Тема: Расчеты усиления простенков и стен зданий
Расчет простенка многоэтажного здания
Задание: Проверить прочность простенка наружной каменной несущей стены многоэтажного здания при следующих исходных данных
Таблица 4 – Исходные данные
Вариант | L1 | L2 | l1 | l2 | n | υ | bп | hп | h | Нэт |
1 | 15,0 | 76,0 | 5,2 | 7,6 | 5 | 7 | 1,5 | 1,8 | 64 | 2,6 |
2 | 21,4 | 32,0 | 7,6 | 5,2 | 6 | 6 | 2,0 | 1,8 | 51 | 2,7 |
3 | 24,5 | 46,0 | 6 | 6 | 7 | 8 | 1,2 | 1,8 | 38 | 2,8 |
4 | 15,2 | 52,0 | 12 | 12 | 8 | 7 | 1,8 | 1,5 | 42 | 2,9 |
5 | 16,8 | 66,0 | 12 | 6 | 9 | 6 | 1,8 | 2,0 | 64 | 3,0 |
6 | 20,4 | 76,0 | 18 | 6 | 5 | 8 | 1,8 | 1,2 | 51 | 2,6 |
7 | 18,6 | 32,0 | 5,2 | 7,6 | 6 | 7 | 1,5 | 1,8 | 38 | 2,7 |
8 | 21,4 | 46,0 | 7,6 | 5,2 | 7 | 6 | 2,0 | 1,8 | 42 | 2,8 |
9 | 24,5 | 52,0 | 6 | 6 | 8 | 8 | 1,2 | 1,8 | 64 | 2,9 |
10 | 15,2 | 66,0 | 12 | 12 | 9 | 7 | 1,8 | 1,5 | 51 | 3,0 |
Указания к выполнению задания
Проверить прочность простенка наружной каменной несущей стены многоэтажного здания при следующих исходных данных.
Размеры здания в плане L1×L2=15.6×76.0 м; сетка колонн l1×l2=5,2×7,6 м, число этажей n=5; временная нагрузка на перекрытие υ=7 кН/м2, высота этажей Нэт=4,2 м, ширина и высота оконного проема bп×hп=1,5×1,8 м, толщина наружной стены 2,5 кирпича h=64 см.
Материалы: кирпич керамический пластического прессования, полнотелый, марка кирпича 75, марка раствора 50, плотность кладки ρ=1800 кг/м3, кладка сплошная, район строительства – г. Горький (нормативная снеговая нагрузка – 1,5 кН/м3).
Принимают по два оконных проема в каждом пролете, тогда ширина простенка bпр=230 см.
|
|
а – план, б - вертикальный разрез стены, в – расчетная схема,
г – эпюра моментов
Рисунок 2 – Расчетная схема простенка
1) Определение расчетных усилий.
Собственный вес стены всех вышележащих этажей:
N1=25,0+174,5*4=723 кН.
Нагрузка от покрытия и перекрытий вышележащих этажей:
F=162,2+284,7*3=1016,3 кН.
Нагрузка от перекрытия, расположенного над рассматриваемым этажом:
F1=284,7 кН.
Расчетная продольная сила в сечении 1-1:
N1-1=N1+F+F1+∆F=6 723,0+1016,3+284,7+60,0=2084 кН=2084*103 Н.
Расстояние от точки приложения опорной реакции до внутренней грани стены при глубине заделки ригеля t=250 мм:
℮3=t/3=250/3=83 мм > 70 мм, принимаем ℮3=70.
Эксцентриситет нагрузки F1 относительно центра тяжести сечения простенка ℮1 = h/2 – 70 = 640/2 – 70 = 250 мм.
Расчетный изгибающий момент в сечении 1-1:
М1-1 = F1℮1М1/Нэт = 284,7 × 0,25 × 3,75/4,20 = 63,55 кНм = 63,55*106 Нмм.
2) Расчетные характеристики.
Площадь сечения простенка:
А = 2300*640 = 1 72 000 мм2;
Коэффициент условий работы кладки:
γс = 1,0, т.к. А = 1,472 м2 > 0,3 м2;
Расчетная длина простенка:
l0 = Н = 4200 мм, гибкость простенка λ = l0/h = 4200/640 = 6,56;
Коэффициент продольного изгиба всего сечения простенка в плоскости действия изгибающего момента φ = 0,95;
|
|
Расчетное сопротивление сжатию кладки из обыкновенного кирпича марки 75 на растворе марки 50 R = 1,3 МПа;
Временное сопротивление сжатию материала кладки:
RU = kR = 2*1,3 = 2,6 МПа. Упругая характеристика кладки из обыкновенного кирпича пластического прессования α = 1000.
