3.1. Сбор нагрузки на простенок.

Полная нагрузка на простенок:

- от покрытия: ;

- от перекрытия: ;

- от стены:

Полная нагрузка на простенок:

Расчетный изгибающий момент:

, кНм

2. Расчет простенка.

Р асчет прочности выполняется для простенка первого этажа. Расчетные сечения принимаем на уровне верха и низа оконного проема. Продольные усилия в расчетных сечениях можно определять по методу грузовых площадей. Расчетная схема продольной стены представлена на рис. 10. Изгибающие моменты в расчетных сечениях показаны на рис.11.

Рис. 9. Ширина расчетной площади простенка.

Рис. 10. Расчетная схема продольной стены. Эпюра изгибающих моментов в простенках здания (в долях от М).

Рис. 11. Величина моментов в сечениях первого этажа.

Расчетную высоту стены при определении коэффициента продольного изгиба принимают как для конструкции с частично защемленными опорными сечениями:

_{, где Н – расстояние по высоте в свету.}

1. Находим эксцентриситеты е₀₁ и е₀₂

;

2. 

3. Определяем площадь сечения простенка

4. Вычисляем радиус инерции сечения в плоскости действия момента:

5. Определяем гибкость.

=> φ=0,802 при α=1000

6. Определяем коэффициент m_g. При толщине стены более 30 см m_g=1.

7. Определяем расстояние от центра тяжести сечения до наиболее сжатой грани сечения.

8. Вычисляем коэффициент ω, учитывающий местный характер действия внецентренной нагрузки.

9. Определяем площадь сжатой части расчетного сечения А_с.

10. Определяем величины минимальных радиусов инерции сжатой части сечений простенка.

11. Определяем гибкость сжатой части сечения простенка в пределах однозначной эпюры моментов:

12. Определяем коэффициент продольного изгиба сжатой части φ_с и приведенные коэффициенты φ.

φ_с1=1 φ_с2=1

13. Вычисляем требуемое расчетное сопротивление кладки.

Прочность простенка, выполненного из кирпича марки 50 на растворе марки 25, не обеспечена. Следовательно, выполняем усиление кирпичной кладки металлической обоймой.

2. Расчет металлической обоймы.

С тальная обойма состоит из вертикальных уголков, устанавливаемых по углам усиливаемого элемента, и хомутов из полосовой стали или круглых стержней, приваренных к уголкам. Расстояние между хомутами должно быть не более меньшего размера сечения и не более 500мм. С целью вовлечения вертикальных уголков в работу сразу же после установки их делают предварительно напряженными. Для этого уголки объединены парами, посередине длин за счет надреза имеют перегибы. Предварительное напряжение в уголках создается взаимным стягиванием ломанных пар между собой. Выпрямляясь, уголки воспринимают часть вертикальных нагрузок и разгружают простенок. Стальная обойма должна быть защищена от коррозии слоем цементного раствора толщиной 25…30мм. Для надежного сцепления раствора стальные уголки и хомуты закрывают металлической сеткой.

Рис. 12. Усиление металлической обоймой (1-усиливаемый столб, 2–уголки обоймы,3-поперечные планки, 4-штукатурка цементно-песчаным раствором толщиной 25-30мм).

Расчет кирпичных простенков, усиленных металлическими обоймами, при центральном и внецентренном сжатии с малыми эксцентриситетами производят по формуле:

где N- продольная сила;

А- площадь сечения усиливаемой кладки;

- площадь сечения продольных уголков стальной обоймы или продольной арматуры железобетонной обоймы;

- расчетное сопротивление поперечной арматуры обоймы;

- расчетное сопротивление уголков или продольной сжатой арматуры;

- коэффициент продольного изгиба (α принять как для неусиленной кладки);

- коэффициент, учитывающий влияние длительного воздействия нагрузки;

- коэффициент условий работы кладки, принимаемый, равным 1 - для кладки без повреждений; 0,7 - для кладки с трещинами;

где b,h – размеры сторон усиливаемого элемента; S – расстояние между поперечными связями.

Принимаем для обоймы сталь А240, вертикальные уголки, по конструктивным соображениям, - 4 50х50х5 ( ; ).

Условие обеспечения несущей способности:

Преобразуем формулу, получаем:

;

значение отрицательное, значит несущей способности уголков и кладки достаточно, а поперечные планки устанавливаются конструктивно. Примем расстояние между осями поперечных хомутов обоймы 300 мм и определим их сечение из условия:

%

По формуле:

;

;

см² .

Принимаем в качестве поперечных хомутов полоску сечением 30 х 5 мм с

см²

Рис. 13. Усиление кирпичного простенка металлической обоймой.