Билет 16

1. Стены промышленных зданий. Нагрузки и воздействия. Требования к стенам. Конструкции стен из мелких элементов.

Стены и их элементы, заполнения оконных проемов, подвергаются силовым воздействиям. Силовые воздействия: собственная масса стены; вертик нагрузки перекрытий; вертикальная нагрузка и изгибающий момент от балконной плиты; сейсмические воздействия; давление ветра; Несиловые: соли; радиация; атмосферные осадки; тепловой поток; внешний и внутренний шум. Стена обладает след св-ми: прочность, долговечность, огнестойкость. Стены должны защищать помещение от неблагоприятных последствий. Обеспечивается внутренний влажностный режим. Декоративные св-ва. Отвечает требованиям индустриальности, экономичности. Наружные стены рассекаются деформац швами. ДШ бывают: температурные швы; устраиваются для избежания трещин в стенах, вызываемых перепадами температуры и усадок материала стены. Расстояние между швами назначается с климатическими условиями местности строительства и свойствами материала. Для кирпича 100 мм. Осадочные; Антисейсмические. Классификация наружных стен: По статической функции: самонесущие, несущие, ненесущие. По конструкции стены: однослойные, слоистые. По материалам: бетонные (монолитные), из крупных блоков панелей, каменные (ручной кладки), из каменных блоков и панелей. Каменные стены. Классификация: естественный материал (туфы, песчаник); искусственный мат-л: обжиговые(кирпич250х120х60), безобжиговый, пустотный (250х120х88), камни пустотные керамические (250х120х138), безобжиговые: кирпич силикатный. Кирпич силикатный постный, мелкие бетонные блоки или блоки из ячеистого бетона (390х180х188, 390х90х188 ). Швы между камнями заполняют раствором известково - песчаным, цементно-песчаным. Прочность каменной стены обесп: за счет марки, вертикальной перевязки швов (шестирядная, двухрядная). Имеются дополнительные методы. Устойчивость каменных стен обеспечивается за счет их пространственной связи с внутренними конструкциями стен и их перегородками. Стены наруж и внутр устанавливаются с перевязкой швов.

Кирпичные стены гражданских зданий.

Выполняются из обжигового кирпича (глиняный (250х120х65), пустотный (250х120х88))и необжигового (кирпич силикатный (250х120х65(88)), силикатный пустотный). Швы заполняют цементно-песчанным, известково-песчанным и смешанным раствором. Прочность каменной кладки обеспечивается за счет прочности самого камня и раствора, за счет перевязки (вертикальной) швов. Наиболее распространенные типы кладки: шестирядная и двухрядная (цепная).

Устойчивость каменных наружных стен обеспечивается за счет связи с перекрытиями и покрытием. 1-минераловатный вкладыш, 2-заполнение бетоном, 3-анкер, 4-монтажная петля. Петля цепляется за другую, сваривается и проводится в стенку, все цементируется сверху.

Стены м.б. сплошные, многослойные (утеплитель снаружи, утеплитель внутренней стены, и утеплитель между рядами

кладки кирпича). Наружные стены многослойные, т.к. согласно теплотехническому расчету для местных климатических условий толщина стены д. составлять 1м.

1. С утеплителем трехслойная: 1-кирпичная кладка 1,5 или 2 кирпича; 2- утеплитель, 3-облицовка в 0,5 кирпича или в кирпич.

2. Установка утеплителя снаружи: 1-кирпичная кладка, 2-отделочная полимерная сетка, 3-шпаклевка, 4-фактурный слой, 5-окраска

3. Установка утеплителя внутри: 1- гипсокартонный лист, 2-швеллер, 3-утеплитель

Проемы оконные и дверные стен выполняются с устройством четвертей с наружной стороны по боковым и верхним граням для обеспечения плотного не продуваемого примыкания элементов стены и проемов. Перемычки м.б. плиточные и арочные.

1-штукатурный откос,2-железобетонная перемычка.

Венчающая часть каменных наружных стен выполняется в виде карниза при наружном водоотводе с крыши или парапета при внутреннем или наружном водостоке.

Долговечность зависит от морозостойкости материала и марки. Марка камней для наружных стен 15 М, для цоколя 35М. Детали каменных стен цоколи, перемычки над оконными и дверными проемами, парапет, карниз. Цокольный устраивается в нижней части стен не более 50 см, наружную часть цоколя выбирают морозостойкие материалы. Проемы оконные и дверные выполняются с учетом четвертей по боковым и верхним граням, для обеспечения плотного примыкания. Верхняя часть наружных стен выполняется в виде карниза при наружном водоотводе с крыши или парапета.

2. Внецентренно сжатые элементы

3.3 (3.2, 1.21). При расчете внецентренно сжатых бетонных элементов должен приниматься во внимание случайный эксцентриситет продольного усилия е_а , обусловленный не учтенными в расчете факторами. Эксцентриситет е_а в любом случае принимается не менее:

1/600 длины элемента или расстояния между его сечениями, закрепленными от смещения;

1/30 высоты сечения;

10 мм (для сборных элементов при отсутствии других экспериментально обоснованных значений е_а ).

Для элементов статически неопределимых конструкций (например, защемленных по концам стен или столбов) значение эксцентриситета продольной силы относительно центра тяжести приведенного сечения е ₀ принимается равным значению эксцентриситета, полученному из статического расчета конструкции, но не менее е_а .

В элементах статически определимых конструкций эксцентриситет е ₀ находится как сумма эксцентриситетов — определяемого из статического расчета конструкции и случайного.

3.4 (3.3). При гибкости элементов l ₀ /i > 14 (для прямоугольных сечений при l ₀ /h > 4)необходимо учитывать влияние на их несущую способность прогибов в плоскости эксцентриситета продольного усилия и в нормальной к ней плоскости путем умножения значений e ₀ на коэффициент h (см. п.3.7). В случае расчета из плоскости эксцентриситета продольного усилия значение е ₀ принимается равным значению случайного эксцентриситета.

Применение внецентренно сжатых бетонных элементов (за исключением случаев, предусмотренных в п. 1.7 б) не допускается при эксцентриситетах приложения продольной силы с учетом прогибов е ₀ h , превышающих:

а) в зависимости от сочетания нагрузок:

при основном сочетании ........ ........................... 0,9 у

„ особом „ .. ................................. 0,95 у

б) в зависимости от класса бетона:

при классе В10 и выше .. ................................... у – 10

„ В7,5 и ниже ....... .............................. у – 20

(здесь у — расстояние от центра тяжести сечения до наиболее сжатого волокна бетона, мм).

3.5 (3.4). Во внецентренно сжатых бетонных элементах в случаях, указанных в п. 5.122,необходимо предусматривать конструктивную арматуру.

3.6 (3.5). Расчет внецентренно сжатых бетонных элементов должен производиться без учета растянутого бетона из условия

(2)

где А_b  — площадь сжатой зоны бетона, определяемая из условия, что ее центр тяжести совпадает с точкой приложения равнодействующей внешних сил (черт. 1).

Черт. 1. Схема усилий к эпюра напряжении в поперечном сечении внецентренно сжатого бетонного элемента без учета сопротивления бетона растянутой зоны

1 — центр тяжести площади сжатой зоны; 2 — то же, площади всего сечения

Для элементов прямоугольного сечения А_b определяется по формуле

(3)

Внецентренно сжатые бетонные элементы, в которых появление трещин не допускается по условиям эксплуатации (см. п. 3.2), независимо от расчета из условия (2) должны быть проверены с учетом сопротивления бетона растянутой зоны из условия

(4)

Для элементов прямоугольного сечения условие (4) имеет вид

(5)

Расчет внецентренно сжатых элементов, указанных в п. 1.7б, должен производиться из условия (2) или (4).

В формулах (3) — (5):

h  — коэффициент, определяемый по формуле (8);

r — расстояние от центра тяжести сечения до ядровой точки, наиболее удаленной от растянутой зоны, определяемое по формуле

(6)

но принимается не менее 0,7 и не более 1,0;

s _b — максимальное напряжение сжатия, вычисляемое как для упругого тела;

W_pl — момент сопротивления сечения для крайнего растянутого волокна с учетом неупругих деформаций растянутого бетона, определяемый в предположении отсутствия продольной силы по формуле

(7)

где I_b 0  — момент инерции площади сечения сжатой зоны бетона относительно нулевой линии;

S_b 0  — статический момент площади сечения растянутой зоны бетона относительно нулевой линии;

h – х  — расстояние от нулевой линии до растянутой грани, равное:

A_b 1  — площадь сжатой зоны бетона, дополненная в растянутой зоне прямоугольником шириной b , равной ширине сечения по нулевой линии, и высотой h – х (черт. 2);

S_b 1 — статический момент площади А_b 1 относительно растянутой грани.

Черт. 2. К определению A_b 1

Допускается значение W_pl определять по формуле

где g  — см. табл. 29.

3.7 (3.6). Значение коэффициента h , учитывающего влияние прогиба на значение эксцентриситета продольного усилия e ₀ , следует определять по формуле

(8)

где N_cr  — условная критическая сипа, определяемая по формуле

(9)

(здесь I — момент инерции бетонного сечения).

Для элементов прямоугольного сечения формула (9) имеет вид

(9a)

В формулах (9) и (9а):

j _l — коэффициент, учитывающий влияние длительного действия нагрузки на прогиб элемента в предельном состоянии, равный:

(10)

но не более 1 + b ,

здесь b  — коэффициент, принимаемый по табл. 16;

M ₁  — момент относительно растянутой или наименее сжатой грани сечения от действия постоянных, длительных и кратковременных нагрузок;

M _1l  — то же, от действия постоянных и длительных нагрузок;

l ₀ — определяется по табл. 17,

d _e — коэффициент, принимаемый равным e ₀ /h , но не менее

(здесь R_b — в МПа).

