15. Усиление стальных балок

Основные приемы по усилению стальных балок:

- изменение конструктивной схемы балочных систем (из разрезной в неразрезную);

- усиление изменением геометрических параметров сечения балок;

Преобразование разрезной схемы в неразрезную выполняется следующим образом: стальная пластина приваривается к концам соседних балок на опоре. В результате момент посередине пролета балки значительно снижается.

Усиление балки и колонны с помощью подкосов. Подкосы сокращают рабочую длину балки, передают усилия на колонну или на фундамент.

Усиление балок с помощью жесткого крепления настила. Например, ж/б плит или монолита. На балку наваривается стержень, который затем приваривается к арматуре плиты, защитный слой арматуры плиты предварительно снят. Для восприятия касательных напряжений используются дополнительные устройства.

Усиление балки при помощи шпренгеля. Под балку вводится новая опора, которая крепится на затяжках к старым опорам. Это позволяет создать разгружающий момент в месте установки шпренгеля.

Усиление с помощью напрягаемой арматуры или упругой опоры. Возникает момент на опорах.

Второй вариант - наращивание сечения балок. При разработке проекта усиления желательно, чтобы положение центра тяжести балок не менялось.

Эффективным способом усиления сплошных балок являются натяжные устройства, которые обеспечивают стабильную величину предварительного напряжения. Такие способы позволяют регулировать усилия предварительного напряжения в нижнем поясе балки.

Вариант усиления. Распорные элементы выполняют в виде секторов с гнездами, образующих с осью разрезные шарниры, расположенные между скошенными торцами распираемых балок, натяжное устройство требуемой массы находится внутри колонны. Этот способ наиболее эффективен при усилении подкрановых балок.

а)

Рационален с точки зрения расчета, когда дополнительные эл-ты максимально удалены от центра тяжести, возникают технологические проблемы по демонтажу настила.

б)

Позволяет увеличить предел общей устойчивости балки (сечение развито относит-но оси у). Настил не мешает.

в)

Позволяет более рационально разместить сварные швы, но длина уголков ограничена ребрами жесткости. Негативные явления: коррозия и пожар. требования.

г)

Вариант рационален при подвижной нагрузке, которая может смещаться от оси у (напр. «рысканье» крана). Но пластинки рационально применять при незначит прогибах.

д)

Вариант рационален при незначительных прогибах балки и элементы усилений м.б. длинномерными.

е)

Вариант аналог «д»

и)

Рекомендуется для усиления подкрановых балок, где наибольшие разрушения происходит в верхней части стенки.

к)

Рационален при расчете выполненном в упруго-пластической стадии, либо, когда настил считается работающим совместно с балкой, если обеспечивается передача касательных напряжений.

л)

Рационален при необходимости увеличить несущую способность более чем на 30%.

м)

Получает значительное распространение в основном из-за технологической простоты при значит прогибах балки. Может применяться круглая сталь, трубы.