Страница 8: ДСТУ-Н Б EN 1998-3:20ХХ. Проектування сейсмостійких споруд. Частина 3. Оцінка стану та відновлення будівель (59431)

– для :

- For :

– для :

Якщо заходи, направлені на приєднання оболонки до старого бетону, включають надання шорсткості межі розділу:

- For :

If measures to connect the jacket to the old concrete include roughening of the interface:

Для решти всіх типів заходів, направлених на приєднання оболонки до старого бетону, або якщо ніяких спеціальних заходів прийматися не буде:

For all other types of measures to connect the jacket to the old concrete, or if no special measures are taken:

– для :

– for :

(3) Значення елементу, покритого оболонкою, які повинні використовуватися в порівняннях з необхідними значеннями при верифікаціях безпеки, слід розраховувати на підставі: (а) середнього значення міцності існуючої сталі, як безпосередньо отриманого з випробувань на місці і з додаткових джерел інформації, поділеного належним чином на довірчу вірогідність, визначену в пункті 3.5, з урахуванням досягнутого рівня знання; і (b) номінальній міцності доданого бетону і арматури.

(4) Значення елементу, покритого оболонкою, яке повинне порівнюватися з необхідним значенням при верифікаціях безпеки, слід розраховувати на підставі (а) середнього значення міцності існуючої сталі як безпосередньо отриманого з випробувань на місці і з додаткових джерел інформації, розділеного на відповідну довірчу вірогідність, визначену в пункті 3.5, з урахуванням досягнутого рівня знання; і (b) номінальної міцності доданого бетону і арматури. У первинних сейсмічних елементах середнє значення міцності існуючої сталі і номінальну міцність доданих матеріалів слід ділити на приватні коефіцієнти для сталі і бетону відповідно до стандарту EN 1998-1:2004, 5.2.4.

(5) Значення елементів, покритих оболонкою, які надають дію на крихкі компоненти/механізми, для використання в пункті 4.5.1 (1)Р(b), слід розраховувати на основі: (а) середнього значення міцності існуючої сталі, безпосередньо отриманого як з дослідів на місці, так і з додаткових джерел інформації, відповідним чином помножених на довірчу вірогідність, визначену в пункті 3.5, з урахуванням досягнутого рівня знання; і (b) номінальній міцності доданого бетону і арматури (див. 3.5(2)Р).

А.4.3 Сталева оболонка

А.4.3.1 Введення

(1) Сталеві оболонки застосовуються, головним чином, до колон з метою підвищення прочности на зрушення і підвищення міцності бракуючих стиків внапуск. Вони можуть також розглядатися для підвищення податливості через обмеження.

(2) Сталеві оболонки навколо прямокутних колон зазвичай будуються з чотирьох кутових елементів, до яких приварюються або суцільні сталеві листи, або окремі товщі горизонтальні сталеві накладки. Кутові елементи можуть прикріплятися до бетону епоксидною смолою або просто притискатися до нього впритул без проміжків по всій висоті. Накладки можуть підігріватися безпосередньо перед зваркою для забезпечення згодом деякого положительного обмеження по відношенню до колони.

А.4.3.2 Міцність на зрушення

(1) Внесок оболонки в міцність на зрушення може передбачатися таким, що додається до існуючої міцності, за умови, що оболонка залишається з достатнім запасом в межах діапазону пружності. Ця умова є необхідною для оболонки, яка має бути в змозі контролювати ширину внутрішніх тріщин і забезпечувати цілісність бетону, дозволяючи, таким чином, діяти первинному механізму стійкості до зрушення.

(2) Якщо використовується тільки 50 % межі текучості сталі оболонки, вираз для додаткового зрушення , переносимого оболонкою, набирає вигляду:

(3) The values of of the jacketed member, to be used in comparisons to demands in safety verifications, should be computed on the basis of: (a) the mean value strength of the existing steel as directly obtained from in-situ tests and from additional sources of information, appropriately divided by the confidence factor in 3.5, accounting for the level of knowledge attained, and (b) the nominal strength of the added concrete and reinforcement.

(4) The value of of the jacketed member, to be compared to the demand in safety verifications, should be computed on the basis of: (a) the mean value strength of the existing steel as directly obtained from in-situ tests and from the additional sources of information, divided by the appropriate confidence factor in 3.5, accounting for the level of knowledge attained, and (b) the nominal strength of the added concrete and reinforcement. In primary seismic elements the mean value strength of the existing steel and the nominal strength of the added materials should be divided by the partial factors for steel and concrete in accordance with EN 1998-1: 2004, 5.2.4.

