Расчет железобетонных колонн на подбор сечения рабочей продольной арматуры.
Область распространения и простейшие конструкции кирпичных столбов. Особенности работы кирпичных столбов под нагрузкой и предпосылки для расчета.
Кирпичные или каменные столбы применяются при строительстве жилых домов, гражданских зданий, одноэтажных производственных зданий без мостовых кранов и в сельскохозяйственном строительстве. Большие поперечные размеры столбов, их небольшая несущая способность по сравнению со стальными и железобетонными колоннами, большие затраты труда при изготовлении ограничивают применение таких столбов (колонн). Наиболее простым и в то же время широко распространенным примером является колонна, приведенная на рис. Распространенным является квадратное сечение, наиболее экономичное при центральном сжатии, а для кирпичных столбов гражданских зданий случай центрального сжатия встречается достаточно часто.
В кирпичных столбах основной причиной разрушения является появление вертикальных трещин. Вследствие большей пластичности раствора, чем кирпича, в растворе возникают растягивающие усилия, которые и приводят к появлению трещин — сначала по вертикальным швам, а затем и по кирпичу (рис. 5.27). В заключительной стадии столб как бы расчленяется на отдельные «малые» столбы, которые разрушаются быстрее вследствие их большей гибкости. При этом надо помнить, что кирпич (камень) в кладке испытывает сложное напряженное состояние — сжатие, изгиб и растяжение, что приводит зачастую к более раннему разрушению его в кладке, чем в лабораторных условиях при испытании на те же виды деформаций. Каменная кладка работает упруго-пластично, пластические деформации развиваются достаточно долго, что особенно сказывается на элементах малой толщины и учитывается при расчете. Указанная схема разрушения происходит на фоне потери общей устойчивости, которая и лежит в основе расчета кирпичных столбов
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.
Расчет центрально сжатых неармированных кирпичных столбов. Общий порядок расчета.
Определяют нагрузку на кирпичный столб (в простейших задачах она может быть задана);
Устанавливают (если она не задана) расчетную схему столба.
Задаются следующими параметрами:
наименованием и маркой кирпича, обычно марка кирпича принимается от М50 до M150;
наименованием и маркой раствора, обычно марки раствора принимаются от М25 до М75.
Принимаем расчетное сопротивление в соответствии с маркой кирпича и раствора:;
Определяют упругую характеристику кладки a (СНиП II-22-81):
Предварительно принимают значение коэффициента φ = 0,8-0,9 и, предполагая, что размеры сечения будут больше 30 см, принимают значение коэффициента mg= 1;
Определяют требуемую площадь сечения:
Назначают размеры сечения столба, при этом следует учитывать размеры кирпичей (камней); сечение колонн из кирпича принимают не менее 380 х 380 мм и далее, добавляя по 130 мм (ширина кирпича 120 мм +10 мм шов).
Проверяют принятое сечение:
а) определяют коэффициент mg. Обычно колонны имеют меньший размер сечения больше 30 см, тогда коэффициент mg = 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: mg = 1-т (Ng/N);
б)
определяют гибкость λh
=
и потаблице
определяют коэффициент продольного
изгиба
;
в) определяют площадь принятого сечения столба; в случае если принятое сечение столба меньше 0,3 м2, расчетное сопротивление необходимо умножать на коэффициент условия работы γс = 0,8;
Проверяют несущую способность колонны: N ≤ mg * φ*R*A
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.