Каменная кладка с сетчатым армированием

Увеличение прочности каменных конструкций можно добиться за счет сетчатого армирования, когда арматурные сетки ставятся в горизонтальные ряды кирпичной кладки через один – четыре ряда кладки (рис. 5.1).

Рис.5.1. Поперечное (сетчатое) армирование каменных конструкций:

1 – арматурная сетка; 2 – выпуски арматурной сетки для контроля её укладки;

S – шаг арматурных сеток; с – шаг стержней арматурной сетки

 

 

Расчет элементов с сетчатым армированием при центральном сжатии производят по формуле N £ m_g j R_sk A,                                              (5.7)                           где N – расчетная продольная сила;

R_sk – расчетное сопротивление сжатию армированной кладки из кирпича всех видов и керамических камней со щелевидными вертикальными пустотами; величина расчетного сопротивления армированной кладки ограничивается значением R_sk £2 R,определяется по формуле

                                                                                     (5.8)

где R – расчетное сопротивление сжатию неармированной кладки;

R_s – расчетное сопротивление арматуры; для арматуры класса В500 (В_р-I) принимается с коэффициентом условий работы γ _сs =  0,6;

m – процент армирования по объему; для сеток с квадратными ячейками, из арматуры с площадью сечения стержня А _st, с размерами ячейки с, при расстоянии между сетками по высоте S,определяется по формуле

                                                                                                  (5.9)                       

процент армирования кладки с сетчатой арматурой при центральном сжатии не должен превышать определенного по формуле

                                                                                        (5.10)

т _g –коэффициент, определяемый по формуле (5.4);

j –коэффициент продольного изгиба, определяемый (табл. 5.3 Приложение 5) в зависимости от гибкости l _h (или l _i), и при упругой характеристике кладки с сетчатым армированием a _sk.

Упругую характеристику кладки с сетчатым армированием следует находить

по формуле

                                                                                              (5.11)                                  

R_u – временное сопротивление (средний предел прочности) сжатию кладки,

определяется по формуле (5.2).            

R_sku –временное сопротивление сжатию армированной кладки из кирпича или камней, при высоте ряда до 150 мм. Для кладки с сетчатой арматурой определяется по формуле

                                                                            (5.12)        

где R_sn – нормативные сопротивления арматуры в армированной кладке, для арматуры класса В500 (В_р-I) принимаются с коэффициентом условия работы γ _сs = 0,6.

Предлагается рассмотреть пример 4.

Пример 4. Определить прочность кирпичного центрально-сжатого столба. На столб опирается сборное железобетонное перекрытие толщиной t = 220 мм. Высота этажа Н _эт = 4,4 м, закрепление концов столба шарнирное с частичным защемлением в перекрытии, сечение столба 380×380 мм. Материалы столба: кирпич силикатный М75, раствор цементно-известковый М50.

Решение.

1. Определяем расчетное сопротивление кирпичной кладки и упругую характеристику кладки: R = 1,3 МПа = 0,13 кН/см² (табл. 5.1,5.2 Приложение 5); α = 750.

2. Находим высоту столба Н = Н _эт – t = 4,4 – 0,22 = 4,18 см; расчетная высота столба l ₀ = 0,9 H = 0,9·4,18 = 3,76 м (табл. 5.5 Приложение 5).

3. По формуле (5.5) определяем гибкость l _h = l ₀/ h = 376/38 = 9,89 ≈ 10.

4. Определяем коэффициент продольного изгиба φ = 0,84 (табл. 5.3 Приложение 5).

5. Значение коэффициента m_g = 1, так как меньший размер сечения h = 38 см > 30 см.

6. Определяем площадь сечения столба А = 38·38 = 1444 см² = 0,1444 м², что меньше 0,3 м², следовательно, расчетное сопротивление следует умножать на коэффициент условия работы γ _c = 0,8.

7. Определяем несущую способность сечения столба по формуле (5.3)

N _сеч = m_g j R γ _c A = 1·0,84·0,13·0,8·1444 = 126,1 кН.

Самостоятельная работа № 4.

Определить несущую способность кирпичного столба с сетчатой арматурой (рис. 5.2).

             

Рис.5.2. Схема армирования кирпичного столба. К задаче 5.7:

а – армирование кирпичного столба; б – арматурная сетка

 

Расчетная длина столба l ₀ = 5,5 м. Сечение столба 380×380 мм. Кирпич силикатный М75, раствор цементно-известковый М75. Шаг арматурных сеток S = 23,1 см (через 3 ряда кладки), размер ячеек сетки с = 40×40 мм, диаметр арматуры 4 мм (А_st = 0,126 см²), арматура В500.