Каменные и армокаменные конструкции (стр. 14 )

       В перемычках (рядовых) с затяжкой ее площадь определяется по формуле:

       При расчете крайних перемычек (у углов зданий) необходимо дополнительно проверять прочность пяты на срез и прочность углового простенка при действии силы распора от перемычки .

       С учетом вертикального давления (рис. 40)

,

где        - среднее напряжение сжатия;

       - коэффициент трения;

       - площадь углового простенка.

               

Рис. 40.  Фрагмент стены

5.8. Расчет и конструирование стен и столбов,

усиленных обоймами

       Применяют три основных вида обойм (рис. 41) – стальные(а),  железобетонные (б), армированные штукатурные (в).

Обоймы – один из эффективных способов увеличения несущей способности кладок, т. к. они препятствуют развитию поперечных деформаций, являющихся, как отмечалось, основной причиной разрушения кладок, заставляя работать кладку в условиях трехосного сжатия. Поэтому поперечное армирование играет, наряду с продольным, определяющую роль. Обоймы применяют для усиления конструкций, испытывающих осевое или внецентренное сжатие при эксцентриситетах, не выходящих за пределы ядра сечения.

       Охарактеризуем каждое из указанных решений.

Стальная обойма. Она состоит из двух, объединенных сваркой, основных элементов – вертикальных уголков и поперечных планок. Поэтому в расчетную формулу по оценке прочности вводятся сопротивления разрушению кладки с учетом наличия дефектов, уголков и планок:

,

Рис. 41. Усиление кирпичных столбов обоймами

а – металлической; б – железобетонной; в – армированной штукатуркой;

1 – планка f1 сечением 35х5 – 60х12мм; 2 – сварка; 3 – стержни диаметром 5-12мм;

4 – хомуты диаметром 4-10мм; 5 – бетон класса В7,5-В15; 6 – штукатурка (раствор марки 50-100).

,

где        ;

       ;

       .

       При устройстве стальных обойм важным является включение ее элементов в работу. Для этого рекомендуются два способа производства работ:

применение струбцин для плотного, с усилием не менее 100кг, прижима продольных уголков с последующей приваркой планок; установка вертикальных уголков на растворе с последующей зачеканкой швов раствором.

В практической деятельности авторами применяются преднапряженные стальные обоймы, в которых используются в качестве планок круглые стальные стержни. С их помощью создается преднапряжение двумя способами:

за счет резьбового соединения; за счет стягивания стержней.

Горизонтальное обжатие препятствует развитию поперечных деформаций, повышая сопротивление образованию трещин и несущую способность. К сожалению, экспериментальных исследований, направленных на изучение работы кладок в условиях всестороннего сжатия недостаточно, чтобы  создать расчетный аппарат для их расчета.

Железобетонные обоймы.  Их выполняют из бетона классов В 10-15 с армированием вертикальными стержнями и сварными хомутами. Расстояние между хомутами должно быть не свыше 15см. Толщина обоймы назначается по расчету и принимается от 6 до 10см.

       Условие прочности учитывает сопротивление разрушению кладки (), бетона () и сжатой () и поперечной арматуры (NSW):

,

где        ;

       ;

;

.

Обойма из раствора с армированием поперечной и продольной арматурой.

Условие прочности записывается в следующем виде:

,

где        ;

.

Коэффициенты  и при центральном сжатии, по аналогии с внецентренно-сжатыми элементами с сетчатым армированием, принимают в зависимости от эксцентриситета :

;

.

В приведенных выше формулах:

- продольная сила от внешней нагрузки;

- площадь сечения усиливаемой кладки;

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

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

- расчетное сопротивление поперечной арматуры обоймы;

- расчетное сопротивление уголков или продольной сжатой арматуры;

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

- коэффициент, учитывающий влияние длительного воздействия нагрузки;

- коэффициент условий работы кладки, принимаемый равным 1 для кладки без повреждений и 0,7 – для кладки с трещинами;

- 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 и 0,35 – без непосредственной передачи нагрузки на обойму;

- процент армирования хомутами и поперечными планками, определяемый по формуле  ,

  где и  - размеры сторон усиливаемого элемента;

          - расстояние между осями поперечных связей при стальных обоймах  (, но не более 50см) или между хомутами при железобетонных и штукатурных обоймах (см).

5.9. Особенности конструирования

и  расчета многослойных стен

       В последнее время многослойные стены начали применять для выполнения  требований теплопроводности. Отдельные слои должны быть соединены между собой связями. Связи делятся на жесткие и гибкие. Их характеристика дана в п. п.6.30, 6.31 [1]. Связи должны обеспечивать перераспределение нагрузки между конструктивными слоями. Разница в прочности и деформативности материала слоев учитывается путем приведения площади сечения к материалу основного несущего слоя. При этом толщина слоев должна приниматься фактической, а ширина слоев (по длине стены) изменяться пропорционально отношению расчетных сопротивлений и коэффициентов использования прочности слоев по формуле: