Реконструкція та ремонт будівель і споруд міського господарства

 

Перевірку міцності згинальних та стиснуто- або розтягнуто-вигнутих елементів по до-тичних, місцевих і приведених напруженнях виконують за СНіП ІІ-23 з урахуванням геомет-ричних характеристик перерізу.

 

Г.2 Розрахунок на стійкість  стиснутих елементів суцільного перерізу в площині дії моментів виконується за формулою

N/j_е A £ g_з ,                                                              (Г.4)

 

 

де:    А   – площа підсиленого перерізу, см²;

– усереднене  значення   розрахункового  опору,  прийняте  за Г.4 МПа;

g_с  –   коефіцієнт умов роботи, прийнятий відповідно до 4.5.2 цих Норм;

j_е – коефіцієнт, що визначається за СНіП II-23 у залежності від умовної гнучкості підсиленого елемента l і приведеного відносного ексцентриситету m_ef = hm_f ;

h – коефіцієнт  впливу форми перерізу за СНіП II-23.

Ексцентриситет визначається за  формулою

m_f = e_f A / W_c ,                                                               (Г.5)

де : e_f – еквівалентний ексцентриситет, см, що враховує особливості роботи підсиленого стержня й визначається за Г.3);

W_c – момент опору для найбільш стиснутого волокна, см³.

Стійкість центрально стиснутих  симетрично підсилених елементів перевіряється  в площині їх найбільшої гнучкості (l_х > l_у). Якщо відношення гнучкості (l_х > l_у) після підсилення змінилосяі нові гнучкості l_0х та l_0y стали такими, що l_0х < l_0y, то перевірка стійкості за формулою (Г.4) виконується щодо обох головних осей перерізу.

 

Г.З Розрахункове значення еквівалентного ексцентриситету визначається за формулою

                                     e_f = e + f_* ,                                                                           (Г.6)

де       f_* - початковий прогин підсилюваного елемента, см;

е - ексцентриситет поздовжньої сили щодо центральної осі підсиленого перерізу після підсилення, см.

У тих випадках, коли ексцентриситет поздовжньої сили залишається невідомим, його  значення визначається виразом e = m_f – e_А , де e_А - зміщення центра ваги перерізу при під- силенні, см, що приймається зі своїм знаком.

 

У загальному випадку  стиску з вигином, а також у  випадку прикладення додаткових поздовжніх чи поперечних сил після підсилення величина е визначається виразом

е = M/N,

 де      М - розрахунковий момент щодо центральної осі підсиленого перерізу.

 

Г.4  У випадку використання елементів підсилення зі сталі, для якої розрахунковий опір R_yr не дорівнює, але близький до розрахункового опору сталі підсилюваного елемента                       R_y0 (1 £ a = R_yr / R_y0 £ 1,15), значення R слід приймати рівним R_y0.

При a > 1,15 усереднений розрахунковий опір бісталевого елемента визначається за формулою

R = R_y0 ,                                                           (Г.7)

де:               ,   ;

/₀, І - моменти інерції, см⁴, відповідно непідсиленого і підсиленого перерізу для осі, щодо якої виконується перевірка стійкості;

а₀ - площа непідсиленого перерізу, см².

 

 

Г.5 Розрахунок на стійкість підсилених відцентрово стиснутих і стиснуто-вигнутих стержнів із ґратами, розташованими в площинах, паралельних площині вигину, що збігається з площиною симетрії, необхідно виконувати за формулою

,                                                                  (Г.8)

де   j_е,  j_віт - коефіцієнти зниження несучої спроможності всього перерізу й окремої вітки, прийняті за (Г.6) і (Г.7);

А - площа поперечного перерізу підсилених віток, см².

 

Г.6   Коефіцієнт j_е, необхідно приймати за СНіП ІІ-23 у залежності від умовної приведеної гнучкості і відносного ексцентриситету т, що визначаються за формулами:

 

  ;                                                  (Г.9)

m = e_f (A/I_y) a_c ,                                                                 (Г.10)

 

де:      λ_y  -  гнучкість підсиленого стрижня щодо осі, перпендикулярної до площини вигину;

α_I  -  коефіцієнт, обумовлений за СНіП II-23;

A_d -  площа підсиленого перерізу розкосів (при хрестовій схемі ґрат - двох розкосів), що лежать у площині вигину см²;

a_c  -  відстань від осі підсиленого перерізу, перпендикулярної до площини вигину, до осі найбільше стиснутої вітки;

e_f  -  розрахунковий ексцентриситет поздовжньої сили  e_f = M/N;

M -  згинальний момент з урахуванням зсуву центра ваги підсиленого перерізу, МН-см;

Е  -   модуль пружності, МПа.

