§ 21.2. Расчет стен и столбов зданий с жесткой конструктивной схемой

В зданиях с жесткой конструктивной схемой про­дольные стены работают как неразрезные вертикальные балки, опирающиеся на междуэтажные перекрытия (рис. 21,1,в). Расчет неразрезных балок сравнительно сложен и трудоемок, поэтому СНиП разрешает выполнять его по упрощенной схеме, как для разрезных балок, свобод­но опертых в уровне перекрытий (рис. 21.1,г). В общем случае на стену действуют нагрузки от веса самой стены, веса покрытия и перекрытия, силы ветра, а также мо­менты от внецентренного приложения опорных реакций перекрытий относительно центральной оси стены. В раз­резной балке момент от внецентренно приложенной вер­тикальной нагрузки от перекрытий будет действовать только в пределах одного этажа, эпюра этого момента будет иметь вид треугольника (рис. 21.2,а) с макси­мальной ординатой у верхней опоры (M₁=Fе₁) и нулевым значением внизу.

Нагрузка от веса стены считается приложенной центрально, однако в сечениях несиммет­ричного изменения толщины стены (устройство уступа внутри здания) нагрузка от лежащей выше части стены будет передаваться на лежащую ниже с эксцентриси­тетом е₂=0,5(h₂—h₁), где h₁ и h₂— соответствующие толщины стен. Тогда суммарный изгибающий момент в верхнем сечении стены будет равен: М=М₂ — М₁ =Fe₁—Ne₂ (рис. 21.2, б).

Расчет несущей способности стен ведется сверху вниз, начиная с кровли, чердачного перекрытия и т. д., при этом следует учитывать нагрузки от парапетов, кар­низов и балконов. Расчетная ширина участка принима­ется равной расстоянию между осями смежных оконных проемов. В наиболее нагруженных нижних этажах про­веряют прочность кладки. Расчетными являются сечения I— I, II— II, III— III и IV— IV (см. рис. 21.2, а). Наибо­лее опасны сечения II — II и III — III в уровнях верха и низа оконного простенка, поскольку в этих зонах пло­щадь поперечного сечения кладки меньше из-за ослаб­ления стены оконными проемами. Расчет столбов и стен без проемов выполняют для сечений I — I и IV — IV.

Про­стенки в сечениях II — II и III — III рассчитывают на внецентренное сжатие при действии усилий в данных сече­ниях:

(21.1)

где N — расчетная нагрузка в сечении I — I от расположенных выше этажей; F — нагрузка от одного перекрытия, расположенного над сечениями II — II, III— III; G — собственный вес стены между сече­ниями I — I и II — II или I — I и III — III; Н — расстояние в свету меж­ду железобетонными перекрытиями (при деревянных или металличе­ских перекрытиях — высота этажа).

Вычислив значения N и М, находят эксцентриситет приложения вертикальных сил

e₀ = M/N (21.2)

и по формулам (19.20) или (19.9) проверяют несущую способность сечения кладки. Причем следует учитывать, что при шарнирно-неподвижных опорах для стен и стол­бов при расчетной высоте элемента l₀=H коэффициент продольного изгиба φ и коэффициент m_g принимаются равными их расчетному значению только в средней трети высоты этажа Н (рис. 21.2, б). В пределах крайних третей высоты элемента разрешается увеличивать зна­чения φ и m_g по линейному закону до φ=1 и m_g=1 в опорных сечениях (вследствие условности расчетной схемы и ослабления сечения в средней части стены окон­ными проемами).

В некоторых случаях при расчетах многоэтажных зданий, а также зданий, располагающихся в районах с интенсивными ветровыми нагрузками, требуется учи­тывать усилия от скоростного напора ветра. Изгибаю­щий момент в поперечном сечении кладки от равномерно распределенной нагрузки разрешается определять, как в неразрезной балке на опорах и в пролете, по прибли­женной формуле

M=ωH²/12, (21.3)

где ω — расчетное значение ветровой нагрузки.

Ветровую нагрузку можно не учитывать, если возни­кающие от нее дополнительные напряжения не превы­шают 0,0981 МПа.