Требования, предъявляемые к перекрытиям

Перекрытия выполняют многофункциональную роль в общей ра­боте здания. Они являются несущими и ограждающими конструк­циями, а также дисками жесткости, обеспечивающими устойчивость здания в целом. При их сравнительно невысокой удельной стоимо­сти, составляющей 13—15 % восстановительной стоимости здания, полная замена перекрытий приводит к потере его восстановительной стоимости до 75 %.

Модернизация перекрытий — наиболее сложный и трудоемкий процесс в капитальном ремонте жилых зданий, и она должна быть обоснована их техническим состоянием, определяемым при визуаль­ном и инструментальном обследовании.

К перекрытиям предъявляются следующие основные требования: статические, теплотехнические, акустические и противопожарные.

Перекрытие должно быть прочным, т. е. выдерживать, не разру­шаясь, приходящуюся на него нагрузку — постоянную и временную.

Помимо прочности перекрытиям необходима достаточная жест­кость. В недостаточно жестком перекрытии под влиянием временной нагрузки возникают значительные прогибы, что, с одной стороны, отражается на отделке потолка (появляются трещины), а с другой — вызывает неприятное ощущение зыбкости. Степень жесткости оце­нивается величиной относительного прогиба (отношение абсолют­ного прогиба к величине пролета).

Особое место в конструктивных элементах, влияющих на безо­пасное проживание жильцов, занимают скрытые конструктивные элементы деревянных перекрытий здания. Для многих основных конструктивных элементов здания возможно определить натураль­ный показатель физического износа на период обследования и с дос­таточной точностью спрогнозировать время проведения капитально­го ремонта по остаточному сроку безаварийной эксплуатации. Ис­ключением являются конструктивные элементы деревянных пере­крытий, нормативный срок безаварийной эксплуатации которых во многом зависит от условий эксплуатации и нормального тепловлажностного режима, от своевременного и качественного проведения профилактических работ.

Физическое состояние перекрытий влияет не только на несущую способность последних, но также и физическое состояние стенового остова, поскольку перекрытия, как указывалось выше, выполняют двойную функцию в общей структуре здания: воспринимают и пере­дают на стены нагрузку от собственного веса, оборудования и людей, находящихся в здании, а также обеспечивают устойчивость здания в целом. Потеря жесткости основных несущих элементов перекрытия приводит к нарушению шарнирных связей стен по высоте, что ведет к потере устойчивости стен, особенно в зданиях, в которых роль внут­ренних разгружающих опор выполняют либо системы колонн, либо каркасные деревянные перегородки.

Нормативный срок безаварийной эксплуатации деревянных пе­рекрытий по стальным балкам — 80 лет — в первую очередь обуслов­лен сроком старения стали после 70—80 лет эксплуатации. Поэтому при капитальном ремонте с последующим использованием сущест­вующего металла необходимо это учитывать и не допускать концен­трации напряжений. Нормативный срок безаварийной эксплуатации деревянных перекрытий по деревянным балкам — 60 лет. Он обу­словлен подверженностью основных несущих элементов поражению домовыми грибами и насекомыми при изменении тепловлажностного режима помещений.

Конструкции и материалы перекрытия определяют разную систе­му жесткости коробок зданий, передачу нагрузки от перекрытий на стены, расстояние между поперечными стенами. Наружные стены зданий работают в сложном сжато-изогнутом состоянии. Их устой­чивость и жесткость зависят от жесткости перекрытий, которые свя­зывают стены в систему по высоте.

Здания с несущими наружными стенами подразделяются на две группы пространственной работы — с жесткой и упругой конструк­тивными схемами. К первой группе относятся преимущественно гра­жданские здания с часто расположенными поперечными стенами, расстояние между которыми меньше LCT (табл. 2.1).

Таблица 2.1. Минимальные расстояния между поперечными конструкциями Ln, м

Класс перекрытий Перекрытия и покрытия Группа кладок стен
I II III IV
А Деревянные 30 24 18 12
Б Из сборного железобетона 40 32 24 -
В Железобетонные монолитные, сборные замоноличенные 50 40 30 -

В указанных зданиях перекрытия рассматриваются как непод­вижные жесткие опоры, на которые опираются стены.

Для упрощения расчета допускается рассматривать стену много­этажного здания как ряд разрезных однопролетных балок, опираю­щихся в горизонтальном направлении на перекрытия и находящихся под воздействием внецентренно приложенной продольной силы.

Пролет балки принимается равным расстоянию в свету между плитами перекрытий.

Ко второй группе пространственной работы относятся здания с расстояниями между поперечными стенами более LCT. Перекрытия в таких зданиях рассматривают как упругие опоры, на которые опира­ются стены. К группе с упругой конструктивной схемой в основном относятся одноэтажные производственные здания.

При расчетах несущей способности сжато-изогнутых кирпичных элементов вводится коэффициент продольного изгиба φ, учитываю­щий снижение предела прочности кладки при сжатии.

Формула для определения продольного изгиба предложена Л.И. Онищиком:

φ = φо/(1 + φо).

Продольный изгиб элементов прямоугольного сечения рассчиты­вают по формуле

φо = 0,75а(я/)2,

где а — упругая характеристика кладки (табл. 2.2); а — наименьший размер сечения, см; L0 — расчетная высота элемента при продольном изгибе, см.

Таблица 2.2. Упругая характеристика кладки

Кладка Марка раствора
25-200 10 4 2 0
Из кирпича, легкобетонных камней, легких природных камней на тяжелых (песчаных) растворах 1000 750 500 350 200
Из тяжелых природных и бетонных обыкновенных камней, бута на тяже­лых растворах 1500 1000 750 500 350

 

Значения коэффициента продольного изгиба для кладки с упру­гой характеристикой а = 1000 приведены в табл. 2.3.

 Таблица 2.3. Значения коэффициента продольного изгиба для кладки с упругой характеристикой

РПО 4 5 6 7 8 9 10 11
Ф 0,99 0,98 0,96 0,94 0,92 0,9 0,88 0,86
РПП 12 13 14 1516 17 18 19 20
ф 0,84 0,81 0,79 0,77 0,74 0,72 0,7 0,65