Практическое занятие №7

Тема: Расчет элементов каменных и армокаменных конструкций.

Определить группу кладки в соответствии с [4, табл. 26].

Принять допустимое отношение:

• определить с учетом уклона кровли.

Назначить предварительные размеры:

с учетом размеров кирпича, при этом коэффициент   принять в зависимости от   по [1, табл. 30].

Расчетную схему принять руководствуясь [4, п. 4.2].

Собрать нагрузки:

– постоянная от покрытия:

 

– собственный вес столба;

 – временная от снега

Определить площадь сечения из условия прочности, руководствуясь [4, п 4.1], при этом предварительно принять коэффициент  .

Уточнить размеры сечения столба, учитывая стандартные размеры кирпича; повторить расчет при уточненных значениях коэффициентов  и  . Расчетное сечение столба принять согласно [4, п. 4.3].

Схема здания

Задание:

Определить размеры сечения столба по оси Б при исходных данных, приведенных в таблицах; перекрытия считать жесткими опорами.

Исходные данные	Вариант
	1	2	3	4	5	6
Пролет здания  , м	9	9	9	12	12	12
Шаг столбов  , м	6	6	6	6	6	6
Отметка верха крайнего столба  , м	4.05	4.05	3.45	3.45	4.65	4.05
Расчетная нагрузка от покрытия с учетом веса балок  , МН/м2	0.3	0.25	0.4	0.35	0.15	0.3
Расчетная снеговая нагрузка  , МН/м2	0.14	0.14	0.14	0.098	0.098	0.098

Исход. данные	Вариант
	1	2	3	4	5	6
Кирпич	Глиняный пластического прессования	Силикатный	Глиняный полусухого прессования	Глиняный пластического- прессования	Силикатный	Глиняный полусухого прессования
Марка кирпича	100	150	75	100	150	75
Раствор	Цементный	Цементно- известковый	Цементно- известковый	Цементный	Цементно- известковый	Цементно- известковьй
Марка раствора	50	75	50	75	75	50
Плотность кладки  , т/м3	1.8	2.0	1.8	2	2	1.8

7 Семестр практическое занятие №1

Тема: Расчёт прочности центрально сжатых каменных и армокаменных элементов

Проверку прочности каменной кладки на центральное сжатие производят из

условия:

где: m_g-коэффициент, учитывающий влияние длительных нагрузок;

φ- коэффициент продольного изгиба;

R- расчётное сопротивление каменной кладки;

А- площадь сечения каменной кладки элемента.

Если условие не выполняется, то для увеличения несущей способности кладки в 2-2,5 раза применяют сетчатое армирование. Сетки располагают в растворных швах толщиной 12мм. Для армирования кладки применяют сетки с квадратными или прямоугольными ячейками. Размер ячейки принимается в пределах 3÷12см, а диаметр стержней 3÷6мм. Шаг сеток по высоте кладки принимается не более 45см и не более 5 рядов кладки.

При проектировании центрально сжатого армированного столба следует соблюдать следующие условия:

- гибкость элемента:

где l₀ - расчетная длина сжатого элемента,

h-высота сечения;

- процент армирования кладки ограничивается следующими пределами 0,1≤μ≤1%;

Rsk ≤ 2R,

где Rsk и R- расчетное сопротивление армированной и неармированной каменной кладки соответственно.

Пример.

Требуется запроектировать центрально нагруженный каменный (армокаменный) столб при следующих исходных данных: столб выполняется из глиняного обыкновенного кирпича пластического прессования марки 100 на растворе марки 50. Арматурные сетки выполнены из проволоки класса Вр-I диаметром 5мм. Расчѐтная продольная сжимающая сила N=500кН. Высота подвала 4,2м.

Расчётное сопротивление кладки сжатию из кирпича марки 100 на растворе марки 50 согласно табл. 2 [4] составляет 1,5МПа= 150Н/см2.

В первом приближении определим размеры поперечного столба:

Принимаем размеры сечения столба 51x51см с А=2601см2 (размеры керамического кирпича 250х120х65мм, силикатного 250х120х88мм).

