Ремонт і підсилення несучих і огороджувальних будівельних конструкцій та основ промислових будинків і споруд

Проверку прочности изгибаемых и сжато- или растянуто-изогнутых элементов по ка­сательным, местным и приведенным напряжениям производят по СНиП ІІ-23 с учётом изме­нившихся геометрических характеристик сечения.

Г.2 Расчёт на устойчивость сжатых элементов сплошного сечения в плоскости дей­- ствия моментов выполняется по формуле

N/_еA  _c, (Г.4)

где А - площадь усиленного сечения, см²;

R - усреднённое значение расчётного сопротивления, МПа, принимаемое по Г.4;

_с - коэффициент условий работы, принимаемый в соответствии с 4.5.2 настоящих Норм;

_e- коэффициент, определяемый по СНиП II-23 в зависимости от условной гибкости усиленного элемента А и приведенного относительного эксцентриситета m_ef= m_f,

- коэффициент влияния формы сечения по СНиП II-23.

Эксцентриситет определяется по формуле:

m_f= e_fA / W_c, (Г.5)

где e_f- эквивалентный эксцентриситет, см, учитывающий особенности работы усиленно­го стержня и определяемый по Г.З;

W_c- момент сопротивления для наиболее сжатого волокна, см³.

Устойчивость центрально-сжатых симметрично усиленных элементов проверяется в плоскости их наибольшей гибкости (_x> _y). Если отношение гибкостей ((_x> _y) после уси­ления изменилось и новые гибкости _0x и _0y стали такими, что _0x < _0y, то проверка устой­чивости по формуле (Г.4) выполняется относительно обеих главных осей сечения.

Г.3 Расчётное значение эквивалентного эксцентриситета определяется по формуле

e_f= е + f_* , (Г.6)

где f* - начальный прогиб усиливаемого элемента, см;

е - эксцентриситет продольной силы относительно центральной оси усиленного се­- чения после усиления, см.

В тех случаях, когда эксцентриситет продольной силы остаётся неизвестным, его значение определяется выражением e = m_f – e_А, де e_А- смещение центра тяжести сечения при усилении, см, принимаемое со своим знаком.

В общем случае сжатия с изгибом, а также в случае приложения дополнительных про­дольных или поперечных сил после усиления величина е определяется выражением

е = M/N,

где М - расчётный момент относительно центральной оси усиленного сечения.

Г.4 В случае использования элементов усиления из стали, для которой расчётное со­противление R_уr не равно, но близко к расчётному сопротивлению стали усиливаемого эле­мента R_y0 (1   = R_yr/ R_y0  1,15), значение R следует принимать равным R_у0.

При а > 1,15 усреднённое расчётное сопротивление бистального элемента опреде­ляется по формуле

R = R_y0 , (Г.7)

где: , ;

/₀, І - моменты инерции, см⁴ соответственно неусиленного и усиленного сечения для оси, относительно которой выполняется проверка устойчивости;

а₀- площадь неусиленного сечения, см².

Г.5 Расчёт на устойчивость усиленных внецентренно сжатых и сжато-изогнутых стержней с решётками, расположенными в плоскостях, параллельных плоскости изгиба, совпадающей с плоскостью симметрии, следует выполнять по формуле

, (Г.8)

где _e, _вет- коэффициенты снижения несущей способности всего сечения и отдельной ветви, принимаемые по Г.6 и Г.7;

А - площадь поперечного сечения усиленных ветвей, см².

Г.6 Коэффициент _е следует принимать по СНиП ІІ-23 в зависимости от условной приведенной гибкости и относительного эксцентриситета т, определяемых по форму­лам:

; (Г.9)

m = e_f (A/I_y) a_c , (Г.10)

где _у - гибкость усиленного стержня относительно оси, перпендикулярной к плоскости изгиба;

_І- коэффициент, определяемый по СНиП ІІ-23;

А_d- площадь усиленного сечения раскосов (при крестовой схеме решетки - двух раскосов), лежащих в плоскости изгиба, см²;

_c- расстояние от оси усиленного сечения, перпендикулярной к плоскости изгиба, до оси наиболее сжатой ветви, см;

e_f- расчётный эксцентриситет продольной силы, e_f= M/N;

М - изгибающий момент с учётом смещения центра тяжести усиленного сечения, МНсм;

Е— модуль упругости, МПа.

