Строительные лаги  Справочник 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 [ 19 ] 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38

в формулах (5.15) ...(5.18)

Sc- статический момент сжатой зоны сечения кладки относительно центра тяжести растянутой или менее сжатой арматуры As;

5о-статический момент всего сечения кладки относительно центра тяжести растянутой As или менее сжатой арматуры;

х- высота сжатой зоны сечения [2].

Границы между указанными случаями установлены на основании экспериментов. Расчёт выполняется по стадии разрушения (аналогично железобетонным конструкциям) из условий равновесия внешних и внутренних сил:

- уравнения моментов (условие прочности);

- уравнения проекций усилий в сечении, из которого определяется высота сжатой зоны х [2].

Статический момент So при любой форме поперечного сечения определяется по формуле

S,=A-{h,-y), (5.19)

где А- плошадь сечения кладки; ho- рабочая высота сечения, ho=h-a; h- высота всего сечения;

а- толшина зашитного слоя со стороны арматуры As; у- расстояние от центра тяжести всего сечения до края наиболее сжатой грани.

При прямоугольной форме сечения

= 0,5-b-h, (5.20)

где b- ширина прямоугольного сечения.

Статический момент Sc зависит от формы и размеров сечения, положения нейтральной оси и зашитного слоя. Формулы для наиболее часто встречаюшихся случаев при определении Sc приведены в табл. 1 приложения 7 [2]. В табл. 2, 3 и 4 этого приложения приведены формулы для расчета внецентренно сжатых элементов с продольной арматурой, а также пояснения к таблицам.

5.2.4. Изгибаемые элементы

Расчет прочности армированных изгибаемых элементов прямоугольного сечения со стержневой арматурой производится по формулам: а) при двойной арматуре

M<Rbx

(5.21)

при этом положение нейтральной оси определяется из уравнения R-b-x--R-A-RA; (5.22)

б) при одиночной арматуре

2730

M<l,25-R-b-x

(5.23)

при этом положение нейтральной оси определяется из уравнения

\,15R-b-x = RA. (5.24)

Высота сжатой зоны кладки должна во всех случаях удовлетворять условиям

Jc<0,55-/jo и jc>2-fl. (5.25)

Расчет изгабаемых элементов на поперечную силу выполняется по формуле

Q<Rbz, (5.26)

где z = Hq-- при прямоугольном сечении.

При недостаточной прочности кладки на поперечную силу необходима установка хомутов или устройство отгибов, расчет которых производится по [3].

5.2.5. Центрально растянутые элементы

Расчет прочности каменных элементов с продольной арматурой при центральном растяжении производится по формуле

N<R-A. (5.27)

5.2.6. Армирование стен

Армирование стен применяется в следующих случаях:

- при необходимости увеличить сопротивление изгабу стен, подверженных боковому воздействию сыпучих материалов, воды и т.п.;

- для повышения устойчивости стен при больших гибкостях;

- для повышения сопротивления кладки стен действию вибрационной и сейсмической нагрузки.

Существует два способа армирования стен продольной арматурой: армирование горизонтальной арматурой, располагаемой в швах кладки. Такое армирование возможно при наличии вертикальных элементов - стоек, пилястр, служащих для восприятия горизонтальных нагрузок, передаваемых от стен (рис. 5.4,а).

армирование горизонтальной арматурой в швах кладки и вертикальной арматурой, располагаемой снаружи кладки (рис. 5.4,6). Такое армирование применяется при наличии как вертикальных, так и горизонтальных элементов - столбов, пилястр, междуэтажных перекрытий. Расстояние между горизонтальными швами, в которых располагается арматура, принимается не более 8h (h- толщина стены), а диаметр стержней 3...8 мм. Вертикальные стержни (d<10 мм) связываются между собой стяжками, пропускаемыми в горизонтальных швах через толщину кладки и располагаемыми с максимальным шагом 80d (d- диаметр вертикальной арматуры).

Рис. 5.4.

