В. Особливості розрахунку стиснутих елементів Конструкції, що посилюються залізобетонними обоймами і нарощуванням.

Залізобетонні центрально стиснуті з випадковими ексцентриситетами і позацентрово стиснуті елементи, посилені обоймами і нарощуванням, розраховуються як монолітні.

Розрахунковий опір бетону посилюваного елемента приймається на основі даних про фактичну міцність бетону, яка визначається по нормативним документам неруйнівних способів досліджень.

Розрахунковий опір бетону обойм і нарощувань, що знаходиться в стиснутій частині січення, а також розрахунковий опір робочої арматури, що знаходиться в стиснутому бетоні посилення, вводяться в розрахунок з коефіцієнтом 0,8.

Методика розрахунку позацентрово стиснутих і центрально стиснутих елементів, посилених обоймами і нарощуванням, приведена в даних Рекомендаціях, припускає щільне примикання бетону посилення до опорних частин конструкцій, а також зароблення арматури у бетон відповідно до норм при її розташуванні в розтягнутій зоні.

Несучу здатність по нормальним січенням позацентрово стиснутих конструкцій, посилених обоймами і нарощуванням, рекомендується перевіряти в загальному випадку розрахунку залізобетонних позаценрово стиснутих елементів в відповідності зі СНіП II-21-75 і "Руководством по проектированию бетонных і железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения)", ЦНИИПромзданий, НИИЖБ. При цьому повинні бути враховані положення і особливості, зв’язані з використанням різних марок бетону і різних класів арматури посилюваної конструкції і конструкції посилення.

Розрахунок січення позацентрово стиснутих елементів, посилених обоймами і нарощуванням в загальному випадку (див.рис.17.7) повинен здійснюватись з умови

, (17.42)

де - відстань від точки прикладання поздовжньої сили до осі, паралельній прямій, що обмежує стиснуту зону і проходить через центр ваги січення розтягнутого січення, найбільш віддаленого від вказаної прямої, а при відсутності розтягнутої зони через центр ваги найменш стиснутого стержня;

- статичний момент площі бетону обойми чи нарощування, розташованої в стиснутій зоні відносно вказаної осі;

- статичний момент площі бетону посилюваної конструкції, розташованої в стиснутій зоні відносно зазначеної осі;

- статичний момент площі січення і-того ряду стержнів поздовжньої арматури посилюваного елемента щодо зазначеної осі;

- статичний момент площі січення і-того ряду стержнів поздовжньої арматури посилення щодо зазначеної осі;

- напруження в і-тому ряді стержнів поздовжньої арматури посилення;

– напруження в і-тому ряді стержнів поздовжньої арматури посилюваного елемента;

R_b0 - розрахунковий опір бетону посилення осьовому стиску;

R_b - розрахунковий опір бетону посилюваного елемента осьовому стиску.

Висота стиснутої зони Х і напруження визначаються спільного рішення рівнянь

; (17.43)

,

Рис.17.7. Розрахункова схема посилення обоймами і нарощуванням.

Загальний випадок розрахунку.

. (17.44)

в формулах(17.43) і (17.44)

- площа стиснутого бетону посилення;

- площа стиснутого бетону посилюваної конструкції;

f_si - площа січення поздовжнього стержня і-того ряду, розташованого в посилюваному елементі;

f_sqi- площа січення поздовжнього стержня і-того ряду, розташованого в бетоні посилення;

- відносна висота стиснутої зони

, (17.45)

де - відстань від осі, що проходить через центр ваги січення розглядуваного і -того стержня арматури і паралельної прямої, що обмежує стиснуту зону до найбільш віддаленої точки стиснутої зони січення;

- характеристика стиснутої зони бетону

(17.46)

=0.8R_b коли стиснута зона повністю знаходиться в бетоні посилення; =R_f якщо в стиснутій зоні знаходиться повністю чи частково бетон посилюваної конструкції. Якщо в стиснутій зоні частково знаходиться бетон посилюваної конструкції, але 0.8R_b0<R_bприймається в відповідності з "Руководством по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения)"ЦНИИПромзданийНИИЖБ.

