Наличие сеток в горизонтальных швах способствуют увеличению сопротивления кладки растягивающим усилиям.
Прочность кладки с сетчатым армированием из кирпича всех видов и керамических камней со щелевидными вертикальными пустотами, определяемая по формуле:
Rsk = R + (2m Rs / 100) £ 2R,
(при пустотности более 20% коэффициент 2 в формуле заменяется на 1,5), где
R – расчетное сопротивление сжатию неармированной кладки (по таб. 9.4);
Rs – расчетное сопротивление растяжению арматуры (определяется по таб. 2.6) при коэффициенте условий работы;
m – процент армирования каменной кладки по объему.
Рис. 9.4. Конструирование армокаменных столбов: а) – поперечное армирование, б) – продольное
армирование (1 - сетки прямоугольные (квадратные), 2 – сетки "зигзаг", 3 – продольная арматура,
4 – поперечная арматура)
Для определения процента армирования каменной кладки m необходимо сначала описать армирование, а именно, установить технические характеристики выбранной кладочной сетки () и шаг (S), с которым она укладывается по высоте элемента (см. рис. 9.4). Расчет элементов с сетчатым армированием при центральном сжатии проводится по формуле:
N £ mg*j*Rsk*A, где
N – расчетная продольная сила;
А = b*h – площадь сечения элемента;
mg = 1 (при h ³ 30 см);
j – коэффициент продольного изгиба;
Rsk – расчетное сопротивление при центральном сжатии для армированной кладки.
Процент армирования вычисляется по формуле:
Ast – площадь сечения арматурных стержней сетки (по таб.4.4);
c – шаг арматурных стержней сетки (см. рис. 9.4);
s – расстояние между сетками по высоте элемента (см. рис. 9.4).
Процент армирования кладки горизонтальными сетками при центральном сжатии должен быть в пределах 0,1%...1% и не превышать значения m, определяемого по формуле:
m = 50*(R / Rs).
Коэффициент продольного изгиба j для армокаменных конструкций устанавливается по табл. 9.3 в зависимости от упругой характеристики кладки и гибкости элемента.
Упругая характеристика кладки с сетчатым армированием ask определяется по формуле:
ask = a*(Ru / Rsku), где
a – упругая характеристика неармированной кладки;
Ru = 2R – временное сопротивление сжатию неармированной кладки.
Временное сопротивление сжатию кладки с сетчатой арматурой вычисляется по формуле
Rsn – нормативное сопротивление арматуры в армированной кладке (см. таб. 2.6). При этом для арматуры класса А240 нормативное сопротивление Rsn принимается без понижающего коэффициента, а для арматуры класса В500 – с коэффициентом условий работы 0,6.
Гибкость армокаменного элемента lh устанавливается аналогично гибкости каменного элемента без армирования.
Пример расчета несущей способности армокаменного столба с сетчатым армированием.
Исходные данные:
- площадь сечения кирпичного столба А = 0,26 м2 (размеры поперечного сечения b*h = 510х510 мм):
- расчетная высота кирпичного столба при неподвижных шарнирных опорах равна высоте этажа здания l0 = Hэтажа = 3,0 м, lh = 3,0 / 0,51 = 5,88;
- виды материалов: кирпич керамический одинарный пластического прессования полнотелый М100, раствор строительный для каменной кладки марки М75 (упругая характеристика кладки a = 1000), расчетное сопротивление кладки сжатию R = 2,0 МПа;
- горизонтальное армирование выполняется квадратными сетками (см. рис. 9.4) с ячейками 9,0x9,0 см (с = 9,0 см) из стержней (Ast = 0,126 см2, Rs = 415 МПа – по таб. 2.6), шаг сеток по высоте столба s = 15,4 см (6,5*2 + 1,2*2 = 15,4 см).
Алгоритм расчета
Процент армирования каменной кладки по объему:
Расчетное сопротивление армокаменного столба при центральном сжатии:
Rsk = 2,0 + (2x0,18x415 / 100) = 3,49 МПа £ 4,0 МПа.
Условие прочности центрально сжатого кирпичного столба с сетчатым армированием:
N £ mg*j*Rsk*A = 1x0,95x3,49x103x0,26 = 862 кН.
Временное сопротивление сжатию армированной кладки Rsk (арматура сетки класса В500, по табл. 2.6 Rsn = 500 МПа с понижающим коэффициентом условий работы 0,6) вычисляется по формуле:
Упругая характеристика кладки с сетчатым армированием определяется по формуле:
ask = a*(Ru / Rsku) = 1000*(4,0 / 5,08) = 787, при временном сопротивлении кладки сжатию Ru = 2*R = 2*2= 4,0 МПа.
Коэффициент продольного изгиба j = 0,95 при ask = 787, lh = 5,88 по таблице 9.3.
Коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки mg = 1 (размеры поперечного сечения кирпичного столба h = b = 510 мм ³ 300 мм).
Несущая способность армокаменного столба – 862 кН.