Лазовский_Ч2_УМК_Проектирование реконструкции

Добавил:

kane4na kane4na@yandex.ru Полоцкий Государственный Университет (ПГУ), город Новополоцк. Что бы не забивать память на компьютере, все файлы буду скидывать сюда. Надеюсь эти файлы помогут вам для сдачи тестов и экзаменов. Учение – свет. Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Полоцкий Государственный Университет

Предмет:

Проектирование реконструкции зданий и сооружений

Файл:

ственно в плоскости оси y и x ;

– кривизна основного эле-

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

21.12.2023

Размер:

6.86 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1314 / 3414 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 > Следующая >>>

При этом параметры диаграмм состояния бетона и арматуры усили- ваемой конструкции определяются по проектным данным или результатам испытаний, а дополнительного бетона и арматуры – по СНБ 5.03.01-02.

10.2. Расчет прочности усиленных элементов по сечению, нормальному к продольной оси

Расчет прочности железобетонных элементов, усиленных увеличе- нием поперечного сечения в растянутой и сжатой зонах, под нагрузкой производится в два этапа. На первом этапе вычисляют относительные деформации элементарных площадок усиливаемого элемента от дейст- вующей при усилении нагрузки, которые согласно гипотезе плоских сече- ний определяются кривизной 1r , их расстоянием от центра тяжести се-

чения ( y0 − yi ) и продольными относительными деформациями

εN ,1 = NSd ∑Ei Ai . i =1

На втором этапе расчет производится для усиленного сечения эле- мента методом последовательного нагружения с реализацией итерацион- ного процесса вычисления относительных деформаций в элементарных площадках.

Относительные деформации в элементарных площадках сечения усиленного элемента (рис. 10.1) определяются из условий:

для изгибаемых элементов:

−в основном сечении

εi	=	1	( yo,c − yi ) ;	(10.1)

		rc

− в дополнительном сечении

εi	=	1	( yo,ad − yi ) ;	(10.2)

		rad

для внецентренно сжатых (растянутых) элементов:

−в основном сечении

				( NSd +	n
	1	( yo,c	− yi ) + εN ,1 +	( NSd +	NSd ) − εN ,1 ∑Ei Ai
εi =	1				i =1	;	(10.3)
εi =	rc			n	m	;	(10.3)
	rc			∑Ei Ai + ∑ E j Aj
				∑Ei Ai + ∑ E j Aj
				i =1	j =1

131

− в дополнительном сечении

				( NSd +	n
	1	( yo,ad	− y j ) +	( NSd +	NSd ) − εN ,1 ∑Ei Ai
ε j =	1				i =1	.	(10.4)
ε j =	rad			n	m	.	(10.4)
	rad			∑ Ei Ai + ∑ E j Aj
				i =1	j =1
аа	бб				в

Msd

Рис. 10.1. Расчетное сечение (а) и распределение деформаций усиленного желе- зобетонного элемента: б – изгибаемого; в – внецентренно сжатого

Значения

, y

определяются из совместного решения

o,ad

rad

o,c

уравнений:

− для изгибаемых элементов:

∑Ei Ai

( yo, ad − yi )2

+ ∑ E j

Aj ( yo, ad

− y j )2

rad

i =1

j =1

( yo − yi )( yo,ad − yi ) − (M Sd + M Sd ) = 0,

∑ Ei Ai

i =1

∑Ei Ai

( yo, ad − yi ) + ∑ E j Aj ( yo, ad − y j )

i =1

j =1

(10.5)

∑ Ei Ai

( yo − yi )

= 0,

r i =1

−

y ,

o,c

o,ad

−

;

rad

132

− для внецентренно сжатых (растянутых) элементов:

∑Ei Ai

( yo,ad − yi )2 + ∑ E j Aj

( yo,ad − y j )2

rad

i =1

j =1

( yo − yi )( yo, ad − yi ) +

∑ Ei Ai

r i =1

+εN ,1 ∑ Ei Ai ( yo,ad − yi ) − ( NSd + NSd )( yo, ad − eN ) = 0,

(10.6)

i =1

∑Ei Ai

( yo,ad − yi ) + ∑ E j Aj ( yo, ad − y j ) +

∑ Ei Ai ( yo

− yi ) = 0,

i =1

j =1

i =1

−

y ,

o,c

rad

o, ad

r o

−

rad

где

1 r

–

кривизна основного (усиливаемого) элемента от действующей

при усилении нагрузки; 1 rad –

кривизна дополнительного (усиливающе-

го) элемента от действующей нагрузки после усиления;

1 rc –

кривизна

основного элемента от действующей после усиления нагрузки;

y0 – рас-

стояние от выбранной оси до центра тяжести сечения основного элемента при усилении; y0,ad – расстояние от выбранной оси до центра тяжести се-

чения дополнительного элемента после усиления; y0,c – расстояние от вы-

бранной оси до центра тяжести сечения основного элемента после усиле-

ния; M Sd , NSd – соответственно изгибающий момент и продольное усилие от действующей при усилении нагрузки (растягивающее усилие принима-

ется со знаком «плюс», сжимающее – « минус».); M Sd , NSd – прираще-

ние соответственно изгибающего момента и продольного усилия от до-

полнительной нагрузки, приложенной после усиления; i , j – количество элементарных площадок соответственно в основном и дополнительном се-

чении усиленного железобетонного элемента.

