13.2.3. Расчет усиления железобетонных конструкций устройством их неразрезности

При устройстве усиления конструкций с обеспечением их неразрезности следует также как и при усилении дополнительными опорами стремиться к максимальной разгрузке усиливаемых конструкций. Усилия в конструкциях определяются отдельно от нагрузок, действующих до замыкания шарниров, и от нагрузок, которые прикладываются после замыкания шарниров.

В первом случае принимается первоначальная расчетная схема, а во втором случае – измененная с учетом неразрезности. Расчетные усилия в сечениях конструкций определяются как сумма усилий, полученных по первой и второй схемам. Увеличением жесткости отдельных пролетов или опорных зон можно регулировать перераспределение моментов и поперечных сил.

13.3. Расчет усиления конструкций увеличением их степени внутренней статической неопределимости

13.3.1. Расчет прочности железобетонных конструкций, усиленных предварительно напряженными затяжками

Устройство затяжек превращает усиленную конструкцию в статически неопределимую комбинированную систему, состоящую из железобетонного элемента и затяжки.

Поскольку реакция от затяжки передается на опорное сечение усиливаемой изгибаемой, внецентренно сжатой (растянутой) конструкции, то появляется дополнительная сжимающая сила. Кроме того, в зависимости от места закрепления затяжки, возникают концевые разгружающие или догружающие моменты. При усилении шпренгельными затяжками на усиливаемую конструкцию действуют разгружающие силы в местах перегиба затяжки.

Расчет прочности железобетонных элементов, усиленных затяжками производят в предположении, что предельное состояние усиленных конструкций наступает одновременно с достижением существующей арматурой и затяжкой расчетного сопротивления.

Первоначально ориентировочно определяют площадь поперечного сечения затяжки с учетом коэффициента условий ее работы:

• для горизонтальной – ;

• для шпренгельной и диагональной –

и вычисляют усилие в затяжке в предельном состоянии. Затем выполняют проверку прочности усиленной конструкции с учетом реактивной сжимающей силы затяжки.

Расчетные схемы конструкций, усиленных предварительно напряженными затяжками приведены на рис. 13.2 и 13.3.

a

б

в

Рис. 13.2. Расчетные схемы конструкций, усиленных горизонтальными затяжками: а – изгибаемой; б – внецентренно сжатой; в – внецентренно растянутой

Рис. 13.3. Расчетная схема изгибаемой конструкции, усиленной шпренгельной затяжкой

Расчетные схемы консольных конструкций, усиленных горизонтальной и диагональной затяжками, приведены на рис. 13.4 и 13.5.

После определения сечения затяжки производят проверку прочности усиленной конструкции. Дополнительная сжимающая сила опорной реакции затяжки равна:

• для горизонтальной затяжки

, (13.4)

• для шпренгельной и диагональной затяжек

, (13.5)

где  – угол, который составляет наклонный участок затяжки с продольной осью усиленной конструкции.

Дополнительный концевой момент равен

, (13.6)

где – расстояние между местом закрепления затяжки и осью, проходящей через центр тяжести сечения конструкции.

Разгружающая сила в местах перегиба шпренгельной затяжки и закрепления диагональной затяжки на консоли равна

. (13.7)

При усилении конструкций затяжками могут возникнуть отрицательные изгибающие моменты от предварительного напряжения в затяжке. В этом случае необходимо выполнить проверку прочности конструкции на действие усилия предварительного напряжения в затяжке при нагрузке на конструкцию на стадии усиления. При этом усилие в затяжке принимается равным

, (13.8)

где – коэффициент точности натяжения, (учитывается неблагоприятное влияние предварительного напряжения), .

Рис. 13.4. Расчетная схема консольной конструкции, усиленной горизонтальной затяжкой

Рис. 13.5. Расчетная схема консольной конструкции, усиленной диагональной затяжкой