Особенности обеспечения пространственной жесткости многоэтажных гражданских зданий. Ветровые и сейсмические нагрузки. Расчетные модели диафрагмовых систем. Особенности проектирования надпроёмных перемычек ядер жесткости. Особенности проектирования пространственных несущих систем на основе каменной кладки, страница 34

16.2. Расчет прочности центрально и внецентренно сжатых

                      каменных конструкций с продольным армированием

16.3. Расчет элементов кладки по предельным состояниям второй 

         группы

16.1. Расчет прочности центрально и внецентренно

         сжатых каменных конструкций с сетчатым

        армированием

Элементы с сетчатым армированием при центральном сжатии рассчитывают как неармированную кладку, но с учетом повышенного расчетного сопротивления армированной кладки сжатию :

,                                                                                         (1) где  –  при кладке на растворах марки М25 и выше, при высоте ряда не более 150 мм: ;               при кладке на растворах марки менее М25: ;   расчетное сопротивление арматуры;  фактическое расчетное сопротивление сжатию кладки; для кладки на растворе марки М25; определяется в зависимости от гибкости элемента и упругой характеристики кладки с сетчатым армированием , где  упругая характеристика для неармированной кладки;  средний предел прочности неармированной и армированной сетками кладок ,  ;  коэффициент, учитывающий вид кладки;  нормативное сопротивление арматуры, которое принимается с учетом коэффициента условия работы .

При внецентренном сжатии кладки с сетчатым армированием эффективность армирования снижается при увеличении . Условие прочности имеет вид:

,                                                                               (2) или для прямоугольных сечений при :

,                                                          (3) где  –  при кладке М25 и выше, или

.

При этом .

16.2. Расчет прочности центрально и внецентренно сжатых

каменных конструкций с продольным армированием

Несущая способность элементов с продольным армированием складывается из усилий, воспринимаемых каменной кладкой и арматурой. При центральном сжатии из условия равновесия с учетом коэффициентов продольного изгиба  и условий работы  получаем расчетную формулу  

,                                                                (4) где  определяется как для неармированного элемента.

Отметим, что продольная арматура при осевом сжатии применяется в виде исключения, так как выгоднее и проще увеличить сечение неармированной кладки или армировать кладку сетками.

Во внецентренно сжатых элементах по расчету определяется растянутая арматура площадью , воспринимающая напряжения растяжения и предотвращающая раскрытие швов кладки в растянутой зоне сечения. Прочность сжатой зоны сечения, как правило, обеспечивается работой кладки, и устанавливать в этой зоне арматуру по расчету обычно не требуется. Иногда сжатую продольную арматуру площадью  устанавливают по конструктивным соображениям в очень гибких конструкциях, а также при действии знакопеременных усилий, когда арматура может быть и растянута и сжата. Различают два случая расчета: а) при больших эксцентриситетах, когда ; б) при малых эксцентриситетах, когда  , где  статический момент всего сечения кладки относительно центра тяжести условно растянутой арматуры;  статический момент сжатой зоны сечения кладки относительно центра тяжести растянутой арматуры.

При больших эксцентриситетах (рис. 16.5) расчетное условие для прямоугольных сечений при  имеет вид

,                                            (5) где  сопротивление кладки сжатой зоны сечения;  расчетная высота сжатой зоны сечения; коэффициент, принимаемый для прямоугольных сечений равным .

Высоту сжатой зоны сечения  определяют из условия равновесия моментов всех сил относительно точки приложения внешней силы:

.                               (6)

Знак минус перед  принимается когда сила  приложена между центрами тяжести сжатой и растянутой арматуры. При этом должно выполняться условие . Защитный слой при наружном армировании не учитывается, поэтому можно принять .

При малых эксцентриситетах, когда  условие прочности имеют вид:

;                                        (7)

,                                   (8) где  соответственно расстояние от точки приложения силы  до центра тяжести сечения арматуры  и .