загрузка...
загрузка...
На головну

Посилення балок і прогонів

  1. А. Посилення болю (полегшення сприйняття).
  2. Відновлення і посилення фундаментів
  3. Рр. Російський цар Михайло Романов. ПОСИЛЕННЯ самодержавної влади
  4. Подальше посилення Московського князівства.
  5. Звукопідсилення.
  6. Конструювання балок.
  7. Загальносвітова криза 1929 -1933 рр. Шляхи виходу з нього різних країн. Наступ фашизму і посилення загрози світової війни

Конструктивні рішення посилення

Одним з найбільш простих способів посилення згинаються стрижневих конструкцій є підведення під них жорстких або пружних опор. Цей спосіб рекомендується, якщо додаткові опори не перешкоджають технологічному процесу.

Жорсткі опори можуть розташовуватися на окремих або існуючих фундаментах. Останньому слід віддавати перевагу, навіть якщо це зажадає посилення фундаментів. Справа в тому, що при додаткових фундаментах важко уникнути осад опор і, як наслідок, їх поганого включення в роботу підсилюється. Як контрзахід рекомендується попереднє обтискання грунту під фундаментом зусиллям, рівним розрахунковому навантаженні.

На рис. 10.19 і 10.20 наведені приклади посилення балок і ригелів підбиттям жорстких опор, які можуть виконуватися як в металі, так і в залізобетоні. Важливим моментом при такому посиленні є включення елементів підсилення в роботу підсилюється. Це досягається шляхом установки клиновидних прокладок, підйомом конструкцію, що підсилюється за допомогою горизонтально розташованих домкратів, натягом металевої затягування за допомогою натяжна муфти і іншими способами.

Мал. 10.19. Посилення балки підбиттям жорсткої опори:

1 - Усиливаемая балка: 2 - Додатковий фундамент; 3 - Колона посилення; 4 - болти

Додаткові пружні опори під посилюються згинальні елементи зазвичай виконують у вигляді металевих балок або ферм, які встановлюються з деяким зазором під конструкцією на спільні з нею або окремі опори. У зазорі розташовують металеві прокладки або розпірні болти. Включення додаткових опор в роботу здійснюється різними способами: підтягуванням опорних кінців балок (ферм) до конструкцію, що підсилюється, розклинювання косих прокладок, розпірні болтами і т. П.

Мал. 10.20. Посилення ригеля жорстким порталом:

1 - Посилений ригель; 2 - Жорсткий портал; 3 - Металевий бандаж

В якості пружних додаткових опор можуть бути також рекомендовані гнучкі тяжі, що підвішуються до верхніх конструкцій, якщо вони не перешкоджають технологічному процесу. Натяг тяжів здійснюється за допомогою гайок і натяжних муфт або електротермічним способом.

У виняткових випадках, коли конструкції перебувають в критичному стані і можливо їх руйнування (повне або часткове) без навантаження, а також якщо існуючі конструкції не дозволяють забезпечити габарити приміщень за вимогами нової технології, рекомендується провести повне розвантаження або заміну конструкцій. Необхідно відзначити, що ця робота вимагає найбільш істотних матеріальних і трудових витрат і повинна бути відповідним чином обґрунтована.

Розвантажують конструкції у вигляді окремих балок, ферм, плит, а також комбінованих систем із залізобетону і металу застосовуються зазвичай для розвантаження невеликих ділянок перекриттів, коли не потрібний пристрій додаткових колон і фундаментів.

Мал. 10.21. Посилення балки і плити перекриття металевими балками зверху:

1 - Руйнована балка; 2- Металева балка; 3 - ребра жорсткості; 4 - тяжі; 5 -планка; 6 - Опорні листи; 7 - Опорні подушки

При можливості розвантажують конструкції слід встановлювати зверху розвантажуються (рис. 10.21, 10.22), забезпечуючи між ними зазор для вільного прогину елементів посилення. Якщо це неможливо з технологічних причин, розвантажують конструкції підводять або підвішують знизу. У цьому випадку передача навантаження здійснюється за допомогою стійок, пропущених через отвори, в розвантажувати перекритті (рис. 10.23).

При частковому розвантаженні конструкції знімають з існуючої тільки частина навантаження. В цьому випадку елементи посилення можуть мати контакт з існуючими конструкціями по всій довжині або в окремих точках (рис. 10.24).

