Реконструкція та ремонт будівель і споруд міського господарства

 

 

 

ДОДАТОК В

(обов'язковий)

 

РОЗРАХУНОК  КОНСТРУКЦІЙ ПІДСИЛЕННЯ ЦЕГЛЯНОЇ КЛАДКИ

 

В.1  Розрахунок конструкцій  з цегляної кладки, підсиленої ненапружуваними  металевими обоймами, при центральному і відцентровому стисканні при  ексцентриситетах, що не виходять за межі ядра перерізу, виконується за формулами:

 

                                        (В.1)

при залізобетонній обоймі:

                                 (В.2)

при армованій розчинній  обоймі:

                    .                                                 (В.3)

        Коефіцієнти y і h приймаються при центральному стисканні y = 1 і h = 1 - при від-центровому стисканні (за аналогією з відцентрове стиснутими елементами із сітчастим ар-муванням).

                                                                    (В.4)

                                                                      (В.5)

де    N    - поздовжня сила, МН;

A_ms  - площа перерізу підсилюваної кладки, м²;

- площа перерізу поздовжніх кутиків сталевої обойми чи поздовжньої арматури залізобетонної обойми, м²;

А_b - площа перерізу бетону обойми, укладена між хомутами і кладкою (без урахування захисного шару), м²;

R_sw - розрахунковий опір поперечної арматури обойми, МПа (табл. 2);

R_sc -  розрахунковий опір кутиків чи поздовжньої стиснутої арматури, МПа (табл.2);

j  - коефіцієнт поздовжнього вигину (при визначенні j значення пружної характеристики a_{ms  -} приймається як для непідсиленої кладки (див. 4.2 СНіП 11-22);

m_g - коефіцієнт, що враховує тривалий вплив навантаження (див. 4.7 СНіП П-22);

т_k - коефіцієнт умов роботи кладки, прийнятий рівним 1 для кладки без тріщин, для кладки з тріщинами - 0,7;

m_b - коефіцієнт умов роботи бетону, що приймається рівним 1 при передачі навантаження на обойму і наявності опори знизу обойми; 0,7 - при передачі навантаження на обойму і відсутності опори знизу обойми і 0,35 - без безпосередньої передачі навантаження на обойму;

 

m - відсоток армування хомутами і поперечними планками, що визначається формулою

                                                               (В.6)

де  A_s - площа перерізу хомута чи поперечної планки, м ;

h і b - розміри сторін підсилюваного елемента, м (h - висота перерізу в площині дії зги- нального моменту);

s - відстань між осями поперечних зв'язків при сталевих обоймах, м (h ³ b £ s, але не більше 0,5 м) або між хомутами при залізобетонних і штукатурних обоймах (s £ 0,15м);

е_о - ексцентриситет поздовжньої сили N щодо центра ваги перерізу, м (див. 4.7              СНіП ІІ-22).

 

 

В.2 Розрахунковий опір арматури обойми при влаштуванні  обойм приймається за табл. В.1.

Таблиця В.1 - Розрахунковий опір арматури обойми при влаштуванні обойм

Армування	Розрахунковий опір арматури, МПа
	Сталь класу
	А-І (А240)	А-ІІ (А300), А-ІІІ (А400)
Поперечна арматура	150	190
Поздовжня арматура без  безпосереднього передання навантаження на обойму	43	55
Те саме, при  переданні навантаження на обойму з однієї сторони	130	160
Те саме, при переданні  навантаження з двох сторін	190	240

 

В.З Несуча спроможність центрально-стиснутих кам'яних стовпів, підсилених по-передньо напруженими  металевими навісними обоймами, МН

 

N = N_se +  m_q φ ΔN_ms ,                                                     (В.7)

те саме - обоймами-стояками:

 

N = N_se +  m_q φ (ΔN_ms + nN_s2),                                               (В.8)

 

де   m_g     - коефіцієнт, що враховує вплив тривалого навантаження;

DN_ms - збільшення несучої спроможності підсиленого кам'яного стовпа, МН;

N_s2   - несуча спроможність металевих кутиків, МН;

n      - число поздовжніх металевих кутиків з несучою спроможністю N_s2.