(5) The value of of jacketed members that deliver action effects to brittle components/mechanisms, for use in 4.5.1(l)P(b), should be computed on the basis of: (a) the mean value strength of the existing steel as directly obtained from in-situ tests, and from additional sources of information, appropriately multiplied by the confidence factor in 3.5, accounting for the level of knowledge attained; and (b) the nominal strength of the added concrete and reinforcement(see 3.5(2)P)

A.4.3 Steel jacketing

A.4.3.1 Introduction

(1) Steel jackets are mainly applied to columns for the purpose of: increasing shear strength and improving the strength of deficient lap-splices. They may also be considered to increase ductility through confinement.

(2) Steel jackets around rectangular columns are usually built up of four corner angles to which either continuous steel plates, or thicker discrete horizontal steel straps, are welded. Corner angles may be epoxy-bonded to the concrete, or just made to adhere to it without gaps along the entire height. Straps may be pre-heated just prior to welding, in order to provide afterwards some positive confinement on the column.

A.4.3.2 Shear strength

(1) The contribution of the jacket to shear strength may be assumed as additive to existing strength, provided the jacket remains well within the elastic range. This condition is necessary for the jacket to be able to control the width of internal cracks and to ensure the integrity of the concrete, thus allowing the original shear resisting mechanism to continue to operate.

(2) If only 50% of the steel yield strength of the jacket is used, the expression for the additional shear carried by the jacket is:

де:

товщина сталевих накладок,

b ширина сталевих накладок,

s відстань між сталевими накладками (b/s =1, у разі суцільних сталевих листів),

проектна межа текучості сталевої оболонки, рівна її номінальній міцності, поділеній на приватний коефіцієнт для конструкційної сталі відповідно до стандарту

EN 1998-1:2004, 6.1.3(1) Р.

A.4.3.3 Затиск стиків внапуск

(1) Сталеві оболонки можуть забезпечувати ефективний затиск на ділянках стиків внапуск для поліпшення циклічної деформаційної здатності. Для отримання даного результату необхідно виконання наступних умов:

– довжина оболонки перевищує довжину ділянки з'єднання внапуск, як мінімум, на 50 %;

– оболонка притискається до поверхонь колони, як мінімум, двома рядами болтів з кожною із сторін, перпендикулярних напряму навантаження;

– коли з'єднання внапуск здійснюється у основи колони, один ряд болтів слід розташовувати у вершини ділянки з'єднання внапуск, а інший – на відстані, відповідному 1/3 даної ділянки, починаючи від основи.

А.4.4 Покриття і обгортання полімерами, армованими волокнами

А.4.4.1 Введення

(1) Нижче приведені основні випадки використання полізаходів, армованих волокнами, при сейсмічній модернізації існуючих залізобетонних елементів:

– Підвищення міцності колон і стін на зрушення шляхом нанесення зовні зв'язаного полімеру, армованого волокнами, з розташуванням волокон у напрямі кільцевої арматури

– Підвищення доступної податливості на торці елементів, через додаткове обмеження у формі оболонок з полімеру, армованого волокном, з орієнтацією волокон по периметру

– Запобігання розриву з'єднання внапуск шляхом збільшеного обмеження з'єднання внапуск з розташуванням волокон по периметру.

(2) Впливом покриття і обгортання елементів полімером, армованим волокном, на стійкість кінцевої секції до вигину і на значення обертання поясу при пластичній деформації, , можна знехтувати (значення може бути розраховане відповідно до пунктів А.3.2.4 з (2) по (4), з , прийнятим рівним , з пункту А.3.2.4(4)).

A.4.4.2 Міцність на зрушення

(1) Міцність крихких компонентів на зрушення може бути підвищена в балках, колонах або стінах, що працюють на зрушення, шляхом нанесення смуг або листів полімеру, армованого волокном. Це може застосовуватися або шляхом повного обгортання елементу, або шляхом прикріплення указаных смуг або листів до бічних і нижніх поверхонь балки (U-подібна смуга або лист) або прикріплення їх тільки до бічних поверхонь.

(2) Загальна міцність на зрушення, контрольована хомутами і полімером, армованим волокнами, оцінюється як сума одного внеску від існуючого бетонного елементу, оціненого у відповідності із стандартом EN 1998-1:2004, і іншого внеску, Vf від вказаного полімеру.

(3) Загальна міцність на зрушення не може прийматися більшою, ніж максимальна міцність на зрушення бетонного елементу, VR,max, контрольована діагональним стискуванням в стінці балки. Значення VR,max може бути розраховане відповідно до стандарту EN 1992-1-1:2004. Для бетонних стін і для колон з ділянкою сколювання відношення, LV/h, меншого або рівнішого 2, значення VR,max представляет собою мінімум із значення відповідно до стандарту EN 1992-1-1:2004, і значення, розрахованого з пунктів A.3.3.1(2) і A.3.3.1(3), відповідно, при непружного циклічного навантаження.

