Приложение в (обязательное) расчет конструкций усиления кирпичной кладки

В.1 Расчёт конструкций из кирпичной кладки, усиленной ненапрягаемыми металличе­скими обоймами, при центральном и внецентренном сжатии при эксцентриситетах, не выхо­дящих за пределы ядра сечения, производится по формулам :

(В.1)

при железобетонной обойме:

(В.2)

при армированной растворной обойме:

. (В.3)

Коэффициенты  и  принимаются при центральном сжатии  = 1 и  = 1; а при вне­центренном сжатии (по аналогии с внецентренно сжатыми элементами с сетчатым армиро­ванием)

(В.4)

(В.5)

где N - продольная сила, МН;

А_ms - площадь сечения усиливаемой кладки, м²;

A- площадь сечения продольных уголков стальной обоймы или продольной армату­- ры железобетонной обоймы, м²;

А_b - площадь сечения бетона обоймы, заключённая между хомутами и кладкой (без учёта защитного слоя), м²;

R_sw - расчётное сопротивление поперечной арматуры обоймы,МПа (табл. 2);

R_sc - расчётное сопротивление уголков или продольной сжатой арматуры, МПа (табл.2);

 - коэффициент продольного изгиба (при определении (р значение упругой харак­теристики dms принимается как для неусиленной кладки, см. 4.2 СНиП 11-22);

m_g - коэффициент, учитывающий влияние длительного воздействия нагрузки (см. 4.7 СНиП П-22);

m_K - коэффициент условий работы кладки, принимаемый равным 1 для кладки без трещин, для кладки с трещинами - 0,7;

т_b - коэффициент условий работы бетона, принимаемый равным 1 при передаче на­грузки на обойму и наличии опоры снизу обоймы, 0,7 - при передаче нагрузки на обойму и отсутствии опоры снизу обоймы и 0,35 - без непосредственной передачи нагрузки на обой­- му;

 - процент армирования хомутами и поперечными планками, определяемый по формуле

(В.6)

где A_s - площадь сечения хомута или поперечной планки, м² ;

h и b - размеры сторон усиливаемого элемента, м (h - высота сечения в плоскости действия изгибающего момента);

s - расстояние между осями поперечных связей при стальных обоймах, м (h  b  s, но не более 0,5 м) или между хомутами при железобетонных и штукатурных обоймах (s  0,15м);

e_o - эксцентриситет продольной силы Л/ относительно центра тяжести сечения, м (см. 4.7 СНиП ІІ-22).

В.2 Расчётное сопротивление арматуры обоймы, применяемой при устройстве обойм, принимается по табл. В.1.

Таблица В.1 - Расчётное сопротивление арматуры обоймы, применяемой при устройстве обойм

Армирование	Расчетное сопротивление арматуры, МПа
	Сталь класса
	А-І (А240)	А-ІІ (А300), А-ІII (А400)
Поперечная арматура	150	190
Продольная арматура без непосредственной передачи нагрузки на обойму	43	55
То же, при передаче нагрузки на обойму с одной стороны	130	160
То же, при передаче нагрузки с двух сторон	190	240

В.3 Несущая способность центрально-сжатых каменных столбов, усиленных предварительно напрягаемыми металлическими навесными обоймами, МН,

N = N_se + m_q φ ΔN_ms , (В.7)

то же - обоймами-стойками:

N = N_se + m_q φ (ΔN_ms + nN_s2), (В.8)

де m_g - коефіцієнт, що враховує вплив тривалого навантаження;

N_ms - збільшення несучої спроможності підсиленого кам'яного стовпа, МН;

N_s2 - несуча спроможність металевих кутиків, МН;

n - число поздовжніх металевих кутиків з несучою спроможністю N_s2.

ΔN_ms = A_ms R_1,t / μ^* ; (B.9)

^* = 0,5(12)_z / {2,2R_uln(1_z / (1,1 R_u))} ; (В.9.а)

_z = N_se/A_ms ; (В.9.б)

 = 0,2,

где R_l,t - минимальная прочность кирпича наружной версты на растяжение при изгибе,

МПа;

^* - коэффициент Пуассона, принимаемый с учетом пластических деформаций кладки равным 0,35  0,50.

N_s2 = φ_s2 A_s2 R_s2 _c2 , (В.10)

дe φ_s2 - коэффициент продольного изгиба уголка с расчетной длиной, равной шагу по-

перечных хомутов;

A_s2 – площадь поперечного сечения уголка, м²;

R_s2 – расчетное сопротивление стали уголка по пределу текучести, МПа;

_c2 – коэффициент условий работы уголка (см. 4 СНиП ІІ-23).