Коэффициент m_g=1 т.к. h=51см >30см.

Упругая характеристика кладки α=1000 (табл.15 [4]).

Гибкость столба λ_h=l₀/h=1,25·4,2м/0,51м=10,3<15 (коэффициент 1,25 принят для случая расчётной схемы при упругой верхней опоре и жестком защемлении в нижней опоре, см. п. 4.3 СНиП II-22-81).

Коэффициент продольного изгиба φ=0,88, см. табл. 18 [4].

Несущая способность кладки:

m_g·φ·R·A=1·0,88·1500кПа·0,2601м2=343кН,

что меньше продольной сжимающей силы от внешних нагрузок N=500кН.

Следовательно необходимо:

1) усилить кладку сетчатым армированием;

2) увеличит размеры сечения столбы;

3) изменить расчѐтное сопротивление кладки путём увеличения марок кирпича и раствора.

Задание 1:

Высота подвала Н,м	Вид кладки	Марка кирпича	Марка раствора	Диаметр и класс арматуры	Продольная сила N кН
4,0	силикатный	75	75	4, Вр-I	500

Задание 2:

Высота подвала Н,м	Вид кладки	Марка кирпича	Марка раствора	Диаметр и класс арматуры	Продольная сила N кН
4,4	керамический	150	75	6, А-III	610

Задание 3:

Высота подвала Н,м	Вид кладки	Марка кирпича	Марка раствора	Диаметр и класс арматуры	Продольная сила N кН
5,0	керамический	100	75	4, Вр-I	400

Задание 4:

Высота подвала Н,м	Вид кладки	Марка кирпича	Марка раствора	Диаметр и класс арматуры	Продольная сила N кН
5,2	силикатный	100	50	6, А-III	480

Согласно табл.14 и 15 [3] и табл.13 [4] нормативное сопротивление арматура кл. Вр-I Ø5 равно 395МПа, расчётное - 360МПа, коэффициент условия работы γ_s=0,6. Для арматуры класса А-I и А-III γ_s=0,75.

Тогда:

Rsn=0,6·395=237МПа

Rs=0,6·360=216МПа.

Принимая в первом приближении φ=0,88 для случая неармированной кладки определяем согласно формул (26) и (27) [4] минимальный коэффициент объёмного армирования:

Принимаем по табл.9 «Пособия по проектированию каменных и армокаменных конструкций» при шаге S=15,4см (через 2 ряда кладки) сетку с ячейкой 10х10см, для которой μ=0,51/2=0,255%

Временное сопротивление сжатию армированной кладки:

где коэффициент к=2 принят согласно табл.14 [4].

Упругая характеристика армированной кладки:

Коэффициент продольного изгиба для армированной кладки:

Расчётное сопротивление армированной кладки:

Проверяем условие Rsk ≤ 2·R

2,6МПа < 2·1,5=3,0МПа, условие выполняется.

Несущая способность армокаменного столба:

Следовательно, несущая способность армокаменного столба обеспечена.

Определяем экономичность принятого решения:

что меньше 20%. Следовательно, можно считать, что сечение подобрано достаточно экономично. Армирование столба показано на рисунке:

Задание 1:

Высота подвала Н,м	Вид кладки	Марка кирпича	Марка раствора	Диаметр и класс арматуры	Продольная сила N кН
4,0	силикатный	75	75	4, Вр-I	500

Задание 2:

Высота подвала Н,м	Вид кладки	Марка кирпича	Марка раствора	Диаметр и класс арматуры	Продольная сила N кН
4,4	керамический	150	75	6, А-III	610

Задание 3:

Высота подвала Н,м	Вид кладки	Марка кирпича	Марка раствора	Диаметр и класс арматуры	Продольная сила N кН
5,0	керамический	100	75	4, Вр-I	400

Задание 4:

Высота подвала Н,м	Вид кладки	Марка кирпича	Марка раствора	Диаметр и класс арматуры	Продольная сила N кН
5,2	силикатный	100	50	6, А-III	480