РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ АРМИРОВАННЫХ КАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Общие сведения В строительстве применяются следующие виды армирования каменных конструкций: - поперечное (сетчатое с расположением арматурных сеток в горизонтальных швах кладки); - продольное (с расположением арматуры снаружи под слоем цементного раствора или в бороздах, оставляемых в кладке); - армирование (усиление) посредством включения в кладку железобетона (комплексные конструкции). Армирование каменных конструкций значительно повышает их несущую способность и монолитность, обеспечивает совместную работу отдельных частей зданий, а также является основным способом увеличения сейсмостойкости каменных конструкций и здания в целом. Марка кирпича, применяемая для армокаменных конструкций, должна быть не менее 75, камня - не менее 35 и раствора - не менее 50. 2
Защитный слой цементного раствора для армокаменных конструкций с арматурой, расположенной снаружи кладки, должен иметь толщину (от внешней грани рабочей арматуры) не менее указанной в табл. 28. 1. Таблица 28. 1 Защитный слой, мм, для конструкций, расположенных Армированные в помещениях с на открытом во влажных и мокрых конструкции нормальной воздухе помещениях, а также в влажностью резервуарах, фундаментах и т. п. Балки и столбы 20 25 30 Стены 10 15 20 Процент армирования стены горизонтальной арматурой, учитываемой в расчете, должен быть не ниже 0, 05 для каждого направления. Расстояние между вертикальными и горизонтальными стержнями не должно превышать 8 h, где h - толщина стены. 3
Армирование стен должно предусматриваться с соблюдением следующих правил: - горизонтальная арматура стен, как правило, располагается в швах кладки; - при однозначной нагрузке устанавливается одиночная продольная арматура с растянутой стороны стены, а при знакопеременной нагрузке - двойная (двусторонняя арматура); - вертикальная арматура, конструктивная или работающая на растяжение, расположенная снаружи стены, связывается хомутами не реже чем через 30 диаметров; - тонкие стены из кирпича "на ребро" могут быть армированы вертикальными и горизонтальными стержнями в швах кладки с размерами ячеек арматурной сетки 52 х52 или 52 х65 см; - концы горизонтальных и вертикальных стержней рекомендуется заделывать в устойчивые прилегающие конструкции (капитальные стены, колонны, обвязочные балки и т. п. ) и заанкеривать. 4
При продольном армировании стен (например, в армокаменных поясах) допускается применение стержней арматуры диаметром до 12 мм с утолщением шва до 25 мм. Элементы с сетчатым поперечным армированием (столбы, простенки, отдельные участки) Сетчатое армирование (рис. 28. 1) применяют для усиления тяжело нагруженных колонн и простенков, имеющих небольшую гибкость. При эксцентриситетах, выходящих за пределы ядра сечения (для прямоугольных сечений ), а также при или сетчатое армирование применять не следует, т. к. оно не повышает несущей способности кладки. 5
Рис. 28. 1. Сетчатое армирование каменных конструкций а – квадратная сетка; б – прямоугольная сетка; 1 – арматурная сетка; 2 – выпуск арматурной сетки для контроля ее укладки 6
Арматурные сетки типа «зигзаг» (рис. 28. 2) укладываются в горизонтальные швы стен или столбов на расстояния s. Рис. 28. 2. Армирование каменных конструкций сеткой типа «зигзаг» 7
Диаметр стержней принимают не менее 3 и не более 6 мм для сеток с перекрестными стержнями и 8 мм для сеток «зигзаг» . Расстояние с между стержнями в сетке должно быть не более 120 и не менее 30 мм. Толщина швов кладки армокаменных конструкций должна превышать толщину сетки не менее чем на 4 мм. Сетки укладывают не реже, чем через 400 мм (для кирпичной кладки из обыкновенного кирпича – не реже, чем через 5 рядов). Сетки «зигзаг» укладывают в 2 смежных рядах кладки, чтобы направление стержней в них было взаимно перпендикулярно. Две уложенные таким образом сетки «зигзаг» равнозначны сетке с перекрестными стержнями того же сечения. Концы стержней сеток выпускают на 2 – 3 мм из швов кладки для контроля укладки сеток. 8
Насыщение кладки арматурой характеризуется процентом армирования где Vs и Vk – объем соответственно арматуры и кладки. Для получения необходимого эффекта от сетчатого армирования его количество должно составлять не менее 0, 1%. Во избежание недоиспользования арматуры процент ее должен быть не более 1 %. Сетки, введенные в горизонтальные швы, препятствуют поперечным деформациям кладки и повышают ее несущую способность. Согласно нормам при центральном сжатии расчетное сопротивление сжатию для армированной кладки из кирпича всех видов при высоте ряда не более 150 мм определяется 9
При прочности раствора (в процессе возведения каменной конструкции) ниже 2, 5 Мпа где R – расчетное сопротивление сжатию неармированной кладки в рассматриваемый срок твердения раствора; R 25 – расчетное сопротивление кладки при марке раствора 25; Rs – расчетное сопротивление арматуры, умножаемое на коэффициент условий работы (табл. 28. 2). При прочности раствора более 2, 5 МПа отношение =1. 10
Таблица 28. 2 При внецентренном сжатии на величину расчетного сопротивления армированной кладки, кроме процента армирования, влияет эксцентриситет е 0. При марке раствора 50 и выше расчетное сопротивление равно 11
При марке раствора ниже 25 (в процессе возведения) Расчет кладки с сетчатым армированием -при центральном сжатии - при внецентренном сжатии Для прямоугольного сечения при внецентренном сжатии расчет кладки определяется Для определения φ по табл. 28. 3 необходимо знать упругую характеристику армированной кладки где Ru - средний предел прочности (временное сопротивление) сжатию кладки, равный ; Rsku - средний предел прочности для кладки с сетчатой арматурой 12
