Расчет и конструирование элементов каменных конструкций многоэтажного здания

R

R 2 μ Rs ;

sk

100

Т

при прочности раствора менее 2,5 МПа (25 кгс/см2) при проверкеУ

прочности кладки в процессе ее возведения по формуле

Б2

R

R

2

μ Rs

R1

.

Н

sk1

1

100

R25

й

При прочности раствора более 2,5 МПа (25 кгс/см ) отношение

R1

р

принимается равным 1.

сжатию неармированной кладки

R25

Vs

о

R1 – расчетное сопротивление

в рассматриваемый срок

дения аствора;

Vk

тве

R25 – расчетное сопр

ивление кладки при марке раствора 25;

100

и

– процент армирования по объему, для сеток с квад-

ратными ячейками

арматуры сечением Аst

с размером ячейки с

о

при расст янии между сетками по высоте s;

п

mg – к эффициентз, определяемый по формуле (16) [1];

Vs и Vk – с тветственно объемы арматуры и кладки;

φ – коэффициент продольного изгиба, определяемый при упру-

гой характеристике кладки с сетчатым армированием αsk:

е

α

α

Ru

α

k R

.

Р

sk

2 Rsn μ

R

k R

sku

100

водственного здания. План и разрез здания приведены на рис. 1.1.

Расчетная нагрузка на 1 м2

покрытия

У

qпокр = 5,93 кПа.

Т

Н

Расчетная нагрузка на 1 м2

перекрытия

qпер = 15,95 кПа.

й

Грузовая площадь, с которой передается нагрузка от покрытия

и перекрытий:

сжатие

Б

Агр = 6 6 = 36 м2.

правило

выполняется в соответст-

Расчет столба на центральное

вии со структурной схем й на

ис. 4.1.

т

р, должна быть проверена на всех

Прочность столба,

как

этажах здания. В соо ве с вии с изменениями величины нагрузки

и

по высоте здан я сечен е с олба следует изменить через каждые

з

два-три этажа.

1. Для примера рассч таем кирпичный столб третьего этажа.

о

Для верхних этажей (третьего и четвертого) принимаем сечение

столба 510 640 мм.

Поскольку

наименьший размер столба

h = 510 мм > 300 мм, принимаем mg = 1 и расчетные нагрузки на

е

столб о р деляем без из разделения на длительно действующую (Ng)

и кратковременноп

действующую (Nsh) части.

Р

асч тная нагрузка на столб от покрытия

1

Исходные данные

N, Ng, b h, , l0, i, Rs, Rsn

сечение

l0 ;

l0

да

4

h 300 мм

нет

да

6 A < 0,3 м3

нет

2 λi

λh

i 87 мм

i

h

c = 0,8

7

Есливозможно увеличить

5 mg = 1,0

У

3

φ по табл. п. 5

m 1 η Ng

7’

c = 1,0

5’

g

N

– по табл. п. 7

нет

R

треб

N

A R

Экономически

Т

4

γc mg φ

возможно

да

и целесообразно

Н

10 i < 53; h < 15. Применить

треб

марку камня

9 ПодобратьБпо R

сетчатое армирование

марку раствора по табл. П 1

11

В первом приближении

й

k R

sk

Ru

k 2

треб

13

R

k R

2 Rsn ;

Rsk R , R = Rsk/(1,8–2,0)

иsu

100

р

l0

λh l0

12

0,1 % μ

(Rsk

R)

50

R

14 Уточняем по аsk, λ

i

1

2

Rs

о

i

h

Rs

т

1

и

нет

Rskтреб R

да

15

треб

N

16

μ2

100

Назначитьновые значения

Rskз

φ A

2

Rs

μ1

γс

mg

о

п2

Ast

100

17

Назначение диаметра стержней

18

μ

s c

сеток, шага сеток s и размеров

е

ячейки с

Р

19

Rsk R

2 μ Rs

20

Nсеч mg

φ Rsk

A N

100

Рис. 4.1. Структурная схема по расчету центрально сжатого

армированного элемента

N = Nпокр + Nпер + 2Рсв = 213,5 + 574,2 +

+ 2 0,51 0,64 4,8 18 1,1 = 849,7 кН.

У

Расчетная длина элемента (столба)

L0 = Hэт – hпер = 4800 – 335 = 4465 мм.

2. Упругая характеристика кладки = 1000 (табл. П4). Гибкость

столба

Н

h = 4465/510 = 8,75.

Т

Б

3. Коэффициент продольного изгиба

= 0,92 – 0,02/1 0,75 = 0,905 h = 510 мм > 300 мм.

4. Площадь сечения столба

р

2

А = 0,51 0,64 = 0,3264йм .

5. Так как

о

и

А = 0,3264 м2 > 0,3 м2,

т

расчетное сопротивлениекладкиумножается на коэффициент с = 1,0.

6. Требуемое сопро

вление кладки

з

849700

N

Rтреб γиφ A

1,0 0,905 326400

2,876 МПа.

c

7. Принимаем кладку из кирпича марки 100 на растворе М75

R = 1,7 МПао(табл. П1) иусиливаем кладку сетчатымармированием.

R = R

= 2,876 < 2,0 R = 2,0 1,7 = 3,4 МПа(таккак = 8,75 < 15,

skптр б

h

можно применять косвенное армирование).

