40. Схеми та особливості підсилення позацентрово-стиснутих колон.

При усилении внецентренно сжатых колонн с преобладающими моментами одного знака рационально использование несимметричной схемы усиления со смещением центра тяжести усиленного сечения в сторону действия момента.

При выборе способа усиления следует учитывать условия, затрудняющие производство работ:

устройство подмостей для приварки элементов усиления;

разборку стеновых ограждений при усилении колонн крайних рядов.

Рис. 1. Усиление колонн путей увеличения сечений

а - симметричные без смещения центра тяжести; б - несимметричные со смещением центра тяжести

41. Схеми підсилення колон виробничої будівлі та поперечної рами в цілому.

Рис. 1. Усиление колонн и поперечника в целом путем изменения конструктивной схемы

а-д - схемы усиления

Рис. 2. Усиление путем введения в схему дополнительных элементов жесткости и шарниров

а - поперечный разрез; б, в - расчетные схемы соответственно до и после усиления; 1 - элементы жесткости; 2 - увеличение сечений; 3 - шарниры

42. Підсилення крокв’яних ферм способом зміни конструктивної схеми.

При усилении стропильных ферм путем изменения конструктивной схемы рис. 1) обычно требуется и усиление отдельных стержней за счет увеличения их сечений.

Установка шпренгелей по схеме «а» уменьшает расчетные длины элементов верхнего пояса в плоскости фермы, но не влияет на их устойчивость из плоскости. При этом часто требуется провести усиление растянутых стержней.

Усиление по схеме «б» существенно снижает усилия во всех стержнях, за исключением двух средних раскосов, однако применение этой схемы очень ограниченно.

Превращение разрезных стропильных ферм в неразрезные (схема «в») с устройством стыков на опорах требует разборки кровли. Эту схему усиления целесообразно использовать при трех пролетах и более.

При наличии фонаря по среднему ряду колонн его элементы могут быть включены в совместную работу с фермами (схема «г»). Такое решение, как правило, требует усиления стоек и раскосов фонаря. Его эффективность зависит от; относительной ширины фонаря. Схема «д» применяется в случаях, когда затруднены работы внутри здания.

Усиление ферм одно- или двустоечным шпренгелем (схемы «е» и «ж»), а также усиление затяжкой по нижнему поясу (схема «и») рационально при использовании в качестве затяжек высокопрочных элементов (например, стальных канатов).

Рис. 1. Усиление стропильных ферм путем изменения их конструктивной схемы

a-к - схемы усиления

43. Розрахунок прикріплення підсилювальних елементів при підсиленні способом збільшення перерізу.

При усилении статически нагруженных конструкций III и IV классов, эксплуатируемых при температуре выше минус 30° С в неагрессивной, среде, рекомендуется использовать прерывистые (шпоночные) швы (рис. 16, а). Шаг шпонок следует принимать максимально допустимым по расчету, но не свыше 80i_min в растянутых и 40i_min в сжатых элементах усиления. Здесь i_min - минимальный радиус инерции элемента усиления относительно его собственной центральной оси.

Для конструкций I и II классов использование прерывистых швов не допускается

Рис. 16. Присоединение элементов усиления

а - прерывистыми швами; б сплошными швами; в - на болтах

Расчет непрерывных участков шпоночных швов осуществляется на сдвигающее усилие

, (29)

где Q_max - наибольшая поперечная сила в пределах длины элементов усиления.

Для сжатых стержней Q_max ³ Q_fic, где Q_fic - условная поперечная сила для усиленного стержня, определяемая по п. 5.8 СНиП II-23-81*;

S_r - статический момент элемента усиления относительно центральной оси усиленного сечения; а_w - шаг шпонок шва (см. рис. 16, а).

4.16. Минимальные длины участков шпоночных швов определяют по выражению

см, (30)

где a_w - коэффициент, характеризующий распределение усилий между швами, прикрепляющими элемент усиления к основному стержню и равный доле общего усилия Т, относящийся к рассматриваемому шву. Здесь и далее под b_w, g_w и R_w подразумеваются значения b_f и b_z, g_wf и g_wz, R_wf и R_wz, принимаемые по п. 11.2 СНиП II-23-81* для двух расчетных сечений. Длину участка шпоночного шва следует принимать не менее 50 мм.

Концевые участки шпоночных швов присоединения элементов усиления к основному стержню или узловым фасонкам должны обеспечивать передачу продольных усилий на элементы усиления и вовлечение их в совместную с основным стержнем работу. Их толщина может назначаться большей, чем толщина связующих швов. Минимальные длины концевых участков подсчитываются по формуле

см, (31)

где ; A_r - площадь поперечного сечения элемента усиления.

При усилении изгибаемых элементов (N = 0) следует принимать .

4.17. Минимальный катет сплошных швов (рис. 16, б), крепящих элементы усиления, определяется выражением

. (32)

Концевые участки швов могут назначаться с увеличенным катетом, а их прочность (при расчетной длине 85b_wk_f) проверяется по формуле

. Применение болтов (рис. 16, в) для присоединения элементов усиления рекомендуется в случаях, когда:

болтовые соединения технологически более удобны;

материал усиливаемого элемента не допускает применения сварки;

желательно избежать возникновения дополнительных сварочных напряжений и деформаций.

Проектировать соединения следует с учетом минимального ослабления сечений. С этой целью диаметр болтов следует принимать минимальным, а их размещение задавать со сбитым шагом по отношению к существующим болтам или заклепкам. Шаг промежуточных соединений принимается не более 40i в сжатых и 80i в растянутых элементах усиления и определяется по формуле

, (34)

где [N_в]_min - минимальная несущая способность болта (по сдвигу, срезу или смятию, определяемая по п. 3.5 СНиП II-23-81*).

Прочность концевых участков соединений элемента усиления проверяется по формуле

, (35)

где n - количество болтов на концевом участке соединения (см. рис. 16, в); а_в - расчетный шаг болтов.