Диссертация (1141606), страница 14
Текст из файла (страница 14)
№049)93,074,1142,70перекрытие в/о 8-9 (в районетрещины №28)115,0108,0123,50верх фундаментной плиты в/о 7-8(отсасывающая труба)6,08,2120,50низ фундаментной плиты-23,0-35,0 (ПСАС)Примечание: Отметка разгрузки в щитовой стене принята на 1,5 м выше отметкиперекрытия;Результаты расчетов показывают, что в арматуре перекрытий и стен здания ГАЭС-2действуют максимальные растягивающие напряжения, достигающие 260 МПа. Полученныезначения напряжений в арматуре не превышают предельно допустимых по нормам значений(расчетного сопротивления арматуры 435 МПа и нормативного сопротивления 500 МПа).В таблице 4.4.2 представлены результаты расчетов НДС несущих железобетонныхконструкций здания ГАЭС-2 при понижении уровня воды в котловане здания ГАЭС-2 иразличных вариантах взаимодействия с подпорной стеной ПС-3 (на примере перекрытия на отм.166,4 м).Таблица 4.4.2.
Напряжения (МПа) в стержневой арматуре железобетонной конструкцииперекрытия на отм. 166,4 м (без учета усиления) при понижении уровня воды.РасчетныеслучаиНапряжения встержневойарматуреПонижение уровняводы в основанииздания ГАЭС-2 доотм. 141,4 м при егоупоре в подпорнуюстену ПС-3Понижение уровняводы в основанииздания ГАЭС-2 доотм. 141,4 м приотсутствии упора вподпорную стенуПС-3197 МПаТекучесть(500 МПа)0,2 мм1,0ммПонижение уровняводы в основанииздания ГАЭС-2 до отм.117,0 м при отсутствииупора в подпорнуюстену ПС-3За пределомтекучестиПримечание: справа указано раскрытие трещины (мм) в данной зоне.-117При понижении уровня воды в котловане здания ГАЭС-2 до промежуточной отм. 141,4 мс учетом упора в подпорную стену ПС-3 растягивающие напряжения в стержневой арматуреперекрытия составили 197 МПа при ширине раскрытия трещин 0,2 мм.При понижении уровня воды в котловане здания ГАЭС-2 до промежуточной отм.
141,4 мбез учета упора в подпорную стену ПС-3 растягивающие напряжения в стержневой арматуреперекрытия достигали предела текучести (500 МПа) при ширине раскрытия трещин 1,0 мм (тоесть потребовалось усиление внешним армированием).При понижении уровня воды в котловане здания ГАЭС-2 до 117,0 м без учета упора вподпорную стену ПС-3 растягивающие напряжения в стержневой арматуре перекрытиянаходились за пределом текучести (500 МПа) при неограниченном раскрытии трещин (то естьпотребовалось усиление внешним армированием).На основе результатов расчетов фактического НДС и изменения НДС при пониженииуровня воды в котловане здания ГАЭС-2 было определено необходимое усиление конструкций:- на участках перекрытия на отм.
166,4 м потребовалось установить 3 слоя углероднойленты шириной 300 мм с просветами 200 мм (5,29 см2 на 1 пог.м) в направлении поперек потокаи 2 слоя углеродной ленты шириной 300 мм с просветами 200 мм – вдоль потока (3,53 см2 на 1пог. м);- на участках перекрытия на отм. 157,7 м потребовалось установить 2 слоя углероднойленты шириной 300 мм с просветами 200 мм (3,53 см2 на 1 пог.м) в направлении поперек потокаи 1 слой углеродной ленты шириной 300 мм с просветами 200 мм – вдоль потока (1,76 см2 на 1пог. м);- на участках перекрытия на отм.
149,85 м потребовалось установить 3 слоя углероднойленты шириной 300 мм с просветами 200 мм (5,29 см2 на 1 пог.м) в направлении поперек потокаи 2 слоя углеродной ленты шириной 300 мм с просветами 200 мм – вдоль потока (3,53 см2 на 1пог. м);- на участках щитовой стены в отм. 157,7м – 164,9 м и в отм. 149,85м – 156,7 мпотребовалось установить 2 слоя углеродной ленты шириной 300 мм с просветами 200 мм (3,53см2 на 1 пог.м) в горизонтальном направлении и 1 слой углеродной ленты шириной 300 мм спросветами 200 мм – в вертикальном направлении (1,76 см2 на 1 пог.
м).Представленные выше результаты были реализованы в проекте усиления железобетонныхконструкций здания ГАЭС-2.В результате расчетов НДС несущих конструкций с учетом их усиления внешнимармированием при понижении уровня воды в котловане здания ГАЭС-2 и различных вариантахвзаимодействия с подпорной стеной ПС-3 (в том числе в целях обоснования совместной работы118внешней арматуры при ее расчетном сопротивлении с существующей стержневой арматурой)были получены результаты, представленные в табл. 4.4.3.Таблица 4.4.3. Напряжения (МПа) в элементах СВА на отм. 166,4 м и стержневой арматуреперекрытия на отм. 166,4 м при понижении уровня воды.РасчетныеслучаиПонижение уровняводы в основанииздания ГАЭС-2 до отм.141,4 м при его упоре вподпорную стену ПС-3Понижение уровняводы в основанииздания ГАЭС-2 до отм.141,4 м при отсутствииупора в подпорнуюстену ПС-3Понижение уровня водыв основании зданияГАЭС-2 до отм.
