Расчет и конструирование элементов каменных конструкций многоэтажного здания

сечения принимается условная толщина hrcd = 3,5 i, где i

J

A

);

k – поправочный коэффициент к предельным отношениям для

стен с проемами, который принимается по табл. 2.4.

аблицаУ2.3

Предельные отношения высоты стены к ее толщинеТ

Б

Марка раствора

Отношения βпр при группеНкладки

I

й

III

IV

II

50 и выше

25

22

–

и

25

22

20

17

–

р

10

20

17

15

14

4

–

15

14

13

о

Таблица 2.4

т

1. Стены с пр емамиЗначения

An

з

поправочного коэффициента

Характер ст ка стен

перегородок

Коэффициент k

о

Стены

Ab

2.

и ерегородки при свободной их длине

0,9

м жду

римыкающими поперечными стенами

Р

или колоннамип

в пределах (2,5…3,5) Н

3. То же при l > 3,5 Н

0,8

П р и м е ч а н и я:

1. Общий коэффициент снижения отношений β, определяемый путем

умножения отдельных коэффициентов снижения k, принимается не ниже

коэффициентов снижения kp, указанных для столбов.

2. Значения An – площадь нетто и Аb – площадь брутто – определяются

по горизонтальному сечению стены.

Таблица 2.5

Значения повышающего коэффициента

У

Меньший размер

Коэффициент kр для столбов

поперечного сечения

из кирпича и камней

из бутовой кладки

столба, см

Н

правильной формы

и бутобетона

Т

90 и более

0,75

Б

0,6

70–89

0,7

0,55

50–69

0,65

0,5

Менее 50

0,6

0,45

П р и м е ч а н и е.

й

Предельные отношения β несущих узких простен-

и

ков, имеющих ширину менее толщины стены, должны приниматься как

для столбов с высотой, равной высоте проемов.

П

м е

проектиро

Эскизное

ваниерстен и столбов здания

стическ го пресс

с плотностью = 1800кг/м3 при марке рас-

твора не ниже 50 (для возможности ведения зимней кладки с хими-

ческими д бавками).

о

Пр дварительное назначение толщины стен здания:

а. По т плотехническим соображениям:

п

р жим помещения – нормальный;

еусловия эксплуатации ограждения – «Б» [4, табл. 4.2];

коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей

Рконструкции, принимаемый по [4, табл. 5.7], в = 8,7 Вт/(м2· С);

1 = 0,81

Вт/(м °С) (см. табл. 2.2).

У

Расчетное значение коэффициента теплопроводности отделочно-

го слоя

2 = 0,87

Вт/(м °С) (см. табл. 2.2).

Нормативное сопротивление теплопередаче наружныхТстен для

Б

отапливаемых производственных зданий (см. табл. 2.1)

Rт.норм

= 2,0 м2· С/Вт.

Н

й

Определяем термическое сопротивление каждого отдельного

слоя:

р

δ

м2 оC

380

2о

R

1

0,81

и0,469

Вт

;

1

λ

т2

1

R2

δ

20

0,023

м2

оC

.

з

λ

0,87

Вт

о

Термическ е сипротивление стены

е

Rk = R1 + R2 = 0,469 + 0,023 = 0,492 м2· С/Вт.

Со ротивление теплопередаче ограждающей конструкции опре-

д ля

потся формуле

Р

Rт =

1

+ Rк +

1

=

1

+ 0,492 +

1

= 0,650

м2 оC

,

αв

αн

8,7

23

Вт

h

H

480

28,7 см,

βпр k

25

0,669

У

где Н = 4,8 м – высота этажа;

Т

пр = 25 (по табл. 2.3 для группы кладки I – кладки из камней

правильной формы марки 50 и выше, выполненной на растворе 50

и выше, что имеет место в нашем случае);

Н

Б

k = k1 k2 = 0,837 0,8 = 0,669 > kp = 0,6 (по табл. 2.4),

где

k Ап

b

b

4,2

0,333 0,837

(для стен

Аb

й

1

простенка

и

с проемами);

k2 = 0,8 (при L > 3,5 H), так как расстоян е между примыкающими

поперечными стенами составляет 36,0 м

36 м > 3,5 4,8 = 16,8 м.

Предварительно принимаем толщ ну наружных стен равной 38 см.

Наименьшее

о

сечение внутренних ки пичных столбов в верхнем

т

этаже здания должно бы ь 51 р51 см.

и

з

3. РАСЧЕТ СТЕН И СТОЛБОВ МНОГОЭТАЖНЫХ

КАМЕННЫХ ЗДАНИЙ С ЖЕСТКОЙ КОНСТРУКТИВНОЙ

о

СХЕМОЙ

п

Вертикальные и горизонтальные конструкции здания (стены, стол-

бы,

р крытия, покрытия и др.) образуют пространственную систему,

эл м нты которой воспринимают действующиеназдание нагрузки.

Конструкциикаменныхзданийвоспринимаютследующиенагрузки:

еа) вертикальные (собственный вес стены, вес кровли и снега, вес

перекрытия, полезная нагрузка на перекрытие и т. д.);

Рб) горизонтальные (ветровые).

Нагрузка от верхних этажей принимается приложенной в центре

тяжести сечения стены или столба вышележащего этажа. НагрузкиУ

Н

в пределах данного этажа считаются приложенными с фактически-

ми эксцентриситетами относительно центра тяжести сеченияТстены.

При отсутствии специальных опор, фиксирующих положение опор-

ного давления, разрешается принимать расстояние от точки прило-

одной

жения опорной реакции прогонов, балок или настила до внутренней

грани стены или опорной плиты, равное

Бтрети (1/3) глубины

заделки, но не более 7 см.

