19. Необходимость усиления жбк при реконструкции. Способы усиления жбк, ошибки при разработке и выполнении.

Если ЖБК не удовлетворяют требованиям расчётов по 1 группе предельных состояний, то конструкции необходимо усиливать всегда, если нельзя снизить нагрузки. Конструкции неудовлетворяющие требованиям для II группы пред. состояний по величине прогибов, допускается не усиливать, если это не препятствует нормальной эксплуатации к-ции, соблюдаются условия 1 гр. пред. сост-й, соблюдаются требования трещиностойкости. Решение о необходимости, возможности и целесообразности усиления ЖБК в каждом конкретном случае должны приниматься в зависимости от следующих условий:- от технического состояния и действующих нагрузок на конструкцию; - от эксплуатационных требований; - от технического состояния других конструкций и узлов; от технический возможностей; - от экономический показателей. Способы усиления ЖБК. Объединены в 3 группы: 1.усиление с изменением конструктивной схемы; 2.усиление с изменением напряженного состояния; 3.усиление с изменением параметров сечения. Рассмотрим 3-ю группу способов. 1). Устройство обойм для ЖБК. При устройстве обойм усиление происходит за счет ограничения поперечных деформаций, как при косвенном армирование. Расчет усиленных обоймами элементов выполняется по аналогии с элементами, усиленными косвенным армированием. Основные расчетные факторы принимаются такими же, как пи косвенном армировании. Шаг поперечных планок принимается для жб обойм не более 15 см; для стальных обойм не более 50 см и не более h_min.

Обоймы должны плотно соприкасаться с усиливаемой конструкцией. Если перед усилением конструкцию нельзя разгрузить на 70% от требований несущей способности, то поперечное армирование усиления следует выполнять предварительно напряженным, чтобы оно работало сразу же. Продольное армирование в обоймах рекомендуется соединять по возможности с существующей продольной арматурой конструкции, и если усиление выполнено для разгруженной конструкции, то сама обойма будет воспринимать часть действующего усилия. Усиление будет за счет ограничения поперечных деформаций, как при расчетах на косвенное армирование и за счет увеличения площади арматуры и бетонного сечения. Шаг между соединяемыми элементами S≤20d. ; 2). Увеличение размеров сечения.

В ЖБК выполняется устройством рубашек или наращиванием сечений.; T≤T_u↑(S↑,R_bn,R_sn,γ_bi,γ_si)

M_u=R_bbx(h_o-x/2), x=R_sA_s/(R_bb)

M_u’ – момент, который воспринимает балка усиленная в сечении.: A_s’=A_s+A_sдоп

M_u’=R_b b x’(h_o-x’/2), x’= R_s A_s’/(R_b b)

M_u’=M_max → A_s’, h_o’ M_max ≤ M_u’ Точки 1и 2 – точки теоретического обрыва арматуры,

а – длина, на которую заводится дополнительная арматура за точки теоретического обрыва. а ≥ l_ап, а ≥ 50см, а ≥ 5t. Если не обеспечена прочность не только нормальных но и наклонных сечений, то необходимо увеличить несущую способность на восприятие поперечной силы.:Q ≤ Q_ub = Q_b + Q_sw: Q_b = M_b/c_o: Q_sw=q_sw*c_o: c_{o –} проекция наклонного опасного сечения: M_b↑=φ_b3R_btb↑h_o²: q_sw↑=R_swA_sw1n↑/S; c_o = √(M_b/q_sw). Можно увеличить ширину сечения и количество каркасов поперечной арматуры. Это 2-стороняя рубашка. Если надо увеличить прочность сечения и по нормальным сечениям и по наклонным, то делаем трех стороннюю рубашку.

Усиление можно выполнять увеличением сжатой зоны. Особенно это эффективно для двутавровых сечений.

M_u↑=R_sA_sz_b↑; R_sA_s=R_bbx По требуемому моменту, который должен восприниматься сечением определяется zb и соответственно размеры рубашки. Для того, чтобы рубашка работала совместно с усиленным бетоном конструкции, необходимо

- усиление выполнять для разгруженной конструкции;- обеспечить невозможность взаимного смещения бетона усиления и бетона существующей конструкции.

Для устранения взаимных деформаций устраиваются шпонки, бетон усиления заполняет гнезда или отверстия в бетоне существующих конструкций.

Способ инъецирования аналогичен каменным конструкциям, но составы используются на основе эпоксидных смол. Ремонт в сжатых зонах. Для того, чтобы бетон усиления не выпучивало из сжатой зоны, в сжатых зонах грани должны быть ┴ -ны и ║-ны направлению сж. усилий или напряжений. Для обеспечения сцепления старого и нового бетона необходимо удалить разрушенные участки старого бетона, поверхность очистить от пыли и грязи, особенно от масляных пятен, сделать на них насечку, промыть водой, но без скопления влаги. Прочность бетона усиления принимать не ниже бетона существующих конструкций и не ниже В20. За рубежом для усиления применяют приклеивание к плоскостям элементов стальных пластин или полос из полимерных материалов.

1). Усиление с изменением конструктивной схемы. 1. Превращение конструкций в неразрезные (происходит изменение характера эпюр), 2. Установка дополнительных жестких опор.Жесткими дополнительные опоры считаются, если их жесткость или дефформативность сопоставима с жесткостью существующих опор.Если не учитывать эти жесткости, то дополнительная опора может быть на много меньше, чем у существующих опор.При изменении знаков моментов, изменяется положение растянутой зоны. Необходимо проверить прочность этих сечений.

3. Регулировка осадок опор.При увеличении нагрузки, пока балка не коснулась опоры, действует небольшой момент. Балка работает как однопролетная шарнирно-опертая. При дальнейшем увеличении нагрузки балка касается опоры и превращается в 2-х пролетную, но момент при этом знак не меняется.

Здесь достаточно сложно учесть взаимное влияние расчетной осадки опоры и ее жесткости на эпюру моментов. 4. Установка дополнительных упругих опор. M=M_u^б+М_u^c=2M_u^б=2M_u^c σ=M_u^c/W=R_y→W и подбирают профиль. Стальную балку надо преднапрячь. По материалу находим профиль f=f(x) Определяем расчетную величину прогиба, который соответствует расчетной величине x и выполняем подклинку пока практический прогиб не достигнет расчетного у стальной балки.

5. Выносные опоры. Их делают, когда недостаточно длины площадки опирания или когда необходимо уменьшить расчетный пролет. Опирание стальных элементов усиления на ЖБК или каменные конструкции всегда надо делать через слой раствора для равномерного распределения давления.

2). Усиление с изменением напряженного состояния. В местах, где меняется знак момента, если не достаточно арматуры могут появиться трещины или даже разрушение.

Распорки позволяют снизить передаваемуюна колонну продольную нагрузку.После обжатия распорки соединяют планками, чтобы не разошлись, но это не обойма. Они воспринимают продольную силу.

N_ус = f (f,φ); Δl = l-l_o; σ=εE; ε = Δl/l_o

N_ус = A σ; А – площадь сечения.

Необходимо учитывать обжатие в опорных частях, которое приводит к уменьшению разгружающего усилия.