Змістовий модуль 4 основні положення проектування кам’яних будівель та їхніх частин

ТЕОРЕТИЧНЕ ЯДРО

4.1.Конструктивні схеми кам’яних будівель

Конструкції будівель, об’єднані в одне ціле, уявляють собою просторову систему. Наприклад, зовнішні стіни з’єднані з внутрішніми стінами, стовпами, сходовими клітками, перекриттями і покриттями. Внаслідок цього навантаження, які діють на будь-який конструктивний елемент, залучають в роботу інші частини будівель. Так, навантаження від дії вітру на зовнішні стіни передається на перекриття, а від перекриття в свою чергу на внутрішні поперечні чи поздовжні стіни і стовпи, на фундаменти і основи будівель. Спільна робота всіх конструктивних елементів будівель забезпечує їхню просторову жорсткість, тобто, будівля здатна сприймати горизонтальні навантаження без порушення вимог до нормальної експлуатації.

Розподіл зусиль між конструктивними елементами будівель залежить:

- від жорсткості перекриття, яка визначається матеріалом, конструкцією і довжиною ділянок перекриття між поперечними вертикальними конструкціями;

- від товщини і довжини (висоти) стін та наявності в них прорізів;

- від виду з’єднань конструктивних елементів;

- від виду і групи кладок.

Кам’яні стіни залежно від конструктивної схеми будівель поділяються на такі види:

- несучі, які сприймають навантаження від власної ваги, перекриттів і покриттів, вітру, кранів тощо;

- самонесучі стіни сприймають навантаження від власної ваги по всій висоті вище розташованих поверхів і вітрове навантаження;

- ненесучі, які сприймають навантаження від власної ваги і вітру в межах одного поверху при висоті поверху до 6 м (при більшій висоті поверху такі стіни відносяться до самонесучих);

- перегородки – внутрішні стіни, що сприймають навантаження від власної ваги в межах одного поверху і вітрове (при відкритих вікнах) при висоті поверху до 6 м, а при висоті, більшій за 6 м, вони відносяться до самонесучих.

Відношення β = H/h (де H – висота поверху; h – товщина стіни або менший розмір прямокутного перерізу стовпа) для стін без прорізів, які сприймають навантаження від покриття і перекриття, за вільної довжини стіни l ≤ 2,5 H не повинно перевищувати значень, наведених в табл. 4.1.

Таблиця 4.1

Граничні відношення β = H/h

Марка розчину	Відношення β = H/h при групі кладок
	І	ІІ	ІІІ	ІV
50 і більше 25 10 4	25 22 20 -	22 20 17 15	- 17 15 14	- - 14 13

Для стін з пілястрами і стовпів складного перерізу замість h приймається умовна товщина h_red = 3,5i (i – радіус інерції перерізу), а для стовпів круглого і багатокутного перерізу, вписаного в коло, - h_red = 0,85d (d – діаметр перерізу стовпа). Для стін з прорізами або з вільною довжиною l > 2,5 H значення β приймають з поправочними коефіцієнтами, які наведені в нормах проектування.

За ступенем жорсткості горизонтальних опор стін будівлі поділяють на дві основні групи: будівлі з жорсткою конструктивною схемою та будівлі з пружною конструктивною схемою.

До будівель з жорсткою конструктивною схемою відносяться будівлі, які мають жорсткі (нерухомі) опори у вигляді перекриттів, що опираються на поперечні стіни, або інші жорсткі опори. Жорстку конструктивну схему мають житлові будинки та більша частина громадських будівель. В таких будівлях віддалі між поперечними стінами невеликі і перекриття можуть розглядатися як жорсткі діафрагми, які майже не згинаються при дії горизонтальних навантажень. В цьому випадку перекриття являються нерухомими опорами для стін і стовпів при дії на них горизонтальних та позацентрово прикладених навантажень.

Будівлі, в яких віддаль між поперечними стінами або іншими жорсткими опорами для покриттів і перекриттів перевищує певні установлені нормами проектування значення, відносяться до будівель з пружною конструктивною схемою (табл. 4.2). Пружну конструктивну схему мають, як правило, виробничі, складські і сільськогосподарські будівлі, а також частина будівель громадського призначення.

Таблиця 4.2

Граничні значення віддалей між жорсткими конструкціями

Тип перекриття і покриття	Віддаль між поперечними жорсткими конструкціями, м, при групі кладок
	І	ІІ	ІІІ	ІV
А. Залізобетонні збірні замонолічені і монолітні Б. Із збірних залізо-бетонних настилів і із залізобетонних або сталь-них балок з настилом із плит і каменів В. Дерев’яні	54 42 30	42 36 24	30 24 18	- - 12
Примітки: 1. Указані віддалі необхідно зменшувати у таких випадках: а) при швидкостях напору вітру 0,70; 0,85 і 1,00 кПа – відповідно на 15, 20 і 25 %; б) при висоті будівель 22 ... 32 м – на 10 %; 33 ... 48 – на 20 %; більше 48 м – на 25 %. 2. У збірних замонолічених перекриттях типу А стики між плитами повинні бути підсилені для передачі через них розтягуючих зусиль. У перекриттях типу Б шви між плитами чи каменями, а також між елементами заповнення і балками повинні бути ретельно заповнені розчином марки не нижче 50. Перекриття типу В повинні мати подвійний дерев’яний настил, накат і підшивку.

За жорсткі опори приймають:

а) поперечні кам’яні і бетонні стіни товщиною не менше 12 см , залізобетонні товщиною не менше 6 см, контрфорси, поперечні рами з жорсткими вузлами, ділянки поперечних стін і інші конструкції, які розраховані на сприймання горизонтальних навантажень;

б) покриття і міжповерхові перекриття за умови, що віддалі між поперечними і жорсткими конструкціями не перевищують значень, наведених в табл. 4.2;

в) вітрові пояси, ферми, вітрові в’язі і залізобетонні обв’язки, які розраховані за міцністю і деформаціями на дію горизонтальних навантажень, що передаються від стін.

За пружні опори приймають покриття і міжповерхові перекриття, якщо віддалі між поперечними жорсткими конструкціями перевищують значення, наведені в табл. 4.2 за відсутності вітрових в’язей, вказаних в підпункті «в».