Контрольні запитання

1. Які види армування кладки вам відомі?

2. Коли застосовують сіткове армування кладки?

3. Які конструктивні вимоги ставлять до кладки з сітковим армуванням?

4. Як визначають коефіцієнт армування кладки?

5. Як визначають розрахунковий опір армованої кладки при центральному та позацентровому стисках?

6. Як визначити пружну характеристику армованої кладки?

7. У яких випадках застосовують поздовжнє армування?

8. Яку арматуру застосовують для поздовжнього армування кладки?

9. Які конструктивні вимоги ставлять до кладки з поздовжнім армуванням?

10. Як визначають несучу здатність армокам’яних конструкцій із поздовжнім армуванням ?

Розділ 6 Розрахунок елементів кам’яних і армокам’яних конструкцій за граничними станами другої групи

Армовані кам’яні конструкції, деформації яких за умовами експлуатації є обмеженими, розраховують на утворення і розкриття тріщин. Розрахунок елементів із сітковим армуванням при розташуванні поздовжньої сили в ядрі перерізу виконують так само, як для неармованої кладки.

Розрахунок за розкриттям тріщин поздовжньо армованих позацентрово стиснутих, згинальних і розтягнутих елементів виконують у випадку, коли вони перебувають в умовах агресивного середовища, а також за вимоги непроникності штукатурки або оздоблення поверхні конструкції.

За утворенням і розкриттям тріщин (швів кладки) і за деформаціями необхідно виконувати розрахунок:

а) позацентрово стиснутих неармованих елементів при е_о > 0,7y;

б) суміжних конструктивних елементів кладки з матеріалів різної деформативності (з різними модулями пружності, повзучістю, усадкою) або при значній розбіжності у напруженнях, які виникають у цих елементах;

в) самонесучих стін, зв’язаних з каркасами, які працюють на поперечний згин, якщо несуча здатність стін недостатня для самостійної (без каркасу) роботи під навантаженням;

г) стінового заповнення каркасів – на перекіс у площині стін;

д) поздовжньо армованих згинальних, позацентрово стиснутих і розтягнутих елементів, експлуатованих в умовах, агресивних для арматури;

е) поздовжньо армованих резервуарів за наявності вимог непроникності штукатурних або плиткових ізоляційних покриттів;

ж) інших елементів будівель і споруд, у яких утворення тріщин не допускається або ж розкриття тріщин є обмеженим за умовами експлуатації.

Розрахунок кам’яних і армокам’яних конструкцій за граничними станами другої групи виконують на дію нормативних навантажень при основних їх сполученнях, а розрахунок позацентрово стиснутих неармованих елементів на розкриття тріщин при е₀ > 0,7y виконують на дію розрахункових навантажень.

Попередньо приймають передумови: при розрахунку застосовують лінійну епюру напружень позацентрового стиску як для пружного тіла; розрахунок виконують за умовним крайовим напруженням розтягу, що характеризує величину розкриття тріщин у розтягнутій зоні. Переріз елемента зводять до одного матеріалу (сталі) за відношенням модулів пружності кладки E₀ і сталі E_s:

. (6.1)

Розрахунок за розкриттям тріщин елементів кам’яних конструкцій із поздовжнім армуванням виконують за формулами, у яких використано зведені геометричні характеристики перерізів. Площа перерізу, відстань від центру ваги перерізу до стиснутої грані і момент інерції зведеного перерізу визначають за формулами:

; (6.2)

; (6.3)

. (6.4)

У формулах (6.1) – (6.4):

- відношення модулів пружності кладки і сталі;

– площа перерізу, відстань від центра ваги перерізу до

стиснутої грані і момент інерції перерізу кладки;

– ті ж величини для зведеного перерізу;

– площа перерізу розтягнутої арматури;

– площа перерізу стиснутої арматури;

– робоча висота перерізу;

– відстань від центра ваги розтягнутої арматури

до розтягнутої грані;

– відстань від центра ваги стиснутої арматури до

стиснутої грані.

Розрахунок за розкриттям тріщин кам’яних конструкцій із поздовжнім армуванням виконують за формулами:

• при осьовому розтягу:

; (6.5)

• при згині:

; (6.6)

• при позацентровому стиску:

, (6.7)

• при позацентровому розтягу:

, (6.8)

У формулах (6.5) – (6.8):

_r - коефіцієнт умов роботи кладки при розрахунку за

розкриттям тріщин (табл. 6.1);

R_s – розрахунковий опір арматури в розрахунках за

розкриттям тріщин (табл.6.2);

N і M – поздовжня сила і момент від нормативних навантажень

(у розрахунках конструкцій за розкриттям тріщин у

штукатурних покриттях і покриттях із плиток зусилля

визначаються за навантаженнями, які прикладаються

після їх влаштування);

e₀ = M/N – ексцентриситет поздовжньої сили N.

