Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Расчет конструкций усиления




Расчеты по усилению каменных и армокаменных элементов необходимо проводить по фактической прочности всех участвующих в работе материалов несущего остова (кирпича, раствора, бетона и стали) в растянутой и сжатой зонах. При этом следует учитывать все факторы, снижающие прочностные и жесткостные характеристики стен (трещины, местные дефекты, отклонение стен от вертикали, эксцентриситеты нагрузок в плоскости и из плоскости стен, нарушение связей между несущими конструкциями, смещение плит покрытий, перемычек, прогонов, стропильных конструкций).

Конструктивные формы и варианты усиления должны соответствовать рациональному и архитектурно-эстетическому расположению всех дополнительных элементов на деформированном несущем остове из условий максимального расчетного использования по прочности и жесткости его габаритов, расчетных сечений, опорных зон и связей.

При этом дополнительные элементы усиления следует вовлекать в совместную работу со стенами с учетом минимальной концентрации напряжений в местах взаимодействия.

Все дополнительные элементы усиления должны соответствовать состоянию долговечной эксплуатации по условиям защиты от коррозии по СНиП 2.03.11.

Расчетное сопротивление кладки принимается в соответствии с п.п. 3.1 - 3.18 СНиП II-22 на основании заключения о техническом состоянии строительных конструкций объекта.

Начальный модуль деформации кладки Еms,о принимается в соответствии с п. 3.20 СНиП II-22.

Модуль деформации кладки Еms определяется в зависимости от величины действующей нагрузки

Еms = Ems, о(1 - Nsе /(1,1 Ru Ams)), (1)

где: N - расчетная нагрузка, Н,
Ru - временное сопротивление сжатию кладки,
Ams - площадь сечения кладки.


Деформации ползучести каменной кладки необходимо учитывать при ее возрасте до 5 лет согласно п.п. 3.23 - 3.24 СНиП II-22.

Значения смещений, выпучиваний стен или наружных слоев, крены должны приниматься по данным инструментальных измерений, а в случае продолжающейся осадки по данным прогнозируемых осадок.

Расчетные длины стен, простенков, столбов определяются с учетом их закрепления с перекрытиями, поперечными стенами или каркасом здания. Точками закрепления считаются имеющиеся связи, при этом учитывается разделение стен трещинами на рассматриваемом участке на отдельные отсеки и техническое состояние связей.



При проверочных расчетах многослойных стен с гибкими или жесткими связями должно учитываться фактическое состояние связей (жестких или гибких) и отклонение от вертикальности отдельных слоев.

Геометрические размеры сечений стен, простенков, столбов, глубина повреждений, борозд должны назначаться по данным обмерных чертежей.

Расчетные схемы составляются с учетом совместного деформирования основания и сооружения, пространственного характера работы элементов. Элементы усиления рассчитываются на воздействие перерезывающих сил, возникающих в стенах от влияния неравномерных перемещений основания.

При упругой расчетной модели здания жесткость элементов каменных конструкций назначается с учетом модуля деформации кладки Еms.

Поверочные расчеты каменных и армокаменных конструкций зданий и сооружений необходимо проводить в соответствии с требованиями СНиП II-22.

Расчет усиления каменных конструкций с включением в работу дополнительных слоев следует производить по правилам расчета многослойных стен с учетом неполного использования прочности новых слоев при их совместной работе за счет ползучести кладки.

При заделке в кирпичные стены железобетонных балок и плит перекрытий кроме расчета на внецентренное и местное сжатие сечения кладки, расположенного под концом железобетонного элемента, должен производиться расчет на осевое сжатие опорного узла железобетонной конструкции.

Должна быть также проверена несущая способность горизонтального сечения пересекающего ребра пустотелой плиты перекрытия.

При передаче на обрез плиты усилий от обойм - стоек проверяется прочность по перерезывающей силе и, в случае необходимости, пустоты на приопорных участках должны быть заполнены бетоном, прочность которого должна быть на ступень выше прочности плиты.

При наличии трещин в крайних клинчатых и арочных перемычках определяется прочность пяты на срез, а также прочность углового простенка (при отсутствии затяжки) на внецентренное сжатие в плоскости стены от совместного действия распора и вертикальной продольной силы. Если прочность пяты на срез или углового простенка на внецентренное сжатие недостаточна, для восприятия распора в арочных перемычках должны быть установлены затяжки.

