РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ УСИЛЕНИИ ИХ ПУТЕМ УВЕЛИЧЕНИЙ СЕЧЕНИЙ

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

4.1. Расчетная схема конструкций должна отражать условия их работы и фактическое состояние, установленные данными обследований. В необходимых случаях следует выполнять расчет с использованием нескольких вариантов расчетных схем и распределения жесткостей, а также учитывать прогнозируемый износ.

4.2. Расчет выполняется только для тех частей зданий и сооружений, на которые влияют усиление, изменение режима эксплуатации, дефекты и повреждения.

Для конструкций, не имеющих дефектов и повреждений, расчет допускается ограничивать сопоставлением значений внутренних усилий (моментов, поперечных сил и т. п.) от расчетных нагрузок со значениями усилий, приведенными в первоначальной технической документации, а при изменении только нагрузок без изменения их характера и способа приложения - сопоставлением их значений.

4.3. При расчете конструкций, усиление которых выполняется под нагрузкой, необходимо учитывать напряжения, существующие в сохраняемых конструкциях в момент усиления, и последовательность включения в работу дополнительных конструкций, деталей усиления и раскрепления.

4.4. При расчете усиливаемых под нагрузкой элементов на устойчивость и деформативность следует учитывать начальные и дополнительные их деформации, возникающие на стадии усиления (в частности, дополнительные прогибы, возникающие при усилении с помощью сварки).

Искривления от сварки при проверке устойчивости сжатых и внецентренно сжатых элементов и элементов, работающих на сжатие с изгибом, допускается учитывать введением дополнительного коэффициента условий работы g_с = 0,8. В необходимых случаях проводится уточненный расчет в соответствии с рекомендациями пп. 4.26-4.30 настоящего Пособия. При этом использование указанных методов расчета требует обязательного соблюдения указаний пп. 3.42-3.46 по технологии производства работ.

4.5. При расчете усиления элементов конструкций на прочность и деформативность коэффициенты условий работы принимаются в соответствии с указаниями разд. 4 СНиП II-23-81*. В расчетах на общую устойчивость коэффициент условий работы g_с принимается равным 0,9, если только табл. 5 СНиП II-23-81* не определено меньшее значение g_с.

4.6. Коэффициент надежности по назначению g_n принимается в соответствии с Правилами учета степени ответственности зданий и сооружений при проектировании конструкций. При этом для зданий и сооружений III класса ответственности на стадиях А и Б (см. п. 1.6) допускается принимать g_n = 0,8 (как для временных зданий и сооружений), если продолжительность пребывания конструкций в этих стадиях не превышает трех лет.

4.7. Для стадии А работы конструкции (на период не более трех лет) также допускается:

уменьшить значение снеговых, ветровых, гололедных и климатических температурных нагрузок и воздействий в соответствии с указаниями п. 1.3 СНиП 2.01.07-85 как для периода возведения при новом строительстве;

принимать только пониженные нормативные значения нагрузок в тех случаях, когда СНиП 2.01.07-85 определены их два (полное и пониженное) значения;

принимать нормативные значения эквивалентных равномерно распределенных нагрузок от оборудования и складируемых материалов по фактическим величинам, в том числе менее 3 КПа (300 кгс/м²) для плит и второстепенных балок и менее 2 КПа (200 кгс/м²) для ригелей, колонн и фундаментов.

Нормативные значения временных, кратковременных и особых нагрузок для стадии В определяются в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85.

4.8. В зависимости от условий работы усиливаемые элементы конструкции разделены на четыре класса, отличающиеся нормой допустимых предельных пластических деформаций:

I. Сварные конструкции, работающие в особо тяжелых условиях эксплуатации (подкрановые балки для кранов режима работы 7К, 8К, элементы конструкций бункерных и разгрузочных эстакад, непосредственно воспринимающие нагрузки от подвижных составов). Расчеты прочности элементов условно выполняются в предположении упругой работы стали.

II. Элементы конструкций, непосредственно воспринимающие подвижные, динамические или вибрационные нагрузки и не входящие в группу 1. Норма предельных пластических деформаций e_p,lim = 0,001.

III. Элементы конструкций, работающих при статических нагрузках, кроме элементов, относящихся к классу IV, e_p,lim = 0,002.

IV. Элементы конструкций, работающие при статических нагрузках и удовлетворяющие требованиям пп. 5.19-5.21, 7.1-7.24 СНиП II-23-81* по обеспечению общей и местной устойчивости при развитых пластических деформациях, e_p,lim = 0,004.

4.9. Для усиливаемых статически нагруженных элементов конструкций (особенно при использовании асимметричных односторонних схем усиления) критерий малых упругопластических деформаций (e_p,lim = 0,002) определяет зачастую значительно меньшие значения предельной несущей способности, чем критерий развитых пластических деформаций (e_p,lim = 0,004). Поэтому при усилении конструкций III класса целесообразно использовать дополнительные конструктивные мероприятия, обеспечивающие общую и местную устойчивость элементов и возможность отнесения конструкций к IV классу (путем введения дополнительных связей, постановки дополнительных ребер жесткости и т. п.).

4.10. Статический расчет конструкций, усиливаемых путем увеличения сечений без полной разгрузки, необходимо выполнять:

на нагрузки, действующие на конструкции во время усиления (начальное нагружение);

на нагрузки, которые будут действовать на конструкции после их усиления, с выбором невыгодных вариантов их сочетания.

4.11. Уровень начального нагружения элементов ограничивается с целью обеспечения их несущей способности в процессе усиления в зависимости от нормы предельных пластических деформаций в соответствии с их классом по п. 4.8. Этот уровень начального нагружения характеризуется коэффициентом b₀ представляющим собой абсолютную величину отношения наибольшего напряжения в усиливаемом элементе в момент усиления к его расчетному сопротивлению (b₀ = |s_0,max /R_yo|). В общем случае сжатия (растяжения) с изгибом значения s₀ определяются формулой

, (25)

где N₀, М_0x, М_0y - продольная сила и изгибающие моменты в наиболее нагруженном сечении элемента.

При расчете усиления гибких сжато-изогнутых или внецентренно сжатых стержней моменты М₀ вычисляются по деформированной схеме с учетом прогибов стержня

, (26)

где е = M’₀/N₀ - начальный эксцентриситет продольной силы; М’₀ - расчетное значение момента, вычисляемое по недеформированной схеме;

. (27)

f₀ - начальный прогиб элемента.

В случае М₀ = 0 необходимо учитывать малые случайные эксцентриситеты произвольного направления, определяемые формулой

, (28)

где т₀ - случайное значение начального относительного эксцентриситета, принимаемое в функции гибкости l₀, по графику рис. 15; W_p - момент сопротивления неусиленного сечения.

Расчетное значение f₀ принимается не менее замеренного при натурном обследовании конструкций. При усилении искривленных центрально-сжатых стержней направление их определяется направлением их начального прогиба.

4.12. Предельный уровень начального нагружения элементов для конструкций, усиливаемых с помощью сварки, в зависимости от класса конструкций по п. 4.8 ограничивается, как правило, условиями:

b₀ £ 0,2 для I класса;

b₀ £ 0,4» II»;

b₀ £ 0,8» III и IV классов.

Если указанные условия не выполняются, то необходима либо предварительная разгрузка конструкций, либо использование специальных технологических мероприятий при усилении, обеспечивающих ограничение деформаций конструкций (в частности, сварочных).

Рис. 15. Случайные эксцентриситеты

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: