13. Основы расчета несущих стен зданий с жесткой конструктивной схемой.

Расчет наружных стен многоэтажных домов. Наружные стены многоэтажных домов рассматривают как неразрезные многопролетные балки, опорами которых служат перекрытия.

По упрощенной схеме многопролетную балку заменяют однопролетными. При расчете каждого этажа нагрузка собирается от вышерасположенных конструкций и прикладывается в центре тяжести стены . Кроме того, в пределах этажа с эксцентриситетом учитывается нагрузка от перекрытия, а также собственный вес стены этажа, прикладываемый в центре тяжести сечения

Изгиб стен от ветра можно не учитывать, если нормальные напряжения, вызываемые в них моментами от нормативной ветровой нагрузки, не превышают 0.1 МПа.

Давление от перекрытия на стену (сосредоточенная сила) прикладывается на расстоянии 1/3 длины опирания конструкций перекрытия, считая от внутренней поверхности стены (но не более 7 см).

Прочность межоконного простенка проверяется на уровне перемычки и подоконника. Изгибающий момент, действующий под перекрытием, уравновешивается горизонтальными реакциями на опорах наружной стены: вверху стена прижимается к перекрытию, а внизу отходит от перекрытия. Поэтому стены и столбы должны крепиться к перекрытиям и покрытиям анкерами сечением не менее 0.5 см2

14. Выведите формулу расчета несущей способности простенка наружной стены в наиболее опасных сечениях.

Расчет внецентренно сжатых неармированных элементов каменных конструкций следует производить по формуле N £ т_g j₁ R A_c w, где А_c - площадь сжатой части сечения при прямоугольной эпюре напряжений, определяемая из условия, что ее центр тяжести совпадает с точкой приложения расчетной продольной силы N. т_g- коэффициент учитывающий влияние длительной нагрузки.

Положение границы площади А_c определяется из условия равенства нулю статического момента этой площади относительно ее центра тяжести для прямоугольного сечения. Наружные стены многоэтажных домов рассматривают как неразрезные многопролетные балки, опорами которых служат перекрытия. По упрощенной схеме многопролетную балку заменяют однопролетными. При расчете каждого этажа нагрузка собирается от вышерасположенных конструкций и прикладывается в центре тяжести стены. Кроме того, в пределах этажа с эксцентриситетом учитывается нагрузка от перекрытия, а также собственный вес стены этажа, прикладываемый в центре тяжести сечения (рис.).

Выбор расчетного сечения зависит от наличия и размеров проемов, величин внутренних нагрузок, и значения коэффициентов.

15. Выведите формулу расчета несущей способности центрально сжатого участка стены в наиболее опасных сечениях.

Расчет элементов неармированных каменных конструкций при центральном сжатии следует производить по формуле N £ т_g j R A, где, N - расчетная продольная сила; R - расчетное сопротивление сжатию кладки, j - коэффициент продольного изгиба; A - площадь сечения элемента. т_g- коэффициент учитывающий влияние длительной нагрузки.

16. В чем заключается сущность железобетона? в чем заключаются достоинства железобетона? Его недостатки?

Железобетон является комплексным материалом, включающий два исходных материала - бетон и стальную арматуру. Такое комбинирование исключает недостатки двух материалов и делает материал конструктивно полноценным.

Таким образом, бетон, хорошо сопротивляясь сжатию, имеет очень низкую прочность на растяжение. Неармированная однопролетная бетонная балка в условиях поперечного изгиба, испытывающая растяжение в зоне ниже нейтральной оси, в связи с этим, будет иметь очень низкую несущую способность, определяемую прочность бетона на растяжение, и используют лишь на 5-10 % возможности бетона на сжатие.

Серьезный конструктивный недостаток бетонной балки - ее низкую несущую способность - можно устранить, вводя в растянутую зону по направлению растяжения арматурную сталь. Стальная арматура воспримет нагрузку от напряжений растяжения, обеспечит высокий уровень использования бетона сжатой зоны и повысит несущую способность конструкции в 10-20 раз. Достоинства бетона Достаточно высокая прочность на сжатие R_b до 100 МПа; Высокая долговечность, стойкость к воздействию комплекса атмосферных условий без специальных мер по защите бетона; Распространенность и недефицитность исходных компонентов бетона (мелких и крупных заполнителей)–бетона. Низкая прочность на растяжениеR_bt »(1/10…1/20) R_b;Пониженный коэффициент конструктивного качества.

Достоинства стали: очень высокая прочность на сжатие R_s от 400 до 2800 МПа; Одинаково хорошая сопротивляемость сжатию и растяжению R_sс » R_st;Высокий коэффициент конструктивного качества R_s / g_s, обеспечивающий легкость конструкций стали. Подверженность коррозии и необходимость в высоких эксплуатационных затратах на лакокрасочную защиту для обеспечения долговечности

Таким образом, сущность железобетона заключается в том, что искусственной постановкой арматуры усиливают зоны элемента, растянутые от внешней нагрузки.

Имеет конструктивный смысл и армирование сжатых элементов. Работая в составе сжатого железобетонного элемента совместно с бетоном, сталь в условиях совместности деформаций воспринимают напряжения в a - раз большие, чем бетон, где a = Е_s / E_в - соотношение модулей упругости этих материалов, разгружает бетон и повышает несущую способность сжатого элемента. Недостатки монолитного железобетона: имеет серьезные недостатки по сравнению со сборным железобетоном: большой расход средств и лесоматериалов на устройство опалубки и подмостей, необходимость выдерживать длительное время забетонированные конструкции в опалубке, затруднения в производстве работ на открытом воздухе при низких температурах и др.