Порядок расчета прочности нормального сечения
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Г.П. Иванов
УСИЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗГИБАЕМЫХ КОНСТРУКЦИЙ
ПО ПРОЧНОСТИ НОРМАЛЬНЫХ И НАКЛОННЫХ СЕЧЕНИЙ
Учебно-методическое пособие
к практическим занятиям
по курсу «Инженерные сооружения в транспортном строительстве»
для студентов, обучающихся по направлению подготовки
08.04.01 «Строительство», направленность «Строительство автомобильных дорог, аэродромов, объектов транспортной инфраструктуры»
Казань
2017
УДК 624.012.4
ББК 38.638
И20
Иванов Г.П.
И20 Усиление железобетонных изгибаемых конструкций по прочности нормальных и наклонных сечений: учебно-методическое пособие к практическим занятиям по курсу «Инженерные сооружения в транспортном строительстве» для студентов, обучающихся по направлению подготовки 08.04.01 «Строительство», направленность «Строительство автомобильных дорог, аэродромов, объектов транспортной инфраструктуры» / Г.П. Иванов.– Казань: Изд-во Казанск. гос. архитек.-строит. ун-та, 2017.– 43 с.
Печатается по решению Редакционно-издательского совета Казанского государственного архитектурно-строительного университета
В учебно-методическом пособии рассматриваются вопросы усиления изгибаемых железобетонных конструкций по прочности нормальных и наклонных сечений. Рассматриваются варианты усиления сборных и монолитных железобетонных плит, Т-образных железобетонных балок мостовых сооружений из обычного ненапряженного железобетона по нормальным и наклонным сечениям. Пособие содержит исходные данные по вариантам и рекомендации по расчету и конструированию усиления железобетонных балок и плит по прочности нормальных и наклонных сечений.
|
|
|
Данное пособие предназначено для применения в учебном процессе при подготовке бакалавров.
Табл. 4, рис. 21, библиогр. 7 наимен.
Рецензент
Начальник АСО ООО «Акведук»
В.В. Станкевич
УДК 624.012.4
ББК 38.638
© Казанский государственный
архитектурно-строительный
университет, 2017
© Иванов Г.П., 2017
ОГЛАВЛЕНИЕ
Общая часть……………………………………………………………….……. 5
Занятие № 1. Усиление железобетонной балки таврового сечения
|
|
|
по изгибающему моменту путем дополнительного армирования
растянутой зоны стержневой арматурой…………………………………… 10
Занятие № 2. Усиление железобетонной балки таврового сечения
по изгибающему моменту путем дополнительного армирования
растянутой зоны композиционной арматурой……………………………… 12
Занятие № 3. Усиление железобетонной балки таврового сечения
по изгибающему моменту путем дополнительного армирования
растянутой зоны жесткой арматурой из гнутого швеллера………………… 14
Занятие № 4. Усиление железобетонной балки таврового сечения
по изгибающему моменту сверху путем увеличения
толщины полки………….…………………………………………………………15
Занятие № 5. Усиление железобетонной балки таврового сечения
по изгибающему моменту комбинированным способом путем
наращивания толщины плиты и дополнительного армирования
растянутой зоны снизу………….………………………………………………..17
Занятие № 6. Усиление монолитной плиты по изгибающему
моменту путем установки дополнительной арматуры.
Вариант А …………………………………………………………………………18
Занятие № 7. Усиление монолитной плиты по изгибающему
|
|
|
моменту. Вариант Б………………………………………………………………22
Занятие № 8. Усиление сборной пустотной плиты по изгибающему
моменту. Вариант А ……………………………………………………..………24
Занятие № 9.Усиление сборной пустотной плиты по изгибающему
моменту. Вариант Б……………………………………………………………….27
Занятие № 10. Усиление железобетонной балки таврового сечения
на поперечную силу. Вариант А……………………………………….…………28
Занятие № 11. Усиление железобетонной балки на поперечную силу.
Вариант Б………………………………………………………….……………….30
Занятие № 12.Усиление монолитной плиты на поперечную силу
Вариант А………………………………….……………………………………..31
Занятие № 13.Усиление монолитной плиты на поперечную силу
Вариант Б…………………………………………………………………………33
Занятие № 14.Усиление пустотной плиты на поперечную силу
Вариант А……………….……………………………………………………….34
Занятие № 15.Усиление пустотной плиты на поперечную силу
Вариант Б…………………….…………….…....………………………………36
Литература………………………………………………………………………….38
Приложение 1. Расчетные сопротивления бетона…………………….………39
|
|
|
Приложение 2. Нормативные и расчетные сопротивления
арматуры………………………………………………………………….….........39
Приложение 3. Физико-механические свойства типов
композиционных материалов…………………………………………………40
Приложение 4. Сортамент арматурной стали………………………..….........42
Приложение 5. Нормативные и расчетные сопротивления
проката из сталей………………………………………………………...……….43
Общая часть
В настоящем методическом пособии рассматриваются современные методы усиления изгибаемых железобетонных плит и Т-образных балок пролетных строений мостовых сооружений из обычного ненапряженного бетона по прочности нормальных и наклонных сечений. Рассмотрены способы усиления сборных и монолитных плит и балок растянутой зоны путем дополнительного армирования (усиление снизу), которые не предусматривают выполнения работ со стороны мостового полотна, а также способы усиления плит и балок со стороны мостового полотна путем наращивания их высоты высокопрочным, безусадочным, самоуплотняющимся, быстротвердеющим монолитным бетоном по типу создания сборно-монолитной конструкции (усиление сверху). Рассматривается и комбинированный способ, когда работы по усилению плит балок выполняются одновременно снизу и сверху при закрытии автомобильного движения по мостовому сооружению полностью или по полосам движения. Предполагается, что усиления выполняются при вывешивании балок путем подведения временных 1–2 опор под балки пролетного строения (ПС) и их подъема с помощью гидравлических домкратов.
