64. Обьясните эффект повышения прочности каменной кладки в результате армирования сетчатой арматурой. Методика расчета каменной кладки на внецентренное сжатие.

Несущая способность каменной кладки может быть повышена введением в рабочее сечение более

прочных материалов для совместной работы их с кладкой. Наиболее распространенным способом усилия

кладки является ее армирование, которое может быть двух видов: а) поперечное (сетчатое) из стальных

сеток, укладываемых в горизонтальных швах; б) продольное – из продольных арматурных стержней с

хомутами, устанавливаемых снаружи кладки или внутри в швах между кирпичами.

Сетчатое армирование. Это армирова­ние получило наибольшее распространение, так как прос­то в производстве работ и эффективно применяется в кир­пичных столбах и простенках малой гибкости при небольших эксцентриситетах. Усиление ка­менных сжатых элементов поперечным армированием происходит благодаря тому, что арматурные стержни, ра­ботая на растяжение, препятствуют расширению кладки в поперечном направлении, повышая ее несущую способ­ность. Опыты показывают, что в центрально-сжатой клад­ке сетчатое армирование значительно эффективнее, чем продольная арматура, взятая в том же количестве.

Наиболее распространенный вид работы конструкций из каменной кладки — внецентренно сжатые. Этот тип нагружения возникает в том случае, когда линия действия вертикальной нагрузки не совпадает с осью элемента, а также может вызываться действием изгибающего момента от поперечной (горизонтальной) нагрузки, например: давления земли на стены подвалов, давления ветра и тормозных усилий при работе кранов. Гибкие элементы каменных конструкций толщиной h ≤ 25 см при центральном нагружении рассчитывают как внецентренно сжатые с учетом случайных эксцентриситетов, равных для несущих стен 2 см, для самонесущих стен — 1 см.

При малых эксцентриситетах, когда е₀ находится в пределах ядра сечения (е0< 0,45 у, где у – расстояние между центром тяжести и наиболее напряженным краем сечения), эпюра напряжений в сечении будет однозначна, т.е. оно будет сжато, а разрушение произойдет со стороны наиболее сжатой грани, когда напряжения достигнут предела прочности (см рис - а). При больших эксцентриситетах (е₀ выходит за пределы ядра сечения) эпюра напряжений будет двузначной, т.е. в сечении помимо сжимающих появятся и растягивающие напряжения (рис.,б), которые по достижении предела прочности кладки на растяжение (при увеличении нагрузки) приведут к образованию трещин по горизонтальным швам (рис.,в), и эта часть сечения исключается из работы. При расчетах криволинейную эпюру напряжений заменяют прямоугольной (рис г) и считают, что в предельном состоянии прочность внецентренно сжатого элемента определяется сопротивлением сжатой зоны кладки (площадь А_с), с учетом ползучести материалов при длительном действии нагрузки (коэффициент m_g) и снижения прочности от потери устойчивости (коэффициент φ₁). Тогда несущую способность вычисляют по формуле N≤m_gφ₁RA_cω, где R— расчетное сопротивление кладки сжатию; А — площадь сжатой части сечения, у которой центр тяжести совпадает с точкой приложения силы N (рис. 4, г); ω — коэффициент для расчета кладки.

Рис. Напряженное состояние внецентренно сжатого элемента а — случай малых эксцентриситетов; б — случай больших эксцентриситетов; в — образование трещин; г — расчетная эпюра напряжений