Проектирование стального каркаса пятиэтажного здания в г. Березники, имеющего размеры в плане 27*42 м, страница 4

, где M – изгибающий момент от расчетных нагрузок в уровне перекрытия на ширине равной расстоянию между анкерами (ригелями); H_э – высота этажа; N – расчетная нормальная сила в уровне расположения анкеров на ширине, равной расстоянию между анкерами.

Прочность заделки анкера в кладке проверяется из условия среза кладки по горизонтальным швам, из которого при известной глубине заделки анкера «а» можно найти длину поперечного стержня анкера:

где R_sq – расчетное сопротивление кладки срезу; μ – коэффициент трения по шву кладки, принимается равным 0,7; n – коэффициент: принимается равным 1,0 – для кладки из полнотелого кирпича и камней; σ_ср – среднее напряжение сжатия при наименьшей расчетной нагрузке, определяемой с коэффициентом надежности по нагрузке γ_f =0,9.

Ширина грузовой площади равна расстоянию между анкерами (ригелями) – 6м, поэтому продольная сила в уровне расположения анкера в нашем случае должна быть в два раза больше, чем при расчете стены: кН, здесь F3 – нагрузка от собственного веса участка стены между низом опирания ригеля и верхом оконного проема (размеры рассматриваемого участка стены взяты по рисункам 1 и 2):

Рисунок 8 – Анкеровка ригелей

кН

Момент в расчетном сечении равен M=42,7кН∙м

Усилие в анкере

кН

Принимаем анкеры из арматуры  класса А-I (S-240)  R_s=0,9∙225=202,5МПа (табл.3.6).

Требуемая площадь поперечного сечения анкера:

м² > 0,5 м∙10^-4м².

Принимаем 2Ø12 с A_s=2,25∙10^-4м².

Анкеры приварены к закладной детали ригеля четырьмя сварными швами длинной l_w=100мм, катете шва равен – k_f=4мм>d_s/4=3мм, расчетное сопротивление R_wf=180МПа.

Несущая способность сварных швов:

кН > кН

Следовательно, несущая способность сварных швов обеспечена.

Расчетное сопротивление кладки срезу R_sq=0,8МПа (таблица 11 СНиП)

Среднее напряжение в уровне расположения анкера:

МПа

Принимаем глубину заделки анкера в кладке a=380мм.

Длина поперечного стержня анкера будет равна:

м

Конструктивно принимаем l_a=0,8м.

5. Расчет кирпичного столба

5. 1 Определение размеров столба

Для столба принимаем те же марки кирпича и раствора, а также класс стали (кладка усилена сетчатым армированием),  что и для наружной стены.

Столб рассчитывается как центрально сжатый элемент. Нагрузка вычисляется по таблицам 1.1 и 1.3. Собственный вес колонны вычисляется приблизительно, для этого предварительно задаются размерами поперечного сечения колонны, приняв их кратными соответствующим размерам кирпича, с соблюдением допустимого отношения высоты столба (этажа) к его толщине .

Расчетная высота колонны, характер изменения коэффициента по высоте те же, что и при расчете простенка (п.3.2).

Расчет производится для сечения, расположенного на расстоянии H_э/3 от уровня пола, в такой последовательности:

1. Вычисляют максимальный процент армирования

%

назначают размеры ячеек, диаметры арматуры, шаг сеток, уточняют процент армирования μ.

2. Определяют расчетное сопротивление армированной кладки

3. Уточняют упругую характеристику α_sk кладки с сетчатым армированием, находят гибкость элемента λ_h и коэффициент продольного изгиба φ.

4. Определяют размер поперечного сечения колонны

.

Определим нагрузку от собственного веса кирпичного столба, для чего принимаем предварительно размеры поперечного сечения столба:

м,  откуда   кН

Определим нагрузку, передаваемую от веса покрытия и перекрытия (табл. 1.1 и 1.3):

кН

Расчетная нагрузка будет равна:

кН

Максимальный процент армирования (арматура класса S-240 f_yd=218 МПа):

%>0,1%

Для армирования принимаем сетки с ячейками 8х8см, расположенные в каждом шве кладки, μ=0,41%

Расчетное сопротивление армированной кладки

МПа<МПа

Средний предел прочности сжатию армированной кладки:

МПа

Упругая характеристика кладки с сетчатым армированием

Расчетная высота м.   Гибкость столба:

<15.

Коэффициент продольного изгиба φ=0,948  ;mg=1,0, так как h=77см>30см.

Требуемый размер поперечного сечения столба

см>0,263см

Окончательно принимаем сечение столба 77 х 77см.