Расчет и конструирование элементов каменных конструкций многоэтажного здания

М1 = Р1 е1 = 287,10 0,1224 = 38,0 кН м.

Расчетный изгибающий момент на уровне верха простенка

У

M M1

x

38,0 (4,8 0,3)

35,6 кН

м.

Т

Hэт

4,8

кН

Расчетная продольная сила на уровне верха простенка

Б

N = N1 + Р1 + Nсв = 1211,6 + 287,10 + 15,1 = 1513,8 ,

й

где Nсв = 15,1 кН – расчетное значение собственного веса участка

между сечениями 1–1 и 2–2.

и

2. Эксцентриситет

е0 = М/N = 35,6/1513,8 = 0,0235 м.

о

e

т

р

3. ω 1

0

1

1,04 1,45.

2

y

точки

2

292 / 4

з

приложения силы N до наиболее сжатой

4. Расстояние от

о

грани сечения

е

е'' = y – е0 = 292,4 – 23,5 = 268,9 мм.

Расстояние от точки приложения силы N до края расчетной сжа-

той частипсечения

Р

x

b2 d

(2 e'' d) (e'' d)

2

b1

640 130 (2 268,9 130) (268,9 130)2

195,3 мм.

1800

5. Площадь сжатой части се-

чения

Ас = (380 – 45,8) 1800 +

+ 130 640 = 684 760 мм2.

У

Радиус инерции

ic = 118,7 мм.

6. Гибкость

Т

λi l0

4465

34,08.

Н

i

131

Б

7. По табл. П5 коэффициент продольного изгиба = 0,8850.

8.

λic

H

118,7

й

37,62.

ic

и

р

9. По табл. П5 (при ic и = 1000) с = 0,8850.

10. При внецентренном сжа ии

о

φ

т

0,8750.

φ φc

0,8650 0,8850

1

2

2

и

11–12. Такзкак i = 131 мм > 87 мм, принимаем mg = 1,0.

13–14. Так как А = 0,7672 м2 > 0,3 м2, принимаем с = 1,0.

15. Трбуемоесопротивление кладки

п

N

1513 600

Rтр б

2,43 МПа.

е

γc mg φ1 Ac ω

1,0

1,0 0,875 684 760 1,04

Р16. По табл. П1 находим требуемые материалы кладки. Прини-

маем марку кирпича 200 на растворе М75 R = 2,5 МПа. Целесооб-

разно снизить марку кирпича и усилить кладку простенка сетчатым

армированием, так как е0 = 23,5 мм < 0,33 у = 0,33 293,4 = 96,5 мм.

R

Rтреб

2,43

МПа,

(1,8

2,0)

1,9

R

Rтреб 2,43 МПа.

У

skb

18. Сетки принимаем из арматурной проволоки класса S 500 диа-

метром 5 мм, с нормативным сопротивлением 500 МПаТ, согласно

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

прихо-

Rs(fyd) = 300/1,2 = 250 МПа (п. 3.19 [1]). Подбор арматурыН

й

дится вести методом последовательных приближений, так как сет-

чатое армирование повышает гибкость элементаБи изменяет 1.

В первом приближении

р

(R

R) 100

100

(2,43

1,7)

μ1

skb

и2

23,5

0,202 %;

2 R (1

2 e

2

)

0 )

215

(1

s

y

о50 R

292,4

и

50 1,7

0,1 % < μ

0, 202

2

23,5

0, 471 %.

1

т2 e0

)

215

(1

)

Rs

(1

y

292, 4

Упругая

19.

зхарактеристика армированной кладки

е

оk R

2 1,7

αsk α

1000

778.

Р

2 Rsn

μ

1,7

2 240 0,202

k R

2

100

100

20. Коэффициент продольного изгиба

1 = 0,8592 (по табл. П5); с = 0,83444;

φ

φ φc

0,8592 0,8344 0,8468.

1

2

2

Rтреб =

N

=

1513 600

= 2,51МПа 2 R =

skb

mg φ1 Aс ω

1,0 0,8468 684760 1,04

= 2 1,7 = 3,4 МПа.

У

(Rтреб R) 100

(2,51 1,7) 100

22. μ

skb

0,224 % μ 0,202 %.

2

Т

2 R (1 2 e0 )

2 215 (1 2 23,5)

s

y

292,4

Н

23. Принимаем арматурные сетки из проволоки диаметром 5 мм

(Аst = 19,6 мм2) с квадратными ячейками размером с = 45 мм.

Требуемый шаг сеток

389Бмм.

s

2 Ast 100

2 19,6 100

μ c

0,224 45

и

Укладываем сетки через 389/77 = 5,05й5 рядов кирпича.

24. Фактический процент а м

ован я

2

о

A 100

2

19,6 100

μ

т

0, 226 %.

st

р

s c

5

77 45

25. Сопротивлен е арм рованной кладки

з

2

μ Rs

2

e0

2 0,226 215

2 23,5

Rskb R

о

) 1,7

(1

) 2,52 МПа.

100

y

100

292,4

п

26. Несущая сп собность простенка

е

Р

Nс ч

= mg φ1 Rskb Aс ω= 1 0,8468 2,52 684 760 1,04 =

= 1519 680 Н > N = 1513,6 кН.

