Підсилення колон з/б обоймою

Міністерство  освіти і науки України

Національний університет “Львівська політехніка “

Кафедра “Будівельне виробництво“

Пояснювальна  записка до розрахункової роботи

з дисципліни: Основи реконструкції будівель та споруд.

                                                                                                                 Виконав:

                                                                                                              Ст.гр. МБГ-42

                                                                                        Божик І.Я.

                                                                                                                     Перевірив:

                                                                                             Вибранець Ю.Ю.

Лвів 2011

Зміст

1. Вступ   …………………………………………………………………………2
2. Характеристика конструктивних елементів   ………………………………3
3. Визначення розрахункових зусиль в елементах посилення (до і після посилення)   …………………………………………………………………..4
4. Обгрунтування методу посилення    ………………………………………..6
5. Розрахунок   …………….………….…………………………………...........6
6. Опис технології посилення залізобетонної колони   …………….………...8
7. Охорона праці при виконанні робіт   …………………………………...…11
8. Список використаної літератури   …………………………………...…….14

1. Вступ

Перепрофілювання будівель приймається, як узагальнене поняття, під яким слід розуміти комплекс робіт, що проводяться для покращення експлуатаційних якостей об’єкту. Поняття «перепрофіляція» включає капітальний ремонт, модернізацію, реконструкцію , аварійно-відновлювальні роботи і реставрвцію.

Основна мета перевлаштування будівель і споруд  - приведення їх у відповідності  до діючих норм архітектурно-планувальних і функціональних рішень. Слід чітко  розуміти, що сьогодні характер перевлаштування  будівель визначається не тільки історичними, архітектурно-художніми, ландшафтно-екологічними обмеженнями, економічною і функціональною доцільністю, але і в деякій мірі залежать  від засобів та переваг  замовників.

Виходячи із ступеня відповідальності об’єкту реконструкції різноманітність  сучасних вимог (функціональних, соціальних, естетичних, технічних і ін.) соціально-економічна оцінка варіантів реконструкції  виконується на основі наступних  принципів:

основна мета реконструкції — привести об’єкт в максимально можливу відповідність сучасним вимогам;

забезпечити відповідність всіх параметрів будівлі або споруди, що підлягає реконструкції діючим нормам і правилам;

проектні пропозиції по реконструкції повинні передбачати збереження всього, що має історико-художню  цінність або створює історичний фон пам'ятнику культури.

Економічний аспект  ухвалення  рішення про доцільність реконструкції  припускає:

• порівняльний аналіз варіантів пристосування об’єкту реконструкції для того чи іншого призначення;
• аналіз техніко-економічних показників порівнюваних варіантів перевлаштування об’єкту реконструкції;
• облік соціальних, економічних, естетичних вимог за допомогою системи об’єктивних показників;
• визначення вартості варіантів реконструкції, майбутніх експлуатаційних витрат, термінів робіт по реконструкції будівлі або споруди;
• перспективи отримання доходів від функціонування обьекту після реконструкції;
• співставлення результатів техніко-економічного аналізу з врахуванням соціальних, економічних і естетичних аспектів реконструкції.

Соціально-економічна ефективність реконструкції залежить від наступних обставин:

• забезпечення високої надійності експлуатації об’єкту без зміни або відповідно до соціально-економічно обгрунтованих змін функціонального призначення будівлі;
• максимально можливе збереження існуючих конструктивних елементів об’єкту (за умови прийнятного технічного стану) з метою зменшення витрат на реконструкцію;
• допущення додаткових матеріальних, трудових і фінансових витрат, необхідних для усунення можливих дефектів і ризиків, а також поліпшення умов;
• мотивована відмова від реконструкції, якщо з функціональних і технічних міркуваннях будівля відповідає вимогам, що до неї пред’являються або її знесення економічно ефективніше, ніж реконструкция. Слід врахувати, що реконструкція унікальних об’єктів може вимагати додаткових витрат. Вартість реконструкції унікальних об’єктів часто перевищує затрати на будівництво нових об’єктів, але в цьому випадку на першому місці знаходяться не економічні і функціональні параметри, а соціально-культурні показники.

2. Характеристика конструктивних  елементів.

Фундамент -  це   підземна   частина   будинку,   через   яку

передається  навантаження  від  його  надземної  частини на грунт.

Фундаменти : окремостоячі, збірні залізобетонні, розмірами 2,4х 3м.

