А- прямоугольными сетками, б- сетками с зигзаг.

Рис.2. Продольное армирование кладки:

А-наружное расположение стержней, б- внутреннее расположение стержней

Армирование каменной кадки горизонтальными сетками предложено проф.В.П. Некрасовым и используется в центрально сжатых и внецентренно сжатых элементах с малым эксцентриситетом. Стальные сетки воспринимают поперечные растягивающие усилия, возникающие в кладке при сжатии, препятствуя ее поперечному расширению и расслаиванию в вертикальной плоскости. Этим увеличивается прочность кладки и несущая способность элемента. Сетки укладываются по расчету в каждом ряду или реже, но не более чем через пять рядов кирпичной кладки (375мм). Диаметр стержней прямоугольных сеток – 3.4 и 5мм. Кроме прямоугольных сеток применяются сетки « зигзаг» с диаметром стержней 3…8 мм.

Сетки «зигзаг» укладываются в двух рядах с взаимно перпендикуляр-ным направлением стержней. Две уложенные таким образом сетки равноценны одной прямоугольной.

Для предохранения арматуры от коррозии марка раствора должна быть не ниже 50 ( для наружных простенков и внутренних столбов).

При больших гибкостях элемента ( ℓ_о : h >15) и при больших эксцентриситетах приложения продольной силы ( ℓ_о >45h/2) армирование кладки горизонтальными сетками становится нецелесообразным и применяется продольное армирование.

Расчетное сопротивление при центральном сжатии для сетчато-армированных кладок на растворе марки 50 и выше определяется по формуле

R_{s.k =} R + µ ≤ 2R

При внецентренном сжатии с малым эксцентриситетом

ℓ_о < 0,45 х h/2 и сетчатым армировании расчетное сопротивление определяется по формулам:

при тавровом сечении

R_{s.k.и =} R + µ ( 1- )≤ 2R ;

при прямоугольном сечении

R_{s.k.и =} R + µ ( 1- ) ≤ 2R ;

где R- расчетное сопротивление неармированной кладки в МПа, принимаемое по табл….. ;

R_s –расчетное сопротивление арматуры в МПа, принимаемое по табл.2..5;

µ - процент армирования, представляющий для сетчатого армирования

- отношение объемов арматуры к кладке µ = 100; для

продольного армирования – отношение площадей арматуры к кладке

µ = 100;

ℓ_о = М/ N – эксцентриситет относительно оси, проходящей через центр тяжести сечения, в см;

у- расстояние от центра тяжести сечения до края в сторону эксцентриситета;

h- высота сечения простенка ими столба.

Минимальный процент армирования. учитываемый в расчете. должен составлять не менее 0.1, а максимальный 1,0.

Если прочность раствора менее 5 МПа, то формулы принимают соответственно вид:

R_{s.k. =} R + µ );

R_{s.k.и =} R + µ ( 1- ) ;

R_{s.k.и =} R + µ ( 1- ) ;

где R- расчетное сопротивление кладки при принятой марке раствора;

R₅₀ – расчетное сопротивление кладки при растворе марки 50.

Местное сжатие ( смятие)

Кладка стен в местах опирания элементов, выполненных из более прочных материалов ( железобетонные или металлические балки, прогоны, фермы, испытывает местное сжатие – смятие по площади А . Сопротивление кладки при местном снятии R см больше сопротивления кладки R при равномерном по всему сечению сжатия. Это объясняется тем, что ненагруженная часть кладки оказывает сопротивление поперечному расширению нагруженной части и этим повышает прочность кладки последней.

Расчетное сопротивление кладки при местном сжатии ( смятии) Rсм определяют по формулам:

Rсм =gR;

g= ≤ g =2,

где R – расчетное сопротивление при центральном сжатии в МПа, принимаемое по табл…;

А - площадь сечения. на которую передается нагрузка, в см²

А- условная расчетная площадь смятия.

