При реконструкции жилого дома,состоящего из двухэтажной части более поздней постройки,и одноэтажной - по документам построенной в 1947 году,в последней демонтировалась часть внутренних перегородок возведённых без фундамента.Был залит ленточный фундамент,с последующим возведением на нём монолитных стен разной толщины сечением от 150 до 300 мм.Также снаружи дома были залиты 2-е колонны круглого сечения диаметром 250 мм,а внутри колонна прямоугольного сечения 230х330 мм в основании .В верхней части колонна переходит в полуарку с балкой развёрнутой на 90 градусов,в сечении представляющей г-образную форму.Эта г-образная балка обрамляет лестничную площадку второго этажа.При строительстве применялся бетон класса В-25.
В итоге плита перекрытия имеющая прямоугольную форму с небольшим консольным балконом полукруглой формы выпущенным на 500мм и имеющим ширину 2000 мм в зоне примыкания к зданию.Опирание получилось ,как мне кажется,сложное.Две стены опираются на монолитные стены.Две на кирпичные,и часть перекрытия выходящая за контур первого этажа на 2 колонны круглого сечения.Часть перекрытия в зоне лестницы,как уже упоминалось,опирается на г-образную балку.Перекрытие заливалось вместе с армопоясом проходящим по кирпичным стенам сечением 250х250 мм.И в зоне опирания на монолитные стены представляло собой балку сечением 150х250 и 300х250,при этом выпуска арматуры из стен были загнуты в нижнюю сетку перекрытия.Через две колонны круглого сечения перекрытие заливалось также совместно с балкой сечением 300х350 мм.Размеры плиты 3250х6000 мм,учитывая консольную часть балкона.Нижняя сетка арматура диаметром 12 мм,верхняя 10 мм.Шаг 150 мм.В середине, по длинной стороне, перекрытия по 5 арматурных стержней диаметром 12мм сверху и снизу,с шагом 75 мм.Опирающихся с одной стороны на монолитную стену ,с другой -на колонну с полуарочной верхней формой.Балкон также армирован с шагом 75 мм с запуском промежуточных арматурных стержней на более чем 1,5 метра внутрь здания.Вся плита по периметру провязана с торца п-образными элементами из арматуры 10мм,соединяющими верхнюю и нижнюю арматурные сетки.Толщина перекрытия 160 мм.Плита заливалась в декабре 2013 ,температурный режим первых 20 дней после заливки был в пределах +3+7 градусов.Плита укрывалась теплоизоляционными материалами.С нижней и с верхней стороны находилась в полиэтиленовой плёнке.Стойки- домкраты были демонтированы через 8-месяцев.Были обнаружены трещины в нижней части в зоне опирания перекрытия на г-образную балку.Длина опирания 2330мм. Длина пролёта в зоне этого опирания 2300 мм.Поскольку двухэтажная часть дома и вновь возводимый второй этаж находятся в разных уровнях балка в средней части служит ступенькой с лестницы.И, соответственно,из 2330 мм опирается только по краям по 750 мм(глубина опирания 100 мм),средняя же часть- 830 опирается только на 10 мм !Как раз в зоне этого минимального опирания локализовались трещины.С нижней части длина их доходит до 500-600 мм,сверху плиты видны на 250-350мм .
Пригласил экспертизу.Проверили прочность методом отрыва - 30,8 МПа.Измерили толщину трещин 0,1-0,2 большая часть .Одна 0,4мм,и одна 0,6-1 мм.Среднюю толщину защитного слоя определили 15 мм.Произвели расчёты,достаточно объёмные,на мой взгляд.Заключение - установлена категория технического состояния исследуемого участка ж.б. плиты как РАБОТОСПОСОБНОЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ,выявленные дефекты и несоответствия не имеют силового характера и не могут являться следствием недостаточной несущей способности.Но почему возникли трещины так однозначно и не объяснили,к сожалению.Хотелось бы узнать Ваше мнение,если из написанного понятна проблема.Спасибо.
01-04-2015: Доктор Лом
Конечно чертежи и фотографии значительно упростили бы понимание проблемы (хорошо было бы еще указать, как именно расположены трещины). Возможно, я что-то не так понял в вашем описании, поэтому проблему вижу так - трещины проходят параллельно длинной стороне и образовались из-за чрезмерной перестраховки при проектировании плиты, как ни парадоксально это звучит. Попробую пояснить свою мысль:
1. Размеры плиты по контуру (без учета балкона) примерно 2300х6000 мм, к тому же консоль балкона приводит к появлению момента на опоре-стене и уменьшению момента в пролете, да и соотношение сторон близко к 3 и рассчитывать такую плиту как опертую по контуру не имело большого смысла. Между тем по длинной стороне была заложена арматура такого же сечения, как и по короткой стороне и даже с в двое меньшим шагом. Это привело к значительному увеличению несущей способности плиты по длинной стороне.
