Проектирование усилений строительных конструкций зданий и сооружений

 

            Проектирование усиления сжатых каменных конструкций.

            Процесс проектирования усиления сжатых каменных конструкций состоит из следующих этапов:

- оценка необходимости усиления – расчет величины несущей способности не усиленной конструкции и ее сопоставление с действующими нагрузками;

- выбор способа усиления и предварительное назначение характеристик его элементов;

- определение несущей способности усиленной конструкции и, в случае необходимости, корректировка исходных параметров элементов усиления с последующим перерасчетом;

- конструирование и оформление проектной документации.

 

Расчеты несущей способности кирпичной кладки при усилении металлической, железобетонной, штукатурной обоймами.

 

На рис. 1 приведены принципиальные схемы обойм с указанием основных расчетных параметров.

            Расчет конструкций из каменной кладки, усиленной обоймами, при центральном и внецентренном сжатии при эксцентриситетах, не выходящих за пределы ядра сечения, производится по формулам:

- стальная обойма ( рис. 1а )

                        N £ ;

 

- железобетонная обойма ( рис. 1б ). Толщина слоя монолитного бетона принимается из условия возможности проведения качественного бетонирования и составляет не менее 6-10 см.

 

N £ ;

 

 

 

 

Рис. 1. Расчетные схемы кирпичных простенков и столбов, усиленных обоймами.

 

 

а- металлическая обойма; б- железобетонная обойма; в- армированная штукатурная обойма; 1- усиливаемый элемент; 2-металлический уголок; 3- поперечные планки сечением 35´5 - 60´12 мм; 4- сварка; 5- арматурные стержни диаметром 5-12 мм; 6- хомуты диаметром 4-10 мм; 7- штукатурка ( раствор М50-М100 ); 8- мелкозернистый бетон В7,5-В15.

 

- армированная штукатурная обойма ( рис. 1в )

 

                        N £ ,

 

где      y = 1,   h = 1    при центральном сжатии,

            ,        при внецентренном сжатии;

            N – продольная сила от расчетной нагрузки;

            A – площадь сечения усиливаемого элемента;

            A_s’ – площадь сечения продольных уголков стальной обоймы или

продольная арматура железобетонной обоймы;

            A_b – площадь сечения бетона обоймы, заключенного между хомутами и

кладкой без учета защитного слоя;

            R_sw – расчетное сопротивление поперечных планок или поперечной

арматуры обойм;

            R_sc – расчетное сопротивление уголков или продольной сжатой арматуры;

            R – расчетное сопротивление кладки сжатию;

            j - коэффициент продольного изгиба;

            m_q = 1  при h > 30 см;

            m_k – коэффициент условий работы кладки, принимаемый равным

 m_k=1 – для кладки без повреждений; m_k=0,7 – для кладки с

трещинами;

            m_b - коэффициент условий работы бетона, принимаемый равным

 m_b =1 – при передаче нагрузки на обойму и наличии опоры снизу

обоймы; m_b =0,7 – при передаче нагрузки на обойму и отсутствии

опоры снизу обоймы; m_b =0,35 – без непосредственной передачи

нагрузки на обойму;

            m - процент армирования хомутами или поперечными планками

                        ;

            S – расстояние между осями поперечных планок стальных обойм ( S£h, S£b, S£50 см ) или хомутов железобетонных или штукатурных (S£15 см );

            h, b – размеры сторон усиливаемого элемента.