Общие данные
Рассматриваемое здание представляет собой трехэтажное жилое строение I группы капитальности с подвалом и неэксплуатируемым холодным чердаком, имеющее в плане форму прямоугольника с размерами сторон 15,83 х 14,76 м. Согласно паспортным данным, год постройки и ввода здания в эксплуатацию – 1949 г.
По конструктивной схеме здание выполнено бескаркасным, с продольными и поперечными несущими стенами. Пространственная жесткость несущего остова обеспечена совместной работой каменных стен, жестких дисков перекрытий, а также стенами лестничной клетки.
Обследованию подлежал участок чердачного перекрытия, нижняя поверхность которого является потолком жилой квартиры №8, расположенной на третьем этаже. План 3-го этажа с указанием границ обследуемого участка перекрытий представлен ниже на Рис.1.
Рис.1. План 3 этажа. Схема расположения обследуемого участка чердачных перекрытий
Перекрытия на рассматриваемом участке (в/о 3-4/Б-В) – деревянные, состоящие из несущих балок сечением 200х280 мм, заполнения из деревянного наката, уложенного по нижним полкам балок, а также изоляции и засыпки. Снизу к балкам прикреплена подшивка из досок, отштукатуренная по драни. Балки с обоих концов опираются на наружные и внутренние каменные стены по осям «3», «4».
Шаг балок 1,0 – 1,2 м. Величина перекрываемого пролета в свету составляет 5,13 м. Конструкция перекрытия в пределах рассматриваемого участка показана на Рис.2.
Рис.2. Конструкция чердачного перекрытия над квартирой №8
В ходе визуального обследования были зафиксированы следующие дефекты и повреждения (фото дефектов см. ниже):
1. Следы протечек на поверхности потолков и стен в т.ч. на приопорных участках (в местах опирания несущих балок перекрытий на стены), что свидетельствует о перенасыщении засыпки перекрытий влагой;
2. Обрушение штукатурки потолков с обнажением дранки и деревянной подшивки;
3. Поражение несущих балок перекрытий гнилью. Сечение балок на приопорных участках ослаблено на 20-30%.
Фото дефектов и повреждений
Поверочный расчет деревянных балок
Выполним проверочный расчет несущих деревянных балок чердачного перекрытия на участке в осях 3-4/Б-В с учетом выявленных дефектов и повреждений. Для учета влияния дефектов принято, что балки перекрытий эксплуатируются в режиме длительного намокания, а их поперечное сечение ослаблено гнилью на 20%.
Исходные данные:
| · Сечение балок | 200х280 мм |
| · Расчетный пролет балки | L=5,13 м |
| · Шаг балок | b =1,2 м |
| · Материал балки | сосна |
| · Расчетное сопротивление | Ru=140 кг/см2 |
Сбор эксплуатационных нагрузок
| Наименование нагрузок | Нормативная кг/м2 | gf | Расчетная кг/м2 | |
| Засыпка (γ=1600 кг/м3) -100 мм | 160.0 | 1.3 | 208.8 | |
| Дощатый подбор (γ=600 кг/м3) -50 мм | 30.0 | 1.3 | 39.0 | |
| Подшивка из досок (γ=600 кг/м3) -20 мм | 12.0 | 1.3 | 15.6 | |
| Штукатурка по дранке (γ=1800 кг/м3) -20 мм | 36.0 | 1.1 | 39.6 | |
| Временная нагрузка для чердака | 70.0 | 1.2 | 84.0 | |
| ИТОГО: | 308.0 | — | 387.0 |
Погонная нагрузка на балку с учетом собственного веса:
Расчетная нагрузка от 1 м2 перекрытия: q=387 кг/м2
Собственный вес 1 пог. м. балки: G=b*h*1*γ=0,2*0,28*1*500=28 кг/м
Полная расчетная нагрузка: qP= 387*1,2+28*1,3=500,8 кг/м=0,51 т/м
Расчет по I группе предельных состояний (на прочность):
Максимальный изгибающий момент, действующий в середине пролета:
Момент сопротивления поперечного сечения балки:
Расчетный момент сопротивление ослабленного поперечного сечения балки (с учетом влияния дефектов – гнили):
где: kW=0,9 – коэффициент, принятый по Таблице 13 СНиП II-25-80.
Условие прочности для изгибаемых элементов (1):
Табличное значение расчетного сопротивления древесины (Rи) требует корректировки с учетом 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).
Проверка выполнения условия (1):
[ σ=75,63 кг/см2 ] > [ RU=73,5 кг/см2 ] – условие не выполнено!
Прочность несущих балок оказалась недостаточна для восприятия эксплуатационных нагрузок!!!
Для восстановления эксплуатационной пригодности чердачных перекрытий в/о «3»-«4»/«Б»-«В» требуется выполнение следующих мероприятий:
· Усиление несущих деревянных балок;
· Замена материалов межбалочного пространства (засыпки, дощатого подбора), подшивки и штукатурки потолка на новые.
· Устранение протечек кровли.