13.3.2. Расчет прочности железобетонных конструкций, усиленных шпренгелями и шарнирно-стержневыми цепями
Расчет конструкций, усиленных шпренгелями и шарнирно-стержневыми цепями, производят в следующей последовательности. Определяют необходимую степень разгрузки усиливаемой конструкции из условия прочности, как разность между внутренними усилиями в расчетных сечениях от полной нагрузки и усилиями, соответствующими фактической прочности конструкции. Затем проектируют очертание шпренгеля или шарнирно-стержневой цепи. Стрелу подъема рекомендуется принимать максимальной с учетом допускаемых габаритов. При проектировании шпренгелей или шарнирно-стержневых цепей рекомендуется распор от ветвей передавать на усиливаемую конструкцию ниже центра тяжести ее сечения.
Реакции в подвесках (стойках) определяют из условия создания требуемой разгрузки усиливаемой конструкции по изгибающему моменту или поперечной силе. Распор в цепи, передаваемый на усиливаемую конструкцию определяется из условия равновесия сил. Производят проверку прочности усиливаемой конструкции с учетом внецентренно приложенной реакции распора. По найденным реакциям в подвесках и геометрическим размерам цепи определяют усилия в отдельных ветвях и площадь поперечного сечения.
При проектировании усиления шпренгелями и шарнирно-стержневыми цепями стропильных ферм следует учитывать, что дополнительные сосредоточенные силы, прикладываемые к узлам ферм, могут увеличивать усилия в ее отдельных элементах, поэтому требуется проверка прочности элементов фермы.
13.3.3. Расчет прочности железобетонных конструкций, усиленных предварительно напряженными распорками
Устройство предварительно напряженных распорок превращает усиленную конструкцию в статически неопределимую комбинированную систему, состоящую из железобетонного элемента и распорок. При передаче реакции от распорки на опорное сечение изгибаемой, центрально (внецентренно) сжатой (растянутой) конструкции появляется дополнительная растягивающая сила. Кроме того, при односторонних распорках или при разных усилиях в ветвях двухсторонних распорок возникают концевые разгружающие моменты.
Расчет конструкций, усиленных распорками, производится в предположении, что в предельном состоянии напряжения в распорке достигают расчетных сопротивлений.
Расчет прочности железобетонных конструкций, усиленных распорками, может производиться по общему случаю расчета с учетом коэффициентов условий работы:
для распорок с предварительным напряжением без надреза полок стоек ;
для распорок с предварительным напряжением путем создания уклона стоек с надрезом их полок в местах перегиба
.
Ветви распорки, установленные в растянутой зоне усиливаемых конструкций, в расчете не учитываются.
Проверка прочности усиленной конструкции производится с учетом влияния опорной реакции распорки (рис. 13.6).
Рис. 13.6. Расчетная схема сжатого элемента, усиленного односторонней распоркой
Дополнительная растягивающая сила опорной реакции распорки
.
(13.9)
Дополнительный концевой момент для односторонней распорки
,
(13.10)
где ead – расстояние между местом закрепления распорки на конструкции и осью, проходящей через центр тяжести ее сечения.
При устройстве распорки в усиливаемых конструкциях могут возникнуть отрицательные изгибающие моменты и растягивающие усилия от предварительного напряжения в распорке. Необходимо выполнять проверку прочности на стадии усиления на действие усилия предварительного напряжения в распорке при нагрузке на конструкцию в момент устройства распорки. При этом усилие в распорке принимается равным
.
(13.11)
Расчет предварительно напряженных распорок в момент усиления производится как для стальных конструкций по [11]. Расчетная длина ветви принимается равной полной длине распорки или расстоянию от места перегиба до упора в конструкцию в зависимости от метода создания предварительного напряжения.