Каменные и армокаменные конструкции (стр. 9 )

Исследования показали, что несущая способность таких кладок при одинаковой по сравнению с традиционным вариантом усиления сварными сетками интенсивностью армирования выше. Поэтому такие сетки могут быть использованы при поперечном армировании кладок. При этом, не имея расчетного аппарата по оценке прочности, можно воспользоваться нормативным подходом, изложенным выше.

3.3. Расчет элементов каменных и армокаменных конструкций по предельным состояниям второй группы – по образованию, раскрытию трещин и деформациям*

В соответствии с действующими нормами по образованию и раскрытию трещин ( швов кладки ) и по деформациям следует рассчитывать:

внецентренно-сжатые неармированные элементы при  ; смежные, работающие совместно конструктивные элементы кладки (например, облицовка и основная стена); самонесущие стены, связанные с каркасом и работающие на поперечный изгиб, если несущая способность стен недостаточна для самостоятельного восприятия нагрузок; стеновые заполнения каркасов; продольно армированные элементы, эксплуатируемые в агрессивных условиях; элементы зданий и сооружений, в которых образование трещин не допустимо.

Расчет каменных и армокаменных конструкций по предельным состояниям второй группы производится:

1. По деформациям – на воздействие нормативных нагрузок. В нормах приводятся данные только для внецентренно-сжатых элементов при  .

Поэтому условие, ограничивающее раскрытие трещин записывается в следующем виде**:        

где        J – момент инерции сечения в плоскости действия изгибающего  момента;

y  – расстояние от центра тяжести сечения до сжатого края;

Rbt – расчетное сопротивление кладки растяжению при изгибе по неперевязанному шву;

γr  - нормативный коэффициент условий работы кладки при расчете по  раскрытию трещин.

2. По раскрытию трещин – на воздействие расчетных или нормативных нагрузок. Их расчет производится, используя следующие положения:

- расчет ведется от расчетных нагрузок;

- принимается линейная эпюра напряжений, как для упругого тела;

- расчет выполняется по условному краевому напряжению растяжения, которое характеризует величину раскрытия трещин в растянутой зоне - .

Предельные относительные деформации εпр растяжения кладки, гарантирующие от появления трещин в защитном слое на растянутой поверхности устанавливаются нормами и зависят от вида и назначения штукатурки, а также от степени долговечности здания и принимаются в пределах 0,05⋅10-3 ÷ 0,2⋅10-3. При наличии продольного армирования μ ≥ 0,03%, а также при оштукатуривании неармированных кладок по сетке значения  εпр  увеличиваются на 25%.

       Конструкции, в которых по условиям эксплуатации появление трещин недопустимо, проверяются по деформациям растянутых поверхностей. Эти деформации определяются при нормативных нагрузках, которые будут приложены после нанесений штукатурных или других покрытий и не должны превышать  εпр.

       Расчет производится в предположении достижения деформаций на растянутых гранях (поверхностях) предельных значений с использованием известных формул сопротивления материалов. Поэтому условия, гарантирующие сопротивление образованию трещин записываются в следующем виде:

- при осевом растяжении        

;

- при изгибе        

;

- при внецентренном сжатии и растяжении

,

где        M, N – момент и продольная сила от нормативных нагрузок;

       h-y  - расстояние от центра тяжести сечения кладки до наиболее удаленной растянутой грани покрытия.

       При расчете по образованию трещин конструкций из неармированной кладки и армированной кладки, в которых раскрытие швов может вызвать появление трещин в штукатурке, но не является опасным для прочности и устойчивости, в формулах расчета на прочность по растяжению всех видов – Rt, Rtb, Rtw принимаются продольные силы и изгибающие моменты по нормативным нагрузкам и коэффициенты условий работ γr (табл. 24 [1]).

       Расчет продольно армированных растянутых, изгибаемых и внецентренно-сжатых конструкций по раскрытию трещин (швов кладки) производится из следующих предпосылок:

расчет производится для всего сечения кладки и арматуры, принимая  линейное распределение напряжений по сечению; расчетные сопротивления арматуры принимаются несколько заниженными по сравнению с Rs ; в расчетах оперируют приведенными геометрическими характеристиками.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. СНиП II-22-81*. Каменные и армокаменные конструкции. Нормы проектирования. /Госстрой России. – М.:ФГУП ЦПП, 2004.