Таким образом, изгибающие моменты учитываются от нагрузок,

р

приложенных в пределах рассмат ваемого этажа, т. е. от перекры-

о

тия над этим этажом, если толщинаистены на уровне перекрытия,

расположенного над данным этаж м и в

пределах этажа, не меняет-

кают

ся. При несимметричном изменении толщины стены на уровне пе-

и

рекрытия, расположенного над данным этажом, изгибающие мо-

менты в стене

акже от нагрузок вышележащих этажей.

возн

При изменении сечен я стены в пределах рассчитываемого этажа

о

должен учитываться момент, вызванный смещением оси стены.

Основные расчетные формулы для определения нормальных

сил и м мент в при рассматриваемой расчетной схеме приведены

в табл. 3.1.

нное

Столбы каменных зданий при одностороннем загружении меж-

дуэтажныхпперекрытий временной нагрузкой испытывают внецент-

р

сжатие. Поэтому они должны дополнительно рассчитывать-

ся на этот вид нагружения.

При равнопролетных прогонах и небольших величинах временной

Рнагрузки в сравнении с постоянными нагрузками одностороннее за-

в расчете;

У

Mx – расчетный изгибающий момент.

Изгибающие моменты от ветровой нагрузки следует определять

в пределах каждого этажа как для балки с заделанными концамиТ, за

исключением верхнего этажа, в котором верхняя опора принимает-

ся шарнирной.

Н

При неодинаковых пролетах прогонов перекрытий, опирающих-

ся на столб, необходим расчет столбов на внецентренноеБ

сжатие.

Сечение центрально сжатых столбов рекомендуется принимать

квадратным (круглым), внецентренно сжатых – прямоугольным, раз-

й

витым в плоскости действия изг бающего момента. В инженерных

сооружениях применяются кольцевыеисечения.

р

Расчет узлов опирания балок перекрытий на стены

с олбы каменных зданий

о

т

При опирании на кладку балок, плит перекрытий и т. д. необхо-

димо

передачу сосредоточенных нагрузок,

приложен-

и

ных к части пл щади сечения, т. е. должен быть произведен расчет

з

сечений на местн е сжатие. Конструкция опорного узла и положе-

реакции

рного

давления от балок и прогонов должны быть

заран

обеспечить

известны для возможности определения усилий в стенах

и столбахпот вертикальной нагрузки. При отсутствии специальных

опор, фиксирующих положение опорного давления, разрешается

ние

принимать расстояние от точки приложения опорной реакции про-

гонов, балок или настила до внутренней грани стены или опорной

Рплиты, равное одной трети глубины заделки, но не более 7 см.

Q ≤ k Rbt(fctd) b h0

(k = 0,6 тяжелого бетона)

У

не соблюдается, длина анкеровки стержней за внутреннюю грань

свободной опоры Lап (Lbd) должна быть не менее 10 диаметров, для

определения поперечной силы также можно использовать формулы

п. 7.2.1 [8];

Н

2) длина анкеровки стержней за внутреннюю грань опорыТможет

быть уменьшена против

требуемой

пунктом 1, если величина

Lап (Lbd) менее 10 диаметров, и принимается равной Lап (Lbd), но не

менее 5 диаметров.

й

Расчет сечений на смятие (п. 4.13. СНиП IIБ-22–81) при распреде-

лении нагрузки на части площади

сечения

следует производить по

формуле

Nc ψ d Rc Ac ,

d = (1,5–0,5) ψ – для к рпичной и виброкирпичной кладки, а так-

где Nc – продольная сжимающаярсила от местной нагрузки;

ψ – коэффициент полн

ы эпюры давления от местной нагрузки;

з

же кладки из сплошныхткамней или блоков, изготовленных из тя-

желого и легкого бетона;

d = 1 – для кладкииз пустотелых бетонных камней или сплош-

п

ных камней и бл к в из крупнопористого и ячеистого бетона;

Rc – расчетн е сопротивление кладки на смятие;

эпюре

Ac –

лощадьсмятия, на которую передается нагрузка.

При равномерном распределении давления ψ = l, при треуголь-

ной

давления ψ = 0,5. Если под опорами изгибаемых элемен-

тов установка распределительных плит не требуется, то допускается

принимать ψ d = 0,75 (для кладок их полнотелого кирпича, сплош-

Рных камней и крупных блоков из тяжелого бетона или бетона на

Rc ξ R;

ξ 3

A ξ1,

Ac

где ξ1 – коэффициент, зависящий от материала кладки и места при-

ложения нагрузки (для кирпичной кладки и случаев местного на-

гружения, представленных на рис. 3.1, ξ1 ≤ 2,0);

У

A – расчетная площадь сечения.

Расчетная площадь сечения А

для наиболее часто встречающих-

ся случаев местного сжатия показана на рис. 3.1.

Т

h

bc

h

h

h

Н

h

h

Б

c

1

l

C

l

Ac

йAc

b 2h

и

р

Рис. 3.1. К пределению расчетной площади

о

Для условий, не совпадающихт

с показанными на рис. 3.1, приве-

дённом выше, коэфф ц ент ξ1 и расчетные площади сечения опре-

деляются

. 4.13и4.6 [1].

При не бхздим сти повышения несущей способности опорного

участка кладки при местном сжатии могут применяться следующие

конструктивныепомероприятия:

1) с тчатое армирование опорного участка кладки;

п

2) опорные распределительные плиты;

3) устройство пилястр.

е

Если нагрузка передается на кладку через распределительные

устройства (например, через железобетонную плиту), эти устройст-

Р

ва в расчетной схеме заменяются поясом кладки, имеющим в плане

те же размеры, что и распределительные устройства с эквивалент-

ной по жесткости высотой, вычисленной по формуле