Расчет распорок для усиления железобетонных сжатых элементов

1 – усиливаемый элемент;

2 – уголки обоймы (распорки);

3 – соединительные (поперечные) планки.

При разработке конструктивного решения распорок необходимо выполнить расчеты ветвей, соединительных планок, сварных швов, опорных баз, а также устойчивости распорок при монтаже и эксплуатации.

Вначале определяется требуемая площадь сечения ветвей распорок по методу предельного равновесия с учетом их совместной работы с усиливаемым железобетонным элементом.

При этом сжатие воспринимаемой ветвями распорки при сжатии (без учета продольного изгиба) составит:

где.

Фактическую площадь сечения ветвей распорок принимают несколько большей .

Ветви распорок рассчитывают как центрально сжатые элементы на прочность и устойчивость.

Прочность проверяется по формуле:

Устойчивость проверяется по формуле:

где:

— площадь сечения ветвей распорки нетто за вычетом отверстий и вырезов;

— площадь сечения ветвей распорки брутто без учета отверстий и вырезов;

— расчетное сопротивление стали распорки при сжатии.

— коэффициент условий работы распорки, равен 0,9.

— коэффициент продольного изгиба, определяется в зависимости от гибкости ветви. Которая в свою очередь будет равна:

где:

– расстояние между осями планки;

– коэффициент приведения, при жестком закреплении вервей распорки;

– минимальный радиус инерции сечения ветви.

Соединения планки рассчитывают как элементы безраскосных ферм:

— на силу, срезывающую планки

— на момент, изгибающий планку в ее плоскости

где:

– условная поперечная сила, приходящая на систему планок, расположенных в одной плоскости

– расстояние между осями планки;

– расстояние между осями ветвей;

— условная поперечная сила продольного изгиба, принимаемая постоянной по всей длине стержня в зависимости от его сечениям, вычисляется по формулам:

— для стали класса С38/23: ;

— для стали класса С44/29: .

где:

– сечение ветви распорки брутто.

Сечение планок определяют по формуле:

где:

— толщина планок;

— высота планок.

Производят проверку сварных швов планок на их торцах , при этом для равнодействующей напряжения от и должно выполняться условие:

где:

– напряжение от среза:

— напряжение от изгиба:

— расчетное сопротивление сварки.

Распорки, устанавливаемые с изломом ветвей, проверяют на устойчивость при монтаже при гибкости:

где:

– длина распорки;

– минимальный радиус инерции сечения ветви в плоскости перегиба.

В заключении должны быть проверены на смятие поверхности железобетонных конструкций под опорными базами распорок.

Источник: «Восстановление и усиление строительных конструкций аварийных и реконструируемых зданий», Мальганов А.И., Плевков В.С., Полищук А.И., 1990 г.