 

Г.7 Коефіцієнт j_віт треба приймати за СНіП ІІ-23 у залежності від умовної гнучкості підсиленого перерізу вітки λ_віm і приведеного відносного ексцентриситету , що обчислюються за формулами:

                                                                                     (Г.11)

 

                          ,                                      (Г.12)

 

де   І_віт  - відстань між вузлами ґрат, см;

і_віт - радіус інерції перерізу підсиленої вітки щодо осі, перпендикулярної до площини вигину, см.

 

Г.8 При значних гнучкостях (λ > 60) стиснутих стержнів підсилення виконується шляхом зменшення їх розрахункової довжини з допомогою встановлення додаткових стержнів, що розкріплюють підсилюваний елемент (рисунок Г.1).

 

 

 

 

 Для забезпечення  незмінюваності додаткових вузлів  на елементі, що розкріплюється  підсилення повинне мати жорсткість, що забезпечується при

 

,                                                         ( Г.13 )

 

де   l _min - менша з величин /₁ і /₂, см²;

I    - момент інерції стержня, що розкріплюється, см⁴;

с   - піддатливість системи, що розв'язує стержень, дорівнює її переміщенню, см,  від дії одиничної сили, спрямованої перпендикулярно до елемента, що розкріплюється.

 

 

 

Рисунок Г.1 - Схема установки додаткових стержнів, які розкріплюють підсилюваний елемент

 

 

 

Для схеми за рисунком Г.1 піддатливість с визначається формулою

   c = l_r / E A_r sin²a ,                                                       (Г.14 )

де:   A_r  і l_r   - площа, см , і довжина, см, стержня, що розкріплює;

        а £ 90° - кут між стержнями, що розкріплюють і розкріплюються.

 

Перерізи підтримувального стержня і прикріплення повинні  бути перевірені на дію сили N, що дорівнює умовній поперечній силі

,     

де:   N_y - зусилля в підтримуваному стержні, МН.

Якщо стержень, що розкріплюється, мав викривлення зі стрілкою f₀ то перевірка несучої спроможності його ділянок l₁  і l₂  виконується з урахуванням стрілок викривлення f₀r₁ і f₀r₂. У випадку l₁ » l₂   необхідно приймати   f₀r₁ =  f₀r₂ = f₀ /4.

 

ДОДАТОК Д

(обов'язковий)

 

ВИЗНАЧЕННЯ  ТИСКУ ПІД ПІДОШВОЮ

ПІДСИЛЮВАНОГО ФУНДАМЕНТУ

 

Д.1 Розрахунок тисків під  підошвою підсилюваного фундаменту необхідно робити для кожної стадії провадження робіт.

 

Д.2 Розрахунок тисків передбачає:

 

а) визначення тиску під  підошвою існуючого фундаменту в  період підсилення від но-рмативних  навантажень і власної ваги фундаменту, при цьому слід дотримуватися  умов:

                                                          (Д.1)

де    R_t - розрахунковий опір ґрунту основи існуючого фундаменту з урахуванням тривалої його експлуатації, й риття котловану при його підсиленні, кПа (тс/м²);

Р₀ - середній тиск під підошвою існуючого фундаменту, кПа (тс/м²);

P_{x max}, P_{y max} - максимальні крайові тиски при дії згинальних моментів уздовж осей х та у відповідно, кПа (тс/м²);

P_{xy max} - максимальний тиск у кутовій точці відцентрове навантаженого фундаменту, Па (тс/м );

 

б) визначення тиску під  підошвою підсиленого фундаменту від  додаткових навантажень що прикладаються до фундаменту. При цьому слід враховувати співвідношення  _t, модулів загальної деформації грунту під існуючою та новою частинами підсиленого фундаменту;

 

                                             ( Д.2)

 

де  .

