Вопросы к практическому занятию

1. Каковы варианты усиления каменного простенка?

2. Какая арматура принимается для усиления простенка?

3. Как выглядит сечение простенка усиленного железобетонной обоймой?

Список рекомендуемой литературы

[1, 2, 7, 10]

Практическое занятие 4

Расчет каменных элементов, усиленных металлической обоймой

Теоретическая часть

Стальная обойма состоит из вертикальные 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.

Устройство стальной обоймы выше приведенным способом в сравнении с традиционным позволяет дополнительно на 15 – 20 % увеличить несущую способность усиливаемого элемента. Положительный эффект достигается как за счет ощутимого преднапряжения обоймы расширяющимся цементом, так и вследствие хорошего сцепления арматуры (уголков) с раствором наполнения, а через него и с кирпичной кладкой.

Исследования показывают, что по эффективности сдерживания поперечных деформаций кирпичной кладки указанная обойма приближается к железобетонной.

Расчет конструкций из кирпичной кладки, усиленной стальной обоймой по предложенному методу, при центральном и внецентренном сжатии при эксцентриситетах, не выходящих за приделы ядра сечения, рекомендуется производить по формуле:

,

где N – продольная сила;

А – площадь сечения усиливаемой кладки;

A– площадь сечения продольных уголков стальной обоймы;

R_sw– расчетное сопротивление поперечных планок обоймы

назначаемое в соответствии с (1, табл.10);

R_sc– расчетное сопротивление уголков (1, табл.10);

 – коэффициент продольного изгиба;

m_q– коэффициент, учитывающий влияние длительного воздействия нагрузки;

m_k– коэффициент условий работы кладки, принимаемый равным 1;

для кладки без повреждений и 0,7 для кладки с трещинами;

 – процент армирования поперечными планками, определяемый по формуле;



где h и b – размеры сторон усиливаемого элемента;

S – расстояние между осями поперечных планок, принимаемое не более 50 см; (h.Sb).

Коэффициенты ф и n принимаются при центральном сжатии ф=1; n=1,

при внецентренном сжатии определяются по формулам:

где – эксцентриситет приложения сжимающей силы N при стальной обойме.

Задача

В связи с реконструкцией, требуется усилить кирпичный простенок сечением bּh=64ּ64 см для восприятия сжимающей силы =360 кН, приложенной с эксцентриистетом =5 см, расчетная высота столба =2,8 м.

Характеристика материалов.

Кирпич глиняный, пластического прессования марки 75, раствор марки 25,

R=1.1 мПа; α =1000.

Кладка имеет повреждения m_k=0,7. Вертикальная арматура стальной обоймы из четырех уголков 50*50 мм=19.2 см²,R_SC=43 мПа; поперечные планки из полосовой сталиR_SW=150 мПа.

Усиление стальной обоймой проектируем в двух вариантах:

1-й вариант – традиционный (по оштукатуренной поверхности простенка);

2-й вариант – на напрягающем цементе.

Находим общие расчетные параметры.

Коэффициенты:

m_q=1;

Гибкость

Коэффициент

Определяем составляющую усилия, которая воспринимается поперечными планками обоймы:

Определяем требуемый процент поперечного армирования для 1-го варианта усиления:

откуда =2,13 %

Принимаем шаг поперечных планок S=25 см. Площадь поперечного сечения планки определяем по формуле:

см².

Находим требуемый процент поперечного армирования для второго варианта усиления:

откуда =0,64 %

Площадь поперечного сечения планки при заданном шаге S=25 см²будет равна:

см².

Таким образом, расход стали на поперечные планки при усилении по 2-му варианту, сокращается примерно в 3 раза.

Примечание. Для восприятия сжимающей силы N=500 кН (при тех же исходных данных) расход металла на поперечные планки во 2-м варианте будет меньше.

Рисунок 3 – Усиление металлической обоймой