На каждой ступени нагружения из первых двух уравнений систем

(10.5) и (10.6) методом итераций определяются неизвестные 1 rad , y0,ad .

Из третьего и четвертого уравнений вычисляются 1 rc , y0,c . По формулам

(10.1) … (10.4) определяются относительные деформации элементарных площадок основного и дополнительного сечения.

133

При расчете по деформационной модели железобетонных элементов, усиленных увеличением поперечного сечения, в случае косого изгиба и косого внецентренного сжатия-растяжения расчет производится относи- тельно двух осей.

Относительные деформации в элементарных площадках сечения уси- ленного железобетонного элемента (рис. 10.2) определяются из условий:

для косоизгибаемых элементов:

−в основном сечении

εi	=	1		( yo,c	− yi ) +	1	(xo,c − xi ) ;	(10.7)

	rc		y		rc		x

− в дополнительном сечении

ε j

( yo,ad

− y j ) +

(xo, ad

− x j );

(10.8)

rad y

rad

Рис. 10.2. Расчетная схема кососжатого железобетонного элемента, усиленного обоймой

134

для кососжатых элементов:

−в основном сечении

( N +

N ) − ε

N ,1

∑E A

( y

− y )

) + ε

i =1

i i

− x

N ,1

; (10.9)

o,c

rc x

o,c

∑Ei Ai + ∑ E j Aj

i =1

j =1

− в дополнительном сечении

( N +

( yo, ad − y j ) +

(xo,ad

− x j ) +

N ) − εN ,1 ∑Ei Ai

i =1

ε j

(10.10)

rad y

rad

∑Ei Ai + ∑ E j Aj

i =1

j =1

Значения

, yo,c , xo,c , yo,ad , xo,ad

опре-

rad

деляются из совместного решения уравнений: − для косоизгибаемых элементов

( y

− y )

( y

)

∑E A

+ ∑ E

− y

y i =1

i i

o,ad

j =1

o,ad

(M y + M y ) = 0,

∑ Ei Ai

( yo − yi )( yo,ad

− yi ) −

y i =1

∑Ei Ai

(xo,ad − xi )

∑ E j Aj (xo,ad − x j )

x i =1

j =1

( xo − xi )(xo,ad

− xi )

− (M x + M x ) = 0,

∑Ei Ai

x i =1

∑Ei Ai

( yo,ad − yi ) + ∑ E j Aj ( yo,ad − y j )

rad

y i =1

j =1

(xo,ad

)

∑ Ei Ai (xo,ad − xi ) + ∑ E j Aj

− x j

rad x i =1

j =1

∑ Ei Ai

( yo − yi ) +

∑Ei

Ai ( yo

− yi )

= 0,

y i =1

r x i =1

yo,c

−

yo,ad =

yo ;

xo,c

−

xo,ad

rc y

rad y

rad

−

;

−

;

rad

y rc

rad

(10.11)

xo ,r x

135

− для кососжатых элементов

( yo, ad − yi )

( yo, ad − y j )

∑Ei Ai

+ ∑ E j Aj

rad

i =1

j =1

∑ Ei Ai

( yo − yi )( yo, ad

− yi )

i =1

+εN ,1 ∑Ei Ai ( yo, ad − yi ) − ( N + N )( yo,ad − eNy ) = 0,

i =1

∑E A

− x )

∑ E

− x

) +

i =1

i i

o,ad

j =1

o,ad

∑Ei Ai

( xo − xi )(xo,ad

− xi )

i =1

− xi ) − ( N +

N )(xo, ad − eNx ) = 0,

(10.12)

+εN ,1 ∑Ei Ai (xo, ad

i =1

∑E A

( y

− y ) + ∑ E

( y

− y

)

i =1

i i

o, ad

j =1

o, ad

rad

∑Ei Ai (xo, ad − xi ) + ∑ E j Aj

(xo,ad − x j )

rad x i =1

j =1

∑ Ei Ai

( yo

− yi )

∑ Ei

Ai ( yo − yi )

= 0,

i =1

r x

i =1

yo,c −

yo, ad =

;

xo,c −

xo, ad

rad

−

;

