Усиление железобетонных конструкций с изменением статической схемы

Усиление железобетонных конструкций с изменением статической схемы.

Дополнительные жесткие опоры. Очевидно, самым простым является усиление допол­нительными опорами. К этому способу прибегают при усилении балок, ригелей рам, ферм и т. а. Безусловно, дополнительные опоры особенно эффективны при балочных конструкциях, так как уменьшают расчетные пролеты, в результате чего несущая способность может быть увеличена в несколько раз. К жестким дополнительным опорам относят выполненные ввиде стоек, подкосов и жестких подвесок, когда исключена осадка проме­жуточной опоры. Для ригелей, рам, балок и ферм они могут быть выполнены в виде стоек, имеющих самостоятельные фун­даменты. В этом случае особенно важно уменьшить осадку этих фундаментов, для чего необходимо предварительное об­жатие грунта под подошвой и снижение давления на грунт. Дополнительные опоры, пере­дающие нагрузки на существующие конструкции, выполняют в виде подкосов или подвесок, опирающихся на существующие конструкции или подвешенных к ним в опорных узлах. Без­условно, в таких случаях нужно проверять конструкции на срез в опорных сечениях. Сопряжение подводимой опоры с сущест­вующими элементами можно выполнять различными способа­ми, но во всех случаях оно должно исключать возможность сво­бодного смещения дополнительной опоры в результате уплот­нения стыков, сдвигов и выпрямления конструкций усиления. Стойки и подкосы, образующие жесткие дополнительные опоры могут быть металлическими, железобетонными или де­ревянными (для временных опор). Подводимые одиночные стойки, кроме того, выкладывают из кирпича. Если усиление осуществляется в цехе без остановки производства, опоры луч­ше выполнять из готовых элементов, чтобы ускорить и упрос­тить производство работ. С этой точки зрения удобно устраивать подпирающие конструкции из металлических прокатных про­филей. Однако в ряде случаев они могут оказаться нецелесо­образными из-за недостаточной противопожарной и противо­коррозионной стойкости. Тогда их делают железобетонными. Желательно все железобетонные элементы изготавливать заранее, вне места установки, превращая работы по усилению в сборку запроектированных конструкций из готовых элемен­тов. Для обеспечении правильной установки, простого и надеж­ного закрепления сборные железобетонные элементы должны быть снабжены соответствующими закладными деталями. В местах присоединении элементов усиления обнажают арматуру и к ней приваривают листовые прокладки или косынки. Для своевременного включения в работу дополнительной опоры не­обходимо производить подклинивание подпирающих конструк­ций в местах их сопряжений с существующими при помощи клиньев с небольшим уклоном и только после этого производить сварку соединений (если она предусмотрена проектом). Креп­ление подкосов, подвесок и стоек можно осуществлять и при помощи охватывающих хомутов или скоб, не приваривая их к арматуре усиливаемой балки. На рис. 1 показано устройство жестких дополнительных опор из сборных элементов. При бе­тонировании стоек и подкосов на месте необходимо не дово­дить их до подпираемого элемента на 20—30 см. Этот зазор бетонируют позже (после укладки арматуры охватывающего хомута), что позволяет избежать образования усадочных тре­щин в местах сопряжений и добиться более плотного и надеж­ного   соединения   подводимых   конструкций   с  усиливаемыми. Бетон для узла сопряжения желательно готовить на расширяющемся цементе. Все подвески, безусловно, лучше делать метал­лическими. Устройство промежуточных жестких опор является довольно простым и часто сводится к монтажу заготовленных конструк­ций, что вполне выполнимо в действующих цехах и, несомненно, эффективно. Однако такое усиление имеет существенный не­достаток: уменьшается свободное пространство помещения.

Расчет подкосов и стоек, образующих жесткие опоры, выполняют согласно соответствующих СНиП как центрально-сжатых элементов. Подпираемые элементы меняют свою первоначальную конструктивную схему, что учитывают при их расчете на нагрузку, которая прикладывается после подведения дополни­тельных опор. Отсюда вытекает, что такое усиление- будет эф­фективнее, если подпираемый элемент максимально раз­гружен. Проектируя усиление железобетонной балки дополнитель­ными жесткими опорами, необходимо достичь такого положения, чтобы эпюра изгибающих моментов, полученная алгебраическим сложением эпюры, построенной от нагрузки, действующей на балку в момент подведения опоры, и эпюры от нагрузки, при­кладываемой после установки опоры, нигде не выходила за пределы фактической эпюры материалов, построенной на осно­вании обследования конструкции. При этом эпюра от нагрузки, действующей на балку в момент подведения опоры, строится для первоначальной схемы, а эпюра от нагрузки, приложенной после установки опоры, — для новой. Необходимо проверять усиливаемые балки на действие поперечных сил в сечениях у новых опор. В случае необходимости можно допустить возникновение отрицательного момента над новой опорой, превышающего значение допустимого. Тогда над ней возникает пластический шар­нир, что и нужно учитывать при расчете балки по новой схеме. Поскольку в середине пролета верхняя арматура обычно имеет очень малую площадь поперечного сечения, то фактически балка после образования третий нал дополнительной опорой превращается в разрезную с шарнирным опиранием на подвешенной опоре. Необходимо обеспечить достаточную площадь опирания  такой   разрезанной  балки  па  промежуточной  опоре.