Доклад - Расчет каменного простенка многоэтажного здания - файл n1.doc

приобрести
Доклад - Расчет каменного простенка многоэтажного здания
скачать (113.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc114kb.08.07.2012 15:39скачать

n1.doc

Расчет простенка многоэтажного здания

Простенок – часть стены между проемами (окнами, дверьми).

Вертикальными нагрузками , действующими на простенок несущей стены в пределах каждого этажа, являются:

а) Собственный все N1 стен всех вышележащих этажей, приложенный по оси вышележащего этажа;

б) Вес покрытий и перекрытий вышележащих этажей;

в) Вес перекрытия F1, расположенного над рассматриваемым этажом, приложенный с фактическим эксцентриситетом ℮1 относительно оси простенка (при отсутствии специальных опор, фиксирующих положение опорного давления, допускается принимать расстояние от точки приложения силы F1 до внутренней грани стены ℮=1/3t, но не более 7 см, где t – глубина заделки).

Если сечение наружной стены несимметрично изменяется на уровне перекрытия над данным этажом, то учитывают изгибающий момент от силы N1 , приложенной с эксцентриситетом ℮2 , относительно расчетной оси сечения простенка. Расчетное сечение простенка принимают на уровне верха оконного проема где изгибающий момент имеет довольно большую величину (сечение 1-1). Максимальный изгибающий момент в простенке равен сумме моментов от сил N1 и F:

М = F11 + (N1 + F) ℮2

Изгибающий момент в расчетном сечении 1-1:

М1-1 = МН1 / Нэт,

Где Нэт – расстояние от низа перекрытия нижележащего этажа до расчетного сечения 1-1, Нэт – высота этажа.

Продольная сила в сечении 1-1 простенка:

N1-1 = N1 + F + F1 + ∆ F,

где ∆ F – собственный вес надоконного участка стены.

Сечение простенка рассчитывают на внецентренное сжатие по формуле:

N ? mg?1RA(1 - 2℮0/h)?

Если толщина стены h?25 см, то при расчете несущих и самонесущих стен учитывают случайный эксцентриситет ℮?, который суммируют с расчетным эксцентриситетом ℮0, для несущих стен ℮?=2 см, а для самонесущих стен зданий ℮?=1 см.

Если несущая способность простенка в расчетном сечении оказалась недостаточной, т.е. N ? N1-1, то необходимо или увеличить сечение простенка, или повысить марку камня и раствора, или, если вышеперечисленные меры неосуществимы, усилить каменную кладку простенка поперечным армированием.
Пример.

Проверить прочность простенка наружной каменной несущей стены многоэтажного здания при следующих исходных данных.


Размеры здания в плане L1ЧL2=15.6Ч76.0 м; сетка колонн l1Чl2=5,2Ч7,6 м, число этажей n=5; временная нагрузка на перекрытие ?=7 кН/м2, высота этажей Нэт=4,2 м, ширина и высота оконного проема bпЧhп=1,5Ч1,8 м, толщина наружной стены 2,5 кирпича h=64 см.

Материалы: кирпич керамический пластического прессования, полнотелый, марка кирпича 75, марка раствора 50, плотность кладки ?=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.

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 = F11М1эт = 284,7 Ч 0,25 Ч 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:

?с = 1,0, т.к. А = 1,472 м2 > 0,3 м2;

Расчетная длина простенка:

l0 = Н = 4200 мм, гибкость простенка ? = l0/h = 4200/640 = 6,56;

Коэффициент продольного изгиба всего сечения простенка в плоскости действия изгибающего момента ? = 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 ? = 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:

?= l0/hс = 4200/579 = 7,25;

Коэффициент продольного изгиба для сжатой части сечения ?с = 0,94;

Коэффициент продольного изгиба при внецентренном сжатии

?1=(? + ?с)/2= (0,95 + 0,94)/2 = 0,945;

Коэффициент ? = 1 + ℮0/h = 1 + 30,5/640 = 1,047 < 1,45;

Несущая способность простенка в сечении 1-1 как внецентренно сжатого элемента:

N ? mg?RA(1-2℮0/h)? = 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 ?h=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 ?cs=0,6;

Rs= ?cs Rs=0,6*360=216 МПа,

Rs,ser= ?cs 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 ?min=0.1%.

4) Расчетные характеристики армированной кладки.

Временное сопротивление сжатию армированной кладки:

Rsku=k·R+2Rs,ser·?/100=2*1,3+2*237*0,1/100=3,07 МПа

Расчетное сопротивление сжатию армированной кладки:



Упругая характеристика армированной кладки:



При ?h=6,56 и ?sk=847 ?=0,945,

При ?hc=7,25 и ?sk=847 ?c=0,930.

Коэффициент продольного изгиба армированной кладки при внецентренном сжатии:



Коэффициенты mg=1,0, ?=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.

Расчет простенка многоэтажного здания
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации