12.3 Расчёт стен многоэтажных зданий с жёсткой конструктивной схемой

Расчетная схема стен для многоэтажных зданий с жесткой конст- руктивной схемой при вертикальных нагрузках может быть принята в виде неразрезной вертикальной многопролетный балки с неподвиж- ными опорами на уровне перекрытий, отстоящими друг от друга на расстоя- нии, равном высоте этажа Н. Для упро- щения расчета неразрезная балка заме- няется однопролетными балками с шар- нирными опорами на уровне описания перекрытий (см. рис. 12.1).

Рис. 12.1 Расчетная схема стены и эпюра изгибающих моментов в ней от вертикальных нагрузок

Расчетная ось стены (балки) принимается совпадающей с ее геометрической осью, проходящей через центр поперечных сечений стены.

В пределах каждого этажа на стену действуют: нагрузка от вышележащих этажей здания F, нагрузка от перекрытия, расположенного над рассматриваемым этажом, F, и собственный вес отдельных участков стены (см. рис. 12.2). Нагрузка F принимается приложенной на оси стены вышележащего этажа, F₁ — в центре тяжести треугольной эпюры распределения давления под описанием перекрытия (рис. 12.3), но не далее 70 мм от внутренней грани стены; остальные нагрузки, действующие в пределах данного этажа, считаются приложенными с фактическими эксцентриситетами относительно расчетной оси.

Таким образом, каждое сечение стены испытывает действие продольной силы, равной сумме всех вышележащих вертикальных нагрузок-, и изгибающего момента, изменяющегося по высоте стены по треугольнику (см. рис.12.2).

Рис. 12.2 – Вертикальные нагрузки, действующие на стену и эксцентриситеты их приложения

Рисунок 12.3 – Эксцентриситеты приложения вертикальных нагрузок

Значение изгибающего момента на уровне низа перекрытия, рас- положенного над данным этажом, определяется по формуле

(12.1)

В этой формуле Знак «плюс» принимается при уменьшении толщины стены вышележащего этажа за счет уступа с наружной стороны (рис. 12.3, б), знак «минус» — за счет уступа с внутренней стороны (рис. 12.3, в). При неизменной толщине стены е = 0 (рис. 12.3, а).

Расчет прочности стен производится на внецентренное сжатие, вызванное действием продольной силы N и изгибающего момента М.

Выбор расчетного сечения зависит от наличия и размеров проемов. В глухих стенах за расчетное принимается сечение I — I на уровне низа перекрытия с продольной силой Ni = + , и максимальным изгибающим моментом (см. рис. 12.2). В стенах с проема- ми опасным является сечение II — II на уровне низа перемычки, площадь которого значительно ослаблена. Продольная сила в этом сечении = F + + a изгибающий момент = .

Часто наиболее опасным может оказаться сечение III — III, рас- положенное на расстоянии 1/3 Н от низа верхнего перекрытия, где изгибающий момент имеет значительную величину = 2/3 а значение коэффициента , учитывающего влияние продольного изгиба, достигает минимума. Продольную силу в этом сечении легко определить, прибавив к силе собственный вес части простенка, расположенной между сечениями II — II и III — III.

Расчет стен, простенков и столбов состоит в том, чтобы проверить ранее назначенные по конструктивным, теплотехническим или другим соображениям размеры попе- речных сечений и подобрать необходимые марки кирпича и раствора, а в отдельных случаях — и параметры армирования. При этом следует стремиться к тому, чтобы несущая способность кладки была использована наиболее полно.