9.5. Розрахунок і проектування армокам'яних конструкцій

Армування кам'яних конструкцій виконується з метою збільшення їх міцності й стійкості. Існують два найбільш розповсюджених види армування: поперечне (сітчасте) й поздовжнє.

Сітчасте армування (рис. 9.9) застосовують для підсилення тяжко навантажених колон і простінків, які мають невелику гнучкість. При ексцентриситетах, що виходять за межі ядра перерізу (для прямокутних перерізів e0 > 0,33y), а також при 1h > 15 або Xt > 53

Арматурні сітки з перехресними стержнями (рис. 9.9,а) або типу «зигзаг» (рис. 9.9,б) укладають у горизонтальні шви стін або


сітчасте армування застосовувати не слід, оскільки воно не підвищує несучої здатності кладки.

стовпців на відстані s. Виготовляють їх з круглої гладкої сталі класу
А240 або з холодно тягнутої проволоки Вр-1. Діаметр стержнів
приймають не менше 3 і не більше 6 мм для сіток з перехресними
стержнями і 8 мм для сіток «зигзаг». Відстань с між стержнями у сітці
повинно бути не більше 120 і не менше 30 мм. Товщина швів кладки
армокам'яних конструкцій повинна перевищувати товщину сітки не
менш ніж на 4 мм. Сітки укладають не рідше, чім 5 рядів). Сітки
«зигзаг» укладають в два суміжних ряди кладки так, щоб напрямлення
стержнів у них було взаємно перпендикулярним. Дві укладені таким
чином сітки «зигзаг» рівнозначні сітці з перехресними стержнями того
ж перерізу. Кінці стержнів сіток на            2...3 мм випускають зі швів

кладки для контролю укладання сіток.

Насичення кладки арматурою характеризується процентом армування

Рху = .100%, (9.11)

де Vs і Vk - об'єми арматури й кладки. Для квадратної сітки з арматури перерізом Ast з розмірами осередку с1 = с2 = c при відстані між сітками за висотою s (см. рис. 9.9)

Для одержання необхідного ефекту від сітчастого армування його кількість повинна становити не менше 0,1%. Для запобігання не до використання арматури відсоток її повинен бути не більше 1%.

Крім того відсоток армування не повинен перевищувати при центральному стиску

r = 50 -fm^ > 0,1%

(9.13)

yd

при позацентровому стиску

Марка розчину для елементів з сітчастим армування приймається не нижче 50, а товщина каменя повинна бути такою, щоб висота ряду кладки не перевищувала 150 мм.

Сітки, введені у горизонтальні шви, перешкоджають поперечним деформаціям кладки й підвищують її несучу здатність. При центральному стисненню це підвищення залежить від відсотку армування pxy. Згідно з нормами розрахунку опір стиску для

армованої кладки з цегли усіх видів й керамічних каменів з щільовидними вертикальними пустотами при висоті ряду не більше 150 мм визначається за формулою

При міцності розчину (в процесі зведення кам'яної конструкції) нижче 2,5 МПа

де fms 1 ~ розрахунковий опір стиску неармованої кладки в розглядуваний строк твердіння розчину; fms 25 - розрахунковий опір кладки при марці розчину 25; fyd - розрахунковий опір арматури,

прийнятий за табл. 3 й помножений на коефіцієнт умов роботи gcs

згідно табл. 13 [7].

При міцності розчину більше 2,5 МПа відношення

fms,1/ fms,25 приймають рівним 1.