Стіни - це основний конструктивний елемент будинку; несуть на

собі  корисне  навантаження і  призначені  для  захисту  приміщень  від атмосферних опадів,  опору  теплопередачі,  інших природно-кліматичних  впливів. Всі стіни несучі. Навісні стінові панелі. 

Перекриття - горизонтальна внутрішня захисна конструкція,  що

розподіляє по висоті суміжні приміщення в будинку. За призначенням

розрізняють перекриття: міжповерхові, підвальні та горищні. Перекриття

збірні панельні, розмірами 1,2х6м і 1,8х6м.

Підлога - верхній або опоряджувальний шар, що накладається на

несучу конструкцію перекриття або на грунт у підвальному поверсі

будинку. До підлоги   ставляться    вимоги    міцності,    стираності,

теплоізоляції,   звукоізоляції,   водостійкості,  стійкості  проти 

хімічного агресивного середовища, естетичності.

Покрівля - верхнє покриття  будинку (споруди),  яке захищає

його   від  атмосферних  опадів,  вітру,  перегріву  сонцем  тощо. Дах плоский, з рулонною покрівлею рубероїдом.

Після посилення:

3.Визначення розрахункових зусиль в колоні.

До посилення:

Колону розглядаємо, як центрово-стиснутий стрижень, що навантажений зосередженою силою N. Для обчислення даної сили скористаємось поняттям вантажної площі колони, яка буде рівна добутку кроків колони :

Ag=6,0∙6,0=36 м²

 Навантаження на колону буде  складатись з: навантажень від  конструкції перекриття, конструкції  покриття, снігового навантаження , ригелів(2 на поверхи).

             Загальне навантаження від ригелів  буде рівне масі 6 штук (m=2500 кг). Загальне значення сили,що буде діяти на колону до посилення буде  таким:

N= 6,2 кН /м² ∙36 м² =275 кН;                                

Повне навантаження з врахуванням  коефіцієнта  γn=0,95 буде таким:

N= 275∙0,95= 260кН

Загальне значення сили,що буде діяти на колону після посилення буде  таким:

N= 30 кН /м² ∙36 м² =1080 кН;                                

Повне навантаження з врахуванням  коефіцієнта  γn=0,95 буде таким:

N= 1080∙0,95= 1025 кН

4.Обгрунтування методу  посилення.

Посилення являє собою конструктивне рішення, при якому елемент одягають в залізобетонну обойму чи металеву сорочку і т.д., що дозволяє частково його розвантажити чи збільшити навантаження,котре він може витримувати. Оскільки арматура елементів, що посилюються не схильна до корозії і допустимо провадження зварювальних робіт.

Вибір способу посилення при  реконструкції і ремонті  виконується  з врахуванням наступних пунктів:

• Стан конструкцій що мають посилюватись є задовільний.
• Призначення будинку, його средовище, пожежобезпека дозволяє виконати посилення конструкцій данним методом.
• Особливих вимог до технології посилення, до запиленості чи виконання зварювальних робіт немає.
• При посиленні данним способом збільшення необхідної несучої здатності можлива.

Для колон використовують 2 основних методи посилення-залізобетонною обоймою чи металевою обоймою. Складовими частинами металевих обойм є стійки кутникового профілю, з̒єднувальні планки і опорні підкладки з листової сталі. Я вибрав посилення металевою обоймою.

5. Розрахунок підсилення збірної залізобетонної колони центрального ряду першого поверху.

                Вихідні дані:

               L = 5000 мм

                b = 400 мм

                h = 400 мм

                Марка бетону В15

                Робоча арматура А-ІІІ

Розрахунок до підсилення:

     Розрахункові характеристики матеріалів:

• розрахунковий опір бетону марки В15 R_b = 0,85 МПа;
• розрахунковий опір арматури А-ІІІ R_S = 365 МПа.

-ексцентриситети:

е_а > 1/600 Н= 0,83 см

е_а > 1/30 h = 1,33 см

е_а > 1 см

Приймаємо е_а =1,33 см.

-підбір площі арматури:

= = 8,9-37,3=

=28,4 см²

Оскільки  набуває від̒ємного значення, то необхідно зменшити марку бетону колони чи її переріз. Прі умові, що марка бетону прийнята відповідно мінімальній( В15),то залишається змінити переріз з 400х400 мм до мінімально допустимого 150х150 мм.

