4.4. Определение фактической несущей способности конструкции с учетом дефекта [3, 4]
Расчет по прочности сечений изгибаемых элементов производят из условия
где М - изгибающий момент от внешней нагрузки:
Mult - предельный изгибающий момент, который может быть воспринят
сечением элемента.
Рис.4. Фрагмент плиты ПК 27.12-8
Переходим
от фактического сечения к расчетному
двутавровому заменяя круглые пустоты
квадратными
Ширина
полки в растянутой зоне
Ширина
полки в сжатой зоне
Расстояние
от центра тяжести арматуры до грани
Рабочая
высота сечения
Ширина
ребера
Рис.5. Фактическое сечение для расчета
Рис.6. Расчетное сечение фрагмента плиты шириной 185 мм.
При
5/
19 = 0,26
=
0,53
Условие
(12)
не соблюдается, значит граница сжатой зоны проходит в ребре двутавра, значение Mult определяют по формуле
(13)
при этом высоту сжатой зоны бетона х определяют по формуле
(14)
0138S10-03623
0138S10-03623
0138S10-03623
Высота сжатой зоны:
Предельный изгибающий момент:
кНм
4.5. Расчет усиления железобетонной конструкции композитным
материалом в зоне с рабочей арматурой [5, 6, 7]
Расчет по прочности сечений изгибаемых элементов производят из условия
где М - изгибающий момент от внешней нагрузки:
Mult - предельный изгибающий момент, который может быть воспринят сечением элемента.
М = 1,3 кНм
Mult = 1,1 кНм
1,3 1,1 , Не собллюдается условие
Требуется училение конструкции минимум на 1,3/1,1*100% = 20%
При расчете железобетонных конструкций, усиленных внешним армированием из композитных материалов, по предельным состояниям первой группы на действие только постоянных и длительных нагрузок расчетное значение сопротивления растяжению композитного материала следует принимать равным:
Rf = γf1∙γf2∙γf3∙Rf,n , (15)
где:
γf1 -коэффициент условий работы композитного материала, принимаемый по таблице 3 в зависимости от типа композитного материала и условий эксплуатации конструкции;
Коэффициенты условий работы γf1 композитного материала
Таблица 6.
-
Условия эксплуатации конструкции
Тип композитного материала
Значение коэффициента γf1 для
ламинатов
холстов, сеток и других тканных материалов
Во внутренних помещениях
Углекомпозит
0,95
0,9
Стеклокомпозит
0,75
0,7
γf2 - коэффициент условий работы композитного материала, учитывающий сцепление композитного материала с бетоном, определяемый по формуле:
(16)
где
-
значение предельных относительных
деформаций композитного
материала, определяемое по формуле:
(17)
при
значении
,
вычисленном по формуле:
,
(18)
при:
γf2= 1,0;
-
коэффициент надежности по композитному
материалу, принимаемый при расчете по
предельным состояниям первой группы
равным:
1,2 – для углекомпозита; 1,8 – для стеклокомпозита.
n – число слоев композитного материала
-
безразмерный параметр, численно равный
значению толщины одного
слоя
композитного материала, мм;
-
модуль упругости композитного материала,
МПа;
-
расчетное значение сопротивления бетона
осевому сжатию, МПа.
γf3-
коэффициент снижения нормативного
сопротивления растяжению композитного
материала при длительном действии
нормативной нагрузки, принимаемый
равным: 0,8 –
для
углекомпозита;
0,3 –
для
стеклокомпозита
Rf = 0,9 ∙0,7∙0,8∙4900 = 2450 МПа
Рис.7. Расчетное сечение фрагмента плиты шириной 185 мм. с усилением
При
11/ 19 = 0,51
= 0,53
Условие
(19)
не соблюдается , значит граница сжатой зоны проходит в ребре двутавра , значение Mult определяют по формуле
(20)
при этом высоту сжатой зоны бетона х определяют по формуле
(21)
0138S10-03623
0138S10-03623
0138S10-03623
Высота сжатой зоны:
Предельный изгибающий момент:
1,3 1,4
Запас несущей способности после усиления составил 1,4/1,3∙100% = 10%