Рассчет наращенных сечений
2013-12-27
542
Поделись
Наращивание сечения изгибаемых элементов
Усиление решетчатых балок
Для усиления решетчатых балок и их отдельных элементов можно применять те же способы, что и для сплошных, — шпренгели, внешние хомуты и пр. Однако решетчатые балки являются статически неопределимыми (рамными) конструкциями и в их работе есть некоторые особенности. В частности, при проектировании усиления следует проверять не только нормальные сечения (т.е. сечения поясов) и наклонные сечения в опорных участках, но и сечения стоек, работающих на сжатие или растяжение преимущественно с большими эксцентриситетами. В первую очередь это относится к приопорным стойкам. Непродуманные схемы усиления могут привести к росту усилий в этих элементах со всеми вытекающими последствиями. Поэтому при общем усилении балок (например, в связи с ожидаемым увеличением нагрузок) следует усиливать и стойки.
Одним из возможных вариантов их усиления является установка по диагонали отверстий стальных раскосов в виде распорок (рис. 14) или растяжек, воспринимающих дополнительные сдвигающие усилия и, тем самым, снижающих узловые моменты в решетке. Понятно, что для включения раскосов в работу необходимо создать плотный контакт распорок с поверхностью бетона и выбрать слабину растяжек, а для повышения эффективности усиления — как можно больше разгрузить балки. Приведенные приемы усиления стоек в равной степени применимы и к безраскосным фермам, имеющим, по существу, ту же расчетную схему, что и решетчатые балки.
Цель наращивания сечений — увеличение несущей способности. При наращивании иногда изменяют и расчетную схему — например, однопролетные конструкции превращают в многопролетные путем установки надопорной арматуры и ее обетонирования. Наращивание выполняют из монолитного железобетона (рис. 15), оно может быть односторонним, двусторонним, трехсторонним (рубашка) и четырехсторонним (обойма). При одно- и двустороннем наращивании увеличивается ширина или высота сечения, при трех- и четырехстороннем — ширина и высота. Разумеется, при этом увеличивается и армирование.
Для включения в совместную работу необходимо обеспечить сцепление нового бетона со старым, т. е. выполнить насечку на поверхности старого бетона, тщательно очистить ее (промыть водой или продуть сжатым воздухом) и увлажнять в течение 1...1,5 час. перед бетонированием, не оставляя луж воды. Особо тщательно следует выполнять насечку на гладких гранях, соприкасавшихся с опалубкой, а очистку поверхности — в местах, где имеются масляные пятна и сильное загрязнение.
К сожалению, полной ясности в этом вопросе нет, поскольку почти все экспериментальные исследования проводились на опытных образцах, полностью разгруженных до начала усиления. Очевидны только две крайние ситуации:
а) при условии предварительного снятия всей полезной нагрузки наращённое сечение будет работать как единое (монолитное), расчет которого ведется обычными методами (с поправками на разные классы арматуры и бетона),
б) если на усиливаемую конструкцию действует полная нагрузка, то наращивание смысла не имеет. Для промежуточных положений практические методы расчета отсутствуют. Некоторые справочники, правда, рекомендуют поступать следующим образом: если в момент наращивания нагрузка превышает 65% расчетного значения, то расчетное сопротивление бетона и арматуры наращённой части принимается с коэффициентом 0,8, если не превышает, то с коэффициентом 1,0.
В действительности, дело обстоит сложнее, т. к. важную роль будет играть то, к какому типу относится нормальное сечение усиливаемой конструкции (к "слабо-" , "нормально-" или "переармированному"), каков предел текучести у старой и новой растянутой арматуры, какова доля оставшейся нагрузки от полной, есть ли трещины в существующей конструкции и т.д.
Рассмотрим влияние только одного из перечисленных факторов. Если в существующей изгибаемой конструкции трещины отсутствуют, то напряжения в ее растянутой арматуре не превышают 20...30 МПа. В этом случае можно допустить (хотя и с большой натяжкой), что старая и новая арматура начнут работать "с нуля". Однако и здесь возможны разные варианты. Например, если классы арматуры одинаковы, то в расчет их можно вводить с одинаковым расчетным сопротивлением. Если классы разные (например, у старой А-1, а у новой A-III), то в момент достижения старой арматурой расчетного предела текучести напряжения в новой будут не более 60% ее расчетного сопротивления. Если новая растянутая арматура установлена в поперечном сечении не в одном уровне, а ниже старой, то напряжения в ней будут более высокими. Еще сложнее решать задачу, если в конструкции уже имеются трещины или если усиливаемое сечение "переармировано"