автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Прочность и деформативность каменных столбов, усиленных предварительно напрягаемыми металлическими обоймами

ГЛАВА I АНАЛИЗ СОСТОЯНИЙ BOIIPOCA И ЗАДАЧИ ИСОЩОВАШЯ

1.1. Структура материалов каменной кладки

1.1.1. Силикатный кирпич

1.1.2. Керамические кирпич и камни

1.1.3. Строительный раствор

1.1.4. Вода

1.2. Критерии хрупкого разрушения

1.2.1. Энергетический критерий хрупкого разрушения Гриффитса

1.2.2. Силовой критерий разрушения Ирвина

1.2.3. Силовой критерий разрушения Баренблатта

1.2.4. Силовой критерий разрушения Новожилова

1.2.5. Деформационный критерий разрушения леонова-Ланасюка

1.3. Прочность идеальных силикатных материалов

1.4. Прочность конструкционных силикатных материалов

1.5. Прочность каменной кладки

1.6. Деформативность каменной кладки

1.7. Исследования прочности каменных материалов в условиях трехосного сжатия

I.b. Исследования прочности каменной кладки при условии ограничения поперечных деформаций - 1.9. Деформативность армированной каменной кладки

ГЛАВА 2. НАПЕйЖЕННО-даОШАТИВНОЕ СОСТОЯНИЕ И НЕСУЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ЦЕНТРАЛЬНО-СЖАТЫХ КАМЕННЫХ СТОЛБОВ, УСИЛЕННЫХ ПРВДВАЖГЕЛЬНО НАПРЯГАЕМЫМИ МЕТШШЧЕСКИШ ОБОЙМАМИ

2.1. Постановка задачи

2.2. Определение коэффициента поперечных деформаций каменной кладки

2.3. Определение предварительных напряжений сжатия каменной кладки в поперечном направлении аналитическими методами

2.3.1. Пространственная задача теории упругости

2.3.2. Плоская задача теории упругости 6Ь

2.4. Определение предварительных напряжений сжатия каменной кладки в поперечном направлении численными методами

2.4.1. Метод конечных разностей

2.4.2. Метод конечных элементов

2.4.3. Метод граничных элементов

2.5. Несущая способность каменных столбов, усиленных предварительно напрягаемыми металлическими навесными обоймами

2.6. Несущая способность каменных столбов, усиленных предварительно напрягаемыми металлическими обоймами-стойками - 2.7. Определение эффективного шага поперечных хомутов ь

2.8. Определение оптимального значения усилия предварительного напряжения поперечных хомутов

2.9. Определение последовательности предварительного напряжения обоймы-стойки

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КАМЕННЫХ СТОЛБОВ, УСИЛЕННЫХ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯГАЕМЫМИ МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ ОБОЙМАМИ

3.1. Задачи

3.2. Исходные материалы

3.3. Прочность и деформативность исходных материалов

3.4. Методика проведения экспериментальных исследований III

3.5. Прочность усиленных каменных столбов

3.6. Деформативность усиленных каменных столбов ВЫВОда

3.7. Анализ соответствия экспериментальных и теоретических результатов

ВЫВОДЫ

4. ИНЖЕНЕРНАЯ МЕТОДИКА РАСЧЕТА КАМЕННЫХ СТОЛБОВ, УСИЛЕННЫХ 11РЩРАРИТЕЛЬН0 НАПРЯГАЕМЫМИ МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ ОБОЙМАМИ

