Расчет сечений изгибаемых элементов. Центрально и внецентренно сжатые элементы при реконструкции производственного здания, страница 8

По окончанию изложения собранного исследованного (изученного) материала, студент знакомиться с требованиями  нормативных документов к каменных материалам и изделиям, раствору, применяемых в строительных каменных конструкциях; сопоставляет и анализирует  (повариантно), определяя пригодность и соответствие материалов и изделий для проектируемых элементов конструкций и узлов их сопряжения.

Изучить принятую в строительстве классификацию каменных материалов, изделий и растворов.

При расчете и конструировании следует учитывать механические свойства применяемых материалов и их поведение под нагрузками в конструкциях зданий и сооружений при их эксплуатации.

Для получения практических навыков конструирования каменных конструкций студенты учатся определять виды кладки, перевязку швов кладки, типы материалов при возведении каменных конструкций и элементов.

Исходные данные: определить расчетную несущую способность и необходимое сетчатое армирование заменяемых каменных конструкций кирпичного столба размером в плане 0,51×0,64 м с расчетной высотой 3. Расчетная продольная сила N = 800 кН (80 тс) и приложена с эксцентриситетом ео = 5 см в направлении стороны сечения столба, имеющей размер 0,64 м. Столб выполнен из глиняного кирпича пластического прессования марки М100 на растворе марки М75.

Площадь сечения столба А = 0,51·0,64 = 0,3264 м2. Упругая характеристика кладки по п.3.21, табл. 15 [8], α = 1000; коэффициент продольного изгиба по п.4.2, табл. 18  [8] φ = 0,98. Расчетное сопротивление кладки по п.3.1, табл. 2 [8], R = 1,7 МПа (при A > 0,3 м2).

Расчет и конструирование

Определяем расчетную несущую способность Nсс для столба из неармированной кладки по формуле (13) [8]:

где: φ1, Ас и ω – определены по формулам (14), (15), табл. 19 п.4.7.

тg = 1, так как толщина столба более 30 см (см. рис.).

Расчетная несущая способность столба Ncc оказалась в 1,7 раза меньше расчетной продольной силы N¸ следовательно необходимо усиление кладки сетчатым армированием.

Определяем необходимое сопротивление для армирования кладки:

Принимаем арматуру Вр-I диаметром 4 мм, с расчетным сопротивлением Rs = 219 МПа по т. 5.6. [8].

Процент сетчатого армирования определяем по п.4.31 [8] по формуле:

Рис. 4. К расчету сетчатого армирования каменной кладки

1 – арматурная сетка, 2 – выпуск арматурной сетки для контроля ее укладки, а – квадратная сетка, б – прямоугольная сетка

По формуле (6) п.3.20 определяем сопротивление:

где: Rsn= 243 МПа, принимаем по п. 5.6 [8].

По формуле (4) п.3.20 [8] определяем:

При λhc = 4,7 по формуле (15) и табл. 18 п.4.2. и 4.7. [8] определяем по интерполяции; φ = 0,97; φс= 0,95; φ1 = 0,96.

По формуле (31) п.4.31 проверяем необходимое сопротивление:

Проверяем расчетную несущую способность кирпичного столба по формуле (30) п.4.31 [8]:

Дополнительно проверяем расчетную несущую способность кирпичного столба при центральном сжатии в плоскости, перпендикулярной к действию изгибающего момента по формуле (27) п.4.30 [8]:

Принимаем Rsk= 3,4 МПа.

Определяем гибкость каменного столба:

По табл. 18 п.4.2. φ = 0,96. по формуле (26) п.4.30 [8]

Следовательно, расчетная несущая способность кирпичного столба армированного сетчатой арматурой при μ = 0,4% достаточна.

Принимаем диаметр проволоки для сетки 4 мм с расположением через два ряда кладки и исходя из 0,4% армирования по табл.9 определяем размер ячейки в плане 3,2×3,2 см.

Крайние стержни располагаются от наружных граней кирпичной кладки столба (защитный слой) на 1,5 см.

Все основные расчетные данные сводим в таблицу.

Значения контрольных расчетных данных

Таблица 8

Расчетные значения

Ncc, кН

Rsku, МПа

αsk

Rskb, МПа

Ncc, кН (тс)

Rsk, МПа

λ

Nc.c, кН

(тс)

Результаты расчета (контрольные данные)

Контрольные вопросы