Расчет выполнен для каменных конструкций элементов многоэтажного гражданского каменного здания. Размеры здания в плане 19,8 х 21,6м (между крайними осями). Наружные стены здания выполнены из сплошной кирпичной кладки с последующим устройством теплоизоляции по одной из существующих современных эффективных систем. Внутренними опорами в здании воспринимающими нагрузку от покрытий и перекрытий, являются кирпичные столбы. Поперечный шаг столбов – 6,6 м, продольный – 5,4 м. Высота этажа Н_эт=3,9 м, высота подвала – Н_под=2,8 м. Количество этажей, включая подвальный – 6. Район строительства – г. Магадан (V снеговой район). Расстояние от пола 1-го этажа до планировочной отметки – 0,7 м. Ширина оконных проемов – 1,3х2 м, высота-2,4 м. Ширина простенков в наружных продольных стенах – 1,4 м.

Значение нормативных нагрузок:

а) на 1м² покрытия:

• постоянная (сборные многопустотные железобетонные плиты, пароизоляция, утеплитель, стяжка, рулонная кровля) – 4,5 кН/м²

• временная (снеговая) – 3,2∙0,7=2,24 кН/м²

б) на 1м² перекрытия:

• постоянная (сборные железобетонные плиты, звукоизоляционная засыпка, стяжка из цементно-песчаного раствора, паркет) – 4,2 кН/м²

• временная – 6,0 кН/м² , в том числе кратковременная 2,0 кН/м²

Значение расчетных нагрузок:

а) на 1м² покрытия:

• постоянная 4,5∙1,15=5,175 кН/м² , где - коэффициент надежности по нагрузке.

• временная (снеговая) 3,2 кН/м²

б) на 1м² перекрытия:

• постоянная 4,2∙1,15=4,83 кН/м²

• временная – 6,0∙1,2=7,2 кН/м² , в том числе кратковременная 2,0∙1,2=2,4 кН/м²

Грузовая площадь столба А_гр=6,6∙5,4=35,64 м²; грузовая площадь простенка, воспринимающего нагрузку от покрытия и перекрытия,- А_гр=5,4∙3,3=17,82 м²

Каменная кладка наружных стен выполняется из силикатного рядового кирпича на цементно-известковом (смешанном) растворе. Кладка столбов выполняется из керамического полнотелого одинарного кирпича на цементно-известковом растворе.

Расчет и конструирование простенка наружной стены 1-го этажа.

Сечение простенка прямоугольное с размерами h∙b=51∙140 см.

Каменная кладка наружных стен выполняется из силикатного рядового кирпича М150 на цементно-известковом растворе М75 (расчетное сопротивление кладки R=2,0 МПа), . Определяем расчетное продольное усилие, действующее на простенок в уровне верхнего оконного проема.

Грузовая площадь для определения нагрузки на простенок 1-го этажа от собственного веса стены: 1 - учитываемые участки стены при определении нагрузки

При А_гр= 17,82м²,

А₁=9 м² (для жилых зданий, общежитий, гостиниц, бытовых помещений и т.д.)

Коэффициент сочетаний , где

n – общее число перекрытий, от которых рассчитываются нагрузки на элемент

, где

- плотность каменной кладки;

- коэффициент надежности по нагрузке от собственного веса стены;

- коэффициент надежности по назначению;

Опорная реакция ригеля, приложенная на рассчитываемый простенок, равна

Эксцентриситет опорной реакции ригеля

- глубина заделки ригеля

Изгибающий момент в сечении простенка на уровне верха оконного проема

Несущую способность простенка определяем по формуле

, где

- площадь сжатой части сечения

- расчетное сопротивление кладки не снижается;

Эксцентриситет расчетного продольного усилия

- расчет по раскрытию трещин в швах кладки не требуется.

; - упругая характеристика кладки (табл. 1.21.)

.Тогда .

По табл. 1.23 - коэффициент продольного изгиба для всего сечения в плоскости действия изгибающего момента, определяемый по расчетной высоте элемента .

.

По табл. 1.23 - коэффициент продольного изгиба для сжатой части сечения, определяемый по фактической высоте элемента Н в плоскости действия изгибающего момента.

При h=51 см > 30 см ;

> - несущая способность простенка достаточна.

Расчет кирпичного столба подвала с поперечной сетчатой арматурой.

Грузовая площадь столба

А_гр=35,64 м²

Расчетная схема столба: 1- каменный столб; 2- ригель; 3- плиты перекрытия; 4- конструкция пола

Кладка столбов выполняется из керамического полнотелого кирпича М125 на цементно-известковом растворе М75 (расчетное сопротивление кладки R=1,9 МПа).

Упругая характеристика кладки α=1000

Армирование из холоднотянутой проволоки класса В500 (В_р-1), расчетное сопротивление

R_s=245 МПа, нормативное R_sn=500 МПа.

Вычисляем нагрузку, приходящуюся на столб подвала

При А_гр=35,64 м² ,А₁=9 м²

N=N_под=(N_пок+5N_пер)∙γ_n∙1,05=35,64∙((5,175+3,2)+5∙(4,83 +0,534∙7,2))∙0,95∙1,05=1840,6кН

Принимаем максимально возможное значение расчетного сопротивления армированной кладки сжатию: R_sk=2,0∙R=2,0∙1,9=3,8 МПа

Определяем необходимый процент армирования, обеспечивающий прочность кладки R_sk:

Учитывая допустимые границы армирования можно записать:

μ=0,1%< μ=0,347%< μ=50∙R/R_s=50∙1,9/245=0,388 (<μ_max=1%)

Принимаем диаметр стержней сеток d=4 мм, Аst=0,126 cм² и размер ячеек сетки с=4,0см

Необходимый шаг сеток по высоте s:

Тогда s=16,24/7,7=2,11n

Устанавливаем сетки с шагом s, равным двум рядам кладки (2ряд≤s≤5ряд)

Упругая характеристика кладки с сетчатым армированием:

, где

R_u=2∙1,9=3,8 МПа

R_sku=k∙R+2∙R_sn∙μ/100=2∙1,9+2∙500∙0,388/100=7,68 МПа -временное сопротивление сжатию армированной кладки.

Из условия прочности центрально-сжатых элементов N<m_g∙φ∙Rsk∙A, принимая m_g∙φ=1,0, в первом приближении вычисляем размеры поперечного сечения армированного столба

Принимаем а=77см А=77²=5776см²>4843,7 см²

По найденным размерам поперечного сечения столба уточняем значение произведения m_g∙φ, принимая l₀=0,9∙H_под=0,9∙280=252см λ_h= l₀/h=252/76=3,3

φ=1 m_g=1.0 так как h=76см>30см

Тогда

Согласно требованиям СНиП размер h поперечного сечения столба должен быть не менее Так как , требования удовлетворяется.