Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


”силение балок и прогонов




 

 онструктивные решени€ усилени€

 

ќдним из наиболее простых способов усилени€ изгибаемых стержневых конструкций €вл€етс€ подведение под них жестких или упругих опор. Ётот способ рекомендуетс€, если дополнительные опоры не преп€тствуют технологическому процессу.

∆есткие опоры могут располагатьс€ на отдельных или существующих фундаментах. ѕоследнему следует отдавать предпочтение, даже если это потребует усилени€ фундаментов. ƒело в том, что при дополнительных фундаментах трудно избежать осадок опор и, как следствие, их плохого включени€ в работу усиливаемой конструкции. ¬ качестве контрмеры рекомендуетс€ предварительное обжатие грунта под фундаментом усилием, равным расчетной нагрузке.

Ќа рис. 10.19 и 10.20 приведены примеры усилени€ балок и ригелей подведением жестких опор, которые могут выполн€тьс€ как в металле, так и в железобетоне. ¬ажным моментом при таком усилении €вл€етс€ включение элементов усилени€ в работу усиливаемой конструкции. Ёто достигаетс€ путем установки клиновидных прокладок, подъемом усиливаемой конструкции с помощью горизонтально расположенных домкратов, нат€жением металлической зат€жки посредством нат€жной муфты и другими способами.

 

–ис. 10.19. ”силение балки подведением жесткой опоры:

1 ― усиливаема€ балка: 2 Ч дополнительный фундамент; 3 Ч колонна усилени€; 4 Ч болты

 

ƒополнительные упругие опоры под усиливаемые изгибаемые элементы обычно выполн€ют в виде металлических балок или ферм, которые устанавливаютс€ с некоторым зазором под конструкцией на общие с ней или отдельные опоры. ¬ зазоре располагают металлические прокладки или распорные болты. ¬ключение дополнительных опор в работу осуществл€етс€ различными способами: подт€гиванием опорных концов балок (ферм) к усиливаемой конструкции, расклинкой косых прокладок, распорными болтами и т. п.

–ис. 10.20. ”силени€ ригел€ жестким порталом:

1 Ч усиливаемый ригель; 2 Ч жесткий портал; 3 Ч металлический бандаж

 

¬ качестве упругих дополнительных опор могут быть также рекомендованы гибкие т€жи, подвешиваемые к вышележащим конструкци€м, если они не преп€тствуют технологическому процессу. Ќат€жение т€жей осуществл€етс€ с помощью гаек и нат€жных муфт или электротермическим способом.

¬ исключительных случа€х, когда конструкции наход€тс€ в критическом состо€нии и возможно их разрушение (полное или частичное) без нагрузки, а также если существующие конструкции не позвол€ют обеспечить габариты помещений по требовани€м новой технологии, рекомендуетс€ произвести полную разгрузку или замену конструкций. Ќеобходимо отметить, что эта работа требует наиболее существенных материальных и трудовых затрат и должна быть соответствующим образом обоснована.

–азгружающие конструкции в виде отдельных балок, ферм, плит, а также комбинированных систем из железобетона и металла примен€ютс€ обычно дл€ разгрузки небольших участков перекрытий, когда не требуетс€ устройство дополнительных колонн и фундаментов.

–ис. 10.21. ”силение балки и плиты перекрыти€ металлическими балками сверху:

1 Ч разрушаема€ балка; 2 Ч металлическа€ балка; 3 Ч ребра жесткости; 4 Ч т€жи; 5 Чпланка; 6 Ч опорные листы; 7 Ч опорные подушки

 

ѕри возможности разгружающие конструкции следует устанавливать сверху разгружаемых (рис. 10.21, 10.22), обеспечива€ между ними зазор дл€ свободного прогиба элементов усилени€. ≈сли это невозможно по технологическим причинам, разгружающие конструкции подвод€т или подвешивают снизу. ¬ этом случае передача нагрузки осуществл€етс€ с помощью стоек, пропущенных через отверсти€, в разгружаемом перекрытии (рис. 10.23).

ѕри частичном разгружении конструкции снимают с существующей только часть нагрузки. ¬ этом случае элементы усилени€ могут иметь контакт с существующими конструкци€ми по всей длине или в отдельных точках (рис. 10.24).

ѕри применении разгружающих конструкций, не замоноличенных с усиливаемой, их расчет осуществл€етс€ как отдельных самосто€тельных элементов или они рассматриваютс€ как элементы общей системы, усили€ в которых определ€ютс€ по правилам строительной механики.

 

–ис. 10.22. –азгружение монолитной железобетонной плиты ребристой железобетонной плитой:

1 Ч разгружаема€ плита; 2 Ч конструкци€ усилени€; 3 Ч элементы креплени€; 4 Ч ригель; 5 Ч прокладки

 

ѕри применении полного разгружени€ существующих конструкций между ними и новыми разгружающими конструкци€ми должен быть обеспечен зазор, который превышает максимальный прогиб дл€ металлических конструкций усилени€ в 1,5 раза, дл€ железобетонных Ч в 2 раза.

