ОДМ 218.3.027-2013 Рекомендации по применению тканевых композиционных материалов при ремонте железобетонных конструкций мостовых сооружений

     6.1.2 Расчёт сечений по первому предельному состоянию

6.1.2.1 Расчёты по прочности

а) Основанием для усиления конструкций являются результаты расчёта (перерасчёта) эксплуатируемой конструкции (в соответствии с требованиями Свода правил (далее - СП)) по прочности нормальных и наклонных к оси балки сечений. Расчётами устанавливают недостающее значение несущей способности, по которому определяют требуемое сечение (количество слоев ткани) наклеиваемого композиционного материала, а именно:

- - недостающее значение изгибающего момента;

- - недостающее значение поперечной силы.

б) При проверке по прочности сечений, нормальных к продольной оси изгибаемых железобетонных элементов (балок, плит), сечение композиционного материала, наклеенного на нижнюю поверхность балок (плит), определяют по недостающему моменту внутренней пары (недостающей несущей способности ). Момент, по которому подбирают сечение КМ, определяют в последовательности:

- определяют момент от расчётной временной нагрузки, приходящейся на балку (балки) пролётного строения при загружении в соответствии с требованиями СП;

- определяют положение нейтральной оси сечения балки и расстояние "" от верха балки, которую предполагается усилять, до центра тяжести сжатой зоны бетона;

- определяют фактическое внутреннее усилие в сечении (правая часть формулы 7.21 или 7.22 СП);

- определяют значение , по которому подбирают систему усиления.

Величина компенсируется усилием, возникающим в КМ () при изгибе балки, то есть:

                                      (2)

где - плечо внутренней пары для наклеенного КМ, равное расстоянию от КМ до центра тяжести сжатой зоны сечения;

        - высота балки;

        - расстояние от верха балки до центра тяжести сжатой зоны.

в) Учитывая, что усилие зависит от площади поперечного сечения ткани (то есть от ) и напряжений, возникающих в волокнах (), формула (2) будет иметь вид, формула (3):

                           (3)

Расчёт нормальных сечений изгибаемых элементов по прочности предполагает рассмотрение предельного состояния, при котором все элементы в сечении достигли своего предела прочности за исключением материала усиления, предельные напряжения в котором () не должны превышать 0,9 . Указанное требование исключает возможность разрушения бетонного основания, на которое наносится материал усиления, и возможное отслоение материала усиления по контакту клей-бетон по причине того, что бетон не может воспринять деформацию в нём.

Требуемое сечение тканей в при расчёте на прочность по первому предельному состоянию будет определяться по формуле (4):

;                                   (4)

Принимая во внимание, что относительное удлинение композиционного материала (удлинение ленты ) не может быть больше удлинения арматуры , при определении требуемого следует учитывать разницу в модулях упругости стали и композита. Тогда формула 4 примет вид:

                                          (5)

г) Примеры расположения холстов в разрезной балке приведены на рисунках 1 и 2 для случая предварительно напряжённых балок и рисунке 3 для случая Т-образных балок с обычной арматурой (далее - каркасные балки).