4.1. Исходные данные

4.2. Методика расчета

Актуальность темы. Одними из главных направлений развития и обновления основных производственных фондов являются техническое перевооружение и реконструкция действующих предприятий,которые, как правило, сопровождаются изменением нагрузок на строительные конструкции и их конструктивных схем, что приводит к необходимости определения состояния и повышения несущей способности существующих конструкций /I/.Аварийное состояние конструкций возникает в результате допущенных ошибок при проектировании, изготовлении, строительстве и нарушении правил технической эксплуатации. Снижение прочности кирпича и раствора на две марки по сравнению с проектными, уменьшает фактическую несущую способность каменных столбов на 49 %, а пропуск арматурных сеток при кладке - на 16...46 % /2/.Повышение несущей способности существующих каменных столбов до 77 % достигается при помощи их усиления стальными обоймами /3/, эффективность которого с увеличением процента поперечного армирования снижается. Так как предварительно ненапрягаемые металлические обоймы не обеспечивают создание трехосного состояния сжатия каменной кладки вследствие потерь напряжений в поперечных хомутах в результате развития деформаций обжатия раствора между уголками обоймы и кладкой и трещин в ней.Цель работы заключается в теоретическом и экспериментальном исследовании центрально сжатых каменных столбов, усиленных предварительно напрягаемыми металлическими обоймами, при кратковременных нагрузках. - 7 Научную новизну работы составляют следующие основные результаты: - решение задачи деформационной теории пластичности по определению величины коэффициента поперечных деформаций каменной кладки в условиях одноосного сжатия; - аналитические и численные решения задачи теории упругости по определению напряжений в призматическом теле от действия сосредоточенных сил и равномерно распределенных нагрузок на его продольных ребрах, выполненные с целью получения механизма разрушения кладки каменных столбов, усиленных предварительно напрягаемыми металлическими обоймами; - опытные данные о состоянии усиленных каменных столбов на всех стадиях нагружения до исчерпания несущей способности.Автор защищает: - теорию и инженерную методику расчета несущей способности каменных столбов, усиленных предварительно напрягаемыми металлическими обоймами; - методику и результаты экспериментальных исследований каменных столбов, усиленных предварительно напрягаемыми металлическими обоймами.Практическая ценность работы. Усиление каменных столбов предварительно напрягаемыми металлическими обоймами позволяет увеличить несущую способность по сравнению с усилением ненапрягаемыми обоймами в 4,5 раза при равном расходе металла. Разработанная теория расчета обеспечивает нахождение величины несущей способности со средней погрешностью -13,47 %.Реализация работы. Предлагаемый метод усиления каменных столбов нашел применение при разработке проектов и проведении - 8 реконструкции промышленных зданий машиностроительных заводов в городах Дружковке, Артемовске (Украина), Каменск-Шахтинске (Россия) и др.Апробация конструкции предварительно напрягаемой металлической обоймы и технологии выполнения работ в промышленных условиях обеспечила возможность включения данного метода усиления каменных столбов в Республиканские строительные нормы: Технология усиления строительных конструкций на реконструируемых предприятиях: РСН 342-66: Утв. Гос. ком. УССР по делам стр-ва 01.06.Ь7.- Киев: Стройиздат, 1987,- Ibl с. (ее.126-129, 139-143).Доклады и публикации. Основные результаты работы изложены в следующих статьях: 1. Петров Л.А., йайвуеович А.С., Черных О.А. Исследования каменных столбов, усиленных предварительно напряженными обоймами // Индустриальные технические решения для реконструкции зданий и сооружений промышленных предприятий: Тез. докл. Всесоюз. семинара, 29-30 мая 1986г.- Макеевка, 1966.- с. 79-62.2. Петров л.А., Черных О.А. Усиление каменных столбов предварительно напрягаемыми металлическими обоймами.- Строит, пр-во, Вып. 28, Киев, Будивэльнык, 1989.- с. 7-12.3. Петров ii.A., Емельянов А.А., Черных О.А. Исследования напряженно-деформативного состояния каменных столбов, усиленных напрягаемыми обоймами // Реконструкция промышленных и общественных зданий и сооружений: Сб. науч. трудов, НИИСП Госстроя УССР.- Киев, 1989.- с. 34-42.4. Петров Л.А., Емельянов А.А., Черных О.А. Несущая способность каменных столбов // Современные методы оценки техни- 9 ческого состояния конструкций зданий и мероприятия по их усилению: Тез. докл. научно-практического семинара, 24-25 октября 1989г.- Красноярск, 1989.- с. 95-100.5. Петров Ji.A., Черных О.А. Оптимальное проектирование предварительно напрягаемой металлической обоймы // Вопросы оптимального проектирования конструкций и расчет их рационального усиления: Тез. докл. зонального семинара, 12-13 ноября 1990г.Пенза, 1990.- с. 49-50.Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 80 наименований и одного приложения, изложена на 176 страницах машинописного текста, иллюстрирована 44 рисунками и 30 таблицами.Работа выполнялась на кафедре "Строительные конструкции" Донбасского горно-металлургического института Министерства образования Украины и на экспериментальной базе .Луганского филиала НИИОДа Госстроя Украины под руководством канд.техн.наук, доцента Яетрова Ji.A. (ДГМИ) и канд.техн.наук, ст.науч. сотрудника Емельянова А.А. (ЦНШСК им. Цучеренко Госстроя России). - 1С