ѕри частичном разгружении с помощью конструкций, которые соприкасаютс€ с усиливаемой конструкцией по всей длине или устанавливаютс€ р€дом, усили€ в изгибаемых элементах распредел€ютс€ пропорционально жесткост€м:

M1/B1 = M2/B2, (10.3)

где ¬1 и ћ1 Ч соответственно жесткость и момент, воспринимаемый существующей конструкцией; ¬2 и ћ2 Ч то же, элементами усилени€.

–ис. 10.23. –азгружение плиты перекрыти€ системой металлических балок снизу:

1 Ч усиливаемое перекрытие; 2 Ч разгружающа€ балка (главна€); 3 Ч стойка; 4 Ч разгружающие балки; 5 Ч колонны; 6 Ч обоймы усилени€; 7 Ч дополнительное оборудование

 

¬ усиленной конструкции сначала определ€ют нагрузку, котора€ воспринимаетс€ существующей конструкцией, затем на дополнительную нагрузку подбирают сечение конструкции усилени€. ѕри этом пропорционально жесткост€м распредел€етс€ только та часть нагрузки, котора€ была приложена после усилени€. ≈сли разгружающа€ конструкци€ соприкасаетс€ с усиливаемой не по всей длине, а в отдельных точках (например, через прокладки), то распределение по жесткост€м осуществл€етс€ при количестве точек опирани€ не менее 8 (в том числе и на опорах), а рассто€ние между опорами не превышает трех высот любой из двух конструкций. ѕолный момент в комплексной конструкции равен сумме двух моментов: ћ=ћ12, где ћ1 и ћ2 Ч соответственно моменты, воспринимаемые существующей конструкцией и конструкцией усилени€. ¬ частично разгружаемой железобетонной конструкции расчет по наклонному сечению на всю нагрузку производитс€ только дл€ элементов усилени€.

 

 

–ис. 10.24, „астична€ разгрузка металлическими балками снизу:

1 Ч усиливаема€ балка; 2 Ч балки усилени€; 3 Ч т€жи; 4 Ч упорна€ пластина

 

ƒо усилени€ конструкций жесткими дополнительными опорами необходимо проверить общую деформацию от максимальных ожидаемых нагрузок в местах примыкани€ к усиливаемой конструкции. ¬о избежание деструктивных изменений в существующей конструкции эта деформаци€ не должна превышать максимальный прогиб усиливаемой конструкции без дополнительных опор более чем на 10%. ѕри подведении жестких опор усиливаемую конструкцию следует максимально разгрузить.

–асчетные усили€ в изгибаемых элементах, усиленных жесткими опорами, определ€ютс€ как сумма усилий, подсчитанных дл€ двух стадий работы конструкций: до усилени€ (при этом принимаетс€ первоначальна€ расчетна€ схема) и после усилени€ (расчетна€ схема принимаетс€ с учетом дополнительных жестких опор).

–ассто€ни€ между опорами следует назначать такими, чтобы суммарна€ эпюра моментов ни в одном сечении не выходила за пределы эпюры материалов. ¬ том случае, если над дополнительной опорой возникает отрицательный момент, превышающий допустимый, и возможно образование нормальных трещин, балку следует рассматривать как разрезную с шарниром в месте опоры.

¬ св€зи с тем что наличие нормальных трещин может снизить несущую способность балки по наклонному сечению, необходимо предусмотреть достаточную площадь ее опирани€ на дополнительной опоре.

ѕри усилении изгибаемых элементов упругими дополнительными опорами их расчет, как и при жестких опорах, осуществл€етс€ дл€ двух стадий, а найденные из статических расчетов усили€ суммируютс€. –асчет по второй стадии системы Ђбалка Ч упругие опорыї основан на равенстве прогибов усиливаемого элемента и упругой опоры в месте их соединени€. ¬ качестве расчетной схемы принимаетс€ балка на упругоподатливых опорах, усили€ в которой определ€ютс€ по уравнени€м п€ти моментов при известных жесткостных характеристиках опор. Ёти характеристики можно найти, выполнив статический расчет всей конструкции, дополнительной опоры и установив ее перемещение от единичной силы, приложенной в точке установки опоры. ¬ случае установки нескольких дополнительных опор жесткостные характеристики определ€ютс€ дл€ каждой из них.

”сили€ в дополнительных опорах вычисл€ют по выбранной расчетной схеме с учетом нагрузок, прикладываемых к конструкции, и реакций в местах установки упругих опор.

