Расчет элементов конструкций при их усилении способом

Увеличения сечения

Расчет прочности элементов в зависимости от их принадлеж­ности к той или иной группе по предельной норме развития пла­стических деформаций проводится для конструкций 2-й и 3-й групп в виде проверки прочности по критерию краевой текучести (КТ). Для элементов 4-й группы проверка прочности произво­дится по критерию развитых пластических деформаций (РПД). При оценке прочности развитие пластичности в сечении усилен­ного элемента допускается, но ограничивается введением спе­циальных коэффициентов γ_n и γ_m, гарантирующих уровень пластических деформаций ε_o = 0,004. Значения γ_n и γ_m при­нимаются в зависимости от схемы усиления, соотношения прочно­стных характеристик стали, уровня и условий нагружения.

Перемещения (прогибы, отклонения от вертикали) усиленных элементов (конструкций) определяются в общем виде по формуле:

f= f_o + f_w + ∆f, (1)

где f_o - начальные отклонения (прогиб), определяются по данным обследования либо расчетом элементов на действие начальных нормативных нагрузок по фак­тическим геометрическим характеристикам сечения усиливаемого элемента; f_w - дополнительное отклонение (прогиб) при усилении с помощью сварки; ∆f - приращение перемещения от нормативных нагрузок, приложенных после усиления.

Расчет усиления балок. Проверка прочности балок по кри­терию КТ:

М / W_n ≤ R_yo γ_c (2)

где М = M_o + M_r W_n - момент сопротивления усиленного сечения; γ_m = 0,95 - для конструкций 1-й группы и γ_m = 1 - для конструкции 2-й и 3-й групп.

Проверка прочности конструкций 4-й группы по критерию РПД:

М ≤ [ М ] c_τ γ_c (3)

где [ М ]= [ A_oc y_oc + A_op y_op + α (А_rcу_rc + А_rpу_rp)]R_yo у_м; А_oc = 0,5× [ А_o - α (А_rc - А_rp) ]- площадь нетто сжатой зоны сечения усиливаемого элемента; A_op - то же, растянутой зоны; А_rc, А_rp - площади нетто элементов усиления, расположенных (рис. 10.13) соответственно со стороны сжатой и растянутой зон сечения; для несимметричных односторонних схем усиления (напри­мер, по схемам рис. 10.6, и, к) со стороны сжатых или растянутых фибр прини­мается соответственно А_rp = 0 или А_rc = 0; y_op, y_oc, у_rc - расстояния от центров тяжести сжатых и растянутых площадей до нейтральной оси усили­ваемого элемента Х_o-Хo (рис. 10.13, б); γ_m = 0,95 - при симметричном дву­стороннем усилении; γ_m = 0,95 — 0,2β_o (α - 1) - при одностороннем усилении со стороны растянутых фибр (рис. 10.6, и, к); γ_m = 0,95 - 0,1 (α + β_o - 1) - при одностороннем усилении со стороны сжатых фибр; α = R_yr / R_yo - соотно­шение расчетных сопротивлений стали усиливающего и основного элементов; c_τ - поправочный коэффициент, учитывающий влияние поперечных сил; для двутаврового сечения при τ ≤0,4 R_so = 1 c_τ = 1; при τ > 0,4 R_so

; R_so - расчетное сопротивление срезу усиливаемого элемента (конструкции): R_so= 0,58 R_yno / γ_vo; R_yno - расчетное сопротивление по пределу текучести усиливаемой конструкции; γ_vo =1,10.

Проверки прочности на срез стенки, на действие местных и приведенных напряжений проводятся по указаниям норм с уче­том изменившихся характеристик сечения.

Деформативность балок проверяется по формуле:

f / l ≤ [ f / l ] (4)

Предельный прогиб принимается либо по нормам, либо уста­навливается на основе исследований фактической работы балок в конкретных условиях производства. Величина этого прогиба должна обеспечивать нормальную эксплуатацию балок и техно­логического оборудования, установленного на них, в некоторых случаях допускается эксплуатация с ограниченными неудоб­ствами.

Прогиб / определяется по формуле (1).

Рис. 10.13. Усиление балок (к примерам 10.1 и 10.2)

а - схема усиления; б - расположение сжатых (заштриховано) и растянутых зов в сечении (к примеру 10.1); в - эпюра напряжений при развитии шарнира пластичности; е - усиление балки шпренгелем (к примеру 10.2); в, д - примеры оформления конце­вого участка усиливающего элементов.

Задание на СРС

1. Методы испытания каменных конструкций и определения повреждений и дефектов. [1] с.10-20; [1] с. 57-62; [9] с. 43-80. Реферат (2-3 с.)

2. Письменный ответ на вопросы по АРМ. [1] с.10-20; [1] с. 57-62; [9] с. 43-80; [1] с.29-38.

Задание на СРСП

1. Разработка рекомендаций по усилению здания.РГР (5-8 с.). [1] с. 62-153.

Список литературы

Основная литература:

1. Калинин А.А.Обследование, расчет и усиление зданий и сооружений: Учебное пособие / Издательство Ассоциации строительных вузов. Москва; 2004, 160 с.

2. Келемешев А.Д. Обследование и реконструкция сооружений. Учебное пособие для студ. специальности 5В072900 - «Строительство» - Алматы: КазГАСА, 2010. 164 с.

3. Келемешев А.Д. Обследование и усиление зданий. Учебное пособие для студентов специальности 5В072900 - «Строительство» - Алматы: КазГАСА, 2011 - 98 с.

Дополнительная литература:

4. Землянский А.А. Обследование и испытание зданий и сооружений: Учебное пособие - М.: Изд-во АСВ, 2004. - 240 с., с илл.

5. Калинин В.М., Сокова С.Д. Оценка технического состояния зданий: Учебн. - М.: ИНФРА-М, 2005.-268с.

6. Келемешев А.Д. Обследование и реконструкция сооружений. Методические указания по выполнению самостоятельных работ для студентов специальности 050729 - «Строительство» - Алматы: КазГАСА, 2008 - 40 с.

7. СН РК 1.04-04-2002 Обследование и оценка технического состояния зданий и сооружений. - Астана, 2003.

8. РДС РК 1.04-07-2002 Правила оценки физического износа зданий и сооружений. - Астана, 2002.

9. СНиП РК 2.03-30-2006. Строительство в сейсмических районах. - Алматы, 2006.

10. СНиП 2.03.07-85 Нагрузки и воздействия. М., 1986.36 с.

Краткое содержание занятия