Условная расчетная площадь (рис.3) принимается равной:

- при местной нагрузке по всей толщине стены А= (b +2h) h;

- при местной краевой нагрузке по всей толщине стены А=( b +h)h;

- при нагрузке кладки концами балок, когда l≤2h А=сl;

когда l > 2h А= c(b + 2h)

При сложной форме сечения в расчетную площадь включается

только загруженный участок.

Рис.3 Местное сжатие (смятие) кладки: а,6- под столбами, в,г- под концами балок, д,е – при сложном сечении.

Коэффициент продольного изгиба

Для каменной кладки, так же как и для бетона и железобетона, модуль упругости которых представляет переменную величину, коэффициент продольного изгиба φ зависит не только от величины гибкости λ, но и упругих свойств материалов – в основном от раствора. Поэтому коэффициент продольного изгиба φ для элементов каменных конструкций представляет собой функцию гибкости l /r или l /h и упругой характеристики кладки a (табл.11).

Таблица 11

Вид кладки	Упругая характеристика α
при марках раствора	при прочности раствора
25…200			0,2(2)	нулевой
1. Из крупных блоков изготовленных из тяжелого и крупнопористого бетона на тяжелых заполнителях и из тяжелого природного камня (ν ≥ 1800 кг/м3)
2. Из камней, изготовленных из тяжелого бетона, тяжелых природных камней и бута
3. Из крупных блоков, изготовленных из бетона на пористых заполнителях и поризованного, крупнопористого бетона на легких заполнителях, плотного силикатного бетона и из легкого природного камня
4. Из крупных блоков, изготовленных из ячеистых бетонов вида:
А
Б
5. Из камней из ячеистых бетонов вида:
А
Б
6. Из керамических камней
7. Из кирпича глиняного пластического прессования полнотелого и пустотелого, из пустотелых силикатных камней, из камней, изготовленных из бетона на пористых заполнителях и поризованного, из легких природных камней
8. Из кирпича силикатного полнотелого и пустотелого
9. Из кирпича глиняного полусухого прессования полнотелого и пустотелого
Примечания: 1. При определении коэффициентов продольного изгиба для элементов с гибкостью l /i ≤ 28 или отношением l /h ≤ 8 допускается принимать величины упругой характеристики кладки из кирпича всех видов, как из кирпича пластического прессования. 2. Приведенные в табл. 15 (пп.7-9) значения упругой характеристики α для кирпичной кладки распространяются на виброкирпичные панели и блоки. 3. Упругая характеристика бутобетона принимается равной α =2000. 4. Для кладки на легких растворах значения упругой характеристики α следует принимать по табл. 15 с коэффициентом 0,7. 5. Упругие характеристики кладки из природных камней допускается уточнять по специальным указаниям, составленным на основе результатов экспериментальных исследований и утвержденным в установленном порядке.

Значение упругой характеристики армированной кладки определяются по формуле: R

α_s = α -----,

R_s.k

где R и R_s.k – расчетные сопротивления неармированной и армированной кладки

Коэффициент φ, учитывающий снижение несущей способности сжатых элементов постоянного по длине сечения при продольном изгибе, принимается по табл. 12, в зависимости от упругой характеристики αи гибкости элемента λ.

λ_h = ℓ_о /h; λ_ч = ℓ_о /i ;

где ℓ_о – расчетная высота стены, столба, простенка, принимается:

ℓ_о = 1,5 H – для однопролетных даний;

ℓ_о = 1,25 H – для многопролетных зданий;

ℓ_о = 2H- для свободно стоящих элементов ( H- высота этажа);

h – наименьший размер прямоугольного сечения;

i – радиус инерции сечения.