ѕри устройстве дополнительных жестких и упругих железобетонных опор рекомендуетс€ учитывать возможное перераспределение усилий в усиливаемой конструкции в св€зи с деформаци€ми ползучести, которые снижают жесткостные характеристики опор. Ётот учет производитс€ в соответствии с положени€ми —Ќиѕ 2.03.01Ч84 при учете воздействи€ длительных статических нагрузок.

”силение сжатых зон изгибаемых (и внецентренно сжатых) элементов возможно осуществл€ть торкрет-бетоном толщиной до 30 мм, который наноситс€ на очищенную и промытую бетонную поверхность старого бетона, обернутую сеткой с €чейкой 30...60 мм из проволоки диаметром 1...2 мм, прикрепленной к конструкции дюбел€ми с помощью строительного пистолета. ѕри тщательном соблюдении перечисленных рекомендаций обеспечиваетс€ надежное сцепление Ђновогої и Ђстарогої бетона, в результате сечение конструкции и, как следствие, ее несуща€ способность увеличиваютс€. Ѕолее существенного повышени€ несущей способности элементов возможно добитьс€ увеличением площади сечени€ арматуры (наращивание сечени€). ≈сли по расчету требуетс€ незначительное увеличение сечени€ арматуры (2...4 стержн€), осуществл€ют подварку новой арматуры к существующим стержн€м боковых каркасов. ƒл€ этого скалывают защитный слой, огол€ют арматуру и приваривают к ней прерывистым швом коротыши диаметром 10...40 мм, длиной 50...200 мм с шагом 200...1000 ммЧдл€ раст€нутых стержней и не более 20 диаметров продольной арматуры, но не более 500 мм Ч дл€ сжатой (рис. 10.25).   коротышам приваривают дополнительную продольную арматуру, которую допускаетс€ примен€ть тех же классов. ѕри арматуре класса јт-V и выше из высокопрочной проволоки и канатов, а также при сильной коррозии арматуры применение сварки не допускаетс€ и усиление конструкций методом наращивани€ не рекомендуетс€.

ѕосле установки дополнительной арматуры производитс€ ее торкретирование или заделка цементной штукатуркой, при этом размер сечени€ элемента увеличиваетс€ на 20...80 мм. ѕри большей толщине наращивани€ примен€ют вертикальные и наклонные соединительные элементы.

ƒл€ увеличени€ сцеплени€ старого и нового бетона на поверхности усиливаемого элемента перед наращиванием выполн€ют насечку, которую тщательно очищают от пыли и гр€зи водой под давлением. ћинимальный диаметр арматуры при наращивании Ч 10 мм. ѕри необходимости более мощного усилени€ устраивают наружные уголковые полуобоймы.

ƒл€ совместной работы с железобетонной конструкцией металлоконструкции усилени€ должны быть об€зательно приварены к существующей арматуре. — этой целью угловые стержни арматурного каркаса огол€ютс€ на ограниченных участках длиной 6...12 см с шагом 60...120 см (рис. 10.25,6).   арматуре приваривают короткие арматурные стержни, диаметр которых принимают таким, чтобы они были заподлицо с наружнымї гран€ми сечени€. «атем к коротким прокладкам приваривают планки обойм, плотно прилегающие к телу бетона. ќбоймы из уголков приваривают непосредственно к соединительным планкам обойм.

 

 

–ис. 10.25. ”силение балок полуобоймами:

а Ч добавление стержневой арматуры; б Ч усиление наружной уголковой обоймы, приваренной к существующей арматуре; в Ч деталь приварки уголка с помощью диагональных ребер из листовой стали; 1 Ч сварные швы; 2 Ч добавочна€ арматура усилени€; 3 Ч усиливаемый элемент; 4 Ч сколотый бетон защитного сло€ угловых стержней с последующим его восстановлением; 5 Ч защитное покрытие из перхлорвинилового лакокрасочного материала; 6 Ч поперечные стержни крайних сварных каркасов; 7 Ч стержни Ч прокладки-коротыши; 8 Ч угловые стержни крайних сварных каркасов; 9 Ч соединительные планки обоймы; 10 Ч боковые листовые прокладки; 11 Ч уголки обоймы; 12 Ч пространство, заполненное цементным раствором; 13 Ч листова€ диагональна€ прокладка

 

ѕрокладки-коротыши могут быть заменены диагональными ребрами из листовой стали (рис. 10.25, в). «азоры между ветв€ми обоймы и телом бетона заполн€ют цементным раствором состава 1: 2 или 1: 3 на расшир€ющемс€ или безусадочном цементе, затем элементы усилени€ покрывают перхлорвиниловой эмалью по грунту под цвет конструкции.

“ак как свариваемые стали (арматура и профильный металл) имеют разные марки, сварку производ€т электродами Ё42ј-‘ или 350ј-‘.

