4.5. Проектування опирання балок і плит на кам’яні стіни

Залізобетонні балки, прогони і плити перекриття чи покриття в більшості випадків працюють за схемою вільно лежачих балок і опираються на стіни, стовпи і пілястри, створюючи місцеве навантаження. При необхідності для підвищення несучої здатності опорної ділянки кладки при зминанні застосовують такі конструктивні заходи:

- використання сітчастого армування;

- влаштування опорних розподільчих плит;

- влаштування розподільчих залізобетонних поясів при покриттях великих прольотів (особливо стосується будівель, де може відбуватися перебування великої кількості людей);

- застосування комплексних конструкцій.

Застосування конструктивних заходів здійснюють тоді, якщо міцність кладки на місцеве зминання недостатня. Розрахунок кладки на зминання під вільно лежачими опорами виконують залежно від дійсної а₁ і корисної а₀ довжини опирання та форми епюри розподілення тиску під конструкціями, які опираються (рис. 4.6).

Епюра напружень під кінцями балок приймається по трапеції при а₁ ≤ а₀ або по трикутнику при а₁ > а₀. Можна наближено приймати трикутну епюру напружень з основою а₁ = а₀, якщо довжина опорної ділянки балки менша її висоти.

Корисна довжина опирання а₀ визначається за формулою

, (4.16)

де Q – опорна реакція;

b – ширина опорної ділянки;

а₁ – довжина опирання;

с – коефіцієнт постелі кладки;

α – кут нахилу балки чи плити на опорі.

Коефіцієнт постелі залежать від стадії зведення будівлі і визначається за формулами:

- для готової (затвердівшої) кладки

; (4.17)

- для свіжої кладки

, (4.18)

де R_u = 2R;

R – розрахунковий опір кладки при проектній марці розчину;

R_u1 = 2R₁;

R₁ – розрахунковий опір кладки при марці розчину 2.

Максимальні σ_max, мінімальні σ_min та середні σ₀ напруження в кладці визначаються за формулами:

при трапецієподібній епюрі тиску

; (4.19)

; (4.20)

; (4.21)

при трикутній епюрі тиску

; (4.22)

. (4.23)

При визначенні tgα що балка опирається на шарнір, розташований в середині опорної ділянки. В нерозрізних балках проміжні опори приймаються розташованими по осях відповідних стін чи стовпів. Для вільно лежачих балок, на які діють рівномірно розподілені навантаження q tgα можна визначити за формулою

, (4.24)

де - l – прольот балки;

EI – жорсткість балки.

Міцність кладки при місцевому зминанню перевіряється за формулою (2.5). Крім цього, максимальні напруження в кладці не повинні перевищувати її розрахункового опору на стискання. Якщо умови міцності не виконуються, необхідно застосовувати конструктивні заходи по підвищенню її міцності.

При застосуванні непрямого (сітчастого) армування кладки її розрахунок виконують за формулою (3.3), при цьому сітки повинні мати чарунки розміром не більше 10×10 см, а діаметр стержнів не повинен бути меншим 3 мм.

При розрахунку кладки, розташованої під розподільчою плитою, навантаження на плиту від встановленої на неї балки (ферми) без фіксуючої прокладки приймається у вигляді зосередженої сили Р, рівній опорній реакції. Точка прикладання сили приймається на віддалі (1/3)l₁, але не більше ν = 7 см від внутрішнього краю плити (рис. 4.7а).

При використанні прокладки, яка фіксує положення опорного тиску, віддаль від точки прикладання зосередженої сили до внутрішнього краю прокладки приймається також на віддалі (1/3) l₁, але не більше ν = 7 см, при цьому l₁ дорівнює довжині прокладки (рис. 4.7б).

Розподільча плита розраховується на місцевий стиск, згин і сколювання при дії місцевого навантаження, прикладеному зверху, і реактивного тиску кладки знизу. При розрахунку розподільчої плити зосереджена сила замінюється навантаженням, рівномірно розподіленим по площі зминання, яка має ширину b опорної ділянки конструкції, яка опирається на плиту, та довжину, рівну 2ν, де ν – віддаль від внутрішнього краю плита або фіксуючої прокладки до точки прикладання зосередженого навантаження (центра розподіленого навантаження).

Розміри розподільчої плити вибирається таким чином, щоб виконувалася умова

, (4.25)

де ξ - коефіцієнт, який визначається за формулою (2.7);

R_u – гранична межа міцності кладки R_u = 2R, де R – розрахунковий

опір кладки, який визначається по таблицям додатку А.