- •Проектирование сборного железобетонного перекрытия и элементов каркаса многоэтажного здания
- •270102 – Промышленное и гражданское строительство
- •Оглавление
- •Введение
- •1. Компоновка сборного перекрытия
- •2. Материалы для проектирования сборных железобетонных конструкций
- •3. Нагрузки
- •Сбор нагрузок (кН/м2, кН/м, кН)
- •4. Расчет и проектирование сборных предварительно напряженных панелей перекрытия
- •4.1. Особенности проектирования многопустотных панелей (рис. 3)
- •4.2. Особенности проектирования ребристых панелей (рис. 4)
- •5. Расчет и проектирование сборного ригеля
- •5.1. Сбор нагрузок на ригель
- •5.2. Определение расчетных пролетов
- •5.3. Статический расчет ригеля
- •5.4. Конструктивный расчет ригеля
- •6. Расчет и проектирование сборной колонны
- •6.1. Определение расчетных длин и создание расчетных схем колонн
- •6.2. Сбор нагрузок на колонну и ее статический расчет
- •Поэлементный сбор нагрузок от покрытия и перекрытия, кН
- •Поэтажный подсчет полной расчетной нагрузки на колонну, кН (на примере пятиэтажного здания)
- •6.3. Конструктивный расчет колонны
- •6.4. Расчет короткой консоли колонны
- •7. Расчет узлов и стыков сборного железобетонного каркаса здания
- •7.1. Опирание ригелей на колонны
- •7.2. Междуэтажный стык колонн
- •8. Расчет и конструирование кирпичного простенка
- •8.1. Проверка прочности кирпичного простенка
- •Поэлементный сбор нагрузок на кирпичный простенок, кН
- •8.2. Расчет узла опирания ригеля на кирпичную стену
- •Конструкции полов
- •Проектирование сборного железобетонного перекрытия и элементов каркаса многоэтажного здания Составитель Дубинина Вера Георгиевна
- •622031, Г. Нижний Тагил, ул. Красногвардейская, 59
8. Расчет и конструирование кирпичного простенка
8.1. Проверка прочности кирпичного простенка
Для многоэтажных жилых, общественных и производственных зданий с несущими стенами и поперечными жесткими конструкциями (стенами), стоящими на расстоянии друг от друга не более [22, табл. 27], характерна, как правило, жесткая конструктивная схема.
Расчетная схема стены многоэтажного здания с жесткой конструктивной схемой при вертикальных нагрузках может быть принята в виде неразрезной вертикальной многопролетной балки с неподвижными опорами на уровне перекрытий, стоящими друг от друга на расстоянии, равном высоте этажа H. Для упрощения расчета неразрезная балка заменяется однопролетными балками с шарнирными опорами на уровне опирания перекрытий (рис. 16).
Расчетная ось стены (вертикальной балки) принимается совпадающей с ее геометрической осью, проходящей через центр тяжести поперечных сечений стены.
Расчет стен, простенков и столбов обычно состоит в том, чтобы проверить назначенные ранее по конструктивным, теплотехническим или другим соображениям размеры поперечных сечений и подобрать необходимые марки камня и раствора. При этом следует стремиться к тому, чтобы несущая способность кладки была использована полностью.
В курсовом проекте расчету подлежит простенок кирпичной стены между двумя стандартными проемами (окнами). Необходимо выбрать размеры стандартных окон и стандартный размер кирпичного простенка таким образом, чтобы ригель (балка) опирались на простенок по его геометрической оси (рис. 15).
Рис. 15. Пример компоновки кирпичной стены в плане
Сбор нагрузок на простенок
Сначала проводим поэлементный сбор нагрузок на простенок, который удобнее выполнять в табличной форме (табл. 5).
Грузовая площадь для сбора нагрузок от покрытия и перекрытия ограничивается центрами проемов и половиной пролета сборного ригеля (рис. 15), т.е. .
Таблица 5
Поэлементный сбор нагрузок на кирпичный простенок, кН
Вид нагрузки |
Нормативные нагрузки, кН/м2 |
|
Расчетные нагрузки, кН/м2 |
Грузовая площадь, м2 |
Нагрузка на простенок, кН |
Покрытие |
См. табл. 3 |
|
|
||
снег |
|
||||
|
Итого: |
||||
Перекрытие |
См. табл. 3 |
|
|
||
Полезная нагрузка на перекрытие |
|
|
|||
|
Итого: |
||||
Наружные стены |
|
||||
− Собственный вес стены в пределах одного этажа (с учетом штукатурки) (рис. 16) |
|
1,1 |
|
|
|
− Вес карнизного участка стены высотой h1 |
1,1 |
|
|
||
− Вес надоконного участка стены первого этажа высотой h2 |
1,1 |
|
|
||
|
|
|
|
Итого: |
Статический расчет простенка.