При застосуванні розвантажують конструкцій, які не замонолічених з посилюваної, їх розрахунок здійснюється як окремих самостійних елементів або вони розглядаються як елементи загальної системи, зусилля в яких визначаються за правилами будівельної механіки.

Мал. 10.22. Розвантаження монолітної залізобетонної плити ребристою залізобетонною плитою:

1 - Розвантажувати плита; 2 - Конструкція підсилення; 3 - Елементи кріплення; 4 - ригель; 5 - прокладки

При застосуванні повного розвантаження існуючих конструкцій між ними і новими розвантажувальними конструкціями повинен бути забезпечений зазор, який перевищує максимальний прогин для металевих конструкцій посилення в 1,5 рази, для залізобетонних - в 2 рази.

При частковому розвантаженні за допомогою конструкцій, які стикаються з посилюваної конструкцією по всій довжині або встановлюються поруч, зусилля в згинаються елементах розподіляються пропорційно жорсткості:

M1/ B1 = M2/ B2, (10.3)

де В1 и М1 - відповідно жорсткість і момент, що сприймається існуючої конструкцією; В2 и М2 - То ж, елементами підсилення.

Мал. 10.23. Розвантаження плити перекриття системою металевих балок знизу:

1 - Посилюване перекриття; 2 - Розвантажувальних балок (головна); 3 - Стійка; 4 - Розвантажують балки; 5 - Колони; 6 - Обойми підсилення; 7 - додаткове обладнання

У посиленої конструкції спочатку визначають навантаження, яка сприймається існуючої конструкцією, потім на додаткове навантаження підбирають перетин конструкції посилення. При цьому пропорційно жорсткості розподіляється тільки та частина навантаження, яка була прикладена після посилення. Якщо розвантажувати конструкція стикається з посилюваної не по всій довжині, а в окремих точках (наприклад, через прокладки), то розподіл по жорсткості здійснюється при кількості точок обпирання не менше 8 (в тому числі і на опорах), а відстань між опорами не перевищує трьох висот будь-який з двох конструкцій. Повний момент в комплексної конструкції дорівнює сумі двох моментів: М = М1+ М2, де М1 и М2 - Відповідно моменти, які сприймаються існуючої конструкцією і конструкцією посилення. У частково розвантажують залізобетонної конструкції розрахунок по похилому перерізі на всю навантаження проводиться тільки для елементів підсилення.

Мал. 10.24, Часткова розвантаження металевими балками знизу:

1 - Усиливаемая балка; 2 - балки посилення; 3 - Тяжі; 4 - упорна пластина

До посилення конструкцій жорсткими додатковими опорами необхідно перевірити загальну деформацію від максимальних очікуваних навантажень в місцях примикання до підсилюється. Щоб уникнути деструктивних змін в існуючій конструкції ця деформація не повинна перевищувати максимальний прогин конструкцію, що підсилюється без додаткових опор більш ніж на 10%. При підведенні жорстких опор Підсилення конструкцій максимально розвантажити.

Розрахункові зусилля в згинаються елементах, посилених жорсткими опорами, визначаються як сума зусиль, підрахованих для двох стадій роботи конструкцій: до посилення (при цьому приймається первісна розрахункова схема) і після посилення (розрахункова схема приймається з урахуванням додаткових жорстких опор).

Відстані між опорами слід призначати такими, щоб сумарна епюра моментів ні в одному перерізі не виходила за межі епюри матеріалів. У тому випадку, якщо над додатковою опорою виникає негативний момент, що перевищує допустимий, і можливе утворення нормальних тріщин, балку слід розглядати як розрізну з шарніром в місці опори.

У зв'язку з тим що наявність нормальних тріщин може знизити несучу здатність балки по похилому перерізі, необхідно передбачити достатню площу її спирання на додатковій опорі.

При посиленні елементів, що згинаються пружними додатковими опорами їх розрахунок, як і при жорстких опорах, здійснюється для двох стадій, а знайдені з статичних розрахунків зусилля підсумовуються. Розрахунок по другій стадії системи «балка - пружні опори» заснований на рівність прогинів підсилюється і пружною опори в місці їх з'єднання. В якості розрахункової схеми приймається балка на упругоподатлівих опорах, зусилля в якій визначаються за рівняннями п'яти моментів при відомих характеристик жорсткості характеристиках опор. Ці характеристики можна знайти, виконавши статичний розрахунок всієї конструкції, додаткової опори і встановивши її переміщення від одиничної сили, прикладеної в точці установки опори. У разі установки декількох додаткових опор жорсткісні характеристики визначаються для кожної з них.