е8. Необходимый процент армирования

Р

Rsk R

100 2,876 1,7

100 0,235 50 1,7 0,34 %.

1

2

Rs

2 250

250

R

2 R 2 μ Rsn

2 1,7 2 0,3 300

5,2 МПа.

su

100

100

Упругая характеристика армированной кладки

У

αsk 1000 3, 4

654;

5,2

Rsn = 500 0,6 = 300 МПа (п. 3.20 [1]).

10. При sk = 654 и h = 8,76, = 0,872.

Б

Т

11. Rтреб

849700

2,99 МПа

2 R

3, 4НМПа.

0,872 326400

Rтреб R

2,99 1,7

12. μ2

sk

100

100

0,258 %.

2 Rs

р

й

2

250

Задаемся диаметром стержней сетоки5 мм (Аst = 19,6 мм2) и раз-

мером ячейки с = 50 мм. Шаг сет к

т

2 19,6

100

2 A

100

и

о

261 мм.

s

st

50

о

μ2 c

0,300

Принимаем шаг сеток по высоте

п

з261

s

77

3, 4 3 рядам кирпича.

13. Фактический процент армирования

е

2 Ast

100

2 19,6 100

0,339 %.

s c

3 77 50

Р14. Фактическое расчетное сопротивление армированной кладки

R

1,7 2 0,339 250 3,4 МПа.

sk

100

5. РАСЧЕТ ВНЕЦЕНТРЕННО СЖАТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

КАМЕННЫХ И АРМОКАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

У

Расчет внецентренно сжатых неармированных элементов камен-

ных конструкций (п. 4.7 СНиП II-22–81) следует производить по

формуле

Т

Н

N mg φ1 R Ac ω,

где Aс – площадь сжатой части сечения при прямоугольнойБ

эпюре

напряжений,

определяемая из услов я, что ее центр тяжести совпа-

дает с точкой приложения расчетной продольной силы N;

1

ис

,

2

р

где φ – коэффициент пр д льн

изгиба для всего сечения в плос-

го

кости действия зг бающего момента, определяемый по расчетной

высоте элемента l0;

т

φс –

ент продольного изгиба для сжатой части сече-

и

ния, определяемый по фактической высоте элемента Н в плоскости

з

действия изгибающего момента при отношении

коэффиц

hc

H

п

или

hc

е

Р

N

g

1,2 e

mg

1 η

1

0g

N

h

У

(при h 30 см и i 8,7 см коэффициент mg следует принимать рав-

ным единице).

Т

Расчет внецентренно сжатых элементов с сетчатым армировани-

Н

ем (п. 4.31 СНиП II-22–81) следует производить по формуле

N mg φ1 Rskb Ac ω,

й

где Rskb 2R – расчетное сопротивление армированной кладки при

внецентренном сжатии, при марке раствора 50Би выше определяе-

мое по формуле

р

2 e0

R

R

2

μ

Rs

1

.

skb

о

и

y

100

При эксцентриси е ах, вых дящих за пределы ядра сечения

при П р и м е р 5.1

(е0 > 0,33y), а также

λh > 15 или λi

> 53 применять сетчатое ар-

з

мирование не следует.т

о

п

Расчет армир ванного простенка наружной стены здания

Наружные стены толщиной 380 мм – кирпичные из полнотелого

Тр бу тся рассчитать простенок I этажа производственного зда-

ния, план и разрез которого приведен на рис. 1.1 (пример раздела 1).

глиняного кирпича пластического прессования ( = 1800 кг/м3). Раз-

Рмеры оконных проемов 4,2 2,4 м, ширина простенка 1,8 м, просте-

1

Исходные данные: М, N, Ng, А, Н, h, , у, l0, i, Rs, Rsn

2 e0 = M/N

3

ω 1

e0

1, 45

да

11

h 300 мм

нет

13 A < 0,3 м3

да

сечение

4

х по п. 6

2 y

i 87 мм

14’

c = 1,0

λh l0 ; λh l0

5

Ac, ic, hc

6

7

φ по табл. п. 5

14

c = 0,8

Есливозможноувеличить

h

h

8 ic = H/ic, hc = H/hc

10 φ

φc φ

1

2

12’

mg 1

η

Ng

(1

1, 2 e0

)

9

φc по табл. п. 5

N

h

У

12 mg = 1,0

нет

15

Rтреб

N

R

да

Т

γc

mg φ1 Ac

ω

Н

16 е0 < 0,33у, i < 53; h < 15. Возможно

16’ Подобрать по Rтреб

марку камня

применениесетчатого армирования

и марку раствора по табл. П 1

Б

17

В первом приближении

18 0,1 % μ

(Rskb R) 100

50 R

Rskb R

треб

, R = R

треб

й1

2 e0

)

(1

2 e0

) Rs

/(1,8–2,0)

и

2

Rs (1

y

y

20 Уточняем , 1, с по аsk

р

Ru

k R

о

19

αsk R

α

k R

2 Rsn μ1

21

Rтреб

N

да

sku

100

γ

m

skb

c

φ

A

ω

g

1

с

Назначить новые значения 1

т

нет

итреб

да

μ

24

μ

2 Ast 100

22

μ

(Rskb

R) 100

s c

з22 2

(1

2 e0

)

1

о

2 Rs

y

25