–ис. 10.26. ”силение балки Ђрубашкойї:

1 Ч усиливаема€ балка; 2 Чрабоча€ арматура; 3 Ч хомуты; 4 Ч ст€жка; 5 Ч насечка; 6 Ч монтажна€ арматура Ђрубашкиї; 7 Ч Ђрубашкаї

 

”силени€ добавлением арматуры, а также в виде обойм и полуобойм можно рекомендовать также при обнаружении ошибок в армировании, допущенных при изготовлении конструкций, или занижении проектного класса бетона.

–аспространенным способом усилени€ изгибаемых железобетонных элементов €вл€етс€ устройство Ђрубашекї Ч незамкнутых с одной стороны обетонок. Ётот способ рекомендуетс€ при усилении балок ребристых перекрытий и т.п. (рис. 10.26).

 

ќсобенности расчета

 

–асчет железобетонных изгибаемых элементов, усиленных обоймами, Ђрубашкамиї, наращиванием, выполн€етс€ как дл€ монолитных. –азличного рода дефекты в усиливаемой конструкции (коррози€ арматуры, расслоение бетона и др.) учитываютс€ так же, как и при расчете конструкции до усилени€.

¬ св€зи с тем что усиленный элемент может иметь в одном сечении различные классы бетона и арматуры, расчет изгибаемых элементов по нормальным сечени€м производитс€ по общему случаю расчета железобетонных конструкций в соответствии со —Ќиѕ 2.03.01Ч84.

ѕри наличии двойной арматуры как в существующей конструкции, так и в элементах усилени€ нормальные сечени€ изгибаемого элемента, нагруженного внешней силой, расположенной в плоскости оси симметрии, возможно рассчитывать в зависимости от соотношени€ фактической величины относительной высоты сжатой зоны бетона ξ и ее граничного значени€ ξR, определ€емого по —Ќиѕ 2.03.01Ч84. ѕри подсчете |€ принимаетс€, что предельное состо€ние в конструкции достигаетс€ одновременно с достижением в раст€нутой арматуре расчетного сопротивлени€, прин€того в соответствии со —Ќиѕ 2.03.01Ч84, но без учета коэффициента γs6.

ѕри подсчете ξрабоча€ высота сечени€ ho,red принимаетс€ равной сумме рассто€ни€ от сжатой грани сечени€ до центра т€жести (ц. т.) (рис. 10.27) существующей раст€нутой арматуры ho и рассто€ни€ от ц. т. существующей арматуры до центра т€жести арматуры усилени€ ared.¬ случае расположени€ в сжатой зоне бетона разных классов при определении ξи ξR в расчетах принимаетс€ расчетное сопротивление бетона более низкого класса. ѕри различных классах арматуры в существующей конструкции и элементах усилени€ их рассто€ние от центра т€жести определ€етс€ с использованием приведенной площади сечени€:

 

 

где AS,red и A's,red Ч приведенна€ площадь сечени€ в раст€нутой и сжатой арматуре; As и ј'S Ч площади раст€нутой и сжатой арматуры существующей конструкции; As,ad и A's,ad Ч то же, элементов усилени€; Rs и Rs,ad Ч расчетные сопротивлени€ раст€жению существующей

 

 

–ис, 10.27. –асчетна€ схема усилени€ обоймами

 

арматуры и стержней усилени€; Rsc и Rsc,ad Ч то же, сжатию. ѕри этом

 

 

где ho,ad Ч рассто€ние от сжатой грани усиленного элемента до центра т€жести раст€нутой арматуры элемента усилени€ (см. рис. 10.27).

ќтносительна€ высота сжатой зоны

 

где bЧ ширина усиленного элемента.

–асчет прочности усиленного сечени€:

ћ ≤ Rb,red (h0,red - 0,5х) + Rsc Asc,red (h0,red Ч а '), (10.8)

где х Ч высота сжатой зоны бетона; а' Ч рассто€ние от сжатой грани бетона усиленного элемента до центра т€жести сжатой арматуры усилени€.

ѕриведенное расчетное сопротивление сжатой зоны бетона

Rb,red = (Rb јb + Rb,ad Ab,ad) /Ab,tot, (10.9)

где Rb Ч расчетное сопротивление бетона существующей конструкции при сжатии; Rb,ad Ч то же, элементов усилени€; Ab Ч площадь сжатой зоны усиливаемого элемента; Ab,ad Ч то же, усиливающего элемента; Ab,tot = Ab + Ab,ad Ч суммарна€ площадь сечени€ сжатой зоны усиленного элемента.

ѕолна€ высота сжатой зоны бетона составл€ет х = х1 + х2, где х1 Ч высота сжатой зоны бетона, котора€ находитс€ в усиливаемом элементе; х2 Ч то же, в усиливающем. —оответственно площади бетона составл€ют Ab = [b - (arin+ a'rin)]xi; Ab,ad= bx - Ab, где arin и а'rin Ч ширина обоймы наращивани€.

