Современные технологии усиления плит перекрытия от продавливания www.hilti.com
12 Августа 2014 10:00 по Московскому времени
Последствия продавливания плит перекрытий в мире Подземный гараж
Торговый центр
Авто парковка
Швейцария
Южная Корея
Великобритания
(погибло 5 человек)
(погибло более 500 человек)
(ущерб более 1млн.EUR)
www.hilti.com
Существующие методы усиления Увеличение периметра продавливания
Рис. 1
Внешнее армирование
Рис. 4
www.hilti.com
Рис. 2
Увеличение плиты
Рис. 5
Рис. 3
Поперечное армирование
Рис. 6
Существующие методы усиления Увеличение периметра продавливания
Рис. 1
Рис. 2
Рис. 3
Особенности: - значительное увеличение веса ж.б. конструкции - дополнительное усиление фундамента - уменьшение полезного пространства помещения - затруднения в производства работ по усилению (опалубка) - требуется неукоснительное соблюдение технологии объединения в единую работу плиты перекрытия и элементов усиления
www.hilti.com
Внешнее армирование композиционными материалами
Рис. 4
Особенности: - требуется доступ к верхней поверхности плиты (освобождение верхнего помещения и разборка чистого пола, либо разработка грунта в случае подземного паркинга) - требуется дополнительная огнезащита композиционных материалов
www.hilti.com
Увеличение расчетной высоты плиты
Рис. 5
Особенности: - значительное увеличение веса ж.б. конструкции - дополнительное усиление фундамента - уменьшение полезного пространства помещения (бетонный уступ) - требуется доступ к верхней поверхности плиты (освобождение верхнего помещения и разборка чистого пола, либо разработка грунта в случае подземного паркинга)
www.hilti.com
Дополнительное поперечное армирование
Рис. 6
Особенности: - ослабление конструкции во время усиления - выступающие части болтов сверху и снизу плиты - требуется доступ к верхней поверхности плиты (освобождение верхнего помещения) - требуется решение вопросов по огнестойкости и гидроизоляции узлов усиления
www.hilti.com
Метод усиления Hilti Punching
Особенности: - производство работ с одной стороны - отсутствие выступающих частей после усиления - отсутствие перегрузки ж.б. конструкции сооружения - минимизация сроков производства работ по усилению - отсутствие вопросов по пожарной защиты узлов усиления - отсутствие сквозного повреждения плиты - возможность усиления фундаментной плиты www.hilti.com
Метод усиления Hilti Punching
Вид снизу
www.hilti.com
Материалы
Натурные испытания в лаборатории Hilti, Шаан, 2009г. Без усиления
Нагрузка, кН
С усилением Hilti
www.hilti.com
1600 1400 Increased resistance strengthened 1200 Усиленная 1000 increased 800 Deformation capacity 600 400 not Неstrengthened усиленная 200 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Прогиб в центре плиты, мм
KUNZ Jakob, PhD, scientific consultant HILTI corp., Fastening Systems
Натурные испытания в НИИЖБ, Москва, 2011г. Общий вид усиления
Испытания с моментом
Краевая колонна
Деформации БОЛГОВ Андрей Николаевич к.т.н. Лаборатория №2 НИИЖБ
www.hilti.com
Натурные испытания в НИИЖБ, Москва, 2011г.
www.hilti.com
Документация НИИЖБ, Москва Заключение НИИЖБ
Проведение испытаний фрагментов плит перекрытий усиленных методом Хилти от продавливания 2011г.
www.hilti.com
Стандарт организации
Проектирование усиления плит на продавливание химическими анкерами «Hilti HZA-P» СТО-36554501-029-2012 2013г.
Пример расчёта по СТО-36554501-029-2012 Исходные данные: - торгово-развлекательный центр - железобетонный каркас - сечение круглой жб колонны 700мм - толщина жб плиты 400мм - толщина капители 500мм M - класс бетона В40 - верхнее армирование плиты Ø16 А400/200х200 - продавливающая нагрузка F= 3.230кН - изгибающие моменты Мх= 155кНm, Мy= 293кНm x
Задача: Расчёт и конструирование усиления жб плиты при отсутствии поперечного армирования
www.hilti.com
Геометрические характеристики сечения: • высота сечения h=50см; • рабочая высота плиты
h0
1 h0 x hoy 1 46,2 43,8 5см 2 2
• размеры контура продавливания по бетону Lx= Ly=35+22,5=57,5см • периметр расчетного контура по бетону u 361,1см • площадь сечения расчетного контура по бетону Ab u ho 361,1 45 16249,5см 2
• момент сопротивления расчетного контура бетона для колонн круглого сечения : Wbx Wby D h0 10381,625см 3 4 Согласно СП 63.13330.2012 расчетное сопротивление сжатию для бетона В40 Rb=22Мпа=2,2кН/см2. Расчетное сопротивление бетона растяжению Rbt=1,4Мпа=0,14кН/см2.