же раствора необходимо подобрать. Район строительства – г. Пол-

тава [9]. Здание относится к I степени долговечности и II степени

ответственности. Коэффициент надежности по назначению γi = 0,95

(по ГОСТ 27751–88 «Надежность строительных конструкций и ос-

нований»).

У

Т

Н

Б

1-1

й

и

р

о

I

I

1

т

2

I

и

3

II

з

о

3

п

е

Р

Рис. 6.1. К расчету стен на вертикальные нагрузки

Норма-

Коэф-

Расчет-

Н

У

тивная

фициент

Нагрузки

надеж-

ная

нагрузка,

нагрузка,

ности поТ

Б

Па

Па

нагрузке

Покрытие

Собственный вес железобетонных плит

2500

1,1

2750

чердачного перекрытия и покрытия

Минераловатный утеплитель γ = 2000 Н/м

и

3

200

1,3

260

толщиной δ = 10 см

Пароизоляция из одного слоя руберо да на

й30

1,3

39

мастике

Гидроизоляционный ковер на т ех слоях

100

1.3

130

рубероида на мастике

т

р

Итого: постоянная нагрузка

2830

–

3179

Временнаянагрузкавчердачн мп мещении

750

1,3

975

и

о

Снеговая нагрузка

700

1,4

980

з

Итого: временная нагрузка

1450

–

1955

ВСЕГО

о

4280

–

5134

Междуэтажные перекрытия

Железобет нная панель

2100

1,1

2310

Звукоиз лирующая древесно-волокнистая

60

1,3

78

плита γ = 2000 Н/м3 толщиной δ = 3 см

Древесно-волокнистая плита γ = 8000 Н/м3

64

1,3

83

Водон роницаемая бумага

20

1.3

26

Стяжка из цементного раствора толщиной

Р

п

80

1.3

104

δ = 3,7 см

толщиной δ = 0,8 см

Линолеум на мастике

50

1,3

65

Вес перегородок

1200

1,3

1560

Итого: постоянная нагрузка

3574

–

4226

Временная нагрузка

1500

1,3

1950

ВСЕГО

5074

–

6176

А = 0,5 5,61 3,10 = 8,70 м2.

У

Нагрузка:

от покрытия:

Н

– постоянная

Т

3179 8,7 = 27 657 Н = 27,66 кН;

– временная

Б

й

1955 8,7 = 17 008 Н = 17,01 кН;

– полная

и

F1 = 27,66 + 17,01 = 44,67 кН;

от перекрытий:

4226 8,7 = 36р766 Н =36,77 кН;

– постоянная

т

– временная

о

о

1950 8,7 = 16 965 Н = 16,97 кН;

и

– полная

п

зF1 = 36,77 + 16,97 = 53,73 кН.

Вес

1 м2 стены толщиной 51 см2, состоящий из веса кладки

Р

0,51 1 18 000 = 9180 Н/м2

2

У

– участка стены, расположенного от низа покрытия до низа пе-

ремычки:

Т

G1 = 10 670 3,1

(24,90 – 24,67) = 7608 Н = 7,61 кН;

– простенка

кН

Б

G2 = 10 670 1,67 1,52 = 27 085 Н = 27,08 ;

– участка стены, расположенного от низа перекрытия до низа пе-

ремычки:

й

G1 = 10 670 3,10 0,23 = 7608 Н = 7,61 кН;

– участка стены, расположенного от н за перекрытия до низа вы-

шележащего проема:

о

и

G3 = 10 670 3,1 1,05р= 34 731 Н = 34,73 кН;

– участка стены, расположенного от низа проема первого этажа

з

до низа перекрыт я надтподвалом:

о

G3 = 10 670и3,1 (0,75 + 0,3) = 34 731 Н = 34,73 кН.

Глубина заделки панелей перекрытий в стену С = 11 см, тогда

е

равнодействующая усилий от перекрытий будет приложена на рас-

стоянии 11/3 = 3,7 см от внутренней грани стены, а эксцентриситет

Р

приложпния этой равнодействующей

Расстояние между сечениями 1–1 и 2–2 равно 0,23 м, а между

2–2 и 3–3 – 0,70 м. Нагрузка от веса части простенка между сече-

ниями 2–2 и 3–3 равна

У

0,7 0,852 18,00 = 10,80 кН.

Т

Н

Статический расчет

Б

При расчете стен полезные (временные) нагрузки в жилых по-

мещениях следует снижать, умножая их на коэффициент ψn1, кото-

й

рый вычисляется по формулам (3.4) [7].

В нашем примере коэффициент ψn1

равен:

точки

для I этажа – 0,51; для II – 0,53; III – 0,56; IV – 0,57; V – 0,60;

VI – 0,65; VII – 0,72; VIII – 0,90; IX – 1,0.

Обозначения расчетных усил й

их приложения показа-

о

ны на рис. 6.1, а их определение сведено в табл. 6.2.

т

р

Таблица 6.2

и

Значен е ус л й и моментов в сечениях стены

зФормула подсчета усилия или момента

Значения

п

усилия,

Этаж

Сечение

кН, или

о

момента,

кН·м

1

2

3

4

2–2

N = 70,43 + 7,61 + 44,74 + 8 (27,08 + 7,61 +

е

+ 34,73) + 8 36,77 + 8 16,97 0,51

1041,54

РI

M = 11 72·

2,8 – 0,23

10,76

,

2,8