Вопросы к практическому занятию

1. Для каких элементов производится сбор нагрузок?

2. Какие нагрузки необходимо учесть?

3. Какие нагрузки являются постоянными и временными?

4. Как собирается собственный вес конструкций?

Список рекомендуемой литературы

[1, 2]

Практическое занятие 2

Проверка прочности конструктивных элементов

Теоретическая часть

Для выполнения статического расчета приводится расчетная схема каждого рассматриваемого элемента с указанием пролетов, расположения нагрузок и вида опор. В каркасных зданиях элементы перекрытий работают преимущественно по балочной схеме с шарнирным или жестким закреплением.

В зданиях бескаркасные перекрытия могут работать по пространственной схеме – плиты, опертые по контуру с разным характером закрепления.

При изменении расположения проемов статический расчет выполняется для новых участков перемычек.

Расчеты следует выполнять для стадии проведения реконструкции и стадии работы элементов после реконструкции.

В результате статического расчета составляется таблица усилий [М, NQ], действующих в характерных сечениях элементов, – наибольшие значения усилий.

Задача

Условие прочности:

∑N ≤ m_g x φ₁ x R_к x A x ώ x γ_к x (l- 2e_o/h); е₀ = M_x/∑N.,

где: R_k – расчетное сопротивление кладки при сжатии, (табл. 2-9 СНиП);

А – площадь кладки. А = b x h (без учета проема и штукатурки);

m_g – коэффициенты, учитывает влияние длительного действия нагрузки;

m_g= l – η x N_g /N (1 + 1,2 e_og /h );

η – коэффициент, принимается по табл. 20 СНиП в зависимости от λ_h = H/h;

e_og – эксцентриситет, от действия длительных нагрузок; e_og = M_g/N_h;

φ_l – коэффициент продолжительного изгиба (табл. 18);

ώ – коэффициент, определяемый по таблице 19;

γ_к – коэффициент, зависящий от состояния кладки;

При удовлетворительном состоянии γ_к = 1; при работе с трещинами γ_к = 0,7;

R_к = 1,1 МП; А = 0,64 x 0,51 = 0,326 cм²;

λ_h при l_o /h_min= 360/51 = 7,15; φ = 0,95;

Расчетная схема простенка приведена на рис. 1.

Рисунок 1 – Расчетная схема простенка

ώ = 1 + e _o /h= 1 + 3,25/51 = l,064 < l,45; m_g= 1 (размер сечения > 30 см.); j_K= 1; ∑N = 477,63 >1 х 0,95 х 1,1 х 0,326 х [1– (2 х 0,0325/0,51)] x 1,064 х 1=316 кН;

Условие не выполняется, несущая способность не обеспечена. Необходимо выполнить усиление простенка.

Вопросы к практическому занятию

1. Для каких частей стены выполняется статический расчет?

2. Что собой представляет условие прочности для каменного простенка?

3. Что собой представляет расчетная схема?

Список рекомендуемой литературы:

[1, 2, 7 – 10]

Практическое занятие 3

Расчет каменных элементов, усиленных железобетонной обоймой

Теоретическая часть

Для каждого типа конструкций следует рассмотреть варианты усиления (реконструкции), аргументировать их выбор с учетом преимуществ или недостатков в зависимости от функциональных особенностей здания и его назначения.

Привести подробное описание усиления в части использования материалов, способов его выполнения и конструктивной особенности.

В результате должны быть сформированы зоны с однотипными видами усиления, которые затем должны быть указаны на чертежах.

При назначении типов усиления необходима оценка решений с позиций технологичности, техничности, экономичности.

Все принятые виды усиления должны быть размещены на планах и разрезах здания. Одним из наиболее эффективных методов повышения несущей способности существующей каменной кладки является включение ее в обойму. В этом случае кладка работает в условиях всестороннего сжатая, что значительно увеличивает ее сопротивляемость воздействию продольной силы.

Применяются три основных вида обойм: стальные, железобетонные и армированные растворные. Железобетонная обойма выполняется из бетона классов 7,5 – 15 с армированием вертикальными стержнями и сварными хомутами. Расстояние между хомутами должно быть не свыше 15 см. Толщина обоймы назначается по расчету и принимается от 6 до 10 см.

