13.2.3. Расчет усиления железобетонных конструкций устройством их неразрезности
При устройстве усиления конструкций с обеспечением их неразрезности следует также как и при усилении дополнительными опорами стремиться к максимальной разгрузке усиливаемых конструкций. Усилия в конструкциях определяются отдельно от нагрузок, действующих до замыкания шарниров, и от нагрузок, которые прикладываются после замыкания шарниров.
В первом случае принимается первоначальная расчетная схема, а во втором случае – измененная с учетом неразрезности. Расчетные усилия в сечениях конструкций определяются как сумма усилий, полученных по первой и второй схемам. Увеличением жесткости отдельных пролетов или опорных зон можно регулировать перераспределение моментов и поперечных сил.
13.3. Расчет усиления конструкций увеличением их степени внутренней статической неопределимости
13.3.1. Расчет прочности железобетонных конструкций, усиленных предварительно напряженными затяжками
Устройство затяжек превращает усиленную конструкцию в статически неопределимую комбинированную систему, состоящую из железобетонного элемента и затяжки.
Поскольку реакция от затяжки передается на опорное сечение усиливаемой изгибаемой, внецентренно сжатой (растянутой) конструкции, то появляется дополнительная сжимающая сила. Кроме того, в зависимости от места закрепления затяжки, возникают концевые разгружающие или догружающие моменты. При усилении шпренгельными затяжками на усиливаемую конструкцию действуют разгружающие силы в местах перегиба затяжки.
Расчет прочности железобетонных элементов, усиленных затяжками производят в предположении, что предельное состояние усиленных конструкций наступает одновременно с достижением существующей арматурой и затяжкой расчетного сопротивления.
Первоначально ориентировочно определяют площадь поперечного сечения затяжки с учетом коэффициента условий ее работы:
-
для горизонтальной – 
;
-
для шпренгельной и диагональной – 
и вычисляют усилие в затяжке в предельном состоянии. Затем выполняют проверку прочности усиленной конструкции с учетом реактивной сжимающей силы затяжки.
Расчетные схемы конструкций, усиленных предварительно напряженными затяжками приведены на рис. 13.2 и 13.3.
|
|
|
Рис. 13.2. Расчетные схемы конструкций, усиленных горизонтальными затяжками: а – изгибаемой; б – внецентренно сжатой; в – внецентренно растянутой
Рис. 13.3. Расчетная схема изгибаемой конструкции, усиленной шпренгельной затяжкой
Расчетные схемы консольных конструкций, усиленных горизонтальной и диагональной затяжками, приведены на рис. 13.4 и 13.5.
После определения сечения затяжки производят проверку прочности усиленной конструкции. Дополнительная сжимающая сила опорной реакции затяжки равна:
- для горизонтальной затяжки
,
(13.4)
- для шпренгельной и диагональной затяжек
,
(13.5)
где j – угол, который составляет наклонный участок затяжки с продольной осью усиленной конструкции.
Дополнительный концевой момент равен
,
(13.6)
где 
–
расстояние между местом закрепления
затяжки и осью, проходящей через центр
тяжести сечения конструкции.
Разгружающая сила в местах перегиба шпренгельной затяжки и закрепления диагональной затяжки на консоли равна
.
(13.7)
При усилении конструкций затяжками могут возникнуть отрицательные изгибающие моменты от предварительного напряжения в затяжке. В этом случае необходимо выполнить проверку прочности конструкции на действие усилия предварительного напряжения в затяжке при нагрузке на конструкцию на стадии усиления. При этом усилие в затяжке принимается равным
,
(13.8)
где 
–
коэффициент точности натяжения, 
(учитывается
неблагоприятное влияние предварительного
напряжения), 
.
Рис. 13.4. Расчетная схема консольной конструкции, усиленной горизонтальной затяжкой
Рис. 13.5. Расчетная схема консольной конструкции, усиленной диагональной затяжкой