Г.7 Коэффициент _вет следует принимать по СНиП ІІ-23 в зависимости от условной гибкости усиленного сечения ветви _вем и приведенного относительного эксцентриситета, вычисляемых по формулам:

(Г.11)

, (Г.12)

где І_вет- расстояние между узлами решетки, см;

і_вет - радиус инерции сечения усиленной ветви относительно оси, перпендикуляр­ной к плоскости изгиба, см.

Г.8 При значительных гибкостях ( > 60) сжатых стержней усиление производится пу­тём уменьшения их расчётной длины с помощью установки дополнительных стержней, рас­крепляющих усиливаемый элемент (рис. Г.1).

Для обеспечения несмещаемости дополнительных узлов на раскрепляемом элемен­- те усиление должно иметь жёсткость, которая обеспечивается при

, (Г.13)

где l _min - меньшая из величин /₁ и /₂, см²;

/ - момент инерции раскрепляемого стержня, см⁴;

с - податливость системы, развязывающей стержень, равная её перемещению в см от действия единичной силы, направленной перпендикулярно к раскрепляемому элементу.

Рисунок Г. 1. Схема установки дополнительных стержней, раскрепляющих усиливаемый элемент

Для схемы по рисунку Г.1 податливость с определяется формулой

c = l_r/ E A_r sin² , (Г.14 )

где А_r- и l_r- площадь в см² и длина в см раскрепляющего стержня;

  90° - угол между раскрепляемым и раскрепляющим стержнями.

Сечения поддерживающего стержня и прикрепления должны быть проверены на действие силы N, равной условной поперечной силе

(Г.15)

где N_y- усилие в поддерживаемом стержне, МН.

Если раскрепляемый стержень имел искривление со стрелкой f₀, то проверка несу- ­щей способности его участков /₁ и l₂ выполняется с учётом стрелок искривления f₀r₁ и f₀r₂. В случае l₁ l₂ следует принимать f₀r₁= f₀r₂= f₀/4 .

ПРИЛОЖЕНИЕ Д (обязательное)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ ПОД ПОДОШВОЙ

УСИЛИВАЕМОГО ФУНДАМЕНТА

Д.1 Расчет давлений под подошвой усиливаемого фундамента следует производить для каждой стадии производства работ.

Д.2 Расчет давлений предусматривает:

а) определение давления под подошвой существующего фундамента в период уси­ления от нормативных нагрузок и собственного веса фундамента, при этом должны соблю­даться условия:

(Д.1)

где R_t - расчетное сопротивление грунта основания существующего фундамента с уче­том длительной его эксплуатации и отрывки котлована при его усилении, кПа (тс/м²);

P₀- среднее давление под подошвой существующего фундамента, кПа (тс/м²);

P_{x max}, P_{y max}- максимальные краевые давления при действии изгибающих моментов вдоль осей х и у соответственно, кПа (тс/м²);

P_{xy max}- максимальное давление в угловой точке внецентренно нагруженного фунда­мента, кПа (тс/м²);

б) определение давления под подошвой усиленного фундамента от дополнительных нагрузок, прикладываемых к фундаменту. При этом следует учитывать соотношение _t модулей общей деформации грунта под существующей и новой частями усиленного фунда­ -

мента

( Д.2)

где .

и - определяются, соответственно, по формулам (Е.2) и (Е.7) приложения Е к настоящим Нормам, а определения R₀,, R_0t, и смотри там же.

Напряжение под подошвой фундамента от дополнительной вертикальной нагрузки N_доп, kН(тс), равно

(Д.3)

где А₁ - площадь подошвы существующей части фундамента, м²;

А₂ - площадь подошвы новой части фундамента, м²;

P_1ср - среднее давление под существующим фундаментов, уПа (тc/м²);

P_2ср- то же под новой частью усиленного фундамента, кПа (тc/м²).

