УСИЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗГИБАЕМЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО ПРОЧНОСТИ НОРМАЛЬНЫХ И НАКЛОННЫХ СЕЧЕНИЙ

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
2
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
3
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
4
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.
5
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»:
M' = 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 .
6
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',
где
(6)
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.
7
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.
Порядок расчета прочности наклонного сечения
Условие прочности наклонного сечения:
Q  Qb  QSW  QSW ,inc
где
(8)
Q b – поперечное усилие, воспринимаемое бетоном сжатой зоны сечения:
2
2R bt bh o
Qb 
 mR bt bh o ,
(9)
c
m – коэффициент условия работы, m  1.30 ;
с – длина проекции наклонной трещины (не менее h0 и не более 2 h0).
Рис. 3. Расчетная схема наклонного сечения
8
C
h0  x
.
tg 450
Минимальное значение Qb:
Qbmin = 0.6 Rbtbh0,
Усилие, воспринимаемое хомутами:
QSW  m04  Rsw Asw .
(10)
(11)
(12)
m 04  0.80 – коэффициент условия работы для стержневой арматуры:
Qsw= (RswAsw /Sw)h0 ,
QSW ,inc – усилие, воспринимаемое отогнутой арматурой:
QSW ,inc  m04  R pw Api sin  .
(13)
(14)
Прядок расчета прочности сжатой полосы
между наклонными трещинами
Q  0.3  1   b1  Rb  b  ho
(15)
Q – значение поперечной силы в расчетном сечении.
 1  1  5
E s Asw
,
Eb bSw
SW – расстояние между хомутами : SW ≤ h0/3; SW ≤ 150;
АSW – площадь поперечной арматуры в нормальном сечении;
 b1  1  0.01Rb .
(16)
(17)
Контрольные вопросы для проверки знаний
1. Укажите расчетное условие, обеспечивающее прочность сжатой
полосы между наклонными трещинами.
2. Укажите расчетное условие, обеспечивающее прочность по
наклонному сечению без поперечной арматуры.
3. Условие прочности по наклонным сечениям на действие изгибающего
момента.
4. Дайте характеристику параметрам: qsw , Rsw , c , S , Qb , Qsw.
5. Покажите эскиз плоского и объемного сварного и вязанного каркасов.
6. Какая арматура может быть использована в качестве поперечной при
усилении железобетонных балок ПС мостов?
7. Как принимается расчетное сопротивление на растяжение поперечной
арматуры из композита (холсты и ламинат).
9
ЗАНЯТИЕ № 1. Усиление железобетонной балки таврового сечения
по изгибающему моменту путем дополнительного армирования
растянутой зоны стержневой арматурой
Цель
расчета:
определить
расход
стержневой
арматуры
дополнительного армирования растянутой зоны железобетонной Т-образной
балки. Выполнить эскиз усиления балки.
Пример расчета № 1
Дано: Т-образная балка пролетного строения автодорожного моста с
размерами h=152см, hf=18,5 см, bf=189см, b=14,8 см, запроектирована из
тяжелого бетона класса В35, Rb = 17,5 МПа. Арматура класса А400,
Rs = 350 МПа. Несущая способность балки: М = 1645 кН*м. Выполнить
усиление балки по моменту на 28%.
Схема армирования железобетонной балки приведена на рис. 4.
Рис. 4. Схема армирования и обозначения параметров сечения
Т-образной железобетонной балки до усиления
1. Описание усиления.
Усиление производится путем
дополнительного рабочего армирования стенки балки.
происходит увеличение высоты сечения с 1520 мм до
Арматура усиления балки: 2Ø28 А400. Арматура
10
установки
При этом
1558 мм.
усиления
приваривается к существующей при
помощи арматурных
коротышей Ø10 А400, установленных с шагом 500 – 1000 мм.
2. Схема армирования балки после усиления приведена на рис. 5.
Рис. 5. Армирование растянутой зоны стенки
Т-образной балки после усиления
3. Центр тяжести рабочей арматуры после усиления:
.
4. Рабочая высота сечения Т-образной балки:
.
5. Высота сжатой зоны сечения Т-образной балки:
.
6. Максимальный момент после усиления, воспринимаемый продольной
растянутой арматурой:
.
Условие прочности выполняется:
.
11
Таблица 1
Варианты индивидуальных заданий
№
Класс
бетона
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
25
30
20
25
20
30
25
30
20
30
25
20
30
25
20
30
20
25
30
20
25
30
20
25
30
20
25
30
25
20
Класс
арматуры
А400
А300
А300
А400
А300
А400
А300
А400
А300
А400
А300
А300
А400
А400
А300
А400
А400
А300
А300
А400
А400
А300
А400
А300
А400
А400
А300
А400
А300
А400
Объем
усил.
