Расчет усиления балок и ферм предварительно напряженными шарнирно-стержневыми цепями
Точный расчет железобетонных балок и ферм, усиленных шарнирно-стержневыми цепями, осуществляют как комбинированных статически неопределимых систем.
Допускается их рассчитывать по упрощенной методике, изложенной ниже:
натяжение цепи осуществляют при нагрузке на усиливаемую конструкцию не менее 70 % расчетной;
стрелку прогиба цепи φ принимают максимально возможной с учетом допустимых габаритов, а количество узлов равным 3; 5; 7;
распор цепи передается ниже центра тяжести усиливаемого элемента или не выше верхней границы ядра сечения;
из условия прочности определяют необходимую степень разгрузки балки;
натяжение цепи определяют из условия, чтобы усилия в стропильной конструкции от ее натяжения (
Mch и
Qch) были равны разности между соответствующими усилиями от полной нагрузки после реконструкции
(Mrot и
Qtot) и усилиями, которые может воспринять конструкция без усиления
(Мтax и
Qmax), т. е.
намечают очертание цепи, определяют ее первоначальную длину
Lch и усилия в подвесках.
При этом неизвестные усилия в подвесках
Fsus рассматриваются как внешняя нагрузка, прикладываемая снизу вверх. Усилия в подвесках будут равны, если тангенсы углов наклона звеньев цепи, начиная от середины, относились между собой как I : 3 : 5 и т. д. Усилия
Fsus должны создавать моменты и поперечные силы, равные расчетным значениям
Mch и
Qch, причем из двух значений
Fsus принимается большее.
По значению
Fsus определяют распор
Hch (табл. 10.1) и, принимая его как продольную сжимающую силу, проверяют прочность сечений балки как внецентренно сжатого элемента по СНиП 2.03.01—84.
Эту проверку можно не производить, если
x = (
RsAs+Hch)
/(Rbb) < xmax. Если до усиления
x >
xmax, to
Fsus определяют путем последовательных приближений. В первом приближении
Fsus находят по моменту, равному
1,2Мсh.
Первоначальную длину цепи определяют по формулам:
где
l — пролет балки (фермы).
Сечения элементов цепи определяют по величине усилий
s в отдельных звеньях, которые рассчитывают по известным значениям
Fsus. Общее удлинение цепи равно
где
l — длина звена цепи.