вывода

1. Предлагаемая теория расчета позволяет определять величину несущей способности каменных столбов, усиленных предварительно напрягаемыми металлическими обоймами, со средней погрешностью -13,47

2. Увеличение погрешности при определении величины несущей способности образцов 0Б-5-С , ОБ-6-с и ОБ-7-i объясняется увеличением жесткости металлического уголка обойм вследствие уменьшения шага поперечных хомутов, который составлял 4,545m , 3,577т и 2,361т. Следовательно, металлические уголки образцов 0Б-5-с и 0Б-6-с работают как длинные балки на t упругом основании, а образцов ОБ-7-t - как короткие.

3. Усиление каменных столбов предварительно напрягаемыми металлическими обоймами по навесной схеме при экономически целесообразно выполнять в виде отдельных предварительно напрягаемых поясов (см. рис. 3.2, а), а при S/m<3 -по схеме обоймы-стойки (см. рис. 3.1).

4. ИНЖЕНЕРНАЯ МЕЗДйКА РАСЧЕТА КАМЕННЫХ СТОЖШ, УСЙШШ х1РВДВАГШтН0 ШШШ?АШЬШ МЕТАлЖЧЕСКЙМИ ОБОЙМАМИ

4.1. Исходные данные

Оценка несущей способности каменной кладки определяется на стадии обследования строительных конструкций зданий и сооружений согласно Рекомендаций по усилению каменных конструкций /76/.

Прочность кирпича на сжатие определяется согласно ГОСТ 24332-60 "Кирпич и камни силикатные. Ультразвуковой метод определения прочности при сжатии" при помощи ультразвуковых импульсных приборов УК-ЮШ, УК-14Д, УФ-50ЫЦ и ЭСБ-3 /77/.

Прочность кирпича на растяжение R^-t определяется в соответствии с приложением 3 /6а/ по марке кирпича и принимается равной нименьшей его прочности при изгибе.

Прочность раствора кладки определяется согласно СН 29074 путем испытания на сжатие кубиков с ребром 30.40 мм, изготовленных из двух растворных пластинок, взятых из горизонтальных швов кладки и склеенных гипсовым раствором. Марка раствора кладки равна среднему арифметическому значению трех испытаний, умноженному на коэффициент 0,8 /78/.

На стадии обследования определяется величина эксплуатационной нагрузки на каменный столб № и ее ожидаемое увеличение lMsC*

4.2. Методика расчета

Несущая способность каменного столба определяется по формуле tf = RAM, (4.1) где т^- коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки, и определяется по формуле (16) /30/; (f^- коэффициент продольного изгиба, определяемый по п. 4.2 /30/; Я - расчетное сопротивление кладки при сжатии /30/; - площадь поперечного сечения столба.

Дри

V<Aie+ (4.2) необходимо выполнять усиление каменных столбов.

Для определения несущей способности каменных столбов, усиленных предварительно напрягаемыми металлическими обоймами, находим следующие расчетные параметры.

Напряжение сжатия каменной кладки на стадии усиления

Гг = ЛбМЛт. (4.3)

Временное сопротивление каменной кладки

K«=kR? U.4) где к - коэффициент, принимаемый по табл. 14 /30/.

Временное сопротивление сжатию армированной кладки + 2 foi-p /100, (4.5) где Rsi - расчетное сопротивление стали по пределу текучести, р - процент поперечного армирования кладки.

Упругая характеристика армированной каменной кладки М-А Кк/КЛи, (4.6) где Л, - упругая характеристика кладки и принимается по табл. 15 /30/.

Начальный модуль деформации усиленной каменной кладки

Вт Sfs = dsk-^sU (4.7)

Коэффициент Дуассона поперечных деформаций кладки /*« 0,5 - (I - 2/0<£/(2,2&|&(1 - (4.Ь) где - начальное значение коэффициента пуассона, принимаемое равным 0,2.

Шаг поперечных хостов назначается из следующих условий В , I £ 0,5 м, $ ^ 40 ls, (4.9) где В> - наименьший размер поперечного сечения каменного столба, is- радиус инерции металлического уголка обоймы /79/. Коэффициент постели ж-Ьщ^/га ), (4.ю) где в - ширина полки металлического уголка обоймы. Линейная характеристика металлического уголка обоймы

4 j

Проверяется условие эффективного шага поперечных хомутов т $ 2m . (4.12)

Максимальное значение усилия предварительного напряжения поперечных хомутов определяется из условия отсутствия вертикальных деформаций растяжения каменной кладки S (4.13) где i - толщина полки металлического уголка.