%
H
b`f
h`f
as
b
nd1
md2
dw
sw
26
30
25
32
29
28
25
31
26
29
33
28
26
29
30
27
29
24
23
30
27
28
30
25
26
29
23
27
28
31
1250
900
950
1000
1100
1150
850
1200
1300
1350
1400
1450
1500
1250
1100
1200
900
1000
1100
850
1150
1300
1400
1450
1400
1000
1300
1000
950
1230
1600
1500
1450
1650
1700
1800
1300
1750
1900
2000
1850
1750
1900
1800
1750
1800
1400
1600
1700
1300
1450
1750
2000
1950
1900
1650
1850
1600
1400
1550
120
100
110
120
130
135
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
190
195
200
160
170
180
185
190
200
180
170
160
200
195
30
33
29
30
32
33
28
32
30
32
29
31
30
29
32
33
30
32
31
28
30
29
30
32
31
29
30
32
28
31
180
185
170
175
180
155
160
165
170
155
158
163
170
168
166
164
163
158
160
163
160
159
164
159
160
162
158
161
165
170
4Ø28
4Ø28
6Ø25
4Ø22
6Ø28
4Ø25
4Ø28
6Ø30
4Ø25
6Ø28
4Ø25
6Ø28
4Ø25
4Ø28
6Ø25
4Ø28
4Ø30
4Ø28
6Ø25
4Ø28
6Ø22
4Ø25
6Ø30
6Ø25
4Ø28
6Ø30
4Ø28
4Ø28
6Ø28
4Ø28
2Ø18
2Ø16
4Ø16
2Ø20
4Ø18
2Ø16
2Ø18
4Ø16
4Ø14
4Ø16
2Ø12
2Ø22
2Ø18
2Ø20
4Ø14
2Ø22
4Ø18
2Ø16
4Ø16
2Ø16
4Ø14
4Ø14
4Ø18
4Ø16
4Ø18
4Ø14
2Ø18
4Ø16
4Ø18
4Ø28
8
10
10
6
12
10
10
6
10
8
10
10
6
8
10
8
6
10
10
6
8
10
8
12
6
8
10
8
12
6
150
145
155
148
152
148
156
160
157
164
164
149
153
161
149
147
156
152
157
161
165
148
150
160
154
152
149
146
153
155
ЗАНЯТИЕ № 2. Усиление железобетонной балки таврового сечения
по изгибающему моменту путем
дополнительного армирования
растянутой зоны композиционной арматурой
Цель расчета:
определить минимальный расход композиционной
высокопрочной арматуры в виде холста или ламината.
12
Расчетная схема внутренних усилий в поперечном сечении изгибаемого
железобетонного элемента таврового профиля до и после усиления приведена
на рис. 1 и 2.
Пример расчета № 2
Дано: Т-образная балка пролетного строения автодорожного моста
с размерами:h=152см, hf=18,5 см, bf=189см, b=14,8 см, запроектирована из
тяжелого бетона класса В35, Rb = 17,5 МПа. Продольная арматура класса
А400, Rs = 350 МПа. Несущая способность до усиления : М = 1914.3 кН*м.
Выполнить усиление по изгибающему моменту на 28%, оформить чертеж.
Схему существующей Т-образной балки принять по заданию № 1
(пример расчета № 1).
1. Описание усиления:
Усиление производится путем наклейки углеродного композиционного
материала (ламинат) Mapei Carboplate E170 на основание стенки Т-образной
балки двумя слоями ламината сечением 0.14х10 см. Rf = 3100/2 = 1550 МПа –
расчетное значение сопротивления ламината принято с коэффициентом
безопасности, равным 2 (приложение 3).
2. Центр тяжести рабочей арматуры:
.
3. Рабочая высота сечения Т-образной балки:
.
4. Площадь рабочей стержневой арматуры (согласно сортаменту
арматуры): Аs = (4Ø32 + 4Ø14) = 32.16 + 6.16 = 38.32 см2.
5. Площадь поперечного сечения двух полос из ламината –
6. Полная площадь:
As' = 38.32 + 2.8 = 41.12 см2.
7. Высота сжатой зоны сечения Т-образной балки:
.
8. Максимальный момент после усиления, воспринимаемый растянутой
арматурой:
=
Условие прочности выполняется:
Варианты заданий принять по табл. 1.
13
= 2450.3 кН·м.
ЗАНЯТИЕ № 3. Усиление железобетонной балки таврового сечения
по изгибающему моменту путем дополнительного армирования
растянутой зоны жесткой арматурой из гнутого швеллера
Цель расчета: определить минимальную толщину стенки гнутого
швеллера, необходимую для усиления балки.
Расчетная схема внутренних усилий и эпюра напряжений в поперечном
сечении изгибаемого железобетонного элемента таврового профиля до
усиления приведена на рис. 1.
Схема внутренних усилий и эпюра напряжений в поперечном сечении
изгибаемого железобетонного элемента после усиления приведена на рис.2.
Пример расчета № 3
Выполнить усиление снизу Т-образной железобетонной балки по
изгибаемому моменту гнутым стальным профилем.
Дано: Т-образная балка пролетного строения автодорожного моста
с размерами h=140см, hf=20см, bf=190см, b=20см запроектирована из
тяжелого бетона класса В45, Rb = 22 МПа. Продольная арматура класса
А300, Rs = 265 МПа. Остаточный изгибаемый момент М = 1080.37 кН*м.
Выполнить усиление по изгибаемому моменту на 20%, оформить чертеж.
1. Описание усиления:
Усиление производится путем установки профильной арматуры в виде
гнутого швеллера из полосовой стали в нижнюю часть ребра балки. Для
обеспечения совместности деформаций лист сечением 5х320мм закрепляется к
стенке балки с помощью химических (клеевых) анкеров, например HILTI.
Схема армирования стенки балки после усиления приведена на рис. 6.
Рис. 6. Схема усиления стенки балки
гнутым швеллером из полосовой стали
14
1. Центр тяжести рабочей арматуры:
2. Рабочая высота сечения Т-образной балки:
.
3. Площадь рабочей арматуры вместе с металлическим листом (согласно
сортаменту арматуры):
Площадь листа:
; Ry=230 МПа (приложение 5).
Площадь существующей арматуры:
.
4. Высота сжатой зоны сечения Т-образной балки:
.
5. Максимальный момент после усиления, воспринимаемый растянутой
арматурой:
.
Условие прочности выполняется:
.
Варианты заданий принять по табл. 1.
Занятие № 4. Усиление железобетонной балки таврового сечения по
изгибающему моменту сверху путем увеличения толщины полки
Цель расчета: определить толщину и класс монолитного бетона
усиления балки сверху.
Расчетная схема внутренних усилий в
поперечном сечении
железобетонной балки таврового профиля до ее усиления приведена на рис. 1.
15
Рис. 7. Схема внутренних усилий в поперечном сечении
железобетонной балки после усиления
Пример расчета № 4
Дано: Т-образная балка пролетного строения автодорожного моста
с размерами h=152см, hf=18,5 см, bf=189см, b=14,8 см запроектирована из
тяжелого бетона класса В35, Rb = 17,5 МПа. Продольная арматура класса
А400, Rs = 350 МПа. Остаточный изгибающий момент М = 1914,3кН*м.
