопросу о недостатках конструктивных решений, обеспечивающих устойчивость к прогрессирующему обрушению покрытий одноэтажных зданий со стальным каркасом

В статье рассмотрены различные варианты конструктивных решений по усилению устойчивости покрытий одноэтажных зданий со стальным каркасом к прогрессирующему обрушению. Сделаны выводы о недостатках каждого решения, предложены варианты дальнейшего разви...

Влияние свойств асфальтобетона и слоев основания на эксплуатационно-прочностные показатели покрытий

В данной статье рассмотрены основные свойства асфальтобетонов, которые необходимо учитывать при оценке прочностных и эксплуатационных качеств дорожных покрытий, рассмотрены факторы, влияющие на прочность и деформационные характеристики асфальтобетона...

Анализ конструкций различных опалубочных систем перекрытия и их параметров

В настоящей статье представлен обзор различных опалубочных систем для возведения монолитного перекрытия. Проанализированы технические параметры отдельных компонентов опалубки и выделен ряд недостатков данных элементов, который представляет определенн...

Похожие статьи

Сравнительный анализ изменения несущей способности перекрытий при изменении защитных слоев рабочей арматуры

В статье рассмотрено расчетное обоснование и сравнительный анализ предельных моментов в железобетонных перекрытиях при изменении защитных слоев рабочей арматуры.

Влияние температурного воздействия на анкеровку арматуры

В статье автор анализирует существующие методики по влиянию повышенных температур на анкеровку арматуры.

Преимущества щебеночно-мастичных асфальтобетонов, выявляемые при расчетах на сопротивление сдвигу и усталостному растяжению при изгибе

В статье приведены сведения о современных методах расчета асфальтобетонных дорожных покрытий, на основе которых показаны преимущества щебеночно-мастичного асфальтобетона.

Конструкции фундаментов под водопропускными трубами на автомобильных дорогах устраиваемых на пучинистых грунтах

Рассмотрен процесс промерзания грунтов вокруг неотапливаемых инженерных сооружений и зависимость деформации фундамента водопропускной трубы от физико-механического состояния глинистых пучинистых грунтов. Представлен способ соблюдения устойчивости соо...

Влияние времени твердения на свойства тяжелого бетона

При строительстве цементобетонных дорог физико-механические требования к цементобетонной смеси, возраст образца бетона, марка цемента в бетоне, влияние поглощенного воздуха на прочность на сжатие, влияние объема воздуха на плотность бетона смесь. Про...

Применение неавтоклавных фибропенобетонных блоков в навесных фасадах

В статье рассматриваются проблема определения несущей способности навесной фасадной системы и обеспечения ее безопасной эксплуатации в аспекте применения конкретных строительных материалов и изделий в подсистемах (на примере фибропенобетонных стеновы...

Влияние частичного или полного отсутствия сцепления арматуры с бетоном на образование трещин в конструкциях

В данной статье рассматриваются вопросы влияния параметров сцепления стержневой арматуры с бетоном на образование трещин в железобетонных элементах.

К вопросу о недостатках конструктивных решений, обеспечивающих устойчивость к прогрессирующему обрушению покрытий одноэтажных зданий со стальным каркасом

В статье рассмотрены различные варианты конструктивных решений по усилению устойчивости покрытий одноэтажных зданий со стальным каркасом к прогрессирующему обрушению. Сделаны выводы о недостатках каждого решения, предложены варианты дальнейшего разви...

Влияние свойств асфальтобетона и слоев основания на эксплуатационно-прочностные показатели покрытий

В данной статье рассмотрены основные свойства асфальтобетонов, которые необходимо учитывать при оценке прочностных и эксплуатационных качеств дорожных покрытий, рассмотрены факторы, влияющие на прочность и деформационные характеристики асфальтобетона...

Анализ конструкций различных опалубочных систем перекрытия и их параметров

В настоящей статье представлен обзор различных опалубочных систем для возведения монолитного перекрытия. Проанализированы технические параметры отдельных компонентов опалубки и выделен ряд недостатков данных элементов, который представляет определенн...

Задать вопрос