Раздел программы 4: Каменные и армокаменные конструкции

Тема: Расчет элементов армокаменных конструкций.

Наименование работы: Расчет центрально нагруженного кирпичного столба с поперечным армированием.

 Цель работы: Приобрести навык расчета армокаменных конструкций

 Пособие: 5,стр.365-376, СНиП 2-22-81  

Содержание работы:

1.Определить несущую способность и необходимое армирование центрально нагруженного кирпичного столба. Исходные данные принять по (СНиП) в соответствии со своим вариантом и таблице 3. Для армирования принять сетки из проволоки диаметром 3 – 4 мм, класса S-500 . Шаг сеток принимать кратно 75 мм (высота 1 ряда кирпичной кладки).

Таблица 3. Исходные данные к задаче 3.

Примечание: Для всех вариантов раствор цементный без добавок

Пример решения

 Определить несущую способность и подобрать необходимое армирование центрально загруженного кирпичного столба сечением 51x51 см, кирпич керамический пластического прессования марки M150, раствор цементный марки М75. Расчетная высота столба = Н = 5,4 м.Расчетная продольная сила N = 500 кН.

Решение:

1. Определение расчетных характеристик. Площадь сечения столба

 А = 0,51·0,51 = 0,26 м² < 0,3 м²     γ_с = 0,8;

2.По условиям твердения раствора γ_с = 0,85 (раствор жесткий)

3. Расчетное сопротивление каменной кладки R = R· γ_с · γ_с =2,0·0,8·0,85 = 1,36 МПа= 1360 кН/м² (по СНиП или таблице 4.1) ;

4. Так как меньший размер сечения = 51 см > 30 см          mg = 1,0;

5.По СНиП или таблице 4.2.находим упругую характеристику кладки α = 1000;

Гибкость столба λ_h^пр = l_o/h = 540/51 = 10,6; где l_о =Н

По СНиП или таблице 4.3. коэффициент продольного изгиба φ= 0,868.

6. Определение несущей способности неармированного столба

N_сеч = mg φ R А = 1,0·0,868·1360·0,26 = 307 кН.

N = 500 кН > N_сеч с = 307 кН      требуется усиление армированием.

7. Определяем недостаток несущей способности.

z = N / N_сеч = 500/307 = 1,63 .

8. Требуемое расчетное сопротивление армированной кладки

R_sk = R·z =1,36·1,63 = 2,2 мПа.

9. Определяем необходимый процент армирования.

Для армирования принимаем прямоугольные сетки из проволоки класса S-500 диаметром 4 мм Из СНиП выписываем fyd=210 МПа; fyк =330 МПа. Площадь сечения A_s = 0,126 см².

10. μ^тр = 100% = 100 = 0,20%>0,1%.

11. Определение шага сеток и размера ячейки.

Предварительно принимаем шаг сеток s =15 см (через 2 ряда кладки), тогда требуемый размер ячейки составит

С^тр =  = 100 = 8,4 см.

Принимаем ячейку сетки размером с = 6 см (на 2-3 см меньше)

12. Уточняем процент армирования при принятых параметрах

μ = 100 = 100 = 0,28% > μ^тр = 0,25%

13. Проверка несущей способности армированного столба.

R_sk = = = 2,51 мПа < 2R = 2*1,36 = 2,72 мПа

Для расчета принимаем R_sku = 2R + = 2*1,36 + = 4,57 мПа

R_u = kR =2*1,36 = 2,72;

14. Упругая характеристика армированной кладки αsk = α =1000 =595

λ_h^пр =  √  = √ = 13,7;

15. Коэффициент продольного изгиба для армированной кладки φ = 0,796 (СНиП или таблица 4.3)

N_сеч = mg φ R_sk А = 1*0,796*2720*0,26 = 519 кН

N_сеч = 519 кН>N = 500 кН, при принятом армировании прочность столба обеспечена.

Ответ: Принято армирование сетками из диам. 4 мм класс S-500 , размер ячейки 6 см, шаг сеток 15 см (через два ряда кладки). Несущая способность сечения N_сеч = 519 кН

Таблица 4.1. Расчетное сопротивление R сжатию кладки из кирпича всех видов и керамических, и силикатных камней с вертикальными пустотами шириной до 12 мм при высоте ряда кладки 50-150 мм на тяжелых растворах.

Таблица 4.2. Упругая характеристика кладки α.

Таблица 4.3. Коэффициент продольного изгиба φ при α = 1000.

                                                  Задача 4.