Выполнить усиление по изгибающему моменту на 28%, оформить чертеж.
1. Описание усиления: усиление производится путем увеличения
толщины полки на 7 см путем укладки монолитного быстротвердеющего, безусадочного, самоуплотняющегося бетона класса по
прочности на сжатие В40, что приводит к увеличению высоты сечения
балки с 152 см до 159 см.
2. Координата центра тяжести рабочей арматуры:
.
3. Рабочая высота сечения Т-образной балки:
.
4. Высота сжатой зоны сечения Т-образной балки:
5. Максимальный момент после усиления, воспринимаемый продольной
растянутой арматурой балки:
16
.
Условие прочности не выполняется
= 2450.3 кНм.
Необходимо изменить начальные исходные данные по усилению балки путем
введения дополнительного армирования растянутой зоны стержневой или
другой арматурой (см. занятие № 5).
Варианты заданий принять по табл. 1.
Занятие № 5. Усиление железобетонной балки таврового сечения по
изгибающему моменту комбинированным способом путем наращивания
толщины плиты и дополнительного армирования растянутой зоны снизу
Цель расчета: определить толщину и класс монолитного бетона
наращивания полки и расход дополнительной стержневой арматуры
армирования растянутой зоны стенки балки.
Расчетная схема внутренних усилий в
поперечном сечении
железобетонной балки таврового профиля после усиления приведена на рис. 8.
Рис. 8. Схема внутренних усилий и эпюра напряжений в поперечном
сечении изгибаемого железобетонного элемента после усиления
Пример расчета № 5
Дано: Т-образная балка пролетного строения автодорожного моста
с размерами: h=152см, hf=18,5 см, bf=189см, b=14,8 см запроектирована из
тяжелого бетона класса В35, Rb = 17,5 МПа. Продольная арматура класса
17
А400, Rs = 350 МПа. Несущая способность балки до усиления М =
1914,3кН*м. Выполнить усиление по изгибающему моменту на 28%,
оформить чертеж.
1.Описание усиления: усиление производится путем увеличения
толщины бетона полки в верхней части Т-образной балки и установки
дополнительного рабочего армирования в нижней части стенки балки.
При этом происходит увеличение высоты сечения балки с 1520 мм до
1607 мм (толщину защитного слоя бетона увеличили на 5 см). Арматура
усиления стенки балки 2Ø25 А400. Арматура усиления приваривается
к существующей арматуре при помощи коротышей Ø12 А400,
установленных с шагом 500–1000 мм по длине балки.
2. Центр тяжести рабочей арматуры после усиления:
=
.
3. Рабочая высота сечения Т-образной балки:
.
4. Высота сжатой зоны сечения Т-образной балки:
.
7. Максимальный момент после усиления, воспринимаемый продольной
растянутой арматурой:
Условие прочности:
Варианты заданий принять по табл. 1.
.
Занятие № 6. Усиление монолитной плиты по изгибающему моменту
путем установки дополнительной арматуры. Вариант А
Цель расчета: выполнить усиление монолитной железобетонной плиты с
применением дополнительного армирования растянутой зоны стержневой
арматурой и определить ее расход. Выполнить эскиз усиления плиты.
Пример расчета № 6
Исходные данные: размеры – см. задание в табл. 1, B45,
, b = 100cм, h = 35cм, As = 5Ø12 (5.65 cм2).
,A300,
Расчетное сечение монолитной железобетонной плиты ПС толщиной
40 см и шириной 100 см до усиления приведено на рис. 9.
18
Рис. 9
Расчетное сечение монолитной железобетонной плиты ПС толщиной более
40 см, шириной 100 см до усиления приведено на рис. 10.
Рис. 10
Усиление производится путем установки дополнительного рабочего
армирования в нижней части монолитной плиты. При этом производим
увеличение высоты сечения плиты с 350 мм до 400 мм. Арматура усиления на
1 п.м. монолитной плиты:
класса А300, установленная с шагом 200 мм.
19
Рис. 11. Фрагмент армирования растянутой зоны
сборной железобетонной плиты после ее усиления
Центр тяжести рабочей арматуры:
.
Расчетная схема приведена рис. 10.
Рабочая высота сечения плиты:
.
Площадь рабочей арматуры:
.
Высота сжатой зоны:
.
Несущая способность плиты по изгибающему моменту после ее усиления
стержневой арматурой:
.
Требуемая несущая способность плиты по изгибающему моменту (увеличенная
на 20%):
– условие прочности выполняется.
Запас прочности составляет:
.
20
Таблица 2
Варианты индивидуальных заданий по монолитной плите
ОбъКласс Класс
ем
№ бето- армаH
b`f
h`f as
b
nd1
md2 dw sw
усил.