Зусилля в додаткових опорах обчислюють за обраною розрахунковою схемою з урахуванням навантажень, що прикладаються до конструкції, і реакцій в місцях установки пружних опор.

При влаштуванні додаткових жорстких і пружних залізобетонних опор рекомендується враховувати можливий перерозподіл зусиль в конструкцію, що підсилюється в зв'язку з деформаціями повзучості, які знижують жорсткісні характеристики опор. Цей облік здійснюється відповідно до положень СНиП 2.03.01-84 при обліку впливу тривалих статичних навантажень.

Посилення стислих зон згинаються (і позацентрово стиснутих) елементів можливо здійснювати торкрет-бетоном товщиною до 30 мм, який наноситься на очищену і промиту бетонну поверхню старого бетону, обгорнуту сіткою з вічком 30 ... 60 мм з дроту діаметром 1 ... 2 мм , прикріпленою до конструкції дюбелями за допомогою будівельного пістолета. При ретельному дотриманні перерахованих рекомендацій забезпечується надійне зчеплення «нового» і «старого» бетону, в результаті перетин конструкції і, як наслідок, її несуча здатність збільшуються. Більш істотного підвищення несучої здатності елементів можливо добитися збільшенням площі перерізу арматури (нарощування перетину). Якщо за розрахунком потрібно незначне збільшення перетину арматури (2 ... 4 стрижня), здійснюють підвариво нової арматури до існуючих стержнів бічних каркасів. Для цього сколюють захисний шар, оголюють арматуру і приварюють до неї переривчастим швом коротиші діаметром 10 ... 40 мм, довжиною 50 ... 200 мм з кроком 200 ... 1000 мм-для розтягнутих стержнів і не більше 20 діаметрів поздовжньої арматури, але не більше 500 мм - для стислій (рис. 10.25). До оцупків приварюють додаткову подовжню арматуру, яку допускається застосовувати тих же класів. При арматурі класу Ат-V і вище з високоміцного дроту і канатів, а також при сильній корозії арматури застосування зварювання не допускається і посилення конструкцій методом нарощування не рекомендується.

Після установки додаткової арматури проводиться її торкретування або закладення цементною штукатуркою, при цьому розмір перерізу елемента збільшується на 20 ... 80 мм. При більшій товщині нарощування застосовують вертикальні і похилі з'єднувальні елементи.

Для збільшення зчеплення старого і нового бетону на поверхні елемента, що підсилюється перед нарощуванням виконують насічку, яку ретельно очищають від пилу і бруду водою під тиском. Мінімальний діаметр арматури при нарощуванні - 10 мм. При необхідності більш потужного посилення влаштовують зовнішні кутові полуобойми.

Для спільної роботи з залізобетонною конструкцією металоконструкції посилення повинні бути обов'язково приварені до існуючої арматури. З цією метою кутові стрижні арматурного каркаса оголюються на обмежених ділянках довжиною 6 ... 12 см з кроком 60 ... 120 см (рис. 10.25,6). До арматурі приварюють короткі арматурністрижні, діаметр яких беруть таким, щоб вони були врівень з зовнішнім »гранями перетину. Потім до коротким прокладкам приварюють планки обойм, які щільно прилягають до тіла бетону. Обойми з кутиків приварюють безпосередньо до з'єднувальним планок обойм.

Мал. 10.25. Посилення балок полуобоймамі:

а - Додавання стрижневий арматури; б - Посилення зовнішньої уголковой обойми, приварений до існуючої арматури; в - Деталь приварки куточка за допомогою діагональних ребер з листової сталі; 1 - Зварні шви; 2 - Додаткова арматура підсилення; 3 - Посилений елемент; 4 - Сколений бетон захисного шару кутових стрижнів з подальшим його відновленням; 5 - Захисне покриття з перхлорвінілового лакофарбового матеріалу; 6 - Поперечні стрижні крайніх зварних каркасів; 7 - Стрижні - прокладки-коротиші; 8 - Кутові стрижні крайніх зварних каркасів; 9 - з'єднувальні планки обойми; 10- Бічні листові прокладки; 11 - Куточки обойми; 12- Простір, заповнений цементним розчином; 13 - листова діагональна прокладка

Прокладки-коротиші можуть бути замінені діагональними ребрами з листової сталі (рис. 10.25, в). Зазори між гілками обойми і тілом бетону заповнюють цементним розчином складу 1: 2 або 1: 3 на розширенні або безусадочном цементі, потім елементи посилення покривають перхлорвиниловой емаллю по грунту під колір конструкції.

