Предельные состояния и особенности расчета каменных и армокаменных конструкций.

При расчете каменных и армокаменных конструкций учитывают две группы предельных состояний. 1 группа — по несущей способности. Этот расчет выполняется во всех случаях при проектирования. Расчет по несущей способности производится по условию

N≤F_u

Расчетное усилие N определяют от наиболее невыгодного сечения расчетных нагрузок с учетом коэффициентов надежности по нагрузке. Расчетную несущую способность F_u находят с учетом геометрических размеров, сечения, расчетного сопротивления кладки и коэффициентов условий работы _f Расчетное сопротивление кладки составляет часть предела ее прочности (временного сопротивления). Определяют его по формуле

R=R_u/k

где k — коэффициент надежности кладки, принимаемый для кирпича, камней, крупных блоков, бута, бутобетона и вибрированной кирпичной кладки k=2; для кладки из крупных и мелких блоков из ячеистого бетона k=2,25.

В СНиП II-22-81 «Каменные и армокаменные конструкции» значения расчетных сопротивлений при сжатии R, растяжения — Rt срезе — R_sg растяжения при изгибе R_tb и по главным растягивающим напряжениям R_tw приведены в специальных таблицах для кладок из раз личных каменных материалов и марок применяемых растворов.

II группа — по образованию и раскрытию трещин и деформациям используется в расчетах только в специальных случаях, оговоренных нормами, если в конструкциях по каким-либо причинам не допускаются трещины, или ограничивается их раскрытие (облицовки резервуаров, внецентренно сжатые стены и столбы при больших эксцентриситетах и т.д.), или ограничивается развитие деформации из условий совместной работы (стыковое заполнение и каркас здания, самонесущие стены, связанные с каркасом и т. д.).

Расчет по деформациям, когда по условиям эксплуатации не допускается появление трещин на растянутых поверхностях в штукатурных или других покрытиях, для неармированных каменных конструкций выполняется по следующим формулам:

при осевом растяжении: N≤EA_u

изгибе: M≤EI_u/(h-y)

внецентренном сжатии и растяжении: N≤ (EA_u)/[A(h-y)e₀/1]±1

здесь N и М — соответственно продольная сила и момент от нормативных нагрузок; Е — модуль деформации кладки; А и I— соответственно площадь и момент сопротивления сечения; _u — предельные деформации растяжения кладки, гарантирующие от появления трещин в защитном слое, определяемые по табличным данным СНиПа; (h-y) — расстояние от центра тяжести сечения кладки до наиболее растянутой грани; е_о=М/N эксцентриситет приложения продольной силы.

Расчет по раскрытию трещин делается для внецентренно сжатых неармированных конструкций. Расчетная формула имеет вид: N≤ (R_tb A)/[A(h-y)e₀/1]±1

где _r — коэффициент условий работы кладки по раскрытию трещин, определяемый по табличным данным; R_tb — расчетное сопротивление кладки растяжению при изгибе по неперевязанному сечению.

Расчет элементов, работающих на центральное и местное сжатие

N≤m_qra

где m_q — коэффициент, учитывающий влияние прогиба при длительно действующей нагрузке; — коэффициент продольного изгиба.