11. Расчетные сопротивления материалов и коэффициенты условия работы:

R=R_y γ_C - расчетное сопротивление стали R_y (табл.В.5 СП16) с учетом коэффициента условия работы γ_C (табл.1 СП16), кПа;

R=R_И m_П m_б m_сл m_В - расчетное сопротивление древесины R_И (табл.3 СП64) с учетом коэффициентов условия работы m_б , m_сл , m_В (табл.7…11 СП64) и породы древесины m_П (табл.5 СП64), кПа;

- расчетные сопротивления бетона и сжатой арматуры (табл.6.8, 6.14 СП63), кПа;

R=R γ_C - расчетное сопротивление каменной кладки (табл.2-10 СП15);

- расчетное сопротивление армированной каменной кладки, кПа;

где ρ - коэффициент, учитывающий пустотность; ρ=2 - при пустотности до 20%; ρ=1,5 - при пустотности свыше 20 до 30% и ρ =1- при пустотности свыше 30%.

R_S – расчетное сопротивление стальной арматуры (табл.6.15 СП63), кПа;

μ – процент армирования (смотри ниже);

γ_C – коэффициент условия работы кладки принимают по п.п.6.1-6.14 СП15; например, γ_C = 0,8, если площадь сечения столба А менее 0,3 м²;

γ_CS=0.6 – коэффициент условия работы арматуры класса В500 (табл.14 СП15).

Для сетчатого армирования процент армирования ,

где – - площадь арматуры одного стержня сетки (диаметром d_S =3, 4 или 5 мм), мм²; с – размер ячейки сетки (с=30х30…120х120 мм, с градацией 10 мм), мм;

S – расстояние между горизонтальными швами, армированными сетками, мм; , где a – высота ряда кладки из кирпича (камня) без толщины растворного шва, мм; δ – толщина горизонтального растворного шва (без арматуры 12 мм, с арматурой до 15 мм); n – число рядов кладки (не более 4-х).

Максимальный процент сетчатого армирования, учитываемый в расчете

.

При продольном армировании процент армирования , где A_S – суммарная площадь продольной арматуры, мм²; А – площадь поперечного сечения, мм².

Процент продольного армирования железобетонных сечений колонн и стоек – μ_А=(1…2) %.

12. Расчетная формула устойчивости каменных и армокаменных конструкций отличается тем, что для определения коэффициента устойчивости (по табл.19 СП15) помимо гибкости λ_h или λ_MAX необходимо знание упругой характеристики неармированной кладки α (по табл.16 СП15), которая зависит от материалов кладки (для кладки из керамического кирпича α=1000, для кладки из силикатного кирпича α=800).

Для армированной кладки упругая характеристика вычисляется по формуле

,

где - временное сопротивление (средний предел прочности) армированной каменной кладки, кПа;

- временное сопротивление неармированной каменной кладки, кПа;

- нормативное сопротивление стальной арматуры (табл.6.13 СП63), кПа.

Кроме того, несущая способность каменного столба зависит от коэффициента m_g, учитывающего влияние длительной нагрузки; при h ≥ 30 см или радиусе инерции сечения i ≥ 8,7 см коэффициент m_g= 1 .

Ниже на рисунке изображены системы перевязки в 4-х рядной кирпичной кладке каменных столбов с квадратным поперечным сечением, предложенные Л.И. Онищиком.

Для лучшей перевязки в кладке использованы как целые кирпичи, так и их половинки.

13. Формула устойчивости при центральном сжатии для железобетонных колонн (с размерами поперечного сечения не менее 200 мм и гибкостью λh не менее 6 и не более 20) определяется по формуле

,

где - коэффициент условия работы бетона по п.6.1.12 СП63; γ_b,1 = 0,9 при длительном действии нагрузки; γ_b,2=0,9 – коэффициент, учитывающий характер разрушения бетонных конструкций; γ_b,3=0,95 – при бетонировании колонны в вертикальном положении при высоте слоя бетонирования свыше 1,5 м);

- общая площадь арматуры, м²;

- общая площадь бетона, м²;

- коэффициент устойчивости, принимаемый по п.8.1.16 и табл.8.12 СП63.

Ниже на рисунке показаны схемы армирования железобетонных колонн.

Стержни рабочей арматуры, расположенные по углам и при больших размерах сечения сторон (более 500 мм) в промежутке, объединены хомутами (поперечной арматурой), расставленной по высоте колонны с шагом S_W от 150 до 300 мм (градация 50 мм). Диаметр хомутов d_SW – 6…12 мм.

Концы сборных колонн (оголовки и базы) дополнительно усиливают арматурными сетками.

14. Коэффициент устойчивости для центрально-сжатых стальных колонн и стоек определяется по табл.Д.1 СП16 в зависимости от типа сечения (a, b, c) и приведенной гибкости λ_ef

,

где R_y – расчетное сопротивление стали (табл.В.5 СП16), кПа;

Е =2,05х10⁸ кПа - модуль упругости стали.

Тип сечения определяют по табл.7 СП16. Тип сечения а - трубы и двутавры высотой более 500 мм; тип сечения b – двутавры, составные коробчатые, крестовые и уголковые сечения; тип сечения с – открытые сечения в виде тавра, швеллера, одиночного уголка.

15. Коэффициент устойчивости для деревянных стоек и колонн вычисляется по формулам:

при гибкости ≤ 70;

при гибкости > 70