117,0 мпри отсутствии упора вподпорную стену ПС-3СВА на отм166,4 м310 МПа0,1 мм1876 МПа0,7 мм3358 МПа(>2160 МПа)1,2ммСтержневаяарматура наотм. 166,4 м111 МПа0,1 мм500 МПа0,7 мм500 МПа1,2ммПримечание: справа указано раскрытие трещины (мм) в данной зоне.- при понижении уровня воды в котловане здания ГАЭС-2 до промежуточной отм. 141,4м с учетом упора в подпорную стену ПС-3 растягивающие напряжения в стержневой арматуресоставили 111 МПа, а в углеродных лентах – 310 МПа при ширине раскрытия трещин 0,1 мм;- при понижении уровня воды в котловане здания ГАЭС-2 до промежуточной отм.
141,4м без учета упора в подпорную стену ПС-3 растягивающие напряжения в стержневой арматуредостигали текучести 500 МПа; а в углеродных лентах составили 1876 МПа при ширинераскрытия трещин 0,7 мм;- при понижении уровня воды в котловане здания ГАЭС-2 до отм. 117,0 м без учета упорав подпорную стену ПС-3 стержневой арматура находилась в состоянии развитой текучести (500МПа); а в углеродных лентах напряжения составили 3358 МПа (что превысило расчетноесопротивление 2160 МПа, но менее нормативного сопротивления 3600 МПа) при ширинераскрытия трещин 1,2 мм.Результаты специальных расчетных исследований совместной работы стержневойарматуры и внешнего армирования представлены в табл.
4.4.4.119Таблица 4.4.4. Результаты специальных исследований взаимодействия стержневой арматуры иуглеродных лент внешнего армирования (напряжения (МПа) в элементах СВА на отм. 166,4 м ив стержневой арматуре перекрытия на отм. 166,4 м) при понижении уровня водыЭлементы армированияНапряжения (МПа) приσs = 500 МПаПредельное состояние(МПа)СВА на отм 166,4 м1399 МПа0,5 мм2160 МПа0,9 ммСтержневая арматура на отм. 166,4 м500 МПа0,5 мм500 МПа0,9 ммПримечание: справа указано раскрытие трещины (мм) в данной зоне.С учетом усиления внешним армированием перекрытия на отм.
166,4 м при напряженияхв стержневой арматуре, равных пределу текучести 500 МПа, напряжения в элементах внешнегоармирования (углеродных лентах) составили 1779 МПа при ширине раскрытия трещин 0,5 мм.При дальнейшем понижении уровня воды напряжения в стержневой арматуре составили 500МПа (стадия развитой текучести); углеродные ленты достигли расчетного сопротивления 2160МПа при ширине раскрытия трещины 0,9 мм. Схема работы стержневой и внешней арматуры взоне трещины представлена на рисунке 4.4.1.Результаты расчетов НДС и рекомендации по усилению несущих конструкций привыравнивании положения здания ГАЭС-2Для стадии выравнивания положения здания ГАЭС-2 также определялись напряжения варматуре несущих конструкций.Результаты расчетов показали, что возникает определенное растяжение в несущихконструкциях, расположенных в диапазоне от отметки 117,0 м до отметки около 132,0 м (то естьв конструкциях, в которых после неравномерной осадки возникло сжатие); при этоммаксимальные растягивающие напряжения в арматуре составили:- в фундаментной плите мокрой потерны на отм.
119,5 м – 61,3 МПа;- в фундаментной плите отсасывающих труб на отм. 121,5 м – 114,5 МПа;- в перекрытии на отм. 125,1 м – 113,5 МПа.В конструкциях, расположенных выше, отмечалось повсеместное сжатие в железобетоненесущих конструкций.120Рисунок 4.4.1 – Схема работы стержневой и внешней арматуры в зоне трещиныНа основе анализа полученных результатов исследований фактического состояниянесущих конструкций для стадии выравнивания положения здания ГАЭС-2 было рекомендовановыполнить усиление несущих конструкций (расположенных в диапазоне от отметки 117,0 м доотметки около 132,0 м) внешним армированием с применением композитных материалов изуглеродного волокна (с учетом опыта разработки технических по усилению конструкцийперекрытий на отметках 149,85 м – 166,4 м, а также щитовой стены в отметках 149,85 м – 164,9м для стадии понижения уровня воды в котловане здания ГАЭС-2).При этом использовались ленты из углеродного волокна типа FibARM 530/300 толщиной0,294 мм, шириной 300 мм (с расчетным сопротивлением растяжению 2160 МПа и модулемдеформации 245000 МПа).Представленные в настоящем разделе результаты расчетов и рекомендации былиреализованы в проекте усиления железобетонных конструкций здания ГАЭС-2.121Таким образом, было выполнено расчетное обоснование разработанных техническихрешений по усилению несущих железобетонных конструкций здания ГАЭС-2 (в том числе,перекрытия на отм.
166,4 м) композиционными материалами из углеродных волокон.4.5 Выводы по расчетному обоснованию технических решений по усилениюжелезобетонных конструкций здания ГАЭС-2 внешним армированием из композиционныхматериалов1. На основе анализа выявленного в ходе обследований характера трещинообразования внесущих железобетонных конструкциях здания Загорской ГАЭС-2 был установлен характердействующих нагрузок на участках здания ГАЭС-2 по его протяженности поперек потока (слеванаправо):- зона действия изгибающего момента с максимумом по оси 8 (оси 7-10);- зона преобладающего действия изгибающего момента с поперечной силой (оси 4-7);- зона преобладающего действия поперечной силы с изгибающим моментом (оси 1-4).2. Разработана пространственная конечно-элементная модель здания ГАЭС-2 соснованием, в рамках которой воспроизводились: особенности пространственной конструкцииздания ГАЭС-2; особенности инженерно-геологического строения основания сооружения;снижение свойств основания в период неравномерной осадки; свойства материалов заполненияпустот в основании (на стадии стабилизации положения здания ГАЭС-2); особенности нагрузокв период неравномерной осадки; в период стабилизации положения; в период выравнивания; идр.3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
