НАУКА-СТРОИТЕЛЬНОМУ ПРОИЗВОДСТВУ

Усиление стальных каркасов одноэтажных производственных зданий при их реконструкции

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Согласно СНиП 2.03.01—84 нормативные нагрузки от веса конструкций должны определяться по данным стандартов и заводов-изготовителей или по проектным размерам и плотности материалов с учетом их весовой влажности для предусмотренных условий возведения и эксплуатации зданий и сооружений. Применение этого положения СНиП для определения нагрузок в условиях эксплуатации и реконструкции производственных зданий требует конкретизации весовых характеристик несущих и ограждающих конструкций. Использование определенных справочных и проектных данных может дать значительные отклонения (часто в меньшую сторону). Далее рассмотрим определение расчетных нагрузок от собственного веса металлических конструкций, железобетонных плит покрытия и других нагрузок от кровли.

Собственный вес стальных конструкций. В соответствии с действующими нормами коэффициент надежности для нагрузки от собственного веса металлоконструкций принимается 1,05. Изменчивость плотности стали и геометрических характеристик проката достаточно изучена и хорошо согласуется с принятым коэффициентом перегрузки. Нормативная нагрузка определяется по чертежам КМД (с учетом контрольных замеров сечений), а при отсутствии рабочих чертежей — по результатам обмеров основных элементов конструкций.

Собственный вес железобетонных плит покрытия, утеплителя, цементной стяжки, рубероидного ковра. Обследования широко применяемых для промышленных зданий сборных железобетонных плит типа ПКЖ или ПНС размером 1,5x6 м, 3x6, 3x12 м показали, что проектный допуск ± 3 мм для этих плит толщиной 30 мм, как правило, не выдерживается. Оказывается, что толщина их составляет 35—40 мм, а в некоторых случаях доходит и до 50 мм. Утолщение на 10 мм увеличивает объем бетона на 0,09 мЗ при проектном объеме 0,563 мЗ. Таким образом, собственный вес плит ПКЖ и ПНС в натуре часто превосходит проектное значение на 10-20%, а иногда до 30%.

В качестве утеплителя для покрытий широкое распространение получили пенобетон, пеносиликат и другие материалы плотностью до 300—500 кг/мЗ.

Применение плитного утеплителя позволяет соблюсти нужную толщину слоя укладки, облегчить и ускорить производство работ. Значения плотности этих материалов имеет большой разброс и зависит от многих причин как технологического порядка, так и условий хранения и монтажа. Попадая во влажную среду, иногда даже под осадки при неправильном хранении или укладке в покрытие, эти материалы насыщаются влагой, ухудшая при этом свои теплотехнические свойства и увеличивая плотность до 700-1000 кг/мЗ. Иначе говоря, вес утеплителя может возрасти почти вдвое. К повышению влажности и утяжелению утеплителя при эксплуатации здания приводят дефекты гидроизоляционного ковра или пароизоляции. Часто утеплитель утяжеляется и вследствие увеличения толщины слоя укладки материала на покрытии (10—40%). Наибольшие отклонения от проекта наблюдаются при насыпном материале. Встречаются случаи, когда из-за отсутствия на строительстве предусмотренных проектом утеплителей для теплоизоляции кровли применялись имеющиеся в наличии материалы с большой плотностью. Например, на некоторых обследованных объектах для утепления кровли вместо пенобетона использован топливный шлак плотностью 800—1000 кг/мЗ. Выравнивающие асфальтовые и цементно-песчаные стяжки чаще всего задаются в проектах 20 мм. Однако же средняя толщина слоя составляет фактически 25-30 мм (иногда 50-80 мм) и коэффициент перегрузки возрастает до 1,3-1,5 и более. Измерениями более 800 проб установлено, что распределение толщин и плотности слоев кровли подчиняется нормальному закону. К увеличению нагрузки приводит и нарушение правил ремонта кровли. Его часто производят наложением дополнительных слоев рубероида без снятия поврежденных. Как показывают обследования, число слоев рубероида доходит до 8-10, а нагрузка от них до 0,04-0,5 кН против 0,1-0,15 кН по проекту.

