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

0,85- коэффициент условий работы кирпичной кладки, учитывающий неполное использование ее сопротивления;

mg-коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки (см. раздел 3.5);

R- расчетное сопротивление кладки;

А- площадь сечения кладки;

Rb и Rsc- расчетные сопротивления бетона и арматуры, принимаемые по [3];

Аь- площадь сечения бетона;

as- площадь сечения продольной арматуры;

фс5- коэффициент продольного изгиба комплексной конструкции, принимаемый по разделу 3.5 при упругой характеристике кладки, равной

-O.red

(5.32)

Приведенный модуль упругости комплексных элементов и приведенное временное сопротивление комплексного сечения определяют по формулам:

= (5.33)

0,red

R-A + R„,-A,

Ked--

(5.34)

A + A, В формулах (5.33) и (5.34):

Еоь Efc- начальные модули упругости кладки и бетона, определяемые для кладки по разделу 3.4, для бетона- по [3];

Ik, lb- моменты инерции сечения кладки и бетона;

Ru=2-R- временное сопротивление сжатию кладки;

Rbn- нормативное сопротивление бетона, сжатию, принимаемое по

[3].

5.3.3. Внецентренно сжатые элементы

При внецентренном сжатии комплексных элементов, аналогично каменным элементам с продольным армированием, различают два случая:

а) случай 1, когда соблюдается условие

5,>0,8-5о; (5.35)

б) случай 2, когда соблюдается условие

5, <0,8-So- (5.36)

В случае 1 расчет прочности производится по формуле (Pes • 10,85 -m-iR-S.+R.-S, )+ R, J

(5.37)

Если сила N приложена между центрами тяжести арматуры As и

А s, то должно быть соблюдено дополнительное условие:

Ф„ 10,85-m-iR.+ R,-Sj+ R S J

(5.38)

При одиночной арматуре (As=0) расчет производится по формуле .(Pcs-fn-{R-S,+R,-S,)

N<-

В формулах (5.35)...(5.39):

(5.39)

S.- статический момент площади комплексного

сечения (приведенного к кладке) относительно центра тяжести растянутой или менее сжатой арматуры Aj;

Sf- статический момент площади сжатой зоны

комплексного сечения относительно центра тяжести арматуры As;

Skc и Sbc-статические моменты площадей сжатой части сечения кладки и бетона относительно центра тяжести арматуры As;

Sk, Sb и Ss- статические моменты площадей сечения кладки, бетона и арматуры As относительно центра тяжести арматуры As;

Ski, Sbi и Ss- статические моменты площадей сечения кладки, бетона и арматуры As относительно центра тяжести арматуры As;

е и е- расстояния от точки приложения силы N до центра тяжести арматуры As и As.

Если центры тяжести арматуры А$ и As находятся на расстоянии свыше 5 см от граней сечения, то в формулах (5.38) и (5.39) статические моменты и эксцентриситеты е и е определяются относительно грани сечения.

Расчет внецентренно сжатых элементов комплексных конструкций с большими эксцентриситетами (с расположением бетона с внешней стороны кладки), при которых соблюдается условие Sc<0,8So, выполняется по формуле

N<q>Arn, + . а)+r . д -КА\. (5.40)

Положение нейтральной оси в этом случае определяется из уравнения

• (0,85. /г • 5„, + R, 5, )±R-А-е- R А-6 = 0. (5.41)

В формуле (5.41) знак «плюс» принимается, если сила N приложена за пределами арматуры As и as; знак «минус»- если сила N приложена между центрами тяжести арматуры As и as-

При одиночной арматуре (As=0) расчет производится по формуле (0,85. ш • /? • Л„ + /г, • Л,)- R-aJ (5.42)

и положение нейтральной оси определяется из уравнения . (0,85 (OR- 5„.д, + R, S,, )-R-\-e = 0 (5.43)

В формулах (5.40)...(5.43):

Acs- площадь сжатой зоны кладки;

Аьс- площадь сжатой зоны бетона;

Scs.N- статический момент сжатой зоны кладки относительно точки приложения силы;

Sbc.N- статический момент сжатой зоны бетона относительно точки приложения силы.