Напряжения под подошвой фундамента от дополнительных изгибающих моментов

M_доп, кНм(тсм) вдоль каждой оси фундамента

;

(Д.4)

;

,

где P₁₁- давление под подошвой старого фундамента на границе с новой его частью, кПа (тс/м²);

P₁₂ - давление под подошвой новой части фундамента на границе со старым фун-даментом, кПа (тс/м²);

P₂ - краевое давление под подошвой усиленного фундамента, кПа (тс/м²);

(Д.5)

;

где l₁, b₁ – размеры существующего фундамента вдоль и поперек оси действия изгибающего момента, м;

l₂, b₂ – то же для усиленного фундамента, м;

в) проверку выполнения ограничений давлений у краев подошвы фундамента от действия на него суммарных нагрузок после усиления.

Для столбчатых фундаментов, расширяемых в одном и двух направлениях, ограни-чения контактных давлений приведены на рис. Д.1, а и Д.1, б.

г) проверку ограничений для средних давлений под старой и новой частями реконст­руируемого фундамента от действия суммарных нагрузок после усиления

(Д.6)

д) ограничение минимальных краевых давлений, которые принимаются в зависимо- сти от назначения фундамента по 2.207 Пособия по проектированию оснований зданий и

сооружений к СНиП 2.02.01.

Р
исунок Д.1. Ограничения контактных давлений для столбчатых фундаментов

Для ленточных фундаментов ограничения давлений под подошвой указаны на рис. Д.2.

Рисунок Д .2. Ограничения давлений под подошвой ленточных фундаментов

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

(обязательное)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ГРУНТА

ДЛИТЕЛЬНО НАГРУЖЕННОГО ОСНОВАНИЯ

Е.1 Расчетное сопротивление грунта длительно нагруженного основания R_t, кПа(тс/м²), определяется по формуле

, (E.1)

где R₀- расчетное сопротивление грунта основания, кПа(тс/м²), определяемое по СНиП 2.02.01 при значениях угла внутреннего трения ₁₁= ₀, град и удельного сцепле- ­ния с₁₁ = с₀, кПа(тс/м²), соответствующих ненагруженному основанию;

Е₀- модуль деформации грунта ненагруженного основания, МПа(кгс/м²);

- максимальный модуль деформации грунта длительно нагруженного основа­- ния, МПа(кгс/м²) при среднем давлении под подошвой Р₀, кПа(тс/м²);

R_ot- расчетное сопротивление грунта основания, определяемое по СНиП 2.02.01 при прочностных характеристиках грунта _II= _t і с_ІІ = с_t соответствующих длительно нагруженному основанию, кПа(тс/м²).

Е.2 Расчётные прочностные и деформационные характеристики грунта длительно нагруженного основания зависят от вида грунта, длительности нагружения t (лет) и интен­сивности среднего давления

. (E.2)

Угол внутреннего трения грунта _t, град.

, (Е.3)

где - степень обжатия основания существующего фундамента дополнительным давлением

; (Е.4)

а - интенсивность вертикального бытового давления грунта на уровне подошвы фун­дамента

; (Е.5)

Удельное сцепление грунта с_t, кПа (тс/м²)

(E.6)

Максимальный модуль деформации грунта , МПа

, (E.7)

где d- глубина заложения подошвы фундамента, м;

- расчётное значение удельного веса грунта, залегающего выше подошвы фундамента, кН/м³ (тс/м³);

P, Р_с, Ре - безразмерные коэффициенты, определяемые по формулам:

; (Е.8)

(Е.9)

(Е.10)

где е - коэффициент пористости;

- показатель текучести для глинистых грунтов, а для песчаных - = 0;

_, _c, _E - коэффициенты, принимаемые по таблице Е.1.

Таблица Е.1 - Значения коэффициентов _, _c, _E

Коэффициент	Наименование грунтов
	Пески		Пылевато-глинистые
	крупные, средние	мелкие, пылеватые	супеси	суглинки	глины
	0,070	0,090	0,055	0,040	0,035
c	0,250	0,350	0,110	0,070	0,040
E	0,200	0,300	0,100	0,060	0,035