Расчет на изгиб, центральное растяжение и на срез
РАСЧЕТ НА ИЗГИБ.
Расчет изгибаемых элементов каменных конструкций следует производить по формуле:
, (14)
где М - расчетный изгибающий момент; W - момент сопротивления сечения кладки при упругой ее работе; Rtb - расчетное сопротивление кладки растяжению при изгибе по перевязанному сечению.
Кроме этого, изгибаемые каменные элементы следует рассчитывать на поперечную силу по формуле:
, (15)
где Rtw - расчетная поперечная сила; W- расчетное сопротивление кладки главным растягивающим напряжениям при изгибе; Z - плече внутренней пары сил, для прямоугольного сечения Z = 2h/3.
Проектирование каменных конструкций, работающих на изгиб по неперевязанному сечению, не допускается.
РАСЧЕТ НА ЦЕНТРАЛЬНОЕ РАСТЯЖЕНИЕ.
Расчет центрально-растянутых каменных элементов на прочность следует выполнять по формуле:
, (16)
где Rt - расчетное сопротивление кладки растяжению по перевязанному шву; Аn - расчетная площадь сечения нетто.
Проектирование каменных элементов, работающих на осевое растяжение по неперевязанному сечению, не допускается.
РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ НА СРЕЗ.
Расчет кладки на срез по перевязанному шву выполняется по формуле:
, (17)
где А - расчетная площадь сечения; Rsq - расчетное сопротивление кладки срезу по перевязанному сечению, проходящему по камню.
При расчете кладки на срез по неперевязанному шву сопротивление кладки будет осуществляться за счет касательного сцепления и за счет сил трения:
, (18)
где А - расчетная площадь сечения; р - коэффициент трения по шву кладки, принимаемый для кладки из кирпича и камней правильной формы равным 0,7; = Р/А - среднее напряжение сжатия при наименьшей расчетной нагрузке Р, определяемой с коэффициентом безопасности по нагрузке равным 0,9; - расчетное сопротивление кладки срезу по неперевязанному сечению.
Расчет кладки на срез по неперевязанному шву следует производить по формуле:
, (19)
где n - коэффициент, принимаемый для кладки из сплошных камней равным 1,0, а для кладки из пустотных камней равным 0,5.
Расчет по раскрытию трещин
Расчет по раскрытию трещин (швов кладки) внецентренно сжатых каменных элементов при e0 > 0,7-у (рис. 26) следует выполнять по формуле:
. (20)
Эта формула получена при следующих допущениях:
1. Принимается линейная эпюра напряжений внецентренного сжатия как для упругого материала и, как следствие этого, можно применить формулу сопромата для определения нормальных напряжений:
. (21)
2. Расчет производится по условному краевому напряжению растяжения Rtb, которое характеризует величину деформаций растянутой зоны кладки, и тогда формула (21) примет вид с учетом обозначений рис. 26:
, (22)
где М = N е0 - момент от внецентренного приложения нагрузки; W = J/(h-y) - момент сопротивления по растянутой зоне.
Далее, преобразуя, получаем:
, (23)
а из этого выражения определяется N:
. (24)
Вводя в формулу (24) коэффициент условий работы кладки при расчете по раскрытию трещин , получаем формулу (20).
Расчет по деформациям
Конструкции, в которых по условиям эксплуатации не может быть допущено появление трещин в штукатурках или других покрытиях должны быть проверены на деформации растянутых поверхностей:
при осевом растяжении:
; (25)
при внецентренном сжатии:
; (26)
при внецентренном растяжении:
; (27)
при изгибе:
, (28)
где - предельные величины относительных деформаций штукатурок и других покрытий; Е - модуль деформации кладки.
АРМОКАМЕННЬЕ КОНСТРУКЦИИ
Для увеличения несущей способности, монолитности и обеспечения совместной работы отдельных частей зданий и сооружений, а также для увеличения сейсмостойкости каменных конструкций и зданий в целом применяются следующие виды армирования и усиления:
- поперечное армирование с расположением арматурных сеток в швах кладки;
- продольное армирование с расположением арматуры внутри кладки или в бороздах, оставляемых в кладке;
- армирование (усиление) посредством включения в кладку железобетонных элементов - комплексные конструкции;
- усиление посредством включения каменных элементов в железобетонную или металлическую из уголков обойму.