к – коэффициент, принимаемый для кладки из кирпича, равный 2, 0; Rsn – нормативное сопротивление арматуры. При использовании арматурной проволоки Bp-I вводится коэффициент 0, 6. При расчете кладки с сетчатым армированием на смятие расчетное сопротивление кладки Rc, определяемое как , принимается большим из двух значений: Rc, определяемый как для неармированной кладки, и Rc = Rsk, где Rsk – расчетное сопротивление кладки с сетчатым армированием при осевом сжатии. Элементы с продольным армированием Продольное армирование кладки – наружное и внутреннее (рис. 28. 3) – принимается в основном в промышленных зданиях для тяжело загруженных столбов и простенков значительной гибкости, а также при внецентренном сжатии с большими эксцентриситетами приложения продольной силы. 13
Рис. 28. 3. Продольное армирование кирпичных конструкций (столбов, стен и др. ) а - наружное расположение арматуры; б - расположение арматуры в штрабе кладки; 1 - поперечные хомуты; 2 - продольная арматура 14
Шаг хомутов должен быть не более 15 d для наружной арматуры (рис. 28. 3, а) и 20 d – для внутренней (рис. 28. 3, б), d – диаметр стержней продольной арматуры. Для конструктивной или работающей на растяжение продольной арматуры, расположенной снаружи, шаг хомутов принимают не более 80 d. Защитный слой цементного раствора для армокаменных конструкций с арматурой, расположенной снаружи кладки, должен иметь толщину не менее указанной в табл. 28. 3. Таблица 28. 3 15
Количество арматуры, учитываемой при расчете столбов и простенков, должно составлять не менее, %: - для сжатой продольной арматуры 0, 1 - для растянутой продольной арматуры 0, 05 Расчет несущей способности армокаменных конструкций с продольным армированием производится аналогично расчету ЖБК. При этом расчетное сопротивление арматуры следует умножить на коэффициент условий работу согласно табл. 28. 2. При наличии продольной арматуры в сжатой кладке работа последней используется не полностью, что учитывается в расчете коэффициентом условия работы γс = 0, 85, на который умножается сопротивление кладки. При центральном сжатии элементы с продольной арматурой рассчитываются Сжатая продольная арматура при центральном сжатии применяется редко, т. к. не выгодна по сравнению с сетками. 16
При расчете внецентренно сжатых элементов различают два случая: - случай больших эксцентриситетов (рис. 28. 4) при При прямоугольной форме сечения S 0 - статический момент всего сечения кладки относительно центра тяжести растянутой или менее сжатой арматуры, равный: - при любой форме сечения - при прямоугольной форме сечения Sс - статический момент сжатой зоны сечения относительно центра тяжести той же арматуры (табл. 28. 4). Рис. 28. 4. Расчетная схема при внецентренном сжатии каменной кладки с продольной арматурой (случай больших эксцентриситетов) 17
При наличии продольной арматуры в сжатой зоне для обеспечения полного ее использования в сечениях любой формы должно соблюдаться условие: (при прямоугольной форме сечения ). Сумма моментов всех сил относительно точки приложения равнодействующей усилий в растянутой арматуре Сумма проекций всех сил на продольную ось элемента Положение нейтральной оси определяется из уравнения моментов относительно точки приложения внешней нагрузки где Sс. N - статический момент сжатой зоны сечения относительно точки приложения усилия N (по табл. 28. 4) 18
Таблица 28. 4 19
- случай малых эксцентриситетов (рис. 28. 5). Сумма моментов всех сил относительно точки приложения равнодействующей усилий в менее сжатой арматуре в более сжатой арматуре Рис. 28. 5. Расчетная схема при внецентренном сжатии каменной кладки с продольной арматурой (случай малых эксцентриситетов) S 0 - статический момент всего сечения кладки относительно центра тяжести сжатой арматуры (при прямоугольной форме сечения ). 20
Проектирование каменных конструкций, возводимым в зимнее время
Свежезамороженная кладка после оттаивания и некоторой выдержке при температуре выше 00 С приобретает достаточную прочность. С связи с этим возводимую в холоде кладку методом замораживания не предохраняют от замерзания, а принимают меры против неблагоприятного влияния на сооружение осадки кладки и понижения ее прочности и устойчивости в период оттаивания. Опыты показали, что в каменной кладке, возведенной при температуре ниже 00 С: 1. замерзший цементный или смешанный раствор после оттаивания продолжает твердеть. Но если он замерз в свежем состоянии, сразу после укладки, то конечная его прочность меньше, чем при твердении в летних условиях; 2. Конечная прочность при сжатии цементного или смешанного раствора вследствие замерзания в раннем возрасте снижается в зависимости от температуры на 20 -50%; 22
3. сцепление замершего в раннем возрасте раствора с камнем и арматурой снижается; 4. замерзший в свежем состоянии раствор обжимается в кладке значительно меньше, чем раствор, уложенный в летних условиях. Поэтому кладка при оттаивании дает значительную осадку; 5. Если замерзает не свежеуложенный раствор, а уже достигший 20% или более ожидаемой прочности, то уменьшение конечной прочности кладки при сжатии и снижение сцепления раствора с камнем и арматурой не наблюдается. Производство каменных работ в зимнее время осуществляется: - на растворах с химическими добавками, обеспечивающими твердение на морозе без обогрева; - способом замораживания без химических добавок, но с отогревом кладки в течение времени, за которое она достигает несущей способности, достаточной для загружения. 23
Скачать презентацию РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ АРМИРОВАННЫХ КАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ Общие
lektsia__28.pptx