УЧЕТ ВЛИЯНИЯ ПРОГИБА ЭЛЕМЕНТА

3.54 (3.24, 3.6). При расчете внецентренно сжатых элементов следует учитывать влияние прогиба на их несущую способность, как правило, путем расчета конструкций по деформированной схеме, принимая во внимание неупругие деформации бетона и арматуры и наличие трещин.

Допускается производить расчет конструкций по недеформированной схеме, учитывая влияние прогиба элемента путем умножения эксцентриситета e ₀ на коэффициент h , определяемый по формуле

(91)

где N_cr — условная критическая сила, определяемая по формулам:

для элементов любой формы сечения

(92)

для элементов прямоугольного сечения

(93)

В формулах (92) и (93):

I , I_s — моменты инерции соответственно бетонного сечения и сечения всей арматурыотносительно центра тяжести бетонного сечения;

j _l — коэффициент, учитывающий влияние длительного действия нагрузки на прогиб элемента в предельном состоянии и равный:

(94)

но не более 1 + b (здесь b  — см. табл. 16);

M ₁ , M _1l — моменты внешних сил относительно оси, параллельной линии, ограничивающей сжатую зону и проходящей через центр наиболее растянутого или наименее сжатого (при целиком сжатом сечении) стержня арматуры, соответственно от действия полной нагрузки и от действия постоянных и длительных нагрузок. Для элементов, рассчитываемых согласно пп.3.61, 3.62, 3.65— 3.68, допускается M ₁ и M _1l определять относительно оси, проходящей через центр тяжести всей арматуры S. Если изгибающие моменты (или эксцентриситеты) от полной нагрузки и от суммы постоянных и длительных нагрузок имеют разные знаки, то при абсолютном значении эксцентриситета полной нагрузки e ₀ > 0,1 h принимают j _l = 1,0; если это условие не удовлетворяется, значение j _l принимают равным j _l = j _l 1 + 10(1 – j _l 1 ) е ₀ /h, где j _l 1 определяют по формуле (94), принимая M ₁ равным произведению продольной силыN от действия полной нагрузки на расстояние от центра тяжести сечения до оси, проходящей через центр наиболее растянутого (наименее сжатого) от действия постоянных и длительных нагрузок стержня арматуры;

d _e — коэффициент, принимаемый равным e ₀ /h , но не менее

(95)

(здесь R_b — в МПа, допускается принимать при g _b 2 = 1,0; значение h для круглых и кольцевых сечений заменяется на D );

l ₀ — принимается в соответствии с п. 3.55;

(96)

При расчете, согласно п. 3.63, прямоугольных сечений с арматурой, расположенной по высоте сечения, в значении А_s +  не учитывается 2/3 арматуры, расположенной у граней, параллельных плоскости изгиба (2A_sl ), а значение в формуле (93) принимается равным 1— 2d₁ .

Для элементов из мелкозернистого бетона группы Б в формулы (92) и (93) вместо цифр 6,4 и1,6 подставляются соответственно 5,6 и 1,4.

Эксцентриситет e ₀ , используемый в настоящем пункте, допускается определять относительно центра тяжести бетонного сечения.

При гибкости элемента l ₀ /i < 14 (для прямоугольных сечений — при l ₀ /h < 4) принимаетсяh =1.

При гибкости 14 £ l ₀ /i < 35 (4 £ l ₀ /h < 10) и при  £ 0,025 допускается принимать:

для прямоугольных сечений

для других форм сечения

При N > N_cr следует увеличивать размеры сечения.

При расчетных эксцентриситетах в двух направлениях коэффициент h допускается определять отдельно для каждого направления и умножать на соответствующий эксцентриситет.

3.55 (3.25). Расчетную длину l ₀ внецентренно сжатых железобетонных элементов рекомендуется определять как для элементов рамной конструкции с учетом ее деформированного состояния при наиболее невыгодном для данного элемента расположении нагрузки, принимая во внимание неупругие деформации материалов и наличие трещин.

Для элементов наиболее часто встречающихся конструкций допускается принимать расчетную длину l ₀ равной:

а) для колонн многоэтажных зданий при числе пролетов не менее двух и соединениях ригелей и колонн, рассчитываемых как жесткие, при конструкциях перекрытий:

сборных ..................... Н

монолитных ........ 0,7 Н

[где Н — высота этажа (расстояние между центрами узлов)];

б) для колонн одноэтажных зданий с шарнирным опиранием несущих конструкций покрытий, жестких в своей плоскости (способных передавать горизонтальные усилия).