Практическое занятие 3. Расчет каменных элементов, усиленных железобетонной обоймой

Расчет каменных элементов, усиленных железобетонной обоймой

Теоретическая часть

Для каждого типа конструкций следует рассмотреть варианты усиления (реконструкции), аргументировать их выбор с учетом преимуществ или недостатков в зависимости от функциональных особенностей здания и его назначения.

Привести подробное описание усиления в части использования материалов, способов его выполнения и конструктивной особенности.

В результате должны быть сформированы зоны с однотипными видами усиления, которые затем должны быть указаны на чертежах.

При назначении типов усиления необходима оценка решений с позиций технологичности, техничности, экономичности.

Все принятые виды усиления должны быть размещены на планах и разрезах здания. Одним из наиболее эффективных методов повышения несущей способности существующей каменной кладки является включение ее в обойму. В этом случае кладка работает в условиях всестороннего сжатая, что значительно увеличивает ее сопротивляемость воздействию продольной силы.

Применяются три основных вида обойм: стальные, железобетонные и армированные растворные. Железобетонная обойма выполняется из бетона классов 7,5 – 15 с армированием вертикальными стержнями и сварными хомутами. Расстояние между хомутами должно быть не свыше 15 см. Толщина обоймы назначается по расчету и принимается от 6 до 10 см.

Задача

Наиболее эффективно – усиление обоймой. Железобетонная обойма выполняется из бетонов классов В12,5 – В15, армируется вертикальными стержнями и сварными хомутами. Расстояние между хомутами должно быть не свыше 15 см. толщина обоймы назначается по расчету и принимается от 6 до 10 см.

Проверка несущей способности по условию:

∑N ≤ ψ х φ х[(m_g х m_k х R_к+η х (ЗμR_sw)/(1+μ100)) х А + m_bR_bA_b + R_SCA_S'];

ψ= l – 2 x e_o/h; η= l – 4 x e_o/h;

N – продольная сила;

А – площадь сечения усиливаемой кладки (без обоймы);

A_s' – площадь сечения продольной арматуры железобетонной обоймы;

А_ь – площадь сечения бетона обоймы, (без учета защитного слоя);

R_sw – расчетное сопротивление поперечной арматуры обоймы;

R_sc – расчетное сопротивление продольной сжатой арматуры;

φ –коэффициент продольного изгиба (значение а принимается как для не усиленной кладки);

m_g – коэффициент, учитывающий влияние длительного действия нагрузки;

m_к – коэффициент условия работы кладки, принимаемый для кладки без повреждений равным 1 и для кладки с трещинами – 0,7;

m_b – коэффициент условий работы бетона, принимаемый равным 1 – при передаче

нагрузки на обойму; 0,35 – без непосредственной передачи нагрузки на обойму;

μ = (2 x A_s x (h+b) x l00)/(h x b x S) – процент армирования хомутами или поперечными

планками;

h, b, – размеры сторон усиливаемого элемента;

S – расстояние между осями планок или между хомутами (S ≤ 15 см).

Рассмотрим вариант усиления железобетонной обоймой.

Задаемся минимальной толщиной обоймы по конструктивным соображениям, а = 6 см, бетон класса В12,5 (ячеистый) с R_b = 7 мПа. Принимаем армирование обоймы продольными стержнями d l6 A-I с R_s = 43 мПа (см. таблицу 2). Всего продольных стержней 8d l6 A-I с A_s = 16,08 см². Поперечные стержни d l6 A-I с R_sw = 150 мПа (табл. 2). Эти стержни пропускают сквозь стену и заанкеровывают в обойме. Они пропускаются два по торцам и один посередине простенка – получаем 3d8 A-I A_sw = 6,03 см². По высоте эти стержни устраиваются с шагом S = 50 см. Кроме этого ставим конструктивно по периметру сетку из проволочной арматуры d5 Вр-1 с ячейкой 150 ^х 150 мм. Арматура сетки в расчете не учитывается.