5.3.4. Изгибаемые элементы

Расчет прочности изгибаемых элементов комплексных конструкций производится по формуле

М <R-S + R,-S,c + RrS,\ (5.44)

положение нейтральной оси определяется из уравнения

Высота сжатой зоны комплексного сечения должна во всех случаях удовлетворять условиям:

5 <0,8-5о и z</io-«- (5.46)

В условиях (5.44) и (5.46) So, Sc, Scs и Sbc принимаются такими же, как при внецентренном сжатии, а плечо внутренней пары сил z принимается равным расстоянию от точки приложения равнодействующей усилий R-Acs и Rb-Abc до центра тяжести арматуры А.

При одиночной гибкой арматуре (As=0) расчет прочности выполняется по формуле

M<R-Sc,+Rb-S,, (5.47)

и положение нейтральной оси определяется из уравнения

Rs-\=R-Ks-Rb-\c- (5-48)

Расчет изгибаемых элементов комплексных конструкций на поперечную силу производится по формуле

Q<Rbz, (5.49)

где R,w- расчетное сопротивление кладки главным растягивающим напряжениям, принимаемое по табл. 3.14, 3.15; Ь- ширина сечения;

Z- плечо внутренней пары сил, которое для прямоугольного сечения равно z=ho-0,5-x.

В случае, когда прочность кладки при расчете на поперечную силу недостаточна, требуется установка хомутов или устройство отгибов в соответствии с указаниями [3].

5.4. Каменные конструкции, усиленные обоймой

Одним из наиболее эффективных методов повышения несущей способности существующей каменной кладки является включение ее в обойму. В этом случае кладка работает в условиях всестороннего сжатия, что значительно увеличивает ее сопротивляемость воздействию продольной силы.

Применяются три основных вида обойм: стальные, железобетонные и армированные растворные.

Основными факторами, влияющими на эффективность обойм, являются: процент поперечного армирования обоймы (хомутами), класс бетона или марка штукатурного раствора и состояние кладки, а также схема передачи усилия на конструкцию.

С увеличением процента армирования хомутами прирост прочности кладки растет непропорционально, а по затухающей кривой.

Опытами установлено, что кирпичные столбы и простенки, имеющие трещины, а затем усиленные обоймами, полностью восстанавливают свою несущую способность.

Стальная обойма состоит из вертикальных уголков, устанавливаемых на растворе по углам усиливаемого элемента, и хомутов из полосовой стали или круглых стержней, приваренных к уголкам. Расстояние между хомутами должно быть не более меньшего размера сечения и не свыше 50 см (рис. 5.7,а). Стальная обойма должна быть защищена от коррозии слоем цементного раствора толщиной 25...30 мм. Для надежного сцепления раствора стальные уголки закрываются металлической сеткой.

Рис. 5.7. Схемы усиления кирпичных столбов обоймами: а - металлической; б - железобетонной; в - армированной штукатуркой; 1 - планка сечением 35x5.. .60x12 мм; 2 - сварка; 3 - стержни диаметром 5... 12 мм; 4 - хомуты диаметром 4... 10 мм; 5 - бетон класса В12,5...В15; 6 - штукатурка (раствор марки 50...100)

Железобетонная обойма выполняется из бетона классов В12,5...В15 с армированием вертикальными стержнями и сварными хомутами. Расстояние между хомутами должно быть не свыше 15 см. Толщина обоймы назначается по расчету и принимается от 6 до 10 см (рис. 5.7,6).

Обойма из раствора армируется аналогично железобетонной, но вместо бетона арматура покрывается слоем цементного раствора марки 50... 100 (рис. 5.7,в).

