Величины относительных напряжений в затяжке

 

qn / qy	1-1,25	1,25-1,7	1,7-2,5	2,5-5
σп /Rsn	1-0,8	0,8-0,7	0,7-0,55	0,55-0,4

 

 

135

Из табл. 5.4 следует, что максимальное напряжение в затяжке σ_п =(1 - 0,8) R_sn требуется при усилении неразгруженной балки.

В табл. 5.5 п. 1 и 2 рассмотрены варианты усиления балки шпренгельной и горизонтальной затяжками при наличии в балке нормальных трещин.

Работа по усилению производится в следующей последовательности:

- заготавливаются детали усиления: стержни, натягивающие муфты
(гайки), анкерные устройства;

- максимально разгружается перекрытие в зоне усиления балки;

- монтируются элементы конструкции усиления (поз. 1-6, табл. 5.5 п. 1);

- производится натяжение затяжки механическим или электромехани­ческим способами;

- все элементы конструкции усиления окрашиваются защитными
покрытиями: эмалью, перхлорвиниловым лаком и др.

Пример 5.6. Требуется усилить ригель междуэтажного перекрытия пред­варительно напряженной затяжкой 2Ø18A.IV (A_z =5,09 см²; R_s = 510 МПа).

Исходные данные приняты из примера 5.4; конструкция усиления представлена в табл. 5.5, расчетная схема ригеля - на рис. 5.7.

Решение

Находим площадь сечения затяжки, приведенную к арматуре класса АIII,

A_zn= A_zR_s,AIV/R_s,AIII =5,09*5,10/365=7,11 см².

Определяем приведенную полезную высоту сечения балки:

h_0n=(A_sh₀+A_znh_z)/(A_s+A_zn) =(10,18*52+7,11*66)/(10,18+7,11)=57,75 см.

Вычисляем высоту сжатой зоны бетона:

x=R_s(A_s+A_zn)/(R_b*b) =365(10,18+7,11)/(11,5+30)=18,29 см.

Определяем момент, воспринимаемый нормальным сечением усиленной балки:

M_r=α₀*R_b*γ_b2*b*h_0n² =0,266*11,5*10³*0,9*0,3*0,5775²=275 кНм.

Так как выполняется условие M > M ₂, 275>180, то прочность нормального сечения усиленной балки при нагрузке q ₂ =40 кН/м обеспечена.

 

136

Таблица 5.5

Усиление балок стержнями

№ п/п

Способ усиления.

Эскиз усиления

Элемент усиления

№ поз. Общие сведения 1 2 3 4 1 Усиление шпренгелем 1 2 3 4 5 6 Ø16…36 Ø40…60 δ=10…14 Гнутый швеллер δ=10…12 δ=8…10 Напрягающая муфта 2 Усиление затяжкой 1 2   Затяжка Ø16…36 Опорный столик из стальной пластины δ=8…16 3 Усиление приваркой дополнительной арматуры 1 2   Арматура усиления Ø10…25 Соединительный элемент δ=10…25 или Ø10…25

 

 

137-138

Рис. 5.7. Расчетная схема ригеля с затяжкой:

а - действующая нагрузка; б - усилия в рабочей арматуре ригеля и в затяжке; в - расчетное сечение

Принимаем нагрузку на ригель в момент его усиления

q₃=15 кН/м,

но величина отношения

q_2/q₃=40/15=2,66.

Пользуясь табл. 5.4, находим

σ_n R_sn =0,55-0,54.

Таким образом, предварительное напряжение в затяжке должно составлять не менее 0,4 R_sn.

Тогда относительная высота сжатой зоны

ξ=x/h_on =18,29/57,75=0,316, ξ< ξ_R, α₀ =0,266.

 

139

Пример 5.7. Требуется проверить прочность балки покрытия, усиленной шпренгелем.

Исходные данные: сосредоточенная нагрузка на балку Р = 45 кН. Конструкция балки: бетон класса В20, γ_{b 2} * R_b = 0,9*11,=10,35 МПа; Е_ь = 27*10³ МПа, продольная арматура балки и затяжки шпренгеля класса А-III, R_s = 365 МПа, E_s =20*10⁴ МПа; коэффициент ξ _R = 0,627.

Геометрические размеры и армирование балки (рис. 5.8, а):

длина балки - L = 6 (м); расчетный пролет балки - l =5,8 (м); высота сечения - h = 500 (мм); ширина сечения - b = 300 (мм);\

диаметр и площадь сечения растянутой арматуры - d_s =18 (мм), A_s = 509 (мм²); диаметр и площадь сечения сжатой арматуры – d_s ’= 10 (мм), А _s ’ =157 (мм²); расстояние от граней сечения до центра тяжести соответст­венно растянутой и сжатой арматуры - a =а' =30 (мм).

Рис. 5.8. Усиление балки шпренгелем

а - армирование балки; б - схема усиления

Геометрические параметры конструкции усиления (рис. 5.8, б):

расстояние от торца балки до места перегиба стержневой арматурs шпренгеля а₁ =1,2 м; высота шпренгеля — h ₁ = 0,6, м; смещение верхнего узла системы относительно оси симметрии балки – е₁= 0,2, м;

диаметр и площадь сечения стержневой арматуры шпренгеля - d_{s 1} = 32, мм, A_{s 1} =1608 мм².

 

 

140

Таблица 5.7

Усиление балок трещинами

№ п/п

Способ усиления.

Эскиз усиления

Элемент усиления

№ поз. Общие сведения 1 2 3 4 1 Усиление хомутами (схема 1) 1 2 3   4 Стержни (хомуты) Ø10…16 [10…14 Пластина b=40…60 δ=4…6 L50…100 2 Усиление хомутами (схема 2) 1 2 3   4   Стержни (хомуты) Ø10…16 Струбцина Ø12…18 Пластина b=40…60 δ=4…6 L50…100 3 Усиление двухконсольной балкой (кронштейном) 1 2   Балка усиления [10…14 Поперечная балка [10…14 Связующий стержень Ø10…16

147-148

Таблица 5.8

Усиление консолей колонн

№ п/п

Способ усиления.

Эскиз усиления

Элемент усиления

№ поз. Общие сведения 1 2 3 4 1 Горизонтальной затяжкой 1 2 3   Составная балка 2[10…14 Затяжка Ø16…25 Гайка М 16…25 2 Наклонной затяжкой 1 2 3   Обвязка L50…100 Затяжка Ø12…18 Планки b=40…60 δ=4…6   3 Металлическим столиком 1 2   Стальные платины δ=8…16 Опорная деталь L75…100

163-164

Рис.5.23. Усиление элементов стропильной фермы:

а – нижнего пояса; б – опорного узла; 1 – горизонтальная затяжка; 2 – напрягаемые хомуты; 3 – балка (швеллер) для натяжения хомутов; 4 – стягивающая струбцина; 5 – промежуточная распорка

 

 

165

Таблица 5.12