6.1. Исходные данные для расчета кирпичного простенка

- Число этажей n = 2;

- Высота этажа h₁ = 3,3 м, h_z = 1,8 - 8,7 м;

- Ширина и высота проемов Ь х h = 2,25 х 1,21 м; 1,05 х 1,51 м;

- Толщина наружной стены h = 510 мм;

- Материалы: кирпич силикатный ГОСТ 379 марки М150, марка раствора М50,

(расчетное сопротивление кладки R = 1,8 МПа по табл. 2 СП 15.13330.2012 Каменные и армокаменные конструкции), средняя плотность кладки 1500 кг/м:'.

6.2. Определение расчетных усилий на простенок

На рассчитываемый простенок шириной 900 мм передаются нагрузки, приходящиеся на 3,0 м длины стены и нагрузки от покрытия и междуэтажного перекрытия (рис. 3,4).

Грузовая площадь для нагрузки от покрытия и междуэтажного перекрытия L х S = 3,0 х 6,3 м.

Расчетные постоянные нагрузки

- Вес сплошной стены (парапета) выше покрытия:

Ql = y_fH₁l₁h_wPr = 1,2·0,6·3,15·0,51· 15 = 17,3 кН;

- вес стены первого этажа:

Qz = Yf(Hfl^ll - bh)hwPr = 1,2' (3,15' 3,3 - 2,25 . 1,21) . 0,51' 15 = 70,4 кН;

- вес стены второго этажа:

Qз = yfShwPr = 1,2·8,2 ·0,51' 15 = 75,3 кН;

- вес покрытия:

Q4 = (Вт + Gb/l)Afl = (3,41 + 4,13/6,3) . 3 . 6,3 = 76,8 кН;

- вес перекрытия:

Qs = (gfl + Gb/l)Afl = (3,82 + 4,13/6,3) . 3 . 6,3 = 84,6 кН.

Расчетные временные нагрузки - Расчетная снеговая нагрузка:

Q6 = Psn . Afl = 3,2 . 3 . 6,3 = 60,S кН;

в том числе длительно действующая равна 0,5· Psn . Afl = 30,2 кН; - расчетная полезная нагрузка на перекрытиях:

23

4. Q7 = V . Ап = 12 . 3 . 6,3 = 226,8 кН,

   В том числе длительно действующая равна 9,6·3 . 6,3 = 181,4 кН.

   Усилия в опасных сечениях стеновых конструкций 1-го этажа (сечения 1-1 и 1 *-1 *) Сечение в верхней части простенка (сечение 1-1):

   - продольная сила от постоянных нагрузок:

   N_g = Ql + Qз + Q4 + 1Qs = 17,3 + 75,3 + 76,8 + 84,6 = 254 кН;

   - продольная силы, вызываемая снеговой и полезной нагрузкой:

   Р = Q6 + Q7 = 60,5 + 226,8 = 287,3 кН;

   - полная продольная сила:

   N = N_g + Р = 254 + 287,3 = 541,3 кН;

   - продольная сила от длительно действующей нагрузки:

   N = N_g + Р_! = 254 + 30,2 + 1 . 181,4 = 465,6 кН;

   - изгибающий момент от перекрытия:

   Мп = (Qs + Q7) . (h_w/2 - lsup/3) = (84,6 + 226,8) . (0,51/2 - 0,3/3) = 48,27 кН . м

   где lsup - длина опирания монолитной балки на кирпичную стену.

   

   о

   

   

   

   1-1

   -.p.."...----~

   1 *-1*

   5100

   

   0,000

   /

   6300

   /

   Рис. 3. К расчету простенка несущей стены из кирпича: фасад и вертикальный разрез по несущей стене

   24

1050 / 90C_v 2250 90Cv 2250 ЯО_Сv 2250/

/1'/ /1' 1'1' /

-

~I

о о о ('1')

е=155

210 / ЗОО

/ 510

- '-

- 1--

6ЗОО

- -

(з"'· \ I ,---j

/

- "-

Рис. 4. К расчету простенка несущей стены из кирпича: план и узел опирания

перекрытия

6.3. Про верка несущей способности

Сечение 1-1 в верхней части простенка

Исходными данными для расчета являются следующие значения усилий:

N = 541,3 кН; Mfl = 48,27 кН . м;

ео = Mfl/N = 48,27/541,3 = 0,089 м > 0,17h = 0,087 м.