Потери предварительных напряжений от усадки раствора между обоймой и кладкой (ft принимаются равными 30 Mila, а от релаксации 0,1 -Ж, /Аз/ -20, (4.14) где fot - минимальное значение площади сечения поперечных хомутов /59/.

Потери от релаксации не учитываются при ^ 0.

Потери предварительных напряжений от деформации обжатия кладки по плоскости трещин и раствора между уголками обоймы и кладкой определяются только при термическом способе создания предварительного напряжения поперечных хомутов

Г3 = + (4.15) где П| - число незачеканенных раствором трещин в кладке; - число растворных швов между обоймой и кладкой и зачека-ненных трещин в кладке; A Pi - величина обжатия кладки по плоскости трещины = 0,5 мм /59/); - величина обжатия раствора = 0,3 мм /59/); - длина поперечного хомута, мм.

Минимальное значение усилия предварительного напряжения поперечных хомутов определяется из условия обеспечения совместной работы каменной кладки и металлической обоймы

А/о/.men ^ 4s/ -2. In. (4.16) t-i

Расчетное значение усилия предварительного напряжения поперечных хомутов

Ж?/ men ^ tfot ^ Mot, тау> -//а/, nun. (4.17)

Приращение несущей способности усиленного каменного столба где = JL (2( ^ - (ft ) - ft* 2^ + tfh 2f,), (4.19) f, «ак*д, (F/(0,5H +£-■£)), (4.20) f2B ак^ (F/(0,5H - tf+4)), (4.21)

- прочность кирпича на растяжение, F - ширина кирпича наружного ряда кладки, Н - наибольший размер поперечного сечения столба.

Условие прочности поперечных хомутов где Ez - модуль упругости стали, - коэффициент условий работы поперечных хомутов /79/.

Несущая способность вертикальных уголков обоймы-стойки из условия устойчивости в точке приложения усилий от поперечных хомутов

М = J^^te - rfsi (4.23) где hrftst. (4.24)

Несущая способность вертикальных уголков обоймы-стойки из условия устойчивости на участке между поперечными хостами

Ai - (4.25) где - коэффициент продольного изгиба уголка, А&г и Цсг - площадь его сечения и коэффициент условий работы, -расчетное сопротивление стали по пределу текучести.

Гибкость металлического уголка

4.26) где с$ - минимальный радиус инерции уголка.

Несущая способность металлических уголков принимается из условия si = nin ГУ! i ViJ. (4.27)

Несущая способность каменных столбоЕ, усиленных предварительно напрягаемыми металлическими навесными обоймами, равна

У - fa + l*ifmvtlfmiy (4.26) а обоймами-стойками

У = fa + rn^tfms ил/ixs + л-л/sz), (4.29) где я - число уголков, непосредственно воспринимающих эксплуатационную нагрузку.

Величина усилия предварительного напряжения металлических уголков обоймы-стойки принимается из следующих условий

Л^ЮкН, Afoz^fsf/n , ^ог^Мяг. (4.30)

Предварительное напряжение поперечных хомутов выполняется в первую очередь при 17пз,2 > £&z и нагрузке fj на каменный столб, равной bfgg , а металлических уголков при

I/ = Л/& - A^lp (4.31) где л/it - #oz)l4*s£ms,t + П-AsvFs )/fo*£s, (4.32)

4.33) isz = -j£z)/Asz£s- (4.34)

Предварительное напряжение металлических уголков выполняется в первую очередь при gm%t g < и нагрузке f/ на каменный столб, равной fftf , а поперечных хомутов при

У = fy + (4.35) где йКб^гтЬЛбпМмЕ»*.* + п faiEz^/AmEmii. (4.36)

Предварительное напряжение металлических уголков и поперечных хомутов производится одновременно при fn^z = isz и нагрузке f{ на каменный столб, равной

Пример расчета несущей способности каменных столбов, усиленных предварительно напрягаемыми металлическими обоймами, приведен в приложении.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Б соответствии с поставленными задачами в настоящей работе получены следующие основные результаты.