-повторний розрахунок зі зміненими значеннями:

= = 8,9-5,3=

=3,6 см²

Армування проводимо 4¢12 AIII (As=4,524 см²)

-відсоток армування колони:

Оскільки _min, то умова виконується і арматуру залишаємо без змін.

- =>  φ=φr=0,74

 з табл. 2.12 і залежить від =>

-перевірка:

Перевірка виконується.

                                 Посилення:

-зміна навантаження:

765 кН

см²

-з сортаменту кутників:

оскільки січення 1 кутника см²

вибираємо: рівнополичковий кутник 70х6 (А=8,15 см²)

тоді А1=8,15∙4=32,6 см²

-підстановка у формулу:

      Перевірка виконується, отже міцність підсиленої колони забезпечено.

6.Опис технології посилення колон металевою обоймою.

Для колон (1) використовують 2 основних методи посилення-залізобетонною обоймою чи металевою обоймою. Складовими частинами металевих обойм є стійки кутникового профілю(2), з̒єднувальні планки(3) і опорні підкладки (4), монтажні болти(6,7) і планки для натягу болтів у місці перегину(8).

Під час влаштування металевих  обойм обов̒язковою умовою є щільне примикання  металевих стійок до граней посилюваної колони і їхня вертикальність. Для досягнення цієї умови поверхню бетону у місцях примикання вирівнюють сколюванням нерівностей і зачеканюють цементним розчином.

Ефективність посилення залежить від примикання по торцях металевих  стійок. Включати металеві обойми у  спільну роботу можна за допомогою спеціального пристосування. Ефективність роботи обойми значно зростає, якщо пояси навколо колони, утворені з̒єднувальними планками, виконати попередньо напруженими.

До початку робіт з підсилення конструкцій в залежності від  конкретних умов необхідно:

• проаналізувати вплив обмеженості фронту робіт від конструкцій і технологічного обладнання на умови виробництва робіт;
• визначити можливість виконання робіт без зупинки технологічного обладнання, а при необхідності строки часткової або повної його зупинки, і пов'язати графік виконання робіт з технологічним режимом діючого виробництва;
• виявити можливість залучення внутрішньо цехового транспорту і вантажопідіймальних механізмів для виконання робіт, а також доставки матеріалів в зону виконання робіт;
• розробити схему доставки будівельних матеріалів та інвентарю до місць застосування і зон тимчасового складування;
• зробити необхідний демонтаж обладнання та інженерних мереж та їх тимчасове відключення або винесення на період виконання робіт щодо посилення конструкцій;
• виконати розвантаження, що підсилюються; встановити порядок та місця підключення машин і механізмів до існуючих енергетичних мереж;
• здійснити комплекс додаткових заходів щодо забезпечення безпечного виконання робіт в умовах діючого виробництва та захисту технологічного обладнання та інженерних комунікацій від можливого пошкодження або забруднення в ході будівельних робіт.

Технічною картою передбачений такий порядок посилення з/б колон металевою обоймою:

• Вгорі і внизу кожної розпірки є спеціальні планки-упори, за допомогою яких вони впираються в упорні кутники. Планки-упори повинні бути не тонше 15 мм і виступати за межі кутників на 100-120 мм. У цих виступах влаштовуються отвори для пропуску монтажних стягуючих болтів, якими в період монтажу розпірки кріпляться між собою і притягуються до посилюваної колоні. 
  Кутники встановлюються на елементах конструкцій, безпосередньо пов'язаних або примикаючи до колон (ригелях, фермах, балках, фундаментах і т.п.). Внутрішні площини цих кутників повинні бути закладені урівень із зовнішніми бічними поверхнями колон, для чого в місцях їх установки сколюється шар бетону і кутники встановлюють на попередньо покладений шар цементного розчину з фіксацією їх за рівнем в строго горизонтальному положенні. В окремих випадках закріплюються приварюванням до оголеної арматури посиленого елемента, або примикаючих конструкцій, після чого сколені поверхні і зазори ретельно зачеканюються цементним розчином.

• Установка розпірок проводиться з перегином їх в середині висоти. Для полегшення перегину в бічних полицях кутників передбачаються вирізи. Для відшкодування площі поперечного перерізу в цих місцях приварюються планки, перетин і розміри яких аналогічні перетину планок-упорів. Ці планки також служать для постановки натяжних болтів.

