5.5.3. Расчет центрально-сжатых столбов из неармированной кладки

Базовая расчетная формула (5.2) для центрально-сжатых камен­ных столбов принимает вид

(5.17)

где N— расчетная продольная сила;

R — расчетное сопротивление сжатию кладки, определяемое по табл. 2.10;

m_g — коэффициент, учитывающий влияние пластических дефор­маций кладки при воздействии длительной нагрузки, определяется по формуле (5.18). При h > 30 см, где h — размер меньшей стороны сечения колонны (для колонн прямоугольного сечения), или при i > 8,7 см (для колонн другого сечения) коэффициент m_g = 1. Учиты­вая, что несущие столбы, как правило, имеют размеры сечения боль­ше 30 см, m_g в расчетах чаще всего принимается равным 1;

(5.18)

где г| — коэффициент, зависящий от гибкости элемента и вида каменной кладки, принимаемый по табл. 5.8;

N_g — расчетная продольная сила от длительно действующей на­грузки;

N— расчетная продольная сила от всей нагрузки;

А — площадь поперечного сечения столба;

Ф — коэффициент продольного изгиба, определяется в зависимос­ти от а и l_h по табл. 5.8, где а — упругая характеристика

кладки, определяемая по табл. 5.7

Расчетные высоты стен и столбов /₀ назначаются в зависимо­сти от условий их опирания на горизонтальные опоры (балки, плиты):

а) при неподвижных шарнирных опорах /₍₎ = Я (рис. 5.28, а);

б) при упругой верхней опоре и жестком защемлении в ниж­ней опоре для однопролетных зданий /,,= 1,5Я, для многопролет­ных зданий /₀ = 1,25Я(рис. 5.28, б);

в) для свободно стоящих конструкций /₀ = 2Я (рис. 5.28, в);

г) для конструкций с частично защемленными опорными се­чениями — с учетом фактической степени защемления, но не ме­нее /₍₎ = 0,8Я, где Я— расстояние между перекрытиями или дру­гими горизонтальными опорами, при железобетонных горизон­тальных опорах расстояние между ними в свету. При жестких опорах и заделке железобетонных перекрытий, опираемых на сте­ны по четырем сторонам, /₀ = 0,8Я.

Как и для любых колонн, на основании формулы (5.17) могут быть решены два типа задач: подбор размеров сечения столба (тип 1) и проверка несущей способности (тип 2).

Общий порядок расчета. Определение размеров сечения кирпич-I ного столба (тип 1) (центрально-сжатого, неармированного)

1. Определяют нагрузку на кирпичный столб (в простейших I задачах она может быть задана).

2. Устанавливают (если она не задана) расчетную схему столба. 3. Задаются следующими параметрами: а) наименованием и маркой кирпича, обычно марка кирпича принимается от М50 до Ml50; б) наименованием и маркой раствора, обычно марки раствора Принимаются от М25 до М75.

4. По табл. 2.10 находят расчетное сопротивление сжатию клад-пси R.

5. Определяют упругую характеристику кладки а (см. табл. 5.7).

6. Предварительно принимают значение коэффициента ф = 0,8—0,9 ■и, предполагая, что размеры сечения будут бол-ыие 30 см, прини-■мают значение коэффициента т., = I.

7. Пользуясь формулой (5.17), определяют требуемую площадь ■течения (см²):

4. Назначают размеры сечения столба, при этом следует учи­тывать размеры кирпичей (камней ); сечение колонн из кирпича

Указанная схема разрушения происходит на фоне потери общей устойчивости, кото­рая и лежит в основе расчета кирпичных столбов.

Влияние различных факторов на прочность кладки

На прочность кладки при сжатии влияют многие факторы: , прочность камня, размеры камня, форма камня, наличие пустот

в камне, прочность раствора, подвижность раствора, качество ; кладки, способ перевязки швов, сцепление раствора с камнем,

степень заполнения вертикальных швов и др.

9. Проверяют принятое сечение:

а) определяют коэффициент т_г Обычно колонны имеют мень­ший размер сечения больше 30 см, тогда коэффициент m_g~ 1. Вме­сте с тем при проектировании возможны случаи, когда меньший размер сечения менее 30 см или радиус инерции для элементов непрямоугольного сечения меньше 8,5 см, тогда необходимо определять значение коэффициента по формуле (5.18)

б) определяют гибкость и по табл. 5.8 опре­деляют коэффициент продольного изгиба ср;

в) определяют площадь принятого сечения столба; в случае если принятое сечение столба меньше 0,3 м², расчетное сопротивление необходимо умножать на коэффициент условия работы у_с = 0,8 (см. п. 3.11 СНиП И-22-81).

10. Проверяют несущую способность колонны из условия (5.17)

принимают не менее 380 х 380 мм и далее, добавляя по 130 мм (ши­рина кирпича 120 мм +10 мм шов).

Если условие удовлетворено, то расчет закончен, если нет, то изменяют марки кирпича, раствора или увеличивают размеры ко­лонны с учетом размеров кирпича (камня) и расчет повторяют до тех пор, пока не будет удовлетворено условие.

В сущности, проверка принятого сечения (пп. 9, 10 порядка расчета) и является проверкой несущей способности (задача 2-го типа).