13.Расчет стен

Железобетонные пояса стен выполнены из бетона класса по прочности В25 с арматурой класса А-III. Расчетные характеритсики бетона и арматуры приведены в п. 12. Кладка стен выполнена из крупных блоков марки 150 на растворе марки 50. В соответствии с нормами /28/, таб. 4, 10, кладка из крупных блоков марки 150 на растворе марки 50 имеет следующие расчетные характеристики:

- расчетное сопротивление сжатию R= 3,9 МПа;

- расчетное сопротивление растяжению по неперевязанному сечению R_t= 0,08 МПа;

- расчетное сопротивление растяжению по перевязанному сечению R_t= 0,16 МПа;

- расчетное сопротивление растяжению при изгибе по неперевязанному сечению R_tb= 0,12МПа;

- расчетное сопротивление растяжению при изгибе по перевязанному сечению R_tb= 0,25МПа;

- расчетное сопротивление срезу по неперевязанному сечению R_sq = 0,16 МПа;

- расчетное сопротивление срезу по неперевязанному сечению R_sq = 0,24 МПа.

Упругая характеристика кладки (Приложение 16, /13/) α= 1500.

13.1. Расчет стен на вертикальные нагрузки

Стены по осям А и В.

Высота сечения стены в плоскости изгиба h= 0,4 м. Расчет ведем на 1 пог. м длины стены.

Нагрузки на фрагмент стены длиной 1 м принимаем по п. 11:

где Р₁– нагрузка от стены надземной части здания;Р₂– нагрузка от перекрытия над подвалом;а'₁иа'₂– эксцентрицитеты приложения нагрузок относительно центральной оси стены подвала.

Приводим силы Р₁иР₂к центральной оси сечения:

Определяем эксцентрицитет приложения силы N:

Расчет выполняем по формулам учебника /13/, п. 32:

Определяем радиус инерции пеперечного сечения стены подвала:

где I– момент инерции площади поперечного сечения;А– площадь поперечного сечения.

Определяем высоту и площадь сжатой зоны сечения:

Определяем радиус инерции сжатой зоны поперечного сечения стены под-вала:

Поскольку h= 40 см > 30 см иi= 11,55 см > 8,7 см, коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки,m_g= 1,0.

При неподвижных шарнирных опорах стены подвала на перекрытие и фундамент расчетная высота стены равна ее геометрической высоте в свету l₀= 2,0 м. Определяем гибкости стены высотой сеченияhиh_c:

По найденным значениям гибкости определяем коэффициенты продольного изгиба (таб. 16, /13/):

Коэффициент повышения расчетного сопротивления кладки за счет влияния менее напряженной части сечения ωпринимаем равным единице.

Проверяем условие прочности поперечного сечения стены подвала при действии вертикальных нагрузок:

Условие удовлетворяется с большим запасом.

Стена по оси Б.

Стена высотой сечения h= 0,4 м является центрально нагруженной. Расчетная погонная нагрузка на уровне низа перекрытия над подвалом (таб. 8) составляет 847,7 кН/м. Нагрузка, вычисленная по среднему давлению под подошвой фундамента (таб. 29) с учетом перераспределения давлений в системе, составляетb∙р_ср= 2,8∙207,5 = 581,0 кН/м. Для расчета принимаем большее значение нагрузкиN= 847,7 кН.

Примечание: Если система "основание – фундамент" работоспособна, то расчетная нагрузка на стену подвала по оси Б составит 581,0 кН/м. Однако, если в системе по каким то причинам появятся разрушенные элементы, например, дополнительные балки получат недопустимые прогибы, то эффект перераспределения давлений существенно снизится и нагрузка на стену будет стремиться к величине 847,7 кН/м, определеннной по правилу грузовых площадей. Поскольку разрушение стены от вертикальной нагрузки носит опасный хрупкий характер и момжет привести к разрушению всего здания, для повышения надежности объекта строительства рекомендуется при расчете стен на вертикальные нагрузки принимать максимальную величину из расчетов как с учетом перераспределения, так и без учета перереспределения давлений на основание.

Проверку прочности сечения стены выполняем по формуле (/13/, п. 32):

Значения гибкости стены и коэффициента продольного изгиба принимаем по результатам расчета стен по осям А и В. Поскольку λ_i= 17,32 < 21, коэффициентη= 0 (таб. 16, /13/), а коэффициентm_g= 1. Площадь поперечного сечения стеныА= 1∙h= 1∙0,4 = 0,4 м². С учетом этого проверка прочности сечения будет иметь вид:

Прочность сечения при действии вертикальных нагрузок обеспечена.

Стена по оси 2.

Стена высотой сечения h= 0,4 м является центрально нагруженной. Расчетная погонная нагрузка на уровне низа перекрытия над подвалом (таб. 8) составляет 352,6 кН/м. Нагрузка, вычисленная по среднему давлению под подошвой фундамента (таб. 29) с учетом перераспределения давлений в системе, составляетb∙р_ср= 2,0∙332,0 = 664,0 кН/м. Для расчета принимаем большее значение нагрузкиN= 664,0 кН. Указанное значение нагрузки меньше ранее вычисленной несущей способности центрально нагруженного сечения 1534,3 кН. Прочность стены при действии вертикальных нагрузок обеспечена.

Примечание: Студентам рекомендуется обратить внимание на то, что, в результате перераспределения давлений под подошвой фундаментов в системе, вертикальная нагрузка на стену по оси 2 увеличилась по сравнению с нагрузкой, определенной по правилу грузовых площадей, в 1,88 раза. Неучет этого явления может являться причиной разрушения стеновых конструкций.

Из анализа данных таблиц 8 и 29 следует, что несущая способность других стен при действии вертикальных нагрузок обеспечена.