Исходные данные:

N=8 м

V=12 кН/м

L=2

Снеговая нагрузка 1,29

1. Расчитываем нормативную нагрузку от веса ригеля.

2. Находим нормативную нагрузку от веса 1 стены

3. 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 h_кл=75< 150 мм, расчетный эксцентриситет ℮₀=3,3мм < 0,17 h = 64,6 мм, гибкость простенка λ_h=11,05< 15.

Условия соблюдаются, следовательно, можно применить усиление кладки поперечным армированием. Принимают армирование прямоугольными сетками из арматуры классаВр-1, d=6 мм, А_st=0,283 см² =28,3 мм², размер ячейки с=40 мм, R_s=160МПа, R_n=240 МПа.

Коэффициент условий работы арматуры в каменной кладке γ_cs=0.75;

R_s= γ_cs R_s=0,6*160=96 МПа,

R_n= γ_cs R_n=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 μ_min=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:

R_sku=k·R+2R_n·μ/100=2*3.3+2*144*1.8/100=11.7 МПа

Упругая характеристика армированной кладки:

При λ_h=11.73 и α_sk=560 φ=0.72,

При λ_hc=11.05 и α_sk=560 φ_c=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 e_o = 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=Н_эт=4.2 м.

;

;

-площадь сжатой части сечения:;

;

;

Внешняя нагрузка меньше несущей способности стены подвала, т.е. условие по прочности обеспечено.