Так як зварюються сталі (арматура і профільний метал) мають різні марки, зварювання виробляють електродами Е42А-Ф або 350А-Ф.

Мал. 10.26. Посилення балки «сорочкою»:

1 - Усиливаемая балка; 2 -робоча арматура; 3 - хомути; 4 - стяжка; 5 - Насічка; 6 - Монтажна арматура «сорочки»; 7 - «Сорочка»

Посилення додаванням арматури, а також у вигляді обойм иполуобойм можна рекомендувати також при виявленні помилок в армуванні, допущених при виготовленні конструкцій, або заниженні проектного класу бетону.

Поширеним способом посилення згинаються залізобетонних елементів є пристрій «сорочок» - незамкнутих з одного боку обетонок. Цей спосіб рекомендується при посиленні балок ребристих перекриттів і т.п. (Рис. 10.26).

особливості розрахунку

Розрахунок залізобетонних елементів, що згинаються, посилених обоймами, «сорочками», нарощуванням, виконується як для монолітних. Різного роду дефекти в конструкції, що підсилюється (корозія арматури, розшарування бетону та ін.) Враховуються так само, як і при розрахунку конструкції до посилення.

У зв'язку з тим що посилений елемент може мати в одному перерізі різні класи бетону та арматури, розрахунок згинальних елементів по нормальних перетинах проводиться за загальним нагоди розрахунку залізобетонних конструкцій відповідно до СНиП 2.03.01-84.

При наявності подвійного арматури як в існуючій конструкції, так і в елементах посилення нормальні перетину згинаного елемента, навантаженого зовнішньою силою, розташованої в площині осі симетрії, можливо розраховувати залежно від співвідношення фактичної величини відносної висоти стиснутої зони бетону ? і її граничного значення ?R, Що визначається за СНиП 2.03.01-84. При підрахунку | я приймається, що граничний стан в конструкції досягається одночасно з досягненням в розтягнутій арматурі розрахункового опору, прийнятого відповідно до СНиП 2.03.01-84, але без урахування коефіцієнта ?s6.

При підрахунку ?рабочая висота перетину ho,red приймається рівною сумі відстані від стиснутої грані перерізу до центра ваги (ц. т.) (рис. 10.27) існуючої розтягнутої арматури ho і відстані від ц. т. існуючої арматури до центра ваги арматури підсилення ared.Що Стосується розташування в стислій зоні бетону різних класів при визначенні ?і ?R в розрахунках приймається розрахунковий опір бетону нижчого класу. При різних класах арматури в існуючій конструкції і елементах посилення їх відстань від центру ваги визначається з використанням наведеної площі перетину:

де AS,red и A 's,red - Приведена площа перетину в розтягнутої і стиснутої арматури; As і А 'S - Площі розтягнутої і стиснутої арматури існуючої конструкції; As,ad и A 's,ad - То ж, елементів підсилення; Rs и Rs,ad - Розрахункові опори розтяганню існуючої

Рис, 10.27. Розрахункова схема посилення обоймами

арматури і стрижнів посилення; Rsc и Rsc,ad - То ж, стиску. При цьому

де ho,ad - Відстань від стиснутої грані підсиленого елемента до центра ваги розтягнутої арматури елемента посилення (див. Рис. 10.27).

Відносна висота стиснутої зони

де b- ширина підсиленого елемента.

Розрахунок міцності підсиленого перерізу:

М ? Rb,red b х (h0,red - 0,5х) + Rsc Asc,red (h0,red - а'), (10.8)

де х - Висота стиснутої зони бетону; а ' - Відстань від стиснутої грані бетону посиленого елемента до центра ваги стиснутої арматури підсилення.

Наведене розрахунковий опір стиснутої зони бетону

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

де Rb - Розрахунковий опір бетону існуючої конструкції при стисненні; Rb,ad - То ж, елементів підсилення; Ab - Площа стиснутої зони підсилюється; Ab,ad - То ж, що підсилює елемента; Ab,tot = Ab + Ab,ad - Сумарна площа перетину стиснутої зони посиленого елемента.

