6.24. Как рассчитывают каменные колонны и простенки, усиленные обоймами?
При усилении каменных колонн и простенков поперечная арматура и планки играют куда более заметную роль, чем при усилении железобетонных колонн. Это вызвано, с одной стороны, большей деформативностью каменной кладки, а с другой — более основательными экспериментальными исследованиями, выполненными еще на рубеже 1940-50-х гг. В расчетные формулы несущей способности усиленной кладки (см. "Пособие по проектированию каменных и армокаменных конструкций", М., 1989) входят два главных слагаемых — несущая способность кладки и несущая способность вертикальных элементов обоймы (уголков или бетона с продольной арматурой).
Несущая способность кладки зависит от марки кирпича и раствора, от наличия в ней дефектов и повреждений и от объемного процента внешнего поперечного армирования (планок или хомутов). Например, при наличии поперечных планок сечением 5 х 60 мм с шагом по высоте 500 мм (объемный процент армирования 0,47%) прочность колонны сечением 510x510 мм из кирпича марки 75 на растворе марки 50 повышается на 62%. Однако с увеличением поперечного армирования его влияние затухает. В том же примере увеличение сечения планок или уменьшение их шага вдвое дает дополнительное повышение расчетного сопротивления кладки всего на 19%.
Несущая способность вертикальных элементов обоймы зависит от площади их сечения, класса (марки) стали и бетона и от способов закрепления концов обоймы. Если оба конца уперты в соответствующие конструкции, т. е. нагрузка с вышележащих конструкций непосредственно передается на обойму, а с нее на нижележащие конструкции, то расчетное сопротивление вертикальных уголков и продольной арматуры принимается с коэффициентом 0,85, а бетона — с коэффициентом 1,0. Если уперт только один конец, то с коэффициентами соответственно 0,6 и 0,7, если непосредственной передачи нагрузки нет, то соответственно 0,2 и 0,35. В последнем случае продольные напряжения в вертикальных элементах обойм образуются благодаря совместным деформациям за счет сил сцепления (или трения) с поверхностью кладки.
6.25. Как передать часть нагрузки непосредственно на вертикальные уголки стальных обойм?
Передавать нагрузку удобнее всего через горизонтальные (упорные) уголки, которые через тонкий выравнивающий слой раствора следует плотно прижать к опорным поверхностям соответствующих конструкций — балок, перемычек, фундаментов и т. п., а затем приварить к вертикальным уголкам (рис. 68).
Однако возможности передавать нагрузку на вертикальные уголки существенно ограничены, о чем всегда следует помнить. Во-первых, при усилении промежуточных колонн многоэтажных зданий нагрузка от уголков будет передаваться на нижележащие перекрытия. Для такой передачи должна быть уверенность в том, что эти перекрытия в состоянии воспринять дополнительную нагрузку. Во-вторых, чтобы передать хотя бы часть нагрузки, необходимо эту часть с перекрытия (покрытия) предварительно снять.
Наконец, в многоэтажных зданиях, чтобы загрузить уголки обоймы нижнего этажа, мало разгрузить перекрытия всех этажей, нужно еще усилить обоймами все выше расположенные колонны, уголки которых будут передавать по цепочке нагрузку на нижнюю обойму. Если обоймы на выше расположенных колоннах не установить, то на уголки нижней колонны будет передаваться только та часть нагрузки, которая была временно снята с перекрытия одного нижнего этажа. В силу перечисленных причин использовать в полной мере несущую способность вертикальных уголков без их предварительного напряжения удается крайне редко.
