РАСЧЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗГИБАЕМЫХ ЗЛЕМЕНТОВ, УСТАНОВКОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫХ КРОНШТЕЙНОВ

штштшштттштшш

МрА1>гр= РрАЬгр • О.

Ррлзгр

М -КЛрАЬТР. * МсЕЧ,

Рис.1. Расчетные схемы изгибаемого элемента, усиленного установкой предварительно напряженных кронштейнов а - схемы усиления и действующих нагрузок;

б - inrajH изгибаюших моментов, воспринимаемых сечением Мсеч, а также от действущей нагрузки М ;

в - эпюра изгибающих моментов от разгружающего действия кронштейнов Мрлмр.;

г - эпюра изгибающих моментов в усиливаемой балке после усиления.

Рио;2. Расчетная схема разгружащего кронштейна:

1 - опорная стойка С усиливае-

мая балка)J

2 - нижний пояо из уголка;

3 - верхний пояо из арматурной

стали

РАЬТР.

ЛИСТ245

Кронштейны могут быть в виде треугольных *ерм или состоять из нижнего неразрезного элемента и подвесок. Во всех случаях кронштейны являются гиокими констоукциями с относительно большими деформациями. Это обстоятельство требует обязательного их предвари;ельного напряжения при включении в работу.

Размеры разгружающих кронштейнов назначают конструктивно из условий удобства их установки и свободных габаритов. При этом вылет консоли кронштейна не должен превы-шать a={A~i,,5)h, где Ьк - высота кронштейна на опоре.

Необходимую разгружающую силу от кронштейна устанавливают в результате проверочного расчета усиливаемого железобетонного элемента. Устанавливают фактическую несшук способность усиливаемого элемента по нормальным и наклонньм сечениям при действительных геометрических характеристиках сечения, армировании и прочностных характеристиках; материалов, т.е. вычисляют усилия Мссч и Qceh , которые способен воспринять усиливае1мый элемент.

Далее вычисляют изгибающий момент м и поперечную силу а , ноторле возникнут в сечении усиленного элемента после установки кронштейнов. Затем наход-тг значения изгибающего момента и поперечной силы, на которые долхкы быть угеньшены усилия в элементе

Величину разгпужакщей силы Ррл-»гр можно определить Рр*=,гр= а* , Ppaj.p= йРАагр . /э двух величин PpAsrf для дальнейших расчетов принимают большую (рис.1);

Шарнирная схе;ла,. принимаемая при расчете (fepM, весьма приближенно отражает действительную работу кронштейна. 3 результате повьлденной де-фориативности растянутого гчлемента верхнего пояса и решетки в нижнем поясе возникают значительные изгибающие моменты. Кронштейны, нижние пояса которых выполнены из сплошного уголка, а верхние - из арматурной стали класса A-II или А-Ш, рассчитывают как статически неопре- . делтше системы. Степень статической неопределимости зависит от схетж кронштейна. Если верхние и нижние пояса кронштейна выполнены из уголков с расчетным сопротивлением 210-240 Ша, то кронштейн мсжно ргссма-тривать как шарнирную статически определимую фергу.

Для простейшего треугольного кронштейна сечение растянутых тяжей определяют по расчетному усилию s= у*"" по формуле As.= 5/гКй(рис.2). Сечение нижнего пояса подбирают по сжимащему усилию x> = PpAirr/tgot пи формуле а-зэ/т-Ч-Ябс .и увеличивают примерно в два раза, где

Г = 0,9 - коэффищент условий работы элементов кронштейна с учетом обмятия уголков, выравнивания тяжей и обжатия бетона. Констрзостивный расчет металлических кронштейнов производят по СНиП [200].

Предварительное напряжение кронштейнов осуществляется силой Р. Если усиление элемента производится при полном его загружении внешней нагрузкой, то предварительное напряжение кронштейнов осуществляется силой РРгтчах ,- приложенной к концу кронштейна.- В целях учета потерь от выгиба балки, обжатия кртнштеинов и обмятия опор, силу Р увеличивают примерно на 20 %. Если часть нагрузки будет приложена к элементу после усиления, то предварительное напряжение кронштейнов можно уменьшить, так как они будут догружаться нагрузкой, прикладываемой после усиления.