на
туры
%
1
25
А400
26
250 1000 120 30 180 5Ø18 2Ø18 8 150
2
30
А300
30
300 1000 100 33 185 5Ø20 2Ø16 10 145
3
20
А300
25
350 1000 110 29 170 6Ø22 4Ø16 10 155
4
25
А400
32
400 1650 120 30 175 5Ø22 2Ø20 6 148
5
20
А300
29
450 1700 130 32 180 6Ø25 4Ø18 12 152
6
30
А400
28
350 1800 135 33 155 5Ø25 2Ø16 10 148
7
25
А300
25
250 1300 140 28 160 5Ø28 2Ø18 10 156
8
30
А400
31
400 1750 145 32 165 5Ø30 4Ø16 6 160
9
20
А300
26
340 1900 150 30 170 5Ø25 4Ø14 10 157
10
30
А400
29
420 2000 155 32 155 6Ø28 4Ø16 8 164
11
25
А300
33
400 1850 160 29 158 5Ø25 2Ø12 10 164
12
20
А300
28
450 1750 165 31 163 6Ø25 2Ø22 10 149
13
30
А400
26
500 1900 170 30 170 5Ø25 2Ø18 6 153
14
25
А400
29
280 1800 175 29 168 5Ø28 2Ø20 8 161
15
20
А300
30
440 1750 180 32 166 6Ø25 4Ø14 10 149
16
30
А400
27
390 1800 185 33 164 5Ø28 2Ø22 8 147
17
20
А400
29
430 1400 190 30 163 5Ø30 4Ø18 6 156
18
25
А300
24
300 1600 195 32 158 5Ø28 2Ø16 10 152
19
30
А300
23
330 1700 200 31 160 6Ø25 4Ø16 10 157
20
20
А400
30
450 1300 160 28 163 5Ø28 2Ø16 6 161
21
25
А400
27
350 1450 170 30 160 6Ø22 4Ø14 8 165
22
30
А300
28
430 1750 180 29 159 5Ø25 4Ø14 10 148
23
20
А400
30
400 2000 185 30 164 6Ø30 4Ø18 8 150
24
25
А300
25
450 1950 190 32 159 6Ø25 4Ø16 12 160
25
30
А400
26
460 1900 200 31 160 5Ø28 4Ø18 6 154
26
20
А400
29
380 1650 180 29 162 6Ø30 4Ø14 8 152
27
25
А300
23
420 1850 170 30 158 5Ø28 2Ø18 10 149
28
30
А400
27
400 1600 160 32 161 5Ø28 4Ø16 8 146
29
25
А300
28
450 1400 200 28 165 6Ø28 4Ø18 12 153
30
20
А400
31
530 1550 195 31 170 5Ø28 4Ø28 6 155
21
Занятие № 7. Усиление монолитной плиты по изгибающему моменту
Вариант Б
Цель расчета – выполнить усиление монолитной железобетонной плиты
с применением дополнительного армирования сжатой зоны стержневой
арматурой и определить ее расход. Выполнить эскиз усиления плиты.
Пример расчета № 7
Исходные данные: размеры плиты – см. задание,
.
,
Усиление производится путем установки дополнительного рабочего
армирования сжатой зоны монолитной плиты. При этом выполняем увеличение
высоты сечения с 350 мм до 390 мм. Арматура усиления на 1 п.м. монолитной
плиты принята:
мм класса А300, установленная с шагом 200 мм
2
с расходом 3.93 см .
Расчетная схема приведена на рис. 12.
Центр тяжести рабочей арматуры:
Рис. 12. Фрагмент армирования плиты после ее усиления
(для определения центра тяжести )
22
Рабочая высота сечения плиты:
.
Площади рабочей арматуры растянутой и сжатой зон:
.
.
Высота сжатой зоны:
Несущая способность плиты по изгибающему моменту после ее усиления:
.
Требуемая несущая способность плиты по изгибающему моменту (увеличенная
на 20%) – 410.44 кН·м.
– Условие прочности выполняется.
Запас прочности составляет:
№
Класс
бетона
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
25
30
20
25
20
30
25
30
20
30
25
20
30
25
20
30
20
25
Таблица 3
Варианты индивидуальных заданий к занятию № 7
ОбъКласс
ем
армаH
b`f
h`f as
b
nd1
md2 dw sw
усил.
туры
%
А400
26
350
950
60 30 990 3Ø28 4Ø18 8 150
А300
30
400 1500 100 33 185 3Ø25 5Ø16 10 145
А300
25
450 1450 110 29 170 3Ø25 4Ø16 10 155
А400
32
500 1650 120 30 175 3Ø22 5Ø20 6 148
А300
29
380 1700 130 32 180 3Ø28 4Ø18 12 152
А400
28
450 1800 135 33 155 3Ø25 5Ø16 10 148
А300
25
350 1300 140 28 160 3Ø28 5Ø18 10 156
А400
31
420 1750 145 32 165 3Ø30 6Ø16 6 160
А300
26
470 1900 150 30 170 3Ø25 6Ø14 10 157
А400
29
350 2000 155 32 155 3Ø28 5Ø16 8 164
А300
33
400 1850 160 29 158 3Ø25 6Ø12 10 164
А300
28
450 1750 165 31 163 3Ø28 5Ø22 10 149
А400
26
500 1900 170 30 170 3Ø25 5Ø25 6 153
А400
29
350 1800 175 29 168 3Ø28 6Ø20 8 161
А300
30
420 1750 180 32 166 3Ø25 5Ø25 10 149
А400
27
510 1800 185 33 164 3Ø28 5Ø22 8 147
А400
29
400 1400 190 30 163 3Ø30 6Ø20 6 156
А300
24
430 1600 195 32 158 3Ø28 5Ø25 10 152
23
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
30
20
25
30
20
25
30
20
25
30
25
20
А300
А400
А400
А300
А400
А300
А400
А400
А300
А400
А300
А400
23
30
27
28
30
25
26
29
23
27
28
31
480
450
350
390
400
450
1400
1000
1300
1000
950
1230
1700
1300
1450
1750
2000
1950
1900
1650
1850
1600
1400
1550
200
160
170
180
185
190
200
180
170
160
200
195
31
28
30
29
30
32
31
29
30
32
28
31
160
163
160
159
164
159
160
162
158
161
165
170
3Ø25
3Ø28
3Ø22
3Ø25
3Ø30
3Ø25
4Ø28
6Ø30
4Ø28
4Ø28
6Ø28
4Ø28
6Ø18
5Ø20
6Ø22
5Ø25
5Ø28
5Ø22
4Ø18
4Ø14
2Ø18
4Ø16
4Ø18
4Ø28
10
6
8
10
8
12
6
8
10
8
12
6
157
161
165
148
150
160
154
152
149
146
153
155
Занятие № 8. Усиление сборной пустотной плиты по изгибающему
моменту. Вариант А
Цель расчета: выполнить усиление сборной железобетонной плиты
путем дополнительного армирования растянутой зоны стержневой арматурой и
определить ее расход. Выполнить эскиз усиления плиты.
