5.3. Пример расчета №3
Расчет несущей способности каменных столбов, усиленных предварительно напрягаемыми металлическими обоймами
Исходные данные
Расчетная длина
каменного столба
,
ширина сечения
,
высота сечения
.
Кирпич силикатный марки М200, наименьшая
прочность при изгибе
(см. приложение 2). Раствор цементно-песчаный
марки М50. Расчетное сопротивление кладки
сжатию
(см. табл. 2). Ширина кирпича
.
Эксплуатационная
нагрузка
на каменный столб составляет
,
а ожидаемое ее увеличение -
.
Расчет
Гибкость каменного столба:
Коэффициент
продольного изгиба
согласно табл. 18 [2]
при
(см. табл. 15 [2])
равен 0.95. Коэффициент
,
учитывающий влияние длительной нагрузки,
принимает значение 1.0, так как ширина
сечения
,
тогда несущая способность каменного
столба составляет следующую величину
Следовательно, необходимо выполнить усиление каменного столба.
Металлическую обойму принимаем из следующих материалов:
поперечные хомуты из круглой горячекатаной стали по ГОСТ 2590-88 Ø20 мм с площадью сечения по резьбе М20
и с шагом
;стойки из стальных горячекатаных равнополочных уголков по ГОСТ 8509-86 L70х70х8 мм с площадью сечения
,
моментом инерции
,
минимальным радиусом инерции
Марка стали
ВСт3кп2-1 по ТУ 14-1-3023-80 с расчетным
сопротивлением по пределу текучести
[10].
Принимаем
,
тогда
и
так как обойма
устанавливается без устройства
растворного шва между уголками и кладкой.
так как усилие
предварительного напряжения поперечных
хомутов создается механическим способом.
Принимаем
тогда
Следовательно, потери от релаксации напряжений не учитываются.
Определяем несущую способность вертикальных уголков обоймы-стойки.
тогда согласно табл. 72 [10] коэффициент продольного изгиба металлического уголка равен 0.976.
Несущая способность каменного столба, усиленного предварительно напрягаемой металлической навесной обоймой, составляет следующую величину
а
обоймой-стойкой
Определяем технологическую последовательность создания усилий предварительного напряжения в элементах обоймы-стойки.
Величину усилия
предварительного напряжения
металлических уголков принимаем равной
,
тогда
и
,
поэтому в первую очередь необходимо
выполнить предварительное напряжение
поперечных хомутов при нагрузке на
каменный столб, равной 1.0
.
Предварительное напряжение металлических уголков следует производить при нагрузке на каменный столб
Окончательно принимаем:
усиление каменного столба выполняется при помощи предварительно напрягаемой металлической обоймы-стойки;
поперечные хомуты - из круглой стали Ø20 мм с шагом 200 мм;
стойки - из 4-х металлических уголков сечением L70х70х8 мм;
сталь - марки ВСт3кп2-1;
усилия предварительного напряжения в первую очередь создаются в поперечных хомутах величиной 10 кН при нагрузке на каменный столб в 1.0 МН, а в металлических уголках - при нагрузке в 1.277 МН.