1. Экспериментально установлена эффективность усиления центрально сжатых каменных столбов предварительно напрягаемыми металлическими обоймами по сравнению с ненапрягаемыми. Несущая способность каменных столбов, усиленных навесными обоймами, возрастает в 4,5 раза, а обоймами-стойками - в 7,055 раза.

2. Выполнено теоретическое обоснование несущей способности каменной кладки в условиях трехосного сжатия, создаваемого предварительно напрягаемой металлической обоймой и эксплуатационной нагрузкой. Разработанная теория расчета позволяет определять величину несущей способности со средней погрешностью -13,47 %, а инженерная методика расчета - эффективное значение шага поперечных хоцутов, оптимальную величину усилия их предварительного напряжения и рациональную последовательность создания усилий предварительного напряжения в элементах обойм-стоек на стадии разработки проекта реконструкции.

3. Апробация конструкции предварительно напрягаемой металлической обоймы и технологии выполнения работ в промышленных условиях обеспечила возможность включения данного метода усиления каменных столбов в Республиканские строительные нормы "Технология усиления строительных конструкций на реконструируемых предприятиях: РСН 342-d6".

1. Реконструкция промышленных предприятий. В 2-х т. Т.1./ В.Д.Топчий, Р.А.Гребенник, В.Г.Клименко и др.; Под ред. В.Д.Топ-чия, Р.А.Гребенника.- М.: Стройиздат, 1990.- 591 е.: ил.-(Справочник строителя).

2. Управление качеством строительства / ашцаленко iy.A., Покрасс Л.И.- 2-е изд., перераб. и доп.- К.: Вища шк. Головное изд-во, 19Ь5.- 120 с.

3. Камейко В.А., Квитницкий Р.Н. Прочность кирпичной кладки, включенной в обойму // Исследования по каменным конструкциям: Сб. науч. работ ЦНИИСК; Под ред. проф. Л.И.Онищика.- М., 1957.- с. 14-51.

4. Механическое взаимодействие элементов структуры и прочность бетонов / Б.М.Гладышев.- X.: Вища шк. Изд-во при Харьк. ун-те, 1967.- 166 с.

5. Блейкмор Дж. физика твердого тела: Пер. с англ.- м.: Мир, 19бь.- 606 е., ил.

6. Наназашвили И.Х. Строительные материалы, изделия и конструкции: Справочник.- М.: Высш. шк., 1990.- 495 е., ил.

7. Куколев Г.В. Химия кремния и физическая химия силикатов.- м.: Высш. шк., 1966.- 463 е., ил.

8. Гинзбург В.П. Керамика в архитектуре.- М.: Стройиздат, 1963.- 200 е.: ил.- (Материал в архитектуре).

9. Рояк С.М., Рояк Г.С. Специальные цементы: Учеб. пособие для вузов.- 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Стройиздат, 19оЗ.- 279 с. : ил.

10. Сычев М.М. Некоторые вопросы механизма гидратации цемента.- Цемент, 1961, № 6.

11. Тейлор Х.уг.У. Кристаллохимия продуктов гидратации портландцемента // У1 Междунар. конгресс по химии цемента.-М., 1976.- 2 т.

12. Малинин Ю.С., Лопатникова Л.Я., Гусева В.И., Клиша-нис Н.Д. К вопросу о гидратации и твердении портландцемента // Тр. Междунар. конф. по пробл. ускорения твердения бетона.-М., 1968.

13. Юнг В.Н. Основы технологии вяжущих веществ.- М.,1951.

14. Илюхин В.В., Кузнецов В.А., Лобачев А.Н., Бакшутов B.C. Гидросиликаты кальция. Синтез монокристаллов и кристаллохимия / Под ред. Н.В.Белова.- М., 1979.

15. Долак А.Ш. Прочность цементного камня // Тез. докл. и сообщений Всесоюз. совещания,- Уфа, 1978.

16. SeKcfa Р.З., Feed man R, F. amcl ^urencen C-. KigW. R<?S. IWw?f Spec. Rep. 30, SS

17. Красильников К.Г., Никитина Ji.В., Скоблинская Н.Н. Физико-химия процессов расширения цементов // У1 Междунар. конгресс по химии цемента.- М., 1976.- 3 т.

18. Дилосани З.Н. Усадка и ползучесть бетона.- Тбилиси,1963.

19. Гансен В. Ползучесть и релаксация напряжений в бетоне / Пер. с англ.- М., 1962.