В качестве дополнительной арматуры растянутой зоны рассматривается возможность применения следующих материалов: стержневая арматура, высокопрочная композитная арматура и полосовая сталь в виде обрамления нижнего пояса балок гнутым швеллером. Рассмотрены мероприятия по обеспечению совместной работы применяемых дополнительных материалов усиления с бетоном конструкций путем установки и крепления в просверленные отверстия в бетоне анкеров из стержневой арматуры на клеевом растворе, механических анкеров и сеток обрамления нижнего пояса балок при восстановлении защитного слоя бетона. В качестве монолитного бетона наращивания толщины плит рекомендуется применять высокопрочные, самоуплотняющиеся, безусадочные литые бетоны и тиксотропные бетоны при выполнении работ снизу.
Ниже приведены основные расчетные формулы и порядок расчета несущей способности железобетонных конструкций до и после усиления.
Порядок расчета прочности нормального сечения
Расчетная схема внутренних усилий в поперечном сечении изгибаемого железобетонного элемента до усиления приведена на рис. 1.
Рис. 1. Схема внутренних усилий в поперечном сечении
изгибаемого железобетонного элемента до усиления
Условие прочности нормального сечения изгибаемых железобетонных конструкций в процессе их эксплуатации записывается в виде:
М < М' , (1)
где М – изгибающий момент от фактических нагрузок при эксплуатации;
М' – изгибающий момент, воспринимаемый нормальным сечением изгибаемого элемента на этапе его эксплуатации при фактических параметрах сечения, прочности бетона и армирования или «остаточная несущая способность элемента»:
Mꞌ = Rs• As • (h0 – 0.5 • x) , (2)
где Rs – расчетное сопротивление арматуры на растяжение, принимаемое согласно приложению 2, [Н/см2];
Аs – фактический расход продольной растянутой арматуры с учетом ее коррозии по результатам обследования, [см2];
h0 – фактическая рабочая высота сечения элемента, [см]:
h0 = h– as, (3)
где h – фактическая высота сечения элемента (балки, плиты) по результатам обследования, [см];
as – фактическое расстояние от нижней растянутой зоны сечения элемента до центра тяжести фактической растянутой арматуры, [см]:
х – фактическая абсолютная высота сжатой зоны сечения изгибаемого элемента:
х = Rs•As/ Rb• b, (4)
где Rb – расчетное сопротивление бетона на сжатие изгибаемого элемента, [МПа] или [Н/см2] в зависимости от размерности Rs .
Рис. 2. Расчетная схема усиления балки стержневой арматурой
Несущая способность изгибаемых железобетонных конструкций в после их усиления записывается в виде:
M'= Rs' • As'•(h0' – 0.5•x') , (5)
где Rs' – расчетное сопротивление арматуры на растяжение при усилении, принимаемое согласно приложению 2, [Н/см2];
Аs'– расход продольной растянутой арматуры с учетом ее коррозии при усилении, [см2];
h0 ' – рабочая высота сечения изгибаемого элемента после усиления, [см]:
h0' = h'– as', (6)
где h' – высота сечения элемента (балки, плиты) после усиления, [см];
as'– расстояние от нижней растянутой грани сечения элемента до центра тяжести растянутой арматуры после усиления, [см];
х' – фактическая абсолютная высота сжатой зоны сечения изгибаемого элемента:
х' = Rs'•As'/ Rb* b , (7)
Контрольные вопросы для проверки знаний
1. Какие конструкции относятся к классу изгибаемых?
а) Изгибаемыми называются элементы и конструкции, в которых в поперечном сечении при действии внешних нагрузок возникают изгибающие моменты в расчетных сечениях по длине элемента.
б) Изгибаемыми называются элементы, в которых в поперечном сечении при действии внешних нагрузок возникают изгибающие моменты и поперечные силы.
в) Изгибаемыми называются элементы, в которых возникают изгибающие моменты при действии равномерно распределенных и сосредоточенных нагрузок.
2. Расчетная схема усилий в нормальном сечении изгибаемого элемента до усиления.
3. Какие характеристики бетона и арматуры учитываются при расчете усиления изгибаемых элементов по прочности нормального сечения?
4. Как назначается величина защитного слоя бетона для дополнительной арматуры растянутой зоны:
а) стержневой; б) композиционной; в) полосовой стали.
5. Условие прочности нормального сечения изгибаемого элемента при усилении сверху монолитным бетоном.
6. Из каких условий назначается класс бетона по прочности на сжатие для изгибаемого элемента при его усилении сверху?
а) Из условия минимального продольного армирования.
б) Из условия обеспечения минимальной высоты изгибаемого элемента.
в) Из условий эксплуатации изгибаемого элемента по обеспечению требуемых марок по морозостойкости и водостойкости.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 499; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!