Повна висота стиснутої зони бетону становить х = х1 + х2, де х1 - Висота стиснутої зони бетону, яка знаходиться в підсилюється елементі; х2 - То ж, в що підсилює. Відповідно площі бетону складають Ab = [B - (arin+ A 'rin )] Xi; Ab,ad= Bx - Ab, де arin и а 'rin - Ширина обойми нарощування.

Якщо стисла зона знаходиться в межах бетону підсилення, Rb,red приймають рівним Rb,ad і уточнюють нову висоту стиснутої зони бетону.

Висота стиснутої зони бетону

Необхідну площу додаткової розтягнутої арматури визначають зі спільного рішення рівнянь (10.8) і (10.10) за формулою

При відсутності стиснутої арматури в існуючій конструкції і елементі посилення:

Як і звичайні залізобетонні згинальні елементи, що підсилюються конструкції рекомендується проектувати при дотриманні умови x ? ?R ho,red. Якщо площа розтягнутої арматури з конструктивних міркувань або за розрахунком прийнята більшою і x > ?R ho,red , То допускається проводити розрахунок за формулою (10.8), обчисливши висоту стиснутої зони за формулою

?sp - Попереднє напруження в арматурі до обтиснення бетону (при натягу на упори) або в момент зниження напруги обтиску в бетоні під впливом зовнішніх фактичних або умовних сил. величина ?Sp визначається по СНиП 2.03.01-84 при ?sp> 0. При відсутності попереднього напруження в формулах (10.18), (10.19) третій доданок в знаменнику відсутня. При обчисленні ?s і ?s,ad значення ? і ?R визначають по тому класі бетону, в якому розташована відповідна арматура.

Додаткову розтягнуту арматуру визначають в цьому випадку також за формулою (10.11) при наступних значеннях А и В:

При посиленні елементів, що згинаються прямокутного і таврового перетину нарощуванням тільки зверху висоту нарощування х2 визначають з умови, щоб площа наявної розтягнутої арматури була достатня для сприйняття максимального моменту. При однорядном розташуванні арматури тільки в розтягнутій зоні

Якщо висота стиснутої зони бетону менше висоти нарощування, Rb,red у формулі (10.23) приймається рівним Rb,ad; якщо більше, то Rb,red визначають за формулою (10.9).

При посиленні таврових залізобетонних перерізів нарощуванням знизу і зверху розрахунок при дотриманні умови ? R виробляють в залежності від положення границі стиснутої зони (рис. 10.28).

При проходженні нейтральної осі в полиці, т. Е. При

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

розрахунок виробляють як для елемента прямокутного перерізу шириною b 'f. При розташуванні границі стиснутої зони в ребрі розрахунок міцності виробляють за формулою

Площа додаткової арматури визначають за формулою (10.11), де

Мал. 10.28. Схема зусиль і епюра напружень у перерізі, нормальному до поздовжньої осі згинаного елемента, посиленого двостороннім нарощуванням, при розрахунку його на міцність: а- при розташуванні стиснутої зони в полиці; б-то ж, в ребрі

Приклад розрахунку посиленого згинаного елемента. Дано: розміри перетину b = 0,3 м, h = 0,8 м, бетон підсилюється класу В25 (Rb = 14,5 МПа), висота нарощування x2 = 0,1 м; бетон посилення класу В30 (Rb = 17 МПа); h0 = 0,65 м; hо,ad = 0,77 м, а = а '= 0,03 м; арматура підсилюється АІІІ (Rs = 365 МПа), As = 2,26 см2 (2O12); As = 15,71 см2 (5O20), арматура підсилює елемента класу А-III (Rsc,ad = 365 МПа); As,ad = 8,04 см2 (4O16); As,ad = 12,56 см2 (4O20) (рис, 10.29).

Посилення здійснювалося без розвантаження, що підсилюється. Попереднє навантаження на посилений елемент не перевищувала 65% від руйнівного навантаження, отже, ?b20 = ?s20 = L.

Мал. 10.29. Приміром розрахунку посиленого згинаного елемента

Потрібно визначити міцність елемента після посилення.