Таблица 12

Деформационные швы

Колебание температуры наружного воздуха вызывают деформацию кладки, а при большой длине стены могут появляться даже вертикальные трещины. Неравномерная плотность грунтов основания или различная этажность здания вызывают появление вертикальных и наклонных трещин. Чтобы предупредить возникновение трещин в стенах зданий , устраивают температурные швы. Расстояние между температурными швами зависит от величины расчетной зимней наружной температуры. Величина укорочения стены между швами при изменении температуры определяются по формуле:

Δℓ═ℓ(t₁ - t₂ )α_{t ,}

где Δℓ - температурное укорочение ( полное) участка стен;

ℓ - длина стены между температурными швами;

t₁ - t₂ – разность температур;

α_t –коэффициент линейного укорочения кладки;

- для глиняного кирпича α_t =0,000005;

- для природных камней α_t =0,000008;

- для силикатного кирпича α_t =0,00001

Температурные швы разрезают здание до уровня обреза фундаментов,

так как ниже этого уровня колебания температуры незначительны. Часто температурные и осадочные швы в плане совмещаются. Расстояние между температурными швами в стенах отапливаемых зданий, при которых трещины не появляются, установлены нормами и приведены в табл.13.

Таблица 13

Максимальные расстояния s в м между температурными швами в стенах

отапливаемых зданий

В стенах из монолитного бетона и бутобетона в каждом этаже по периметру здания на уровне подоконников и перемычек закладывают специальную арматуру для восприятия усадочных и температурных напряжений. Общее сечение арматуры в каждом месте должно быть не менее 0,05% площади сечения пояса кладки ( от оконной перемычки до подоконника вышележащего этажа).

Жесткость зданий с каменными стенами

Каменные стены вместе с перекрытиями образуют пространственную коробку, которая воспринимает все действующие на здание вертикальные и горизонтальные нагрузки и обеспечивает ему прочность и устойчивость. Вертикальную нагрузку воспринимают несущие стены, простенки и столы Горизонтальную ветровую нагрузку воспринимает каменная коробка в целом.

Здание с каменными стенами рассматривается как вертикальная консоль сложного поперечного сечения, заделанная в фундамент, и рассчитывается на вертикальную и горизонтальную (ветровую) нагрузки. Причем стены и столбы принимаются опирающимися в горизонтальном направлении на систему опор: на междуэтажные перекрытия , покрытия и поперечные стены.

По степени жесткости опоры делятся на жесткие и упругие. Согласно указаниям норм жесткими опорами являются следующие конструкции:

-поперечные каменные стены, поперечные рамы с жесткими узлами, вертикальные железобетонные диафрагмы, рассчитанные на восприятие ветровой нагрузки, передающейся от продольных стен;

-междуэтажные перекрытия, если расстояние между поперечными стенами менее величин приведенных в табл.14;

-железобетонные пояса. уложенные по продольным и поперечным стенам в плоскости перекрытий.

При таком размещении поперечных жестких опор считается, что здание имеет жесткую конструктивную схему.

Таблица 14

Максимальные расстояния L_ст в м между поперечными конструкциями, при которых покрытия и перекрытия считаются жесткими для стен и столбов.

Если расстояния между поперечными конструкциями жесткости превышают величины. приведенные в табл…, отсутствуют железобетонные пояса, продольные стены и столбы рассматриваются как стойки рам, заделанные в грунт и связанные шарнирно с перекрытиями. В этом случае влияние поперечных стен на устойчивость коробки здания не учитывается и считают, что здание имеет упругую конструктивную схему.

Расчет элементов зданий с каменными

стенами на вертикальную нагрузку

Общие указания

Простенки и столбы многоэтажных каменных зданий с жесткой конструктивной схемой представляют собой вертикальные неразрезные плиты или балки пролетом Н_эт, опорами для которых являются междуэтажные перекрытия (рис.4). Для упрощения расчета стены и столбы зданий допускается рассматривать расчлененными по высоте на однопролетные плиты или балки с шарнирными опорами в местах опирания перекрытий (рис.5).

Рис.5 Расчетные схемы стены:

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: