- •1.3 Усиление простенка поперечным армированием
- •1.4 Проверка прочности армированной кладки
- •2 Расчет внецентренно сжатой стены подвала
- •3 Расчет центрально сжатого столба 1 этажа
- •4 Расчет центрально сжатого фундамента
- •5 Расчет каменной кладки на смятие от ригеля перекрытия
- •Список использованных источников
Исходные данные:
N=8 м
V=12 кН/м
L=2
Снеговая нагрузка 1,29
Расчитываем нормативную нагрузку от веса ригеля.
Находим нормативную нагрузку от веса 1 стены
Находим ширину рабочего простенка
4. Находим грузовую площадь покрытия
5. Находим грузовую площадь перекрытия
6. Находим грузовую площадь стены 1 этажа
7. Находим грузовую площадь подоконного участка.
Вид нагрузки |
Нормативная нагрузка кН/ |
Коэффициент надежности |
Расчетная нагрузка кН/ |
Грузовая площадь |
Нагрузка на перекрытие кН |
Нагрузка от покрытия 1. постоянная от веса сборной ж/б плиты 2. кровля 3. вес ригеля 4. снеговая нагрузка
|
2,25
1,5 0.4167 1,29
|
1,1
1,3 1,1 1,4 |
2,47
1,95 0,458 1,806 |
17,88
17,88 17,88 17,88
|
44,16
34,866 8,189 32,291
N=119.506 |
Нагрузка от перекрытия 1. постоянная от веса сборной ж/б панели 2. вес пола 3. вес ригеля 4. временная нагрузка на перекрытие |
2,25
2,64 0,4167 12 |
1,1
1,2 1,1 1,2 |
2,47
3,17 0,458 14,4 |
15,6
15,6 15,6 15,6 |
38,532
49,452 7,144 224,64
F=319.768 |
Собственный вес стены одного этажа с учетом веса штукатурки
Вес надоконного участка |
9,62
9,62 |
1,1
1,1 |
10,528
10,528 |
11,12
3,96 |
|
Определение расчетных усилий.
Собственный вес стены всех вышележащих этажей в уровне пола второго этажа
Нагрузка от покрытия и перекрытий вышележащих этажей
Тогда общая нагрузка
Расчетная продольная сила в сечении 1-1
Эксцентриситеты силы F относительно центра тяжести стены обозначается буквой
Глубина заделки с=180
е=0,06 м
Находим максимальный момент от силы F
Момент сечения 1-1 проходящий по низу оконной перемычки находятся
Расчетная характеристика кладки
Принимаем кирпич глиняный обыкновенный пластического прессования М=250 раствор М=150
R=3.3 По таблице находим упругую характеристику кладки α=1000
Расчетный эксцентриситет в сечении 1-1 обозначается
Высоту сжатой зоны бетона стены находим по формуле
Определяем гибкость простенка
Находим коэффициент продольного изгиба
X=0.903
α=1000 -> ϒ=0,903
Гибкость сжатой части сечения стены
=0,845
коэффициент продольного изгиба при внецентренном сжатии
Площадь сжатой части сечения простенка
Находим коэффициент по таблице
Коэффициент учитывающий длительно действующую нагрузку mg=1 h=380>0.3 м
Формула для расчета внецентренно сжатого элемента
Nmg**R*
N=3219.062>1*0.874*3.3*0.644*1.028*
Несущая способность простенка меньше расчетного усилия, следовательно, необходимо усилить простенок поперечным армированием.
1.3 Усиление простенка поперечным армированием
Проверяют условия эффективности применения поперечного армирования: высота ряда кладки hкл=75< 150 мм, расчетный эксцентриситет ℮0=3,3мм < 0,17 h = 64,6 мм, гибкость простенка λh=11,05< 15.
Условия соблюдаются, следовательно, можно применить усиление кладки поперечным армированием. Принимают армирование прямоугольными сетками из арматуры классаВр-1, d=6 мм, Аst=0,283 см2 =28,3 мм2, размер ячейки с=40 мм, Rs=160МПа, Rn=240 МПа.
Коэффициент условий работы арматуры в каменной кладке γcs=0.75;
Rs= γcs Rs=0,6*160=96 МПа,
Rn= γcs Rn=0,6*240=144 МПа.
Требуемое расчетное сопротивление сжатию армированной кладки из условия экономического проектирования:
5,56 МПа < 2R = 6,6 МПа
Требуемый коэффициент армирования кладки:
где y=h/2=380/2=190 мм.
Минимальный процент армирования кладки сетчатой арматурой при внецентренном сжатии μmin=0.1%.
Расчетный шаг арматурных сеток:
см.
Принимаем шаг сетки S = 5· 3.5 = 7.5 см
1.4 Проверка прочности армированной кладки
Фактический процент армирования кладки:
Максимальный коэффициент армирования кладки:
Коэффициент армирования кладки должен находится в следующих пределах max= 1.9% =1.8% min=0.1%
Временное сопротивление сжатию армированной кладки:
Rsku=k·R+2Rn·μ/100=2*3.3+2*144*1.8/100=11.7 МПа
Упругая характеристика армированной кладки:
При λh=11.73 и αsk=560 φ=0.72,
При λhc=11.05 и αsk=560 φc=0.75.
Коэффициент продольного изгиба армированной кладки при внецентренном сжатии:
Расчетное сопротивление сжатию армированной кладки:
Несущая способность армированной внецентренно сжатой кладки определяется по формуле:
3219.0621*0.735*6.35*0.644*1.028=3357.25
Условие выполняется, запас прочности:
Относительный эксцентриситет eo = 0.011 < 0,7 y = 0.7 * 0.19 = 0.133 м, трещины не образуются, расчет по второй группе состояний не требуется.
2 Расчет внецентренно сжатой стены подвала
- высота стены подвала – 3,8.
- длина расчетного участка – см
- материал: рваный бут (М1000): , Ц/П раствор (М50):
Предварительная толщина стены подвала h =0,5 м.
Эксцентриситет вертикальной нагрузки от перекрытия относительно стены подвала: е = с/3 = 0,18/3 = 0,06 м < 0,07 м.
е=h/2-е =0,38/2 - 0,06 = 0,13м.
- эксцентриситет стены первого этажа:
- плотность насыпного грунта: ;
- угол внутреннего трения: ;
- нормативная временная нагрузка на поверхность земли у стены подвала: ;
- толщина эквивалентного слоя грунта, которым можно заменить нагрузку на поверхности земли: .
Рисунок 3 – Расчетная схема стены подвала
Определим нагрузки, действующие на стены подвала на уровне обреза фундаментов:
1 Вертикальные нагрузки:
Собственный вес стены подвала
.
2 Горизонтальные нагрузки:
от бокового давления грунта на стенку на уровне подвала
коэффициент надежности нагрузки и массы грунта.
3 Изгибающие моменты от вертикальных нагрузок:
- от перекрытия -
- от выше лежащих нагрузок –.
Определим изгибающие моменты от горизонтальных нагрузок:
- от бокового давления в любом сечении
Для определения максимального значения момента приравняем первую производную полученного уравнения к нулю, и получим следующее уравнение:
3x2+6,30x-26,477x =0
;
его корнем является:
.
- максимальный момент равен:
- момент от перекрытия и стены на этом же уровне:
.
Тогда суммарный момент равен:
Значит, растянута внутренняя грань стены подвала на расстоянии 2,099от верха.
- суммарная продольная сила:
.
- расчетный эксцентриситет:
Проверка прочности стены:
Гибкость элемента при упругой характеристике кладки из бутового камня М1000; цементно-песчанного раствора М50; ;
При шарнирном закреплении: l0=Нэт=4.2 м.
;
;
-площадь сжатой части сечения:;
;
;
Внешняя нагрузка меньше несущей способности стены подвала, т.е. условие по прочности обеспечено.