Внецентренно-сжатый каменный элемент

Расчет внецентренно-сжатых элементов каменных конструкций производится по формуле:

N £ m_g j₁ R A_c w, где

N – расчетная продольная сила;

m_g – коэффициент, учитывающий влияния длительной нагрузки;

j₁- коэффициент продольного изгиба;

R – расчетное сопротивление сжатию кладки;

A_c – площадь сжатой части сечения;

w - расчетный коэффициент.

При внецентренном сжатии расчетная продольная сила N приложена с эксцентриситетом е₀ (е₀ = М/ N ). Площадь сжатой части сечения А_с определяется по формуле:

А_с = А{1 – (2е₀/h)}, где

A = b ´ h ; b – ширина сечения, h – высота сечения.

Коэффициент продольного изгиба j₁ определяется как среднее значение между коэффициентом продольного изгиба всего сечения j и коэффициентом продольного изгиба сжатой части сечения j_с

j₁ = (j + j_с )/2.

Коэффициенты продольного изгиба j и j_с определяются по таблице 9.3 для l_h = Н/h и для l_hc = H/ h_c ,

где h_c – высота сжатой части поперечного сечения A_c

h_c = h – 2e₀

Коэффициент m_g = 1 при h ³ 30 см.

Коэффициент w определяется по формуле

w = 1 + (е₀/h) £ 1,45

Расчетное сопротивление кладки сжатию:

После определения расчетного сопротивления кладки сжатию R, по таблице 9.4 подбираются необходимые для обеспечения прочности элемента марки кирпича (камня) и раствора.

Пример расчета внецентренно сжатого кирпичного простенка

Исходные данные:

• расчетное сечение принято на уровне верха простенка при расстоянии от верха простенка х=450 мм. Эти данные необходимы для уточнения значения коэффициента продольного изгиба ;

• для принятого сечения N_х=250 кН, М_х =20 кНм, е₀=20/250=0,08 м;

• площадь сечения кирпичного простенка А=0,46 м² (размера поперечного сечения h=510 мм, b=900 мм);

• расчетная высота кирпичного стены при неподвижных шарнирных опорах равна высоте этажа здания l₀=H=3,0 м;

• виды материалов: кирпич керамический одинарный пластического прессования полнотелый, раствор строительный для каменной кладки марки не менее М25 (упругая характеристика кладки a=1000).

До вычисления расчетного сопротивления R кирпичной кладки простенка внецентренному сжатию следует установить:

• площадь сжатой части сечения А_с=0,46´{1–(2´0,08/0,51)}=0,32 м²;

• гибкость всего сечения простенка и аналогично гибкость сжатой части сечения простенка , (h_с=0,35 м);

• коэффициент продольного изгиба j₁=(0,96+0,91)/2=0,935. С учетом положения расчетного сечения на участке линейного увеличения коэффициента продольного изгиба от 0,935 до 1,0 уточняется его значение j_х =0,935+0,065х0,55= 0,97;

• коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки. m_g=1 (размеры поперечного сечения кирпичного простенка h=510 и b=900 мм >300 мм);

• коэффициент w = 1 + (0,08/0,51)=1,16 £ 1,45

Несущая способность кирпичного простенка будет обеспечена при использовании кирпича марки М75 на растворе марки М25 (R=1,1 МПа). Подбор марок выполнен по таб. 9.4.