3) Проверка несущей способности простенка.
Эксцентриситет расчетной продольной силы N1-1 относительно центра тяжести сечения ℮0 = М1-1/N1-1 = 63,55*106/(2084*103) = 30,5 мм;
Высота сжатой части поперечного сечения простенка:
hс = h - 2℮0 = 640 – 2*30,5 = 579 мм;
Гибкость сжатой части поперечного сечения простенка:
λhс = l0/hс = 4200/579 = 7,25;
Коэффициент продольного изгиба для сжатой части сечения φс = 0,94;
Коэффициент продольного изгиба при внецентренном сжатии
φ1=(φ + φс)/2= (0,95 + 0,94)/2 = 0,945;
Коэффициент ω = 1 + ℮0/h = 1 + 30,5/640 = 1,047 < 1,45;
Несущая способность простенка в сечении 1-1 как внецентренно сжатого элемента:
N ≤ mgφRA(1-2℮0/h)ω = 1,0*0,945*1,3*1 472 000*(1–2*30,5/640)*1,047=
=1 636 000 Н=1 636 кН < N1-1,
Здесь mg = 1,0, так как h>30 см;
Несущая способность простенка меньше расчетного усилия, следовательно, необходимо усилить простенок поперечным армированием. Проверяют условия эффективности применения поперечного армирования: высота ряда кладки hкл=80< 150 мм, расчетный эксцентриситет ℮0=30,5 мм < 0,17 h = 108,8 мм, гибкость простенка λh=6,56 < 15.
|
|
Условия соблюдаются, следовательно, можно применить усиление кладки поперечным армированием. Принимают армирование прямоугольными сетками из арматуры класса Вр-1, d=5 мм, Аst=0,196 см2=19,6 мм2, размер ячейки с=50 мм, Rs=360 МПа, Rs,ser=395 МПа.
Коэффициент условий работы арматуры в каменной кладке γcs=0,6.
Rs= γcs Rs=0,6*360=216 МПа,
Rs,ser= γcs Rs,ser =0,6*395=237 МПа.
Требуемое расчетное сопротивление сжатию армированной кладки из условия экономического проектирования:
1,58 МПа < 2R = 2,6 МПа
Требуемый коэффициент армирования кладки:
где y=h/2=640/2=320 мм.
Минимальный процент армирования кладки сетчатой арматурой при внецентренном сжатии μmin=0.1%.
4) Расчетные характеристики армированной кладки.
Временное сопротивление сжатию армированной кладки:
Rsku=k·R+2Rs,ser·μ/100=2*1,3+2*237*0,1/100=3,07 МПа
Расчетное сопротивление сжатию армированной кладки:
Упругая характеристика армированной кладки:
При λh=6,56 и αsk=847 φ=0,945,
При λhc=7,25 и αsk=847 φc=0,930.
Коэффициент продольного изгиба армированной кладки при внецентренном сжатии:
Коэффициенты mg=1,0, ω=1,047
Проверяют несущую способность простенка в сечении 1-1, армированного сетками,
|
|
Условие прочности N>N1-1 удовлетворяется, следовательно, прочность армированной кладки простенка достаточна.
Относительный эксцентриситет e0/y=30,5/320=0,095 < 0,7, поэтому расчет по раскрытию трещин не производят. Требуемый шаг сеток из проволочной арматуры диаметром 5 мм Вр-1 по высоте кладки простенка
Средняя высота ряда кирпичной кладки составляет 80 мм, тогда количество рядов кладки, через которое укладывают сетки, составляет n=784/80=10 рядов.
Нормы рекомендуют укладывать сетки не реже чем через пять рядов кирпичной кладки из обыкновенного кирпича. Следовательно, принимают шаг сеток s=400 мм, или n=5 рядам кладки.
Проверяют процент армирования кладки простенка:
Максимальный процент армирования кладки:
Следовательно, принятая схема армирования кладки простенка удовлетворяет нормативным требованиям и условию прочности.
Практические занятия №5,6
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 1809; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!