РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ, РАБОТАЮЩИХ НА ИЗГИБ, РАСТЯЖЕНИЕ И СРЕЗ

Расчет изгибаемых элементов каменных конструкций выполняется только для перевязанных сечений. Работа кладки на изгиб по неперевязанному сечению не допус­кается. Изгибу подвержены подпорные стенки и стены подвалов, находящиеся под давлением грунта, простенки, испытывающие воздействия от собственного веса и давления ветра, а также некоторые другие конструк­ции. При изгибе в поперечном сечении элемента действу­ют два внутренних силовых фактора: изгибающий мо­мент и поперечная сила, причем кладка считается упру­гим материалом.

Несущая способность при изгибе определяется по формулам сопротивления материалов. Расчетная фор­мула при действии изгибающих моментов имеет следую­щий вид:

M<R_tbW, (19.23)

здесь R_tb — расчетное сопротивление кладки растяжению при изги­бе по перевязанному сечению; W — упругий момент сопротивления кладки.

Несущую способность сечения при действии попереч­ной силы определяют по сопротивлению кладки главным растягивающим напряжениям по наклонному сечению и вычисляют по следующей формуле:

Q<R_twbz, (19.24)

где R_tw — расчетное сопротивление кладки главным растягивающим напряжениям при изгибе; b — ширина сечения (толщина стены); z — плечо внутренней пары сил, для прямоугольного сечения z= (2/3) h ≈ 0,67h.

Центральное растяжение наблюдается в стенах круг­лых резервуаров, силосов и других емкостей. Расчет ве­дут по перевязанному сечению, так как проектировать и возводить конструкции, в которых возможна работа каменной кладки на растяжение по неперевязанному се­чению, не разрешается. Условие расчета по первой груп­пе предельных состояний имеет следующий вид:

N<R_t A_n, (19.25)

где N — расчетная сила при осевом растяжении; R_t — расчетное со­противление каменной кладки растяжению по перевязанному сече­нию; А_п — расчетная площадь сечения нетто (за вычетом площади вертикальных швов).

Работа на срез по горизонтальным швам элементов каменных конструкций возможна в подпорных стенах и стенах подвалов, а также в опорных зонах изгибае­мых конструкций, где действуют значительные попереч­ные силы. Сопротивление срезу (сдвигу) определяется касательным сцеплением раствора с камнем и силой тре­ния камня по шву, зависящих от веса лежащей выше части кладки.

Условие расчета каменной кладки по неперевязан­ному сечению и перевязанным швам бутовой кладки на срез имеет вид

(19.26)

где R_sg — расчетное сопротивление кладки на срез по неперевязан­ному сечению; 0,8 — поправочный коэффициент, учитывающий умень­шение сил трения из-за возможного увлажнения швов и других не­благоприятных условий работы; n — коэффициент, учитывающий тип кладки (для сплошного кирпича и камней n=1, пустотелого — n=0,5);

μ — коэффициент трения камня по шву (для кирпичной кладки μ =0,7); σ₀=N/A — среднее напряжение сжатия в расчетном горизонтальном шве кладки (N — наименьшее расчетное усилие от собственного веса расположенного выше участка кладки, вычислен­ное с учетом коэффициента надежности по нагрузке γ_f⁼0,9); A — площадь рассчитываемого сечения.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. От каких факторов зависит прочность каменной кладки?

2. Перечислите стадии работы кладки при осевом сжатии.

3. Как определяется прочность кладки?

4. Укажите деформативные свойства кладки, назначение моду­ля деформации.

5. Какова прочность кладки при растяжении, срезе и изгибе?

6. Как выполняется расчет каменных конструкций по предель­ным состояниям?

7. Как выполняется расчет по второй группе предельных состо­яний (деформациям и раскрытию трещин)?

8. Как выполняется расчет элементов каменных конструкций
при центральном сжатии?

9. Как определяется гибкость и оценивается ее влияние на не­сущую способность cжатых элементов?

10.Каким образом учитывается влияние длительности действия внешней нагрузки на несущую способность кладки?

11.Как производится расчет каменных конструкций при мест­ном сжатии?

12.Каким образом рассчитывают внецентренно сжатые элемен­ты из каменной кладки?

13.Как выполняется расчет каменной кладки, работающей на изгиб, растяжение и срез?

Глава 20. Армированные каменные конструкции