4.Розрахунок і конструювання кам’яного простінку першого поверху.

На кам’яний простінок зовнішньої стіни багатоповерхового будинку діють такі види навантажень:

1)постійні:від ваги стіни, перекриття, покриття;

2)тимчасові:технологічні на перекриттях, снігові на горищному покритті, вітрові активні або пасивні.

Визначення навантажень на міжповерхове перекриття.

Навантаження на 1 м² міжповерхового перекриття

№ п/п		Вид навантаження, товщина шару, щільність матеріалу	Характеристичне значення навантаження, Н/м2		Коефіцієнт				Повне розрахункове навантаження, Н/м2
					γf		γn
1		Постійне
1.1		Захисний шар дрібного гравію у бітумній мастиці δ=0,015 м, ρ=1600кг/м3		240	1,3		0,95	297
1.2		Рубероїд на мастиці		100	1,3		0,95	124
1.3		Асфальтова стяжка δ=0,02 м, ρ=1800кг/м3		360	1,3		0,95	445
1.4		Утеплювач пористобетонні плити δ=0,2 м, ρ=306 кг/м3		600	1,3		0,95	741
1.5		Шар пергаліту на мастиці		30	1,3		0,95	37
1.6		Несучий елемент - залізобетонна збірна плита δ=0,06 м, ρ=2500кг/м3		1250	1,1		0,95	1306
Всього gог =										2950
2	Тимчасове
2.1	Снігове			500		1,4	0,95	665

1)Визначення навантажень на простінок 1-го поверху

Вантажна площа перекриття з якого збирається навантаження на простінок

A_B=l · l₁/2

A_B=8 · 7/2=28м²

Розрахункова сила тиску на простінок від одного перекриття

N₁=(g₀ + V₀) · A_B

N₁=(2290 + 11922) · 28 = 336106 (Н)

Те ж від ваги горищного перекриття

N_г=(2950 + 665) · 28 = 21510 (H)

Те ж від ваги верхніх ярусів стіни

N_c=9,81 · γ_f · γ_n · (n-1) · (H · l₁-H_вікl_вік) · (h · ρ+ ρ_ут · h_ут+h_п · ρ_п)

N_c=9,81 · 1,3 ·0,95 · 3 · (6 · 7 - 3 · 2,1) · (0,51 · 1900 + 300 · 0,15 + 0,02 · 1500) = 1354646,4 (Н)

Сумарна розрахункова сила тиску на простінок 1-го поверху від верхніх ярусів стіни, горищного покриття і верхніх поверхів перекриттів (окрім перекриття над першим поверхом).

N_b=N_с+N_г+N₁ · (n-2)

N_b=1354646,4+21510+336106 · 2=2048368 (Н)

Сила N_b прикладається у центрі ваги перерізу простінку суміжного 1-го поверху, сила N₁ з ексцентриситетом e_01.

Допоміжні параметри опорного вузла ригеля:

Висота перерiзу ригеля

с ≥ h/2 c=0,35(м)

c ≥ 0,3

Відстань від внутрішньої грані стіни до опорної реакції N₁:

с₂ ≤ с/3 с=0,07(м)

с₂ ≤ 0,07

Ексцентриситет сили N₁ відносно центру ваги перерізу простінка:

е₀₁ = h/2 - с₂=0,28(м)

Зосереджений згинаючий момент на рівні верхньої опори простінка:

М₀=N₁ · е₀₁

М₀=336106 · 0,28=94109,68 (Н · м²)

N₀=N_b+N₁

N₀=2048368 + 336106 =2384474 (Н)

Поперечними силами у перерізах кам’яних простінків нехтуємо. Зусилля від вітрового навантаження не враховуємо.

Розрахунок простінка на несучу здатність

В даній роботі допускається розрахунок лише одного найнебезпечнішого перерізу на висоті «у» від нижньої опори простінка:

у=2/3H

y=2/3 · 6 = 4 (м)

Згинаючий момент:

M=2/3M₀

M=2/3 · 94109,68 = 62739,8(H · м²)

Ексцентриситет стискаючої сили:

е₀=М/N₀

е₀=62739,8 / 2384474 =0,026 (м)

Площа стиснутої зони перерізу простінка

А_С=b · h · (1-2 · e₀/h)

A_C=4,9 · 0,51 · (1-2 · 0,026/0,51)=2 (м²)

Розрахункова висота простінку:

l₀ = H = 6 (м)

Гнучкість простінка:

1) По повній висоті перерізу:

λ_h = l₀/h

λ_h = 6/0,51= 11,7

2) По висоті стиснутої зони:

λ_с = H/h_c = H/h(1-(2 · e₀)/h)

λ_с = 6/0,51 · (1-(2 · 0,026)/0,51) = 9,4

Пружна характеристика кладки із силікатної цегли на розчині М50

λ=750.

Коефіцієнт повздовжнього згину:

1) Для повної висоти перерізу при

λ_h=12 =0,79

2) Для стиснутої зони при

λс=10 =0,84

Середнє значення коефіцієнту

φ_сер = (φ + φ_c ) / 2

φ_сер=1,63

Розрахунковий опір кладки на стиск із силікатної цегли марки М100 на складному цементно-вапняному розчині М50.

R=1,5 · 10⁶ (H/м²)

Несуча здатність позацентрово стиснутого кам'яного простінка

N_u=m_g · ϕ₁ · ω · R · A_C

ω=1+e₀/h

ω=1+0,015 / 0,51 = 1,03

N_u=1 · 1,63 · 1,05 · 1,5 · 10⁶ · 2 = 5,1 · 10⁶ (H)

Порівнюємо одержані величини

N₀N_u

2384474 (Н) < 5134500 (H), умова несучої здатності кам’яного простінку виконується.