−

rad

r y

rad

где

– кривизны основного элемента от действующей при уси-

r y

r x

лении нагрузки соответственно в плоскости оси

y и x ;

–

rad y

rad x

кривизны дополнительного элемента от нагрузки после усиления соответ-

мента от действующей после усиления нагрузки соответственно в плоско- сти оси y и x ; yo , xo – расстояния от выбранных осей до центра изгиба сечения усиливаемого элемента при усилении соответственно в плоскости

136

оси y и x ; yo,ad , xo,ad – расстояния от выбранных осей до центра изгиба

сечения дополнительного элемента после усиления соответственно в плос- кости оси y и x ; yo,c , xo,c – расстояния от выбранных осей до центра из-

гиба сечения основного элемента после усиления соответственно в плоско-

сти оси y и x ; M y , M x	и N –		составляющие изгибающего момента соот-
ветственно в плоскости оси		y	и	x	и продольная сила от действующей
при усилении нагрузки;	M x	,	M y	и	N – составляющие приращения из-

гибающего момента соответственно в плоскости оси y и x и продольного усилия от дополнительной нагрузки, приложенной после усиления; i , j –

количество элементарных площадок соответственно в основном и допол- нительном сечении усиленного железобетонного элемента.

Из первых трех уравнений систем (10.11) и (10.12) методом итераций определяются неизвестные (1rad )y , (1rad )x , yo,ad , xo,ad . Из последних четырех уравнений вычисляются (1rc )y , (1rc )x , yo,c , xo,c . По формулам

(10.7)…(10.10) определяются относительные деформации элементарных площадок основного и дополнительного сечения.

Прочность усиленного элемента устанавливается методом последо-

вательного нагружения. Максимальное усилие от внешней нагрузки, при котором относительные деформации бетона или арматуры (основного или дополнительного сечений) достигают предельных значений, соответ- ствует прочности усиленного элемента.

Расчет прочности железобетонных элементов, усиленных увеличе- нием поперечного сечения в растянутой и сжатой зонах при полной пред- варительной разгрузке, производится для увеличенного сечения в один этап, как при поверочных расчетах.

10.3. Особенности расчета раскрытия трещин и деформаций

В действующих нормативных документах введены ограничения рас- крытия трещин в железобетонных элементах и их прогибов, которые рас- пространяются и на усиленные железобетонные элементы.

Расчет раскрытия трещин производится по зависимостям (4.21)…(4.25) при значениях относительных деформаций в арматуре уси- ленных элементов, вычисленным по нормативным диаграммам материалов.

137

Деформации железобетонных элементов после усиления могут быть вычислены по формулам строительной механики. Например, для изгибае-


мых элементов пролетом leff	прогиб в сечении с координатой					x, обуслов-
ленный деформацией изгиба, определяется по формуле
	leff

ak	= ∫	M (x)		1	dx ,	(10.13)
ak	= ∫	M (x)			dx ,	(10.13)
	0		r(x)

где M (x) – изгибающий момент в сечении x от действия единичной си-

лы, приложенной по направлению искомого перемещения;	1	– кри-

r(x)

визна элемента в сечении x от нагрузки, при которой определяется прогиб. Величина деформаций усиленных железобетонных конструкций в зависимости от метода усиления и предъявляемых требований может от- считываться от первоначального состояния усиливаемой конструкции или состояния конструкции после усиления. Например, если усиление элемен- тов железобетонного перекрытия осуществляется увеличением поперечно- го сечения путем наращивания снизу и предельно допустимые прогибы ус- тановлены исходя из конструктивных и эстетических требований, отсчет назначается от состояния перекрытия после усиления. В этом случае в рас-

чет вводится дополнительная кривизна rad сечения после усиления.

Вопросы для самоконтроля

1.Какие особенности работы железобетонных элементов, усиленных увеличе- нием поперечного сечения под нагрузкой, позволяет учитывать деформационная мо- дель расчета?

2.Какие гипотезы принимаются при расчете усиленных железобетонных эле- ментов на основе деформационной модели?

3.В чем заключается особенность применения гипотезы плоских сечений для железобетонных элементов, усиленных под нагрузкой?

4.Изложите алгоритм расчета прочности железобетонных элементов, усилен- ных увеличением поперечного сечения под нагрузкой.

5.Как на основе деформационной модели рассчитывается ширина раскрытия трещин и деформации железобетонных элементов, усиленных под нагрузкой?

