Выполним расчет несущих деревянных балок чердачного перекрытия эксплуатируемого жилого дома старой постройки с учетом дефектов, появившихся в процессе эксплуатации. Цель расчета – определение пригодности конструкций к дальнейшей безаварийной эксплуатации.
Расчет произведен на основании данных, полученных в ходе натурного обследования. Принципиальная конструктивная схема чердачного перекрытия, установленная по результатам исследования и обмера мест вскрытия конструкций, приведена ниже.
Рис. 1. Конструктивная схема чердачного перекрытия
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
| ■ Размеры поперечного сечения балок: | 200 х 280 мм; |
| ■ Величина перекрываемого пролета: | L = 5,13 м; |
| ■ Шаг балок: | b = 1,2 м; |
| ■ Материал балок: | сосна; |
| ■ Расчетное сопротивление на изгиб: | Ru = 140 кг/см2. |
В ходе обследования чердачных перекрытий были зафиксированы следующие дефекты и повреждения:
■ следы протечек на поверхности потолков и стен в т.ч. на приопорных участках (в местах опирания балок на кирпичные стены), что свидетельствует о перенасыщении засыпки перекрытий влагой;
■ обрушение штукатурки потолков с обнажением дранки и деревянной подшивки;
■ поражение приопорных участков балок деструктивной гнилью на 25-30% сечения.
Появление перечисленных дефектов обусловлено протечками кровли в течение длительного периода времени. Находясь в режиме постоянного замачивания деревянные конструкции чердачного перекрытия, получили поражения гнилью и грибом, что со временем привело к снижению их несущей способности. По совокупности выявленных дефектов принято, что сечение несущих балок ослаблено не менее чем на 20%.
СБОР НАГРУЗОК
Сбор эксплуатационных равномерно-распределенных нагрузок на 1 кв.м. чердачного перекрытия приведен в таблице ниже.
Расчетное значение равномерно-распределенной нагрузки на 1 м2 перекрытий: q=387 кг/м2.
Собственный вес 1 погонного метра балки равен: G = b*h*1*γ = 0,2*0,28*1*500 = 28 кг/м.
Тогда погонная нагрузка на балку составит: Q = 387*1,2 + 28*1,3 = 500,8 кг/м = 0,51 т/м.
РАСЧЕТ БАЛКИ ПО I ГРУППЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ
Максимальный изгибающий момент, действующий в середине пролета:
Момент сопротивления поперечного сечения балки:
Расчетный момент сопротивление ослабленного сечения балки (с учетом влияния дефектов – деструктивной гнили):
где: kw=0,85 – коэффициент, принятый по Таблице 13 СНиП II-25-80.
Условие прочности для изгибаемых элементов (1):
Расчетное сопротивление сосны (на изгиб) согласно Таблице 3 СНиП II-25-80 составляет: Rи=140 кг/см2.
Приведенное табличное значение расчетного сопротивления древесины (Rи) требует корректировки с учетом фактических условий эксплуатации, а также выявленных в ходе обследования дефектов и повреждений:
где:
mв = 0,75 – коэффициент условий работы при эксплуатации конструкций в условиях длительного увлажнения ([2], Табл.6);
mи = 0,7 – коэффициент, учитывающий ослабление сечения несущих деревянных балок вследствие поражения гнилью на 20% ([1], Табл.13).
Проверим выполнение условия прочности (1):
[ σ = 75,63 кг/см2 ] > [ Ru = 73,5 кг/см2 ] – условие прочности не выполнено!
Выполненный расчет показал, что фактическая прочность несущих деревянных балок чердачного перекрытия не достаточна для восприятия действующих эксплуатационных нагрузок. Требуется усиление или замена конструкций по индивидуальному проекту!
