Исследования показывают, что по эффективности сдерживания поперечных деформаций кирпичной кладки указанная обойма приближается к железобетонной.

Расчет конструкций из кирпичной кладки, усиленной стальной обоймой по предложенному методу, при центральном и внецентренном сжатии при эксцентриситетах, не выходящих за пределы ядра сечения, рекомендуется производить по формуле

, (5.24)

N - продольная сила;

A - площадь сечения усиливаемой кладки;

A - площадь сечения продольных уголков стальной обоймы;

R_sw - расчетное сопротивление поперечных планок обоймы назначаемое в соответствии с [40, табл.10];

R_sc - расчетное сопротивление уголков [40, табл. 10];

φ - коэффициент продольного изгиба;

m_g - коэффициент, учитывающий влияние длительного воздействия нагрузки;

m_k - коэффициент условий работы кладки, принимаемый равным 1 для кладки без повреждений и 0,7 для кладки с трещинами;

μ - процент армирования поперечными планками, определяемый по формуле

100,

где h и b - размеры сторон усиливаемого элемента;

S - расстояние между осями поперечных планок, принимаемое не более 50 см (h ≥ S ≤ b).

Коэффициенты ф и η принимаются при центральном сжатии ф=1; η=1, при внецентренном сжатии определяются по формулам:

;

где e₀ - эксцентриситет приложения сжимающей силы N.

Пример 4.8. В связи с реконструкцией, требуется усилить кирпичный простенок сечением bхh=64x64 см для восприятии сжимающей силы N=630 кН, приложенной с эксцентриситетом e₀ = 5 см. Расчетная высота столба l₀=2,8 м.

Характеристика материалов

Кирпич глиняный, пластического прессования марки 75, раствор марки 25, R = 1,1 МПа; а = 1000.

Кладка имеет повреждения m_k = 0,7. Вертикальная арматура стальной обоймы из четырех уголков 50x50 мм A = 19,2 см², R_sc = 43 МПа; поперечные планки из полосовой стал R_sw = 150 МПа.

Усиление стальной обоймой проектируем в двух вариантах.

1-й вариант - традиционный (по оштукатуренной поверхности простенка).

2-й вариант - на напрягающем цементе.

Находим общие расчетные параметры.

Коэффициенты:

m_q = 1;

Гибкость

Коэффициент φ = 0,992.

Определяем составляющую усилия, которая воспринимается поперечными планками обоймы:

0,7·1,1·10³·0,41 - 43·10³·19,2·10⁴ = 356кН.

Пользуясь формулой [40, (71)], определяем требуемый процент поперечного армирования для 1-го варианта усиления:

356=0,688

откуда μ = 2,13%.

Принимаем шаг поперечных планок S = 25 см. Площадь поперечного сечения планки определяем по формуле

см².

Пользуясь формулой (4.24), находим требуемый процент поперечного армирования для второго варианта усиления:

356=0,688

откуда μ = 0,64%.

Площадь поперечного сечения планки при заданном шаге S = 25 см² будет равна:

см².

Таким образом, расход стали на поперечные планки при усилении по 2-му варианту сокращается примерно в 3,3 раза.

Примечание. Для восприятия сжимающей силы N = 500 кН (при тех же исходных данных) расход металла на поперечные планки во 2-м варианте будет меньше в 1,7 раза.