Аналогичные данные по фактическим значениям веса кровли приводятся в работе [13]. Для исследования были отобраны пробы элементов кровли в 24 случайных точках. В каждой точке вскрытия отбирались пробы и замерялась толщина элементов покрытия. Толщина пенобетона изменялась в пределах 177—255 мм. Отклонение от проектной толщины носило случайный характер. В этой же работе показано, что в каждой точке толщина может отличаться одна от другой на любую малую величину, Плотность пенобетона, определенная по среднему значению плотности кубиков из проб, составила 718 кг/мЗ, что на 43% превысило проектное значение, равное 500 кг/мЗ. Толщина стяжки изменялась в пределах 25—58 мм (против 20 мм по проекту).

Учитывая, что фактический вес кровли часто превышает проектное значение, следует признать необходимым определять расчетную нагрузку от кровли по результатам вскрытия. Предлагается следующая методика вычисления расчетной нагрузки от кровли при реконструкции. Собственный вес несущих элементов покрытий (железобетонных плит, асбестоцементных листов, армоцементных плит и т.д.) определяется по чертежам и каталогам, действовавшим в период строительства обследуемого объекта. Коэффициенты перегрузки принимаются по [46] за исключением железобетонных плит, для которых либо производятся контрольные замеры, либо коэффициент перегрузки принимается 1,2. При отсутствии технической документации и в случае применения нестандартных плит покрытия конструкции измеряются и определяется средняя плотность материала. Для этого в элементе покрытия пробивается шлямбуром отверстие диаметром не менее 30 мм, измеряется толщина плиты и отбирается проба для определения плотности материала.

Для вычисления веса утеплителя, выравнивающей стяжки и гидроизоляционного ковра вырезается проба размером в плане не менее ЮхТО см, находится толщина каждого слоя кровли и плотность материалов (вес одного слоя рубероида на битумной мастике может быть принят 0,05 кН/м2). Общее число мест вскрытия кровли одной очереди строительства здания из условия обеспечения необходимой достоверности среднего значения должно быть не менее 10.

По результатам замеров толщин и плотности материалов слоев кровли определяют среднее значение нагрузки на 1 м2 от каждого слоя

Приняв, что нормативная нагрузка имеет обеспеченность 0,95, получим коэффициент кр = 1,65. Коэффициенты надежности для нагрузки от утеплителя, выравнивающей стяжки, рубероидного ковра принимаются по СНиП 2.03.01-84 Нагрузки и воздействия.

Учитывая малую вероятность совпадения расчетных значений нескольких нагрузок, а также зависимость полной расчетной нагрузки от размеров грузовой площади, определим приведенный коэффициент надежности по нагрузке дифференцированно для каждого конструктивного элемента: прогона, стропильной и подстропильной фермы, колонны. Очевидно, чем меньше грузовая площадь элемента, тем больше должен быть приведенный коэффициент надежности. Методика учета совместного действия разных нагрузок, каждая из которых распределена по нормальному закону, может быть принята в соответствии с [40]. В основе указанного подхода лежит известное свойство суммы нескольких нагрузок — изменчивость суммарной нагрузки меньше изменчивости нагрузок, ее составляющих.

Расчеты показывают, что значение приведенного коэффициента надежности (при ?с = 1,2) для ферм пролетом 24 м составляет 1,08, для ферм пролетом 36 м — 1,07, а для средней колонны при пролетах 24 м — 1,08

 Рычаг, момент, нагрузки. Рычаг — это жесткое тело, вращающееся ...

 КЛАССИФИКАЦИЯ НАГРУЗОК

 РАСЧЕТ ОПАЛУБКИ. Методика расчета опалубки перекрытия

 Число свай в фундаменте. Сопряжение свайного ростверка

 Балочные сборные перекрытия

 Нагрузки на стальной каркас многоэтажного здания или сооружения ...

 РАСЧЕТНЫЕ НАГРУЗКИ И УСИЛИЯ