≈сли сжата€ зона находитс€ в пределах бетона усилени€, Rb,red принимают равным Rb,ad и уточн€ют новую высоту сжатой зоны бетона.

¬ысота сжатой зоны бетона

 

 

Ќеобходимую площадь дополнительной раст€нутой арматуры определ€ют из совместного решени€ уравнений (10.8) и (10.10) по формуле

 

 

ѕри отсутствии сжатой арматуры в существующей конструкции и элементе усилени€:

 

 

 ак и обычные железобетонные изгибаемые элементы, усиливаемые конструкции рекомендуетс€ проектировать при соблюдении услови€ x ≤ ξR ho ,red. ≈сли площадь раст€нутой арматуры по конструктивным соображени€м или по расчету прин€та большей и x > ξR ho,red, то допускаетс€ производить расчет по формуле (10.8), вычислив высоту сжатой зоны по формуле

 

 

σsp Ч предварительное напр€жение в арматуре до обжати€ бетона (при нат€жении на упоры) или в момент снижени€ напр€жени€ обжати€ в бетоне под воздействием внешних фактических или условных сил. ¬еличина σ Sp определ€етс€ по —Ќиѕ 2.03.01Ч84 при γ sp>0. ѕри отсутствии предварительного напр€жени€ в формулах (10.18), (10.19) третье слагаемое в знаменателе отсутствует. ѕри вычислении σ s и σ s,ad значени€ ξ и ξR определ€ют по тому классу бетона, в котором расположена соответствующа€ арматура.

ƒополнительную раст€нутую арматуру определ€ют в этом случае также по формуле (10.11) при следующих значени€х ј и ¬:

 

 

ѕри усилении изгибаемых элементов пр€моугольного и таврового сечени€ наращиванием только сверху высоту наращивани€ х2 определ€ют из услови€, чтобы площадь имеющейс€ раст€нутой арматуры была достаточна дл€ восприн€ти€ максимального момента. ѕри однор€дном расположении арматуры только в раст€нутой зоне

 

 

≈сли высота сжатой зоны бетона меньше высоты наращивани€, Rb,red в формуле (10.23) принимаетс€ равным Rb,ad; если больше, то Rb,red определ€ют по формуле (10.9).

ѕри усилении тавровых железобетонных сечений наращиванием снизу и сверху расчет при соблюдении услови€ ζ < ζR производ€т в зависимости от положени€ границы сжатой зоны (рис. 10.28).

ѕри прохождении нейтральной оси в полке, т. е. при

Rs As,red ≤ Rb,red b'f h'f + Rsc A's,red,

расчет производ€т как дл€ элемента пр€моугольного сечени€ шириной b'f. ѕри расположении границы сжатой зоны в ребре расчет прочности производ€т по формуле

 

 

ѕлощадь дополнительной арматуры определ€ют по формуле (10.11), где

 

–ис. 10.28. —хема усилий и эпюра напр€жений в сечении, нормальном к продольной оси изгибаемого элемента, усиленного двусторонним наращиванием, при расчете его на прочность: аЧ при расположении сжатой зоны в полке; бЧ то же, в ребре

ѕример расчета усиленного изгибаемого элемента. ƒано: размеры сечени€ b = 0,3 м, h = 0,8м, бетон усиливаемого элемента класса ¬25 (Rb = 14,5 ћѕа), высота наращивани€ x2 = 0,1 м; бетон усилени€ класса ¬30 (Rb = 17 ћѕа); h0 = 0,65 м; hо,ad = 0,77 м, а = а' = 0,03 м; арматура усиливаемого элемента јIII (Rs = 365 ћѕа), As = 2,26 см2 (2Ø12); As = 15,71 см2 (5Ø20), арматура усиливающего элемента класса ј-III (Rsc,ad = 365 ћѕа); As,ad = 8,04 см2 (4Ø16); As,ad = 12,56 см2 (4Ø20) (рис, 10.29).

”силение осуществл€лось без разгружени€ усиливаемого элемента. ѕредварительна€ нагрузка на усиливаемый элемент не превышала 65 % от разрушающей нагрузки, следовательно, γb20 = γs20 = l.

–ис. 10.29.   примеру расчета усиленного изгибаемого элемента

 

“ребуетс€ определить прочность элемента после усилени€.