Расчет конструкций из кирпичной кладки, усиленной обоймами, при центральном и внецентренном сжатии при эксцентриситетах, не выходящих за пределы ядра сечения, производится по формулам:

при стальной обойме

N <у/-(р

2,5-ц R,

N <\}f-(p

1 + 2,5-jU при железобетонной обойме

A + R-A

(5.50)

1 + ц 100

при армированной растворной обойме

2,8-/

A + m,-R,-A,+R-Ai

;(5.51)

N <уг-(р

m-m,-R + r]-

1 + 2-/Л 100

(5.52)

Коэффициенты \/ и принимаются при центральном сжатии \/=1 и Т1=1; при внецентренном сжатии (по аналогии с внецентренно сжатыми элементами с сетчатым армированием):

W = l--V = l--г- (5.53)

В формулах (5.50)...(5.52):

N-продольная сила;

А- площадь сечения усиливаемой кладки;

as- площадь сечения продольных уголков стальной обоймы или продольной арматуры железобетонной обоймы;

Аь- площадь сечения бетона обоймы, заключенная между хомутами и кладкой (без учета защитного слоя);

Rsw- расчетное сопротивление поперечной арматуры обоймы;

Rsc- расчетное сопротивление уголков или продольной сжатой арматуры;

ф- коэффициент продольного изгиба (при определении ф значение а принимается как для неусиленной кладки);

nig- коэффициент, учитывающий влияние длительного действия нагрузки;

Шк- коэффициент условий работы кладки, принимаемый равным I для кладки без повреждений и 0,7- для кладки с трещинами;

(5.54)

ть- коэффициент условий работы бетона, принимаемый равным 1-при передаче нагрузки на обойму и наличии опоры снизу обоймы, 0,7- при передаче нагрузки на обойму и отсутствии опоры снизу обоймы ио,35- без непосредственной передачи нагрузки на обойму;

Ц- процент армирования хомутами или поперечными планками, определяемый по формуле

2-A(h + b)-lOO

-TV-

h-b-s

где h,b- размеры сторон усиливаемого элемента;

S- расстояние между осями планок при стальных обоймах (h>s<b, но не более 50 см) или между хомутами при железобетонных и штукатурных обоймах (*<15 см).

Расчетные сопротивления арматуры, принимаемой при устройстве обойм, принимаются по табл. 3.17.

С увеличением размеров сечения (ширины) элементов при соотношении их сторон от 1:1 до 1:2,5 эффективность обойм несколько снижается, однако это снижение незначительно и практически его можно не учитывать.

Когда соотношение сторон сечения элемента превышает указанную выше величину (широкие простенки, стены и т.п.) необходима установка дополнительных поперечных связей, пропускаемых через кладку и располагаемых по длине сечения на расстоянии не более 2h и не более 100 см, где h- толщина стены. По высоте стен расстояние между связями должно быть не более 75 см. Связи должны быть надежно соединены со стальными элементами обоймы. Расчет дополнительных поперечных связей производится по формуле (5.51), при этом коэффициент условий работы связей принимается равным 0,5.

5.5. Расчет элементов армокаменных конструкций по предельным состояниям второй группы

Армированные каменные конструкции, деформации которых по условиям эксплуатации должны быть ограничены, рассчитываются по раскрытию трещин. Расчет по раскрытию трещин элементов с сетчатой арматурой при расположении продольной силы в ядре сечения выполняется так же, как и в неармированной кладке.

Расчет по раскрытию трещин в продольно армированных внецентренно сжатых, изгибаемых и растянутых элементах производится в том случае, если они находятся в условиях агрессивной для арматуры среды, а также при требовании непроницаемости штукатурки или облицовки поверхности конструкций.

При выполнении расчетов необходимо соблюдение следующих требований:

- усилия определяют от нормативных нагрузок, а коэффициенты условий работы кладки принимают по табл. 4.5 (с учетом примечания к ней);

- расчет производится по полному сечению с использованием линейного закона распределения напряжений по сечению. Для расчета сече-

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