Усиление элементов конструкций

Усиление элементов выполняют с целью увеличения их несущей способности и жесткости, а также в связи с повреждениями, полученными элементами при возведении конструкций, эксплуатации или пожаре и т.п.

Усиление можно выполнять двумя основными способами: изменением конструктивной схемы и наращиванием элементов.

При первом способе увеличение несущей способности изгибаемых элементов достигают введением затяжек, подвергаемых предварительному натяжению на бетон. Затяжки могут быть горизонтальными, шпренгельными и комбинированными. Затяжки покрывают антикоррозионным составом.

Колонны усиливают устройством предварительно напряженных распорок ломаного очертания, расположенных с одной или с двух сторон.

При усилении элементов конструкций наращиванием на плитах ребристых монолитных перекрытий или сборных плит, уложенным по железобетонным или стальным балкам, устраивают новую монолитную плиту по старому бетону.

Усиление балок и ригелей возможно приваркой к освобожденной от защитного слоя обнаженной арматуре дополнительных продольных стержней с последующим их оштукатуриванием цементным раствором или нанесения слоя торкрет-бетона.

Все конструктивные стыки, в которых сечение закладных деталей уменьшилось более чем на 30%, подлежат усилению путем введения новых соединительных элементов.

Усиления фундаментов зданий и сооружений выполняют путем увеличения размеров в плане их подошвы. Отдельные фундаменты под колонны усиливают устройством монолитной железобетонной обоймой.

Сцепление нового бетона со старым обеспечивают достаточно надежно, если поверхность старого бетона насечь и обработать металлической щеткой, а после установки арматуры промыть струей воды под напором и поддерживать во влажном состоянии.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Таблицы для расчета многоэтажных многопролетных рам

Расчетная схема рамы – регулярная применительно к сборным железобетонным конструкциям заводского изготовления. Ригели рамы на крайних опорах рассматриваются в двух случаях:

1) шарнирно опертые; 2) жестко соединенные с колоннами.

Опорные моменты ригелей ; здесь значение коэффициентов и зависит от схемы загружения ригеля постоянной нагрузкой и временной нагрузкой , а также от отношения погонных жесткостей ригеля и стойки , где , - жесткость и пролет ригеля; , - жесткость и длина стойки (высота этажа).

Пролетные моменты ригелей и поперечные силы определяются по значению опорных моментов ригелей и нагрузкам соответствующих загружений.

Изгибающие моменты стоек определяются по разности абсолютных значений опорных моментов ригелей в узле , которая распределяется между стойками, примыкающими к узлу снизу и сверху пропорционально погонным жесткостям стоек узла рамы. Если погонные жесткости стоек равны, то в средних этажах – поровну , в первом этаже - , в верхнем этаже - . При этом для определения изгибающих моментов стоек вычисляют опорные моменты ригелей для первого этажа при значении , увеличенном в 1,2 раза, а для верхнего этажа – при значении , увеличенном в 2 раза.

1. РИГЕЛИ РАМЫ, ШАРНИРНО ОПЕРТЫЕ НА КРАЙНИЕ

ОПОРЫ

Схемы загружения и эпюры моментов		Коэффициенты и для опорных моментов
	0,5	-0,121   -0,118   -0,114   -0,111   -0,109   -0,108   -0,108	-0,087   -0,089   -0,091   -0,093   -0,094   -0,095   -0,096	-0,087   -0,089   -0,091   -0,093   -0,094   -0,095   -0,096

Продолжение прил. 1

Схемы загружения и эпюры моментов		Опорные моменты
	0,5	-0,112   -0,103   -0,091   -0,083   -0,078   -0,074   -0,072	-0,009   -0,015   -0,023   -0,028   -0,031   -0,034   -0,036	-0,009   -0,015   -0,023   -0,028   -0,031   -0,034   -0,036
	0,5	-0,009   -0,015   -0,023   -0,028   -0,031   -0,034   -0,036	-0,078   -0,074   -0,068   -0,065   -0,063   -0,062   -0,060	-0,078   -0,074   -0,068   -0,065   -0,063   -0,062   -0,060
	0,5	-0,122   -0,120   -0,119   -0,118   -0,117   -0,117   -0,117	-0,094   -0,100   -0,105   -0,108   -0,110   -0,111   -0,112	-0,070   -0,065   -0,056   -0,051   -0,047   -0,044   -0,042

