Алгоритм розрахунку

У меню Файл вибирають команду Новый расчет, а в однойменному діалоговому вікні (рис. 11.38) - потрібний пункт – Расчет внецентренно сжатой неармованной кладки таврового сечения. Якщо розрахунок за даним пунктом виконується вперше, то у лівому нижньому кутку діалогового вікна обирають перемикач Без данных. Після цього натискають кнопку Создать.

Рис. 11.38. Діалогове вікно „Новий розрахунок”, пункт розрахунок позацентрово стисненої неармованої кладки таврового перерізу

У вікнах, які будуть з’являтися далі, вказують потрібні параметри розрахунку (умови опирання, вид і марку розчину, каменю або цегли, параметри кладки, величину навантаження тощо).

Рис. 11.39. Діалогові вікна для введення параметрів розрахунку

Продовження рис. 11.39

Продовження рис. 11.39

Продовження рис. 11.39

Продовження рис. 11.39

Після введення усіх необхідних для розрахунку даних програма видає повідомлення Выполнен расчет и создан отчет. Звіт, сформований програмою, наведено нижче мовою оригіналу.

Расчет внецентренно сжатой неармированной кладки таврового сечения

Размеры таврового сечения:

Исходные данные:

Усилия:

- нормальная сила N = 160 кН;

- изгибающий момент M = 72 кНм.

Размеры таврового сечения:

- высота таврового сечения h = 103 см;

- высота полки c = 51 см;

- ширина полки b₁ = 116 см;

- ширина стенки b₂ = 64 см.

Размеры элемента:

- длина элемента H = 4,78 м.

Прочность кладки:

- расчетное сопротивление кладки на сжатиен R = 1,5 МПа (15 кгс/см² ).

Результаты расчета:

Сечение - тавровое.

1) Определение границы расчетной сжатой зоны (прил. 6 Пособия к СНиП II-22-81)

Расстояние: d = h -c =103-51 = 52 см.

Статический момент: S_х = b₁ c²/2+b₂ d (c+d/2)=

=116 · 51²/2+64 · 52 · (51+52/2) = 407114 см³.

Площадь сечения: A = c·b₁+d·b₂=51 · 116+52 · 64 = 9244 см² .

Расстояние: y₁ = S_х/A=407114/9244 = 44,04 см.

Момент инерции:

I = b₁ c³/12+b₁ c (y₁-c/2) ²+b₂ d³/12+b₂ d (d/2+c-y₁) ² =

=116 · 51³/12+116 · 51 · (44,04089-51/2) ²+64 · 52³/12+64 ·

·52 · (52/2+51-44,04089) ² = 7638692,54 см⁴.

Радиус инерции сечения:

i = = = 28,74 см.

2) Учет случайного эксцентриситета

Стена - несущая.

Сечение - тавровое. Случайный эсцентриситет: e_v= 0.

3) Свободная длина элемента. Нагрузкой является - не только собственная масса элемента в пределах рассчитываемого участка.

Расчетная схема - заделка в стены сборных железобетонных перекрытий.

Свободная длина элемента: l₀ = 0,9 H =0,9 · 478 = 430,2 см.

Эсцентриситет: e₀ = M/N+е_v=720000/16000+0 = 45 см.

Эксцентриситет – в сторону ребра.

Расстояние: y₂ = h -y₁=103-44,04 = 58,96 см.

Расстояние от ц.т. до наиболие сжатого волокна:

y = y₂ =58,96 см

4) Проверка условия применения формул прил. 6

y₂-e₀ = 58,96-45=13,96 > 0 см – условие выполнено.

Расстояние: e₂ = y₂-e₀=58,96-45 = 13,96 см.

Т.к. e₂=13,96 см r d/2=52/2=26 см:

Расстояние от точки приложения силы до границы сжатой зоны:

x = e₂ =13,96 см.

Высота сжатой зоны:

h_c = 2 e₂ = 2 · 13,96 = 27,92 см, h_c > 0 – условие выполнено.

Площадь сжатой части сечения:

A_c= 2·e₂·b₂=2 · 13,96 · 64 = =1786,76 см².

Момент инерции сжатой зоны:

I_с = 8 e₂³ b₂/12 = 8 · 13,95911³ · 64/12 = 116054,48 см⁴ .

