1799

sk Ru , Rsku

где (см. п. 10.6) – упругая характеристика неармированной кладки. Условие прочности центрально сжатой армированной кладки

N mg Rsk A,

где А – площадь расчетного сечения; mg – коэффициент учета негативного влияния длительности нагрузки (см. п. 10.6); φ – коэффициент продольного изгиба [10, табл. 18] в зависимости от λh, λi (см. п. 10.6) и упругой характеристики армированной кладки sk.

Пример. Найти несущую способность кирпичной колонны по исходным данным п. 10.6, армированной сетками из стержней ø6 А-I с квадратной ячейкой (100х100 мм), с=10 см, Ast=0,283 см2; сетки установлены через 4 ряда кладки, S=30 см. Расчетное сопротивление стали класса А-I Rs=2300 кгс/см2, нормативное – Rsn=3000 кгс/см2 [2], коэффициент условия работы γcs=0,75 [7, табл. 13].

Решение.

1. A 2600 см2, с 0,8; R 13 кгс/см2; mg 1;h 12; 1000 см. пример п. 10.6.

=2 13 0,8 20,8 кгс/см2 .

5.Rsku Ru 2 Rsn 2 13 0,8 2 0,19 3000 32,2 кгс/см2 . 100 100

7.[10, табл. 18], λh=12 и sk=646 определяем =0,76.

8.Несущая способность центрально сжатой армированной колонны

Nu mg Rsk A 1 0,76 17 2600 33592 кгс, в 1,48 раза выше, чем для центрально сжатой неармированной колонны (п. 10.6), что подтверждает факт усиления кладки сеточным армированием.

183

10.9.Внецентренно сжатая кладка

ссетчатым армированием [10, п. 4.31]

Применять сетчатое армирование внецентренно сжатых элементов с эксцентриситетами, выходящими за пределы ядра сечения, не следует (для прямоугольных сечений, если е0>0,17h).

По сравнению с центральным сжатием [10, п. 10.8] корректируется максимальный процент армирования:

где у – расстояние от центра тяжести до сжатой грани элемента (для прямоугольного сечения y=h/2).

Также корректируется расчетное сопротивление армированной кладки; при внецентренном сжатии оно определяется по формуле

незагруженной части сечения (см. п. 10.7); φ1 – коэффициент продольного изгиба, определяется в

соответствии с п. 10.7 с заменой упругой характеристики на sk

(см. п. 10.8).

Пример. Найти несущую способность армированной кирпичной колонны по исходным данным п. 10.8 с эксцентриситетом сжимающего усилия е0=8,5 см, что значительно меньше

0,17h=0,17∙51=8,67 см.

Решение.

1. Ас 1733cм2;h 51 см; mg 1;R 13кгс/см2; с 0,8; h 12.

184

λhc=18; =1,17 см. пример п. 10.7.

=12,58 кгс/см2 < 2R =2∙13∙0,8=20,8 кгс/см2.

5.По [7, табл. 18] λhc =18 и sk = 646, φс = 0,59.

7. Несущая способность внецентренно сжатой армированной кладки Nu mg 1Rskb Ac 1 0,675 12,58 1733 1,17 17217 кгс,

что всего на 6% выше, чем для внецентренно сжатого (с тем же эксцентриситетом) неармированного сечения (см. п. 10.7); подтверждается малая эффективность сетчатого армирования при эксцентриситете на границе ядра сечения.

10.10. Расчет кладки на местное сжатие (смятие) [7, п. 4.13]

При передаче на каменную кладку опорного давления от плит, балок, ферм и т. д. через ограниченные по площади контакта участки возникают условия для местного повреждения (смятия) кладки.

Ввиду влияния смежных с площадью контакта незагруженных зон сопротивление каменной кладки местному сжатию больше (эффект обоймы), чем осевому. Расчетное сопротивление кладки на смятие Rc определяется по формуле [10, п. 4.14]

Rc R,

где R – расчетное сопротивление кладки при осевом сжатии; ξ – коэффициент эффекта обоймы.

3 А 1,

Ас

где Ас – площадь смятия (контакта); А – расчетная площадь, включающая площадь контакта и площадь смежных, влияющих на него, незагруженных зон [10, п. 4.16]; ξ1 – коэффициент максимально

185

допустимого увеличения Rc по отношению к R, зависящий от материала кладки [10, табл. 21], например (рис. 76):

Рис. 76. Формирование расчетной площади при расчете на местное сжатие

Расчет прочности сечения при местном сжатии производится по формуле

Nc dRc Ac ,

где – коэффициент полноты эпюры давления; при равномерном распределении давления (под опорными распределительными пластинами) = 1; при треугольной эпюре давления (под непосредственным контактом изгибаемого элемента через слой раствора) = 0,5; d – коэффициент, учитывающий распределяющую пластику кладки; например, для кирпичной кладки

d 1,5 0,5 .

