8.2 Расчёт усиления второстепенной балки методом наращивания

Д

Рис. 8.5 Армирование балки

ля рассмотренных в примере 1.1 исходных данных, а также с учётом дополнительных данных по размерам сечения балки и количеству арматуры (рис. 8.5), выполняем усиление балки пролётом 7 м наращиванием арматуры в нижней и верхней зонах. При этом рассматривается первый вариант усиления плиты. Определяем расчётное сопротив­ление стержневой арматуры:

Несущая способность балки до усиления:

а) на опоре

,

где и ;

б) в пролёте

высота сжатой зоны ;

.

Несущая способность балки после усиления плиты:

а) в пролёте

;

б) на опоре 137 кНм (без изменения).

Сбор нагрузки на балку после усиления плиты

Постоянная нагрузка:

пол и плита 1,44 + 2,2 = 3,64 кН/м²

вес верхней плиты 1,1  25  0,07 = 1,93 кН/м²

вес ребра 1,1  25 (0,45 – 0,08) 0,3/2,1 = 1,45 кН/м²

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

ИТОГО: 7,02 кН/м²

Временная нагрузка: 20 кН/м²

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Полная нагрузка: 27 кН/м²

Погонная нагрузка 27  2,1 = 56,7 кН/м.

Изгибающие моменты в пролёте и на опорах

.

Т

Рис. 8.6 Усиление арматурой балки в пролёте

ак как момент от заданной нагрузки больше несущей способности балки, необходимо усиление.

Усиление балки в пролёте выполняется путём приварки через посредники к нижним стержням арматуры двух стержней 2Ø16 A-III, А_s = 4,02 cм² (рис. 8.6).

Статический момент площадей относительно нижней грани:

.

Расстояние от нижней грани до центра тяжести сечения арматуры

.

Рабочая высота сечения h₀ = 48 + 6,5 – 5 = 49,5 cм.

Высота сжатой зоны см.

Несущий момент в пролёте

.

Проверка прочности балки в пролёте выполняется.

У

Рис. 8.7 Усиление балки на опоре: 1 – стержни усиления; 2 – коротыши-посредники

силение балки на опоре производится путём приварки через посредники к верхним стержням арматуры двух стержней 2Ø16 A-III (рис. 8.7).

Определяем положение центра тяжести верхней арматуры.

Статический момент площадей относительно верхней грани

.

Площадь сечения арматуры

см².

Расстояние от верхней грани до центра тяжести сечения арматуры

см.

Рабочая высота сечения h₀ = 54,5 – 9,7 = 44,8 cм.

Высота сжатой зоны см;

.

.

Проверка прочности выполняется.

Практическое занятие 9 Расчеты усиления металлических конструкций. Усиление сжатых элементов.

9.1 Расчёт усиления сварного соединения планки с колонной от действия повышенных нагрузок

Исходные данные. Планка шириной 120 мм, толщиной 12 мм приварена к колонне двумя горизонтальными швами на длине 100 мм. Перерезывающая сила Q = 50 кН, действующая в середине планки, расположена на расстоянии 100 мм от грани колонны (рис. 9.1).

Рис. 9.1 Схема соединения планки с ветвью колонны фланговыми сварными швами

При обследовании установлено, что временное нормативное сопротивление стали Сведения о сварочных материалах и типе сварки отсутствуют. Поэтому расчётное сопротивление сварного шва по металлу шва определяем по [4, табл. 3]:

.

где ; .

Расчётное сопротивление по металлу границы сплавления:

.

Так как , расчёт выполняем по металлу шва.

Касательные напряжения от силы Q

Касательные напряжения от момента вычисляем по формуле

,

где х и y – координаты точки А, наиболее удалённой от центра тяжести сечения швов: х = 5 см, y = 6 cм.

Определяем момент инерции сварных швов относительно оси х₀–х₀

.

То же относительно оси у₀–у₀

.

Результирующие напряжения

=

Здесь .

Проверка не выполняется. Усиление соединения осуществляется наплавкой шва по торцу планки (рис. 9.2). Катет шва электроды Э42А;

О

Рис. 9.2 Схема усиления сварного соединения лобовым швом

пределяем положение центра тяжести сварных швов

.

Напряжения в швах от силы Q

.

Момент инерции швов относительно оси х₀–х₀

.

То же относительно оси у–у

.

Напряжения в точке А шва (х = 7,2 см, у = 6 см) от момента :

Результирующее напряжение при :

<

Условие прочности выполняется.