5) Определение упругой характеристики для неармированной кладки

Материал каменной конструкции - не является бутобетоном.

Марка раствора - 50.

Вид кладки - 7а. Из кирпича глиняного пластического прессования.

Упругая характеристика принимается по табл. 15 a = 1000 .

Раствор - легкий (до 1500 кг/м3).

Для кладки на легких растворах значения упругой характеристики

следует принимать по табл. 15 с коэффициентом 0,7:

Упругая характеристика неармированной кладки:

a = 0,7 a =0,7 · 1000 = 700 .

Гибкость:

l_i = l₀ /i =430,2/28,74 = 14,96.

Коэффициент продольного изгиба принимается по табл. 18 в зависимости от l_i и a:

f = 0,98.

Гибкость:

l_hc = H /h_c =478/27,92 = 17,12.

Коэффициент продольного изгиба для сжатой части сечения принимается по табл. 18 в зависимости от l_hc и a: f_c = 0,63.

Радиус инерции сжатой зоны:

i_с = = = 8,06 см.

Коэффициент: f₁ = (f+f_c)/2=(0,98+0,63)/2 = 0,8107 (формула (15); п. 4.7).

6) Определение коэффициента w (табл. 19 СНиП II-22-81)

Пустотность материала кладки - до 25%.

Кладка - из кирпича.

Сечение - тавровое.

Т.к. h =103 см r 2 · y=2 · 58,96=117,92 см, коэффициент:

w = 1+e_o/(2 y)=1+45/(2 · 58,96) = 1,38.

w r1,45 (95,28 % от предельного значения) - условие выполнено. 7) Продолжение расчета по табл.19

Т.к. i t 8,7 см, коэффициент m_g =1.

8) Определение расчетного сопротивления кладки сжатию

Расчетная прочность кладки - известна.

9) Продолжение расчета по п. 4.7

N=16000 кгс r m_gf₁ R A_c w = 1 · 0,81 · 15 · 1786,766 · 1,38 =

= 30019,79 кгс (53,3 % от предельного значения) – условие выполнено (формула (13); п. 4.7).

Т.к. e₀ = 45 см > 0,7 · y =0,7 · 58,95911 = 41,27 см, требуется проверка трещиностойкости и деформаций.

10) Расчет по раскрытию трещин

Кладка - внецентренно нагруженная.

Предполагаемый срок службы конструкций, лет - 50.

Характеристика и условия работы кладки - Без повышенных архитектурных и гидроизоляционных требований.

Коэффициент условий работы принимается по табл. 24 g_r = 2 .

Вид кладки - неармированная.

Расчетное сопротивление кладки растяжению при изгибе принимается по табл. 10 R_tb = 1,2 кгс/см² .

Т.к. h > 25 см :

Расчетное сочетание нагрузок - основное.

е₀ = 45 см r 0,9 y = 0,9 · 58,96 = 53,06 см (84,8 % от предельного значения) - условие выполнено .

11) Продолжение расчета по п. 5.3

Cистематический контроль прочности кирпича (камней) и раствора - будет производится.

N=16000 кгс r g_r R_tb A/((A (h-y) e₀ /I)-1) =

= 2 · 1,2 · 9244/((9244 · (103,33-58,96) · 45/7638693)-1) =

=15662,45 кгс (102,15 % от предельного значения) - требуемое условие не выполняется! (формула (33); п. 5.3).

Отже, міцність позацентрово стиснутого простінка забезпечена, оскільки оцінку міцності кам’яних позацентрово стиснутих елементів виконують не за навантаженням, що відповідає виникненню тріщин у розтягнутій зоні, а за навантаженням, що руйнує стиснуту зону перерізу, бо це навантаження одночасно спричиняє руйнування елемента в цілому.

Приклад 11.18. На цегляну стіну товщиною h = 510 мм, виконану із цегли пластичного формування марки 100 за міцності розчину 0,2 МПа (2 кгс/см²), опирається система сталевих двотаврових балок (профіль № 20 за ГОСТ 8239-89). Ширина балки – а = 100 мм, проліт – l = 6 м, крок балок - b = 1,5 м, довжина опорної ділянки а₁ = 200 мм (рис. 11.47). Рівномірно-розподілене навантаження на балку становить 5 кН/м, опорна реакція балки - Q = 15 кН. Перевірити міцність свіжої неармованої кладки на місцеве зминання.