138

Тема 11. УСИЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ УВЕЛИЧЕНИЕМ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ В ЗОНЕ ДЕЙСТВИЯ ПОПЕРЕЧНЫХ СИЛ. УСИЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ КРУЧЕНИИ, МЕСТНОМ СЖАТИИ И ПРОДАВЛИВАНИИ

11.1. Общие положения

Усиление зоны среза конструкций производится увеличением их поперечного сечения путем устройства наращивания, железобетонных обойм, рубашек, а также увеличением поперечного армирования путем ус-

тановки дополнительной поперечной арматуры в зоне среза с обеспечени-

ем совместной работы с конструкцией.

Дополнительная поперечная арматура принимается в виде арматур-

ных стержней или стальных полос, нормальных или наклонных к продоль- ной оси конструкции.

Совместная работа наращиваний, обойм, рубашек с бетоном конст- рукции в зоне среза обеспечивается, кроме связей сдвига (как при усиле- нии сжатой зоны), воспринимающих сдвигающее усилие вдоль оси конст- рукции, устройством поперечных связей, работающих на сдвиг поперек оси конструкции в наклонном сечении. Поперечные связи выполняются в виде поперечных арматурных стержней, а также насечки и шпонок на боковых гранях усиливаемой конструкции.

Совместная работа дополнительной поперечной арматуры с усили- ваемой конструкцией обеспечивается: приваркой к существующей армату-

ре; приклеиванием к бетону в зоне среза; закреплением концов в верхней и нижней зонах с помощью анкерных устройств. После установки в проект- ное положение дополнительная поперечная арматура обетонируется или покрывается антикоррозионными и огнезащитными составами.

Восстановление прочности конструкций с наклонными трещинами выполняется путем инъецирования трещин полимерраствором, позволяю- щим получить равнопрочное соединение частей конструкции.

При устройстве наращивания со стороны верхней и нижней граней конструкции (рис. 11.1, а) поперечные связи выполняют в виде скоб, при- варенных концами к оголенной продольной арматуре конструкции и до- полнительной продольной арматуре, выполняющей для них функцию ан- кера. Интенсивность поперечных связей на единицу длины элемента в этом случае должна быть не менее интенсивности существующего попе- речного армирования:

vsw,ad	=	f ywd ,ad Asw,ad	³ vsw .	(11.1)

		sad

139

При устройстве наращивания со стороны боковых граней конструк- ции (рис. 11.1, б) на них выполняют шпонки или насечку, а дополнитель- ную поперечную арматуру соединяют сваркой с арматурой усиливаемой конструкции с помощью пластин. В случае отсутствия на боковых гранях шпонок или насечки в расчете бетон наращивания не учитывается.

Рис. 11.1. Усиление зоны среза конструкций увеличением поперечного сечения: а – наращиванием со стороны верхней и нижней граней; б – наращиванием со стороны боковых граней: 1 – усиливаемая конструкция, 2 – бетон наращивания, 3 – скоба, 4 – пластина, 5 – дополнительная поперечная арматура,

6 – оголенная арматура конструкции, 7 – насечка поверхности

Совместную работу железобетонных обойм и рубашек с усиливае- мой конструкцией в зоне среза обеспечивают, кроме шпонок и насечки на контактной поверхности, установкой дополнительной поперечной армату- ры (рис. 11.2). В случае устройства рубашки свободные концы поперечной арматуры приваривают к продольной арматуре конструкции или заанкери- вают с помощью дополнительных анкеров (при тавровом сечении).

Дополнительная поперечная арматура может устанавливаться в под- готовленных пазах с закреплением ее полимерраствором. Арматура уста- навливается перпендикулярно направлению наклонных трещин (при их на-

140

<<< < Предыдущая 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1314 / 3414 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете Проектирование реконструкции зданий и сооружений

#
21.12.2023373.73 Кб3rekomendatsii-po-usileniyu-kamennyh-konstruktsii.pdf
#
21.12.20233.21 Mб2txt-sp__obsledovanie_i_usilenie_kamennyh_i_armokamennyh_konstruktsii_.pdf
#
21.12.202375.42 Mб0ЕНИР, Сборник 20_Ремонтно-строительные работы.pdf
#
06.04.2024103.81 Кб0КРОВЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ.pdf
#
21.12.20231.47 Mб1Курсовая работа ЭиУН.pdf
#
21.12.20236.86 Mб6Лазовский_Ч2_УМК_Проектирование реконструкции.pdf
#
21.12.20234.09 Mб7Лекция 3. Технологии усиления фундаментов.ppt
#
21.12.20232.57 Mб3Лекция 4. Технологии усиления каменных конструкций 2020.ppt
#
21.12.20232.72 Mб2Лекция 5. Технологии усиления жбк.ppt
#
21.12.202321.85 Кб3МУ_ ПЗ №2 _Усиление фундаментов _2019.docx
#
10.01.2024114.4 Кб11Обследование_каменных_конструкций.pdf