Конструкції, що посилюються залізобетонними обоймами, сорочками і нарощуванням

Залізобетонні згинальні елементи, що посилюються залізобетонними обоймами, сорочками і нарощуванням розраховуються як монолітні. При цьому пошкодження елементівіїх дефекти (корозія чи обриви арматури, розшарування і пошкодження бетону й ін.), що понижують несучу здатність елемента, якщо вони не розчищуються, не виправляються чи перебетоновуються, враховуються і при розрахунку посиленої конструкції в такій ж мірі, як і при розрахунку конструкцій до посилення.

Розрахунок згинальних елементів по нормальним січенням, посилених обоймами, сорочками нарощуванням, в зв’язку з наявністю в одному січенні різних по міцності бетонів і різних класів арматури, а також у зв’язку з розташуванням арматури посилюваної частини січення і арматури посилення на різних рівнях, рекомендується виконувати по загальному випадку розрахунку залізобетонних конструкцій при будь-якій формі січення.

Якщо зовнішня сила діє в площині оси симетрії січення, то розрахунок згинаючих конструкцій посилених обоймами, сорочками і нарощуванням зі сторони розтягнутої зони допускається виконувати в залежності від співвідношення між величиною відносної висоти стиснутої зони бетону- , що визначається з умов рівноваги і граничним значенням відносної висоти стиснутої зони бетону , при якій граничний стан настає одночасно з досягненням в розтягнутій арматурі напружень, що дорівнюють розрахунковому опору (див. СНиП II-21-75 і "Руководство по проектированию железобетонних конструкцій из тежолого бетона", НИИЖБ, ЦНИИПромзданий).

При цьому для визначення граничного армування відносна висота стиснутої зони визначається за формулою

, (17.3)

де

(17.4)

У формулах (17.3) і (17.4) h_ОП– відстань від стиснутої зони до загального центру ваги розтягнутої арматури посилюваного елемента і розтягнутої арматури посилення, а_П - відстань від центра ваги розтягнутої арматури посилюваного елемента до тієї ж точки (рис.17.1).

При різних значеннях розрахункового опору розтягнутої арматури посилюваного елемента -R_S, і арматури посилення - R_Sk, положення їх центра ваги встановлюється з використанням приведеної площі січення -

, (17.5)

де A_S - площа розтягнутої арматури посилюваного елемента;

A_SCK - площа розтягнутої арматури посилення.

З врахуванням (17.5) висота h_оп визначається по наступній залежності:

. (17.6)

Згинальні елементи, посилення обоймами, сорочками і нарощуванням рекомендується проектувати так, щоб виконувалась умова , де 0,8 - коефіцієнт, що враховує можливість послаблення монолітності посилених конструкцій, при цьому з врахуванням (17.5) визначається по формулі

(17.7)

Тут R_S і R_SCK - відповідно розрахункові опори стисненню арматур A’_S і A’_SCK, розташованих в стиснутій зоні посилюваної конструкції і в бетоні посилення.

Граничне значення відносної висоти стиснутої зони бетону - визначається по формулах СНиП II-21-75, але при посиленні обоймами, тобто у випадку, коли бетон посилення знаходиться і в стиснутій зоні, в цих формулах в якості R_b приймається бетон більш високої марки (бетон обойми).

Рис. 17.1. Розрахункова схема посилення згинаючих елементів обоймою,

сорочкою, нарощуванням, в розтягнутій зоні і додатково напруженими стержнями.

Рис. 17.2.Розрахункова схема посилення згинаючих елементів

нарощуванням зверху.

Кількість додаткової розтягнутої арматури в прямокутному елементі для умов при посиленні обоймами, сорочками і нарощуванням знизу визначають по формулі

(17.8)

де

(17.9)

(17.10)

Висоту стиснутої зони прямокутного січення в цьому випадку визначається по формулі

(6.11)

Якщо існуюча арматура A_a розташована на відстані більше 0,5(h-х), чи більш 0,25h від розтягнутої зони посиленого січення, то для цієї арматури розрахунковий опір приймається з коефіцієнтом К_ау = 0,8, тобто розрахункові формули (17.9)-(17.11) у цьому випадку приймуть вид:

; (17.12)

; (17.12)

. (17.13)

Якщо арматура в стиснутій зоні відсутня, чи в розрахунку не враховується, то

; (17.9)’

; (17.10.)’

. (17.11)’

В цьому ж випадку, але при К_ау=0,8

; (17.12)’

; (17.13)’

; (17.14)’

При посиленні згинальних елементів (балок і плит) нарощуванням зверху товщину нарощування d визначають з умови, щоб кількість існуючої арматури була достатньою при діючому після посилення моменті.

При прямокутному або тавровому січенні з стиснутою зоною в поличці тавра при однакових величинах розрахункових опорів арматури А_S і А_S’ і при умові однорядного розташування арматури в стиснутій. зоні величина d визначається за формулою

, (17.15)

де в елементах з одиночним армуванням в розтягнутій зоні

. (17.16)

Величину стиснутої зони для елементів із подвійним армуванням визначають по формулі

. (17.17)

У формулах (17.16) і (17.17) величину R_b варто приймати:

а) при висоті стиснутої зони меншій, чим товщина шару бетону посилення, що дорівнює R_b бетону посилення;

б) при висоті стиснутої зони більшій, ніж товщина шару бетону посилення, що дорівнює R_b, відповідної меншої марки бетону.

Розрахунок міцності швів спряжень елементів, посилюючих нарощуванням, рекомендується проводити відповідно до "Руководством по проектированию железобетонных сборно-монолитных конструкций", НИИЖБ, розглядаючи монолітний бетон як бетон нарощування, а посилювану конструкцію як збірну.