Каменные конструкции, усиленные обойной

Несущая способность существующих каменных конструкций (столбов, простенков, стен и др.) может оказаться недостаточной при реконструкции зданий, надстройках, а также при наличии дефектов в кладке. Одним из наиболее эффективных методов повышения несущей способности существующей каменной кладки является включение ее в обойму. В этом случае кладка работает в условиях (стесненных) ограниченных поперечных деформаций, что значительно (в 2,0 - 2,5 раза) увеличивает сопротивляемость кладки продольным усилиям.

Применяется три основных вида обойм: стальные, железобетонные и армированные растворные (штукатурные), показанные на рис. 35.

Основными факторами, влияющими на эффективность обойм, являются:

- процент поперечного армирования обоймы (хомутами);

- класс бетона или марка штукатурного раствора;

- схема передачи усилия на конструкцию;

- состояние кладки.

Стальная обойма (рис. 35,а) состоит из вертикальных уголков, устанавливаемых на растворе по углам усиливаемого элемента, и планок из полосовой стали, приваренных к уголкам. Расстояние между планками должно быть не более меньшего размера сечения и не более 500 мм; при больших расстояниях между планками эффект обоймы уменьшается. Для защиты стальной обоймы от коррозии выполняется штукатурка цементным раствором.

Железобетонная обойма (рис. 35,б) выполняется из бетона класса не ниже В12,5 с армированием вертикальными стержнями и хомутами. Расстояние между хомутами не должно быть более 150 мм. Толщина обоймы чаще всего от 40 до 120 мм.

Штукатурная обойма (рис. 35,в) армируется аналогично железобетонной, но вместо бетона арматура покрывается слоем цементного раствора (штукатуркой) марки 75-100.

В практике усиления каменных конструкций обоймами исполь­зуются три способа передачи усилия на конструкцию:

1. Обойма выполняется на всю высоту конструкции (рис. 36,а) с передачей нагрузки сверху по всему периметру сечения обоймы. В этом случае работа усиленной кладки не отличается от работы комплексной конструкции.

Рис. 35. Три основных вида обойм: а - стальные; б - железобетонные;

в - армированные растворные(штукатурные)

2. Обойма опирается либо внизу, либо вверху (рис. 36,б). В этом случае работа кладки улучшается, а эффективность работы бетона и арматуры обоймы значительно снижается.

3. На обойму непосредственно не передаются усилия, она
только улучшает работу кладки, препятствуя ее поперечным де­формациям (рис. 36,в).

Рис. 36. Три способа передачи усилия на конструкцию: а – обойма выполняется

на всю высоту конструкции; б – обойма опирается либо внизу, либо вверху;

в – на обойму непосредственно не передаются усилия

С увеличением процента поперечного армирования проч­ность кладки возрастает по затухающей кривой. Поэтому прини­мать >1%, как показали испытания, нецелесообразно. Процент поперечного армирования определяется как отношение объема по­перечной арматуры (планок, спиралей, хомутов) к объему кладки.

Литература

1. СНиП II-22-81*. Каменные и армокаменные конструкции. - М.: ФГУП ЦПП, 2005. - 40 с.

2. Пособие по проектированию каменных и армокаменных конструкций (к СНиП II-22-81) /ЦНИИСК им. Кучеренко Госстроя СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. - 152 с.

3. Еременок П.Л., Еременок И.П. - Каменные и армокаменные конструкции. – Киев: Вища школа, 1981.