–асчет. ќпредел€ем центр т€жести арматуры:

 

 

ќпределим приведенное расчетное сопротивление бетона сжатой зоны усиленного элемента по формуле

 

ѕри усилении изгибаемых элементов только по наклонному сечению устанавливают дополнительную поперечную или наклонную арматуру. ќтносительно простым способом усилени€ €вл€етс€ установка накладных хомутов расчетного сечени€. ƒл€ этой цели в плите перекрыти€ просверливают отверсти€ с обеих сторон усиливаемой балки. ¬ эти отверсти€ снизу завод€тс€ хомуты, которые на концах имеют нарезку дл€ болтов. «акручиванием гаек с двух сторон создаетс€ предварительное напр€жение в хомутах и их включение в совместную работу с балкой (рис. 10.30).

 

 

–ис. 10.30. ”силени€ балок по наклонному сечению хомутами:

1 Ч усиливаема€ балка; 2 Ч хомуты; 3 Ч плита перекрыти€: 4 Ч упорные уголки; 5 Ч гайки

 

Ёффективным средством усилени€ опорных частей изгибаемых элементов многопролетных зданий и перекрытий €вл€ютс€ разгружающие предварительно напр€женные двухконсольные кронштейны (рис. 10.31), которые устанавливаютс€ на промежуточных опорах. ¬ысота кронштейнов равна высоте усиливаемых балок на опоре, а их длина принимаетс€ равной 1/4Е1/6 их пролета. ѕри небольшом вылете кронштейнов элементы решетки не требуютс€.

 

 

–ис. 10.31.”силение балки разгружающими кронштейнами:

1 Ч усиливаема€ балка; 2 Ч плиты перекрыти€; 3 Ч оголовник; 4 Ч т€жи кронштейна; 5 Ч болты; 6 Ч накладки-св€зи; 7 Ч опорный лист; 8 Ч колонна; 9 Ч распределительна€ прокладка

 

 онструкци€ разгружающих кронштейнов включает: опорные элементы, ветви кронштейнов, соединительные элементы и упорные устройства. ƒл€ работы кронштейна необходимо обеспечить некоторый поворот опорного ребра, поэтому между металлическим ребром и торцами балок должен оставатьс€ зазор 10...15 мм.

¬етви кронштейнов выполн€ют из одиночных уголков или гибкой арматуры (верхний по€с). ”порные устройства в виде жестких пластин (уголков) подвод€т под низ балок и подвешивают на болтах к нижним по€сам кронштейнов.

¬ключение кронштейна в работу производ€т нат€жением болтов упорных пластин, подвеской к концам кронштейнов оттарированных грузов, гидравлическими или механическими домкратами.  онтроль усили€ нат€жени€ осуществл€ют по прогибам кронштейна или по манометру домкрата.

ѕри нарушении анкеровки продольной арматуры вынос опор кронштейна от торцов балки принимают не менее 40 диаметров при стержневой арматуре и не менее 80 Ч при арматуре из высокопрочной проволоки.

ѕри усилении балок перекрыти€ многопролетных зданий примен€ют комбинированные схемы: в крайнем пролете Ч предварительно напр€женный шпренгель, в среднем Ч предварительно напр€женные разгружающие кронштейны.

ќдним из наиболее простых способов усилени€ изгибаемых монолитных и сборных железобетонных конструкций, осуществл€емых без их разгрузки, €вл€етс€ установка дополнительной арматуры, котора€ может иметь горизонтальное или шпренгельное очертание (рис. 10.32).

ѕрименение дополнительной предварительно напр€женной арматуры измен€ет напр€женно-деформированное состо€ние усиливаемой балки, котора€ рассматриваетс€ как элемент с увеличенной площадью сечени€ арматуры и изменившейс€ рабочей высотой сечени€. ƒополнительна€ арматура не имеет сцеплени€ с бетоном, ее предварительное напр€жение осуществл€етс€ механическим, электротермическим или электротермомеханическим способом.

 

 

–ис. 10.32. ”силени€ балок предварительно напр€женной арматурой:

а Ч линейной; б Ч шпренгельной; 1...3, 6 Ч соединительные элементы (2 Ч усиливаема€ балка: 3 Ч- напр€гаема€ арматура); 4 Ч нат€жное приспособление; 5 Ч наклонные ветви опорного устройства

 

ѕри необходимости усилени€ изгибаемого элемента на локальном участке (рис. 10.33) скалывают защитный слой бетона в приопорной зоне, где напр€жени€ в продольной арматуре незначительны, и приваривают к существующей арматуре коротыши, диаметр которых несколько превышает толщину защитного сло€. «атем к одному из коротышей приваривают арматуру усилени€, производ€т ее электронагрев до расчетной температуры (удлинени€) и, поддержива€ требуемую температуру на стержне, приваривают свободный конец арматуры ко второму коротышу.

 

–ис. 10.33. ”силение балки на локальном участке предварительно напр€женной арматурой:

1 Ч усиливаема€ балка; 2 Ч арматура балки; 3 Ч арматура усилени€; 4 Ч коротыш-прокладка

 

ѕри предварительно напр€женной арматуре шпренгельного очертани€ в местах перегиба стержней между нижней гранью усиливаемой балки и шпренгелем устанавливают специальные прокладки, конструкци€ которых должна обеспечить эффективное нат€жение арматуры.