Розрахунок. Визначаємо центр ваги арматури:

Визначимо наведене розрахунковий опір бетону стиснутої зони посиленого елемента за формулою

При посиленні елементів, що згинаються тільки по похилому перерізі встановлюють додаткову поперечну або похилу арматуру. Щодо простим способом посилення є установка накладних хомутів розрахункового перетину. Для цієї мети в плиті перекриття просвердлюють отвори з обох сторін посилюваної балки. У ці отвори знизу заводяться хомути, які на кінцях мають нарізку для болтів. Закручуванням гайок з двох сторін створюється попереднє напруження в хомутах і їх включення в спільну роботу з балкою (рис. 10.30).

Мал. 10.30. Посилення балок по похилому перерізі хомутами:

1 - Усиливаемая балка; 2 - Хомути; 3 - плита перекриття: 4 - Наполегливі куточки; 5 - гайки

Ефективним засобом посилення опорних частин елементів, що згинаються багатопрогонових будинків і перекриттів є розвантажують попередньо напружені двоконсольні кронштейни (рис. 10.31), які встановлюються на проміжних опорах. Висота кронштейнів дорівнює висоті підсилюються балок на опорі, а їх довжина приймається рівною 1/4...1/6 їхпрольоту. При невеликому вильоті кронштейнів елементи решітки не потрібні.

Мал. 10.31.Усіленіе балки розвантажувальними кронштейнами:

1 - Усиливаемая балка;2- плити перекриття; 3- Оголовник; 4 - тяжі кронштейна; 5 - Болти; 6 - Накладки-зв'язку; 7 - Опорний лист; 8 - Колона; 9 - Розподільна прокладка

Конструкція розвантажувальних кронштейнів включає: опорні елементи, гілки кронштейнів, з'єднувальні елементи і запобіжні пристрої. Для роботи кронштейна необхідно забезпечити певний поворот опорного ребра, тому між металевим ребром і торцями балок повинен залишатися зазор 10 ... 15 мм.

Гілки кронштейнів виконують з одиночних куточків або гнучкою арматури (верхній пояс). Запобіжні пристрої у вигляді жорстких пластин (куточків) підводять під низ балок і підвішують на болтах до нижніх поясів кронштейнів.

Включення кронштейна в роботу виробляють натягом болтів наполегливих пластин, підвіскою до кінців кронштейнів відтаровані вантажів, гідравлічними або механічними домкратами. Контроль зусилля натягу здійснюють за прогинами кронштейна або по манометру домкрата.

При порушенні анкерування поздовжньої арматури винос опор кронштейна від торців балки приймають не менше 40 діаметрів при стрижневий арматури і не менше 80 - при арматурі з високоміцного дроту.

При посиленні балок перекриття багатопрогонових будинків застосовують комбіновані схеми: в крайньому прольоті - попередньо напружений Шпренгель, в середньому - попередньо напружені розвантажують кронштейни.

Одним з найбільш простих способів посилення згинаються монолітних і збірних залізобетонних конструкцій, що здійснюються без їх розвантаження, є установка додаткової арматури, яка може мати горизонтальне або шпренгельних обрис (рис. 10.32).

Застосування додаткової попередньо напруженої арматури змінює напружено-деформований стан посилюваної балки, яка розглядається як елемент зі збільшеною площею перетину арматури і змінилася робочої висотою перетину. Додаткова арматура не має зчеплення з бетоном, її попереднє напруження здійснюється механічним, електротермічним або електротермомеханіческім способом.

Мал. 10.32. Посилення балок попередньо напруженою арматурою:

а - Лінійної; б - Шпренгельної; 1 ... 3, 6 - з'єднувальні елементи (2 - Усиливаемая балка: 3 - Напружена арматура); 4 - Натяжний пристрій; 5 - похилі гілки опорного пристрою

При необхідності посилення згинаного елемента на локальній ділянці (рис. 10.33) сколюють захисний шар бетону в приопорних зоні, де напруги в поздовжній арматурі незначні, і приварюють до існуючої арматури коротиші, діаметр яких трохи перевищує товщину захисного шару. Потім до одного з коротишів приварюють арматуру посилення, виробляють її електронагрів до розрахункової температури (подовження) і, підтримуючи необхідну температуру на стрижні, приварюють вільний кінець арматури до другого коротун.

Мал. 10.33. Посилення балки на локальній ділянці попередньо напруженою арматурою:

1 - Усиливаемая балка; 2 - Арматура балки; 3 - Арматура підсилення; 4 - коротун-прокладка

При попередньо напруженої арматури шпренгельних обриси в місцях перегину стрижнів між нижньою межею посилюваної балки і шпренгелем встановлюють спеціальні прокладки, конструкція яких повинна забезпечити ефективне натяг арматури.

