27. Расчёт по прочности центрально сжатых каменных элементов. Армокаменные конструкции. Виды армирования каменной кладки и принципы расчёта центрально сжатых элементов с сетчатым армированием.

Расчет каменных и армокаменных конструкций ведут по методу предельных состояний. При этом учитывают две группы предельных состояний: первая — по несущей способности (прочности и устойчивости), вторая — по образованию и раскрытию трещин и по деформациям. Расчет по первой группе выполняют всегда и для всех видов конструкций. Расчет по второй группе выполняют для конструкций, где не допускаются трещины (облицовка резервуаров) или требуется ограничение их раскрытия (внецентренно сжатые элементы с большими эксцентриситетами), ограничиваются деформации по условиям совместной работы смежных конструкций (стеновые заполнения каркасов зданий) и др. Целью расчета являются подбор сечений элементов конструкций или проверка имеющихся сечений.

Несущую способность неармированных центрально-сжатых элементов (внутренние столбы с равнопролетными прогонами) считают обеспеченной, если соблюдается условие

 N ≤ m_g φRA

 m_g=1-ηN_g/N

где N – расчетная продольная сила; m_g – коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки; φ – коэффициент продольного изгиба; R - расчетное сопротивление сжатию кладки; А – площадь сечения элемента; η - коэффициент зависимый от гибкости (по СП); N_g – расчетная продольная сила от длительных нагрузок.

Армирование значительно повышает несущую способность, монолитность и улучшает совместную работу отдельных частей здания. Виды армирования: -поперечное (сетчатое с расположением сеток в горизонтальных швах); - продольное (из продольных арматурных стержней с хомутами) с расположением внутри кладки в швах между кирпичами или бороздах, оставляемых в кладке, либо снаружи. Поперечное применяется для элементов, работающих на сжатие; продольное - растяжение, изгиб и внецентренное сжатие. Поперечное сетчатое армирование с расположением арматуры в горизонтальных швах кладки препятствует развитию в ней поперечных деформаций, повышая ее прочность до 2-2,5 раз. Стержни сеток при этому работают на растяжение.

  Поперечное (сетчатое) армирование каменной клад­ки выполняют укладкой арматурных сеток в горизон­тальные швы. При сжатии элемента сетки препятствуют развитию в кладке поперечных деформаций растяжения и этим увеличивают ее несущую способность.

Применяют прямоугольные сетки и типа «зигзаг». Сетки изготовляют из холод­нотянутой проволоки диаметром не менее 3 мм или из круглой стали класса A-I. Диаметр арматуры должен быть не более: в случае пересечения стержней в швах

5 мм, без пересечения стержней в швах 8 мм. Расстояние между стержнями сетки (размер ячеек) рекомендуется принимать 3—12 см.

Расстояние s между сетками по высоте элемента дол­жно быть не более 40 см (или через пять рядов кирпич­ной кладки). Толщина швов кладки должна быть больше диаметра арматуры не менее чем на 4 мм. Марка раствора для армокаменных конструкций принимается не ниже 50.

Количество арматуры в кладке определяется процен­том армирования по объему

где V_a и V_k — объемы арматуры и кладки. Для квадратной сетки из арматуры сечением f_a с раз­мером ячейки с при расстоянии между сетками по высо­те s процент армирования Количество сетчатой арматуры, учитываемой в расче­те, принимается не менее 0,1% и не более 1%. Сетчатое армирование наиболее целесообразно для центрально-сжатых элементов. Во внецентренно-сжатых элементах эффективность применения сеток зависит от эксцентри­ситета е₀ и гибкости элементов λ. Чем больше эксцентри­ситет е₀ , тем менее эффективны сетки. Поэтому нормы не рекомендуют применять сетчатое армирование при экс­центриситетах, выходящих за пределы ядра сечения (для прямоугольных сечений при е₀>0,33y), а также при гиб­кости элемента λ^h_пр > 15 или λ^r_пр >53.

Расчет прочности центрально сжатой кладки с сетчатым армированием:

, N - расчетная продольная сила;

R_sk - расчетное сопротивление при центральном сжатии, определяемое для армированной кладки из кирпича всех видов и керамических камней со щелевидными вертикальными пустотами по формуле:

где: R - расчетное сопротивление неармированной кладки при тех же материалах;

m - коэф. армирования кладки по объему (см. выше);

j - коэффициент продольного изгиба, определяемый по табл. 18 СНиП в зависимости от гибкости и упругой характеристики кладки с сетчатым армированием a_sk ;

mg - коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки и