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 колонн




 

ќдним из наиболее эффективных способов усилени€ железобетонных колонн €вл€етс€ устройство железобетонных или металлических обойм. ”силение обоймами особенно рационально дл€ колонн с небольшой гибкостью (λ ≤ 14). ¬ изгибаемых элементах обоймы рекомендуютс€ в исключительных случа€х (например, при значительной коррозии арматуры), так как усиление по всему периметру изгибаемого элемента нерационально с конструктивной точки зрени€ и требует значительных трудозатрат при производстве работ.

Ќаиболее простым типом железобетонных обойм €вл€ютс€ обоймы с обычной продольной и поперечной арматурой без св€зи арматуры обоймы с арматурой усиливаемой колонны (рис. 10.38). ѕри таком способе усилени€ важно обеспечить совместную работу Ђстарогої и Ђновогої бетона, что достигаетс€ тщательной очисткой поверхности бетона усиливаемой конструкции пескоструйным аппаратом, насечкой или обработкой металлическими щетками, а также промывкой под давлением непосредственно перед бетонированием. ƒл€ улучшени€ адгезии и защиты бетона и арматуры в агрессивных услови€х эксплуатации рекомендуетс€ применение полимербетонов.

 

 

–ис. 10.38. ”силение колонны железобетонной обоймой:

1 Ч усиливаема€ колонна; 2 Ч обойма; 3 Ч продольна€ арматура обоймы; 4 Ч поперечна€ арматура обоймы; 5 Ч жестка€ продольна€ обойма; 6 Ч опорные уголки

 

“олщина обоймы колонн определ€етс€ расчетом и конструктивными требовани€ми (диаметром продольной и поперечной арматуры, величиной защитного сло€ и т.п.).  ак правило, она не превышает 300 мм. ѕлощадь рабочей продольной арматуры также определ€ют расчетом, ее диаметр принимают не менее 16 мм дл€ стержней, работающих на сжатие, и 12 мм дл€ стержней, работающих на раст€жение. ѕоперечную арматуру диаметром не менее 6 мм дл€ в€заных каркасов и 8 мм дл€ сварных устанавливают с шагом 15 диаметров продольной арматуры и не более трехкратной толщины обоймы, но не более 200 мм. ¬ местах концентрации напр€жений шаг хомутов уменьшаетс€.

ѕри местном усилении обойму продлевают за пределы поврежденного участка на длину не менее п€ти ее толщин и не менее длины анкеровки арматуры, а также не менее двух ширин большей грани колонны, но не менее 400 мм. ѕри местном усилении дл€ улучшени€ сцеплени€ Ђновогої и Ђстарогої бетона рекомендуетс€ выполн€ть адгезионную обмазку из полимерных материалов.

ѕоперечна€ арматура железобетонной обоймы может быть выполнена в виде спиральной обмотки (рис. 10.39) из проволоки диаметром не менее 6 мм. ѕри этом спирали в плане должны быть круглыми и охватывать всю рабочую продольную арматуру. –ассто€ние между ветв€ми спирали должно быть не менее 40 мм и не более 100 мм, оно не должно также превышать 0,2 диаметра сечени€ €дра обоймы, охваченного спиралью. Ѕолее эффективны (но и более трудоемки) железобетонные обоймы, в которых обеспечиваетс€ св€зь существующей и дополнительной арматуры. “акие обоймы рекомендуютс€ при сильном повреждении существующей арматуры или защитного сло€ бетона. ¬ этом случае арматуру усиливаемой конструкции тщательно очищают до чистого металла, разрушенные хомуты восстанавливают путем пробивки в бетоне поперечных борозд, установки в них новых хомутов и соединени€ их с продольной арматурой.

 

–ис. 10.39. ”силение колонны обоймой со спиральной арматурой:

1 Ч усиливаема€ колонна; 2 Ч обойма; 3 Ч спиральна€ арматура

 

–ис. 10.40. ”силение колонны металлическими обоймами:

1 Ч усиливаема€ колонна; 2 Ч ветви обоймы; 3 Ч планки обоймы; 4 Ч опорный уголок

 

ƒополнительную продольную арматуру приваривают у шествующей с помощью соединительных коротышей, которые во избежание пережогов выполн€ют из арматуры класса A-I диаметром 10... 16 мм и располагают на рассто€нии друг от друга не менее 20 диаметров продольной арматуры в шахматном пор€дке.