20. Шейкин А.Е., Чеховский Ю.В., Бруссер ш.И. Структура и свойства цементных бетонов.- М., 1979.

21. Берг О.Я., Щербаков Е.Н., Писанко Г.Н. Высокопрочный бетон.- М., 1971.

22. Ахвердов И.Н. Основы физики бетона.- М.: Стройиздат,1.oI.- 464 е.: ил.

23. Базаран У.В., Дерягин Б.В., Булгадаев А.В. Измерение сдвиговой упругости жидкостей и граничных слоев резонансным методом // Журн. эксперим. и теорет. физики,- 1966, Т. 51, Вып. 4(10).

24. Морозов Н.Ф. Математические вопросы теории трещин.-№.: Наука. Гл. ред. физ.-матем. лит., I9b4.- 256 с.

25. Седов л.И. Механика сплошной среды.- М.: Наука, 1976.т. 2.

26. Баренблат Г.Й. 0 равновесных трещинах, образующихся при хрупком разрушении.- ПММ, 1969.- Т. 23, № 3, 4, 5.

27. Поляков С.В., Малевич В.Н. Каменные конструкции: Учеб. пособие для строит, вузов.- М.: Госстройиздат, I960.- 307 с.

28. СНиП П-22-61. Каменные и армокаменные конструкции / Госстрой СССР.- М.: Стройиздат, 1963.- 40 с.

29. Крылов Н.А., Калашников В.А., Полищук A.M. Радиотехнические методы контроля качества железобетона.- М., 1966.

30. Экспериментальные исследования каменных конструкций: Сб. науч. работ ЦНИПС.- М.: Стройиздат, 1939.

31. Камейко В.А. Экспериментальные исследования прочности армированных кирпичных столбов // Исследования по каменным конструкциям: Сб. науч. работ ЦНШС; Под ред. проф. л.И.Онищика.-ш.: Госстройиздат, 1949.

32. Еременок П.л., Еременок И.Д. Каменные и армокаменные конструкции: Учеб. для вузов.- Киев: Вища шк. Головное изд-во, 1961.- 224 с.

33. Челбаев М.В. Каменные конструкции.- М.: Госстройиздат, 1950.- 211 с.

34. Вахненко П.Ф. Каменные и армокаменные конструкции.-2-е изд., перераб. и доп.- К.: Вудивэльнык, 1990.- 164 с.

35. Феппль А., шеппль Л. Сила и деформация.- ОНГИ, 1936.Т. I.3d. Kawman , T\\eodo^ г^п ; frs^Uc-isz/engacJie im-f-еь alhiill^n Sbhack. ie^seliH^ del Ve^eins, cleulzcAey Jnjgntew-e 1.S6.

36. Консидер M. Прочность на сжатие железобетона и бетона в обойме. "U С-enCt Ci/rig" , Т. ХУП, 1902.

37. Абрамов Н.М. Испытание моста из бетона со спиральной арматурой системы Консидера. СПб, 1905.

38. Абрамов Н.М. Изучение свойств бетона в обойме. Механич. лаборатория Ин-та инж. путей сообщения, СПб, 1907.

39. Некрасов В.П. Метод косвенного вооружения бетона. Новый железобетон. Ч. I. Транспечать, 1925.

40. Залигер Р. Железобетон, его расчет и проектирование.-М.: Госиздат, 1930.

41. Передерий Г.П. Вурс железобетонных мостов.- 4-е изд.-М.: Госиздат, 1930.47. аередерий Г.и. Трубчатая арматура.- м.: Трансжелдор-издат, 1945.4Ь. Передерий Г.ll. Железобетонные мосты.- М.: Трансжел-дориздат, 1951.- Т. 3.

42. Росновский В.А. Трубобетон в мостостроении.- М.: Трансжелдориздат, 1963.

43. Гвоздев А.А. Определение величины разрушающей нагрузки для статически неопределимых систем: Проект и стандарт.-1934, № Ь.

44. Липатов А.Ш. Исследование прочности трубобетонных элементов мостовых конструкций: Автореф. дис. . канд. техн. наук: М.: ЦНИИС МПС, 1953.

45. Скворцов Н.Ф. Применение сталетрубобетона в мостостроении.- М. : Автотрансиздат, 1955.

46. Кикин A.M., Санжаровский Р.С., Труль В.А. Конструкции стальных труб, заполненных бетоном.- М., 1974.

