Повышение несущей способности существующей каменной

Основные положения расчета каменных конструкций
1. Расчет несущей способности существующего внецентренно сжатого столба (по СНиП II-22-81).
Несущая способность столба без трещин на внецентренное сжатие в плоскости эксцентриситета:
Nu=mgφ1RAсω
(1)
R – расчетное сопротивление кладки (Таблица 1);
φ1 - коэффициент продольного изгиба:
φ1=(φ+φс)/2
—
при λh=l0/h),
φс
— коэффициент продольного изгиба сжатой части (φс
при α кладки по Таблице 2, hс= h-2е0 и при λhс=l0/hс);
mg — коэффициент, учитывающий влияние длительного воздействия нагрузки, (mg=1 при
размерах сечения не менее 30 см);
Aс – площадь сжатой части сечения:
Aс=A(1-2е0 / h)
А – площадь полная сечения кладки;
ω – коэффициент увеличения прочности кладки при внецентренном сжатии:
ω=1+е0 /h но не более 1,45.
Несущая способность столба без трещин на центральное сжатие в перпендикулярной плоскости:
Nu=mgφRA
(2)
Несущая способность существующего внецентренно сжатого столба без трещин Nu принимается
наименьшей из значений, определенных из расчета по формулам (1) и (2).
При наличии трещин несущая способность столба:
Nu,тр = Nu Ктр.
(3)
2. Определение увеличенной расчетной продольной силы.
Расчетная продольная сила увеличена до:
N=1,5Nu, или до N=1,5Nu,тр.
(4)
3. Расчет усиления стальной обоймой (по Пособию к СНиП II-22-81).
Несущая способность столба, усиленного стальной обоймой обеспечена, если соблюдается N≤
Где:
N - расчетная продольная сила;
Nu - несущая способность столба, усиленного стальной обоймой:
Nu
Nu= ψφ[(mgmkR+ηmμRsw)А+RscA's]
(5)
ψ - коэффициент условий работы обоймы с кладкой:
ψ=1-2е0/h
R – расчетное сопротивление кладки (Таблица 1) с учетом сечения;
1
— коэффициент продольного изгиба (значение α принимается как для не усиленной
mg — коэффициент, учитывающий влияние длительного воздействия нагрузки, (mg=1 при
размерах сечения не менее 30 см);
mk - коэффициент условий работы кладки (mk = 1 для кладки без повреждений и mk = 0,7 — для
кладки с трещинами);
η - коэффициент условий работы хомутов:
η =1-4е0/h.
Rsw - расчетное сопротивление поперечной арматуры обоймы (Таблица 4);
mμ - коэффициент эффективности хомутов, зависит от вида обоймы и процента армирования:
mμ=0,025μ/(1+2,5μ);
μ — процент армирования хомутами или поперечными планками должен быть не менее 0,1%:
μ=200Asw(h+b)/hbs, рекомендуется принимать μ ≤ 1-1,5%,
где h u b — размеры сторон усиливаемого элемента,
Asw – площадь сечения одного хомута из арматуры диметром от 6 мм до 12 мм (Таблица 5), или
планки сечением от 35х5 мм до 60х12 мм,
s — расстояние между осями поперечных связей при стальных обоймах s ≤h , s ≤b и s ≤50 см.
А - площадь сечения усиливаемой кладки;
Rsc - расчетное сопротивление уголков продольных (Таблица 4);
A's - площадь сечения продольных уголков (Таблица 6).
Справочные данные для расчета каменных конструкций
Таблица 1 (Таблица 2 [1])
Марка
кирпича
125
100
75
Расчетные сопротивления R, МПа
(кгс/см2), сжатию кладки марке раствора
75
50
25
1,9(19)
1,7(17)
1,4(14)
1,7(17)
1,5(15)
1,3(13)
1,4(14)
1,3(13)
1,1(11)
Расчетные сопротивления кладки сжатию, следует
умножать на коэффициент условий работы, равный:
0,8 - для столбов и простенков площадью сечения
0,3 м2 и менее
Таблица 2 (Таблица 15 [1])
Упругая характеристика
α при марке раствора
25-200
Вид кладки
Из
кирпича
глиняного
пластического прессования
Из кирпича силикатного
6
8
10
12
0,283
0,222
0,395
0,617
0,888
0,503
0,785
1,131
—
—
+
+
+
+
+
+
Знак "+" означает наличие диаметра в сортаменте для
арматуры данного класса.
Планки из листовой стали принимать толщиной 5-12 мм
и шириной 35-60 мм, площадь определять по размерам
сечения.
1000
Таблица 6 (Таблица 1 по ГОСТ 8509-93)
750
Таблица 3 (Таблица 18 [1])
Гибкость
Таблица 5 (Таблица 1 по ГОСТ 5781-82)
Диаметр
Площадь
арматуры
Диаметр
Масса 1 м
поперечного
стержня, мм
длины, кг
A-I
сечения, мм2
A-II
A-III
Коэффициент продольного изгиба φ при
упругих характеристиках кладки α
Профиль
уголка
Площадь поперечного
сечения, мм2
Масса 1 м длины,
кг
50х5
63х5
70х5
480
613
686
3,77
4,81
5,38
878
938
1061
1228
6,89
7,36
8,33
9,64
1375
1560
10,79
12,25
h
1000
750
4
6
8
1
0,96
0,92
1
0,95
0,9
75х6
80х6
90х6
90х7
10
12
14
0,88
0,84
0,79
0,84
0,79
0,73
100х7
100х8
λh=l0/h или λhс=l0/hс
l0 - расчетная высота (длина) элемента;
h - размер прямоугольного сечения.
Таблица 4 (Таблица 15 [2])
Расчетные сопротивления арматуры и
проката, МПа (кгс/см2)
Армирование
сталь класса
A-I или
С235-С275
сталь класса не ниже
A-II или С285
150 (1500)
190 (1900)
43 (430)
55 (550)
То же, при передаче нагрузки на обойму с одной стороны Rsc
130 (1300)
160 (1600)
Тоже, при передаче нагрузки с двух сторон Rsc
190 (1900)
240 (2400)
Поперечная арматура Rsw
Продольная арматура без непосредственной передачи нагрузки на обойму Rsc
Рекомендуемая литература для расчета и конструирования каменных конструкций
1. СНиП II-22-81. Каменные и армокаменные конструкции. М.: Стройиздат, 1983 г. (с изменениями
2003 г.)
2. Пособие по проектированию каменных и армокаменных конструкций (к СНиП II -22-81) М.: ЦИТП
Госстроя СССР, 1989 г.
3. Рекомендации по усилению каменных конструкций зданий и сооружений / ЦНИИСК им. Кучеренко.
- М.: Стройиздат, 1984 г.
4. СНиП 3.03.01-87. Несущие и ограждающие конструкции. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988 г.
5. Вахненко П.Ф. Каменные и армокаменные конструкции. – Киев: Будивэльник. 1990 г.
6. Н.Н. Попов, М. Чарыев. Железобетонные и каменные конструкции.– М.: Высшая школа, 1996 г.