- •Нацыянальны комплекс нарматыўна-тэхнiчных дакументаў у будаўнiцтве дапаможнiк да будаўнiчых нормаў I правiлаў
- •Предисловие
- •Содержание
- •Усиление стальных конструкций узмацненне стальных канструкцый
- •2 Нормативные ссылки
- •3 Обозначения
- •4 Общие положения по проектированию усиления стальных конструкций зданий и сооружений
- •Окончание таблицы 4.1
- •5 Технические и технологические требования к конструкциям усиления
- •6 Усиление конструкций путем изменения конструктивной схемы
- •6.1 Общие положения
- •6.2 Подведение дополнительных опор, подкосов и подвесок
- •6.3 Постановка дополнительных связей, распределительных систем и распорок
- •6.4 Превращение статически определимых систем в статически неопределимые созданием жестких узлов
- •6.5 Введение новых стержневых систем для изменения статической схемы конструкции
- •6.6 Включение в совместную работу с фермами светоаэрационных фонарей, введение дополнительных элементов
- •6.7 Основные положения по расчету усилений конструкций изменением конструктивной схемы
- •6.8 Примеры расчета усилений конструкций путем изменения конструктивной схемы
- •Пример 6.2
- •Пример 6.3
- •Пример 6.4
- •Пример 6.5
- •Пример 6.6
- •Пример 6.7
- •Пример 6.8
- •7 Усиление соединений конструкций
- •7.1 Сварные соединения
- •7.2 Устранение дефектов сварных соединений
- •Продолжение таблицы 7.1
- •Окончание таблицы 7.1
- •7.3 Усиление соединений со стыковыми швами
- •7.4 Усиление соединений с угловыми швами
- •1, 2, 3, 4 — Порядок выполнения сварных швов
- •7.5 Конструктивные и технологические требования при усилении сварных соединений
- •7.6 Заклепочные и болтовые соединения
- •7.7 Примеры расчета усилений соединений конструкций
- •8 Устранение дефектов и повреждений стальных конструкций
- •Продолжение таблицы 8.1
- •Продолжение таблицы 8.1
- •Продолжение таблицы 8.1
- •Продолжение таблицы 8.1
- •Окончание таблицы 8.1
- •1, 2, 3, 4 — Последовательность варки вставки
- •9 Усиление конструкций путем увеличения сечения
- •9.1 Общие положения
- •9.2 Расчет усиления центрально-растянутых и центрально-сжатых элементов на прочность и устойчивость
- •9.3 Расчет усилений внецентренно-нагруженных элементов на прочность и устойчивость
- •9.4 Расчет усиления изгибаемых элементов
- •9.5 Расчет присоединения элементов усиления
- •9.6 Требования к технологии выполнения работ по усилению конструкций путем увеличениясечения
- •9.7 Примеры расчета усилений конструкций путем увеличения сечения
- •Приложение а
- •Данные из ранее действовавших государственных стандартов и технических условий на сталь
- •Окончание таблицы а.1
- •Продолжение таблицы а.2
- •Окончание таблицы а.2
- •Приложение б
Пример 6.7
По данным примера 6.6 выполнить усиление балки путем подведения дополнительной фермы. Изгибающий момент в балке от постоянных нагрузок Mg = 243 кН·м.
Эпюры продольных усилий и моментов в балке, усиленной фермой, приведены на рисунке 6.18.
Суммарный изгибающий момент в середине пролета балки
М = 243 + 115 = 358 кН·м.
Проверяем прочность балки
Как видно из примера 6.6 устойчивость балки так же обеспечена.
В местах примыкания стоек фермы и опорных раскосов стенку балки усиливаем вертикальными и наклонными ребрами в соответствии с требованиями 7.10 СНиП II-23.
В данном примере подбор сечения элементов фермы не производится, так как подбор выполняется обычным методом как для центрально-сжатых и растянутых элементов по усилиям, приведенным на рисунке 6.18а.
Рисунок 6.18 — Эпюры продольных усилий и моментов в балке, усиленной фермой:
а — эпюра продольных усилий N, кН, от временных нагрузок;
б — эпюра моментов Mp, кН·м, в усиленной балке от временной нагрузки
Пример 6.8
Необходимо выполнить усиление фермы галереи путем установки шпренгеля. Узловые нагрузки на ферму:
постоянные:
по верхнему поясу — 4,7 кН;
по нижнему поясу — 33,5 кН;
временные:
по верхнему поясу — 14,7 кН;
по нижнему поясу — 25,5 кН.
Расчетная схема усиленной фермы галереи приведена на рисунке 6.19.