Крім зазначених вище способів для попереднього напруження додаткової арматури можуть бути також рекомендовані спеціальні стяжні болти - хомути з двома нарізними кінцями (рис. 10.34). Цей спосіб відрізняється відносною простотою і дозволяє створювати значне попереднє напруження в стрижнях посилення при незначних зусиллях в самих болтах (в 7 ... 10 разів менше). Крім того, при цьому способі забезпечується рівномірність натягу арматури.

Мал. 10.34. Посилення балки попередньо напруженої додатковою арматурою: 1 - Усиливаемая балка; 2 - затяжка; 3 - Проміжна розпірка; 4 - натяжна болт; 5 - Анкерний пристрій

Початкове попереднє напруга в арматурі посилення (?sp і ? 'sp) Призначають відповідно до вимог СНиП 2.03.01-84 не вище 0,9Rs,ser для арматури з м'яких сталей і не вище 0,7Rs,ser для високоміцної арматури. Нижня межа попереднього напруження становить 0,4Rs,ser. При призначенні рівня попереднього напруження слід враховувати можливість зміни зусиль внаслідок різниці температур при натягу і в умовах експлуатації.

Значення попереднього напруження при посиленні приймають з коефіцієнтами умови роботи: для горизонтальних і шпренгельних затяжок ?s22 = 0,8, а для хомутів і похилих стержнів ?s23 = 0.75. Втрати попереднього напруження визначають за СНіП 2.03.01-84 як для конструкцій з натягом на бетон.

Попереднє напруження в парних затяжках, які стягуються за допомогою болтів, визначають залежно від тангенса кута нахилу гілок i за графіком (рис, 10.35), отриманого із залежності

значення i приймають без урахування малих ухилів (i ? 0,01), які компенсують початкове випрямлення стрижнів.

Мал. 10.35. Графік залежності напруги від кута нахилу

Розрахунок залізобетонних елементів, що згинаються, посилених попередньо напруженою арматурою, яка не має зчеплення з бетоном, виконують в залежності від співвідношення ? і ?R д, причому значення ?R визначають в припущенні, що в граничному стані напруження в існуючій арматурі одно Rs, а в арматурі посилення

де ?sp,ad - Попереднє напруження в арматурі з урахуванням втрат; а = Es/Eb (Es - Модуль пружності арматури елемента, що підсилюється; Еb - То ж, бетону); Rs,ser,ad - Розрахунковий опір арматури підсилення для граничних станів другої групи, МПа; ? = (As+ Asp,ad) / (Bh0) - Коефіцієнт армування; l - Відстань між внутрішніми торцями анкерів арматури підсилення, м; ?s - Коефіцієнт надійності по арматурі (за СНиП 2.03.01-84); ?b- Безрозмірний коефіцієнт,

де ?R = 820 МПа; Es,ad - Модуль пружності додаткової арматури підсилення; Аs - Площа арматури конструкцію, що підсилюється; Es,st = L, 8 ? 105 МПа - модуль пружності арматури класу К-7, який приймає за еталон; Asp,ad - Площа попередньо напруженої арматури підсилення; ?cb = 0,55 при відсутності контакту арматури підсилення з посилюваної конструкцією (при наявності контакту ? = 0).

значення ?lim,adдля високоміцного дроту не повинно перевищувати її розрахункового опору.

При визначенні ?R напруги в розтягнутій арматурі приймають по арматурі з більш високим розрахунковим опором.

Посилення залізобетонних конструкцій із застосуванням попередньо напруженої арматури без зчеплення з бетоном рекомендується виконати при дотриманні умови ? ? ?R. При граничному значенні площі арматури As = Asp,ad установка додаткової арматури повинна супроводжуватися посиленням стиснутої зони бетону.

Розрахунок міцності нормальних перерізів здійснюється за формулою (10.11). Відносна висота стиснутої зони бетону

де Rsp,ad - Розрахунковий опір додаткової арматури.

значення ared > 0, якщо напружена арматура посилення знаходиться під нижньою межею елемента по висоті; аred <0, якщо арматура посилення розташована по бічних гранях елемента.

