Вариант усиления стальными обоймами.

Размер поперечного сечения b=h= 64см. Упругая характеристика кирпич-ной кладки α = 1000, гибкость λ_h = l₀/h = 480/64 = 7,5, φ = 0,93 - коэффициент продольного изгиба.

m_g = 1, т.к. λ_h < 10 и b>30см и h>30см.

Напряжение в нормальных сечениях столба:

σ = N/m_g·φ·A = 4460,7/1·0,93·64² = 1,17 кН/см².

σ >2·R; 1,17> 2·0,27 = 0,54 - следовательно, необходимо предусмотреть меры по усилению столба.

Из трех условий e₀ = l₀/600 = 480/600 = 0,8см;

h/30 = 64/30 = 2,13; 1см, принимаем e₀ = 2,13 см.

m_k = 1; m_g = 1; R_sn = 150 МПа = 15кН/мс²; R_sc = 190 МПа = 19 кН/см²;

R = 2,7 МПа = 0,27 кН/см²; α = 1000.

Определяем ψ = 1 - 2·e₀/h = 1 - 2·2,13/64 = 0,933; λ_h = 7,5;

η = 1 - 4·e₀/h = 1 - 4·2,13/64 = 0,867; φ = 0,93.

Вертикальную арматуру обоймы принимаем из четырех уголков 50x50 мм, A^'_s = 19,2 см². Тогда составляющая усилия, которая должна быть воспринята хомутами (поперечными планками):

N_план = η·2,5·μ / (1 + 2,5· μ) ·R_sn/100·A = N/ψ·φ·m_g - m_k·R·A - R_sc·A^'_s =

= 4460,7/0,933·0,93·1 - 1·0,27·64² - 19·19,2 = 3670,1 кН.

Тогда требуемый процент поперечного армирования Р:

3670,1 = η·2,5·μ / (1 + 2,5· μ) ·R_sn/100·A;

3670,1 = 0,867·2,5· μ /(1 + 2,5· μ) ·15/100·64²;

3670,1= 2,1675· μ /(1 + 2,5· μ) ·61440/100;

133170· μ = 3670,1 + 8172,5· μ;

125000 ·μ = 3670,1

μ = 0,029; μ % = 2,9.

S - шаг хомутов. 50см >= S <= 64см. Принимаем шаг хомутов S = 25см. Тогда требуемая площадь сечения одной планки равна:

A_s = μ ·h·b·S/2· (b + h) = 0,029·64·64·25/2· (64 + 64) = 11,6 см².

Принимаем полоску сечением 150 x 8мм, А_s =12,0см².

Из сравнения двух вариантов усиления каменного столба нетрудно сделать вывод, что во втором варианте уменьшение объема кирпичной кладки примерно в 2 раза сопровождается увеличением расхода металла в 1,8 раз.

33