5.5.10. Усиление кирпичных столбов и простенков

В процессе эксплуатации каменных конструкций от различных причин могут появляться признаки их разрушения — в элементах возникают раскрытые трещины (см. рис. 5.27). Такие конструк­ции можно продолжать эксплуатировать после их усиления при помощи заключения каменной кладки в обойму. Необходимость усиления может возникать и при изменении условий эксплуата­ции, например при увеличении нагрузок в результате реконструк­ции зданий, возведении надстроек и т.п.

Обоймы, которые должны плотно прилегать к кирпичной клад­ке, выполняются стальными, железобетонными, армированными. Кладка, заключенная в обойму, работает в условиях ограничения поперечного расширения (обойма препятствует расширению клад­ки), что увеличивает ее несущую способность в 2—2,5 раза. Вклю­чение столбов и простенков, имеющих трещины, в обойму может полностью восстановить их несущую способность. Наиболее эф­фективна работа той обоймы, на которую предусмотрена переда­ча нагрузки (обойма упирается в верхнюю и нижнюю конструк­ции), в этом случае она не только сдерживает поперечное расши­рение кладки, но и воспринимает часть нагрузки, разгружая усиливаемый элемент.

Стальные обоймы выполняются путем постановки по углам столбов и простенков стальных прокатных уголков на растворе. Уголки объединяются планками, выполняемыми из полосовой стали, которые привариваются с шагом не более 500 мм и не бо­лее чем меньшая сторона сечения усиленного элемента. Для за­щиты стальной обоймы ее покрывают слоем цементного раство­ра толщиной 25—30 мм по металлической сетке, обеспечивающей надежное сцепление раствора, или выполняют окраску обоймы (рис. 5.34, а).

Армированная штукатурная обойма выполняется из вертикаль­ных стержней и хомутов и штукатурится раствором М75, МЮО толщиной 30—40 мм (рис. 5.34, б). Аналогично можно выполнять железобетонную обойму, принимая толщину обоймы 40—120 мм.

Задачи для самостоятельной работы

Задача 5.1.

Подобрать сечение основной стальной колонны, выполненной из прокатного двутавра: нагрузка, действующая на колонну /V= 300 кН; коэффициент надежности по ответственности у„ = 0,95; сталь С 235; коэффициент условия работы у_с = 1; расчетная длина колонны (,/ = 6 м.

Задача 5.2.

Определить несущую способность стальной второстепенной колонны, выполненной из прокатного двутавра 20К2. Нагрузка, действующая на колонну, 20 кН, приложена по центру тяжести сечения; сталь С245; коэффициент условия работы у_с= 1; расчет­ная длина 1_е/= 5,0 м.

Задача 5.3.

Проверить прочность центрально-сжатого кирпичного столба. Нагрузка, действующая на столб, N= 340 кН; N,- 250 кН. Коэф­фициент надежности по ответственности у„ = 0,95. Сечение стол­ба 510x640 мм; кирпич силикатный М75; раствор цементно-из­вестковый М50. Расчетная схема — шарнирное закрепление стол­ба на опорах; высота столба Н= 4,2 м.

Задача 5.4.

Подобрать сечение центрально-сжатого кирпичного столба. Рас­четная длина /₀ = 2,8 м. Нагрузка N= 120 кН, N,= 100 кН. Коэффици­ент надежности по ответственности у„ = 0,95. Кирпич глиняный пла­стического прессования М75; раствор цементно-известковый М75.

Задача 5.5.

Проверить прочность центрально-сжатой кирпичной колонны, выполненной с сетчатым армированием. На .колонну действует нагрузка N= 380 кН. Коэффициент надежности по ответственно­сти у„ = 0,95. Сечение колонны 640x640 мм. Кирпич глиняный пластического прессования Ml25; раствор цементно-известковый М50. Колонна армирована сетками, выполненными из арматуры класса Вр-1, 04 мм. Шаг стержней арматуры в сетках (размер I ячейки) с = 60 мм; шаг сеток S= 154 мм.

Задача 5.6.

Подобрать сечение деревянной стойки из бруса; стойка шарнир-[ но закреплена по концам, длина стойки /=2,0 м. Нагрузка прило­жена по центру тяжести сечения, N- 15 кН. Коэффициент надеж-

ности по ответственности у„ = 0,9. Материал: береза; сорт 2. Температурно-влажностные условия эксплуатации В2 (эксплуатация на открытом воздухе в нормальной зоне, для таких условий эксплуата­ции коэффициент т_к =0,85). При определении расчетного сопротив­ления березы следует расчетное сопротивление, определенное для дре­весины сосны (ели), умножать на коэффициент т„ (табл. 2.5), учиты­вающий другую породу древесины, и коэффициент т_к, учитывающий условия эксплуатации. Предельная гибкость стойки Х„_шх= 120.

Задача 5.7.

Проверить несущую способность деревянной стойки, выпол­ненной из бревна. Материал: ель, сорт 3; условия эксплуатации A3 (коэффициент т„ = 0,9). Нагрузка, действующая на стойку, приложена по центру тяжести сечения, N= 150 кН. Коэффици­ент надежности по ответственности у„ = 0,95. Закрепление стерж­ня шарнирное по обоим концам, длина /= 3,0 м. Диаметр бревна D= 180 мм. Предельная гибкость стойки Х_тах= 120.

Задача 5.8.

Подобрать класс арматуры и диаметры поперечных стержней для железобетонной колонны, определить их шаг, если продоль­ные стержни каркаса колонны приняты диаметром 25 мм, А-Ш.

Задача 5.9.

Рассчитать железобетонную колонну. Нагрузка, действующая на колонну, N= 640 кН; TV, = 325 кН. Коэффициент надежности по ответственности у„ = 0,95. Нагрузка приложена со случайным экс­центриситетом. Сечение колонны 350 х 350 мм, армирование сим­метричное. Высота колонны И =4,9 м, закрепление концов колон­ны шарнирное. Арматура— продольная класса А-П; поперечная Вр-1. Бетон тяжелый класса В20; y_w = 0,9.

Задача 5.10.

Определить арматуру железобетонной колонны со случайным эксцентриситетом и законструировать ее сечение. Нагрузка: N= 1800 кН; N,= 1200 кН. Коэффициент надежности по ответ­ственности у„ = 0,95. Расчетная длина колонны /₀ = #_ко1Ш1ШЫ = 7,0 м.

Сечение колонны 400x400 мм. Бетон тяжелый класса В30; у_и = 0,9. Продольная и поперечная арматура класса А-Ш.

Задача 5.11.

Проверить несущую способность железобетонной колонны, на которую действует нагрузка /V=250 кН. Нагрузка приложена

со случайным эксцентриситетом; длительная часть нагрузки N/= 125 кН; коэффициент надежности по ответственности у„ = 0,95. Расчетная длина колонны /₀ = 3,0 м. Армирование симметричное A_S = A'_S = (2 022 мм). Арматура класса A-III. Бетон тяжелый, класс прочности бетона В20; у_и = 0,9. Сечение колонны 300x400 мм (рис. 5.39).

Задача 5.12.

Подобрать арматуру железобетонной колонны со случайным эксцентриситетом. Расчетная длина колонны /₀ = 6,0 м. Сечение колонны 400x500 мм. Армирование симметричное, A_S = A'_S. На­грузка: N= 700 кН, длительная часть нагрузки N,= 525 кН. Коэф­фициент надежности по ответственности у„ = 1,0. Бетон тяжелый класса В25, коэффициент условия работы бетона у_Ь2 = 0,9. Арма­тура продольная класса А-П, поперечную арматуру принять, ис­ходя из требуемого диаметра, класса A-I или Вр-1.