Напруження вводяться в розрахункові формули зі своїми знаками, отриманими при розрахунку за формулою 17.44, при цьому напруження зі знаком плюс означає розтягнуті напруження і приймається для арматури посилюваного елемента не більше R_S, а для розтягнутої арматури посилення не більше R_Sq, напруження зі знаком мінус означають стискаючі напруження і приймаються по абсолютній величині не більше R_Sc для стиснутої арматури посилюваної конструкції і не більше 0,8 для стиснутої арматури посилення.

В відповідності з викладеними, на рис.17.7 в розрахунковій схемі приведені значення максимальних зусиль, які сприймаються рядами арматури, різним чином розташованими в стиснутій і розтягнутій зоні в посилюваній конструкції і в бетоні посилення.

Розрахунок стиснутих елементів, посилених обоймами і нарощуванням з врахуванням їх прогину на дію поздовжньої сили, прикладеної з випадковим ексцентриситетом ,прийнятим згідно "Руководству по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения)", ЦНИИПромзданий.НИИЖБ при (де - висота січення після посилення), допускається здійснювати з умови

(17.47)

де  - коефіцієнт, що приймається рівним при >20см - I, а при 20см - 0,9;

- коефіцієнт, що визначається по формулі:

, (17.48)

але приймається не більше ; тут і коефіцієнти, що приймаються в залежності від співвідношення l₀/h.

, (17.49)

де A_K і A_b - відповідно площа бетону посилюваного елементу і площа бетону посилення;

і - відповідно сума площ всіх стержнів робочої поздовжньої арматури, розташованої в бетоні посилюваного елемента і в бетоні посилення. При >0.5 можна, не користуючись формулою (17.48), приймати .

Центрально стиснуті (з випадковими ексцентриситетами) елементи з великою поздовжньою силою рекомендується посилювати обоймами зі спіральним армуванням. Розрахунок таких обойм рекомендується здійснювати з врахуванням СНиП II-21-75 в частині визначення призмової міцності бетону при спіральному армуванні; при цьому в якості R_b* рекомендується приймати меншу з двох величин 0,8 чи R_b.

Площа додаткової арматури позацентрово стиснутих елементів прямокутного січення, посилених одностороннім нарощуванням зі сторони розтягнутої зони (рис.17.8) при , де х визначається за формулою 17.53, h_ОП визначається за формулою 17.6; допускається визначати за формулою

, (17.50)

де

; (17.51)

(17.52)

Висота стиснутої зони xвизначається за формулою

(17.53)

Якщо існуюча арматура A_S, розташована на відстані більше 0.5(h_b-x) від розтягнутої грані посиленого січення, то для неї приймається розрахунковий опір 0,8 R_S. В цьому випадку

Рис.17.8. Розрахункова схема посилення позацентрово-стиснутого елемента з великим ексцентриситетом одностороннім нарощуванням в розтягнутій зоні.

Рис. 17.9. Розрахункова схема посилення позацентрово стиснутого елемента з великим ексцентриситетом обоймою і двохстороннім нарощуванням.

; (6.54)

; (6.55)

Площа додаткової арматури позацентрово стиснутих елементів прямокутного січення, посилених обоймою і двохстороннім нарощуванням із симетричною додатковою арматурою (див.рис.17.8) при ,де х визначається за формулою 17.59, h_ОП визначається по формулі 17.6, а 0.8-коефіцієнт, що враховує можливість послаблення монолітності посилених конструкцій, допускається визначати по формулі

, (17.57)

де

. (17.58)

Висота стиснутої зони посиленого січення визначається за формулою

(17.59)

Якщо існуюча арматура A_S, розташована на відстані від розтягнутої грані посиленого січення, то для неї приймається розрахунковий опір 0,8R_S. В цьому випадку

(17.60)

де

. (17.61)

Висота стиснутої зони посиленого січення визначають за формулою

. (17.62)

Площа додаткової арматури прямокутних позацентрово стиснутих елементів, посилених одностороннім нарощуванням зі сторони стиснутої зони при ,допускаєтья визначати по формулі

. (17.64)