Предварительное напряжение в кронштейнах может создаваться с noi.o-щью домкратов, винтов, рычагов и других приспособлений с обязательным контролем величины натяжения. . -

ЕТ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗГИБАЕМЫХ ЗЛЕМЕНТОВ, УСИЛЕННЫХ УСТАНОВКОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАОРЯХ<ЕННЫХ ШАРНЙРНО-СТЕРЖНЕВЫХ ЦЕПЕЙ

лист246

ЦГНТР -ГЯМЕСТИ ПРИБЕ- ,

ДЕННОГО СЕЧЕНИЯ -i-

LJ4 iriin шТи ц.ишн\и!питтшп1

Центр тямести при- 1 „

ьеаенного сечения у >{

РИС. РАСЧЕ1НАЯ СЖдА ИЗГИБАЕШХ };ЕЛЕ301ЕТСШЫХ ЭЛЫуШИТОВ, УСИЛЕННЫХ УСТАНШКОЙ ШАРНИРпО-СТЕРлНЕВЫХ ЦЕПЕЙ 5

I - усиливаемый элекент; 2 - шарнирно-стержневая цепь; 3 7 узлы цепи; 4 - анкера цепи; 5 - стойки цепи; 6 - подвески цеш;.

Принатяжении цепи в.усиливаемом элементе возникают изгибающий момент и поперечная сила, противоположные по знаку возни-ка!ющим от внешней нагрузки. При проектировании рекомендуется, исходя из саободных габаритов, стрелу Цепи принимать макси1.:аль-ной. При одном и том ке усилии в подвескж /стойках/ разгружающий момент и поперечная сила тем больше, чем больше узлов цепи. Однако рекомендуется количество узлов цепи 3, 5 или 7, исходя из конструктивных соображений. Если очертание цепи принято таким, чтобы тангенсы углов наклона её звеньев, начиная от середины, относились как 1:3:5 к т.д., то усилие i во всех подвесках будет одинаковым. При устройстве цепи желательно, чтобы распор цепи Нц передавался ка усилизаек!ый элемент ниже центра тяжедтк приведенного сечения или, по крайней мере, не выше верхней границы ядра сечения.

Значения изгибающих моментов и поперечных сил, которые до.т-жны возникнуть в усиливаемом элементе от натяжения цепи, находят по формулам Ми = М-МсЕч. ; 0.ц«й.-йс1ч;

где VA,Q- изгибащий момент и поперечная сила от полной нагрузки;

МсЕч, О-сЕч - изгибающий момент и поперечная сила, воспринимаемые усиленнык? сечением.

Далее определяют усилия в подвесках (стойках) цепи V . В первом приближении считают усилия в подвесках (стойках) от внешней нагрузки,-приложенной к усиливаемому элементу снизу вверх. От усилия V должны возникать изгибащий момент Мц. и поперечная силе О-и . ils полученных двух значений V (поМцП (iu.) для дальнеИагшс расчетов принил«аот большее значение. Зная величину V , можно определить распор цепи Нц , то есть продольную силу, которая будет сжимать усиливае4{ыи элемент. Для определения распора Нцмсхж воспользоваться фoplyлa.,и, приведенными в табл. в зависимости от количества узлов цепи.

Т!аблкца

Результируицие усилия в балках, усиленных шарнирно-стеркне-вьаш цепякги, в зависимости от количества узлов в цепи и

усилий в подвесках /стойках/ - V

КОЛИЧЕСТ-ВО УЗЛОВ ЦЕПИ

е S

г 7

Усилия Б БАЛКАХ от НАПРЯЫЕНИЯ ЦВПИ

My = 0,5 £

V£

ve (0.5

Vt(i±f)

V £(0,575 1 )

V£(0.75 ±.S-)

1,5V

2.5V

2>,5V

По известко1.1у значению V можно определить усилия в звеньях цепи S исходя из первоначально принятых размеров. •

По известным усилиям в звеньях цепи S и подвесках /стойках/ V по формулам СНнП [200] подбирают сечения этих элементов.