47. Проектирование железобетонных конструкций: Справочное пособие / А.Б.Г'олышев, В.Я.Бачинский, В.П.Полшцук и др.- Киев: Будивэльнык, 1965.- 495 с.

48. Биргер И.А., Мавлютов P.P. Сопротивление материалов: Учеб. пособие.- М.: Наука. Гл. ред. физ.-матем. лит., 1966.560 с.

49. Основания и фундаменты. Курсовое и дипломное проектирование / л.Н.Шутенко, А.Д.Гильман, Ю.Т.лупан.- Киев: Выща шк. Головное изд-во, 1969.- 32о с.62. 3. &oct*scnesj, Ajpp&caiton Ра e'g-tade t'tguiitfoc. e4 Jet Jfouvemzni Sotide* Vcefav*, Рай^ ,ms.

50. Тимошенко С.u., Гудьер дж. Теория упругости / Пер. с англ. // Под ред. Г.С.Шапиро.- 2-е изд.- М.: Наука. Гл. ред. физ.-матем. лит., 1979.- 560 с.

51. Хан X. Теория упругости: Основы линейной теории и ее применения / Пер. с нем.- М.: Мир, 1966.- 344 с.

52. Зенкевич 0. Метод конечных элементов.- ivi.: мир,1975.

53. Крауч С., Старфилд а. Методы граничных элементов в механике твердого тела / Пер. с англ.- М.: Мир, 1967.- 326 с.

54. Основы трехмерной теории устойчивости деформируемых тел / А.И.Гузь.- К.: Вища шк. Головное изд-во, 1986.- 511 с.

55. Светлицкий В.А. Механика стержней: Учеб. для втузов. В 2-х ч. Ч. I. Статика.- М.: Высш. шк., 1987.- 320 с.

56. Богданов Ю.М. Курс сопротивления материалов в структурно-логических схемах: Учеб. пособие.- К.: Выща шк. Головное изд-во, 1988.- 215 с.

57. ГОСТ 8462-85. Материалы стеновые. Методы определения пределов прочности при сжатии и изгибе.

58. ГОСТ 5802-86. Растворы строительные. Методы испытаний.

59. ГОСТ' 1497-84*. Металлы. Методы испытания на растяжение.

60. Рего К.Г. Метрологическая обработка результатов технических измерений: Справ, пособие.- К.: Тэхника, 19о7.128 с.

61. Рекомендации по усилению каменных конструкций зданийи сооружений / ЦШИСК им. Кучеренко.- М.: Стройиздат, 1964.36 с.

62. Клевцов В.А., лещинский A.M. Неразрушающий контроль прочности бетона в железобетонных конструкциях.- М.: ВНИМИС, 1966.- 69 с.

63. Рекомендации по определению технического состояния ограждающих конструкций при реконструкции промышленных зданий / ЦНИИ промзданий.- М.: Стройиздат, 1966.- 151 с.

64. СНиД J-23-8I*. Стальные конструкции / Госстрой СССР.-М.: ЩТа Госстроя СССР, 1966.- 96 с.iIPHMEP РАСЧЕТА НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ КАМЕННЫХ СТОЛБОВ,

65. УСИЛЕННЫХ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯГАВШИ МЕТАЛЖЧЕСКИЫИ1. ОБОШАШ1. Исходные данные

66. Эксплуатационная нагрузка Л^на каменный столб составляет 1,0 МН, а ожидаемое ее увеличение - 2,0 kh.2. Расчет

67. Определяем гибкость каменного столба

68. Д = &/Н = 3000/510 = 5,do.

69. И/ = flij-fms^m Я = 1,0-0,95-0,51-0,51-2,2 = 0,544 шН.

70. М + A № = 1,0 + 2,0 = 3,0 MB ^ 0,b44 MH.

71. Следовательно, необходимо выполнить усиление каменного столба.

72. Марка стали ВСтЗкп2-1 по ТУ I4-I-3023-60 с расчетным сопротивлением по пределу текучести Rjj = f^e. = 230 i.uia /79/.

