5 Пример расчета простенка нижнего этажа

наружной стены здания в неполном каркасе

5.1 Исходные данные для расчета

Требуется проверить прочность простенка первого этажа наружной каменной несущей стены 4-этажного двухпролетного здания при следующих исходных данных: размеры здания в плане 1278 м; сетка колонн (шагпролет) l₁l₂ = 6,06,0 м; высота этажей H_эт = 5,4 м; число этажей n = 4; переменная нагрузка на перекрытие р = 11 кН/м²; район строительства – г. Архангельск, нормативная снеговая нагрузка 1,5 кН/м²; толщина наружной стены h = 510 мм; ширина расчетного простенка b = 1,4 м (по заданию); принимаем по два оконных проема в каждом шаге шириной b_пр = 1,8 м и высотой h_пр = 2,4 м. Материалы каменной кладки (по заданию): кирпич керамический полнотелый марки М75, раствор марки М50; кладка сплошная, плотность кладки  = 1800 кг/м³. На рисунке 5.1 приведен фрагмент плана и фасада здания и вертикальный разрез стены по расчетному простенку.

5.2 Проверка толщины стены из условия предельной гибкости

По таблице 26 [1] устанавливаем, что для сплошной кладки из кирпича марки 75, на растворе марки 50 – группа кладки I.

Отношение высоты стены (этажа) к ее толщине составляет: Это отношение должно быть меньше, чем kb, где k = k₁k₂ ³ k_p.

где

k₂ = 0,8, так как свободная длина стены l > 3,5Н.

k_p = 0,65, так как h = 0,51 м.

Тогда поэтому принимаем k = 0,65. По таблице 2.1 b = 25, тогда kb = 0,65×25 = 16,25, что больше отношения Гибкость стены меньше предельной.

Рисунок 5.1 – К примеру расчета стены:

а – вертикальный разрез стены; б – фрагмент фасада здания; в – фрагмент плана стены

5.3 Определение расчетных усилий

Собственный вес стены толщиной 510 мм и парапета толщиной 250 мм определяем для полосы шириной 3,2 м (см. рисунок 5.1).

Нагрузка от собственного веса частей стены:

а) парапета высотой 0,9 м –

б) участка стены от низа ригеля покрытия до верха плит покрытия высотой 2,02 – 1,2 = 0,82 м –

в) одного этажа H_эт = 5,4 м с учетом слоя внутренней штукатурки  = 0,02 м и за вычетом оконных проемов размером 1,82,4 м –

г) заполнения оконных проемов  = 0,5 кН/м² –

д) участка стены между низом опирания ригеля первого этажа и верхом оконного проема (сечение I–I) высотой 0,9 м –

е) простенка между сечениями I–I и II–II (см. рисунок 2.1, а) шириной b = 1,4 м и высотой 5,4 : 3 – 1,2 = 0,6 м –

Грузовая площадь, с которой передается нагрузка на продольную наружную стену с покрытия и перекрытий (см. рисунок 5.1, в),

Подсчет нагрузок, действующих на стену от собственного веса покрытия и перекрытия, приведен в таблице 5.1.

По полученным данным вычисляем нагрузки на стену в расчетных сечениях I–I и II–II (рисунок 5.2).

Т а б л и ц а 5.1 – Нагрузки на стену

В килоньютонах

Вид нагрузки			Величина нагрузки
			нормативная	коэффициент надежности по нагрузке f	расчетная
1 Передаваемые с покрытия
Постоянные
1 Слой гравия на битумной мастике				1,35	3,89
2 Гидроизоляционный ковер				1,35	2,43
3 Цементно-песчаная стяжка ( = 20 кН/м3,  = 20 мм)				1,35	9,72
4 Утеплитель ( = 4 кН/м3,  = 300 мм)				1,35	29,16
5 Пароизоляция				1,35	0,73
6 Плита покрытия				1,35	72,9
7 Ригель (b = 30 см, h = 60 см)				1,35	18,23
	И т о г о		Gk,7 = 101,52		Gd,7 = 137,1
Временные
8 Полная снеговая			Qk,1 = 1,518 = 27	1,5	Qd,1 = 40,5
2 Передаваемые с перекрытия
Постоянные
1 Пол				1,35	12,15
2 Плита перекрытия				1,35	72,9
3 Ригель (b = 30 см, h = 60 см)				1,35	18,23
		И т о г о	Gk,8 = 76,5		Gd,8 = 103,3
Временные
4 Полная переменная нагрузка			Qk,2 = 1118 = 198,0	1,5	Qd,2 = 297,0

В качестве доминирующей временной нагрузки принимаем нагрузку на перекрытие. Тогда расчетная продольная сила определяется по второму основному сочетанию:

Здесь _0,1 = 0,7 – коэффициент сочетания для снеговой нагрузки.

Рисунок 5.2 – К примеру расчета простенка. Конструктивная и расчетная схемы,

эпюры продольных сил, изгибающих моментов и коэффициента продольного изгиба

Продольная сила в сечении I–I:

Продольная сила в сечении II–II:

кН.

Здесь эксплуатационные нагрузки на перекрытиях уменьшены умножением на коэффициент , зависящий от числа учитываемых в расчете полностью загруженных (над рассматриваемым сечением) перекрытий m (таблица 5.2).

Т а б л и ц а 5.2 – Коэффициенты понижения эксплуатационной нагрузки на перекрытиях

m	1	2	3	4	5	6
	0,9	0,72	0,65	0,6	0,57	0,55

Изгибающие моменты от нагрузки с перекрытия:

а) в уровне опирания ригеля при глубине заделки (длине опирания) с = 25 см; см > 7 см, поэтому принимаем . Эксцентриситет е₂ нагрузки N₂ от перекрытия м, кН –

кНм;

б) в сечении I–I (на расстоянии а = 1,2 м от низа ригеля) –

кНм;

в) в сечении II–II (на расстоянии от низа ригеля) –

кНм.

Предварительные расчеты показали, что моменты от ветровой нагрузки составляют около 1 % момента от нагрузки с перекрытия. Поэтому ветровая нагрузка при расчете простенка не учитывается.