ѕри невозможности выполнени€ замкнутой обоймы, например при примыкании колонны к стене, рекомендуетс€ устройство Ђрубашекї Ч незамкнутых с одной стороны обетонок. ѕри этом способе усилени€ необходимо обеспечить надежную анкеровку поперечной арматуры по концам поперечного сечени€ Ђрубашекї. ¬ колоннах это осуществл€етс€ путем приварки хомутов к арматуре колонн.

ѕри усилении Ђрубашкамиї локальных поврежденных участков, как и при усилении обоймами, их необходимо продлить на неповрежденные части конструкции на длину не менее 500 мм, а также не менее длины анкеровки продольной арматуры, не менее ширины грани элемента или его диаметра и не менее п€ти толщин стенки Ђрубашкиї.

ѕо конструктивным соображени€м диаметр продольной и поперечной арматуры Ђрубашекї принимают не менее 8 мм, при в€заных каркасах минимальный диаметр хомутов - 6 мм.

ѕри невозможности увеличени€ сечени€ колонн и сжатых сроках производства работ по усилению рекомендуютс€ металлические обоймы из уголков, устанавливаемых по гран€м колонн, и соединительных планок между ними (рис. 10.40). Ёффективность включени€ металлической обоймы в работу колонны зависит от плотности прилегани€ уголков к телу колонны и от предварительного напр€жени€ поперечных планок.

ƒл€ плотного прилегани€ уголков поверхность бетона по гран€м колонн тщательно выравниваетс€ скалыванием неровностей и зачеканкой цементным раствором. ѕредварительное напр€жение соединительных планок осуществл€етс€ термическим способом. ƒл€ этого планки приваривают одной стороной к уголкам обоймы, затем разогревают газовой горелкой до 100...120∞— и в разогретом состо€нии приваривают второй конец планок. «амыкание планок осуществл€ют симметрично от среднего по высоте колонны по€са. ѕри остывании планок происходит обжатие поперечных сечений колонны, что существенно повышает ее несущую способность.

Ёффективным средством усилени€ нагруженных колонн €вл€етс€ устройство предварительно напр€женных металлических распорок. ќдно- или двусторонние распорки представл€ют собой металлические обоймы с предварительно напр€женными стойками, расположенными с одной или двух сторон колонн (рис. 10.41). ѕервые примен€ют дл€ увеличени€ несущей способности внецентренно сжатых колонн с большими и малыми эксцентриситетами, вторые Ч дл€ центрально и внецентренно сжатых колонн с двузначной эпюрой моментов.

ѕредварительно напр€женные односторонние распорки состо€т из двух уголков, соединенных между собой металлическими планками. ¬ верхней и нижней зонах распорок приваривают специальные планки толщиной не менее 15 мм, которые передают нагрузку на упорные уголки иимеют площадь поперечного сечени€, равную сечению распорок.

 

–ис. 10.41. ”силение колонны предварительно напр€женными двусторонними металлическими распорками:

а Ч в период монтажа; б Ч в напр€женном состо€нии; 1 Ч крепежный монтажный болт; 2 Ч нат€жной монтажный болт; 3 Ч усиливаема€ колонна; 4 Ч уголки распорок; 5 Ч упорные уголки; 6 Ч планка дл€ нат€жени€ болтов в месте перегиба; 7 Ч планки-упоры; 8 Ч соединительные планки

 

 

ѕланки устанавливают таким образом, чтобы они выступали за торцы уголков распорок на 100...120 мм, и снабжают двум€ отверсти€ми дл€ ст€жных болтов.

”порные уголки должны быть установлены таким образом, чтобы их внутренние грани совпадали с наружной гранью колонн. ƒл€ этого защитный слой бетона в верхней и нижнейзонах колонны скалывают и устанавливают упорные уголки на цементном растворе строго горизонтально.

ƒо установки распорок в проектное положение в боковых полках уголков в середине их высоты выполн€етс€ вырез и осуществл€етс€ их незначительный перегиб.

ќслабление поперечного сечени€ уголков в месте выреза компенсируетс€ приваркой дополнительных планок, в которых предусмотрены отверсти€ дл€ ст€жных болтов.