Продолжение прил. 1

2. Ригели рамы на крайних опорах, жестко соединенные с колоннами

Схемы загружения и эпюры моментов		Опорные моменты
	0,5	-0,072 -0,063 -0,054 -0,046 -0,039 -0,033 -0,027	-0,090 -0,091 -0,093 -0,095 -0,097 -0,099 -0,100	-0,083 -0,085 -0,087 -0,088 -0,089 -0,090 -0,091	-0,083 -0,085 -0,087 -0,088 -0,089 -0,090 -0,091
	0,5	-0,077 -0,070 -0,062 -0,055 -0,048 -0,042 -0,036	-0,079 -0,074 -0,068 -0,065 -0,063 -0,063 -0,062	-0,006 -0,012 -0,018 -0,022 -0,026 -0,028 -0,030	-0,006 -0,012 -0,018 -0,022 -0,026 -0,028 -0,030
	0,5	0,005 0,007 0,008 0,009 0,009 0,009 0,009	-0,011 -0,017 -0,025 -0,030 -0,034 -0,036 -0,038	-0,077 -0,073 -0,069 -0,066 -0,063 -0,062 -0,061	-0,077 -0,073 -0,069 -0,066 -0,063 -0,062 -0,061
	0,5	-0,071 -0,062 -0,052 -0,045 -0,037 -0,032 -0,026	-0,092 -0,095 -0,101 -0,107 -0,112 -0,115 -0,117	-0,088 -0,094 -0,098 -0,100 -0,102 -0,104 -0,105	-0,072 -0,066 -0,059 -0,054 -0,050 -0,046 -0,043

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ФОРМУЛЫ ДЛЯ РАСЧЕТА ДВУХВЕТВЕВЫХ И СТУПЕНЧАТЫХ КОЛОНН

Схема загружения	Опорная реакция

Продолжение прил. 2

Схема загружения	Опорная реакция

Продолжение прил. 2

Схема загружения	Опорная реакция

Обозначения: ; ; ; ; - площадь сечения ветви, - число панелей двухветвевой колонны. Остальные обозначения см. на рис.А.

В расчете ступенчатых колонн (рис.Б) при определении реакции сплошных ступенчатых колонн следует в формулах, приведенных выше для двухветвевых колонн, принять , а момент инерции нижней подкрановой части колонны определять как для сплошного сечения.

Приложение 3

Расчет арматуры стаканной части фундамента

Рис. К определению арматуры стаканной части фундамента

Нормальные силы и изгибающие моменты определяют от комбинации усилий, действующих в колонне на уровне верха стакана и веса стакана, а также части колонны в нем:

; ,

где - вес части стены, передающейся на фундамент; - эксцентриситет стены до оси фундамента; - глубина стакана.

Поперечную арматуру стакана ставят или конструктивно, или по расчету. Стакан армируют конструктивно, если эксцентриситет , где - высота поперечного сечения колонны, а при определяют расчетом на момент в расчетном сечении, проходящем через сжатое ребро торца колонны и верхнее ребро стакана (сечение II-II). Площадь сечения поперечной арматуры

,

где - сумма расстояний от каждого ряда поперечной арматуры до нижней грани колонны.

Если , то расчетным сечением является III-III. Тогда площадь сечения поперечной арматуры стакана вычисляют по формуле:

.

Конструктивное армирование принимается также в тех случаях, когда толщина стенок стакана по верху более 200 мм и более 0,75 глубины стакана или более 0,75 высоты верхней ступени (при глубине стакана большей, чем высота подколонника).