Материал: 1799

Несущая способность сечения зависит не только от прочности материала кладки, но и от устойчивости формы элемента.

Расчет прочности центрально сжатых элементов проводится по формуле

N≤mgφRA,

где N – расчетная продольная сила; тg – коэффициент, учитывающий негативное влияние прогиба сжатых элементов на их несущую способность при длительной нагрузке; φ – коэффициент продольного изгиба; R – расчетное сопротивление кладки сжатию для кирпичной кладки [10, табл. 2]; А – расчетная площадь сечения элемента.

Коэффициент φ [10, табл. 18] зависит от упругой характеристики кладки [10, табл. 15] и гибкость элемента

i l0 /i

или для прямоугольного сплошного сечения

n l0 /h,

где i и h – наименьшие радиус энерции или размер сечения; l0 – расчетная высота (длина) сжатого стержня; при неподвижных шарнирных спорах стержня l0=Н (Н – высота этажа многоэтажных зданий, [10, п. 4.3].

Коэффициент тg отражает влияние ползучести при длительном действии нагрузки:

mg 1 Ng , N

где Ng – расчетная продольная сила от длительно действующей нагрузки; η – коэффициент, зависящий от гибкости элемента и вида кладки [10, табл. 20].

Для прямоугольного сечения при h≥30 cм, а для сечения любой формы i ≥8,7 см, влияние ползучести незначительно и тg=1.

Пример. Найти несущую способность кирпичной колонны сечением 510х510 мм; высота этажа многоэтажного здания 6 м; марка глиняного кирпича 75, раствора – 50.

Решение.

1.Расчетная длина l0=H=6 м.

2.Площадь сечения А=0,51х0,51=0,26 м2<0,3 м2; тогда коэффициент условия работы [10, п. 3.11] γс=0,8.

3.h>30 см; тогда mg=1.

4.Гибкость λп=600/51=12.

178

5.Упругая характеристика кладки =1000 [10, табл. 15].

6.По λh и из табл. 18 φ=0,84.

7.Расчетное сопротивление кладки по [10, табл. 2] для кирпича М75 и раствора М50 R=13 кгс/см2.

8.Несущая способность колонны

Nu mg R c A 1 0,84 13 0,8 2600 22714 кгс.

10.7. Внецентренное сжатие неармированной кладки [10, п. 4.7]

Во внецентренно сжатых элементах сжимающее усилие N приложено с эксцентриситетом е0, поэтому напряжение по сечению распределяется неравномерно (см. рис. 75).

Внормах проектирования [10] приняты следующие допущения:

сжатая зона занимает часть сечения элемента, центр тяжести сжатой зоны совпадает с точкой приложения продольной силы

N;

в сжатой зоне сечения – прямоугольная эпюра напряжений с ординатой R (расчетное сопротивление кладки сжатию).

Площадь сжатой зоны

179

Рис. 75. Напряженное состояние кладки

На основании приведенной расчетной схемы с учетом длительности нагрузки, гибкости элемента и влияния незагруженных участков сечения сформировано условие прочности:

N mg 1RAc ,

где N – расчетная продольная сила; mg – коэффициент, учитывающий негативное влияние ползучести кладки при длительном действии нагрузки:

mg 1 Ng (1 1,2еоg ),

N h

здесь η (табл. 20) и Ng – см. п. 10.6; еog – эксцентриситет от Ng; как в п. 10.6 при h ≥30 cм и i≥8.7 см mg=1; 1 – коэффициент продольного изгиба с учетом снижения изгибной жесткости элемента при возможности образования трещин в швах растянутой поверхности кладки:

1 ( с )/2,

здесь [10, табл. 18] – см. п. 10.6; с – коэффициент продольного изгиба стержня площадью Ас и расчетной длиной Н (фактическая высота элемента) определяется также по [10, табл. 18] в зависимости от гибкостей nc H /hc и ic H /ic ; hc и ic – высота и радиус инерции сжатой части сечения; коэффициент, учитывающий повышение расчетного сопротивления кладки сжатию за счет влияния незагруженных участков сечения (эффект обоймы), для прямоугольного сечения определяется по [10, табл. 19]:

180

1 е0 /h 1,45.

При расчете несущих и самонесущих стен толщиной 25 см и менее (h≤25 см). Следует учитывать случайный эксцентриситет еа, который суммируется с эксцентриситетом продольной силы:

е0 ea M / N .

Величина случайного эксцентриситета назначается:

для несущих стен еа=2 см;

для самонесущих стен, а также для отдельных слоев несущих трехслойных стен еа=1 см.

Если b<h, то внецентренно сжатый элемент проверяется на центральное сжатие в другой плоскости (в таком случае в расчетных формулах вместо h представляется b).

Пример. К исходным данным примера в п. 10.6 добавляется е0=8,5см. Определить несущую способность внецентренно сжатой колонны.

Решение.

1.1 е0 /h 1 8,5/51 1,17 1,45.

2.Ac A(1 2e0 /h) 2600(1 2 8,5/51) 1733 см2.

3.mg 1, так как h>30 см.

4.hc h 2 e0 51 2 2,5 34 см.

5.hc 600/34 17,65 18.

6.В [10, табл. 18] по =1000 и λhc коэффициент продольного изгиба φс= 0,7.

7.φ = 0,84 – см. п. 10.6.

8. 1 ( с )/2 (0,84 0,70)/2 0,77. 9.Несущая способность колонны

Nu=1∙0,77∙13∙0,8∙1733∙1,17=16237 кгс,

что составляет 71,5% от несущей способности центрально сжатой колонны (п. 10.6).

10.8.Центральное сжатие кладки

ссетчатым армированием [10, п. 4.30]

Сетчатое армирование применяется для повышения прочности тяжело нагруженных столбов и простенков малой (λh ≤ 15 или λi ≤ 53) гибкости, загруженных с небольшими, не выходящими за пределы

181

ядра сечения, эксцентриситетами (для прямоугольных сечений

е0 ≤ 0,17h).

Сетки изготавливаются из стали классов Вр – I и А – I диаметром 3…8 мм. При пересечении арматуры в швах диаметр ее должен быть не более 6 мм. Шаг стержней в сетке – в диапазоне 30…120 мм. Сетки следует укладывать не реже, чем через 400 мм или через 5 рядов кирпичной кладки избыточного кирпича. Марка раствора кладки с сетчатым армированием принимается не ниже 50.

Степень насыщения кладки сетчатой арматуры характеризуется объемным процентом армирования; для сеток с квадратными ячейками, равномерно распределенных по высоте кладки,

2AstC100 или 2Ast 100,

C2S CS

где Аst – площадь сечения стержня; С – шаг стержней в сетке; S – шаг сеток по высоте кладки.

С целью исключения недоиспользования арматуры процент армирования для центрального сжатия ограничивается величиной

max 50 R ,

Rs

которая назначается не ниже 0,1%.

В связи с тем, что сетки препятствуют расширению кладки в поперечном направлении, расчетное сопротивление кладки повышается (эффект обоймы). Расчетное сопротивление армированной кладки при центральном сжатии

Rsk R 2 Rs 2R; 100

также увеличивается временное сопротивление Rsku сжатию армированной кладки по сравнению с неармированной:

Rsku Ru 2 Rsn ,

100

где Ru kR временное сопротивление кладки, k = 2 [10, табл. 14] – для кирпичной кладки; Rsn – нормативное сопротивление арматуры сетки (для стали класса Вр – I с учетом коэффициента условия ра-

боты 0,6).

Повышение временного сопротивления сжатию армированной кладки (Rsku ) связано с пропорциональным снижением упругой характеристики ( sk) армированной кладки:

182