Продольное армирование кирпичной кладки может быть осуществлено двумя способами: с расположением арматуры внутри кладки и по наружной поверхности кладки. Оба способа армирования показаны на рис. 1. Расположение арматуры внутри кладки создает лучшую защиту для арматуры от внешних воздействий и высокой температуры при пожаре. Но, с другой стороны, при этом способе усложняется производство работ. Что же касается надежности совместной работы арматуры и кладки, то опыты показали, что оно обеспечено в достаточной степени в обоих случаях. Поэтому в случаях, где не требуется повышенной огнестойкости конструкции, предпочтение должно отдаваться наружному армированию.
При расположении арматуры снаружи применяется следующий способ производства работ. Арматура заделывается внизу вкладку посредством отгиба под прямым углом; отгиб заканчивается крюком. В случае, если арматура работает на растяжение, отгибы заделываются в бетон. Хомуты заготавливаются из 5-6-мм проволоки и нанизываются сверху на продольную арматуру без твердой фиксации их положения по высоте. Расстояние между хомутами по высоте должно быть равно 15-20 диаметрам продольных стержней.
Рис. 1. Продольное армирование кирпичной кладки: а - внутри кладки, б - снаружи кладки.
Оно должно быть связано с рядами кладки, так как хомуты располагаются в швах кладки через 2-5 рядов в зависимости от толщины продольных стержней. В местах сварных стыков продольной арматуры расстояния между хомутами уменьшаются вдвое (рис. 2). После установки продольных стержней и временного закрепления их в вертикальном положении производится кирпичная кладка. На требуемом по проекту уровне опускаются вниз хомуты, которые должны плотно прижимать наружную арматуру к кладке. Опыт выкладки таких столбов доказал, что они не вызывают значительных затруднений для каменщика. Верхние концы продольной арматуры заделываются в кладке аналогично нижним. Наружная арматура покрывается полосами цементного раствора на толщину не менее 1,5 см, который должен заполнить плотно щель между арматурой и кладкой, если таковая получилась при выкладке столба. После этого столб оштукатуривается обычным известковым или лучше сложным раствором.
Рис. 2. Процесс выкладки столба с наружной продольной арматурой
При расположении арматуры внутри столба применяются два способа. При первом способе вяжется сначала каркас арматуры с хомутами, который заполняется кирпичной кладкой. Каркас должен быть расположен внутри столба на расстоянии в полкирпича от наружных граней. В местах расположения хомутов приходится колоть кирпич, так как трудно добиться увязки расположения хомутов с порядовкой кладки. При втором способе положение хомутов твердо не фиксируется и они по мере хода кладки опускаются на нужном уровне в шов кладки.
Проведение испытания столбов с продольным армированием показали идентичность их работы с работой железобетонных колонн. Эффективность арматуры при продольном армировании получается ниже в 3 раза по сравнению с сетчатым армированием.
Характер разрушения образцов с продольной арматурой несколько напоминает по виду трещин неармированную кладку. Первые трещины возникают при напряжении 0,6-0,7 от временного сопротивления. Развиваясь, они удлиняются и пересекают несколько рядов кладки. Однако полного расслоения кладки не происходит, и начинают откалываться наружные лещадки и раздавливаться отдельные кирпичи. Картина разрушения кирпичного столба с внутренней продольной арматурой показана на рис. 3.
Рис. 3. Разрушение кирпичного столба с внутренней продольной арматурой.
На деформации кладки продольная арматура оказывает малое влияние. Только при больших процентах армирования, приближающихся в единице, отмечается некоторое уменьшение деформаций. Что же касается отношения начального модуля упругости к временному сопротивлению α=E0/RАРМ, ввиду увеличения RАРМ оно меньше, чем для неармированной кладки. Отношения α в зависимости от процента армирования приведены в таблице на рис. 4.
Соответственно этим значениях α берутся коэффициенты продольного изгиба φ. По сравнению с косвенным армированием кирпичной кладки величина α значительно выше, и следовательно коэффициенты φ приближаются к таковым для неармированной кладки. В результате этого влияние продольного изгиба для столбов с продольным армированием значительно меньше, чем для столбов с сетчатым армированием. Поэтому при больших гибкостях (l/d=15-20) продольное армирование в некоторых случаях может оказаться более выгодным, чем сетчатое.
Рис. 4. Начальные модули упругости для кладки с продольной арматурой
