Каменные и армокаменные конструкции (стр. 15 )

,

где        - приведенная ширина слоя;

       - фактическая ширина слоя;

       - соответственно расчетные сопротивления и коэффициенты использования прочности слоя, к которому приводится сечение и любого другого слоя. Коэффициенты - табличные (табл. 22 [1]) от 1 до 0,7.

       В расчетах используется приведенная упругая характеристика кладок:

,

где        - упругие характеристики слоев;

       - толщина слоев.

       При расчете стен по прочности на центральное и внецентренное сжатие пользуются формулами, приведенными в теме 3, с некоторыми уточнениями входящих в них параметров согласно п.4.24 [1].

       Расчет стен с облицовкой выполняется согласно п.4.28 [1].

       При соединении слоев гибкими связями каждый слой рассчитывается раздельно на воспринимаемые им нагрузки. При этом нагрузки от покрытия и перекрытий должны передаваться только на внутренний слой. Нагрузка от собственного веса утеплителя распределяется на несущие слои пропорционально их сечению. Расчет по прочности производится по формулам, приведенным в теме 3 с уточнением входящих в них параметров согласно п.4.25 [1].

       Кроме расчетов по прочности следует выполнять расчеты по второй группе предельных состояний (тема 3).

5.10. Стены  подвалов

       Наружные стены подвалов нагружены боковым давлением грунта и внецентренно приложенной вертикальной нагрузкой от перекрытия подвального этажа и веса вышележащей части стены (рис. 42).

Рис. 42. Схема нагрузок на подвальную стену и эпюры М

       Подвальная стена рассчитывается как простая балка с двумя неподвижными шарнирными опорами.

       Нижняя опора считается шарнирной ввиду малой жесткости заделки по сравнению с жесткостью стен. Если бетонного пола нет, то за расчетную высоту стены H принимается высота подвала до подошвы фундамента.

       Величина временной нагрузки p (уголь, строительные материалы и пр.) на поверхности земли вблизи подвала принимается обычно равной p = 1000 кг/м2. Для удобства расчета временную нагрузку заменяют добавочным эквивалентным слоем грунта высотой :

,

где        - объемный вес грунта в кг/м3 (табл.12.3 [2]).

       Эпюра бокового давления грунта на стену подвала представляет собой трапецию с верхней и нижней ординатами  и :

где        - коэффициент перегрузки;

       - высота эпюры давления грунта;

       - расчетная ширина стены (обычно расстояние между осями  оконных проемов);

       - расчетный угол внутреннего трения грунта.

       Стена подвала рассчитывается на внецентренное сжатие. Моменты в подвальной стене от бокового давления грунта могут быть определены по формуле:

,

где         - расчетная высота стены подвала;

        - расстояние от верха стены подвала  до рассматриваемого горизонтального сечения.

5.11. Подпорные стены 

       Подпорные стены из каменной кладки целесообразно применять только при относительно небольшой их высоте. При высоте более 3÷4м рекомендуется использовать железобетон.

       Подпорные стены должны быть  сконструированы так, чтобы была исключена возможность их опрокидывания и скольжения и чтобы были обеспечены несущая способность стены и грунта в основании стены, а также в необходимых случаях трещиностойкость. В каменных подпорных стенах выполнение этих условий достигается за счет их массивности, а также выбора соответствующей формы.

       Подпорные стены могут быть безреберными и ребристыми. Как правило, подпорные стены делают книзу уширенными, и они могут рассматриваться как консольные балки прямоугольного или таврового сечения. Профили подпорных стен могут быть самые разнообразные (рис. 43).

Рис. 43. Подпорные стены разных профилей: а – прямоугольного;         б – трапецеидального с наклонной передней гранью; в – трапецеидального с наклонной задней гранью; г – наклоненного в сторону засыпки;         д – с выступающим передним нижним ребром; е – ступенчатого;         ж – уголкового.

       При расчете подпорных стен учитываются основные, дополнительные и особые сочетания нагрузок в соответствии с существующей нормативной классификацией.

       При вертикальных стенах, если земля ограничена горизонтальной плоскостью, распределение горизонтального давления грунта определяется также, как при расчете стен подвала. Равнодействующая давления грунта определяется по формуле

       Если помимо грунта имеется еще и временная нагрузка , то равнодействующая давления грунта и этой нагрузки определяется по формуле

,

где         - объемный вес грунта в кГ/м3 ;

- коэффициент перегрузки объемного веса грунта;

       - высота эпюры давления грунта;

       - расчетный угол внутреннего трения грунта.

       Сечения подпорной стены проверяются на внецентренное сжатие от веса и давления грунта.

       При проектировании подпорных стен должны быть удовлетворены требования устойчивости стены против скольжения и от опрокидывания.

5.12. Стены с продольным армированием

       Продольное армирование каменных конструкций применяют с целью повышения сопротивления кладки растягивающим усилиям, обеспечения монолитности и устойчивости отдельных частей и всего сооружения в целом.

       Продольное армирование используют в столбах и тонких стенах с гибкостью , в элементах, подверженных динамическим нагрузкам, при сжатии – осевом и внецентренном, изгибе, осевом растяжении.

       Арматура укладывается внутри и снаружи элемента под слоем цементного раствора  или в штрабе кладки с заполнением ее раствором (рис. 44).

Рис. 44. Продольное армирование кирпичных конструкций ( столбов, стен и др. )

Из описанного не трудно заметить, что вертикальное расположение арматуры затрудняет производство работ. В связи с этим в последнее время каменные конструкции с продольным армированием применяются редко.

При необходимости с расчетом таких конструкций рекомендуется ознакомиться с материалом, изложенным в пособии [ 4 ].

Комплексные конструкции стен

Комплексными считаются элементы каменной кладки с включением в них железобетона, работающего совместно с кладкой. При этом железобетон рекомендуется располагать с внешней стороны кладки (рис. 45), что позволяет контролировать качество выполнения железобетона и является рациональным при внецентренном сжатии, изгибе.

Включение в расчетное сечение элементов железобетона значительно повышает их несущую способность, позволяет уменьшить размеры сечения. Однако, также как при продольном армировании, наличие верти