Усиление каменной кладки обоймами

Поврежденные при сжатии кирпичные столбы и простенки могут быть усилены без разборки путем применения обоймы. Обоймы устраиваются также для повышения несущей способности каменной кладки при увеличении действующей на нее нагрузки.

Для усиления кладки применяются железобетонные, стальные (рис.1,а,б и в) обоймы или обоймы из оштукатуренного арматурного каркаса. Железобетонная обойма представляет собой железобетонную оболочку толщиной 6 - 10 см.

Рис. 1. Усиление кладки столбов обоймами

(а - стальная обойма;   б - железобетонная   обойма;   в - армированная штукатурная обойма)

Влияние обоймы на кладку в основном выражается в препятствии поперечной арматуры или планок поперечному расширению кладки.

Обоймы применяются при усилении кладки, подвергнутой осевому сжатию или внецентренному сжатию при эксцентрицитетах, не выходящих из ядра сечения (определяя размер последнего в предположении треугольной эпюры напряжений); при больших эксцентрицитетах влияние обоймы не учитывается.

Несущая способность сечения определяется по эмпирическим формулам и зависит от количества поперечной арматуры и состояния кладки к моменту усиления, при этом учитывается способ приложения нагрузки, наличие продольной арматуры и т. д.

Определение расчетной несущей способности кирпичной кладки, усиленной обоймой при осевом сжатии, осуществляется с учетом следующих значений:

• m_к = l - для кладки без повреждений и т_к = 0,7  - для кладки с трещинами;
• m_б - коэффициент использования бетона, m_б = 0,35 при отсутствии непосредственной передачи продольной силы на обойму и m_б = 1 - при непосредственной передаче нагрузки на обойму по обеим опорным поверхностям;
• F, F_a и F₆ - площади сечения кладки, продольной арматуры и бетона обоймы, заключенного между поперечными хомутами и кладкой (без учета защитного слоя);
• φ - коэффициент продольного изгиба (принимается как  для обычной неусиленной кладки);
• р - процент армирования хомутами или поперечными планками, при отношении сторон не более 2,5 определяется по формуле

p = (2F_х(a+b)/abs)100, (1)

где F_x - площадь сечения одного хомута или поперечной планки;

      а и b - стороны сечения, усиливаемого обоймой;

      s - расстояние между хомутами или планками;

      R и R_б - расчетные сопротивления кладки и бетона сжатию;

      R_а - расчетное сопротивление продольной арматуры в обойме:

а) при отсутствии непосредственной .передачи продольной силы на обойму (и при m = 1) для стали Ст. 0 R_а = 340 кг/см², для стали Ст. 3 R_а = 420 кг/см²;

б) при непосредственной передаче продольной силы на обойму по обеим опорным поверхностям, как для продольной арматуры;

      R`_a - расчетное сопротивление поперечной арматуры, как для сетчатой арматуры.

При внецентренном сжатии кладки каменных конструкций (и ограничении эксцентрицитета указанными ранее пределами) и формулы вносятся следующие изменения:

1) φ умножается на коэффициент

η = 1/ (1+2 (e₀/a)); (2)

2) ∆R умножается на коэффициент

ξ = 1- 4 (e₀/a) (3)

е₀ - эксцентрицитет продольной силы;

а - высота сечения (в направлении изгиба).