Проектирование усилений строительных конструкций зданий и сооружений

 

            Конструирование обойм.

 

1. Шаг планок обоймы или хомутов сетки принимаются по расчету или в соответствии с конструктивными требованиями. Максимальный шаг планок обоймы принимается не более 500 мм и минимального сечения элемента. Минимальный диаметр и шаг стержней железобетонной обоймы или штукатурной рубашки принимается по минимальному проценту армирования – m_мин = 0,005. При этом шаг стержней не более 150 мм.

2. Плотность соединений обеспечивается установкой стальных опорных элементов на цементно-песчаный раствор марки не ниже М50. При устройстве железобетонных обойм и штукатурных рубашек необходимо готовить поверхность – обеспыливание, насечка, обработка адгезионными обмазками.

3. Сварные соединения выполнять соответствующими маркам стали элементов обойм электродами.

4. Нахлест стержней арматуры вязанных сеток принимается в соответствии с конструктивными требованиями к монолитным железобетонным конструкциям.

5. Передача нагрузок на усиляемые элементы производится по достижении бетоном или раствором усиления прочности не менее 80% проектной величины, если иное не оговорено в рабочем проекте.

 

 

Расчет прочности железобетонных изгибаемых элементов, усиленных установкой дополнительной арматуры в растянутой зоне

            Расчет прочности и жесткости железобетонных балок, усиленных установкой дополнительной арматуры в растянутой зоне, удобнее производить по приведенной площади растянутой арматуры ( рис. 1 ).

 

 

 

Приведенная площадь растянутой арматуры

                        A_s,red = A_s + A_ss  

Рабочую высоту элементов принимают равной приведенной высоте

                        h_0,red = h₀ + ( h_0s-h ),

где      A_s,red – приведенная площадь сечения продольной арматуры усиливаемого элемента;

            A_ss – площадь сечения дополнительной арматуры усиления;

            R_s, R_ss – расчетные сопротивления арматуры усиливаемого элемента и дополнительных стержней соответственно;

            h₀, h_0s – расстояния от сжатой грани элемента до центров тяжести арматуры усиливаемого элемента и дополнительных стержней соответственно.

            Для прямоугольного сечения уравнение равновесия будет иметь вид

                        M = R_b b x ( h_0,red – 0,5x ) + R_scA_s’ ( h_0,red – a’ )

            Подставляя в уравнение равновесия значение высоты сжатой зоны бетона

                        х =

приведенную высоту усиливаемого элемента при R_s = R_ss

и решив уравнение относительно A_s,red, получим

                        A_s,red = ,

где      А = ;

            В = R_s h_0,red; 

            С = М+R_scA_s’( h_0,red – a’) - .

            Без учета сжатой арматуры A_s’ = 0

                        А = ;

                        В = R_s h_0,red;

                        С = М_х.

            Здесь М_х – расчетный изгибающий момент в рассматриваемом сечении элемента после загружения его полной нагрузкой после усиления.

            Площадь сечения дополнительной арматуры определяется

                        A_ss = ( A_s,red – A_s )

            Общая площадь сечения арматуры усиливаемого элемента должна удовлетворять условию

                        A_s,red £ x_R b h_0,red

            При A_s,red > x_R b h_0,red  необходимо усилить сжатую зону элемента.

            При проверке прочности усиленного сечения или при определении площади дополнительной арматуры можно обойтись без приведенного сечения. Расчет можно вести исходя из условия равновесия усиленного элемента

                        М = R_b b x ( h_0,red – 0,5x ) + R_scA_s’ ( h_0,red – a’ ) – R_ss A_ss ( h_0s – h₀ );

                        R_b b x + R_scA_s’- R_ss A_ss - R_s A_s = 0.

            Если площадь дополнительной арматуры задана, то можно определить высоту сжатой зоны бетона

                        х =  

и из условия равновесия – несущую способность усиленного сечения.

 

 

            Использование в рассмотренных выражениях расчетных сопротивлений арматуры существующей и стержней усиления возможно при полном разгружении усиливаемой конструкции - s_s = 0. Неисполнение этого условия приведет к неравномерному распределению напряжений в стержнях существующей и дополнительной арматуры.