Вопрос №57 Неармированная кладка. Расчеты на прочность при центральном и внецентренном сжатии.

Каменная кладка является неоднородным телом, сост-м из камней и швов, заполненных р-ром. Этим обусловливаются следующие осо­б-ти ее работы: при сжатии кладки усилие пере­дается неравном вследствие местных неров­ностей и неодинаковой плотности отд-х уч-ов затвердевшего р-ра. В результате камни подвергаются не только сжатию, но также изгибу и срезу.

Расчет неармированной кладки Центральное сжатие.

Принимаем, что при этом напряжение в кладке распред-ся равном.

Разрушение таких эл-тов когда напряжения становятся равные пределу прочности σ=R_U для коротких эл-тов, от потери устойчивости для длинных эл-тов, в этом случае напряжения в кладке равны критическим σ = σ _CR которые меньше предела прочности σ _CR < R_U. На величину разрушающей нагрузки оказывает длительность ее действия несущая способность обеспечена если N≤N_U. N_U=R*A** m_G

R- расчетное сопротивление кладки, А- площ сеч-я кладки А=b*h

- коэф. продольного изгиба f от упругой хар-ки кладки

Гибкость кладки в общем виде λ=L₀/i

L₀- расчетная длина элем-та L₀=к*Н по фактической длине H с учетом условий закрепления; i – радиус инерции.

Для прямоуг. сечения λ_N=L₀/H

m_G- коэф. eчит-й длительность воздействия нагр-ки. = 1 и m_G = 1 - в закрепленных сечениях.

На центральное сжатие м/ работать каменные столбы, участки стен, простенки.

Внецентреное сжатие.

Под внецентренным сжатием понимается сжатие с эксцентриситетами относительно оси эл-та в одной плоскости. Это наиболее распространенный случай эксплуатации каменных конструкций. Хар-ер напряженного состояния и распределения напряж-я в сечении f от эксцентриситета приложения нагрузки.

а) Малый эксцентриситет. Все сечения сжаты, напряжения все имеют один знак, но отличаются по величине. Величина напряж-й с учетом неупругих деф-ций кладки распространяются криволинейно.

б) С увеличением эксцентриситета часть сечения оказывается растянутой σ_р<R,где σ_р - напряжение растяжения, R- расчетное сопративление кладки при растяжении

в) С дальнейшим увеличением эксцентриситета напряжения растяжений увеличиваются и достигают расчетного сопротивления при растяжении в этот момент образуются трещины по растянутой грани. Если дальше увеличивать эксцентриситет или сжимающую силу, то напряжения растяжения должны бы были увеличиваться, но они не могут превышать расчетного сопротивления при растяжении. Условие прочности при внецентренном сжатии для всех случаев точно вывести невозможно.

Для расчета применяются упрощения:

1.Растянутая зона сечения не работает.2.Эпюра напряжений в сжатой зоне принимается равномерной или прямоугольной.

Сжатая зона определяется в f от точки приложения сжимающей силы, с учетом этого принимается несущая способность обеспеченна если соблюдается условие N≤m_G*φ1*R*Ac*ω, где φ1= (φ+ φc)/2

Вопрос №58 Усиление кладки обоймами. Расчеты и конструирование.

Одним из наиболее эффективных методов повышения несущей способности каменных конструкций является заключения их в обойму. Обойма припятствует поперечному расширению кладки под нагрузкой в этом случае кладка под лейествием внешних сил работает всех стороннего сжатия т.е. и в прод. и попер. направление. Это значительно повышает её несущею способность. Усиление кладки обоймам широко используется для повышения несущей способности каменных элементов, в случае повышения нагрузки на них (реконструкция, модернизация, надстройки) или если в элементах кладки имеют дефекты при этом усиления позволяют полностью восстановить или даже повысить несущею способность каменных элементов используется три основных вида обойм:

1.Стальная обойма состоит из вертикальных уголков установленных по углам столба или простенков и горизонтальных планок, выполняющих роль хомутов, планки могут изготавливаться как из полосовой так и из круглой стали. После установки зазоры между уголками и кладкой зачеканиваются и выполняется защита от коррозии. Обойму можно покрыть слоем цементнопесчанного раствора марки 50-75 толщиной 25-30 мм. Иногда устанавливают металлическую сетку для более надежного обжатия в поперечном направление используют предварительно напряженные планки

2.Ж/б обойма выполняется из бетона класса В15, В20 С армированием вертикальными стержнями диаметром 6-10 мм и горизонтальными замкнутыми хомутами и арматура обетонируется. Толщина слоя бетона должна обеспечивать необходимую величину защитного слоя .

3.Растворная обойма она похожа на бетонную, но вместо бетона берется р-вор марки 75 или 100 толщина слоя р-вора около 4см, а армир-ние берётся из минимальных диаметров стержней кот приняты для жб обоймы они здесь являются конструктивными. Использование всех видов обойм наиболее эффективно при центральном сжатие или внецентренном , когда сжимающая сила не выходит за ядро сечения.

Расчет элементов усиленных обоймами вып-тся исходя из следующих положени:

Стальная и жб обойма могут воспринимать часть действующей силы N, растворная обойма не воспринимает внешнею продольную силу, а только ограничивает поперечную деформацию кладки как и другие обоймы за счет чего по↑прочность кладки и несущая способность элемента

Условие прочности

Стальная обойма

 - учитывает что не всё сечение сжато

- коэффициент продольного изгиба определяется по  (упругая характеристика кладки)

R_у – расчетное сопротивление стали уголков

А_ст – площадь сечения уголков

R_sw – расчетное сопротивление поперечных стержней или планок.

m_k – коэф. условий работы кладки

Ж/б обойма

А_B – площадь бетона обоймы в поперечном сечении

R_B – расчетное сопротивление бетона

m_B – коэф. условий работы бетонной обоймы.