• Розпірки виготовляються в механічних цехах і мають висоту трохи більшу, ніж відстань між внутрішніми гранями горизонтальних полиць кутників. Для створення попереднього напруження стискання в процесі монтажу розпірки випрямляють за допомогою стяжних болтів, надаючи їм вертикальне положення.

• Після випрямлення розпірок і включення їх у спільну з посилюваної колоною роботу їх скріплюють зварюванням планок по бічних гранях, перпендикулярним розпірках.

7. Охорона праці при виконанні робіт

При виконанні робіт потрібно попереджати  про небезпечні фоктори, до яких відносяться розташування робочого місця в небезпечній зоні, рухомі частини виробничого обладнання. Порядок виконання робіт визначається ПОБ, який затвердив головний інженер РБУ.

При виконанні робіт потрібно керуватися БНіПом 3-4-80 і СНіП 245 по виробничій санітарії.

На будівельному майданчику повинні  бути санітарно-побутові приміщення.

Проходи до них повинні пролягати  через безпечні зони. Робітники і  службовці повинні дотримуватися правил інструкції по техніці безпеки. Відповідно БНіПу робітникам видається спецодяг, спецвзуття, а також засоби індивідуального захисту. Кожен робітник повинен пройти інструктаж по техніки безпеки. В небезпечних зонах потрібно розставити попереджувальні знаки. З метою створення безпечної над тротуарами і проходами встановлюють тимчасовий навіс з укосом в сторону будівельного майданчику. Під час машинних робіт забороняється працювати без казки. Якщо під час кладки стін, штукатурнихі малярних робіт використовують підмосткита рештування, то їх необхідно провіритина стійкість і міцність.Якщо приміщення свіжопофарбоване масляними чи ацетоновими фарбами,вони повинні провітрюватись. В них більше 1 год. перебування робітника забороняється або вони повинні бутив респіраторах.Робочі місця обладнують огорожею і запобіжними засобами.Отвори в перекритті повинні бути огородженні по всьому периметрі висотоюне менше 1,1 м. пе допускається виконувати роботи по одній вертикалі без влаштування спеціальних захисних засобів.Роботи пов'язані з ремонтом і випробовуванням обладнання, машин і механізмі в виконується спеціальним персоналом.

При виконанні робіт по посиленню  конструкцій, крім дотримання загальних  правил техніки безпеки в будівництві  згідно СНиП III-4-80, необхідне дотримання особливих правил, пов’язаних з специфікою і умовами виконуваних робіт. Технологічні процеси, виконувані на території діючого підприємства і в діючих цехах, відносяться до робіт підвищеної небезпеки і повинні здійснюватись по нарядам-допускам. Робітники цих організацій повинні бути ознайомлені з проектами виробництва робіт і пройти додатковий інструктаж по техніці безпеки в зв'язку з підвищеною небезпекою провадження робіт при реконструкції підприємств.

Працівники підприємства, у свою чергу, повинні пройти інструктаж за правилами безпечного поводження в  зоні виробництва будівельно-монтажних  робіт.

Основою для виробництва робіт  у діючому цеху повинен бути наказ (розпорядження) по підприємству (цеху) з вказанням осіб, відповідальних за підготовку обладнання і конструкцій до вказаних робіт, за проведення міроприємств, необхідних для забезпечення безпеки цих робіт і для оперативного зв’язку з підрядником.

На об’єкті, де реконструктивні  роботи здійснюються декількома підрядними організаціями чи змішаними силами підрядних організацій і замовника, загальну координацію робіт повинен  здійснювати начальник об’єкта  чи особа призначена ним.

На проведення реконструктивних робіт  на діючому підприємстві перед початком робіт адміністрація цеху повинна  видати підрядній організації "наряд-допуск" до роботи, які є письмовим дозволом виробництва робіт в відведеній зоні (ділянці, відділенні об’єкта).

Наряд-допуск оформляється адміністрацією підприємства (цеху) на період часу, необхідного  для виконання зазначеного обсягу робіт.

Усі працівники підрядної організації, які мають допуск на територію  підприємства, мають право виконувати роботи тільки на тих робочих місцях і об’єктах, які передбачені нарядом-допуском.

Для забезпечення безпеки занятих  на виробництві робіт по посиленню  конструкцій робітників і виробничого  персоналу підприємства зона провадження  робіт повинна бути огороджена. Всі  силові лінії що знаходяться в  робочій зоні, комунікації і технологічне устаткування необхідно перенести  чи відгородити.