При соблюдении данного условия, получаем случай эксцентриситета, выходящего за пределы ядра сечения, следовательно, согласно п. 7.31 Примечания п. 1 СП 15.13330.2012 Каменные и армокаменные конструкции применять сетчатое армирование не следует.

Для опорного сечения ({Jl = 1,0.

Гибкость элемента прямоугольного сплошного сечения:

lo 3300

A-h = h = 510 = 6,5,

где lo - расчетная высота элемента, определяемая согласно указаниям 7.3 СП 15.13330.2012; согласно п. 7.3 СП 15.13330.2012 при неподвижных шарнирных опорах lo = Н;

h - меньший размер прямоугольного сечения.

При h = 510 мм > 300 мм, следовательно, m_g = 1.

25

По формуле (13) СП 15.13330.2012 предельная продольная сила, воспринимаемая

неармированным простенком, составит:

N_ult = m_g<{J1^RАס^ר = 1· 1 . 1,8 . 298,8· 103 . 1,17 = 629,3 кН > N = 541,3 кН,

где Ас - площадь сжатой части сечения при прямоугольной эпюре напряжений,

вычисляется по формуле (14) СП 15.13330.2012:

А = А (1 - 2е^о)= 510 ·900 . (1 - 2 . 89)= 2988· 103 мм ':

с h 510"

ш - коэффициент, учитывающий прямоугольную форму поперечного сечения простенка, определяемый по формуле табл. 20 СП 15.13330.2012:

е_о 89

ш = 1 + h = 1 + 510 = 1,17.

Несущая способность простенка обеспечивается, следовательно, применять сетчатое

армирование не следует.

Сечение 1 *-1 * в средней части простенка

Исходными данными для расчета являются следующие значения усилий:

N_g = Ql + Q2/² + Qз + Q4 + Qs = 17,3 + 70,4/2 + 75,3 + 76,8 + 84,6 = 289,2 кН; N = N_g + Р = 289,2 + 287,3 = 576,5 кН;

Mfl = (Qs + Q7) . (h_w/2 - lsup/3) = (84,6 + 226,8) . (0,51/2 - 0,3/3)/2 = 24,1 кН . м; е_о = Mfl/N = 24,1/576,5 = 0,042 м < 0,17h = 0,087 м.

При соблюдении данного условия, получаем случай внецентренного сжатия с малым эксцентриситетом согласно п. 7.31 СП 15.13330.2012.

Гибкость элемента прямоугольного сплошного сечения:

[о 3300

Лh = h = 510= 6,5.

Высота сжатой части поперечного сечения согласно п. 7.7 СП 15.13330.2012

составит:

h_c = h - 2ео = 510 - 2 . 42 = 426 мм.

Гибкость сжатой части поперечного сечения простенка согласно п. 7.7 СП 15.13330.2012 равна:

Ahc = H/h_c = 3300/426 = 7,75,т_в = 1,0.

Коэффициент продольного изгиба для всего сечения в плоскости действия

изгибающего момента, определяется по табл. 19 СП 15.13330.2012:

- согласно табл. 16 СП 15.13330.2012 упругая характеристика а = 750,

- гибкость элемента прямоугольного сечения Ah = 6,5.

Следовательно, <{J = 0,9375 (методом интерполяции).

26

Коэффициент продольного изгиба для сжатой части сечения:

<Ре = 0,9063. (<р + <Ре) 0,9375 + 0,9063

<Рl = 2 = 2 = 0,9219 (согласно (15)СП 15.13330.2012)

Коэффициент, учитывающий прямоугольную форму поперечного сечения простенка, определяется по формуле табл. 20 СП 15.13330.2012:

е_о 42

са = 1 + h = 1 + 510= 1,08.

Площадь сжатой части сечения при прямоугольной эпюре напряжений, вычисляется

по формуле (14) СП 15.13330.2012:

₍

2ео) (2 . 42)

Ас = А 1 - - = 510 . 900· 1 - -- = 383 4 . 103 мм²

h 510"

По формуле (13) СП 15.13330.2012 предельная продольная сила, воспринимаемая

неармированным простенком, составит:

N_U1t = mg<P1RAeW = 1·0,9219 . 1,8 . 383,4 . 103 . 1,08 = 687,1 кН > N = 576,5 кН.

Прочность простенка обеспечивается.

27