57.Расчёт армокаменных элементов с сетчатым армированием.
Продольное армирование в каменных конструкциях применяют:
-во внецентренно сжатых элементах с большими эксцентриситетами, выходящими за пределы ядра сечения, где армирование поперечными сетками неэффективно;
-в центрально сжатых
с небольшими эксцентриситетами элементах
с гибкостью
,
когда не эффективно армирование
поперечными сетками;
-в сжатых элементах при воздействии вибрационных или сейсмических нагрузок;
-для восприятия растягивающих усилий в изгибаемых растянутых, внецентренно сжатых элементах, когда в сечении возникают растягивающие напряжения σ, превышающие расчётные сопротивления кладки при растяжении
-в центрально и внецентренно сжатых элементах, не зависимо от эксентриситета при большой гибкости элемента(λ= Lo/h>15) с целью повышения их устойчивости и прочности.
Продольное армирование каменных конструкций:
-повышает прочность кладки;
-увеличивает сопротивляемость кладки растягивающим усилиям при внецентренном сжатии и изгибе;
-обеспечивает монолитность всего сооружения в целом.
Продольное армирование применяется в отдельных конструктивных элементах: столбах, стенах, перемычках, рандбалках, продольных стенах и т.п.
Для продольного армирования каменных элементов применяется арматурные стали классов А-I, А-II, хомуты – из стали классов А-I, Bp-I.
Кирпич для кладки может быть сплошной или пустотелый. Штукатурный или кладочный раствор, обволакивающий арматуру, должен быть марки не ниже 25.
Продольное армирование из продольной арматуры с хомутами(попереч.стержнями) устанавливается либо снаружи кладки, либо внутри её в швах между камнями.
Защитный слой раствора продольной арматуры должен быть в сухих условиях не менее: в столбах и балках – 20 мм, в стенах – 10 мм; в тех же элементах, находящихся на открытом воздухе – соответственно 25 и 15 мм; в элементах, находящихся во влажных помещениях, а также в резервуарах и фундаментах и т.п. – 30 и 20 мм. Для хомутов толщина защитного слоя должна быть не менее 10 мм.
Толщина швов, в которых размещаются арматурные стержни, должна превышать диаметр стержней не менее чем на 4 мм.
Армирование столбов продольной вертикальной арматурой может быть внутренним с укладкой арматуры в вертикальных швах кладки или наружным под слоем цементного раствора, который защищает ее от коррозии. Внутреннее армирование применяется в столбах с большей стороной поперечного сечения более 64 см (2,5 кирпича) при наличии длительного воздействия внешней среды или высокой температуры.
Характер разрушения столбов с продольной арматурой напоминает разрушение неармированной кладки, но отличается тем, что при разрушении не происходит расслоение кладки столбики, так как этому препятствуют хомуты.
Центрально сжатые элементы
Расчет на прочность элементов с продольной арматурой при центральном сжатии производится по формулам:
;
;
,
где N – продольная расчетная сила;
φ – коэффициент продольного изгиба;
mg – коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки;
R – расчетное сопротивление кладки;
А – площадь сечения кладки;
Rsc – Расчетное сопротивление продольной сжатой арматуры;
- площадь сечения
продольной арматуры.
Внецентренно сжатые элементы
При расчете на прочность внецентренно сжатых элементов с продольной арматурой различают два случая:
случай малых эксцентриситетов, когда соблюдается условие:
при любой форме поперечного сечения
;
при прямоугольной форме поперечного сечения
;
случаях больших эксцентриситетов, когда соблюдается условие:
при любой форме поперечного сечения
;
при прямоугольной форме поперечного сечения
;
Sc – статический момент сжатой зоны сечения кладки относительно центра тяжести растянутой или менее сжатой арматуры Аs;
So – статический момент всего сечения кладки относительно центра тяжести растянутой Аs или менее сжатой арматуры;
х – высота сжатой зоны сечения.
Границы между указанными случаями установлены на основании экспериментов. Расчет выполняется по стадии разрушения (аналогично железобетонным конструкциям) из условий равновесия внешних и внутренних сил:
- управления моментом (условия прочности);
- управления проекций усилий в сечении, из которого определяется высота сжатой зоны х.
Статический момент Sо при любой форме поперечного сечения определяется по формуле
,
где А – площадь сечения кладки;
hо – рабочая высота сечения, ho=h-а;
a – толщина защитного слоя со стороны арматуры Аs;
у – расстояние от центра тяжести всего сечения до края наиболее сжатой грани.
При прямоугольной форме сечения
,
где b – ширина прямоугольного сечения.