Приложение Е. Расчет на вертикальную нагрузку каменных и армокаменных конструкций с использованием диаграмм деформирования

Приложение Е

Расчет на вертикальную нагрузку каменных и армокаменных конструкций с использованием диаграмм деформирования

Е.1 Расчет на вертикальную нагрузку кирпичных столбов в общем виде проводят с учетом сдерживания поперечных деформаций силами трения от уложенных по верху столба стальных распределительных пластин.

Е.2 В качестве рабочих диаграмм деформирования кладки приняты двухлинейные диаграммы для стадий упругой работы и процесса трещинообразования до разрушения (рисунок Е.1, а) и определение момента образования трещин (рисунок Е.1, б).

Е.3 Координаты параметрических точек диаграмм определяют по формулам:

- напряжения , соответствующие началу трещинообразования:

, (Е.1)

где - характеристика соотношения площади отрыва и разности площадей поперечного сечения элемента и ядра сжатия;

- расчетное сопротивление кладки растяжению по перевязанному сечению, определяемое по таблице 6.11;

- угол наклона поверхностей сдвига в приопорных зонах:

, (E.2)

- временное сопротивление кладки сжатию, определяемое по формуле (6.1);

- суммарная площадь поверхностей отрыва, определяемая суммой , ;

, (E.3)

, (E.4)

, - высоты сжато-растянутых зон с учетом возможного неравенства сторон поперечного сечения конструкции,

, ;

А - площадь поперечного сечения элемента;

A = a b, (E.5)

- площадь ядра сжатия:

. (E.6)

- временное сопротивление кладки сжатию - :

, (E.7)

где - характеристика соотношения площади поверхностей сдвига и разности площадей поперечного сечения элемента и ядра сжатия;

- площадь поверхности сдвига в приопорной зоне:

, (E.8)

- сопротивление кладки сдвигу, принимаемое в диапазоне .

Величины напряжений , являются параметрическими координатами диаграммы деформирования (рисунок Е.1, а). Соответствующие им относительные продольные деформации конструкции:

, (E.9)

. (E.10)

где - упругая характеристика кладки, принимаемая по таблице 6.16 п. 6.24;

, - поправочные коэффициенты, принимаемые по таблице Е.1.

Таблица Е.1 - Значения поправочных коэффициентов

Группа кладки	Описание	Поправочный коэффициент
		трещинообразование	разрушение
1	Кладки из полнотелых керамических и силикатных кирпичей 1НФ-1,4НФ	0,55	0,7
2	Кладки из пустотных стеновых материалов 1НФ-2,1НФ	1,0	1,25
3	Кладки из крупноформатных керамических, пено-, газо-, керамзитобетонных камней, в том числе пустотных	1,75	1,5

Деформации поперечного расширения элемента в уровне средней сжато-растянутой зоны до образования трещин определяют по формуле

, (Е.11)

где v - коэффициент Пуассона, v = 0,2.

Расчет сжатых конструкций из каменных кладок с сетчатым армированием

Е.4 В качестве рабочих диаграмм деформирования кладки с сетчатым армированием, как и для неармированной кладки, приняты двухлинейные диаграммы для стадий упругой работы и процесса трещинообразования до разрушения (рисунок Е.2, а) и определение момента образования трещин (рисунок Е.2, б).

Е.5 Координаты параметрических точек диаграмм определяются по формулам

- напряжения , соответствующие началу трещинообразования:

, (Е.12)

где - характеристика соотношения площади поверхностей отрыва и разности площадей поперечного сечения элемента и ядра сжатия;

- приведенное сопротивление кладки растяжению:

, (E.13)

где - соотношение площадей сечения растянутой зоны и стержней сеток в пределах ее высоты;

- угол наклона поверхностей сдвига в приопорных зонах:

, (E.14)

- временное сопротивление кладки сжатию, определяемое по формуле (6.1);

- суммарная площадь поверхностей отрыва, определяемая суммой ,

, (E.15)

, (E.16)

, - высоты сжато-растянутых зон с учетом возможного неравенства сторон поперечного сечения конструкции, , ;

А - площадь поперечного сечения элемента;

A = a b, (E.17)

- площадь ядра сжатия:

, (E.18)

- временное сопротивление кладки сжатию при реализации разрушения от разрыва стержней сеток :

, (E.19)

где - характеристика соотношения площади сечения стержней сеток в пределах и разности площадей поперечного сечения элемента и ядра сжатия;

- характеристика соотношения площади поверхностей сдвига и разности площадей поперечного сечения элемента и ядра сжатия;

- площадь поверхности сдвига в приопорной зоне:

, (E.20)

- приведенное сопротивление кладки сдвигу:

, (E.21)

- угол наклона поверхностей сдвига с учетом обойменных напряжений, создаваемых сетками:

, (Е.22)

где - обойменное напряжение.

Вычисление значений проводится из условия, что в предельном состоянии происходит разрыв стержней сеток:

, (E.23)

где - нормативное сопротивление стали стержней сеток.

При использовании композитных неметаллических сеток указывается временное сопротивление их материала растяжению;

- площадь сечения стержней сеток в пределах растянутой зоны ;

a, S - размер сечения сжатого элемента и шаг сеток в кладке по высоте.

Проверка условия возможности реализации компрессионного разрушения переармированной кладки

Временное сопротивление материала кладки в условиях трехосного сжатия:

. (E.24)

Если - компрессионное разрушение не произойдет и изменение параметров армирования не требуется.

Если - возможно компрессионное разрушение материала кладки и требуется снижение интенсивности армирования.

Величины напряжений , являются параметрическими координатами диаграммы деформирования (рисунок Е.2, а). Соответствующие им относительные продольные деформации конструкции:

, (Е.25)

. (E.26)

где - упругая характеристика кладки, принимаемая по таблице 6.16 п. 6.24;

, - поправочные коэффициенты, принимаемые по таблице Е.2.

Таблица Е.2 - Значения поправочных коэффициентов

Кирпич	Поправочный коэффициент
	трещинообразование	разрушение
Керамический	0,7	0,7
Силикатный	0,7	1,0

Деформации поперечного расширения элемента в уровне средней сжато-растянутой зоны до образования трещин

, (E.27)

где v - коэффициент Пуассона, v = 0,2.

При наступлении предельного состояния, описываемого (Е.8), сопровождаемого выравниванием эпюры растягивающих напряжений по длине стержней сеток и их разрывом, деформации стали и, соответственно, рассчитываемого элемента в средней зоне, равны:

. (Е.28)

Для определения значений модуля деформаций стали используются диаграммы, подобные приведенным в СП 63.13330 (рисунок Е.3).