4. Обследование существующего чердачного перекрытия

4.1. Конструкция и дефекты чердачного перекрытия

Обследование чердачного перекрытия выполнено в мае 2009 года. Для установления конструкции и дефектов чердачного перекрытия произведены вскрытия в четырех местах. По результатам вскрытия установлено, что несущие балки выполнены из металлических двутавров №20, опирающихся на продольные стены. Шаг балок составляет 1,07…1,15м, пролет в свету – 3,7…6,63м. По нижним полкам балок устроен накат из досок толщиной 60 мм. По настилу уложен слой толщиной 70 мм из кирпича пересыпанного шлаком. Снизу по накату устроен штукатурный слой по драни толщиной 25 мм.

По результатам обследований установлено, что металлические балки повсеместно поражены поверхностной коррозией. При вскрытии обнаружена гниль досок настила на глубину до 15 мм. На участке здания в осях 5-6, Б-В в штукатурном слое перекрытий трещины шириной раскрытия 0,5–3 мм по контуру помещений. Согласно расчета металлические балки не проходят по прогибу. Техническое состояние чердачного перекрытия ограниченно работоспособное. До надстройки третьего этажа необходимо произвести усиление перекрытия путем устройства металлических балок в промежутке между существующими.

4.2. Поверочный расчет металлических балок перекрытия второго этажа после надстройки

Проведем проверку балок перекрытия в случае надстройки дополнительного этажа. В этом случае необходимо произвести усиление перекрытия путем установки дополнительных балок из двутавра №20 между существующими балками. Средний шаг балок 0,50 м.

Проектируемая конструкция перекрытия второго этажа приведена на рис. 4.1.

Сбор нагрузок на усиленное перекрытие второго этажа после надстройки дополнительного этажа приведен в табл. 4.1.

Рис. 4.1. Проектируемая конструкция перекрытия второго этажа

Таблица 4.1

Равномерно распределенные нагрузки на перекрытие второго этажа после надстройки этажа

Наименование нагрузки	Нормативная нагрузка, кН/м^2		Расчет-ная нагрузка, кН/м
1. 2 листа ГВЛ	0,21	1,2	0,25
2. Половая рейка t =40 мм	0,24	1,1	0,26
3. Минплита	0,15	1,2	0,18
4. Накат из досок t =60 мм	0,36	1,1	0,40
5. Подшивка из листов ГВЛ 2 слоя t=25 мм	0,21	1,2	0,25
6. Двутавр №20, шаг 0,50 м	0,38	1,05	0,40
7. Перегородки	1	1,2	1,2
Временная нагрузка
На перекрытие (служебные помещения)	2,00	1,2	2,40
ИТОГО:	4,55		5,34

Балки перекрытия из двутавра №20.

Шаг балок 0,5 м. Пролет балки =6,63 м.

Расчетный пролет

Геометрические характеристики двутавра №20 (по ГОСТ 8239–89):

– момент сопротивления ;

– момент инерции ;

– статический момент ;

– толщина стенки t = 5,2 мм = 0,52 см.

Для существующих металлических балок марка стали не определена, поэтому в запас принимаем расчетное сопротивление стали . Коэффициент условий работыМодуль упругости стали;

Нагрузка на 1 пог. метр балки при шаге 0,5 м: нормативная ; расчетная.

Поверка несущей способности балки

Максимальный изгибающий момент в пролете:

Напряжение при изгибе:

Прочность балки на изгиб обеспечена. Запас прочности составляет %

Максимальная поперечная сила на опоре:

Касательное напряжение:

Прочность балки по поперечной силе обеспечена.

Расчет общей устойчивости балки не требуется, так как верх балок закреплен с помощью поперечных стальных уголков, устанавливаемых с шагом 2,0 м.

Проверка местной устойчивости не производится, поскольку она обеспечена большими толщинами элементов, что связано с технологией прокатки.

Несущая способность балки обеспечена.

Поверка жесткости балки

Максимальный прогиб балки в середине пролета определяется по формуле:

Подставляем цифровые значения с приведением их размерности в сопоставимый вид:

- нормативная нагрузка на балку;

- расчетный пролет балки;

- модуль упругости стали;

–момент инерции двутавра №20.

Вычисляем максимальный прогиб балки:

Предельное значение прогиба:

Условие соблюдается.

Запас составляет %.

Жесткость балки перекрытия из двутавра №20 обеспечена.