В.4 Поперечные хомуты устанавливаются из условия прочности

_s1 = N_o1 / A_s1 +  ΔN_ms * / A_ms  R_s1 _c1, (В.11)

где: _s1 – напружение в поперечных хомутах, МПа;

 = S H E_s / (S H E_ms,0 + 2 A_s1 E_s(1 – ^* )), (В.12)

N_o1 – расчетное усилие предварительного напряжения поперечных хомутов, МН;

A_s1 – площадь поперечного сечения хомутов, м²;

R_s1 – расчетное сопротивление стали по пределу текучести, МПа;

_c1 – коэффициент условий роботы поперечных хомутов ( см. 4 СНиП ІІ-23);

S – шаг поперечных хомутов, м;

Н – высота поперечного сечения каменного столба, м;

Е_s – модуль упругости стали, МПа.

Шаг хомутов принимается из условий

S  B; S  0,5 м; S  40 i_s, (В.13)

где В - ширина поперечного сечения каменного столба, м;

i_s - радиус инерции металлического уголка обоймы, м.

В.5 Максимальное значение усилия предварительного напряжения поперечных хому­- тов определяется из условия отсутствия вертикальных деформаций растяжения каменной кладки

N_ol,max  S(b – t) N_sс / (2A_ms ^* ) , (В.14)

где b и t - ширина и толщина полки металлического уголка, м.

Минимальное значение усилия предварительного напряжения поперечных хомутов принимается из условия обеспечения совместной работы каменной кладки и металлической обоймы

N_o1,min > A_s1(₁ + ₂ + ₃), (В.15)

где ₁ - потери от усадки раствора между обоймой и кладкой, МПа (допускается прини­- мать ₁ = 30 МПа);

₂ - потери от релаксации напряжений (₂ > 0), МПа;

₂ = (0,1N_o1 /А_s1) – 20 ; (В.16)

₃ - потери от деформаций обжатия кладки по поверхности трещин и раствора ме­- жду уголками обоймы и кладкой, МПа. При механическом способе натяжения потери напря­жений ₃ не учитываются.

8.6 Величина усилия предварительного напряжения металлических уголков N₀₂ обоймы-стойки принимается из условий:

N₀₂  0,01MH; N₀₂  N_se / n; N₀₂  N_s2 . (В.17)

8.7 Предварительное напряжение элементов обоймы-стойки необходимо осуществ­- лять по одной из трёх схем в зависимости от деформативности каменной кладки и металли­ческих уголков:

1) при условии _ms  _s2 в первую очередь выполняется предварительное напряже­- ние поперечных хомутов,

где: _ms = ΔN_ms /(A_ms E_ms,_o) ; (В.18)

_s2 = (N_s2 – N_o2)/(A_s2 E_s). (В.19)

Металлические уголки включаются в работу при нагрузке, МН

N = N_se + ΔN_se – ΔN_se,1 , (В.20)

где ΔN_se,₁ = (N_s2 – N_o2)(A_ms E_ms,_o + n A_s2 E_s) / ( A_s2 E_s); (В.21)

2) при условии _ms  _s2 в первую очередь выполняется предварительное напряже­- ние металлических уголков.

Поперечные хомуты включаются в работу при нагрузке, МН

N = N_se + ΔN_se – ΔN_se,₂ , (В.22)

где: ΔN_se,2 = ΔN_ms (A_ms Е_ms,o + n A_s2 E_s) / (A_ms E_ms,o); (В.23)

3) при условии _ms = _s2 поперечные хомуты и металлические уголки включаются в работу одновременно.

В.8 При моделировании совместной работы основания и сооружения в сложных ин­женерно-геологических условиях следует учитывать вертикальные и горизонтальные де­формации грунтов от нагрузок, передаваемых на основание, а также вынужденные верти­кальные и горизонтальные деформации основания от просадки, подработки, карстовых про­валов и т. п.

В.9 Площадь поперечного сечения предварительно напряжённых тяжей определяет­- ся из условия прочности кладки на срез

А_s = 0,2 R_сp L h / ( R_s _c) , (В.24)

где A_s - площадь поперечного сечения предварительно напряженных тяжей, м²;

R_ср - расчётное сопротивление срезу кладки по неперевязанному сечению, МПа;

L - длина стены, м ;

h - толщина стены, м;

R_s - расчётное сопротивление используемой стали по пределу текучести, МПа;

_c - коэффициент условий работы (при создании предварительного напряжения ме­ханическим путём с контролем усилий _c = 0,85; электротермическим путём с контролем уд­линений - _c = 0,75).

Включение тяжей в работу необходимо производить при достижении цементно-песчаным раствором 50 % прочности после зачеканки трещин.

Усилие предварительного напряжения тяжей n_o определяется по формуле

N_o = 0,5 А_s R_s _c, (В.25)

где N_o- усилие предварительного напряжения тяжей, МН.

ПРИЛОЖЕНИЕ Г (обязательное)