Задача

Наиболее эффективно – усиление обоймой. Железобетонная обойма выполняется из бетонов классов В12,5 – В15, армируется вертикальными стержнями и сварными хомутами. Расстояние между хомутами должно быть не свыше 15 см. толщина обоймы назначается по расчету и принимается от 6 до 10 см.

Проверка несущей способности по условию:

∑N ≤ ψ х φ х[(m_g х m_k х R_к+η х (ЗμR_sw)/(1+μ100)) х А + m_bR_bA_b + R_SCA_S'];

ψ= l – 2 x e_o/h; η= l – 4 x e_o/h;

N – продольная сила;

А – площадь сечения усиливаемой кладки (без обоймы);

A_s' – площадь сечения продольной арматуры железобетонной обоймы;

А_ь – площадь сечения бетона обоймы, (без учета защитного слоя);

R_sw – расчетное сопротивление поперечной арматуры обоймы;

R_sc – расчетное сопротивление продольной сжатой арматуры;

φ – коэффициент продольного изгиба (значение а принимается как для не усиленной кладки);

m_g – коэффициент, учитывающий влияние длительного действия нагрузки;

m_к – коэффициент условия работы кладки, принимаемый для кладки без повреждений равным 1 и для кладки с трещинами – 0,7;

m_b – коэффициент условий работы бетона, принимаемый равным 1 – при передаче

нагрузки на обойму; 0,35 – без непосредственной передачи нагрузки на обойму;

μ = (2 x A_s x (h+b) x l00)/(h x b x S) – процент армирования хомутами или поперечными

планками;

h, b, – размеры сторон усиливаемого элемента;

S – расстояние между осями планок или между хомутами (S ≤ 15 см) .

Рассмотрим вариант усиления железобетонной обоймой.

Задаемся минимальной толщиной обоймы по конструктивным соображениям, а = 6 см, бетон класса В12,5 (ячеистый) с R_b = 7 мПа. Принимаем армирование обоймы продольными стержнями d l6 A-I с R_s = 43 мПа (см. таблицу 2). Всего продольных стержней 8d l6 A-I с A_s = 16,08 см². Поперечные стержни d l6 A-I с R_sw = 150 мПа (табл. 2). Эти стержни пропускают сквозь стену и заанкеровывают в обойме. Они пропускаются два по торцам и один посередине простенка – получаем 3d8 A-I A_sw = 6,03 см². По высоте эти стержни устраиваются с шагом S = 50 см. Кроме этого ставим конструктивно по периметру сетку из проволочной арматуры d5 Вр-1 с ячейкой 150 ^х 150 мм. Арматура сетки в расчете не учитывается.

Проверка несущей способности простенка

∑N ≤ ψ x φ x m_g x [(γ_n x R_KK + η x ((3 x μ)/(l + μ)) x R_sw/l00) x A + γ₆ x R_b ^{x x}A_b + Rs ^x A_s];

Основной фактор влияющий на эффективность обоймы – это поперечное армирование.

Определяем процент поперечного армирования.

Μ = [(2 x A_sw x ( h + b)/(b x h x S)]xl00 % = [(2x6,03x(51+64))/(51x64x50)]x 100=0,85, что меньше максимального, равного 1 %;

ψ =1 – ((2xe_o)/h_min) =l – ((2 х З,25)/51) = 0,872;

η = I – ((4xe₀)/h_min) =l – ((4 х З,25)/51) = 0,745;

γ_б = 0,35 (без передачи нагрузки на обойму);

γ_п = 1 (без трещин);

Площадь бетонной обоймы А_ь – 0,14 м²;

∑N ≤ 477,63 kH<0,872x0,95x1x[(1x1,1+0,745x((3x0,85)/(1+0,85))x150/100) x 0,64 x х 0,51+0,35 х 7 х 0,14+43х16,08х10^-4] = 0,9165 MH = 916,5 kH.

Несущая способность обеспечена.

Таблица 2 – Расчетные сопротивления арматуры, применяемой при устройстве обойм.

Армирование	Расчетные сопротивления арматуры, мПа (кгс/см2)
	A-I	А-II
Поперечная арматура Продольная арматура без непосредст­венной передачи нагрузки на обойму	150 (1500) 43 (430)	190 (1900) 55 (550)
То же, при передаче нагрузки на обойму с одной стороны То же, при передаче нагрузки с двух сторон	130 (1300) 190 (1900)	160 (1600) 240 (2400)

Рисунок 2 – Усиление простенка железобетонной обоймой