Содержание

ВВЕДЕНИЕ 4

1. Определение несущей способности изгибаемого железобетонного элемента прямоугольной формы усиленного двусторонним наращиванием сечения 5

2. Проверка несущей способности внецентренно сжатого железобетонного элемента прямоугольной формы, усиленного двусторонним наращиванием сечения 10

3. Расчет усиления ленточного фундамента 14

4. Расчет усиления кирпичного простенка металлическими обоймами 17

5. Расчёт усиления металлической балки способом увеличения сечения 21

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 28

ПРИЛОЖЕНИЯ 29

Введение

Проблемы повышения долговечности зданий и сооружений в условиях рыночной экономики являются весьма актуальными, поскольку здания изнашиваются быстрее там, где не выделяются средства на нормальную техническую эксплуатацию, а таких зданий в последние годы становится все больше и больше.

Необходимость реконструкции зданий требует решения вопросов о надежности существующих конструкций зданий, выявления в них резервов для увеличения нагрузок или, наоборот, дефектов, снижающих вероятность безаварийной работы.

Исходя из указанных проблем, в учебную программу студентов по специальности «Промышленное и гражданское строительство» (всех форм обучения) включена дисциплина «Реконструкция зданий, сооружений и застройки», содержащая методики проверочных расчетов конструкций зданий и сооружений на основании выполненного технического обследования, систематизацию основных причин возникновения дефектов, их классификацию. Большой раздел посвящен способам усиления конструкций.

В целях более полного освоения практических навыков расчета усиления строительных конструкций в дисциплину «Реконструкция зданий, сооружений и застройки» введена самостоятельная работа, которая включает ряд заданий по расчету усиления и проверке несущей способности усиленных сечений.

Методические указания содержат варианты заданий и примеры их выполнения, что позволяет студентам использовать их при выполнении расчетно-графической работы, при самостоятельном изучении курса, а также будут полезны в их дальнейшей практической деятельности.

1. Определение несущей способности изгибаемого железобетонного элемента прямоугольной формы усиленного двусторонним наращиванием сечения

Расчет производится как для монолитных конструкций. Различного рода дефекты в усиливаемой конструкции (коррозия арматуры, расслоение бетона и др.) учитываются так же, как и при расчете конструкции до усиления.

В связи с тем, что усиленный элемент может иметь в одном сечении различные классы бетона и арматуры, расчет изгибаемых элементов по нормальным сечениям производится по общему случаю расчета железобетонных конструкций в соответствии со СНиП 2.03.01-84*.

При наличии двойной арматуры как в существующей конструкции, так и в элементах усиления, нормальные сечения изгибаемого элемента, нагруженного внешней силой, расположенной в плоскости оси симметрии, возможно рассчитывать в зависимости от соотношения фактической величины относительной высоты сжатой зоны бетона  и ее граничного значения _R, определяемого по СНиП 2.03.01-84*. При подсчете _R принимается, что предельное состояние в конструкции достигается одновременно с достижением в растянутой арматуре расчетного сопротивления, принятого в соответствии со СНиП 2.03.01-84*, но без учета коэффициента _s6.

В случае расположения в сжатой зоне бетона различных классов, при определении  и _R в расчетах принимается расчетное сопротивление бетона более низкого класса. При различных классах арматуры в существующей конструкции и элементах усиления их расстояние от центра тяжести определяется с использованием приведенной площади сечения:

; (1.1)

, (1.2)

где A_s,red и — приведенная площадь сечения в растянутой и сжатой арматуре;

A_s и — площади растянутой и сжатой арматуры существующей конструкции;

A_s,ad и — то же, элементов усиления;

R_s и R_s,ad — расчетные сопротивления растяжению существующей арматуры и стержней усиления;

R_sc и R_sc,ad — то же, сжатию.

При этом

α_red = , (1.3)

где h_o,ad — расстояние от сжатой грани усиленного элемента до центра тяжести растянутой арматуры элемента усиления.

Относительная высота сжатой зоны

 = , (1.4)

где b — ширина усиленного элемента.

Расчет прочности усиленного сечения:

M  R_b,redbx(h_o,red – 0,5x) + R_sc (h_o,red – a^’), (1.5)

где x — высота сжатой зоны бетона;

a^’ — расстояние от сжатой грани бетона усиленного элемента до центра тяжести сжатой арматуры усиления.

Приведенное расчетное сопротивление сжатой зоны бетона:

R_b,red = (R_bA_b + R_b,adA_b,ad)/A_b,tot , (1.6)

где R_b — расчетное сопротивление бетона существующей конструкции при сжатии; R_b,ad — то же, элементов усиления; A_b — площадь сжатой зоны усиливаемого элемента; A_b,ad — то же, усиливающего элемента; A_b,tot = A_b + A_b,ad — суммарная площадь сжатой зоны усиленного элемента.

Высота сжатой зоны бетона рассчитывается по формуле:

x = . (1.7)

Если сжатая зона находится в пределах бетона усиления, R_b,red принимают равным R_b,ad и уточняют новую высоту сжатой зоны бетона.

Как и обычные железобетонные изгибаемые элементы, усиливаемые конструкции рекомендуется проектировать при соблюдении условия x  _R h_o,red. Если площадь растянутой арматуры по конструктивным соображениям или по расчету принята большей и x  _R h_o,red, то допускается производить расчет по формуле (1.5), вычислив высоту сжатой зоны по формуле:

x = , (1.8)

где

_s = ; (1.9)

_s,ad = , (1.10)

где _sp — предварительное напряжение в арматуре до обжатия бетона (при натяжении на упоры) или в момент снижения напряжения обжатия в бетоне под воздействием внешних фактических или условных сил.

Величина _sp определяется по СНиП 2.03.01-84* при _sp  0. При отсутствии предварительного напряжения в формулах (1.9), (1.10) третье слагаемое в знаменателе отсутствует. При вычислении _s и _s,ad значения  и _R определяют по тому классу бетона, в котором расположена соответствующая арматура.

В условиях применения бетонов класса В30 и ниже в сочетании с арматурой класса не выше А-III можно расчет выполнять по формуле:

M  _R R_b,red b h_o,red² + R_scA′_s,red (h_o,red – a′), (1.11)

где _R = _R(1 – 0,5_R).

Нормы разрешают расчетную несущую способность переармированных элементов несколько увеличивать путем замены в условии (1.11) значения _R на (0,8_R + 0,2_m), где при   1 принимают _m = (1 – 0,5).

Если высота сжатой зоны x окажется отрицательной или равной нулю, прочность сечения проверяют из условия:

M  R_scA_s,red (h_o,red – a′). (1.12)