 роме указанных выше способов дл€ предварительного напр€жени€ дополнительной арматуры могут быть также рекомендованы специальные ст€жные болты Ч хомуты с двум€ нарезными концами (рис. 10.34). Ётот способ отличаетс€ относительной простотой и позвол€ет создавать значительное предварительное напр€жение в стержн€х усилени€ при незначительных усили€х в самих болтах (в 7...10 раз меньше).  роме того, при этом способе обеспечиваетс€ равномерность нат€жени€ арматуры.

 

 

–ис. 10.34. ”силение балки предварительно напр€женной дополнительной арматурой: 1 - усиливаема€ балка; 2 Ч зат€жка; 3 Ч промежуточна€ распорка; 4 Ч нат€жной болт; 5 Ч анкерное устройство

 

Ќачальное предварительное напр€жение в арматуре усилени€ (σsp и σ'sp)назначают в соответствии с требовани€ми —Ќиѕ 2.03.01Ч84 не выше 0,9Rs,ser дл€ арматуры из м€гких сталей и не выше 0,7Rs,ser дл€ высокопрочной арматуры. Ќижн€€ граница предварительного напр€жени€ составл€ет 0,4Rs,ser. ѕри назначении уровн€ предварительного напр€жени€ следует учитывать возможность изменени€ усилий вследствие разности температур при нат€жении и в услови€х эксплуатации.

«начение предварительного напр€жени€ при усилении принимают с коэффициентами услови€ работы: дл€ горизонтальных и шпренгельных зат€жек γs22 = 0,8, а дл€ хомутов и наклонных стержней γs23 = 0.75. ѕотери предварительного напр€жени€ определ€ют по —Ќиѕ 2.03.01Ч84 как дл€ конструкций с нат€жением на бетон.

ѕредварительное напр€жение в парных зат€жках, ст€гиваемых с помощью болтов, определ€ют в зависимости от тангенса угла наклона ветвей i по графику (рис, 10.35), полученному из зависимости

«начение i принимают без учета малых уклонов (i ≤ 0,01), которые компенсируют первоначальное выпр€мление стержней.

 

–ис. 10.35. √рафик зависимости напр€жени€ от угла наклона

 

–асчет железобетонных изгибаемых элементов, усиленных предварительно напр€женной арматурой, не имеющей сцеплени€ с бетоном, выполн€ют в зависимости от соотношени€ ξ и ξR д, причем значение ξR определ€ют в предположении, что в предельном состо€нии напр€жение в существующей арматуре равно Rs, а в арматуре усилени€

 

 

где σ sp,ad Ч предварительное напр€жение в арматуре с учетом потерь; а = Es / Eb (Es Ч модуль упругости арматуры усиливаемого элемента; b Ч то же, бетона); Rs,ser,ad Ч расчетное сопротивление арматуры усилени€ дл€ предельных состо€ний второй группы, ћѕа; µ = (As+Asp,ad)/(bh0) Ч коэффициент армировани€; l Ч рассто€ние между внутренними торцами анкеров арматуры усилени€, м; γs Ч коэффициент надежности по арматуре (по —Ќиѕ 2.03.01Ч84); δbЧ безразмерный коэффициент,

 

 

где δR = 820 ћѕа; Es,ad Ч модуль упругости дополнительной арматуры усилени€; јs Ч площадь арматуры усиливаемой конструкции; Es,s t = l,8×105 ћѕа Ч модуль упругости арматуры класса  -7, принимаемый за эталон; Asp,ad Ч площадь предварительно напр€женной арматуры усилени€; δcb = 0,55 при отсутствии контакта арматуры усилени€ с усиливаемой конструкцией (при наличии контакта δ = 0).

«начение σlim,adдл€ высокопрочной проволоки не должно превышать ее расчетного сопротивлени€.

ѕри определении ξ R напр€жени€ в раст€нутой арматуре принимают по арматуре с более высоким расчетным сопротивлением.

”силение железобетонных конструкций с применением предварительно напр€женной арматуры без сцеплени€ с бетоном рекомендуетс€ выполнить при соблюдении услови€ ξ ≤ ξR. ѕри предельном значении площади арматуры As = Asp,ad установка дополнительной арматуры должна сопровождатьс€ усилением сжатой зоны бетона.

–асчет прочности нормальных сечений осуществл€етс€ по формуле (10.11). ќтносительна€ высота сжатой зоны бетона

 

 

где Rsp,ad Ч расчетное сопротивление дополнительной арматуры.

«начение ared > 0, если напр€гаема€ арматура усилени€ находитс€ под нижней гранью элемента по высоте; аred < 0, если арматура усилени€ расположена по боковым гран€м элемента.