 

       и - визначаються відповідно за формулами (Е.2) и (Е.7) додатка Е до даних Норм, а визначення R₀,, R_0t, и див. там же.

Напруження під підошвою фундаменту від додаткового вертикального  навантаження            N_дод, кН (тс), дорівнює

 

 

                                                                                                                                                  (Д.3)

 

 

де   А₁  - площа підошви наявної частини фундаменту, м²;

A₂  - площа підошви нової частини фундаменту, м²;

р_{1 сер} - середній тиск під існуючим фундаментом, кПа (тс/м²);

Р_{2 cep}  -  те саме під новою частиною підсиленого фундаменту, кПа (тс/м²).

 

Напруження під підошвою фундаменту від додаткових згинальних моментів М_дод, кН·м (тс×м), уздовж кожної осі фундаменту дорівнюють

;

                                                                                                                                         (Д.4)

;

,

де     Р₁₁ -тиск під підошвою старого фундаменту на межі з новою його частиною, кПа (тс/м²);

р₁₂ - тиск під підошвою нової частини фундаменту на межі зі старим фундаментом, кПа (тс/м²);

р₂ - крайовий тиск під підошвою підсиленого фундаменту, кПа (тс/м²);

                                                                         (Д.5)

;

 

де   l₁, b₁ - розміри існуючого фундаменту уздовж і поперек осі дії згинального моменту, м;

       l₂, b₂      - те саме для підсиленого фундаменту, м;

 

в) перевірку виконання  обмежень тисків біля країв підошви  фундаменту від дії на нього сумарних навантажень після підсилення.

Для стовпчастих фундаментів, розширюваних в одному і двох напрямках, обмеження контактних тисків наведені на рис. Д.1,а і Д.1,б.

 

г) перевірку обмежень для середніх тисків під старою і  новою частинами підсилюваного  фундаменту від дії сумарних навантажень  після підсилення

 

                                                        (Д.6)

 

д) обмеження мінімальних  крайових тисків, що приймаються в  залежності від призначення фундаменту за п.2.207 “Посібника з проектування основ будинків і споруд” до СНіП 2.02.01.

 

 

 

 

Рис.Д.1. Обмеження контактних тисків для стовпчастих фундаментів

 

 

Для стрічкових фундаментів обмеження тисків під подошвою наведені на рис.Д.2.

 

 

Рисунок Д.2. - Обмеження  тисків під підошвою стрічкових фундаментів

 

ДОДАТОК Е

(обов'язковий)

 

ВИЗНАЧЕННЯ  РОЗРАХУНКОВОГО ОПОРУ ҐРУНТУ

ТРИВАЛО НАВАНТАЖЕНОЇ ОСНОВИ

 

Е.1 Розрахунковий опір ґрунту тривало навантаженої основи R_t, кПа (тс/м²), визначається за формулою

,                                              (E.1)

де R₀ - розрахунковий опір ґрунту основи, кПа (тс/м²), за СНіП 2.02.01 при значеннях кута внутрішнього тертя j_II = j₀ , град. і питомого зчеплення с_ІІ = с₀, кПа (тс/м²) що відповідають ненавантаженій основі;

е₀ - модуль деформації ґрунту ненавантаженої основи, МПа (кгс/м²);

- максимальний модуль деформації ґрунту тривало навантаженої основи, МПа кгс/м²), при середньому тиску під підошвою P_о, кПа (тс/м²);

R_ot - розрахунковий опір ґрунту основи за СНіП 2.02.01 при характеристиках міцності грунту j_II = j_t і с_ІІ = с_t ,  що відповідають тривало навантаженій основі, кПа (тс/м²).

 

Е.2 Розрахункові міцнісні і деформаційні характеристики ґрунту тривало навантаженої основи залежать від виду ґрунту, тривалості навантаження t (років) і інтенсивності середнього тиску

.                                                                     (E.2)

Кут внутрішнього тертя  ґрунту j_t , град.

  ,                                                        (Е.3)

де  - ступінь обтиснення основи існуючого фундаменту додатковим тиском 

;                                                                 (Е.4)

а - інтенсивність вертикального побутового тиску грунту на рівні підошви фундаменту

;                                                                   (Е.5)

Питоме зчеплення грунту с_t, кПа (тс/м²)

                                                           (E.6)