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 mef= mf,
- коэффициент влияния формы сечения по СНиП II-23.
Эксцентриситет определяется по формуле:
mf= efA / Wc, (Г.5)
где ef- эквивалентный эксцентриситет, см, учитывающий особенности работы усиленного стержня и определяемый по Г.З;
Wc- 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
ef= 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 = mf – eА, де eА- 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 Rуr не равно, но близко к расчётному сопротивлению стали усиливаемого элемента Ry0 (1 = Ryr/ Ry0 1,15), значение R следует принимать равным Rу0.
При а > 1,15 усреднённое расчётное сопротивление бистального элемента определяется по формуле
R = Ry0, (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 = ef (A/Iy) ac , (Г.10)
где у - гибкость усиленного стержня относительно оси, перпендикулярной к плоскости изгиба;
І- коэффициент, определяемый по СНиП ІІ-23;
Аd- 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;
ef- расчётный эксцентриситет продольной силы, ef= M/N;
М - изгибающий момент с учётом смещения центра тяжести усиленного сечения, МНсм;
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 Івет- расстояние между узлами решетки, см;
івет - 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 = lr/ E Ar sin2 , (Г.14 )
где Аr- и lr- 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 Ny- 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 Rt - 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);
Px max, Py max- максимальные краевые давления при действии изгибающих моментов вдоль осей х и у соответственно, кПа (тс/м2);
Pxy 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,, R0t, и смотри там же.
Напряжение под подошвой фундамента от дополнительной вертикальной нагрузки Nдоп, kН(тс), равно
(Д.3)
где А1 - площадь подошвы существующей части фундамента, м2;
А2 - площадь подошвы новой части фундамента, м2;
P1ср - среднее давление под существующим фундаментов, уПа (тc/м2);
P2ср- то же под новой частью усиленного фундамента, кПа (тc/м2).
Напряжения под подошвой фундамента от дополнительных изгибающих моментов
Mдоп, кНм(тсм) 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 Rt, 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);
Rot- расчетное сопротивление грунта основания, определяемое по СНиП 2.02.01 при прочностных характеристиках грунта II= t і сІІ = сt 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 сt, 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, Рс, 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 |