ѕредварительное напр€жение распорок создаетс€ путем придани€ им вертикального положени€ за счет закручивани€ гаек нат€жных болтов. ѕри этом необходимо обеспечить плотное прилегание уголков к телу колонны, а также их совместную работу, объединив распорки с помощью приварки к ним металлических планок. Ўаг планок принимают равным минимальному размеру сечени€ колонны. ѕосле приварки планок ст€жные монтажные болты снимают, а ослабленные сечени€ распорок усиливают дополнительными металлическими накладками.

ƒл€ эффективного включени€ распорок в работу достаточно создать в них предварительное напр€жение пор€дка 40...70 ћѕа, что обеспечиваетс€ за счет расчетного удлинени€ при выпр€млении уголков.

ѕри увеличении нагрузки на консоли колонн их усиливают предварительно напр€женными горизонтальными или наклонными т€жами (рис. 10.42).

–ис. 10.42. ”силени€ консолей предварительно напр€женными т€жами:

1 Ч усиливаема€ консоль; 2 Ч опорные элементы; 3 Ч упоры из уголков; 4 Ч предварительно напр€женные т€жи; 5 Ч анкеры; 6 Ч упоры из швеллеров

 

ѕредварительное напр€жение создаетс€ завинчиванием гаек или взаимным ст€гиванием хомутов. ѕримен€ют также разгрузку консолей с помощью дополнительных металлических кронштейнов (рис. 10.43) или специальных опор в виде швеллеров (уголков), которые креп€т к колонне с помощью предварительно напр€женных т€жей (σsp = 40...50 ћѕа).

 

 

10.43. ”силение опирани€ балок: а Ч при короткой консоли; б Ч при длинной консоли; 1 Ч хомут вокруг колонны; 2 Ч колонна; 3 Ч т€жи; 4 Ч подклинка; 5 Ч подставка из отрезка двутавра; 6 Ч подвесна€ балка из швелле-рор; 7 Чгайка т€жей; 8 Ч упорный уголок; 9 Ч ригель; 10 Ч уголкова€ поперечна€ подпорка; 11 Ч горизонтальные упоры из уголков; 12 Ч вертикальные крепежные болты

 

∆елезобетонные сжатые элементы, усиленные обоймами, Ђрубашкамиї и наращиванием рассчитывают как монолитные. ѕри этом учет вли€ни€ продольного изгиба на несущую способность рекомендуетс€ осуществл€ть путем расчета конструкции по деформированной схеме.

ƒопускаетс€ также производить расчет по недеформированной схеме, в этом случае при гибкости l0 / i > 14 вли€ние прогиба на прочность учитываетс€ путем умножени€ на коэффициент η по —Ќиѕ 2.03.01Ч84.

–асчетные характеристики бетона и арматуры принимаютс€ с учетом коэффициентов услови€ работы бетона и арматуры γbiи γsiпо —Ќиѕ 2.03.01Ч84 и дополнительных коэффициентов услови€ работы γbziи γszi, учитывающих специфические услови€ работы усиленных элементов.

»зложенна€ ниже методика расчета правомочна в том случае, если элементы усилени€ плотно примыкают к опорным част€м конструкций и обеспечена анкеровка арматуры в бетоне согласно требовани€м —Ќиѕ 2.03.01Ч84.

 

 

–асчет сжатых элементов с двойной арматурой

при пр€моугольной форме сечени€

ограничивающей сжатую зону и проход€щей через центр т€жести сечени€ раст€нутого стержн€, наиболее удаленного от указанной пр€мой, а при отсутствии раст€нутой зоны Ч через центр т€жести наименее сжатого стержн€; As,red и ј's,red определ€ют по формулам (10.4)

–ис. 10.44. —хема усилий и эпюра напр€жений в сечении, нормальном к продольной оси внецентренно сжатого элемента, усиленного двусторонним наращиванием, при расчете его на прочность (ξ < ξR)

при ξ > ξr расчет прочности осуществл€ют также по формуле (10.46), а высоту сжатой зоны наход€т по формуле

ƒл€ элементов из бетона класса ¬30 и ниже с не-напр€гаемой арматурой классов A-I, A-II, A-III

ƒл€ конструкций из бетона класса выше ¬«ќ, а также дл€ элементов с арматурой класса выше A-III (напр€женной и ненапр€женной) величину х определ€ют из выражени€

где

ω = α Ч βRb. «начени€ коэффициентов α, β, а также величины σsc,u и σspi определ€ют по —Ќиѕ 2.03.01Ч84.

