Каменные конструкции с сетчатым поперечным армированием

Сетчатое поперечное армирование применяется для усиления, главным образом, столбов и простенков, а также участков клад­ки, на которые опираются балки, прогоны, фермы и т.п. Этот способ усиления кладки был впервые предложен проф. Некрасовым в 1925 году и нашел очень широкое применение. Для армирования кладки применяются сетки Некрасова и сетки «зигзаг» инженера Камейко, показанные на рис. 27.

Сетчатая арматура в горизонтальных швах кладки весьма эффек­тивна, так как препят­ствует поперечным де­формациям кладки при сжатии и, выполняя роль стяжных хомутов-обойм, повышает несу­щую способность клад­ки в 2,0 - 2,5 раза.

 

Рис. 27. Сетки Некрасова и сетки «зигзаг» инженера Камейко

 

Сетки «зигзаг» укладывают в смежных горизонтальных швах с взаимно-перпендикуляр­ным расположением.

Как показали опыт эксплуатации и экспериментальные иссле­дования, при сетчатом армировании необходимо учесть следующее:

1. Характер разрушения кладки с сетчатым армированием от­личается от неармированной кладки. Появление первых трещин наступает несколько позже, чем в неармированной кладке. Даль­нейшее нарастание трещин идет медленно, их распространению вдоль столбов препятствуют поперечные сетки и разрушение нас­тупает от раздавливания отдельных кирпичей, а расслоения клад­ки на отдельные столбики не наблюдается. К моменту разрушения кладки растягивающие напряжения в стержнях сеток достигают ве­личины около 200 МПа.

2. Сетчатое армирование эффективно при небольших гибкостях < 53 или < 15, потому что при больших гибкостях сетчатое армирование практически не увеличивает прочности.

3. Сетчатое армирование внецентренно сжатых элементов эффективно при эксцентриситетах, не выходящих за пределы ядра сечения (для прямоугольного сечения е₀ < 0,17h).

Чтобы сетчатое армирование было эффективным, необходимо выполнить следующие нормативные требования:

- арматурные сетки следует укладывать с шагом - S не реже чем через 400 мм или через 5 рядов кладки из обыкновенного кирпича, через 4 ряда кладки из утолщенного кирпича, через 3 ряда кладки из керамических камней. При более редком расположении сеток эффект армирования значительно снижается;

- швы кладки должны иметь толщину, превышающую диаметр арматуры (или сумму диаметров продольной и поперечной арматуры) не менее чем на 4 мм для лучшей анкеровки в кладке;

- диаметр сетчатой арматуры должен быть не менее 3 мм и не более 5 мм при пересечении арматуры в швах и не более 8 мм без пересечения. Это связано с тем, чтобы швы не получались слишком большими;

- расстояние между стержнями сетки - С следует принимать от 30 до 120 мм;

- количество сетчатой арматуры, учитываемой в расчете, должно составлять не менее 0,1 % объема кладки.

Расчет на прочность элементов с сетчатым армированием при центральном сжатии производится по той же формуле, что и неармированных элементов:

 

(29)

 

где R_Sk - расчетное сопротивление при центральном сжатии армированной кладки (R_Sk 2 R); - процент армирования кладки по объему , где и - соответственно объем арматуры и кладки.

Для сетки с квадратными ячейками величиной С из арматуры сечением A_st при расстоянии между сетками S (рис.28) процент армирования получается равным:

 

(30)

 

Рис.28. Сетка

 

Расчет на прочность внецентренно сжатых элементов с сетчатым армированием при малых эксцентриситетах, не выходящих за пределы ядра сечения ( е₀< 0,17h) производится по той же формуле, что и для неармированных элементов:

 

, R_Skb 2 R, (31)

 

где R_Skb - расчетное сопротивление армированной кладки при внецентренном сжатии, определяемое по формулам:

 

при марке раствора 50 и выше:

 

при марке раствора 25 и менее (при проверке прочности кладки в

процессе ее возведения):

где R₁ - расчетное сопротивление сжатию неармированной кладки в рассматриваемый срок твердения.