УСИЛЕНИЕ КИРПИЧНОЙ КОЛОННЫ
статья

УДК 629.297

Рудева В.А.

 преподаватель

Белгородский строительный колледж

г. Белгород, РФ

Бессонова А. С.

 преподаватель

Белгородский строительный колледж

г. Белгород, РФ

УСИЛЕНИЕ КИРПИЧНОЙ КОЛОННЫ

Аннотация. В данной статье рассматриваются дефекты возникающие в кирпичной колонне и способ её усиления.  

Ключевые слова. колонна, дефекты, проектирование, усиление, обоймы, расчет, армирование.

Колонна - это несущий вертикальный элемент, выполненный из различных материалов. Колона выполняет роль скелета в любом сооружении: распределяет вес от вышележащих конструкций и от собственного веса на фундамент.

В ходе эксплуатации конструкции может возникать необходимость в ее дополнительном укреплении. Такая потребность возникает при образовании дефектов конструкции. Для колонны наиболее характерным дефектом является трещина. Это повреждение кирпичной колонны, которое может проявляться в разной степени и формах разрушения. Для возникновения трещин существует несколько причин такие как: увеличение нагрузок на колонну, усадка сооружения, коррозия металлических стержней, а также уменьшение прочности бетона. [1]

Так же часто встречается такой вид дефекта как скол. Сколы возникают вследствие механического воздействия на конструкцию и при утрате арматурой первоначальных свойств [1]

Также среди дефектов встречаются отслоения и шелушения, которые являются следствием воздействия агрессивной среды на колонну и приводят к разрушению конструкции. [1]

Существует большое количество причин для образования дефектов. Данные причины могут возникнуть на всех этапах проектирования, строительства и эксплуатации здания. В основном это конструктивные ошибки, такие как неправильный расчет, при котором несущая способность не соответствует оказываемой на элемент нагрузке и неправильная глубина заложения фундамента. Так же большое значение имеет использование качественных материалов и правильных пропорций при замешивании раствора. [1]

Но даже после появления дефектов можно продолжить её использование за счет применения обоймам.

Обоймы, применяемые для усиления кирпичной кладки, могут быть нескольких видов. Наиболее распространены обоймы из стали, железобетона и армированные обоймы. При усилении стальной обоймой, колонна работает ограничено в поперечном сечении кладки, при таком виде работы она воспринимает избыточную нагрузку, предотвращая дальнейшее разрушение. [2]

Рассмотрим расчет усиления стальной обоймой центрально-нагруженной кирпичной колонны.

Рис. 1 поперечное сечение кирпичной колонны

На рисунке 1 показаны размеры поперечного сечение рассчитываемой кирпичной колонны d = 50 см, b = 50см. Длинна колонны lk = 700 см. В качестве материала колонны принят кирпич марки М 75 на растворе М 25. Расстояние между осями поперечных связей S = 50 см. R = 1,1 МПа. Rac=230 МПа. Продольная сила, действующая на колонну N = 500 кН.

Необходимо запроектировать усиление центрально-сжатой колонны при возросшей нагрузке, которое осуществляется за счет применения стальной обоймы.

Расчет усиленной кирпичной колонны, различается в зависимости от материала обойм. При стальной обойме формула имеет вид:

            (1)

Величины коэффициентов  и  принимаются:

- при центральном сжатии  = 1 и  = 1;

- при внецентренном сжатии рассчитываются выражениями:

                                          (2)

                                          (3)

При проектировании стальной обоймы необходимо задаться сечением соединительных планок, fх планки в пределах от 35х5мм до 60х12мм. В данном примере принимаем сечение соединительных планок равным 60х12мм, Fа=7,2 см2.

Первым пунктом расчета является определение процента армирования. Процент армирования определяется по формуле:

                                        (4)

 = .

Далее определяем гибкость колонны по формуле:

                                                   (5)

Теперь непосредственно определяем сечение   продольных уголков для усиления кирпичной колонны Fa', для этого производим расчет используя формулу 1.

Принимаем значение коэффициентов ; mдл =1–коэффициент, учитывающий влияние длительного воздействия нагрузки; mk –коэффициент условий работы кладки, принимаемый: mk=1 -для кладки без повреждений, mk=0,7 - для кладки с трещинами; φ=0,77 – коэффициент продольного изгиба;

Подставим все известные значения в начальную формулу:

=18,28см2

В ходе расчета получаем численное значение равное 18,28 см2 -площадь сечения продольных уголков для армирования кирпичной колонны. Конструктивно принимаем 4 уголка сечением 60х12мм

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Бедов А.И., Щепетьева Т.А. Проектирование каменных и армокаменных конструкций. -М: АСВ, 2003г. С. 49 - 60, 112 - 131.
2. Житушкин В.Г. Усиление каменных и деревянных конструкций. М: 2005г. С. 5 - 22.

© Рудева В.А.,  2024

© Бессонова А. С., 2024