Таблиця 6.1

Значення коефіцієнта умов роботи кладки за розкриттям тріщин _r

Характеристика кладки	Термін служби конструкції, років
	100	50	25
Неармована позацентрово навантажена і розтягнута кладка	1,5	2,0	3,0
Те ж, із декоративним оздобленням для конструкцій із підвищеними архітектурними вимогами	1,2	1,2	-
Неармована позацентрово навантажена з гідроізоляційною штукатуркою у конструкціях, що працюють на гідростатичний тиск рідин	1,2	1,5	-
Те ж, із кислотостійкою штукатуркою або облицюванням замазками на рідкому склі	0,8	1,0	1,0

Таблиця 6.2

Розрахункові опори арматури R_s , МПа, при розрахунку армокам’яних елементів за граничними станами другої групи

Конструкції	Умови роботи	Розрахункові опори арматури, при терміні експлуатації конструкцій, років
		100	50	25
Поздовжньо армовані згинальні та розтягнуті елементи в умовах агресивного до арматури середовища	Розтяг кладки в горизонтальному напрямку (за перев’язаним перерізом) Розтяг кладки у вертикальному напрямку (за неперев’язаним перерізом)	42 25	60 35	60 35

Закінчення таблиці 6.2

Конструкції	Умови роботи	Розрахункові опори арматури, при терміні експлуатації конструкцій, років
		100	50	25
Поздовжньо армовані елементи за наявності вимог непроникності покриттів кам’яних конструкцій	Гідроізоляційна штукатурка	17	25	35
	Кислотостійка штукатурка на рідкому склі та одношарове покриття із плиток кам’яного литва на кислотостійкій замазці	12	15	15
	Дво- та тришарові покриття із прямокутних плиток кам’яного литва на кислотостійкій замазці:
	розтяг уздовж довгої сторони плиток	30	35	35
	розтяг уздовж короткої сторони плиток	17	25	25

Коефіцієнт умов роботи _r при розрахунку поздовжньо армованої кладки на позацентровий стиск, згин, осьовий і позацентровий розтяг і головні розтягувальні напруження враховують із коефіцієнтами: k = 1,25 при   0,1%; k = 1 - при   0,05%. Для проміжних значень  - за інтерполяцією, яку виконують за формулою: k = 0,75 +5.

Кам’яні конструкції, у яких за умовами експлуатації не може допускатися поява тріщин у штукатурних або інших покриттях, повинні розраховуватися за деформаціями розтягнутих поверхонь. Ці деформації визначають при нормативних навантаженнях, які прикладають після нанесення вказаних покриттів, за формулами (6.9) – (6.12), вони не можуть перевищувати відносних деформацій _u, наведених у табл. 6.3.

Таблиця 6.3

Значення максимально допустимої

_{відносної деформації розтягу кладки u}

Вид і призначення покриття	u
Гідроізоляційна цементна штукатурка для конструкцій, які сприймають гідростатичний тиск рідин	8,0  10-4
Кислотостійка штукатурка на рідкому склі або однашарове покриття із кам’яного литва на кислотостійкій замазці	0,5  10-4
Дво- та тришарове покриття із прямокутних плиток із кам’яного литва на кислотостійкій замазці: - уздовж довгої сторони плиток - уздовж короткої сторони плиток	1,0  10-4 0,8  10-4

Примітка: При поздовжньому армуванні конструкцій, а також при штукатурці неармованих конструкцій по сітці граничні відносні деформації _u можна збільшувати на 25%.

Розрахунок за деформаціями розтягнутих поверхонь кам’яних конструкцій із неармованої кладки виконують за формулами:

• при осьовому розтягу:

N  EA _u; (6.9)

• при згині:

, (6.10)

• при позацентровому стиску:

, (6.11)

• при позацентровому розтягу:

. (6.12)

У цих формулах:

N і М – поздовжня сила і момент від нормативних навантажень,

які будуть прикладені після нанесення на поверхню

кладки штукатурних або плиткових покриттів;

_u – гранично допустимі відносні деформації (табл. 6.3);

(h - y)– відстань від центра ваги перерізу кладки до

найвіддаленішої розтягнутої грані покриття;

І – момент інерції перерізу;

Е – модуль деформації кладки, визначають за

формулою (2.5).

При невиконанні умов міцності необхідно збільшити розміри перерізу елемента або підібрати міцніші матеріали.