2.3. Расчёт на местное сжатие (смятие).
Сосредоточенная нагрузка от
междуэтажного перекрытия
на продольную стену здания
равна:
,
где
– шаг колонн в про-
дольном направлении;
– шаг колонн в по-
перечном направлении;
– расчётная
нагрузка от междуэтажного
перекрытия.
.
Сосредоточенная
нагрузка на стену от веса ригеля:
,
где
– площадь поперечного
сечения ригеля;
– длина ригеля;
– удельный вес железобетона.
.
Суммарная
местная нагрузка на стену:
.
Смятие
не происходит при условии:
, где
– коэффициент полноты
эпюры давления от местной нагрузки (при
треугольной эпюре дав-
ления);
– для кирпичной кладки;
– расчётное сопротивление
кладки на смятие, определяется по
формуле:
,
где
– расчётное сопротивление
кладки на сжатие;
,
где
– расчётная площадь сечения;
– площадь смятия, на
которую передаётся нагрузка;
(т. 4.2 Бедов).
;
.
.
Условие выполняется, значит смятие не произойдёт.
3. Расчёт и конструирование фрагмента стены подвала.
Расчёт выполняется для глухого участка стены с длиной, равной расстоянию между осями оконных
проёмов
.
Количество этажей, включая подвальный,
- 4.
Расчётная схема стены подвала принимается в виде однопролётной балки с шарнирными опорами
на уровне низа перекрытия над подвалом и на уровне подошвы фундамента.
Кладка стены выполняется из крупных пустотелых бетонных блоков высотой 58 см и толщиной
60
см (блоки марки ФБС). Нормативная объёмная
масса бетона (плотность)
.
Пустот-
ность по среднему горизонтальному сечению составляет 20%, а по объёму – 15%. Блоки из тяжёло-
го бетона класса B7,5 укладываются на цементно-песчанном растворе марки 50.
Расчётное
сопротивление кладки сжатию равно:
,
где
– коэффициент условий
работы (по СниП II-22-81);
– коэффициент, учитывающий
наличие пустот в блоках.
Упругая
характеристика кладки
(т. 3.19 Бедов).
Высота подвала 2,5м; глубина заложения подошвы фундамента от пола подвала 0,42м; уровень
отмостки (грунта) ниже уровня пола первого этажа 0,51м; толщина стены наземной части здания
(первого этажа) 64см, внутренняя плоскость которой совпадает с плоскостью стены подвала.
Объёмная
масса грунта
;
расчётный угол внутреннего трения
грунта
;
вре-
менная
нормативная нагрузка на поверхность
земли
,
коэффициент надёжности для
этой
нагрузки
;
коэффициент надёжности по нагрузке для
грунта
.
Расчётная
высота стены:
.
Гибкость
элемента:
;
(т. 3.23 Бедов).
|
|
|
|
|
|
СТИ МИСиС 270102-041612 КР |
Лист |
|
|
|
|
|
|
9 |
|
Изм. |
Кол. Уч.. |
Лист |
№ док. |
Подпись |
Дата |
Решение.
Приведённая толщина грунта от временной
нагрузки:
.
Нагрузки, действующие на стену:
вертикальные:
сумма всех расчётных нагрузок, расположенных выше уровня верха стены:
,
;
горизонтальные:
боковое давление грунта с учётом временной нагрузки на его поверхности. Верхнюю и нижнюю
ординаты эпюры бокового давления грунта на длине расчётного участка стены определяем по фор-
мулам:
,
где
– коэффициент надёжности по нагрузке для временной нагрузки на поверхности земли;
– объёмная масса грунта;
– расчётная ширина стены (расстояние между осями оконных проёмов);
- расчётный угол внутреннего трения грунта;
– приведённая толщина
грунта от временной нагрузки;
.
,
где
– коэффициент надёжности
по нагрузке для объёмной массы грунта
(п. 3.2 Бедов);
– высота эпюры давления
грунта;
Определяем моменты в стене подвала от вертикальных нагрузок. Ось стены первого этажа не сов-
падает с осью стены подвала, поэтому изгибающий момент на уровне верха стены подвала опре-
деляем
по формуле:
,
где
;
.
Тогда
.
Величина изгибающего момента от трапециевидной нагрузки в любом сечении, расположенном
на расстоянии x от поверхности земли, определяется по формуле:
,
где
.
Максимальный
изгибающий момент, действующий на
расстоянии
от поверхности земли:
.
.
Сечение,
в котором действует
,
находится от подошвы фундамента на
расстоянии:
.
Суммарный расчётный изгибающий момент от вертикальных и горизонтальных нагрузок, располо-
жженный
на расстоянии
от нижней опоры, равен:
.
Расчётная продольная сила в том же сечении равна:
,
где
|
|
|
|
|
|
СТИ МИСиС 270102-041612 КР |
Лист |
|
|
|
|
|
|
10 |
|
Изм. |
Кол. Уч.. |
Лист |
№ док. |
Подпись |
Дата |
учитывает пустотность
блоков по объёму.
Расчёт прочности стены выполняем как внецентренно сжатого элемента по формуле:
,
при
;
.
При знакопеременной эпюре изгибающего момента расчёт производится в сечениях с максималь-
ными изгибающими моментами различных знаков.
Положение нулевой точки суммарной эпюры изгибающих моментов находится из решения куби-
ческого уравнения относительно x-расстояния от поверхности грунта до нулевой точки.
Коэффициент
продольного изгиба
определяем для части элемента в
пределах однозначной
эпюры изгибающего момента при гибкостях:
,
;
и
– соответственно расстояния от верхней
и нижней опоры до нулевой точ-
ки в эпюре моментов;
и
– высоты сжатой части элементов в
сечениях с максимальными изгибающими
моментами.
Эксцентриситет в уровне верха стены подвала:
;
в сечении V-V эксцентриситет равен:
.
Тогда
;
;
;
;
;
;
;
;
.
Проверка прочности по сечению на уровне верха стены подвала:
;
.
Проверка прочности стены по сечению V-V:
;
.
В каждом из рассматриваемых сечений расчётное усилие меньше предельного. Следовательно
стена удовлетворяет требованиям прочности.
Относительный
эксцентриситет:
,
поэтому согласно п. 5.1 СниП II-22-81 «Каменные и армокаменные конструкции» расчёт по второй
группе предельных состояний не производится.
|
|
|
|
|
|
СТИ МИСиС 270102-041612 КР |
Лист |
|
|
|
|
|
|
11 |
|
Изм. |
Кол. Уч.. |
Лист |
№ док. |
Подпись |
Дата |