Главная | Обратная связь

РОЗРАХУНОК КОНСТРУКЦІЙ ПІДСИЛЕННЯ ЦЕГЛЯНОЇ КЛАДКИ

Практичне заняття 1

 

1.1 Розрахунок конструкцій з цегляної кладки, підсиленої ненапружуваними металевими обоймами, при центральному і відцентровому стисканні при ексцентриситетах, що не виходять за межі ядра перерізу, виконується за формулами:

 

(1.1)

при залізобетонній обоймі:

(1.2)

при армованій розчинній обоймі:

. (1.3)

Коефіцієнти y і h приймаються при центральному стисканні y = 1 і h = 1 - при від-центровому стисканні (за аналогією з відцентрове стиснутими елементами із сітчастим ар-муванням).

(1.4)

(1.5)

де N - поздовжня сила, МН;

A_ms - площа перерізу підсилюваної кладки, м²;

- площа перерізу поздовжніх кутиків сталевої обойми чи поздовжньої арматури залізобетонної обойми, м²;

А_b - площа перерізу бетону обойми, укладена між хомутами і кладкою (без урахування захисного шару), м²;

R_sw - розрахунковий опір поперечної арматури обойми, МПа (табл. 2);

R_sc - розрахунковий опір кутиків чи поздовжньої стиснутої арматури, МПа (табл.2);

j - коефіцієнт поздовжнього вигину (при визначенні j значення пружної характеристики a_{ms -} приймається як для непідсиленої кладки (див. 4.2 СНіП 11-22);

m_g - коефіцієнт, що враховує тривалий вплив навантаження (див. 4.7 СНіП П-22);

т_k - коефіцієнт умов роботи кладки, прийнятий рівним 1 для кладки без тріщин, для кладки з тріщинами - 0,7;

m_b - коефіцієнт умов роботи бетону, що приймається рівним 1 при передачі навантаження на обойму і наявності опори знизу обойми; 0,7 - при передачі навантаження на обойму і відсутності опори знизу обойми і 0,35 - без безпосередньої передачі навантаження на обойму;

m - відсоток армування хомутами і поперечними планками, що визначається формулою

(1.6)

де A_s - площа перерізу хомута чи поперечної планки, м ;

h і b - розміри сторін підсилюваного елемента, м (h - висота перерізу в площині дії зги- нального моменту);

s - відстань між осями поперечних зв'язків при сталевих обоймах, м (h ³ b £ s, але не більше 0,5 м) або між хомутами при залізобетонних і штукатурних обоймах (s £ 0,15м);

е_о - ексцентриситет поздовжньої сили N щодо центра ваги перерізу, м (див. 4.7 СНіП ІІ-22).

 

 

1.2 Розрахунковий опір арматури обойми при влаштуванні обойм приймається за табл. 1.1.

Таблиця 1.1 - Розрахунковий опір арматури обойми при влаштуванні обойм

Армування	Розрахунковий опір арматури, МПа
Сталь класу
А-І (А240)	А-ІІ (А300), А-ІІІ (А400)
Поперечна арматура
Поздовжня арматура без безпосереднього передання навантаження на обойму
Те саме, при переданні навантаження на обойму з однієї сторони
Те саме, при переданні навантаження з двох сторін

 

1.З Несуча спроможність центрально-стиснутих кам'яних стовпів, підсилених по-передньо напруженими металевими навісними обоймами, МН

 

N = N_se + m_q φ ΔN_ms , (1.7)

те саме - обоймами-стояками:

 

N = N_se + m_q φ (ΔN_ms + nN_s2), (1.8)

 

де m_g - коефіцієнт, що враховує вплив тривалого навантаження;

DN_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^* ; (1.9)

m^* = 0,5-(1-2m)s_z / {2,2R_u½ln(1-s_z / (1,1 R_u))½} ; (1.9.а)

s_z = N_se/A_ms ; (1.9.б)

m = 0,2,

 

де R_1,t - мінімальна міцність цегли зовнішньої верстви на розтяг при вигині, МПа;

μ^* - коефіцієнт Пуассона, що приймається з урахуванням пластичних деформацій кладки і дорівнює 0,35 ¸ 0,50

N_s2 = φ_s2 A_s2 R_s2 ¡_c2 , (1.10)

дe φ_s2 - коефіцієнт поздовжнього вигину кутика з розрахунковою довжиною, яка дорівнює кроку поперечних хомутів;

A_s2 – площа поперечного перерізу кутика, м²;

R_s2 – розрахунковий опір сталі кутика за межею текучості, МПа;

¡_c2 – коефіцієнт умов роботи кутика (див. 4 СНіП ІІ-23).