2. Пособие по проектированию каменных и армокаменных конструкций (к СНиП II-22-81 Каменные и армокаменные конструкции. Нормы проектирования.  / ЦНИИСК  им. Кучеренко Госстроя СССР. – М.:ЦИТП Госстроя СССР, 1989. – 152 с.

3. , и др. Проектирование железобетонных и каменных конструкций. –АСВ. – 2001.

4. , . Примеры расчета железобетонных и каменных конструкций. – М.: Высшая школа, 2006 г.– 504 с.

5. Железобетонные и каменные конструкции/ , , . – М.: Высшая школа, 2004 г.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО МАТЕРИАЛУ ТЕМЫ №3

1. Что такое «предельное состояние»?

2. На действие каких нагрузок производится расчет по первой группе предельных состояний?

3. Какие параметры определяются в ходе расчетов по второй группе предельных состояний?

4. От чего зависит расчетная высота элемента?

5. В каком диапазоне меняются размеры ячеек арматурных сеток?

6. Какое влияние оказывает косвенное армирование каменной кладки стальными сетками?

7. В каком интервале принимаются предельные относительные деформации кладки?

8. Какие предпосылки принимаются при проведении расчетов продольно армированных растянутых, изгибаемых и внецентренно-сжатых конструкций по раскрытию трещин?

9. Какие факторы учитываются при расчете центрально сжатых элементов?

10. Как определяется гибкость центрально сжатых элементов?

11. Назовите основные виды армирования каменных кладок?

12. Назовите новые типы сеток поперечного армирования кладок.

ТЕМА 4. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА КАМЕННЫХ  КОНСТРУКЦИЙ ИЗ

ВЫСОКОПУСТОТНЫХ БЛОКОВ

       В последнее время в разных регионах страны производят высокопустотные ( до 60% ) бетонные блоки для наружных и внутренних стен. Только в г. Казань такие блоки выпускают два завода. Однако их применение сдерживается отсутствием нормативных документов по расчету. Насколько нам известно единственными нормами являются разработанные учеными Республики Башкортостан территориальные нормы: ТСН 51-303-00 РБ [2]. Результаты исследований, позволившие создать эти нормы, изложены в монографии , , и др. [3]. Ниже кратко излагаются основные положения расчета рассматриваемых конструкций.

       Необходимо отметить, что авторы исследований максимально, насколько было возможно, придерживались нормативных подходов (и это правильно на первом этапе внедрения таких конструкций). Поэтому условия прочности записываются аналогично нормативным требованиям для сплошных кладок с введением в расчетные выражения параметров, отражающих особенности рассматриваемых кладок.

       В чем заключаются эти особенности?

       Во-первых – кладка выполняется одно - или двухверстовой.

Во-вторых – растворный шов располагается вдоль продольных ребер блоков (faceshell).

В третьих – для повышения  несущей способности кладки пустоты блоков могут быть частично или полностью заполнены бетоном, используемым в качестве неизвлекаемой опалубки

В четвертых – для получения максимальной несущей способности в пустоты может быть установлена арматура. В этом случае кладка рассматривается как комплексная (железобетонная).

Для неармированных кладок на рис. 25 представлены варианты их компоновки.

Расчет центрально сжатых элементов по вариантам компоновок рис.4. 1 а, б  следует производить по условию:

где        N        – расчетная продольная сила;

       mg        - коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки и принимаемый при  eog =0 по [2];

- коэффициент продольного изгиба элемента принимаемый по [2];

Rm        - расчетное сопротивление (нетто) сжатию кладки, назначаемое с учетом коэффициентов условий работы ;

Am - расчетная площадь поперечного сечения пустотной кладки, назначаемая  в зависимости от принятого варианта компоновки стен.

а) одноверстовая кладка

б) двухверстовая кладка

в) одноверстовая кладка с заполнением бетоном  части пустот