6. Расчет кирпичного простенка с сетчатым армированием
Толщина стены принята равной 640 мм.
Согласно рисунку 11 высота кирпичной стены за вычетом расстояния от низа стены до 2/3 высоты простенка первого этажа составляет 13,7 м.
Материал стен – кирпич керамический М150
Раствор – цементно-песчаный М50
Н =13,7 м
Расчетная ширина стены принимается равной шагу колонн в поперечном направлении l2=4.2м. Ширина оконных проемов 1,8 м. Ширина площадки опирания плиты перекрытия на кирпичную стену составляет llоc = 190 мм. Расчетная высота простенка равна высоте оконного проема 1,5 м. Размеры поперечного сечения простенка составляет
b =l2-bok=4.2-1.8=2,4 м
Полная расчетная нагрузка на 1 м2 покрытия qпок = 5.624 кН/м2
Полная расчетная нагрузка на 1 м2 перекрытия qпер = 7,21 кН/м2
Определим продольную силу в опасном сечении
(6.1)
k = (H*b-Aпр)/H*b=(13.7*4.2-11.7)/13.7*4.2=0.797 – коэффициент проемности
ρ = 18 кН/м3 плотность кладки
N = 906.82кН
Момент в расчетном сечении простенка определяем согласно рис.11
Рис. 11 Расчетная схема простенка
(6.2)
М = 0.83*4.2*4.5*7.21*2*0.19/6=7.16 кН*м
Значение эксцентриситета продольной силы будет равно
(6.3)
е = 7.16/906.82=8 мм
Вычисляем максимальное напряжения в кладке
(6,4)
Ас = 2400*640(1-2*8/640)=1497600 мм2
σmax = 0.67 МПа
0.6* σmax = 0.6*0.67=0.4 МПа
По таб. 2 [7] расчетное сопротивление R = 1,8 МПа > 0,4 МПа
Из конструктивных требований назначаем сетку из стержней арматуры класса В500 диаметром 4 мм. Шаг сеток назначаем через каждые пять рядов s = 395 мм, размер ячейки сетки принимаем 60 мм.
Процент армирования по объему кладки с сетчатым армированием составляет
μ = 0,11% >0.1%
Для определения коэффициента продольного изгиба гибкость простенка в плоскости действия изгибающего момента λh = 1500/640=2.34
Высота сжатой части сечения составит hc = h-2e0=640-2*8=624 мм; λhс = 1500/624=2.4
Расчетное сопротивление кладки при внецентренном сжатии
(6,5)
1.8+(2*0.11*249/100)*(1-2*8/(0.5*640))=232 МПа < 2*1.8=3,6 МПа
Упругую характеристику кладки с сетчатым армированием определяют по формуле
(6,6)
α = 1000 - по таб. 15 [7]
Ru = 3,6 МПа
Rsku = 4,51 МПа
αsk = 1000*3,6/4,51=798
По величинам гибкости λh и λhс и значению αsk по таб. 20 [7] определяем η = 0, тогда коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки, определяемой по формуле 16 [7], будет равен mg = 1
Коэффициент ω, учитывающий повышение расчетного сопротивления кладки при внецентренном сжатии, определяем по таб. 19 [7]
ω = 1,01 < 1,45
Фактическая несущая способность кирпичного простенка при внецентренном сжатии будет равна
(6,7)
Nu = 1*1*2,32*1497600*1,01=3509,2 кН > N = 906,82 кН – прочность кирпичного простенка обеспечена.
7. Расчет предварительно напряженной круглопустотной плиты перекрытия
bn = 1500 мм
ln = 4200 мм
hn = 220 мм
Ширина площадки опирания плиты на кирпичную стену составляет 190 мм, расчетный пролет плиты равен lо,n = 4200-190/2=4105 мм
Полная расчетная нагрузка на 1м длины перекрытия
qпер = 7,21*1,5=10,82 кН/м2
Определяем изгибающие моменты в пролетном и опорном сечениях плиты:
- для расчета по первой группе предельных состояний
(7,1)
Mon= 10,82*4,12/14=13 кНм
Поперечная сила в узле сопряжения плиты с монолитным ригелем
(7.2)
Q1 = 10,82*4,1/2-13/4,1=19 кН
(7.3)
Q2 = 25,35 кН
Расстояние от опоры, на котором изгибающий момент плит в пролетном сечении максимален
(7.4)
х = 19/10,82=1,76м
Значение максимального изгибающего момента плиты в пролетном сечении
(7.5)
Mпр = 19*1,76-10,82*1,762/2=16,68 кНм
Рис. 7.1 Схема плиты
Преднапрягаемая арматура К-1400
Rs = 830 МПа
Rs,sеr = 1000 МПа
Es = 200000 МПа
Способ натяжения арматуры - электротермический
Rb = 15,3 МПа
Rbt = 1,04 МПа
Rb,ser = 22МПа
Rbt,ser = 1,75 МПа
Eb = 32,5 103 МПа
Расчет по первой группе предельных состояний
При расчете плиты по прочности учитываем благоприятное влияние предварительного напряжения с учетом возможных отклонений предварительного напряжения: γspσsp = 810
Расчетное сечение плиты тавровое с полкой в сжатой зоне. Размеры см на рис. 7.1
Рабочая высота сечения плиты
ho = 195 мм
Проверяем условие
(7.6)
15.3*1460*30.5(195-0.5*30.5)=122.47 кНм > Mпр = 16.68 кНм
Условие выполняется, следовательно, граница сжатой зоны проходит в полке и площадь сечения напрягаемой арматуры определяется как для прямоугольного сечения b=b’=1460 мм согласно п 3.14 и 3.16 [9]
Вычисляем значение αm по формуле
(7.7)
αm = 0,02
Значение ξR определяем по таб. 3.1 [9]
ξR = 0,41
αR = ξR(1-0.5 ξR)=0.41(1-0.5*0.41)=0.33
Площадь сечения напрягаемой арматуры в растянутой зоне определяем по формуле
(7.8)
ξ = 0,02
αm = 0,02 < αR = 0,33
Asp = 0.02*15.3*1460*195/(1.1*830)=95.4 мм2
Количество стержней напрягаемой арматуры принимаем согласно рис. 7.1, по сортаменту принимаем 8 стержней Ø 6 Аsp = 181,6 мм2