4. Определение нормальных сжимающих усилий.

В наиболее неблагоприятных условиях будет находиться отрезок l_ст1 при третьем основном сочетании нагрузок, поэтому дальнейший расчет производим только для этого участка при третьем основном сочетании нагрузок.

Нормальные напряжения при действии ветровой нагрузки могут быть вычислены как для упругого тела.

Момент сопротивления сечения:

W=(h∙ l²_ст1)/6=(0,18∙4,5²)/6=0,608 м³

Напряжение в крайних волокнах:

σ=M₁/W=495/0,608=814 Кн/м²

Для определения расчетного нормального усилия выделяем часть отрезка, равную 1/5 длины сжатой зоны, возникающей при действии одной лишь ветровой нагрузки, что составит:

b= l_ст1/(2∙5)=4,5/10=0,45 м

Среднее напряжение от ветровой нагрузки, действующее в выделенной части:

σ₁= =814∙((4,5/2 – 0,45/2)/(4,5/2))=733 Кн/м²

Нормальное усилие от ветровой нагрузки (кратковременное)

N_cd= σ₁∙b∙h=733∙0,45∙0,18=59 кН

Для упрощения расчета стен жилых домов разрешается полезную и снеговую нагрузку относить к длительно действующим, поэтому длительно действующая нагрузка на выделенную часть отрезка:

N_ld= q₁∙b=447∙0,45=201 кН

Где q₁=447 Кн/м – нагрузка на 1м отрезка стены длиной l_ст1 при третьем основном сочетании нагрузок (смотри табл.2.1.)

Полная продольная сила:

N= N_cd+ N_ld=59+201=260 кН

5. Расчет несущей способности панели.

Для панелей проектируем бетон класса В-15; R_b=8,5 МПа=0,85 кН/cм²; γ_b2=0,9; γ_b3=0,85 учитывающий бетонирование в вертикальном положении; Е_b=20,5∙10³ МПа=2050 кН/cм²

Эксентрицитет равнодействующей продольных сил принимаем равным случайному эксентрицитету e₀= e_а=2 см.

При гибкости λ=15,5 > 4, как уже указывалось, учитываем прогиб панели умножением эксентрицитета на коэффициент

η=1/(1-N/N_cr)

Условная критическая сила N_crдля бетонных элементов прямоугольного сечения определяется по формуле:

N_cr=(1,6∙ Е_b∙b∙h∙φ_e)/(3∙λ²∙φ_l)

φ_e- коэффициент учитывающий влияние эксентрицитета

φ_e=(0,11/(0,1+δ_e)) +0,1

Коэффициент δ_e = e₀/h=2см/18см=0,11. Минимально допустимое значение коэффициента:

δ_{e min}=0,5- 0,01(l₀/h) -0,01∙R_b=0,5- 0,01(2,78/0,18) -0,01∙8,5=0,26 > δ_e =0,11

Принимаем δ_e =0,26

φ_e=(0,11/(0,1+0,26)) +0,1=0,41

φ_l - коэффициент учитывающий длительность действия нагрузки на прогиб элемента

φ_l=1+β(N_ld/N)= 1+1∙(201/260)=1,77

Где β=1 – для тяжелого бетона.

Подставляя полученные значения получим условную критическую силу

N_cr=(1,6∙ 2050∙45∙18∙0,41)/(3∙15,5²∙1,77)= 854 кН

Коэффициент

η=1/(1-N/N_cr)= 1/(1-260/854)=1,44

Площадь сечения сжатой зоны бетона

45∙18∙(1- (2∙2∙1,44/18))=551 см²

Несущая способность панели

N_пан= R_b ∙γ_b2 ∙γ_b3∙А_b=0,85∙0,9∙0,85∙551=358 кН

N_пан=358 кН > N= 260 кН

Несущая способность панели больше действующей продольной силы, следовательно, панели могут быть приняты бетонными.

6. Задание на проектирование по вариантам.

Рассчитать на прочность стеновую панель первого этажа из тяжелого бетона внутренней несущей стены 9-ти этажного жилого дома.

Расстояние между стенами В=6м.

В средней части стены имеется проем шириной l_пр=2 м, который делит стену на отрезки l_ст1=4,5 м и l_ст2=3,5 м.

Высота этажа Н=2,8 м.

Междуэтажное перекрытие из многопустотных плит высотой h_пл= 0,22м.

Расчетная нагрузка от собственного веса перекрытия и пола g_пер(согласно варианта) и от веса совмещенной крыши g_крыш(согласно варианта).

Дом строится в ветровом районе(согласно варианта) и в районе(согласно варианта) по весу снегового покрова.

Толщина стеновой панели предварительно принята h=20 см.

Объемная масса панелей принята ρ=2500 кг/м³.

Для панелей проектируем бетон класса В-20.

№ варианта	№ по журналу	gпер ,Кн/м2	gкрыш ,Кн/м2	Ветровой район	Район по весу снегового покрова
1	1,10,19,28	3,8	4,7	III	I
2	2,11,20,29	3,5	4,9	II	II
3	3,12,21,30	3,0	4,3	III	III
4	4,13,22,31	3,3	4,5	II	I
5	5,14,23,32	3,2	4,6	III	II
6	6,15,24,33	4,2	5,1	II	III
7	7,16,25,34	3,7	4,8	III	I
8	8,17,26,35	3,5	4,5	II	II
9	9,18,27	3,1	4,2	III	III