¬ысота сжатой зоны бетона

 

¬еличину σlim,ad определ€ют с учетом коэффициента услови€ работы γs6 (по —Ќиѕ 2.03.01Ч84).

–асчет тавровых сечений железобетонных изделий, усиленных предварительно напр€женной арматурой без сцеплени€ с бетоном, выполн€ют в зависимости от положени€ границы сжатой зоны. ѕри расположении нейтральной оси в полке расчет осуществл€ют как дл€ пр€моугольного сечени€ шириной b = b'f. ѕри расположении границы сжатой зоны в ребре расчет дополнительной арматуры усилени€ производ€т по формулам (10.14), (10.30), (10.31), но вместо Rsd принимают σlim,ad.

–асчет железобетонных элементов, усиленных шпренгельной системой, выполн€ют как статически неопределимых конструкций. ѕри этом сечение балки провер€ют на действие продольных сил, возникающих в ригеле шпренгельной системы.

ѕредварительное напр€жение в шпренгеле должно создать разгружающий момент в балке, достаточный дл€ восприн€ти€ максимально возможных нагрузок после реконструкции. ѕри этом усилие предварительного напр€жени€ назначают с учетом возможных потерь предварительного напр€жени€ и коэффициента услови€ работы γs24 = 0,8.

ѕри усилении шпренгельной системой балка рассматриваетс€ как самосто€тельный внецентренно-сжатый элемент, загруженный внешней нагрузкой и усили€ми от шпренгел€, которые также рассматриваютс€ как внешн€€ нагрузка (рис. 10.36). ѕри этом рекомендуетс€ така€ последовательность расчета.

1. Ќазначают габариты шпренгельной системы и сечени€ элементов (l1,l2, as22, hst12, φ, Asp,ad).

2. ќпредел€ют максимальные изгибающие моменты в балке до и после реконструкции (M1, и Mtot).

 

 

–ис. 10.36.–асчетна€ схема балки, усиленной шпренгелем

 

3. Ќазначают величину предварительного напр€жени€ σ sp.

4. ќпредел€ют распор в шпренгеле в предельном состо€нии:

 

 

где σ s определ€ют по формуле (10.30).

5. Ќаход€т усилие, которое передаетс€ на балку от шпренгел€ в предельном состо€нии:

 

6. ќпредел€ют усили€, которые передаютс€ на балку от шпренгел€:

 

7. ¬ыполн€ют проверку прочности усиливаемой балки на внецентренное сжатие на усили€ Mstr и Q str при е = M/N; е = eo + ho + h1; е' = eo + h1 Ч а', где eо Ч эксцентриситет относительно геометрической оси, проход€щей по центру т€жести сечени€.

ѕри усилении балок предварительно напр€женными кронштейнами величина усилий в т€гах кронштейна должна обеспечить восприн€тое балкой дополнительных нагрузок:

 

 

где Munl и Qunl Ч усили€ в балке от кронштейна; ћсr и Qcr Ч усили€, вызывающие разрушение усиливаемой балки.

–асчет выполн€ют по следующей схеме.

1. ќпредел€ют значени€ и от единичной силы – = 1, приложенной к балке в местах подвески кронштейна и направленной снизу вверх.

2. ѕо значени€м и наход€т

 

 

–ис. 10.37.   расчету усилени€ кронштейном:

а Ч расчетна€ схема: б Ч основна€ система

 

≈сли кронштейны опираютс€ непосредственно на колонну, необходимо осуществить проверку балки на отрыв от опоры усилием от предварительно напр€женного кронштейна при отсутствии внешней нагрузки.

 ронштейны усилени€ рекомендуетс€ рассчитывать как статически неопределимые системы методом сил (рис. 10.37). ¬ св€зи с тем, что поворот усиливаемой балки практически равен нулю, ее можно считать защемленной на опоре. «а неизвестные принимаютс€ усили€ в раст€нутых элементах кронштейна. ѕеремещени€ от единичных неизвестных определ€ют с учетом продольных сил и моментов, вли€нием поперечных сил пренебрегают.

ѕредварительно сечение кронштейна можно определить, рассчитав его как ферму с шарнирами в узлах, однако сечение нижнего по€са, которое подбираетс€ по продольной силе, следует в этом случае увеличить в 2 раза.

¬ св€зи с неизбежными потер€ми при обжатии опор и упорных устройств расчетное предварительное напр€жение кронштейна рекомендуетс€ увеличить на 15%.

 





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-01-29; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 2191 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

“ак просто быть добрым - нужно только представить себ€ на месте другого человека прежде, чем начать его судить. © ћарлен ƒитрих
==> читать все изречени€...

734 - | 561 -


© 2015-2023 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.185 с.