Поперечное сечение сборной железобетонной плиты ПС с номинальной
шириной 100см приведено на рис. 13. Приведенное сечение плиты приведено
на рис. 14.
Рис. 13. Приведенное сечение пустотной плиты
24
Рис. 14
Пример расчета № 8
Исходные данные: размеры сечения
Rs=265 МПа.
–
см. задание, Rb=22 МПа,
Усиление производится путем установки плоских каркасов в полости
двух пустот плиты. При этом сечение плиты не увеличивается. Нижние
стержни каркасов (2
мм класса А300) армирования пустот работают на
растяжение совместно с существующими продольными стержнями каркасов
армирования ребер и сетки армирования нижней полки плиты.
Рис. 15. Фрагмент армирования плиты после ее усиления
25
Центр тяжести рабочей арматуры:
.
Рабочая высота сечения плиты:
.
Площадь рабочей арматуры:
.
Высота сжатой зоны:
.
Максимальный изгибающий момент, воспринимаемый растянутой арматурой
после усиления:
.
Требуемая несущая способность по изгибающему моменту (увеличенная на
20%)- 485.6 кН·м .
– Условие выполняется .
Запас прочности составляет:
Таблица 4
Варианты индивидуальных заданий к занятию № 8
№
Класс
бетона
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
25
30
20
25
20
30
25
30
20
30
25
20
30
25
20
ОбъКласс
ем
армаусил.
туры
%
А400
26
А300
30
А300
25
А400
32
А300
29
А400
28
А300
25
А400
31
А300
26
А400
29
А300
33
А300
28
А400
26
А400
29
А300
30
H
b`f
h`f
as
b
nd1
md2
dw
sw
350
400
450
500
380
450
350
420
470
350
400
450
500
350
420
950
1500
1450
1650
1700
1800
1300
1750
1900
2000
1850
1750
1900
1800
1750
60
100
110
120
130
135
140
145
150
155
160
165
170
175
180
30
33
29
30
32
33
28
32
30
32
29
31
30
29
32
990
185
170
175
180
155
160
165
170
155
158
163
170
168
166
3Ø28
3Ø25
3Ø25
3Ø22
3Ø28
3Ø25
3Ø28
3Ø30
3Ø25
3Ø28
3Ø25
3Ø28
3Ø25
3Ø28
3Ø25
4Ø18
5Ø16
4Ø16
5Ø20
4Ø18
5Ø16
5Ø18
6Ø16
6Ø14
5Ø16
6Ø12
5Ø22
5Ø25
6Ø20
5Ø25
8
10
10
6
12
10
10
6
10
8
10
10
6
8
10
150
145
155
148
152
148
156
160
157
164
164
149
153
161
149
26
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
30
20
25
30
20
25
30
20
25
30
20
25
30
25
20
А400
А400
А300
А300
А400
А400
А300
А400
А300
А400
А400
А300
А400
А300
А400
27
29
24
23
30
27
28
30
25
26
29
23
27
28
31
510
400
430
480
450
350
390
400
450
1400
1000
1300
1000
950
1230
1800
1400
1600
1700
1300
1450
1750
2000
1950
1900
1650
1850
1600
1400
1550
185
190
195
200
160
170
180
185
190
200
180
170
160
200
195
33
30
32
31
28
30
29
30
32
31
29
30
32
28
31
164
163
158
160
163
160
159
164
159
160
162
158
161
165
170
3Ø28
3Ø30
3Ø28
3Ø25
3Ø28
3Ø22
3Ø25
3Ø30
3Ø25
4Ø28
6Ø30
4Ø28
4Ø28
6Ø28
4Ø28
5Ø22
6Ø20
5Ø25
6Ø18
5Ø20
6Ø22
5Ø25
5Ø28
5Ø22
4Ø18
4Ø14
2Ø18
4Ø16
4Ø18
4Ø28
8
6
10
10
6
8
10
8
12
6
8
10
8
12
6
147
156
152
157
161
165
148
150
160
154
152
149
146
153
155
Занятие № 9. Усиление сборной пустотной плиты по изгибающему
моменту. Вариант Б
Цель расчета: выполнить усиление сборной плиты по нормальному
сечению путем наклейки на растянутую грань плиты композитной арматуры из
углеволокна. Определить расход углеволокна и выполнить эскиз усиления
плиты.
Пример расчета № 9
Исходные данные: размеры сечения – см. задание, Rb=22 МПа, Rs=265 МПа.
Усиление производится путем наклейки холстов из углеволокна SikaWrap®530 C/10 на нижнюю поверхность плиты. Полосы из холста располагаются в
местах ребер пустотной плиты из расчета: 3 холста сечением 0.5х100мм на
1 плиту. Поперечное сечение плиты до усиления приведено на рис. 5.
Центр тяжести рабочей арматуры:
.
Рабочая высота сечения плиты:
.
Площадь рабочей арматуры:
.
Площадь холстов SikaWrap®-530 C/10 сечением 0.5х100мм:
.
Общая площадь:
.
27
Высота сжатой зоны:
.
– среднее расчетное сопротивление растяжению между стержневой
арматурой класса А300 (265 МПа) и холстами SikaWrap®-530 C/10, принятое с
понижающим коэффициентом 3 (1000/3=333 МПа):
= (265+333)/2 = 300
МПа.
Максимальный изгибающий момент, воспринимаемый растянутой арматурой
после усиления:
.
Требуемая несущая способность плиты по изгибающему моменту (увеличение
на 20%) – 485.6 кН·м.
– условие прочности выполняется.
Запас прочности составляет:
.
Занятие № 10. Усиление железобетонной балки таврового сечения
на поперечную силу. Вариант А
Цель расчета – выполнить усиление Т-образной железобетонной плиты
по наклонному сечению путем внешнего дополнительного армирования
поперечной арматурой из полосовой стали. Выполнить эскиз усиления плиты.
