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= 5,6 · 5,4=15,12м²

Розрахункова сила тиску на простінок від одного перекриття

N₁=(g₀ + V₀) · A_B

N₁=(2290 + 3942) · 15,12 = 61893,04 (Н)

Те ж від ваги горищного перекриття

N_г=(2950 + 665) · 15,12 = 13004,8 (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 · (3,9 · 5,4 - 1,95 · 1,62) · (0,51 · 1900 + 300 · 0,15 + 0,02 · 1500) = 676843,99 (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=676843,99+13004,8+61893,04 · 2= 813634,87 (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=0,3(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=0,23(м)

Зосереджений згинаючий момент на рівні верхньої опори простінка:

М₀=N₁ · е₀₁

М₀=61893,04 · 0,23=14235,4 (Н · м²)

N₀=N_b+N₁

N₀=813634,87 +61893,04 =875527,9 (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 · 3,9 = 2,6 (м)

Згинаючий момент:

M=2/3M₀

M=2/3 · 14235,4 = 9490,3(H · м²)

Ексцентриситет стискаючої сили:

е₀=М/N₀

е₀=9490,3 / 875527,91 =0,01 (м)

Площа стиснутої зони перерізу простінка

А_С=b · h · (1-2 · e₀/h)

A_C=3,7 · 0,51 · (1-2 · 0,008/0,51)=1,84 (м²)

Розрахункова висота простінку:

l₀ = H = 3,9 (м)

Гнучкість простінка:

1) По повній висоті перерізу:

λ_h = l₀/h

λ_h = 3,9/0,51= 7,64

2) По висоті стиснутої зони:

λ_с = H/h_c = H/h(1-(2 · e₀)/h)

λ_с = 3,9/0,51 · (1-(2 · 0,008)/0,51) = 7,96

Пружна характеристика кладки із силікатної цегли на розчині М50

λ=750.

Коефіцієнт повздовжнього згину:

1) Для повної висоти перерізу при

λ_h=7,64 =0,93

2) Для стиснутої зони при

λс=7,96 =0,9

Середнє значення коефіцієнту

φ_сер = (φ + φ_c ) / 2

φ_сер=0,91

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+0,008 / 0,51 = 1,02

N_u=1 · 0,9 · 1,02 · 1,5 · 10⁶ · 1,84 = 2,6 · 10⁶ (H)

Порівнюємо одержані величини

N₀N_u

813634,87 (Н) < 2533680 (H), умова несучої здатності кам’яного простінку задовольняється.