Стены с наружной вертикальной арматурой обязательно оштукатуриваются цементным раствором марки 50, при этом толщина защитного слоя должна быть не менее 15 мм в нормальных условиях и 25 мм при повышенной влажности.

Процент армирования рекомендуется принимать не менее 0,05%.

Конструктивное армирование стен допускает увеличение предельных гибкостей против величин, установленных для неармированной кладки на 20% при армировании в одном направлении и на 30% при армировании в двух направлениях.

Расчет на прочность армированных стен, подверженных изгибу, выполняется как и для железобетонных элементов по стадии разрушения (рис. 5.5) и основывается на двух уравнениях равновесия: уравнения моментов (условие прочности) и суммы проекций всех сил на продольную ось элемента

М <R-b-x-{ho-0,5-x)+R-Ai-{ho-а); (5.28)

К(а.-К)-ИЬх = 0. (5.29)

Обозначения в формулах (5.28), (5.29) аналогичные приведенным

выше.

Расчет на прочность армированных гибкой арматурой стен, работающих на растяжение, исходит только из прочности арматуры

N<R-A. (5.30)

Рис. 5.5.

5.3. Каменные конструкции, усиленные железобетоном (комплексные конструкции)

53.1. Материалы и конструирование комплексных конструкций

Комплексными называются элементы каменной кладки с включениями в них железобетона, работающего совместно с кладкой. При этом железобетон рекомендуется располагать с внешней стороны кладки, что позволяет проконтролировать качество уплотнения уложенной бетонной смеси и является более рациональным при внецентренном сжатии и изгибе (рис. 5.6,а,б). В отдельных случаях железобетон располагается внутри кладки (рис. 5.6,в).

Усиление каменных конструкций железобетоном применяется в тех же случаях, что и кладка с продольным армированием, а также когда требуется значительно увеличить несущую способность сильно нагруженных элементов при центральном и внецентренном сжатии. Применение в этом случае комплексных конструкций позволяет уменьшить размеры сечений элементов.

Такой вид усиления каменных конструкций и название «комплексные конструкции» предложены проф. П.Л. Пастернаком.

	л"

Рис.5.6. Схемы сечений комплексных элементов: а - одностороннее расположение железобетона; б - расположение железобетона в штрабе; в - расположение железобетона внутри

кладки

Железобетонный скелет, пронизывающий каменную кладку, бетонируется по мере возведения каменной кладки (ярусами высотой до 1,2 м при внутреннем расположении железобетонного сердечника или на всю высоту этажа при наружном расположении железобетона). Железобетон, а именно, его продольная арматура, воспринимает все растягивающие усилия при изгибе и внецентренном сжатии, а кладка и частично железобетон воспринимают сжимающие усилия.

Для комплексных конструкций применяются материалы, указанные в разделе 5.2 и бетон класса не выше В 12,5. Площадь сечения продольной арматуры должна составлять не более 1,5% площади сечения бетона.

Арматурные каркасы в бетоне комплексных элементов делают обычно вязаными. Диаметр стержней растянутой арматуры в них принимают не менее 5 мм, сжатой- не менее 8 мм. Толщина защитного слоя бетона для стержней продольной арматуры должна быть не менее 20 мм при их диаметре до 20 мм и 25 мм - при больших диаметрах. Расстояние в свету между этими стержнями должно быть не менее 25 мм и не менее их диаметра. Хомуты следует располагать по высоте не реже чем через 300 мм (4 ряда одинарного кирпича).

При усилении стен здания горизонтальные железобетонные пояса располагают с шагом не более 8h (h- толщина стены). Высоту поясов принимают кратной толщине ряда кладки.

Расчет каменных конструкций на прочность выполняется аналогично расчету армокаменных конструкций с продольным армированием с добавлением к кладке и арматуре еще и бетона.

5.3.2. Центрально сжатые элементы

Расчет прочности комплексных элементов при центральном сжатии выполняется по формуле

/V <()!)„ • [0,85 •m{R-A + R,-A,)+ • А[ J, (5.31)

где N- продольная расчетная сила;

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 [ 19 ] 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38