Нужно исходить из сути проблемы-состояние плит недопустимое, а в "лопнувшем" ребре - аварийное.
Если это промка, то усиление лучше выполнять сверху: вдоль ребер установить мощные стальные балки и, пробив отверстия в полках и покрытии, с помощью стяжных, охватывающих ребра хомутов, подтянуть просевшие ребра.
Любые поддерживающие элементы должны рассчитываться на полную нагрузку.
И еще по поводу подведения металлических балок из книги Габрусенко В.В. Аварии, дефекты и усиление железобетонных и каменных конструкций.
Вопрос 6.6.Насколько эффективно усиление стальными балками?
Подведение стальных балок под железобетонные балки или плиты — довольно распространенный прием усиления. Основан он на принципе частичного разгружения — стальная балка является дополнительной (упругой) опорой и берет на себя часть полезной нагрузки. Однако эффективность такого усиления, как правило, невелика. Сечения стальных балок проектировщики зачастую подбирают простым суммированием несущих способностей усиливаемой и усиливающей балок: если существующая балка (плита) в состоянии воспринимать только часть расчетного изгибающего момента М, то сечение стальной балки подбирают из условия восприятия недостающей части.
Такой подход ошибочен по двум причинам. Во-первых, стальная балка включается в работу не с самого начала, а со времени приложения дополнительной нагрузки. Чем меньше разгружена железобетонная балка (плита), тем менее эффективно работает стальная балка. Во-вторых, доли совместно воспринимаемой нагрузки определяются не несущими способностями сечений, а совместными деформациями (прогибом f). Поэтому дополнительная нагрузка распределяется пропорционально жесткостям существующей и усиливающей конструкций.
Поясним на примере. Железобетонная балка пролётом 6 метров имеет жесткость 81000 кН•м2 (при отсутствии трещин) и в состоянии воспринимать 80% расчетного изгибающего момента М = 290 кН•м. До начала усиления нагрузка на балку снижена наполовину, т.е. изгибающий момент в ней составляет 145 кН•м. Следовательно, из оставшейся половины изгибающего момента 30%М (ΔМb = 87 кН•м) должна воспринять железобетонная балка, а 20%M (Ms = 58 кН•м) - стальная. Поскольку прогибы балок одинаковы (fb = fs), пропорционально этим моментам должны быть и жесткости балок: ΔMb/Bb = Мs/Вs' откуда Bs/Bb = 2/3, т. е. жесткость стальной балки Bs = 54000 кН •м2. Этой жесткости соответствует прокатный двутавр № 45, напряжения в котором при действии воспринимаемого им момента 58 кН•м составят 47 МПа, т. е. всего 1/5 расчетного сопротивления стали марки С235. Чем большая часть нагрузки снята с железобетонной балки до начала усиления, тем меньшее сечение потребуется для усиливающей балки и тем эффективнее она будет работать. Но даже при полном снятии нагрузки напряжения в последней (двутавр № 33а) составят всего 110 МПа.
Из приведенного примера видно, насколько неэффективно используется несущая способность усиливающей балки даже при самом раннем включении ее в работу. Правда, стальная балка будет нагружаться более интенсивно после образования трещин в железобетонной балке, когда жесткость последней заметно снижается. Однако строгий расчет их совместной работы затруднителен, а его результаты могут оказаться далекими от фактической работы.
|