железобетонным. Принципы расчета изложены в «Руко водстве по проектированию -каменных и армокаменных конструкций».
Основной вид армирования кирпичной кладки и клад
ки из керамических камней (при высоте |
ряда не |
более |
15 см) — сетками. |
в двух |
(пря |
Сетки имеют стержни, расположенные |
моугольные сетки) или в одном (сетки «зигзаг») направ лениях. Уложенные в смежных швах две сёткц «зигзаг» эквивалентны одной прямоугольной сетке. Из условия ^граничения толщины швов кладки диаметр стержней прямоугольных сеток может быть 3—5 мм, сеток «зиг заг» — до 8 мм. Расстояния между стержнями сеток при нимают от 3 до 12 см, расстояния между сетками — не более 5 рядов кирпичной кладки (40 см).
Количество сетчатой арматуры характеризуется объ емным процентом армирования р, выражающим отноше ние объема арматуры Va к объему кладки Ук:
На рис. VIII.3, е видно, что объем кладки VK= C iC 2s, объем арматуры Va={iC i-\-f2C2. Обычно С\— С2= С , f i = h = f , тогда
• Ю0%. (VIII.8)
Нормами установлено рМин=0,1%, рМакс=1% - Расчетное сопротивление кладки, армированной сет
ками, при центральном сжатии |
|
^а.к —R + jQQ <1,8/?, |
(VIII.9) |
где R — расчетное сопротивление неармированной кладки; /?а — рас четное сопротивление арматуры сеток: для стержней класса A-I /?а =
= 1500 кгс/см2 |
(150 МПа); для |
класса В-I при rf^5,5 мм Ra = |
= 2000 кгс/см2 |
(200 МПа); при |
6 мм /?а = 1800 кгс/см2 (180 МПа). |
Расчетное сопротивление кладки, армированной сет ками, при внецентренном сжатии
(VIII. Ю)
Из этой формулы следует, что с увеличением эксцен трицитета продольной силы влияние сеток на прочность кладки снижается и сводится к нулю при ео=0,5у (Ra.K.H—R)[«
136
Упругая характеристика кладки, армированной сет ками,
а . = а- |
2R |
(VIII. П) |
'а.к |
2R |
100 |
|
||
|
|
где а — упругая характеристика неармированной кладки; R — средний предел прочности неармированной кладки на сжатие (временное со
противление); Ra.« — то же, кладки армированной
При определении Ra.K принимают /?а=2400 кгс/см12 (240 МПа) для стержней класса A-I, /?' = 3500 кгс/см2
(350 МПа) для класса В-1.
Расчет сжатых элементов, армированных сетками, не отличается от рассмотренного в § V III.2 расчета неармированных элементов, но в расчетных формулах вмес то R принимают Ra.к, а коэффициенты ф (или <pi) опре деляют при упругой характеристике кладки а а вместо а.
Так, для центрально-сжатых |
элементов формула |
(V III.1) принимает вид |
|
N « т дл |
(VIII. 12) |
для внецентренно-сжатых элементов аналогично уточня ется формула (VIII.2)
N ■< /Пдл*Pi ^**с ^а.к.и |
(VIII. 13) |
§ VII 1.4. РАСЧЕТ КАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИИ
Здание представляет собой пространственную систе му, все его элементы (стены, столбы, перекрытия) работ тают под нагрузкой совместно.
Горизонтальные реакции, возникающие при загружении стен и столбов, передаются на перекрытия, которые работают на изгиб в своей плоскости, опираясь на по перечные стены или другие, устойчивее в поперечном на правлении конструкции.
Если расстояния между поперечными стенами неве лики и не превышают установленных нормами значе ний \ то перекрытия считаются неподвижными (несмещаемыми) горизонтальными опорами для стен и столбов.
1Максимальные расстояния между поперечными стенами или другими устойчивыми поперечными конструкциями зависят от груп пы кладки, типа пере^фытия, высоты здания и скоростного напора ветра. Для зданий с кирпичными стенами и железобетонными пере крытиями они могут достигать 54 м.
137
В этом случае конструктив ную схему здания называ ют жесткой. Все многоэтаж ные здания должны иметь жесткую конструктивную схему.
Упругая конструктивная схема, при которой стены и столбы имеют поверху сме щаемую горизонтальную опору, возможна в одно этажных промышленных зданиях при отсутствии по перечных стен на большой длине или при малой жест кости покрытия в своей пло скости (например, асбоце ментные плиты по прого нам).
Толщину стен зданий на значают исходя из теплотех нических требований и проверяют расчетом на прочность.
При этом отношение высоты стены (столба) Н к толщи не Л не должно превышать предельных значений {J=H/h, приведенных в СНиП II-B.2-71. Так, для несущей кир пичной стены без проемов при марке кирпича 50 и выше на растворе марки 25 Р ^ 2 2 ; для кирпичных столбов из тех же материалов это отношение снижается на 25—40% в зависимости от размера сечения столба.
