Конструктивные схемы каменных зданий

Тема 18. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КАМЕННЫХ

КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ

Конструктивные схемы каменных зданий

 

Современное каменное здание представляет сложную пространственную систему, воспринимающую все действующие нагрузки. Расчет здания как пространственной системы сложен, поэтому в практике проектирования здание расчленяют на более простые схемы.

При выборе расчетной схемы исходят из того, что стены и столбы при работе на горизонтальные нагрузки опираются на междуэтажные перекрытия, покрытия и поперечные стены. Жесткость этих конструкций в значительной мере определяет характер работы стен и столбов сооружения. В соответствии с этим согласно нормам [5] опоры стен и столбов по степени жесткости делят на жесткие и упругие, а здания — на здания с жесткой и упругой конструктивной схемой.

■ Здания с жесткой конструктивной схемой. К ним относят в основном жилые и общественные здания, в которых поперечные стены располагаются довольно часто (l<l_w). В этом случае покрытия практически не деформируются при горизонтальных нагрузках и могут рассматриваться как жесткие опоры для стен и столбов. Предельные расстояния l_w между поперечными стенами зависят от марки камня и раствора, вида кладки, типа перекрытия и т. п. Например, для элементов из кирпича М50 и выше на растворе марки не менее 10 при сборных железобетонных перекрытиях l_w = 42 м, а при монолитных — 54 м. В качестве поперечных стен, которые могут рассматриваться как жесткие опоры для перекрытий при воздействии горизонтальных нагрузок, принимаются каменные и бетонные стены толщиной не менее 12 см и железобетонные стены толщиной не менее 6 см.

■ Здания с упругой конструктивной схемой. К ним относятся производственные одноэтажные здания с несущими стенами из каменных материалов и многоэтажные со значительными расстояниями между поперечными устойчивыми конструкциями (l>l_w). Покрытия и перекрытия в таких зданиях получают заметные перемещения при горизонтальных нагрузках и рассматриваются как упругие смещающиеся опоры для стен и столбов.

Каменные стены в зависимости от конструктивной схемы здания подразделяют на несущие, воспринимающие нагрузки от собственной массы, ветра, перекрытий, покрытия и т. п.; самонесущие, воспринимающие нагрузку только от собственной массы стен всех вышележащих этажей и ветровую; ненесущие, воспринимающие только нагрузку от собственной массы и ветра в пределах одного этажа.

Толщину стен зданий назначают из теплотехнических требований и проверяют на прочность. Однако при проектировании и возведении стен и столбов должен быть выполнен ряд общих требований, не зависящих от результатов расчета на прочность. К числу этих требований относятся: ограничение гибкости стен и столбов, допустимые минимальные марки камней и растворов в зависимости от требуемой надежности конструкций и долговечности зданий, предельные эксцентриситеты и т. п.

Допустимые гибкости несущих стен и столбов зависят от группы кладки и марки раствора. Для раствора М25 и кладки первой группы* (H/h)_u = 22, для кладки второй группы (H/h)_u = 20 [5]. Для наиболее нагруженных стен и столбов, во избежание их утолщения, следует применять кирпич марок по прочности на сжатие 150 и более, наименьшая марка цементно-известкового раствора для наружных стен зданий первой группы равна 10.

 

* Неармированные кладки в зависимости от вида кладки, а также прочности камней и растворов подразделяются на четыре группы [5].

 

Под влиянием изменения температуры наружного воздуха в конструкциях возникают деформации укорочения и удлинения, которые в стенах большой протяженности могут вызвать трещины. Чтобы предотвратить это, стены разрезают вертикальными швами, расстояние между которыми принимают по нормам в зависимости от расчетной зимней температуры, вида камней и марки раствора. Для стен из керамического кирпича на растворе марки 50 и средней температуры наружного воздуха наиболее холодной пятидневки — 40°С расстояние между деформационными швами должно быть не более 50 м, а при растворе до М 25 — 60 м.

В зданиях с наружными кирпичными стенами и внутренним сборным железобетонным или металлическим каркасом длину температурного отсека назначают так, чтобы швы в стенах и элементах каркаса совпадали.