73. Si = №/Ants = 1,0/0,51-0,51 = 3,d4 Maa.k К = 2-2,2 = 4,4 Ma. p = • 100/H-^ = 4-2,45-IO"4.100/0,51-0,5 = 0,364 %.

74. RsU= 2-RSl-p/I00 = 2-2,2 + 2-230-0,364/100 = 6,166 Maa. isk = = 750-4,4/6,166 = 535.

75. Emi,i = Rsku = 535-6,166 = 3299 Mua.- (I 2/0^/(2,2&И 6t(I - Й/1Д R«) I) =0,5 (I - 2-G,2)'3,64/(2,2-4,4|0h(I - 3,64/1,1-4,4)| ) = 0,35. fy = Em%s /2(1 Л (4 $/* ) =

76. JF- 3299/2(1 0,35). 0,07- (n (4-0,5/0,07) = 33973 Ш/м3.т = V4.2,06 •I05-4b,I6-I0"d/0,07-33S73 « 0,114 м. 2m = 2-0,114 = 0,228 м.

77. Принимаем = 0,2 м < 2m , тогда p = 0,961 «- 6,621 Mxla, 374, = 3299 МПа, Ц = 46751 МН/м3,т = 0,105 м и 2т— 0,210 м > £.0,2(0,070 0,00о)-3,64-103/2-0,35 = 6ъ,023 кН.

78. Ti = 0, так как обойма устанавливается без устройства растворного шва между уголками и кладкой.0Л'#о/,так /Ait, ft, 20 =0,I.68,023-I0~3/2,45-I0"4 20 = 7,765 МПа.

79. Г^ = 0, так как усилие предварительного напряжения поперечных хомутов создается механическим способом.

80. Иг = 2,45-Ю~4.7,765-Ю3 = 1,902 кН.

81. Принимаем Мо/ = 10 кН, тогда0,1-10'10~3/2,45.10*4 20 = -15,92 Ша <0.

82. Следовательно, потери от релаксации напряжений не учитываются.

83. С/, -«btfy(F/(0,5H + 4-4)) =0,12/(0,5-0,51 + 0,07 0,008)) = 0,362;ft = ( F/(0,5H в + t)) =0,12/(0,5-0,51 0,07 + 0,00b)) * 0,556;

84. К = ' ^} " Kh2(f* + sCh2tP'} =~r(2(0,556 0,362) - Sm 2-0,556 + ^2-0,362) = 0,049. If0,51-0,51(0,049-I0-I0"3 + 2,4(0,070 0,00b)-0,2)/(0,070 - 0,006)•0,2-0,35 = I,613 MH.

85. Го А/ /л й ^ S-H-bfa-Ss-/** = I0-I0"3/2,45-I0"4 +0,2*0,51-1,613'0,35-2,06 IQb0,51-0,51(0,2-0,51-3299 + 2-2,45-I0"4-2,06-I05(I 0,35))a 166,3 Mua < Ksrjet = 230-0,95 = 216,5 Mlla.fa = (ft, = 2,45-I0"4.166,3-I03 = 41,2 кп.

86. Определяем несущую способность вертикальных уголков обоймы-стойки.

87. М = 2"V(rf I Ev hi у^Д - lc( M-A^t2 "/46751-0,07-2,06-I05-4b,16-10"^ - (41,2-Ю"3-0,51-0,Ы)2.46751/4-1,б13г-0,07 = 30,204 MH.

88. Ли = * A^.mCn = 0,2/1,37-10"^ 14,6,тогда согласно табл. 72 /79/ коэффициент продольного изгиба металлического уголка равен 0,976.ftrAiz-Rsi-jfci « = 0,976-10,67.Ю""4. 230-0,95 = 0,228 МН. Лбг. = MtnfM ;Л£7 = 0,228 Ш.

89. Несущая способность каменного столба, усиленного предварительно напрягаемой металлической навесной обоймой, составляет следующую величину

90. У = Mif + = 1,0 + 1,0-0,95-1,813 =2,722 МН < 3,0 МН,а обоймой-стойкой

91. У = J/S? + myfmsUt/m$ + П-f/st) =1,0 + 1,0-0,95(1,813 + 4-0,228) = 3,589 МН^ 3,0 МН.

92. Определяем последовательность создания усилий предварительного напряжения в элементах обоймы-стойки.1. Vsf/п = 1,0/4 = 0,25 МН.

93. Величину усилия предварительного напряжения Л/oz. металли ческих уголков принимаем равной 0,010 МН, тогдаf$z s (rii tfoz)/Asz£s = = (0,228 - 0,0I0)/I0,67<10~4. 2,06-Ю5 = 0,992-Ю'"3,

94. I0,67-I0"4.2,06-I05)/I0,67'I0"^ 2,06-Ю5 = 1,723 МН.