В пределах каждого этажа на стену действуют (рис. 16):
нагрузка , кН, от вышележащих этажей здания, включающая вес покрытия и вышележащих перекрытий. Нагрузка принимается приложенной по оси вышележащего этажа.
нагрузка , кН, от перекрытия, расположенного над рассматриваемым этажом. Принимается приложенной в центре тяжести треугольной давления под опиранием перекрытия, при этом расстояние от внутренней грани стены до точки приложения силы должно быть не более 7 см.
собственный вес стены (рис. 16). Собственный вес стены приложен по оси рассматриваемого этажа. Прочие нагрузки, действующие в пределах данного этажа (выступы, карнизы, консоли, навесные элементы и т.п.) считаются приложенными со своими эксцентриситетами относительно расчетной оси.
Рис. 16. Расчетная схема стены
Таким образом, каждый расчетный участок стены в пределах любого этажа испытывает действие силы, равной сумме всех вышележащих вертикальных нагрузок, и изгибающего момента от нагрузок в пределах данного этажа, приложенных с эксцентриситетами.
Форма эпюры моментов треугольная, распределенная по высоте расчетного участка стены (рис. 16).
Вычисляем усилия на простенок первого этажа. В стенах с проемами наиболее опасным является сечение II – II на уровне низа перемычки. В этом сечении величина расчетного изгибающего момента несколько меньше, чем в сечении I – I, но значительно уменьшается расчетная ширина сечения. Расчетные нагрузки в сечении II – II (рис. 15):
, . (28)
Значение изгибающего момента на уровне низа перекрытия, расположенного над данным этажом, определяется по формуле
,
где – эксцентриситет приложения силы . При неизменной толщине стены принимается (рис. 17, а). Знак «–» принимается при уменьшении толщины стены вышележащего этажа за счет уступа с внутренней стороны (рис. 17, б), знак «+» – за счет уступа с наружной стороны (рис. 17, в);
–эксцентриситет приложения силы . Вычисляется относительно центра тяжести простенка , где – толщина стены, мм – расстояние от точки приложения опорной реакции до внутренней грани стены. Здесь – глубина заделки ригеля (балки) в стену.
Рис. 17. Определение эксцентриситетов приложения нагрузки на стену
Проверка несущей способности (прочности) простенка.
В курсовом проекте производим расчет внецентренно сжатого простенка кирпичной стены, выполненной из обыкновенного кирпича пластического прессования марок М75–М100 на растворе М50. Расчетная длина простенка , площадь сечения простенка .
Эксцентриситет расчетной продольной силы относительно центра тяжести сечения . Высота сжатой части поперечного сечения .
Расчет прочности стен, простенков и внецентренно загруженных столбов производится по формулам внецентренного сжатия [22, пп. 4.7–4.11]. Расчет прочности центрально загруженных столбов производится по формулам центрального сжатия [22, пп. 4.1–4.6].
В курсовом проекте сначала производится проверка прочности неармированного простенка кирпичной стены [22, ф. 10]. Если расчет показывает, что несущая способность неармированной кладки недостаточна, производим усиление простенка поперечным армированием и производим проверку прочности армированного простенка. Несущую способность проверяем по [22, ф. 29].
Поперечное армирование эффективно при соблюдении следующих условий:
высота ряда кладки с учетом толщины слоя раствора мм;
расчетный эксцентриситет ;
гибкость простенка .
В случае принятия решения об усилении кладки поперечным армированием принимают армирование обычными арматурными сетками с квадратными ячейками из арматуры класса Вр–I (Вр500), диаметр 5 мм. Размер ячейки мм.
Нормы рекомендуют укладывать сетки не реже чем через пять рядов кирпичной кладки из обыкновенного кирпича, следовательно, шаг сеток мм.
Расчет по раскрытию трещин выполняется в соответствии с указаниями [22, п. 5.3]. При небольших эксцентриситетах, если выполняется условие , расчет по раскрытию трещин не производится. Здесь – расстояние от сжатой кромки сечения до центра тяжести сечения. Можно принять .