Пример расчета № 10
Исходные данные: размеры сечения – см. задание согласно табл. 1;
Rb=22 МПа, Rs=265 МПа.
Усиление по моменту сопровождается и усилением по поперечной силе.
К металлическому листу 5х320 мм привариваются вертикальные полосы
сечением 6х50 мм, длиной 1270 мм. Сверху полосы анкеруются к стенке балки
химическими анкерами HILTI под углом 45 . Шаг металлических полос в
продольном направлении составляет 200 мм на длине не менее L/4.
Расчетная схема усиления приведена на рис.16.
Условие прочности по поперечной силе после усиления (Q):
,
где
– поперечное усилие, передаваемое на бетон сжатой зоны сечения
после усиления;
– усилие, воспринимаемое арматурными стержнями и
металлическими листами;
– усилие, воспринимаемое существующими
арматурными стержнями
;
– коэффициент условия работы для
стержневой арматуры;
– усилие, воспринимаемое отогнутой
арматурой;
– длина проекции наклонного сечения (
),
принимается .
28
Поперечное усилие, передаваемое на бетон сжатой зоны сечения:
.
.
Усилие, воспринимаемое стальными листами 6x50 мм:
,
.
– среднее сопротивление от сопротивления арматуры А300 (265 МПа)
и сопротивления листового металла (230МПа).
Поперечная сила, воспринимаемая балкой после усиления:
Требуемая несущая способность по поперечной силе (увеличение на
25%) – 1683.14 кН.
– Условие прочности выполняется
Запас прочности составляет:
.
Рис. 16
29
Занятие № 11. Усиление железобетонной балки
на поперечную силу. Вариант Б
Цель расчета – выполнить усиление Т-образной ненапряженной балки
ПС путем наружного дополнительного армирования поперечной арматурой из
углеволокна.
Пример расчета № 11
Исходные данные: размеры – см. задание, Rb=22 МПа, Rs=265 МПа.
Усиление производится путем наклейки холстов из углеволокна
SikaWrap®-530 C/10 на стенку балки после соответствующей подготовки
поверхностей. Для усиления принимаем три холста сечением 0.5х100 мм на
одну плиту. Шаг холстов в продольном направлении не более 200 мм на длине
не менее L/4.
Расчетная схема усиления приведена на рис. 17.
Условие определения несущей способности по поперечной силе после
усиления:
,
где
– поперечное усилие, передаваемое на бетон сжатой зоны сечения
после усиления;
– усилие, воспринимаемое арматурными стержнями и
холстами SikaWrap®-530 C/10;
– усилие, воспринимаемое существующими арматурными стержнями
;
– коэффициент условия работы
для стержневой арматуры;
– усилие, воспринимаемое отогнутой
арматурой; – длина проекции наклонного сечения (
), принимается .
Поперечное усилие, передаваемое на бетон сжатой зоны сечения:
,
.
Усилие, воспринимаемое
SikaWrap®-530 C/10:
арматурными
стержнями
и
холстами
– среднее значение расчетного сопротивления растяжению между
арматурой класса А300 (265 МПа) и холстами SikaWrap®-530 C/10 (333 МПа):
300 МПа.
w
Максимальная поперечная сила после усиления, воспринимаемая балкой:
.
Требуемая несущая способность по поперечной силе (увеличение на 25%)
– 1683.14 кН.
– Условие прочности выполняется.
30
Рис. 17
Запас прочности составляет:
.
Занятие № 12. Усиление монолитной плиты на поперечную силу.
Вариант А
Цель расчета – выполнить усиление монолитной железобетонной
плиты путем дополнительного армирования поперечной стержневой
арматурой.
Пример расчета № 12. Исходные данные: размеры см. задание,
Rb=22 МПа, Rs=265 МПа.
Усиление по моменту сопровождается усилением на поперечную силу.
Производится анкеровка арматурных стержней в просверленные отверстия
путем применения химических анкеров HILTI. Минимальный диаметр бура
, что вынуждает применять для анкеровки стержни
длиной 330 мм. Шаг стержней в продольном направлении не более 200 мм на
длине не менее L/4. Шаг стержней в поперечном направлении принят из
условия: 4 стержня на 1п.м. монолитной плиты – 250мм.
Расчетная схема усиления плиты приведена на рис. 18.
Условие определения несущей способности по поперечной силе после
усиления:
31
,
где
– поперечное усилие, передаваемое на бетон сжатой зоны сечения
после усиления;
– усилие, воспринимаемое арматурными стержнями
усиления;
– усилие, воспринимаемое существующими арматурными
стержнями
;
– коэффициент условия работы для стержневой
арматуры;
– усилие, воспринимаемое отогнутой арматурой; – длина
проекции наклонного сечения (
), принимается .
Поперечное усилие, передаваемое на бетон сжатой зоны сечения после
усиления:
;
;
.
Вертикальные стержни усиления
А300/300 мм в поперечном
направлении и 150 мм в продольном направлении на длине L/4.
(
);
.
Поперечная сила, воспринимаемая плитой после усиления:
.
Требуемая несущая способность по поперечной силе (увеличение на 25%)
– 403. 78 кН.
– условие прочности выполняется.
.
Р
Рис. 18
32
Занятие № 13. Усиление монолитной плиты на поперечную силу.
Вариант Б
Цель расчета: определить поперечное армирование усиления монолитной
плиты.
Пример расчета № 13. Усиление монолитной плиты ПС на
поперечную силу. Вариант Б
Усиление по моменту сопровождается и усилением по поперечной силе.
Производится анкеровка арматурных стержней в просверленные отверстия и
установка химических анкеров HILTI. Минимальный диаметр бура
,
что вынуждает применять для анкеровки стержни
длиной 330 мм. Шаг
стержней в продольном направлении – не более 200 мм на длине L/4. Шаг в
поперечном направлении принят из условия: 3 стержня на 1 п.м. монолитной
плиты – 300мм.