Пример. Определить возможность опирания плит покрытия непосредственно на кирпичную стену.

Параметры кладки:

марка кирпича 75, марка раствора 50;

толщина стены 510 мм, h = 51 см;

кирпич полнотелый одинарный. Характеристики плит покрытия:

плита ребристая железобетонная размерами в плане 3х6 м;

расчетная нагрузка на плиту с учетом собственного веса

500 кгс/м2;

плита концами продольных ребер опирается на кладку;

глубина заделки ребер 120 мм, с = 12 см;

186

Nc 500 3 6/2 4500 кгс.

2.Ac a c 14 12 168 см2.

3.R = 13 кгс/см2 ([10, табл. 2], кирпич М75, раствор М50).

4.A Ac 2hc 168 2 51 12 392 см2.

6.Rc R 2 13 26 кгс/см2.

7.= 0,5.

8.d 1,5 0,5 1,5 0,5 0,5 1,25.

9.Несущая способность контакта на местное сжатие (смятие)

Nu dRc Ac 0,5 1,25 26 168 2730 кгс,

что меньше Nc = 4500 кгс – прочность на смятие при непосредственном контакте не обеспечена; необходимое опирание плит покрытия осуществляется через распределительные плиты.

10.11. Конструктивные параметры опирания элементов конструкций на кладку

Под опорными участками элементов и под распределительными плитами следует предусмотреть слой раствора толщиной не более

15 мм.

Толщина распределительных опорных плит назначается кратной толщине рядов кладки, но не менее 150 мм.

Глубина заделки плит перекрытий в стену, а также распределительных плит, установленных на пилястрах, в основную стену должна составлять не менее 120 мм.

Если опорное давление Nc превышает 80% расчетной несущей способности кладки, при местном сжатии, следует предусматривать сеточное армирование опорного участка кладки. Сетки укладываются не менее чем в трех верхних горизонтальных швах. Диаметр стержней сеток не менее 3 мм, размер ячейки не более 60 х 60 мм.

Такими же сетками конструктивно через три ряда кладки в пределах 1м ниже распределительной плиты армируются пилястры,

187

приняты распределительные опорные железобетонные плиты толщиной 150 мм. Размер в плане 250 х 380 мм (с х а):

расчетный вес распределительной плиты

Gпл =1,1 ∙ 2500 ∙ 0,15 ∙ 0,25 ∙ 0,38 = 40 кгс;

опорное давление на контакт

Nc 4500 40 4540 кгс;

Ac ac 38 25 950 кгс;

A Ac 2hc 950 2 51 25 3500 см2;

33500 1,54 1 2; 950

Rc 0,54 13 20,02 кгс/см2;

= 0,5 (краевой пригруз распределительной плиты);

d 1,5 0,5 0,5 1,25;

несущая способность контакта на местное сжатие

Nи 0,5 1,25 20,02 950 11887 кгс,

что больше давления (Nc 4540 кгс).

188

Библиографический список

1.Железобетонные и каменные конструкции: учебник для строит. спец. вузов/В.М. Бондаренко и др. – 2-е изд., перераб. и доп. – М., 2002.

2.СНиП 2.03.01 84*. Бетонные и железобетонные конструкции / Минстрой России. – М.: ГП ЦПП, 1996.

3.СНиП 2.01.07 85*. Нагрузки и воздействия / Минстрой России.

–М.: ГП ЦПП, 1996.

4.Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного

напряжения арматуры (к СП 52 101 2003) / ЦНИИ промзданий, НИИЖБ. – М.: ОАО ЦНИИ промзданий, 2005.

5.СП 52 101 2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. – М.: ГУП «НИИЖБ», ФГУП ЦПП, 2004.

6.Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 2.03.01–84)/ЦНИИ промзданий,

Госстрой СССР. М.: ЦИТП Госстрой СССР, 1986.

7.ГОСТ 23279 85 (1987). Сетки арматурные сварные для железобетонных конструкций и изделий. – М.: Госстрой СССР, 1987.

8.Пособие по проектированию предварительно-напряженных железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов (к СНиП 2.03.01–84) / ЦНИИ промзданий, Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстрой СССР, 1988.

9.Методические указания по применению ЭВМ в курсовом проекте №2 по железобетонным конструкциям / сост. В.И. Саунин. – Омск: СибАДИ, 1995.

10. СНиП II – 22 – 81. Каменные и армокаменные конструкции. – М.: ФГУП ЦПП, 2007. – 40 с.