 ΔN_ms = A_ms R_1,t / μ^* ;                                                          (B.9)

 m^* = 0,5-(1-2m)s_z / {2,2R_u½ln(1-s_z / (1,1 R_u))½} ;                            (В.9.а)

 s_z = N_se/A_ms ;                                                             (В.9.б)

m = 0,2,

 

де     R_1,t -  мінімальна міцність цегли зовнішньої верстви на розтяг при вигині, МПа;

μ^*   - коефіцієнт Пуассона, що приймається з урахуванням пластичних деформацій кладки і дорівнює 0,35 ¸ 0,50

N_s2 = φ_s2 A_s2 R_s2 ¡_c2 ,                                                         (В.10)

дe   φ_s2    - коефіцієнт поздовжнього вигину кутика з розрахунковою довжиною, яка дорівнює кроку поперечних хомутів;

A_s2 – площа поперечного перерізу кутика, м²;

R_s2  – розрахунковий опір сталі кутика за межею текучості, МПа;

¡_c2  – коефіцієнт умов роботи кутика (див. 4  СНіП ІІ-23).

 

В.4 Поперечні хомути встановлюються, виходячи з умови міцності

                           s_s1 = N_o1  / A_s1 + a ΔN_ms m* / A_ms £ R_s1 ¡_c1,                                       (В.11)

  де:    s_s1 –  напруження поперечних хомутів, МПа;

                a = S H E_s  / (S H E_ms,0 + 2 A_s1 E_s(1 – m^* )),                                      (В.12)

N_o1 – розрахункове зусилля попереднього напруження поперечних хомутів, МН;

A_s1 – площа поперечного перерізу хомутів, м²;

R_s1 – розрахунковий опір сталі за межею текучості, МПа;

¡_c1 – коефіцієнт  умов  роботи  поперечних хомутів (див. 4 СНіиП ІІ-23);

S   – крок поперечних хомутів, м;

Н   – висота поперечного перерізу кам’яного стовпа, м;

Е_s – модуль пружності сталі, МПа.

Крок хомутів приймається  з умов

                    S £ B;      S £ 0,5 м;      S £ 40 i_s,                                              (В.13)

де:     В   – ширина поперечного перерізу кам’яного стовпа, м;

i_s   – радіус інерції металевого кутика обойми, м.

 

 

В.5  Максимальне значення зусилля попередньої напруги поперечних хомутів визначається, виходячи з умови відсутності вертикальних деформацій розтягу кам’яної кладки

                             N_ol,max £ S(b – t) N_sс / (2A_ms m^* ) ,                                                (В.14)

де:       b і t – ширина і товщина полиці металевого кутика.

 

Мінімальне значення зусилля попереднього напруження поперечних хомутів приймається, виходячи з  умови забезпечення спільної роботи кам'яної кладки і металевої обойми

                    N_o1,min > A_s1(s₁ + s₂ + s₃),                                                    (В.15)

де:       s₁ –  втрати від усадки розчину між обоймою і кладкою, МПа (допускається приймати         s₁ = 30 МПа) ;

s₂ –   втрати від релаксації напружень (s₂ > 0), МПа;

               s₂ = (0,1N_o1 /А_s1) – 20 ,                                                         (В.16)

s₃ – втрати від деформацій обтиснення кладки по поверхні тріщин і розчину між кутиками обойми і кладкою, МПа. При механічному способі натягу втрати напруг s₃ не враховуються.

 

В.6 Величина зусилля попереднього напруження металевих кутиків N₀₂ обойми стояка приймається, виходячи з умов:

                 N₀₂ ³ 0,01MH;          N₀₂ £ Nse / n;          N₀₂ £ N_s2 .                                  (В.17)

В.7 Попереднє напруження елементів обойми-стояка необхідно здійснювати за однією з трьох схем у залежності від деформативності кам'яної кладки і металевих кутиків:

1) за умови  e_ms>e_s2 у першу чергу виконується попереднє напруження поперечних хомутів,

де:                                                  e_ms = ΔN_ms /(A_ms E_ms,_o) ;                                                           (В.18)

 

                             e_s2 = (N_s2 – N_o2)/(A_s2 E_s).                                                          (В.19)

 

Металеві кутики включаються в роботу при навантаженні, МН

            

                N = N_se + ΔN_se – ΔN_se,1 ,                                                         (В.20)

 

де:                                ΔN_se,₁ = (N_s2 – N_o2)(A_ms E_ms,_o + n A_s2 E_s) / ( A_s2 E_s);                                 (В.21)

 

2)  за умови e_ms < e_s2  у першу чергу виконується попереднє напруження металевих кутиків.