Усилия в цепи от нагрузок, прикладываемых к усиленному элементу после натяжения цепи, возрастают незначительно и ими можно пренебречь.

Расчет усиления шарнирно-стеркневыми цешпли рекомендуется выполнять в следующей последовательности.

1. Определяют необходимую степень раэгружения усиливаемого элемента.

2. Намечают очертания цепи.

3. Определяют усилия в подвесках (стойках) цепи -V.

4. По известному усилию в подвесках (стойках) определяют усилия во всех звеньях цепи и подбирают их сечение.

5. Корректируют расчет цепи с учетом ее деформации и намечают положение узлов цепи после натяжения.

6. Проверяют усиленный элемент на внецентренное сжатие.

в ШАРНИРНО-СТЕРЖНЕВЫХ ЦЕПЯХ

Первоначальную длину цепи можно определить по формула), приведенным в таблице

Таблица

Формулы для определения длины цепи L

OMtTAHME ЦЕПИ

По известному усилию 5 можно определить общее удлинение цепи:

ii AlE

где n - количество звеньев в цепи; длина звена цепи;

Si- усилие в звене цепи;

Ai- хшощадь поперечного сечения звена цепи i , После этого определяют новую дли1гу цепи Lj- L + aL , вычисляют стрелу по формулам таблицы и затем вычисляют ординаты всех узлов, т.е. определяют новую цепную линию.

По новым параметрам цепи корректируют расчет, полученный в первом приближении. Если усиливаемый элемент имеет пролет не болев 18-24 м, то влиянием деформаций цепи на усилия в подвесках

можно пренебречь.

Далее необходимо осуществить предварительное напряжение цепи. К достоинствам шаркирно-стержкевой цепи след/ет откэсти простоту их натяжения и контроля величины предварительного напряжения. После определения новой цепной линии, перемещением всех узлов цепи кощо . обеспечить требуемую величину предварительного напряжения.

Предварительное напряжение цепи осушестз.-яется следую1щим образом. Намечают места нового положения узлов цепи. Затем одну из подвесок, как правило, среднюю, полностью отпускают (снимают). Оставшиеся подвески легко без особых усилий устанавливают ка козой цепной Л1шии, Затем подтягивают оставшийся свободным средний угел до нового положения (цепи; Усилие, которое необходимо приложз1ть для перзыецения этого узла в новое положение, устанавливают заране теоретически. Усилия в подвесках можно проконтролировать при помощи динамометр1г>гэского ключа, а в стойках - при помощи подвешенного груза или с помощью до;л-рата.

3 заключительной стадии проектирования усиления необходшмо проверить прочность усиливаемого элемента на знеиентренное сжатиэ по фор-л;улам СНиП [202] . При этом может встретиться два случая, определяемых положением нейтральной оси.

I. Если новая высота сжатой зоны бетона - Х=-- ,

увеличенная в результате действия продольной силы N=Hu. меньше 3fmax= r-bo, то проверку сбчения на внецектренное сжатие можно не проводить. Некоторым увеличением изгибаюиего момента, который может воспринять сечение, мо»яо пренебречь, так как это идет в запас прочности.

2. Если ХХмАх > то при определении необходимого разгружающего момента Мц следует иметь в виду, что изгибаемы11 элемент превращается во внецентренно сжатый и предельный момент, установленный как для чистого изгиба Мсеч . будет уменьшаться с ростом Ы=Нц. Значение V в этом случае определяют методом последовательных приближений. В первом приближении V определяют по моменту Мц, увэличенно1лу на 20%.

Изменение Мсеч от Н моию принять согласно области относительной прочности нормальных сечений жолезобетонкых элементов С лист Е26 , а также 26 3