189

Приложение 1

Проверка по программе RDT жесткости и трещиностойкости при действии постоянных, длительных и кратковременных нагрузок

В пп. 3.5.1 и 3.5.2 данного пособия проведено определение ширины продолжительного раскрытия трещин аcrc2 и прогиба I, ограничиваемого эстетическими требованиями, при действии постоянных и временных длительных нагрузок.

Для железобетонных конструкций перекрытий обязательна проверка допустимости ширины непродолжительного раскрытия трещин аcrc1, ограниваемой в нашем случае величиной 0,4 мм. Кроме этого, для промышленных зданий к прогибам перекрытий зачастую предъявляются требования, диктуемые конструктивными и технологическими условиями.

Исходя из вышеотмеченного, необходима проверка жесткости и трещиностойкости плит перекрытий на действие постоянных, длительных и кратковременных нагрузок.

Ширина непродолжительного раскрытия трещин и прогиба от действия постоянных, длительных и кратковременных нагрузок определяется по формулам:

аcrc1 acrc(1) acrc(2) acrc2;

fu f(1) f(2) f2,

где аcrc1 и fu– соответственно ширина непродолжительного раскрытия трещин и прогиб от действия постоянных, длительных и кратковременных нагрузок; аcrc(1) и f(1) – соответственно ширина раскрытия трещин и прогиб от кратковременного действия полной (т. е. постоянной, длительной и кратковременной) нагрузки; аcrc(2) и f(2) – соответственно то же от кратковременного действия постоянной и длительной нагрузок; аcrc2 и f2– соответственно то же от длительного действия постоянной и длительной нагрузок (определены в пп. 3.5.1 и 3.5.2).

Первый и второй параметры правой части формул определяются по той же методике, что и последние. Для снижения трудоемкости вычислений привлекается расчетная программа RDT2, разработанная кафедрой «Строительные конструкции».

Цели привлечения программы на ЭВМ:

190

проверка правильности ручного счета при определении

аcrc2 и I ;

определение аcrc1 и Iи;

определение количества растянутой продольной арматуры,

достаточной для определения жесткости и трещиностойкости конструкций.

Подготовка исходных данных проводится на основании инструкции по пользованию программой на ЭВМ «Проверка деформативности и трещиностойкости железобетонных конструкций» (RDT2). Рассчитывается плита с двутавровым или тавровым поперечным сечением с одиночной арматурой.

В исходных данных (см. бланк, при наборе необходимо слева оставлять пробел) проставляются;

k , ВБ1, КОН, Т8, Т9, lo, ар, а2, а1, а2, Аsp, As2, A's1, A's2;

«1» в графах η, ВБ, n, ДОП, b2k, lok,сечение;

σ8 = 350; b1 = 0,85; β1 = 1,8; b = 0,9; b2 = 2; = 1,15;ls = 0,8; k = 0,45; lsk = 1,1; acrc1доп = 0,4; acrc2доп = 0,3;

в графах аsp, as1, as2 заносится одно значение, равное расстоянию (см) от нижней грани сечения до центра тяжести нижнего или единственного ряда растянутой арматуры;

в графе d – диаметр нижней арматуры в мм;

в графах Es1 и Eb – соответственно модуль упругости

арматуры (кгс/см2, данные в скобках табл. 29 СНиП 2.03.01 - 84) и начальный модуль упругости бетона (кгс/см2, данные под чертой табл. 18 СНиП 2.03.01 – 84), подвергнутого тепловой обработке при атмосферном давлении;

Rs sеrs 1 – нормативное сопротивление (кгс/см2) растяжению арматуры, данные в скобках табл. 13 СНиП 2.03.01 – 84;

в графах Rbser, Rbtser – нормативное сопротивление бетона (кгс/см2) соответственно сжатию, растяжению, данные под чертой для выбранного класса бетона в табл. 12 СНиП

2.03.01 – 84;

в графе Rbp отпускная (обычно 70% от проектной) кубиковая прочность (кгс/см2) бетона, Rbp = 0,7 * B / (0,7786 0,0981), округленная до целого числа; здесь В – выбранный класс бетона;

191

в графах Rbser(p) , Rbtser(p) отпускное нормативное сопротивление бетона (кгс/см2) – 0,7, соответсвенно от Rbser , Rbtser;

l – расчетный пролет (см) плиты;

lдоп – допустимый прогиб (см), получаемый интерполяцией данных табл. 19 СНиП 2.01.07 -85 (дополнение разд. 10.

Мw – изгибающий момент от нормативной собственной массы (кгс∙см):

Mw qсвн bнl2 104; 8

Mtot M н;M f Мдлн (кгс∙см).

Здесь gсвн ,bн ,l l0 ,M н ,Mдлн см. гл. 3 данного пособия;

h, b, h'f, b'f, hf, bf – параметры (см) эквивалентного поперечного сечения плиты;

ПРОГРАММА RDT. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

192