III. Расчет каменных конструкций

1. Расчет прочности кирпичной кладки в простенке

Нагрузка на простенок (рис. 30) в уровне низа ригеля перекрытия первого этажа, кН:

снеговая для II снегового района

рулонный ковер кровли – 100 Н/м²

асфальтовая стяжка при Н/м³ толщиной 15 мм

утеплитель – древесно-волокнистые плиты толщиной 80 мм при плотности Н/м³

пароизоляция – 50 Н/м²

сборные железобетонные плиты покрытия – 1750 Н/м²

вес железобетонной фермы

вес карниза на кирпичной кладке стены при Н/м³

вес кирпичной кладки выше отметки +3,03

сосредоточенная от ригелей перекрытий (условно без учета неразрезности ригелей)

вес оконного заполнения при Н/м²

;

суммарная расчетная нагрузка на простенок в уровне отм. +3,03

кН.

Рис. 30

Согласно п. 6.7.5 и 8.2.6 [5] допускается считать стену расчлененной по высоте на однопролетные элементы с расположением опорных шарниров в уровне опирания ригелей. При этом нагрузка от верхних этажей принимается приложенной в центре тяжести сечения стены вышележащего этажа, а все нагрузки кН в пределах данного этажа считаются приложенными с фактическим эксцентриситетом относительно центра тяжести сечения стены.

Согласно п. 6.9 [5], п. 8.2.2 [6] расстояние от точки приложения опорных реакций ригеля P до внутренней грани стены при отсутствии опор, фиксирующих положение опорного давления, принимается не более одной трети глубины заделки ригеля и не более 7 см (рис. 31).

При глубине заделки ригеля в стену а_з = 380 мм, а_з : 3 = 380 : 3 =

= 127 мм > 70 мм принимаем точку приложения опорного давления

Р = 346,5 кН на расстоянии 70 мм от внутренней грани стены.

Расчетная высота простенка в нижнем этаже

мм.

За расчетную схему простенка нижнего этажа здания принимаем стойку с защемлением в уровне обреза фундамента и с шарнирным опиранием в уровне перекрытия.

Гибкость простенка, выполненного из силикатного кирпича марки 100 на растворе марки 25, при R = 1,3 МПа по табл. 2 [5], определяется согласно примечанию 1 к табл. 15 [5] при упругой характеристике кладки  = 1000;

коэффициент продольного изгиба по табл. 18 [5]  = 0,96. Согласно п. 4.14 [5] в стенах с жесткой верхней опорой продольный прогиб в опорных сечениях может не учитываться ( = 1,0). В средней трети высоты простенка коэффициент продольного изгиба равен расчетной величине  = 0,96. В приопорных третях высоты  изменяется линейно от  = 1,0 до расчетной величины  = 0,96 (рис. 32). Значения коэффициента продольного изгиба в расчетных сечениях простенка, в уровнях верха и низа оконного проема

;

Рис. 31

величины изгибающих моментов в уровне опирания ригеля и в расчетных сечениях простенка на уровне верха и низа оконного проема

кНм;

кНм;

кНм;

кНм.

Рис.32

Величина нормальных сил в тех же сечениях простенка

кН;

кН;

кН;

кН.

Эксцентриситеты продольных сил е₀ = М : N:

мм < 0,45 y = 0,45  250 = 115 мм;

мм < 0,45 y = 115 мм;

мм < 0,45 y = 115 мм;

мм.

Несущая способность внецентренно сжатого простенка прямоугольного сечения согласно п.4.7 [5] определяется по формуле

где (  коэффициент продольного прогиба для всего сечения элемента прямоугольной формы; );m_g – коэффициент, учитывающий влияние длительного действия нагрузки (при h = 510 мм > 300 мм принимают m_g = 1,0); А – площадь сечения простенка.

Несущая способность (прочность) простенка в уровне опирания ригеля при  = 1,00; е₀ = 29 мм

_с = 0,944 (табл. 18 [5]);

= 3706734 Н = 3706б7 кН > 2212 кН.

Несущая способность простенка в сечении I–I при  = 0,993; е_0I = 27 мм;

_с = 0,944 (табл. 18 [5]);

2259870 Н > 2294,4 кН.

Несущая способность простенка в сечении II–II при  = 0,969; е_0II = 7 мм

_с = 0,956;

2352390 Н =

= 2352,4 кН > 2306,5 кН.

Несущая способность простенка в сечении III – III в уровне обреза фундамента при центральном сжатии е₀ = 0;  = 1,0 (п. 4.1 [5]):

Н =

= 4070,8 кН > 2356 кН.

Следовательно, прочность простенка во всех сечениях нижнего этажа здания достаточна.

Примечание: При наличии в составе стены пилястр за расчетное принимается тавровое сечение с шириной полки, равной расстоянию между оконными проемами и не более расстояния между осями пилястр при отсутствии оконных проемов.