Рисунок 6.19 — Расчетная схема усиленной фермы галереи с нумерацией стержней
Усилия в элементах фермы галереи приведены в таблице 6.9.
Таблица 6.9 — Усилия в элементах фермы галереи
Наименование |
Номера элементов |
Усилие N от полной нагрузки, кН |
Усилие Ng от постоянной нагрузки, кН |
Усилие Nр от временной нагрузки после установки шпренгеля, кН |
Суммарное усилие N1 после установки шпренгеля, кН |
Снижение усилия, % |
Нижний пояс |
1, 4, 26, 29 |
276 |
133 |
2,5 |
135,5 |
49 |
2, 3, 27, 28 |
589 |
285 |
101 |
386 |
35 | |
Верхний пояс |
6, 7, 10, 11 |
–472 |
–229 |
–150 |
–379 |
20 |
8, 9 |
–629 |
–305 |
–198 |
–503 |
20 | |
Раскосы |
18, 25 |
–390 |
–189 |
–132 |
–321 |
18 |
19, 24 |
278 |
135 |
80 |
215 |
23 | |
20, 23 |
–166 |
–80 |
–60 |
–140 |
16 | |
21, 22 |
57 |
28 |
8,5 |
36,5 |
38 | |
Стойки |
30, 31, 32, 33 |
59 |
33 |
21 |
54 |
8 |
14, 15, 16 |
–19 |
–5 |
–14 |
–19 |
0 | |
Шпренгель |
34, 37 |
— |
— |
97 |
— |
— |
35, 36 |
— |
— |
92 |
— |
— | |
38, 40 |
— |
— |
–21 |
— |
— | |
39 |
— |
— |
–24 |
— |
— |
Как видно из таблицы, несущая способность основных элементов фермы галереи при установке шпренгелей повысилась на 20 %—35 %.
Пример 6.9
Необходимо сравнить варианты усиления фермы покрытия путем включения в работу фермы конструкций светоаэрационного фонаря и введения дополнительной решетки.
Узловые нагрузки на ферму:
постоянные и длительно действующие — 54 кН;
временные — 18 кН.
Расчетные схемы усиленных ферм приведены на рисунке 6.20.
Рисунок 6.20 — Расчетные схемы ферм:
а — включение в работу ферм конструкций светоаэрационного фонаря;
б — введение дополнительной решетки
Усилия в элементах фермы покрытия приведены в таблице 6.10.
Таблица 6.10 — Усилия в элементах фермы покрытия |
В килоньютонах | ||||||
Наименование |
Номера элементов |
Усилие N от полной нагрузки |
Усилие Ng от постоянной нагрузки |
Включение в работу светоаэрационного фонаря |
Постановка дополнительной решетки | ||
Усилие Nр от временной нагрузки |
Суммарное усилие N1 |
Усилие Nр от временной нагрузки |
Суммарное усилие N2 | ||||
Нижний пояс |
1, 4 |
252 |
189 |
63 |
252 |
48 |
237 |
2, 3 |
540 |
405 |
120 |
525 |
128 |
533 | |
Верхний пояс |
6, 11 |
–431 |
–323 |
–108 |
–431 |
–108 |
–431 |
7, 10 |
–431 |
–323 |
–108 |
–431 |
–121 |
–444 | |
8, 9 |
–575 |
–431 |
–131 |
–562 |
–144 |
–575 | |
Раскосы |
18, 25 |
–356 |
–267 |
–89 |
–356 |
–67 |
–334 |
19, 24 |
253 |
190 |
63 |
253 |
42 |
232 | |
20, 23 |
–153 |
–114 |
–18 |
132 |
–29 |
–143 | |
21, 22 |
50 |
38 |
17 |
55 |
3,4 |
41,4 |
При включении в работу светоаэрационного фонаря несущая способность основных элементов ферм увеличилась на 3 %—5 %, при постановке дополнительной решетки несущая способность поясов осталась без изменения, однако повысилась несущая способность раскосов на 6 %—18 %.
Пример 6.10
Выполнить усиление рамы пролетом 24,0 м путем постановки затяжки. Нагрузки на ригель рамы: постоянная — 24 кН/м, временная — 18 кН/м.
Эпюры моментов в элементах рамы приведены на рисунке 6.21.
Как видно из приведенных эпюр, в результате постановки затяжки изгибающие моменты в ригеле уменьшились на 32 %, в стойке — на 26 %.
Рисунок 6.21 — Эпюры моментов в элементах рамы:
а — в неусиленной раме от полной и постоянной (в скобках) нагрузок;
б — эпюра моментов в усиленной раме от временных нагрузок;
в — суммарная эпюра моментов в усиленной раме