(4) Для елементів з прямокутним перетином, внесок полімеру, армованого волокном, в міцність на зрушення може бути оцінений таким чином:

– для повної обгортки з полімером, армованим волокном, або для U – подібних смуг або листів вказаного полімеру,

where:

is is the thickness of the steel straps,

b is the width of the steel straps, and

s is the spacing of the steel straps (b/s =1, in case of continuous steel plates), and

is the design yield strength of the steel of the jacket, equal to its nominal strength divided by the partial factor for structural steel in accordance with EN 1998-1: 2004, 6.1.3(1)P.

A.4.3.3 Clamping of lap-splices

(1) Steel jackets can provide effective clamping in the regions of lap-splices, to improve cyclic deformation capacity For this result to be obtained the following is

necessary:

– the length of the jacket exceeds by no less than 50% the length of the splice region,

– the jacket is pressured against the faces of the column by at least two rows of bolts on each side normal to the direction of loading;

– when splicing occurs at the base of the column, the rows of bolts should be located one at the top of the splice region and another at 1/3 of that region, starting from the base.

A.4.4 FRP plating and wrapping

A.4.4.1 Introduction

(1) The main uses of externally bonded FRP (fibre-reinforced polymers) in seismic retrofitting of existing reinforced concrete elements are as follows:

– Enhancement of the shear capacity of columns and walls, by applying externally bonded FRP with the fibers in the hoop direction,

– Enhancement of the available ductility at member ends, through added confinement in the form of FRP jackets, with the fibres oriented along the perimeter,

– Prevention of lap splice failure, through increased lap confinement again with the fibers along the perimeter.

(2) The effect of FRP plating and wrapping of members on the flexural resistance of the end section and on the value of the chord rotation at yielding, may be neglected may be computed in accordance with A.3.2.4(2) to (4), with taken equal to , in A.3.2.4(4))

A.4.4.2 Shear strength

(1) Shear capacity of brittle components can be enhanced in beams, columns or shear walls through the application of FRP strips or sheets. These may be applied either by fully wrapping the element, or by bonding them to the sides and the soffit of the beam (U-shaped strip or sheet), or by bonding them to the sides only.

(2) The total shear capacity, as controlled by the stirrups and the FRP, is evaluated as the sum of one contribution from the existing concrete member, evaluated in accordance with EN 1998-1:2004 and another contribution, Vf , from the FRP.

(3) The total shear capacity may not be taken greater than the maximum shear resistance of the concrete member, VR,max, , as controlled by diagonal compression in the web. The value of VR,max may be calculated in accordance with EN 1 992-1-1: 2004. For concrete walls and for columns with shear span ratio, LV/h , less or equal to 2, the value of VR,max is the minimum of the value in accordance with EN 1992-1-1: 2004 and of the value calculated from A.3.3.1(2) and A.3.3.1(3), respectively, under inelastic cyclic loading.

(4) For members with rectangular section, the FRP contribution to shear capacity may be evaluated as:

– for full wrapping with FRP, or for U-shaped FRP strips or sheets

– для смуг або листів полімеру, армованого волокном, прикріплених до бічних поверхонь:

– for side bonded FRP or sheets as:

де

d ефективна глибина,

кут нахилу стійкі,

проектна ефективна міцність полімеру, армованого волокном, на порушення адгезії, яка залежить від зміцнюючої конфігурації відповідно до пункту (5) для повністю обернутого полімеру, армованого волокном, або з пунктом (6) для U – подібного листа полімеру, армованого волокном, або (7) для вказаного полімеру, прикріпленого до бічної поверхні,

товщина смуги, листа або тканини з полімеру, армованого волокнами (з одного боку),

кут між напрямом волокна (сильним) в смузі, листі або тканині з полімеру, армованого волокнами і осі елементу;

ширина смуги або листа з полімеру, армованого волокнами, зміряних перпендикулярно (сильному) напряму волокон (для листів: ),

where:

d is the effective depth,

is the strut inclination angle,

is the design FRP effective debonding strength, which depends on the strengthening configuration in accordance with (5) for fully wrapped FRP, or (6) for U-shaped FRP, or (7) for side bonded FRP;

is the thickness of the FRP strip, sheet or fabric (on single side),

is the angle between the (strong) fibre direction in the FRP strip, sheet or fabric and the axis of the member,

is the width of the FRP strip or sheet, measured orthogonally to the (strong) direction of the fibres (for sheets: ) and

де:

z = 0,9d – внутрішнє плече ричага,

where:

z = 0,9d is the internal lever arm,