 

Поперечні хомути включаються  в роботу при навантаженні, МН

                                

N = N_se + ΔN_se – ΔN_se,₂ ,                                                      (В.22)

 

де:                                     ΔN_se,2 = ΔN_ms (A_ms Е_ms,o + n A_s2 E_s) / (A_ms E_ms,o);                                 (В.23)

 

3)  за умови e_ms = e_s2 поперечні хомути і металеві кутики включаються в роботу одночасно.

 

В.8 При моделюванні  спільної роботи основи і споруди  в складних інженерно-геологічних  умовах необхідно враховувати вертикальні  і горизонтальні деформації ґрунтів  від навантажень, переданих на основу, а також - примусові вертикальні і горизонтальні деформації основи від осідання, підробітку, карстових провалів тощо.

 

В.9 Площа поперечного  перерізу попередньо напружених тяжів  визначається з умови міцності  кладки на зріз

 

                             А_s = 0,2 R_зp L h / ( R_s ¡_c) ,                                                    (В.24)

 

де:        А _s  – площа поперечного перерізу попередньо напружених тяжів, м²;

R_зp  – розрахунковий опір зрізу кладки по неперев'язаному перерізі, МПа;

L     – довжина стіни, м ;

h     – товщина стіни, м;

R_s   – розрахунковий опір сталі, що використовується,  за межею текучості, МПа;

¡_c – коефіцієнт умов роботи (при створенні попередньої напруги механічним шляхом з контролем зусиль ¡_c = 0,85; електротермічним шляхом з контролем подовжень – ¡_c = 0,75).

Включення тяжів у роботу необхідно робити при досягненні цементно-піщаним розчином 50 % міцності після зачеканювання тріщин.

 

Зусилля попереднього напруження тяжів  N_o  визначається за формулою

 

                                         N_o = 0,5 А_s R_s ¡_c,                                                             (В.25)

 

де:     N_o– зусилля попередньо напружених тяжів, МН.

 

ДОДАТОК Г

(обов'язковий)

 

ПЕРЕВІРКА МІЦНОСТІ І СТІЙКОСТІ ЕЛЕМЕНТІВ СТАЛЕВИХ КОНСТРУКЦІЙ З УРАХУВАННЯМ ЗМІНЕНИХ ГЕОМЕТРИЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЕРЕРІЗУ

 

Г.1 Перевірка міцності елементів, що сприймають статичне навантаження за критерієм граничної текучості, виконується за формулами:

 

центрально-розтягнуті чи стиснуті симетрично підсилені елементи:

 

          N / A_n £ R_y0 g_з g_N,                                                            (Г.1)

 

де g_N  - коефіцієнт, що враховує рівень і знак початкової осьової сили; для розтягнутих і стиснутих елементів, підсилених без використання зварювання, g_N = 0,95; для стиснутих елементів, підсилених з допомогою зварювання, -  g_N = 0,95 – 0,25b₀;

 

згинальні елементи:

 

             M / W_n £ R_у0 g_з g_м ,                                                             (Г.2)

 

стиснуто- і розтягнуто-вигнуті  елементи:

 

.                                              (Г.3)

 

У формулах (Г.2) і (Г.З) коефіцієнт умов роботи g_м = 0,95 для зварних конструкцій, що працюють в особливо тяжких умовах експлуатації, і g_м ⁼ 1 - для інших конструкцій. При                N / (A_n R_у0) ³ 0,6 значення g_м приймаються рівними g_N.

 

Перевірка міцності центрально-розтягнутих  чи стиснутих несиметрично підсилених елементів здійснюється за формулою (Г.З), при цьому згинальні моменти  підраховуються щодо осей х і у підсиленого перерізу.

 

Перевірку міцності згинальних і стиснуто- чи розтягнуто-вигнутих елементів по дотичних, місцевих і приведених напруженнях виконують за СНіП 11-23 з урахуванням змінних геометричних характеристик перерізу.

 

У формулах (Г1) – (Г3):  N - розрахункове поздовжнє зусилля;  M - розрахунковий згинальний момент МН-см;   A_n - площа поперечного перерізу нетто cм²;  J_xn, J_yn – моменти інерції перерізу нетто см⁴;  W_h   - момент опору нетто см³;    M_x, M_y – згинальні моменти відносно осей    x-х,  y-y відповідно МН×см; R_y0 – розрахунковий опір підсилюваного елемента, МПа; g_с – коефіцієнт умов роботи, що приймається згідно з 4.5.2 даних Норм; b₀ –  рівень початкового навантаження, що приймається у відповідності з 4.5.4 цих Норм.