2. Длина опорной площадки 10 мм оказалась недостаточной, чтобы воспринять возникающие нагрузки (да и с конструктивной точки зрения 10 мм - совсем мало), произошло смятие или другое разрушение бетона балки и (или) плиты на участке 830 мм. Т.е. длинные стержни плиты на этом участке оказались как бы без опоры, точнее опорой стала часть плиты с арматурой по короткой стороне, не рассчитанной на дополнительные нагрузки, возникшие из-за повышения несущей способности по длинной стороне, и плита прогнулась до появления трещин. А так как арматура верхней и нижней зоны связаны между собой, то трещины образовались и сверху плиты.
Предполагаю, что самая длинная и самая широко раскрывшаяся трещина находится примерно посредине участка 830 мм и над трещиной расположен длинный стержень арматуры, да и остальные трещины в основном под арматурой.
02-04-2015: Александр
(фотографии я добавил из указанного источника для наглядности)
Трещины расположены в перекрытии перпендикулярно балки, на фото над домкратом. Сориентированы по арматуре. На последнем фото вид на перекрытие сверху в районе ступеней (глубина опирания 10 мм).
02-04-2015: Доктор Лом
Да, план плиты действительно не простой, не так я его представлял. Тем не менее ваши фотографии и то, что трещины параллельны плохо опирающейся на балку арматуре, лишь подтверждает мое предположение.
А если на балку опирается, точнее частично не опирается короткая арматура, а не длинная, то это еще с большей вероятностью могло привести к появлению трещин. Впрочем характер деформаций в районе балки более сложный чем я предполагал, но сути это не меняет.
03-04-2015: Александр
То есть армирование плиты с переизбытком арматуры (по расчётам было определено как 489,21% от предельного значения)не способно было компенсировать нагрузку от "неопирания" 5-ти коротких арматурных стержней на участке 830 мм.И эффективнее было,а точнее единственным правильным решением,усилить границы неопирания скрытыми балками?Простым добавлением в тело плиты по 2-а арматурных стержня диаметром 12 с каждой стороны неопирания ?Или же обвязав их хомутами?
И ещё позволю себе вопрос из области пророчеств Нострадамуса.Могло ли способствовать появлению трещин с нижней стороны плиты ( а с верхней мой опыт показывает ,что возможно уже при усадке бетонной смеси,даже при вибрировании в 2 этапа)сориентированных по арматурной сетке, уменьшение защитного слоя.При обвязке торца плиты п-образными элементами некоторые были согнуты не по размеру,и защитный слой в этих местах мог быть около 10 -12 мм,и даже меньше.
И в общем случае,где при равных условиях - одинаковая толщина плиты,один класс бетона,но разные размеры рабочего сечения плиты и защитного слоя,может при незначительном прогибе раскрыться трещина?
Есть ещё вопрос по оптимальным размерам часторебристого перекрытия (монолитного),анкерению арматуры в бетоне с помощью химических анкеров,и по расчёту минимального сечения колонн.В каких разделах сайта их лучше задать Вам.Большое спасибо за помощь.
03-04-2015: Доктор Лом
Я ничего не утверждаю, а лишь предполагаю. А усиленное равномерное армирование по всей плите не сильно влияет на концентрацию местных напряжений. А в вашем случае завышенное армирование несомненно помогло (как я уже говорил, я не так себе представлял план плиты).
Дополнительные стержни по каждой стороне неопирания не решили бы проблему. В линейных изгибаемых элементах трещины перпендикулярны продольной арматуре, поэтому мне важно было знать направление трещин (в плитах с опиранием по контуру все сложнее, но сейчас не об этом). Поэтому более эффективным было бы армирование на "пятачке" перед балкой стержнями большего диаметра по длинной стороне, чтобы воспринимать дополнительные нагрузки.
Да, уменьшение защитного слоя также может привести к появлению трещин.
В общем случае главные трещины для квадратной плиты проходят по диагоналям, для прямоугольной плиты - похожи на конверт, выходят из углов плиты под углом примерно 45 градусов, а из точек пересечения примерно посредине плиты проходит трещина, параллельная длинной стороне. На сколько они раскрываются - отдельный вопрос. Для лучшего понимания физики процесса рекомендую почитать статью "К расчету пластин на действие равномерно распределенной нагрузки".
По расчету ребристого перекрытия и ж/б колонн есть соответствующие статьи, там можете задать свои вопросы. |
