Расчет усиления железобетонной конструкции композитным

материалом в зоне с рабочей арматурой [ 5, 6, 7]

Расчет по прочности сечений изгибаемых элементов производят из условия

где М - изгибающий момент от внешней нагрузки:

M_ult - предельный изгибающий момент, который может быть воспринят сечением элемента.

М = 1,3 кНм

M_ult = 1,1 кНм

1,3 1,1, не собллюдается условие

Требуется училение конструкции минимум на 1,3/1,1*100% = 20%

При расчете железобетонных конструкций, усиленных внешним армированием из композитных материалов, по предельным состояниям первой группы на действие только постоянных и длительных нагрузок расчетное значение сопротивления растяжению композитного материала следует принимать равным:

R_f = γ_f1∙γ_f2∙γ_f3∙R_f,n, (15)

где:

γ_f1 -коэффициент условий работы композитного материала, принимаемый по таблице 3 в зависимости от типа композитного материала и условий эксплуатации конструкции;

Коэффициенты условий работы γ_f1 композитного материала

Таблица 6.

Условия эксплуатации конструкции	Тип композитного материала	Значение коэффициента γf1 для
ламинатов	холстов, сеток и других тканных материалов
Во внутренних помещениях	Углекомпозит	0,95	0,9
Стеклокомпозит	0,75	0,7

 

γ_f2 - коэффициент условий работы композитного материала, учитывающий сцепление композитного материала с бетоном, определяемый по формуле:

(16)

где - значение предельных относительных деформаций композитного

материала, определяемое по формуле:

(17)

 

при значении , вычисленном по формуле:

, (18)

при:

γ_f2= 1,0;

- коэффициент надежности по композитному материалу, принимаемый при расчете по предельным состояниям первой группы равным:

1,2 – для углекомпозита; 1,8 – для стеклокомпозита.

 

 

n – число слоев композитного материала

- безразмерный параметр, численно равный значению толщины одного

слоя композитного материала, мм;

- модуль упругости композитного материала, МПа;

- расчетное значение сопротивления бетона осевому сжатию, МПа.

 

γ_f3 - коэффициент снижения нормативного сопротивления растяжению композитного материала при длительном действии нормативной нагрузки, принимаемый равным: 0,8 – для углекомпозита; 0,3 – для стеклокомпозита

 

R_f = 0,9 ∙0,7∙0,8∙4900 = 2450 МПа

 

 

Рис.7. Расчетное сечение фрагмента плиты шириной 185 мм. с усилением

 

При

11/ 19 = 0,51

= 0,53

Условие

(19)

не соблюдается, значит граница сжатой зоны проходит в ребре двутавра, значение M_ult определяют по формуле

 

(20)

при этом высоту сжатой зоны бетона х определяют по формуле

 

(21)

0138S10-03623

0138S10-03623

0138S10-03623

Высота сжатой зоны:

 

 

Предельный изгибающий момент:

 

1,3 1,4

Запас несущей способности после усиления составил 1,4/1,3∙100% = 10%

 

 

Расчет усиления железобетонной конструкции композитным

материалом в зоне без арматуры [5, 6, 7]

 

Рис.8.Фактическое сечение без рабочей арматуры

 

Рис.9. Расчетное сечение без рабоей арматуры с усилением

 

При

11/ 19 = 0,51

= 0,53

Условие

(22)

не соблюдается, значит граница сжатой зоны проходит в ребре двутавра, значение M_ult определяют по формуле

 

(23)

при этом высоту сжатой зоны бетона х определяют по формуле

 

(24)

0138S10-03623

0138S10-03623

0138S10-03623

Высота сжатой зоны:

 

 

Предельный изгибающий момент:

 

1,3 1,4

Запас несущей способности после усиления составил 1,4/1,3∙100% = 10%

 

 

Спецификация основных материалов для усиления круглопустотной железобетонной плиты

Таблица 7.

Поз.	Обозначение	Наименование	Кол.	Примечание
	СТО 73645443-001-2010	Углепластиковая ткань Mbrace Fib СF 230/4900.530g L = 2810, B = 50, h = 0,255		шт.
	СТО 73645443-001-2010	Углепластиковая ткань Mbrace Fib СF 230/4900.530g L = 2810, B = 120, h = 0,255		шт.
	СТО 73645443-002-2010	Клеевой состав Tyfo S Saturant Epoxy	3,36	кг

 

Рис.10. Схема усиления круглопустотной железобетонной плиты в сечении с рабочей арматурой

Рис.11. Схема усиления круглопустотной железобетонной плиты в сечении без арматуры