Реконструкция зданий и сооружений. Усиление ригеля шпренгельной затяжкой

КР по усилению.dwg

Спецификация усиления неразрезного ригеля
Гайка М10-611.5ГОСТ 5915-70
Шайба А.12.01.08 кn.016 ГОСТ 11371-78
Спецификация усиления ригеля перекрытия
Порядок выполнения работ по усилению:
Крепление затяжек осуществляют на опорах усиливаемого элемента. Сэтой целью в местах приварки в ригеле пробивают отверстия и обножают штукатурку. 2. В качестве анкеров используем отрезки швеллеров
которые приваривают к верхним боковым стержням усиливаемого элемента. Отрезки швеллеров устанавливают западлицо с боковыми гранями балки. 3. Приварка тяжей к анкерам. 4. Устройство прокладок между тяжами и нижней гранью усиливаемого элемента
которые передают усилия от затяжек на нижнюю растянутую часть усиливаемого элемента. Она выполняется из профильного металла (уголков
). Длина прокладок на 25 мм превышает ширину усиливаемой балки. 5. Отверстия замоноличивают цементным раствором на расширяющемся цементе. 6.. Взаимное стягивание ветвей стяжными болтами
изготовленными в виде хомуьа с двумя нарезанными концами и общей шайбой. 7. На стяжные болты устанавливают контргайки
которые потом заваривают вместе с болтами. "

кр по усилению.doc

Определение нагрузок и усилий
Подсчет нагрузок на 1м2 приведен в таблице 1.1.
Таблица 1.1. Нагрузки на 1 м2 перекрытия
Нормативная нагрузка кНм2
Коэффициент надежности по нагрузке
Расчетная нагрузка кНм2
от массы плиты с овальными пустотами (мм кНм3)
От массы пола (по заданию)
Временная (по заданию)
В том числе: длительная
В том числе: постоянная и длительная
Расчетные нагрузки на 1м длины при ширине плиты 165м с учетом коэффициент надежности по назначению здания :
Постоянная нагрузка на ригель будет равна:
от веса ригеля (сечения 0.250.7м плотность железобетона кНм3 с учетом коэффициентов надежности кНм.
Временная нагрузка (с учетом ) кНм.
Полная нагрузка кНм.
В результате проверки ЭВМ задания получены уточненные размеры сечения ригеля мм мм и ординаты огибающих эпюр и .
Характеристики бетона и арматуры для ригеля. Бетон тяжелый (130 кгсм2 класса B (для влажности 55%):
B=Rm*(1-164 *v)=1012 МПа
Проектирование усиления ригеля с применением шпренгельной затяжки
Наиболее просто можно изменить первоначальную конструктивную схему изгибаемого элемента применяя предварительно напряжённые шпренгельные затяжки впервые предложенные профессором Н.М. Онуфриевым. Устройство затяжки позволяет повысить несущую способность балки в два раза а также прочность по наклонным сечениям у опоры.
Предварительно напряжённые затяжки состоят из тяжей опорных анкеров подкладок и стяжного устройства. Изогнутые в месте установки подкладки-шпренгеля тяжи выполняются из арматурной стали а при больших усилиях– из прокатных уголков и швеллеров. На опорах тяжи привариваются к анкерам и должны вплотную примыкать к боковым граням балки.
Анкеры изготовляются из отрезков швеллеров которые устанавливаются на цементном растворе в заранее устроенные гнёзда в бетоне и привариваются к арматуре балки. Отрезки швеллеров устанавливаются заподлицо с боковыми гранями балки. Дополнительно швеллеры соединяются между собой поперечным стержнем или планкой которые повышают сопротивление анкера смещению вниз от усилия в наклонных тяжах. Предварительное напряжение в тяжах создаётся путём взаимного стягивания обеих ветвей стяжными болтами. Усилие в тяжах контролируется по величине остаточного зазора между ветвями. Стяжные болты изготовляются в виде хомута диаметром не менее 16 мм с двумя нарезанными концами и общей шайбой. Гайки болтов для повышения сопротивления нарезки принимаются двойной высоты. После закручивания гайки устанавливается контргайка или гайка приваривается к болту. Подкладка-шпренгель изготовляется из пластины и распорки толщиной не меньше 10 мм круглого стержня диаметром не менее 25 мм.
Рис. 1 Конструкция шпренгельной затяжки: 1 – тяжи; 2 – анкер;
– подкладка-распорка; 3a – распорка; 4 – стяжной болт
В процессе устройства этих затяжек изгибаемые элементы изменяют свою первоначальную конструктивную схему так как становятся внецентренно сжатыми. На их опорах возникают дополнительные изгибающие моменты которые изменяют первоначальную эпюру моментов. Изменяется и эпюра перерезывающих сил.
Рассмотрим расчёт усиления изгибаемых железобетонных элементов шпренгельными затяжками.
После усиления затяжкой образуется новая система (балка + затяжка). Эта система статически неопределима так как кроме уравнений равновесия надо знать деформации системы.
После назначения величины напряжения необходимо определить степень затягивания гайки натяжного болта что контролируется по зазору между тяжами (сближение тяжей).
Рис. 2. К расчёту сближения тяжей
Размеры сечения ригеля h = 50 см b = 25 см.
Кубиковая прочность бетона Rкуб = 13 МПа.
Рабочая арматура класса А-III:
· 4 25 Аs=1963 cм2 h0 = h – 6 =44 см; Rs=365МПа
Поперечная арматура класса А-III:
· 2 12 Аs=226 cм2 Rs=175МПа
Изгибающие моменты от расчетной нагрузки после усиления
М = 36094 кНм ( до усиления М = 2299 кНм).
Поперечные силы Q = 7721 кН (Q=4926 кН)
В результате испытания неразрушающими методами установлено что бетон имеет кубиковую прочность Rкуб = 13 МПа что соответствует классу бетона
В = Rm (1-164*v) = 130 (1-164*0135) = 1012 МПа
Rb=1012·gb2 =1012·072 = 729 МПа.
Rb=Rbнорм13= 561 МПа
Расчетное сопротивление арматурной стали равно:
Расчетное сопротивление поперечной арматуры:
Rsw = Rs·08·09 = 317·08·09 = 2282 МПа.
Находим размеры шпренгеля:
Определяем сближение тяжей:
Величину сближения тяжей принимаем d = 30 мм и пересчитываем напряжение: а = (В – d) 2 = (250– 30) 2 = 110 мм