Авторы: А.А. Ермолаев, В.В. Иванников, А.Г. Николаев, В.М. Шварц, О.Б. Рябов (ОАО «НОРЭ).
Опубликовано в журнале Химическая техника №11/2015
Задачей поверочных расчетов железобетонных конструкций является сопоставление фактических расчетных усилий в обследуемых элементах с их несущей способностью. Расчет несущей способности железобетонных конструкций по результатам обследования следует производить по ныне действующим нормам, независимо от того, что конструкции могли быть запроектированы по ранее действовавшим нормам. Проверка прочности, деформаций, образования и раскрытия трещин несущих железобетонных конструкций производятся в соответствии с требованиями документа [1], с учетом фактических прочностных характеристик материалов, схем работы конструкций, нагрузок и воздействий, а также выявленных дефектов. По результатам проведенных расчетов устанавливают пригодность конструкций к дальнейшей эксплуатации, необходимость их усиления, необходимость снижения эксплуатационной нагрузки либо полную непригодность к дальнейшей эксплуатации.
Поверочные расчеты конструкций выполняются в двух случаях: 1. Изменены действующие нагрузки, объемно-планировочные решения либо условия эксплуатации. Поверочные расчеты производятся с целью проверки прочности и пригодности конструкций к нормальной эксплуатации в изменившихся условиях. Расчеты допускается выполнять, исходя из проектных данных о геометрических размерах конструкций, классе (марке) бетона, классе арматуры, армировании и расчетной схеме конструкции; 2. Требования расчетов по проектным материалам не удовлетворяются либо отсутствуют проектные данные, а также в случае обнаружения серьезных дефектов и повреждений. Поверочные расчеты производятся с целью установления, обеспечивается ли несущая способность и пригодность к нормальной эксплуатации конструкций в изменившихся условиях их работы.
Если в первом случае достаточно произвести расчеты согласно действующим нормам [1] или сравнить проектные нагрузки с фактическими, то во втором случае в расчете необходимо учитывать следующие данные натурных обследований конструкций:
- уточненные геометрические параметры здания и его конструктивных элементов;
- фактическое опирание и сопряжение несущих конструкций, их реальную расчетную схему;
- расчетные сопротивления материалов, из которых выполнены конструкции;
- дефекты и повреждения, влияющие на несущую способность конструкций.
В соответствии с требованиями п. 12.3.6 документа [1] учет дефектов и повреждений при расчете, например, внецентренно сжатой колонны (см. рисунок), по первой группе предельных состояний необходимо производить путем корректировки (по результатам обследования) следующих основных характеристик конструкции:
- геометрические размеры сечения бетона (b, h);
- площади растянутой и сжатой арматуры (As, A′s );
- расчетное сопротивление бетона осевому сжатию (Rb);
- расчетное сопротивление арматуры сжатию (Rcs);
- расстояние от точки приложения продольной силы N до равнодействующей усилий в растянутой арматуре (e).
Предельно допустимые значения параметров дефектов для различных категорий технического состояния железобетонных колонн (по табл. 2 пособия [2])
| Вид разрушения | Категории | ||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
| Ширина раскрытия продольных (вертикальных) трещин, мм | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | Более 0,4 |
| Ширина раскрытия поперечных (горизонтальных) трещин, мм | 0,1 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | Более 0,5 |
| Уменьшение поперечного сечения колонны в результате коррозии бетона, % | 5 | 10 | 15 | 25 | Более 25 |
| Уменьшение поперечного сечения продольной арматуры в результате коррозии, % | – | 5 | 10 | 20 | Более 20 |
| Выпучивание сжатой арматуры | – | – | – | + | + |
Расчет внецентренно сжатого элемента по 1 группе предельных состояний производится из условия
где x – высота сжатой зоны бетона; h0 = h – a – рабочая высота сечения; a, a′ – расстояние от равнодействующей усилий соответственно в растянутой и сжатой арматуре до ближайшей грани сечения.
При наличии перечисленных дефектов и повреждений уменьшается значение правой части условия (1), а, следовательно, можно ввести общий коэффициент, учитывающий с некоторым запасом снижение прочностных характеристик конструкции. Этот принцип реализован в документе [2] при расчете железобетонных внецентренно сжатых усиливаемых элементов по 1-й группе предельных состояний. Таким образом, условие (1) примет вид
где К – коэффициент условий работы (значение К равно 1; 0,85; 0,7; 0,55; 0,35 в зависимости от одной из пяти категорий технического состояния конструкции). Для установления категории технического состояния конструкции достаточно наличия одного из наиболее опасных дефектов, указанных в таблице.
Таким образом применение методики, реализованной в документе [2], для поверочных расчетов железобетонных конструкций позволяет производить учет дефектов и повреждений с помощью коэффициента условий работы К, определенного на основе визуального обследования с использованием простейших измерительных инструментов (щупы, линейки, лупа и др.).
Список литературы
- СП 63.13330.2012. Свод правил. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01–2003. М.: ФЦС, 2012.
- Пособие по практическому выявлению пригодности к восстановлению поврежденных строительных конструкций зданий и сооружений и способам их оперативного усиления. М.: ЦНИИпромзданий, 1996.