Стену многоэтажного здания при расчете на верти кальные нагрузки рассматривают в пределах каждого этажа как вертикальную однопролетную балку с шар нирными опорами в уровне перекрытий (рис. V III.4). Она загружена вертикальной нагрузкой Nn от перекрытия, расположенного над рассчитываемым этажом, верти кальной нагрузкой Nст от веса вышележащей части сте ны и всех вышерасположенных перекрытий, а также соб ственным весом NC.B.
Нагрузка N„ обычно имеет эксцентрицитет в\ относи тельно центра тяжести сечения стены и создает момент
Мц — Уд fif,
Нагрузка ЫСт прилцжена по линии центра тяжести стены в вышележащем этаже. Если толщина стены не
138
меняется, то NCt момента не создает, если толщина сте ны меняется, то
, Л — hB |
, |
ест —± ^ |
где Л —толщина стены в рассчитываемом этаже; Лв^ т о же, в вы шележащем этаже.
А1СТ |
Nст €q4. |
Суммарный момент на уровне низа перекрытия М = Ми ± Мст.
Расчетным сечением в стене является верх простенка между окнами. В этом сечении момент несколько мень ше, чем М (см. рис. VIII.4):
М1 = М-Н1/Н.
Нормальная сила
где Л^в—вес стены от низа перекрытия до верха простенка. Эксцентрицитет силы N
Простенок рассчитывают на внецентренное сжатие по формуле VIII.2.
§ VIII.5. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ЭЛЕМЕНТОВ КАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Пример VIII.1.
Центрально-сжатый кирпичей столб имеет размеры попереч ного сечения 51X51 см и расчетную длину /о=4,8 м. Он выполнен из силикатного кирпича марки 75 на растворе марки 25. Расчетная продольная сила с учетом собственного веса N = 18 тс (180 кН). Необходимо проверить прочность столба.
Реш ение:
По табл. VIII.1 /?= 11 кгс/см2. Так как площадь сечения стол ба F=0,51 Х0.51 =0,26 м2<0,3 м2, величину R необходимо прини мать с коэффициентом условий работы т,{= 0,8, т. е.
R = 11.0,8 = 8,8 кгс/см2. Упругая характеристика кладки по табл. VIII.2
|
|
|
|
а = |
750. |
|
||
Приведенная гибкость |
|
|
|
|
||||
h |
10 |
ч f |
Ю00 |
480 -I / |
“ioOQ |
9,4.1,15=10,6. |
||
пр “ |
h |
V |
а " |
51 |
V |
750 |
||
|
||||||||
По табл. VIII.3 ф = 0,877
139
По формуле (VIII. 1) при шДл = 1, так как h> 30 см:
N = (pFR = 0,87*51*51*8,8 = 19 900 кгс = 19,9 тс = 199 кН. 19,9 тс > 18 тс (199 кН > 180 кН), прочность достаточна.
Пример VIII.2.
Определить несущую способность центрально-сжатого столба, армированного сетками по следующим данным: размер сечения 64x64 см, высота (расчетная длина) /0*=*5,4 м, кладка из глиняно го кирпича марки 100 на растворе марки 50. Сетки уложены через три ряда (5=23 см), стержни сеток из проволоки класса В-I диамет ром 4 мм (/=0,126 см2), шаг стержней в обоих направлениях с= 6 см.
Решение:
По табл. VIII.1 /?=15 кгс/см2 (1,5 МПа); F = 0,64X0,64>0,3 м2; /Пк=1.
По формуле (VIII.8)
2/ |
|
2*0,126 |
|
|
|
|
Р = -+- 100 = |
-- ’ |
- 100 = 0 ,183%>Ими„=0,1%. |
||||
С5 |
|
О'2.6 |
|
|
|
|
По формуле (VIII.9) при /?а = 2000 кгс/см2 |
|
|||||
Яа.к — R |
2fi/?a |
|
2*0,183*2000 |
= 22,3 кгс/см2<1,8/?. |
||
100 |
15 + |
100 |
||||
|
|
|
|
|
||
По табл. VIII.2 а=1000. |
|
|
|
|||
По формуле (VIII.11) при /?’ = 3500 кгс/см2 |
|
|||||
|
2/? |
|
|
2*15 |
= 700. |
|
аа= а ■ |
. 2/?з р = |
1000 |
2*15+:2*3500*0,183 |
|||
2/? |
|
|
|
100 |
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
Приведенная гибкость |
|
|
|
|
||
|
|
_540 , у / ’ 1000 |
10. |
|
||
|
|
~ |
64 V |
700 “ |
|
|
По табл. VIII.3 ф=0,88.
По формуле (VIII.12) при т дл= 1
N = Ф^а.к = 0,88*64*64*22,3 = 80 000 кгс = 80 тс = 800 кН.
ГЛАВА IX. МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ
§ IX.1. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ
Основным материалом металлических конструкций является сталь. Она должна обладать необходимой проч ностью, быть достаточно пластичной, хорошо свариваться и сопротивляться динамическим воздействиям без пере хода в хрупкое состояние. При необходимости значитель
но