При виробництві реконструктивних робіт в умовах діючого цеху інженерні  мережі в робочій зоні повинні  бути, як правило, відключені, закорочені, а устаткування і технологічні трубопроводи звільнені від вибухонебезпечних, паливних і шкідливих речовин і нейтралізовані.

При провадженні робіт на діючих підприємствах необхідно виконувати вимоги пило-газового і інших режимів, що діють на підприємстві, що реконструюється.

Несучі конструкції до початку  підготовки до посилення (при необхідності) повинні бути розвантажені шляхом підведення додаткових опор, демонтажу устаткування, вищележачих конструкцій і т.п. При посиленні несучих конструкцій покриття одноповерхових будинків необхідно влаштовувати тимчасові захисні перекриття по нижнім поясам ферми.

При пробиванні прорізів чи отворів  у перекриттях на нижчележачому поверсі повинні влаштовуватися огородження чи криті переходи. Прорізи в зовнішніх стінах і виносні площадки для приймання і подачі нового технологічного обладнання і будівельних матеріалів слід обгороджувати поруччям висотою 1м. Прорізи у цегляних стінах допускається влаштовувати тільки після влаштування металевих перемичок, що заводяться з обох сторін в штраби і з’єднаних болтами.

При монтажі конструкцій необхідно  забезпечити стійкість і незмінність  змонтованої частини конструкції  на всіх стадіях монтажу, а також  безпека ведення монтажних робіт.

При встановленні монтажних елементів  в проектне положення вручну маса монтажного елемента не повинна перевищувати 60 кг.

При виявленні в процесі провадження  робіт деформацій, які можуть привести до аварійного стану, повинні бути прийняті міри по забезпеченню стійкості і  міцності будинку чи конструкції, одночасно  повідомивши про це проектну організацію.

Робітники, заняті по підготовці поверхні бетону, повинні бути забезпечені  спецодягом з індивідуальними засобами захисту, а ділянки провадження  робіт обезпорошуватися.

Тимчасове складування демонтованого  технологічного устаткування дозволяється на ділянках перекриття, вказаних у  ПВР , що мають достатню міцність.

При розробці ПВР повинні передбачатися  міроприємства по забезпеченню безпеки виробництва робіт і враховані вимоги по:

• безпечному розміщенню монтажних механізмів;
• переважному першочерговому виконанню розвантажувальних робіт, тимчасового закріплення посилюваних конструкцій огородження прорізів, пристрою освітлення робочої зони;
• виключенню можливості травм при обриві анкерів під час натягу попередньо напружених затяжок;
• використання малопотужного ручного, переважно електричного інструменту при виконанні підготовчих робіт;
• обезпорошенню і вентиляції робочого місця;

При розробці ПВР необхідно передбачити:

• безпечні способи видалення відходів будівельних матеріалів і продуктів розбирання конструкцій;
• способи захисту технологічного обладнання від механічного пошкодження;
• додаткові захисні міроприємства при провадженні робіт в приміщеннях з підвищеною небезпекою і особливо небезпечних, а також при виконанні робіт в аналогічних умовах поза приміщенням;
• засоби захисту робітників від дії шкідливих факторів;
• сумісні міроприємства генпідрядника і замовника по виробництву робіт на діючому підприємстві.

При розробці об’єктних будгенпланів необхідно визначити;

• схеми пересування людей до робочих місць;
• зони дії вантажопідйомних механізмів, повітряних ліній електропередачі, зберігання вибухонебезпечних і паливних матеріалів, а також шкідливих речовин і інші небезпечні зони, умови роботи в яких вимагають уваги до забезпечення безпеки робітників;
• при необхідності передбачити ізоляцію робочої зони в діючому цеху.

Режим роботи робітників, занятих  на посиленні конструкцій в діючому  цеху і їх індивідуальні засоби захисту  повинні відповідати режиму робіт  і індивідуальним засобам захисту  робітників основного виробництва.

8. Список використаної літератури

1. Барашиков А. Я. Та ін Залізобетонні конструкції.- К.:Вища школа, 1995.
2. Мандриков А. П. Примеры расчета железобетонных конструкций.-М.: Строиздат 1989.

3.  ДБН В.1.2-2.2006. СНББ. Навантаження і впливи.