5. Расчет усиления крайнего ригеля

Расчет усиления по нормальным сечения на опоре. Расчетный изгибающий момент . Армирование в растянутой опорной зоне ригеля до реконструкции было принято из 6 12(КП1). Это армирование обеспечивает восприятие момента . Усиляющая арматура должна обеспечить восприятие момента .

.

Рис.6 Расчетное сечение усиленного ригеля на опоре. 1 – усиляющая опорная арматура

Проверяем условие

Следовательно, граница сжатой зоны проходит в полке.

.

- т. е. сжатая арматура по расчету не требуется.

,

,

.

Принимаем 6 22 А400 с . Длину стержней от места сопряжения ригеля с колонной принимаем равной . С помощью этой арматуры компонуем сетки, которые будут укладываться вдоль цифровых осей здания.

Расчет усиления по нормальным сечениям в пролете. Расчетный изгибающий момент . Армирование в растянутой пролетной зоне крайнего ригеля до реконструкции принято из 5-12мм А300 с (КП1).

Усиляющая арматура будет привариваться к пролетной арматуре ригеля через коротыши. Перед приваркой коротышей у балки отбивается защитный слой бетона. Согласно [2], коротыши принимаются диаметром 10…40мм, длиной 50…200мм и располагаются через 200…1000мм. Класс арматуры А300. Примем коротыши 16 А240. Усиляющую арматуру будем определять методом подбора. Примем вначале арматуру из

5шт 32ммА400 с .

,

Где 196мм=220мм-24мм

24мм- защитный слой продольной арматуры до реконструкции КП1.

28мм- защитный слой продольной арматуры после реконструкции.

Рис.8

Проверяем условие

Следовательно границы сжатой зоны проходит в полке.

Проверяем несущую способность усиленного ригеля

Таким образом, несущая способность обеспечена.

Расчет усиления по наклонным сечениям. Вначале рассмотрим зону примыкания ригеля к колонне, где _{. Без усиления ригель воспринимает (КП1). Следовательно, поперечная арматура усиления должна обеспечить восприятие поперечного усилия}

, где

Примем хомуты усиления из арматуры класса А240. Тогда (Прил.1, Табл.П.1.4) Шаг хомутов назначаем из условия [1] ; Принимаем . Тогда

По сортаменту принимаем 2шт 28мм А240 с . Размещаем хомуты усиления на расстояние от опоры

Рассмотрим теперь зону примыкания крайнего ригеля к стене, где

Принимаем 2 28 А240 . Размещаем хомуты усиления на расстояние от стены, равной 1050мм. Шаг хомутов 150 мм.

6. Расчет усиления среднего ригеля

Вначале определим сечение нижней растянутой арматуры на действие изгибающего момента , действовавшего до реконструкции (КП1).

Исходные данные для расчета , , ,

, , бетон класса В25, арматура из стали класса А400; , (см. выше)

Проверяем условие

Следовательно, сжатая зона бетона располагается в пределах полки.

.

- сжатая арматура по расчету не требуется.

,

,

По сортаменту принимаем 5шт 8мм с .

Выполним теперь расчет ригеля на действие поперечной силы, действовавшей до реконструкции, [КП1]

Расчет прочности по полосе между наклонными сечениями производится из условия (1) (см. выше).

Имеем

Следовательно, прочность плиты по бетонной полосе между наклонными сечениями обеспечена.

Выполняем расчет прочности на действие поперечной силы по наклонному сечению. Из условия свариваемости диаметр поперечной арматуры должен быть . Принимаем из арматуры класса В500, . Количество поперечных стержней принимаем равным количеству продольных 5шт. Тогда площадь сечения 5-и стержней диаметром 3 мм составит . Шаг поперечных стержней в продольной зоне ; Назначаем . Проверяем условие (2), в котором условие определяется по формуле (3), а усилие - по формуле (4).

По формуле (5)

Проверяем условие (6)

Следовательно, поперечная арматура в расчете не учитывается, и условие (2) записывается в виде условия (7), по которому имеем

Таким образом, прочность ригеля по наклонному сечению до реконструкции обеспечена.

Усилие ригеля производим шпренгельной затяжкой. Согласно [6], шпренгельные затяжки следует изготавливать из стали классов А240, А400, А500, А600 диаметром от 12 до 36мм. Выполним расчет усиления в соответствии с [8].

Момент, воспринимаемый ригелем в пролете до реконструкции Момент, действующий в пролете после реконструкции Поперечная сила, воспринимаемая ригелем до реконструкции . Поперечная сила, действующая сила после реконструкции .

Затяжки будут закрепляться на поверхности нового уложенного бетона.

Площадь сечения затяжек определяем методом подбора из условия (1)[8]

, (8)

Где - расстояние от точки крепления затяжки до центра тяжести шпренгеля на горизонтальном участке. Предварительно принимаем

,

Где 365мм - высота усиленного ригеля.

Принимаем затяжки из 2 40 А400( ) и проверим условие (8):

Т.о., принимаем затяжки из 2 40 А600 при величине распора Н=715186Н

Уточняем значение :

Где - соответственно диаметр опорный детали и толщина опорной пластины на месте сгиба затяжек

Уточняем значение распора Н:

Определяем значение угла из системы выражений (2) и (3) [8]

Подставим формулу (9) в формулу (10) и решим её относительно

Согласно [8] проверим прочность усиленного ригеля как внецентренно сжатого элемента

Где

75мм-толщина бетона усиления,

hp =290мм-высота ригеля до реконструкции,

V-по формуле (9)

75мм-толщина бетона усиления ,

22мм-диаметр усиляющей опорной арматуры.

Составим сумму проекций внутренних и внешних усилий на продольную ось ригеля при N=H и найдем высоту сжатой зоны бетона х:

Из последнего выражения получили х=-1,57мм <0. В этом случае прочность проверяется по условию:

Т.о., усиленный ригель обладает достаточной несущей способностью.

Выполним расчет узла крепления определяется длиной резьбы. Резьба гайки и шпренгеля работает на срез. Материал гайки принимаем такой же, как и у шпренгеля, т.е. сталь класса А400, поэтому расчет на срез достаточно выполнить только для гайки.

Расчетное сопротивление срезу материала гайки

Величину основания резьбы принимаем (рис.5[8])

Площадь среза определяется по формуле

Несущая способность одного витка резьбы

Число витков резьбы

Общая схема усиления ригелей крайнего и среднего пролета приведена на рис.8

Рис.8 Общая схема усиления ригелей крайнего и среднего пролета

1-горизонтальные затяжки из 5 8А400, 3- хомуты 28 А240, 2-опорная арматура 6 22 А400, 4-шпренгельная затяжка 2 40 А400