В зданиях со сводчатыми кирпичными перекрытиями по металлическим балкам при отсутствии затяжек в крайних пролетах, расчет стен, примыкающих к несущим балкам, следует выполнять с учетом величины распора, создаваемого сводиками. При наличии сосредоточенных нагрузок в пределах отдельного свода следует учитывать разность распорных усилий в смежных пролетах. Как правило, для восприятия подобных усилий следует предусматривать устройство затяжек, устанавливаемых с шагом 1,5 - 2,0м и закрепляемых к металлическим балкам перекрытия в крайних сводиках (рис. 1).

Расчет конструкций из кирпичной кладки, усиленной ненапрягаемыми металлическими обоймами, при центральном и внецентренном сжатии при эксцентриситетах, не выходящих за пределы ядра сечения, производится по формулам (рис. 15а):

N£y([(mqmkR + ( )A ms+ RscAs1 ] ; (2)

при железобетонной обойме (рис.15б)

N£y([ (mqmkR + ( )Ams +mbRbAb + RscAs1] ; (3)


при армированной растворной обойме (рис.15в)

N£yj(mqmkR + h )A ms. (4)

Рис. 15. Схема усиления кирпичных столбов обоймами.

а – металлической; б – железобетонной; в – армированной штукатуркой.

1 – планка; 2 – уголок; 3 – стержни; 4 – хомуты; 5 – бетон;
6 – штукатурка.

Коэффициенты ψ и η (принимаются при центральном сжатии y= 1 и h= 1: при внецентренном сжатии (по аналогии с внецентренно сжатыми элементами с сетчатым армированием):

y=1 - ; (5)


h= 1 - (6)

В формулах (2 - 6):

N - продольная сила;

Аms - площадь сечения усиливаемой кладки;

Аs - площадь сечения хомута или поперечной планки;

Аs1 - площадь сечения продольных уголков стальной обоймы или продольной арматуры железобетонной обоймы;

Аb - площадь сечения бетона обоймы, заключенная между хомутами и кладкой (без учета защитного слоя);

Rsw - расчетное сопротивление поперечной арматуры обоймы (табл. 4);

Rsc - расчетное сопротивление уголков или продольной сжатой арматуры (табл. 4);

j - коэффициент продольного изгиба (при определении φ значение упругой характеристики, ams принимается как для неусиленной кладки, см. п. 4.2 СНиП II-22) ;

mq - коэффициент, учитывающий влияние длительного воздействия нагрузки (см. п. 4.7 СНиП II-22);

mк - коэффициент условий работы кладки, принимаемый равным 1 для кладки без трещин, для кладки с трещинами - 0,7;

mb - коэффициент условий работы бетона, принимаемый равным 1 - при передаче нагрузки на обойму и наличии опоры снизу обоймы, 0,7 - при передаче нагрузки на обойму и отсутствии опоры снизу обоймы и 0,35 - без непосредственной передачи нагрузки на обойму;

m - процент армирования хомутами и поперечными планками, определяемый по формуле:

m= 100 (7)

где: h и b - размеры сторон усиливаемого элемента (h - высота сечения в плоскости действия изгибающего момента);
s - расстояние между осями поперечных связей при стальных


обоймах (h ≥ b ≥ s, но не более 0,5м) или между хомутами при железобетонных и штукатурных обоймах (s ≤ 0,15м);

ео - эксцентриситет продольной силы N относительно центра тяжести сечения (см. п. 4.7 СНиП II-22).

 

Расчетные сопротивления арматуры, применяемой при устройстве обойм, принимаются по табл. 4.

Таблица 4.

Армирование Расчетные сопротивления арматуры, МПа (кг/см2)
  сталь класса А - 1/ А240 сталь класса А - II / А300, А - III / А400
Поперечная арматура 150 (1500) 190 (1900)
Продольная арматура без непосредственной передачи нагрузки на обойму 43 (430) 55 (550)
То же, при передаче нагрузки на обойму с одной стороны 130 (1300) 160 (1600)
То же, при передаче нагрузки с двух сторон 190 (1900) 240 (2400)

 

Несущая способность центрально - сжатых каменных столбов, усиленных предварительно напрягаемыми металлическими навесными обоймами составляет (см. рис. 2):

N = N + mq jDNms, (8)

тоже, обоймами - стойками

N = N+ mq j(DNms + n Ns2), (9)

где: mq - коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки;
DNms - приращение несущей способности усиленного каменного столба;

 


n - число продольных металлических уголков с несущей способностью Ns2;

DNms = Ams R1,t*, (10)

(10а)

(10б)

где: R1,t - минимальная прочность кирпича наружной версты при изгибе;
µ* - коэффициент поперечных деформаций Пуассона с учетом пластических деформаций кладки от действующей на стадии усиления нагрузки (допускается принимать в интервале 0,35 ... 0,50).