Расчетная схема приведена на рис. 19.
Условие прочности по поперечной силе после усиления:
,
где
– поперечное усилие, передаваемое на бетон сжатой зоны сечения
после усиления;
– усилие, воспринимаемое арматурными стержнями
усиления;
– усилие, воспринимаемое существующими арматурными
стержнями
;
– коэффициент условия работы для стержневой
арматуры;
– усилие, воспринимаемое отогнутой арматурой; – длина
проекции наклонного сечения (
), принимается .
Поперечное усилие, передаваемое на бетон сжатой зоны сечения после
усиления:
;
;
.
Вертикальные стержни усиления
А300 установлены с шагом
300мм в поперечном направлении и с шагом 150 мм в продольном
направлении на длине L/4.
;
Максимальная поперечная сила после усиления, воспринимаемая плитой:
.
Требуемая несущая способность по поперечной силе (увеличение на
25%):
– условие выполняется.
Запас прочности составляет:
.
33
Рис. 19
Занятие № 14. Усиление пустотной плиты на поперечную силу.
Вариант А
Цель расчета: определить поперечное армирование усиления плиты.
Пример расчета № 14. Усиление пустотной плиты ПС на поперечную
силу.
Усиление по моменту сопровождается и усилением по поперечной силе.
В каркасах усиления по моменту, которые устанавливаются в пустоты плиты,
имеются также вертикальные стержни (2
мм А300) для восприятия
поперечной силы.
Расчетная схема усиления приведена на рис. 20.
Условие прочности по поперечной силе после усиления:
,
где
– поперечное усилие, передаваемое на бетон сжатой зоны сечения
после усиления;
– усилие, воспринимаемое арматурными стержнями
усиления;
– усилие, воспринимаемое существующими арматурными
стержнями
;
– коэффициент условия работы для стержневой
арматуры;
– усилие, воспринимаемое отогнутой арматурой; – длина
проекции наклонного сечения (
), принимается равной
.
Поперечное усилие, передаваемое на бетон сжатой зоны сечения после
усиления:
.
.
34
.
Вертикальные стержни
А300 установлены с шагом 455 мм в
поперечном направлении и с шагом 150 мм – в продольном направлении на
длине L/4.
.
Максимальная поперечная сила после усиления, воспринимаемая плитой:
.
Требуемая несущая способность по поперечной силе (увеличение на
25%):
– условие выполняется .
Запас прочности составляет:
.
Рис. 20.
35
Занятие № 15. Усиление пустотной плиты на поперечную силу.
Вариант Б
Цель расчета: определить поперечное армирование усиления плиты.
Пример расчета № 15.
Усиление пустотной плиты ПС на
поперечную силу.
Усиление по моменту сопровождается и усилением по поперечной силе.
В каркасах усиления по моменту, которые устанавливаются в полость плиты,
имеются вертикальные стержни 2
мм А300, которые служат для
восприятия поперечной силы.
Расчетная схема усиления приведена на рис. 21.
Условие прочности по поперечной силе после усиления:
,
где
– поперечное усилие, передаваемое на бетон сжатой зоны сечения
после усиления;
– усилие, воспринимаемое арматурными стержнями
усиления;
– усилие, воспринимаемое существующими арматурными
стержнями
;
– коэффициент условия работы для стержневой
арматуры;
– усилие, воспринимаемое отогнутой арматурой; – длина
проекции наклонного сечения (
), принимается .
Поперечное усилие, передаваемое на бетон сжатой зоны сечения после
усиления:
,
’
.
Вертикальные стержни
А300 установлены с шагом 455 мм в
поперечном направлении и с шагом 150 мм – в продольном направлении на
длине L/4.
.
.
Поперечная сила после усиления, воспринимаемая плитой:
.
Требуемая несущая способность по поперечной силе (увеличение на
25%):
– условие выполняется
Запас прочности составляет:
.
36
Рис. 21
37
ЛИТЕРАТУРА
1. СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы. Госстрой России.– М.: ГУП ЦПП, 1998,
214 с.
2. СП 35.13330.2011. Мосты и трубы. Актуализированная редакция СНиП
2.05.03-84*. Госстрой России.– М.: ГУП ЦПП, 2011.-– 341 с.
3. СП
164.1325800.2014.
Усиление
железобетонных
конструкций
композитными материалами. Правила проектирования. Госстрой России.–
М.: ГУП ЦПП, 2014.– 141 с.
4. СП 63.13330.2012. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные
положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003 (с изменением
№ 1). Госстрой России.– М.: ГУП ЦПП, 2012.– 67 с.
5. СТО 2256-002-2011. Система внешнего армирования из полимерных
композитов FibARMдля ремонта и усиления строительных конструкций.–
М., 2012.
6. Методические указания «Проектирование железобетонных конструкций
инженерных сооружений из обычного ненапряженного железобетона» к
практическим занятиям по курсу «Инженерные сооружения в транспортном
строительстве» Ч. 1,2. Расчеты на прочность железобетонных изгибаемых
моментов. / Сост. Г.П. Иванов, О.К. Петропавловских – Казань: Изд-во
Казанск. гос. архитек.- строит. ун-та, 2015.– 32 с.
7. Саламахин П.М. , Маковский Л.В. , Попов В.И. и др. Инженерные сооружения в транспортном строительстве. В 2 кн. Кн.1: учебник для студ. высш.
учеб. заведений / Под ред. П.М. Саламахина.– М.: Издательский центр
«Академия», 2007.– 352 с.
8. Шилин А.А. и др. Усиление железобетонных конструкций композиционными материалами / А.А. Шилин, В.А. Пшеничный, Д.В. Картузов.–
М.: ОАО «Издательство «Стройиздат», 2004.– 144 с.
38
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Расчетные сопротивления бетона
Вид
сопротивления
Усл.
об.