ѕри σs > βRs напр€жение в арматуре определ€ют по формуле

≈сли найденное по (10.52) σ si превышает Rsi без учета коэффициента γs6. в формуле (10.48) следует подставить значение σs, равное Rsi. «начени€ ξ ebi и ξ i определ€ют по —Ќиѕ 2.03.01Ч84.

ѕлощадь дополнительной раст€нутой арматуры при ξ < ξR определ€ют по формуле (10.11), где

 

ѕлощадь дополнительной арматуры усилени€ при ξ > ξR также определ€ют по формуле (10.14), где

 

ѕри усилении железобетонных конструкций обоймой с косвенным армированием их расчет производ€т по —Ќиѕ 2.03.01Ч84 с учетом коэффициентов услови€ работы по табл. 10.4.

ѕример расчета внецентренно сжатого сечени€. ƒано; размеры сечени€ усиленного элемента b = 0,6 м; h = 0,8 м; бетон усиливаемого элемента класса ¬15 (Rb Ч 8,5 ћѕа); высота наращивани€ ’2 = 0,1 м; бетон усилени€ класса ¬20 (Rb,ad = 11,5 ћѕа); ho = 0,66 м; h0,ad = 0,76 м; а = а' = 0,04 м; арматура усиливаемого элемента вида ј-II Rs = Rsc = 280 ћѕа (4Ø18, As = A's = 1018 мм2); арматура усиливающего элемента вида A-III Rs,ad = Rsc,ad = 365 Mѕа; As,ad = 1256 мм2 (4Ø20), A's,ad = 942 мм2 (3Ø20).

¬нецентренна€ нагрузка на элемент N = 1000 кЌ; е = 0,8 м (см. рис. 10.44).

”силение железобетонного элемента осуществл€лось при первоначальном загружении усиливаемого элемента, превышающем 65 % от разрушающей нагрузки, следовательно, коэффициент условий работы усиленной конструкции γbr1 = γsr1 = 0,8.

 

–асчет. ќпредел€ем As,red, A's,red и аred:

 

 

“аким образом, несуща€ способность усиленного элемента достаточна.

 

ќсобенности расчета колонн, усиленных

металлическими элементами

 

—овместна€ работа железобетонного элемента и металлической обоймы учитываетс€ при условии упора ветвей обоймы в перекрыти€ и в случае их приварки к опорным закладным детал€м. –асчет металлической обоймы выполн€ют как самосто€тельной системы по —Ќиѕ Ќ-23Ч81, при этом гибкость продольных элементов принимают с учетом их упора в усиливаемый железобетонный элемент в местах расположени€ поперечных планок.

ѕри отсутствии контакта между железобетонным элементом и металлической обоймой расчет последней осуществл€ют как стальной колонны в соответствии со —Ќиѕ 11-23Ч81.

ѕредварительно напр€женные распорки (см. рис. 10.41) разгружают существующую колонну на величину созданного в них усили€ сжати€. –асчет предварительно напр€женных распорок осуществл€етс€ также по —Ќиѕ ѕ-23Ч81, при этом гибкость ветвей определ€етс€ по расчетной длине от места перегиба до упора в бетон. ≈сли в момент усилени€ на колонну действует полна€ нагрузка, усилие в распорке равно σspјсd, где јcb Ч площадь поперечного сечени€ распорок. ѕосле передачи усили€ обжати€ распорки рассчитывают по полному поперечному сечению, так как ослабленные места усиливаютс€ накладками.

¬ центрально сжатых колоннах распорки рассматривают как дополнительную арматуру со своим расчетным сопротивлением.

¬о внецентренно сжатых колоннах устанавливать распорки в раст€нутой зоне не рекомендуетс€, а при установке их по конструктивным соображени€м они не учитываютс€ в расчетах.

 





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-01-29; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1953 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

≈сли президенты не могут делать этого со своими женами, они делают это со своими странами © »осиф Ѕродский
==> читать все изречени€...

659 - | 607 -


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

√ен: 0.039 с.