2.5 Расчет и конструирование элементов усиления

2.5.1 Усиливаемые конструкции следует рассчитывать по предельным состояниям первой и второй групп.

2.5.2 При поверочном расчете существующих конструкций должны быть проверены сечения конструкций, имеющие дефекты и повреждения, а также сечения, в которых при натурных обследованиях выявлены зоны бетона, прочность которых меньше средней на 20% и более. Учет дефектов и повреждений производится путем уменьшения вводимой в расчет площади сечения бетона или арматуры. Необходимо также учитывать влияние дефекта или повреждения на прочностные и деформативные характеристики бетона, на эксцентриситет продольной силы, на сцепление арматуры с бетоном.

2.5.3 Расчетные характеристики бетона и арматуры существующих конструкций опре- деляются в соответствии со СНиП 2.03.01. При этом класс бетона усиления по прочности на сжатие, как правило, принимают равным классу бетона усиливаемых конструкций, не менее В 15- для наземных конструкций и В 12,5 -для фундаментов.

2.5.4 Усиливаемые железобетонные конструкции следует проектировать в соответст- вии с требованиями СНиП 2.03.01 при усилении бетоном и железобетоном и СНиП II-23 - при усилении стальным прокатом.

2.5.5 Расчёт усиления следует выполнять для двух стадий работы конструкции:

- до включения в работу усиления на нагрузки, включающие нагрузку от усиления (расчёт ведут только по первой группе предельных состояний);

- после включения в работу на эксплуатационные нагрузки (по первой и второй груп- пам предельных состояний).

При проектировании усиления железобетонных конструкций следует обеспечить включение в работу элементов конструкций усилений и совместную их работу с усиливае- мой конструкцией.

2.5.6 Для сильно поврежденных конструкций (при разрушении 50% и более сечения бетона или 50% и более площади сечения рабочей арматуры) элементы усиления следу­- ет рассчитывать на полную действующую нагрузку, при этом усиливаемая конструкция в расчете не учитывается.

2.5.7 При проектировании усиливаемых конструкций следует, как правило, преду­сматривать, чтобы нагрузка во время усиления не превышала 65% расчетной величины. При сложности или невозможности достижения требуемой степени разгрузки допускается выполнять усиление под большей нагрузкой. В этом случае следует вводить коэффициен­- ты условий работы бетона _br1= 0,8; арматуры - _sr1 = 0,8.

2.5.8 Усилия в элементах статически неопределимых конструкций следует опреде- лять с учётом возможного их перераспределения, величина которого для усиленных конст­рукций не должна превышать 25 %. При превышении этой величины на отдельных участках конструкций последние следует проверять расчётом, в первую очередь, на раскрытие тре- ­щин, на прочность сжатой зоны бетона.

2.5.9 При усилении конструкций предварительно напряжёнными стержнями величина предварительного натяжения принимается по СНиП 2.03.01. Максимальная величина пред­варительного натяжения не должна превышать 0,9 расчётного сопротивления для стержне­вой и 0,7 - для проволочной арматуры. Минимальную величину предварительного натяже­- ния следует принимать не менее 0,4 расчётного сопротивления арматуры.

2.5.10 При расчёте элементов, усиленных предварительно напряжёнными стержня­- ми, потери предварительного натяжения следует принимать в соответствии со СНиП 2.03.01. При определении потерь от деформаций анкеров следует учитывать обжатие упорных устройств, которое может приниматься равным 4 мм.

2.5.11 Изгибаемые и внецентренно сжатые элементы, усиливаемые бетоном и желе­зобетоном, следует рассчитывать, как элементы сплошного сечения при условии соблюде­- ния конструктивных и расчётных требований по обеспечению совместной работы старого и нового бетонов. Для этого следует предусматривать специальные конструктивные меры (создание шероховатости, шпонок на поверхности усиливаемых конструкций, установку спе­циальной дополнительной арматуры и т.п.). Должен обеспечиваться предельно допустимый по конструктивным требованиям шаг и диаметр хомутов, а также, в случае необходимости, конструктивной арматуры.

2.5.12 В случае приложения динамических нагрузок следует дополнительно прове­- рять расчётом прочность контакта усиливаемой конструкции и обоймы усиления, как сборно-монолитной конструкции.

2.5.13 Расчет железобетонных элементов, усиливаемых бетоном, арматурой и желе­зобетоном, следует производить по прочности для сечений, нормальных к продольной оси элемента, наклонных и пространственных ( при действии крутящих моментов), а также на местное действие нагрузки ( сжатие, продавливание, отрыв) в соответствии с требования­- ми СНиП 2.03.01 и с учетом наличия в усиливаемом элементе бетона и арматуры разных классов.

2.5.14 При усилении элементов железобетонных конструкций поперечное армирова­- ние следует конструировать замкнутым, а при усилении трёхсторонними рубашками его следует замыкать или соединять на сварке со специальными анкерами в виде уголков или полосовой стали, расположенными на четвёртой необетонируемой стороне элемента, пре­дусматривая их защиту от коррозии. Поперечную вязанную арматуру принимают диаметром не менее 8 мм, сварную - диаметром 8 мм и устанавливают с шагом в 15 диаметров про- ­дольной арматуры, но не более трёхкратной толщины обоймы и, во всех случаях, не более 200 мм. Площадь продольной арматуры определяют расчётом, но её диаметр должен быть не менее 16 мм для сжатых и 12 мм для растянутых стержней.

2.5.15 При устройстве местного усиления обоймой её следует завести на неповреж- денные участки:

- на длину не менее 500 мм и не менее пятикратной толщины обоймы усиления;

- на длину анкеровки продольной арматуры усиления;

- на размер двойной ширины большей грани усиливаемого элемента (для стержне- вых конструкций);

2.5.16. При усилении железобетонных каркасов одно- и многоэтажных зданий следует руководствоваться следующими положениями:

- поверочные расчеты каркасов с учётом дефектов и повреждений отдельных эле-ментов, узлов, смещения опор выполняют с учетом физической нелинейности материалов;

- при расчете и конструировании усиления следует обеспечивать прочность, устойчи- вость, жесткость и трещиностойкость отдельных элементов, прочность соединений, а также пространственную жесткость и устойчивость каркаса в целом;

- следует предусматривать в полном объеме конструктивные мероприятия, обеспе- чивающие требуемую жесткость и устойчивость каркасов зданий в целом за счет создания жесткости дисков покрытий и перекрытий, постановки систем связей, диафрагм жесткости и т.п.