Расчетное сопротивление, МПа (кг/см2) бетонов класса
В20
В22,5
В25
В27,5
В30
В35
В40
В45
В50
В55
В60
25.0
(255)
27.50
(280)
30.0
(305)
При расчетах по предельным состояниям первой группы
Сжатие
осевое
(призменная
прочность)
10.5
(105)
Rb
11.75
(120)
13.0
(135)
14.30
(145)
15.50
(160)
17.50
(180)
20.0
(205)
22.0
(225)
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Нормативные и расчетные сопротивления арматуры
Класс
Диаметр, мм
арматурной стали
1
1. Стержневая:
а) гладкая А-1
б) перидического
профиля А-II, AcII
A-III
Нормативные
сопротивления
растяжению Rsn и
Rph, МПа (кг/см2)
при расчетах по
предельным
состояниям второй
группы Rs,serRp,ser
2
3
Ненапрягаемая арматура
Расчетные
сопротивления
растяжению при
расчетах по
предельным
состояниям
I группы для
автодор. и городских
мостов
Rsи Rp/Rsw, МПа
(кг/см2)
4
6-40
235 (2400)
210 (2150)/
10-40
295 (3000)
265 (2700)/
6и8
10-40
390 (4000)
390 (4000)
340 (3450)/
350 (3550)/
39
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Марки и характеристики углепластиков различных производителей
Марка фирмы
производителя
Sika® CarboDur® S
Sika® CarboDur® M
Sika® CarboDur® H
S&P® Laminates
CFK200/2000
S&P® Laminates
CFK150/2000
Mapei® Carboplate
E 170
Mapei® Carboplate
E 250
Asian 400 CFRP
Laminate
Тип
К
К
К
К
Толщина,
Ширина, мм
мм
1,2; 1,4
50 - 120
1,4
60; 90; 120
1,4
50
50, 80, 100,
1,4
120
Е, ГПа
Rf,МПа
εf,%
>155
>210
>300
2400
2000
1400
>1,9
>1,1
>0,8
>200 2400-2600
1,2
1,65
К
1,2; 1,4
50, 80, 100
>150 2700-3000
К
1,4
50; 100; 150
170
>3100
2
К
1,4
50; 100; 150
250
2500
0,9
К
1,4
50 - 100
131
2400
1,87
Углепластики – ткани (холсты) и композиты (данные для одного слоя)
Марка фирмы
производителя
УОЛ-300-2
Sika Wrap® Hex 230C
Wabo®MBrace CF 130
Wabo®MBrace CF 530
S&P® С Sheet 640
S&P® С Sheet 240 - 200,
S&P® С Sheet 240 - 300
MapeWrap® С UNI-AX
300/10; 300/20; 300/40
MapeWrap® С UNI-AX
600/10; 600/20; 600/40
Tyfo®SCH-11UP
Tyfo® SCH-35
Tyfo® SCH-41
ПрочМодуль
ДеформаТолщи- Ширина,
ность на
Тип
упругосция при
на, мм
мм
растяжети, ГПа
разрыве, %
ние, МПа
К
0,175
300
120
1400
1,16
В
305; 610
230
3450
1,5
К
0,381
65,4
894
1,33
В
0,165
228
3790
1,7
В
0,165
372
3517
0,9
В
0,19 150; 300
640
2650
0,4
0,117;
В
300; 1000 240
3800
1,55
0,176
100; 200;
В
0,167
230
4800
2,1
400
100; 200;
В
0,335
230
4800
2,1
400
В
0,127
600
230
3790
1,7
К
0,25
102
1062
1,05
К
0,89
600
78,6
991
1,26
В
0,28
600
230
3790
1,7
К
1
72,4
876
1,2
40
Продолжение приложения 3
Стеклопластики – ткани и композиты (данные для одного слоя)
Марка фирмы
производителя
Tyfo® SEH-51
Tyfo® WEB
SikaWrap® Hex 100G
SikaWrap® Hex 430G
S&P® G Sheet E 50/50
S&P® G Sheet AR 50/50
S&P® G Sheet E 90/10 A,
90/10 В
S&P® G Sheet AR 90/10 A,
90/10 В
Tyfo® BC
Wabo® MBrace EG 900
Тип1
Толщи- Ширина, мм на, мм
В
К
В
К
В
К
0,36
1,3
0,25
1,016
В
-
К
В
В
0,508
0,067
0,065
0,154;
0,308
0,149;
0,299
0,864
0,353
В
В
В
К
В
1400
1300
1270
305;61
0
680
680
41
Модуль Прочн. Деформ.
Поверхн.
упруна
при
плотн.,
гости, растяж., разрыве,
г/м2
ГПа
МПа
%
72,4
3240
4,5
915
26,1
575
2,2
72,4
3240
4,5
295
19,3
309
1,6
72
2300
4
915
26,2
612
2,45
70
2250
2,8
430
26,5
73
65
537
2400
1700
2,21
4,5
4,3
350
350
680
73
2400
4,5
440; 880
680
65
1700
4,3
440; 880
1300
-
72,4
18,6
72,4
3240
279
1517
4,5
1,5
2,1
813
-
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Сортамент арматуры
42
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Нормативные и расчетные сопротивления проката из сталей по ГОСТ 6713-91
и 19281-89 (таблица 50* СНиП 2.05.03-84*)
Примечание:
1. За толщину фасонного проката следует принимать толщину полки.
2. За нормативные сопротивления приняты минимальные значения предела
текучести и временного сопротивления, приведенные в ГОСТ 6713-91, в кгс/мм2.
Нормативные сопротивления в МПа вычислены умножением соответствующих
величин на множитель 9,80665 и округлением до 5 МПа.
3.Здесь указаны расчетные сопротивления растяжению, сжатию и изгибу Ry и Ru.
Остальные расчетные сопротивления определяются по формулам таблицы 48*.
Значения расчетных сопротивлений получены делением нормативных
сопротивлений на коэффициент надежности по материалу, определяемый по
таблице 49*, и округлением до 5 МПа.
43
Иванов Геннадий Павлович
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»
44