При позацентровому стиску на величину розрахункового опору армованої кладки, крім відсотка армування, впливає також ексцентриситет від навантаження e0. У такому випадку

розрахунковий опір визначають за формулою: при марці розчину 50 та вище

fmsred = fms +

при марці розчину нижче 25 (у процесі зведення)

fm^red = fms + 2 РЮ 0fyd • (1 - 2e0 / y )•   £ 2 fms. (9.18)

100 fms,25

Розрахунок кладки з сітчастим армуванням проводять за формулами:

при центральному стиску

NEd £j mg-fms,red'A ; (9.19)

при позацентровому стиску

NEd £j ^ mg1 W^ fms,red,1 ' Ac ; (9.20)

при позацентровому стиску для прямокутного перерізу

NEd £j1 mg1 Wfms.red,Г A ^ (1 - 2e0/ h) . (9.21)

Площу Ac й коефіцієнти mg,mg1,j,j,w визначають за формулами з

 9.3 і 9.4. Для визначення j із табл. 18 [7] необхідно знати пружну характеристику армованої кладки

as =a • fu / fsu, (9.22)

де fu - середня межа міцності (тимчасовий опір стиску кладки)

fu = к fms , (9.23)

де fsu - те ж, для кладки з сітчастою арматурою

fuu = kfms + Pxy0fyd,n , (9.24)

де к - коефіцієнт, що приймають для кладки з цегли й каменів усіх видів, з крупних блоків, рваного буту й бутобетону, а також для віброваної цегляної кладки рівним 2,0; для кладки з великих і дрібних блоків із ніздрюватого бетону - 2,25; fyd n - характеристичне значення

арматури, яке приймають за табл. 3.1, помножене на коефіцієнт умов роботи gs (для А240 - 1,05; Вр-І - 1,25). При використанні дроту Вр-І додаткового вводять коефіцієнт умов роботи 0,6.

Приклад 9.3. Визначити розрахункову несучу здатність армованого цегляного стовпа перерізом 64 х 64 см з розрахунковою висотою /0 = 4,8 м, якщо навантаження до нього прикладене з ексцентриситетом e0 = 5 см у напрямку більшої сторони перерізу.

Стовп викладено з глиняної цегли пластичного пресування марки 100 на цементно-вапняному розчині марки 75. Армована сітка зварена з дроту діаметром 5 мм класу Вр-І (As1 = 0,196 см2) з розмірами вічка

c = 4 см й укладена через три ряди цегли (s = 21 см).

Знаходимо за табл. 3.1 з урахуванням табл. 13 [7] значення fyd = 360 • 0,6 = 216 МПа, а за табл. 2 та 5 [7] fms = 1,7 МПа і

a = 1000.

Так як h > 64 см > 30 см, то mg = 1.

Відсоток непрямого армування за формулою (9.12) = 2• 0,196 100/(4 • 21) = 0,467% > pmax = 50 1,7/216 = 0,394%

(формула (9.13)). Так як при заданих параметрах відсоток непрямого армування перевищує припустиме значення, то непряма арматура у такій кількості буде використовуватися неефективно. Її необхідно зменшити, прийняв крок сіток (s = 2 • 0,196 100/(0,394 • 2) = 25 см) через 4 ряду кладки ( s = 30 см) або розмір вічка сіткиc = 2• 0,196 100/(0,394• 21) = 4,7 см » 5 см. Приймемо c = 5 см, тоді відсоток непрямого армування

= 25!2Г ^ = 0,373% < Pmax = 0,394% .

Відстань від центру ваги до краю перерізу в бік ексцентриситету y = 0,5h = 0,5 • 64 = 32 см та розрахунковий опір армованої кладки (див. формулу (9.17)

fms.red = 1,7 + 2 • 0,373 • 216/100 • (1 - 2 • 5/32) = 3,81 МПа < < 2 fms = 2 1,7 = 3,4 МПа.

Середня межа міцності неармованої

і армованої кладки за формулою (9.24)

Пружна характеристика армованої кладки (формула (9.22) as = 3,4/5,16 1000 = 659.

При відношенні 1h = l0/h = 480/64 = 7,5 < 15; j = 0,885. Висота стиснутої зони hc = h - 2e0 = 64 - 2 • 5 = 54 см, а її площа Ac = bhc = 64 • 54 = 3456 см2. При відношенні

Ahc = H/hc = 480/54 = 8,9 ; jc = 0,846,

тоді за формулою (9.10):


Авторы: 239 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 268 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я