До усиления конструкций жесткими дополнительными опорами необходимо проверить общую деформацию от максимальных ожидаемых нагрузок в местах примыкания к усиливаемой конструкции. Во избежание деструктивных изменений в существующей конструкции эта деформация не должна превышать максимальный прогиб усиливаемой конструкции без дополнительных опор более чем на 10%. При подведении жестких опор усиливаемую конструкцию следует максимально разгрузить.
Расчетные усилия в изгибаемых элементах, усиленных жесткими опорами, определяются как сумма усилий, подсчитанных для двух стадий работы конструкций: до усиления (при этом принимается первоначальная расчетная схема) и после усиления (расчетная схема принимается с учетом дополнительных жестких опор).
Расстояния между опорами следует назначать такими, чтобы суммарная эпюра моментов ни в одном сечении не выходила за пределы эпюры материалов. В том случае, если над дополнительной опорой возникает отрицательный момент, превышающий допустимый, и возможно образование нормальных трещин, балку следует рассматривать как разрезную с шарниром в месте опоры.
В связи с тем что наличие нормальных трещин может снизить несущую способность балки по наклонному сечению, необходимо предусмотреть достаточную площадь ее опирания на дополнительной опоре.
При усилении изгибаемых элементов упругими дополнительными опорами их расчет, как и при жестких опорах, осуществляется для двух стадий, а найденные из статических расчетов усилия суммируются. Расчет по второй стадии системы «балка — упругие опоры» основан на равенстве прогибов усиливаемого элемента и упругой опоры в месте их соединения. В качестве расчетной схемы принимается балка на упругоподатливых опорах, усилия в которой определяются по уравнениям пяти моментов при известных жесткостных характеристиках опор. Эти характеристики можно найти, выполнив статический расчет всей конструкции, дополнительной опоры и установив ее перемещение от единичной силы, приложенной в точке установки опоры. В случае установки нескольких дополнительных опор жесткостные характеристики определяются для каждой из них.
Усилия в дополнительных опорах вычисляют по выбранной расчетной схеме с учетом нагрузок, прикладываемых к конструкции, и реакций в местах установки упругих опор.
При устройстве дополнительных жестких и упругих железобетонных опор рекомендуется учитывать возможное перераспределение усилий в усиливаемой конструкции в связи с деформациями ползучести, которые снижают жесткостные характеристики опор. Этот учет производится в соответствии с положениями СНиП 2.03.01—84 при учете воздействия длительных статических нагрузок.
Усиление сжатых зон изгибаемых (и внецентренно сжатых) элементов возможно осуществлять торкрет-бетоном толщиной до 30 мм, который наносится на очищенную и промытую бетонную поверхность старого бетона, обернутую сеткой с ячейкой 30...60 мм из проволоки диаметром 1...2 мм, прикрепленной к конструкции дюбелями с помощью строительного пистолета. При тщательном соблюдении перечисленных рекомендаций обеспечивается надежное сцепление «нового» и «старого» бетона, в результате сечение конструкции и, как следствие, ее несущая способность увеличиваются. Более существенного повышения несущей способности элементов возможно добиться увеличением площади сечения арматуры (наращивание сечения). Если по расчету требуется незначительное увеличение сечения арматуры (2...4 стержня), осуществляют подварку новой арматуры к существующим стержням боковых каркасов. Для этого скалывают защитный слой, оголяют арматуру и приваривают к ней прерывистым швом коротыши диаметром 10...40 мм, длиной 50...200 мм с шагом 200...1000 мм—для растянутых стержней и не более 20 диаметров продольной арматуры, но не более 500 мм — для сжатой (рис. 10.25). К коротышам приваривают дополнительную продольную арматуру, которую допускается применять тех же классов. При арматуре класса Ат-V и выше из высокопрочной проволоки и канатов, а также при сильной коррозии арматуры применение сварки не допускается и усиление конструкций методом наращивания не рекомендуется.
После установки дополнительной арматуры производится ее торкретирование или заделка цементной штукатуркой, при этом размер сечения элемента увеличивается на 20...80 мм. При большей толщине наращивания применяют вертикальные и наклонные соединительные элементы.
Для увеличения сцепления старого и нового бетона на поверхности усиливаемого элемента перед наращиванием выполняют насечку, которую тщательно очищают от пыли и грязи водой под давлением. Минимальный диаметр арматуры при наращивании — 10 мм. При необходимости более мощного усиления устраивают наружные уголковые полуобоймы.