книги / Обследование и реконструкция железобетонных и каменных конструкций эксплуатируемых зданий и сооружений

ным 0,65. Учитывая, что

формулу (5.20) запишем в виде

Высота сжатой зоны х для балки составного сечения определя­

ется из условия

RsAsA" RptA P= R b-b-x

площадь поперечного сечения полимерраствора.

Следует отметить, что наряду с увеличением прочности поли­ мерные покрытия снижают деформативность изгибаемых элемен­ тов, особенно до появления трещин в бетоне. Наибольший эффект снижения деформативности происходит при нанесении покрытия по трем граням конструкции (боковым и растянутой) за счет пере­ распределения напряжений между покрытием и бетоном. Кроме этого полимерные покрытия, уплотняя поверхностную структуру бетона, частично устраняя очаги трещинообразования, восприни­ мая дополнительные напряжения, значительно повышают трещиностойкость железобетонных конструкций, что немаловажно при и* эксплуатации в условиях агрессивного воздействия окружающей среды.

Момент трещинообразования таких конструкций определяют по формуле

где к = К\ + К2 — коэффициент упрочения бетона. При этом к х— коэффициент, учитывающий упрочнение бетона от обжатия по-

лимерраствором в процессе усадки; к2 — коэффициент, учитываю­ щий упрочнение бетона полимерраствором; R bt,ser — расчетное

171

сопротивление бетон-а растяжению для предельных состояний вто­ рой группы; Wpt — момент сопротивления приведенного сечения,

определяемый с учетом неупругих деформаций бетона и полимерраствора.

соответственно растянутой зоны бетона, растянутой арматуры, полимерраствора и сжатой арматуры относительно нейтральной оси.

Более подробные сведения о расчете изгибаемых конструкций с полимеррастворными покрытиями по образованию трещин при­ ведены в [34].

Расчет прочности, деформативности и трещиностойкости желе­ зобетонных изгибаемых конструкций, усиленных приклеиванием в растянутой зоне обычных или предварительно напряженных желе­ зобетонных элементов, выполняется по [50] как обычных монолит­ ных, с увеличенным сечением бетона и арматуры (рис. 5.26,в ). При расчете задаются толщиной приклеиваемого железобетонного эле­ мента усиления. При наличии трещин в усиливаемой конструкции их необходимо перед усилением заинъецировать.

Площадь и диаметр требуемой арматуры в железобетонном элементе усиления определяют по формуле [33]

(C - V C > - 4 D - 2 R sAJ2Rsa)

(5.28)

2Rsa

где C ^ R ^ A 1^ R b-b (2h-\-t); D = R b-b [2MIraax+ R s-As{2a+

4* 0]; МЬгоах максимальное расчетное значение изгибающего момента

от внешних сил и реакции опор, действующих на усиленную конст­ рукцию; R s, R sa — расчетное сопротивление арматуры растя­

жению соответственно в усиливаемой конструкции и железебетонном элементе усиления, принимаемые по 150] и результатам испы­ таний вырезанных образцов; R b — расчетное сопротивление бето­

на осевому сжатию (призменная прочность) усиливаемой конст­ рукции, соответствующая фактической кубиковой прочности по ре­ зультатам испытаний при проведении обследований; A s, h, b —

площадь растянутой арматуры, высота и ширина усиливаемой кон­ струкции; а — расстояние от точки приложения равнодействующих усилий в арматуре A s до растянутой грани сечения; t — толщина

приклеиваемого железобетонного элемента усиления (см. рис. 5.26,в).

При определении максимального момента Afi,raa3t действующе­ го на усиленную конструкцию, необходимо учитывать собственный вес приклеиваемого железобетонного элемента, предварительно задавшись его толщиной L

Площадь требуемой арматуры по формуле (5.28) определяется методом последовательных приближений, варьируя толщиной при-

172

клеиваемого железобетонного элемента.

Полное использование прочностной характеристики арматуры элемента усиления обеспечивается подбором минимальной величи­ ны ее преднапряжения, с учетом всех потерь crjp2, по формуле

центра тяжести арматуры элемента усиления.

Подробные сведения о выборе конструктивного решения рас­ сматриваемого способа усиления изгибаемых железобетонных эле­ ментов, расчете их по трещиностойкости и обеспечению совместной работы элемента усиления с усиливаемой конструкцией приведены в 133]. Там же приведена методика расчета изгибаемых железобе­ тонных элементов усиливаемых стальными листами.

При расчете усиления балочных элементов, выполняемого путем постановки предварительно-напряженного шпренгеля, рассматри­ вают комбинированную систему. Учитывая, что усиление балки вы­ полняется тогда, когда к ней уже приложена основная нагрузка, выполняют приближенный расчет усиления как для балки, находя­ щейся под воздействием заданной внешней нагрузки и-усилий, пе­ редаваемых на балку со стороны шпренгеля (рис. 5.27,а), которые приравниваются к внешней нагрузке.

Сечения усиленной балки работают на сжатие с изгибом, и их несущую способность можно определять как для внецентренносжатых элементов.

Расчет балки, усиленной шпренгелем, ведут в такой последова­

где 0,8 — коэффициент условий работы;

173

V

i

Рнс. 5.27. Расчетная схема балки: а — усиленной предвари- тельно-напряженным шпренгелем; б — усиленной металлической балкой предварительно напрягаемой созданием начального проги­ ба; в — усиленной предварительно-напряженной горизонтальной затяжкой

д) определяют усилия от шпренгеля в предельном состоянии

е) определяют расчетные усилия в системе в предельном со­ стоянии

174

Предварительное напряжение в затяжке, необходимое для включения ее в совместную работу с усиливаемой балкой, прини­ мают в пределах osp= 70 — 100 МПа.

Геометрические и прочностные характеристики поверхностнооклеечного стеклопластика при усилении элементов по наклонным сечениям (рис. 5.28) определяются методом итерации из условия

Рис. 5.28. Расчетная схема изгибаемого элемента, усиленного на воз­ действие поперечных сил

прочности на поперечную силу по формуле

рина усиливаемой конструкции; Л0 — рабочая высота сечения уси­

и табл. 14[33]; s — шаг хомутов; <р ь2 — коэффициент, принимае­

мый по п. 3.31 [50]; с0 — длина проекции наклонного сечения на продольную ось элемента, определяемая для усиливаемой конст­ рукции по [501.

176

Определяем площадь сечения продольной арматуры обоймы по формуле

размеры балки соответствуют проектным; признаки повреждений в балке отсут­ ствуют; прочность бетона на сжатие соответствует условному классу В25; про­

зии арматуры нет; поперечные стержни арматурного каркаса из стали класса А-1

рочный расчет выполняем по предельным состояниям, принимая расчетные сопро­

х13,56

= 49,28 кН/м;

178

=(18 X Ю4 + 7,6 X Ю4-0,8 = 204800 Н < 0,8 X 7,6X365 (100)» 221920 Н. Находим усилие, действующее на балку от шпренгеля

V = 204800 X 0,333 = 68198 Н.

Опорный момент равен М 0— 204800 X 19 = 3891200 Н .см = 3891,2 кН'см.

Определяем изгибающий момент и поперечную силу в системе от полной на­

N----------------------------------------------- Щ 8-------------------------------------------

=198770 Н = 198,8 кН « 204,8 кН, т. е. балка обладает достаточной несу­ щей способностью.

б) Усиление монолитной железобетонной обоймой.

Принимаем толщину обоймы усиления в растянутой зоне балки и сбоку 7 см,

всжатой зоне 5 см. Тогда размеры усиленной балки будут:

матуры.

180