Модуль упругости Eb = 3600кН/см2.
Шаг 1 – определяем несущую способность плиты: • предельное усилие, воспринимаемое бетоном Fbult Rbt Ab 2320кН • предельные сосредоточенные изгиб. моменты, воспринимаемые бетоном M bult 670кНм
www.hilti.com
Шаг 2 – определяем требуемое количество поперечной арматуры Hilti HZA-P: Поперечную арматуру принимаем HZA-P M20. Клеевой раствор – HIT-RE 500. Закладная шайба диаметром 63 мм. My Mх F 1 Условие прочности плиты на продавливание с поперечной арматурой: F F M M M M b ,ult
sw,ult
bx ,ult
swx ,ult
by ,ult
swx ,ult
n
Предельное усилие, которое может воспринять расчетное поперечное сечение: Fsw Fsw,i sin( ) i 1
pul R где Fsw,i min( FswR ,i , Fswbond ,i , Fsw,i ) , Fsw,i 0.8 Rsw,i Asw,i - усилие сопротивление в арматуре при разрушении по стали
Fswbond ,i bd d s lb ,sup,i - усилие сопротивления клеевого состава lb1.5,inf,i d pul Fsw,i 0, 2 As ,i Rb 2 1 inf,i - усилие сопротивления выкалыванию бетона d s ,i lb,inf,i
www.hilti.com
700
0 14
500
0 30
0 46
0 46
0 30
0 14 min = 225
min = 225
min = 225
Вычисляем усилие, воспринимаемое поперечной арматурой одного луча: Fsw (1) (55,94 58,41 27,26) sin 45 100,14кН Вычисляем приближенное количество лучей поперечной арматуры Hilti:
F M 2330 155 293 Fb ,ult 2320 Fb,ult M b ,ult 2320 670 670 2320 1,673 nsw 19,4 20 лучей 2 Fsw (1) 2 100,14 2 100,14
Вычисляем усилие, воспринимаемое поперечной арматурой: Fsw 100,14 20 2002,8кН Проверяем условие: Fb,ult Fsw,ult 0,5Fb,ult
Fb,ult 2320 Fsw,ult 2002,8 0,5Fb,ult 1160 Условие выполнено. Fsw Wswx( y ) , гдеWswx( y ) Wbx( y ) ; Предельный момент, который может воспринять расчетное сечение: M swx( y ),ult u 2330 155 293 Условие прочности плиты с поперечной арматурой 0,54 0,13 0,24 0,91 1 2320 2002,8 670 575,81 670 575,81 на продавливание: www.hilti.com
Условие прочности выполняется, несущая способность плиты перекрытия на продавливание обеспечена. Усиление данным методом возможно. Конструкционные требования:
18°
www.hilti.com
- Hilti HZA-P располагать в виде лучей в направлении от центра колонны - угол наклона HZA-P принимать 450 50 - макс. угол между лучами не должен превышать 450 50 - мин. кол-во стержней в луче 2шт - от грани опоры до HZA-P не более 0,75h0 и не менее 0,5h0 - между HZA-P в луче 0,5 0,75h0 - толщина огнезащитного состава СР636 составляет: для HZA-P d16=40мм, для d20=50мм.
Технология работ по усилению плит перекрытия по методу Hilti Punching PS 1000 X-scan
www.hilti.com
Сканирование
3-D визуализация
Технология работ по усилению плит перекрытия по методу Hilti Punching
www.hilti.com
Конструкция усиленная по методу Hilti Punching
www.hilti.com
Реализованные проекты усиления Hilti Punching в России Жилой комплекс г. Самара
www.hilti.com
Жилой дом г. Москва
Жилой дом г. Красноярск
Металлическая обойма
www.hilti.com
Hilti Punching
Конкурс 1. Участвует любой желающий проектировщик 2. Рассматриваются реальные проекты с применением технологии Hilti HZA-P 3. Состав проекта: чертежи КЖ, расчёт усиления, технология установки 4. Можно использовать любую справочную информацию 5. Срок подачи проектов: до 12 сентября включительно 6. Высылать контактную информацию и проекты на Nikolay.Cherednichenko@hilti.com или на Russia@hilti.com для Николая Чередниченко 7. Количество победителей: 3 человека 8. Приз: лазерный дальномер Hilti PD-I
www.hilti.com
При возникновении вопросов обращайтесь в службу инженерной поддержки в вашем городе
8-800-700-52-52 www.hilti.ru Мы с энтузиазмом создаём восторженных клиентов и строим лучшее будущее!
www.hilti.com