Значение коэффициента, учитывающего влияние прогиба сжатых элементов и проявления деформаций ползучести на снижение их несущей способности, при длительном действии нагрузки определяется по зависимости
m g 1 NN g ,
где Ng – расчетная продольная сила от длительных
нагрузок; η – коэффициент, учитывающий вид кладки и
принимаемый по табл. 20 [СНиП]. Он изменяется в пределах от 0 до 0,38. При λр = l0/h < 10(λi = l0/i <35) η = 0.
Если меньший размер прямоугольного сечения кладки b ≥ ≥300 мм или меньший радиус инерции сечения произвольной формы i≥87 мм, то коэффициент тg следует
принимать равным единице.
Коэффициенты φ и mg по высоте сжатых стен и столбов
Внецентренное сжатие
Внецентренное сжатие является наиболее распространенным видом напряженно-деформированного состояния каменных конструкций. Этот вид воздействия испытывают стены, простенки, каменные столбы и т.д. Характер напряженно-деформированного состояния конструкции при внецентренном сжатии в основном зависит от величины эксцентриситета е0 приложения продольной
силы.
При больших эксцентриситетах наряду со сжимающими напряжениями в части сечения развиваются растягивающие напряжения, которые могут привести к образованию трещин в горизонтальных швах кладки.
Чем больше величина эксцентриситета, тем больше ширина раскрытия трещин при существующей нагрузке. Поэтому нормами установлены предельные значения эксцентриситета.
Ввиду сложного состояния внецентренно сжатых элементов при расчете их прочности исходят из следующих допущений: вследствие проявления неупругих деформаций эпюра напряжений в сжатой части сечения элемента принимается прямоугольной; растянутая зона, если она имеется, из работы исключается;
неравномерность распределения напряжений по сечению элементов учитывается коэффициентом ω.
Расчетная схема внецентренно сжатых элементов прямоугольного и таврового профиля
Уравнение для расчета не армированной кладки на внецентренное сжатие можно получить исходя из суммы проекции всех сил на продольную ось элемента. С учетом гибкости, длительности загружения и «эффекта обоймы» оно будет иметь вид:
N m g 1 R A C ,
1 0 ,5 ( |
n ) |
|
коэффициент продольного |
изгиба, |
определяемый как |
среднеарифметическое между коэффициентом продольного изгиба для всего сечения (φ) и коэффициентом продольного изгиба для сжатой части сечения (φn)
A c |
A |
|
1 |
|
2 e 0 |
|
|
|
|
|
|
|
- площадь сжатой части сечения при |
||||
h |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
прямоугольной эпюре напряжений; |
ω – коэффициент, определяемый по формулам, приведенным в табл. 19* [9];
mg - коэффициент, учитывающего влияние прогиба сжатых
элементов и проявления деформаций ползучести на снижение их несущей способности, при длительном действии нагрузки и определяемый по формуле
m g |
1 |
|
N |
g |
|
1 |
|
1 , 2 e 0 |
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
N |
h |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где Ng – расчетная продольная |
|
сила от постоянных и |
|||||||||
длительных действующих нагрузок;
е0 – эксцентриситет приложения усилия Ng.
Элементы, работающие на внецентренное сжатие, должны быть дополнительно проверены на центральное сжатие в плоскости, перпендикулярной к плоскости действия изгибающего момента в случае, если ширина их поперечного сечения (b) меньше высоты сечения (h).
Местное сжатие (смятие кладки)
Этот вид напряженного состояния имеет место в тех случаях, когда какая-либо конструкция (балка, колонна и др.) опирается только на часть сечения каменной кладки (стены, фундаменты и др.).
Расчет кладки на местное смятие осуществляется из условия:
N C d R C A C ,
где Nc – продольная сжимающая сила от местной нагрузки; Ас – площадь смятия, на которую передается нагрузка:
d – коэффициент, учитывающий пластическую работу материала. Он зависит от вида кладки (d = 1,5 – 0,5ψ – для кирпичной и виброкирпичной кладки, а также кладки из сплошных камней или блоков, изготовленных из тяжелого и легкого бетонов; d = 1 – для кладки из пустотелых бетонов или сплошных камней и блоков из крупнопористого и ячеистого бетонов);
ψ коэффициент полноты эпюры давления от местной нагрузки (при равномерном распределении давления ψ = 1, при треугольной эпюре давления ψ = 0,5);
Rc = ξ . R - расчетное сопротивление кладки на смятие; ξ - коэффициент, определяемый по формуле
|
|
|
1 ; |
|
3 |
A / A c |
А – расчетная площадь сечения каменной кладки; ξ1 – коэффициент, зависящий от материала кладки и места
приложения нагрузки и определяемый по табл. 21* [9] (ξ1 = 1,0 … 2,0).
Площадь смятия определяется размерами опорных площадок конструкций Ас = ac . bc.
Если под опорой установлена опорная площадка, то площадь смятия определяется размерами подушки.
Если под опорами изгибаемых элементов не требуется установка распределительных плит, то для кладки из кирпича и бетонных камней при марке М50 м выше допускается принимать ψ . d = 0,75.
А для кладки из пустотных бетонных камней, а также сплошных камней и блоков при марке камней менее М35 принимается ψ . d = 0,5.