Висота стиснутої зони бетону

величину ?lim,ad визначають з урахуванням коефіцієнта умови роботи ?s6 (По СНиП 2.03.01-84).

Розрахунок таврових перерізів залізобетонних виробів, посилених попередньо напруженою арматурою без зчеплення з бетоном, виконують в залежності від положення границі стиснутої зони. При розташуванні нейтральної осі в полиці розрахунок здійснюють як для прямокутного перерізу шириною b = b 'f. При розташуванні границі стиснутої зони в ребрі розрахунок додаткової арматури підсилення виробляють за формулами (10.14), (10.30), (10.31), але замість Rsd приймають ?lim,ad.

Розрахунок залізобетонних елементів, підсилених шпренгельної системою, виконують як статично невизначених конструкцій. При цьому перетин балки перевіряють на дію поздовжніх сил, що виникають в ригелі шпренгельної системи.

Попереднє напруження в шпренгелів має створити розвантажує момент в балці, достатній для сприйняття максимально можливих навантажень після реконструкції. При цьому зусилля попереднього напруження призначають з урахуванням можливих втрат попереднього напруження і коефіцієнта умови роботи ?s24 = 0,8.

При посиленні шпренгельної системою балка розглядається як самостійний внецентренно-стиснутий елемент, завантажений зовнішнім навантаженням і зусиллями від шпренгеля, які також розглядаються як зовнішнє навантаження (рис. 10.36). При цьому рекомендується така послідовність розрахунку.

1. Призначають габарити шпренгельної системи і перетину елементів (l1 , l2, as22, hst12, ?, Asp,ad).

2. Визначають максимальні згинальні моменти в балці до і після реконструкції (M1, І Mtot).

Мал. 10.36.Расчетная схема балки, посиленою шпренгелем

3. Призначають величину попереднього напруження ?sp.

4. Визначають розпір в шпренгелів в граничному стані:

де ?s визначають за формулою (10.30).

5. Знаходять зусилля, яке передається на балку від шпренгеля в граничному стані:

6. Визначають зусилля, які передаються на балку від шпренгеля:

7. Виконують перевірку міцності посилюваної балки на відцентровий стиск на зусилля Mstr і Qstr при е = M / N; е = eo + ho + h1; е ' = eo + h1 - а ', де eо - Ексцентриситет відносно геометричної осі, що проходить по центру ваги перерізу.

При посиленні балок попередньо напруженими кронштейнами величина зусиль в тязі кронштейна повинна забезпечити сприйняте балкою додаткових навантажень:

де Munl и Qunl - Зусилля в балці від кронштейна; Мсr и Qcr - Зусилля, що викликають руйнування посилюваної балки.

Розрахунок виконують за такою схемою.

1. Визначають значення и  від одиничної сили Р = 1, яка додається до балки в місцях підвіски кронштейна і спрямованої знизу вгору.

2. За значенням и  знаходять

Мал. 10.37. До розрахунку посилення кронштейном:

а - розрахункова схема: б - основна система

Якщо кронштейни спираються безпосередньо на колону, необхідно здійснити перевірку балки на відрив від опори зусиллям від попередньо напруженого кронштейна при відсутності зовнішнього навантаження.

Кронштейни посилення рекомендується розраховувати як статично невизначені системи методом сил (рис. 10.37). У зв'язку з тим, що поворот посилюваної балки практично дорівнює нулю, її можна вважати затисненої на опорі. За невідомі приймаються зусилля в розтягнутих елементах кронштейна. Переміщення від одиничних невідомих визначають з урахуванням поздовжніх сил і моментів, впливом поперечних сил нехтують.

Попередньо перетин кронштейна можна визначити, розрахувавши його як ферму з шарнірами в вузлах, однак перетин нижнього пояса, яке підбирається по поздовжній силі, слід в цьому випадку збільшити в 2 рази.

У зв'язку з неминучими втратами при стисненні опор і наполегливих пристроїв розрахункове попереднє напруження кронштейна рекомендується збільшити на 15%.

 



Попередня   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   25   Наступна

Відновлення гідроізоляції і вологісного режиму | Поліпшення зовнішнього вигляду будівель | Усунення дефектів конструкцій | Конструкції для заміни перекриттів | Полегшені конструкції покриттів | Застосування монолітного залізобетону | Елементи з видаляється опалубкою | Заміна сходів і балконів | Основні принципи проектування підсилення | підсилення фундаментів |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати