Проверка несущей способности простенка

∑N≤ψ x φ x m_g x [(γ_n x R_KK+ η x ((3x μ)/(l+μ))xR_sw/l00)x A+γ₆ x R_b ^x A_b+Rs ^x A_s];

Основной фактор влияющий на эффективность обоймы - это поперечное армирование.

Определяем процент поперечного армирования.

μ= [(2x A_sw x ( h + b)/(b x h x S)]xl00%= [(2x6,03x(51+64))/(51x64x50)]x 100=0,85, что меньше максимального, равного 1%;

ψ =1 - ((2xe_o)/h_min)=l- ((2хЗ,25)/51)= 0,872;

η = I- ((4xe₀)/h_min)=l- ((4хЗ,25)/51)= 0,745;

γ_б= 0,35 (без передачи нагрузки на обойму);

γ_п= 1 (без трещин);

Площадь бетонной обоймы А_ь- 0,14м²;

∑N≤477,63kH<0,872x0,95x1x[(1x1,1+0,745x((3x0,85)/(1+0,85))x150/100) x 0,64 x х 0,51+0,35 х 7 х 0,14+43х16,08х10^-4] = 0,9165 MH = 916,5 kH

Несущая способность обеспечена.

Таблица 2 – Расчетные сопротивления арматуры, применяемой при устройстве обойм.

Армирование	Расчетные сопротивления арматуры, МПа (кгс/см2)
	A-I	А-II
Поперечная арматура Продольная арматура без непосредст­венной передачи нагрузки на обойму	150 (1500) 43 (430)	190 (1900) 55 (550)
То же, при передаче нагрузки на обойму с одной стороны То же, при передаче нагрузки с двух сторон	130 (1300) 190 (1900)	160 (1600) 240 (2400)

Рисунок 2 – Усиление простенка железобетонной обоймой

Вопросы к практическому занятию.

1. Каковы варианты усиления каменного простенка ?

2. Какая арматура принимается для усиления простенка ?

3. Как выглядит сечение простенка усиленного железобетонной обоймой?

Список рекомендуемой литературы

Основная: [ 1, 2 ]

Дополнительная: [ 1,4,7 ]

Практическое занятие 4

Расчет каменных элементов, усиленных металлической обоймой

Теоретическая часть

Стальная обойма состоит из вертикальные уголков, устанавливаемых на растворе по углам усиливаемого элемента, и хомутов из полосовой стали или круглых стержней, приваренных к уголкам. Расстояние между хомутами должно быть не более меньшего размера сечения и не свыше 50 см.

Устройство стальной обоймы выше приведенным способом в сравнении с традиционным позволяет дополнительно на 15-20% увеличить несущую способность усиливаемого элемента. Положительный эффект достигается как за счет ощутимого преднапряжения обоймы расширяющимся цементом, так и вследствие хорошего сцепления арматуры (уголков) с раствором наполнения, а через него и с кирпичной кладкой.

Исследования показывают, что по эффективности сдерживания поперечных деформаций кирпичной кладки указанная обойма приближается к железобетонной.

Расчет конструкций из кирпичной кладки, усиленной стальной обоймой по предложенному методу, при центральном и внецентренном сжатии при эксцентриситетах, не выходящих за приделы ядра сечения, рекомендуется производить по формуле

,

где N - продольная сила;

А – площадь сечения усиливаемой кладки;

A – площадь сечения продольных уголков стальной обоймы;

R_sw – расчетное сопротивление поперечных планок обоймы

назначаемое в соответствии с (1, табл.10);

R_sc – расчетное сопротивление уголков (1, табл.10);

j – коэффициент продольного изгиба;

m_q – коэффициент, учитывающий влияние длительного воздействия нагрузки;

m_k – коэффициент условий работы кладки, принимаемый равным 1;

для кладки без повреждений и 0.7 для кладки с трещинами;

m – процент армирования поперечными планками, определяемый по формуле;

m=

где h и b - размеры сторон усиливаемого элемента;

S - расстояние между осями поперечных планок, принимаемое не более 50 см; (h³.S³b).

Коэффициенты ф и n принимаются при центральном сжатии ф=1; n=1,

при внецентренном сжатии определяются по формулам:

где - эксцентриситет приложения сжимающей силы N при стальной обойме.

Задача

В связи с реконструкцией, требуется усилить кирпичный простенок сечением bּh=64ּ64 см для восприятия сжимающей силы =360кН, приложенной с эксцентриистетом =5см. расчетная высота столба =2.8 м.

Характеристика материалов.

Кирпич глиняный, пластического прессования марки 75, раствор марки 25,

R=1.1 МПа;α =1000.

Кладка имеет повреждения m_k=0.7. Вертикальная арматура стальной обоймы из четырех уголков 50*50 мм =19.2 см² , R_SC=43 МПа; поперечные планки из полосовой стали R_SW=150 МПа.

Усиление стальной обоймой проектируем в двух вариантах:

1 – й вариант - традиционный (по оштукатуренной поверхности простенка);

2 – й вариант - на напрягающем цементе.

Находим общие расчетные параметры.

Коэффициенты:

m_q =1;

Гибкость

Коэффициент

Определяем составляющую усилия, которая воспринимается поперечными планками обоймы:

Определяем требуемый процент поперечного армирования для 1-го варианта усиления:

откуда =2.13%

Принимаем шаг поперечных планок S=25 см. Площадь поперечного сечения планки определяем по формуле:

см².

Находим требуемый процент поперечного армирования для второго варианта усиления:

откуда =0.64%

Площадь поперечного сечения планки при заданном шаге S=25 см² будет равна:

см².

Таким образом, расход стали на поперечные планки при усилении по 2-му варианту, сокращается примерно в .3 раза.

Примечание. Для восприятия сжимающей силы N=500 кН (при тех же исходных данных) расход металла на поперечные планки во 2-м варианте будет меньше.

Рисунок 3 – Усиление металлической обоймой

Вопросы к практическому занятию.

1. Из каких элементов состоит металлическая обойма?

2. Как обеспечивается совместность работы обоймы и простенка?

3. Каким образом создается напряжение обоймы?

Список рекомендуемой литературы

Основная: [ 1, 2 ]

Дополнительная: [ 1,2,6 ]

Практическое занятие 5