 

1.4 Поперечні хомути встановлюються, виходячи з умови міцності

s_s1 = N_o1 / A_s1 + a ΔN_ms m* / A_ms £ R_s1 ¡_c1, (1.11)

де: s_s1 – напруження поперечних хомутів, МПа;

a = S H E_s / (S H E_ms,0 + 2 A_s1 E_s(1 – m^* )), (1.12)

N_o1 – розрахункове зусилля попереднього напруження поперечних хомутів, МН;

A_s1 – площа поперечного перерізу хомутів, м²;

R_s1 – розрахунковий опір сталі за межею текучості, МПа;

¡_c1 – коефіцієнт умов роботи поперечних хомутів (див. 4 СНіиП ІІ-23);

S – крок поперечних хомутів, м;

Н – висота поперечного перерізу кам’яного стовпа, м;

Е_s – модуль пружності сталі, МПа.

Крок хомутів приймається з умов

S £ B; S £ 0,5 м; S £ 40 i_s, (1.13)

де: В – ширина поперечного перерізу кам’яного стовпа, м;

i_s – радіус інерції металевого кутика обойми, м.

 

 

1.5 Максимальне значення зусилля попередньої напруги поперечних хомутів визначається, виходячи з умови відсутності вертикальних деформацій розтягу кам’яної кладки

N_ol,max £ S(b – t) N_sс / (2A_ms m^* ) , (1.14)

де: b і t – ширина і товщина полиці металевого кутика.

 

Мінімальне значення зусилля попереднього напруження поперечних хомутів приймається, виходячи з умови забезпечення спільної роботи кам'яної кладки і металевої обойми

N_o1,min > A_s1(s₁ + s₂ + s₃), (1.15)

де: s₁– втрати від усадки розчину між обоймою і кладкою, МПа (допускається приймати s₁ = 30 МПа) ;

s₂ – втрати від релаксації напружень (s₂ > 0), МПа;

s₂ = (0,1N_o1 /А_s1) – 20 , (1.16)

s₃ – втрати від деформацій обтиснення кладки по поверхні тріщин і розчину між кутиками обойми і кладкою, МПа. При механічному способі натягу втрати напруг s₃ не враховуються.

 

В.6 Величина зусилля попереднього напруження металевих кутиків N₀₂ обойми стояка приймається, виходячи з умов:

N₀₂ ³ 0,01MH; N₀₂ £ Nse / n; N₀₂ £ N_s2 . (1.17)

1.7 Попереднє напруження елементів обойми-стояка необхідно здійснювати за однією з трьох схем у залежності від деформативності кам'яної кладки і металевих кутиків:

1) за умови e_ms>e_s2 у першу чергу виконується попереднє напруження поперечних хомутів,

де: e_ms = ΔN_ms /(A_ms E_ms,_o) ; (1.18)

 

e_s2 = (N_s2 – N_o2)/(A_s2 E_s). (1.19)

 

Металеві кутики включаються в роботу при навантаженні, МН

 

N = N_se + ΔN_se – ΔN_se,1 , (1.20)

 

де: ΔN_se,₁ = (N_s2 – N_o2)(A_ms E_ms,_o + n A_s2 E_s) / ( A_s2 E_s); (1.21)

 

2) за умови e_ms < e_s2 у першу чергу виконується попереднє напруження металевих кутиків.

 

Поперечні хомути включаються в роботу при навантаженні, МН

 

N = N_se + ΔN_se – ΔN_se,₂ , (1.22)

 

де: ΔN_se,2 = ΔN_ms (A_ms Е_ms,o + n A_s2 E_s) / (A_ms E_ms,o); (1.23)

 

3) за умови e_ms = e_s2 поперечні хомути і металеві кутики включаються в роботу одночасно.

 

1.8 При моделюванні спільної роботи основи і споруди в складних інженерно-геологічних умовах необхідно враховувати вертикальні і горизонтальні деформації ґрунтів від навантажень, переданих на основу, а також - примусові вертикальні і горизонтальні деформації основи від осідання, підробітку, карстових провалів тощо.

 

1.9 Площа поперечного перерізу попередньо напружених тяжів визначається з умови міцності кладки на зріз

 

А_s = 0,2 R_зp L h / ( R_s ¡_c) , (1.24)

 

де: А _s – площа поперечного перерізу попередньо напружених тяжів, м²;

R_зp – розрахунковий опір зрізу кладки по неперев'язаному перерізі, МПа;

L – довжина стіни, м ;

h – товщина стіни, м;

R_s – розрахунковий опір сталі, що використовується, за межею текучості, МПа;

¡_c – коефіцієнт умов роботи (при створенні попередньої напруги механічним шляхом з контролем зусиль ¡_c = 0,85; електротермічним шляхом з контролем подовжень – ¡_c = 0,75).

Включення тяжів у роботу необхідно робити при досягненні цементно-піщаним розчином 50 % міцності після зачеканювання тріщин.

 

Зусилля попереднього напруження тяжів N_o визначається за формулою

 

N_o = 0,5 А_s R_s ¡_c, (1.25)

 

де: N_o– зусилля попередньо напружених тяжів, МН.