Ns2 = js2 Аs2 Rs2 ¡с2, (11)

где: js2 - коэффициент продольного изгиба уголка с расчетной длиной, равной шагу поперечных хомутов;
Аs2 - площадь поперечного сечения уголка ;
Rs2 - расчетное сопротивление стали уголка по пределу текучести;
¡с2 - коэффициент условий работы уголка (см. р. 4 СНиП II-23).

Поперечные хомуты устанавливаются из условия прочности

ss1 = No1/As1 +aDNms µ*ms£Rs1 ¡c1, (12)

где:

a= S H Еs/(S H Ems,0 + 2 As1 Еs (1 - µ*)), (13)

No1 - расчетное усилие предварительного напряжения поперечных хомутов;

Аs1 - площадь поперечного сечения хомутов;

Rs1 - расчетное сопротивление стали по пределу текучести;

 

¡с1 - коэффициент условий работы поперечных хомутов(см. р. 4 СНиП II-23);

S - шаг поперечных хомутов;

Н - высота поперечного сечения каменного столба;

Еs - модуль упругости стали.

Шаг хомутов принимается из условий

S£B; S£0,5; S£40 is, (14)

где: В - ширина поперечного сечения каменного столба ;
is - радиус инерции металлического уголка обоймы.

Максимальное значение усилия предварительного напряжения поперечных хомутов определяется из условия отсутствия вертикальных деформаций растяжения каменной кладки :

No1, max £S (b -- t) Ns1 /(2 Аms µ*), (15)

где: b и t - ширина и толщина полки металлического уголка;

Минимальное значение усилия предварительного напряжения поперечных хомутов принимается из условия обеспечения совместной работы каменной кладки и металлической обоймы :

No1, min > As1 (s1 + s2 + s3), (16)

где: s1 - потери от усадки раствора между обоймой и кладкой (допускается принимать s1 = 30 МПа);
s2 - потери от релаксации напряжений (s2 > 0), МПа;

s2 = (0,1 Nо1 ­s1) - 20 ; (17)

s3 - потери от деформаций обжатия кладки по поверхности трещин и раствора между уголками обоймы и кладкой, МПа. При механическом способе натяжения потери напряжений s3 не учитываются.

Величина усилия предварительного напряжения металлических уголков N02 обоймы - стойки принимается из условий:

N02 ³0.01 МН; N02 £N/n; N02£Ns2. (18)


Предварительное напряжение элементов обоймы - стойки необходимо осуществлять по одной из трех схем в зависимости от деформативности каменной кладки и металлических уголков:

1) При условии ems > es2 в первую очередь выполняется предварительное напряжение поперечных хомутов, где:

ems = DNms/(Ams Еms,о), (19)

es2 = (Ns2 - No2)/(As2 Es) ; (20)

Металлические уголки включаются в работу при нагрузке

N = Nsе + DNsе - DNsе,1, (21)

где:

DNsе,1 = (Ns2 - No2) (Ams Еms,о + n As2 Es)/(Аs2 Еs) (22)

2) При условии ems < es2 в первую очередь выполняется предварительное напряжение металлических уголков.

Поперечные хомуты включаются в работу при нагрузке

N = Nsе+ DNsе - DNsе,2, (23)

где:

DNsе,2 = DNmsms Еms,о + n Аs2 Еs) /(Аms Еms,о) (24)

3) При условии ems = es2 поперечные хомуты и металлические уголки включаются в работу одновременно.

Площадь поперечного сечения предварительно - напряженных тяжей Аs определяется из условия прочности кладки на срез

Аs = 0,2 Rcp L h/(Rs ¡с), (25)

где: Rcp - расчетное сопротивление срезу кладки по неперевязанному сечению;
L - длина стены ;
h - толщина стены;
Rs - расчетное сопротивление стали по пределу текучести;
¡с - коэффициент условий работы (при создании предварительного напряжения механическим путем с контролем усилий ¡с = 0,85, электротермическим с контролем удлинений 0,75);

Включение тяжей в работу необходимо производить при достижении цементно-песчаным раствором 50% прочности после зачеканки трещин.

Усилие предварительного напряжения тяжей No принимается равным

No = 0,5 Аs Rs ¡с. (26)





Дата добавления: 2014-12-07; Просмотров: 2485; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2022) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.028 сек.