Расчет прочности кирпичной кладки в простенке
Нагрузка на простенок (рис. 34) в уровне низа ригеля перекрытия первого этажа:
· снеговая для III снегового района
;
· рулонный ковер кровли – 100 Н/м2
;
· асфальтовая стяжка при 
толщиной 15 мм
;
· утеплитель – древесно-волокнистые плиты толщиной 80 мм при плотности 
;
· пароизоляция – 50 Н/м2
;
· сборные железобетонные плиты покрытия – 1750 Н/м2
;
· вес железобетонной фермы
;
· вес карниза на кирпичной кладке стены при 
;
· вес кирпичной кладки выше отметки +3,03
,
· сосредоточенная от ригелей перекрытий (условно без учета неразрезности ригелей)
· вес оконного заполнения при 
;
Суммарная расчетная нагрузка на простенок в уровне отм. +3,03
.
Рис. 34. Схема расположения простенка
Согласно п. 6.7.5 и 8.2.6 [7] допускается считать стену расчлененной по высоте на однопролетные элементы с расположением опорных шарниров в уровне опирания ригелей. При этом нагрузка от верхних этажей принимается приложенной в центре тяжести сечения стены вышележащего этажа, а все нагрузки 
в пределах данного этажа считаются приложенными с фактическим эксцентриситетом относительно центра тяжести сечения сбтены.
Согласно п. 6.9 [7], п. 8.2.2 [8] расстояние от точки приложения опорных реакций ригеля P до внутренней грани стены при отсутствии опор, фиксирующих положение опорного давления, принимается не более одной трети глубины заделки ригеля и не более 7 см (рис. 35).
При глубине заделки ригеля в стену 
, 
принимаем точку приложения опорного давления 
на расстоянии 70 мм от внутренней грани стены.
Расчетная высота простенка в нижнем этаже
.
За расчетную схему простенка нижнего этажа здания принимаем стойку с защемлением в уровне обреза фундамента и с шарнирным опиранием в уровне перекрытия.
Гибкость простенка, выполненного из силикатного кирпича марки 100 на растворе марки 50, при R = 1,5 МПа по табл. 2 [7], определяется согласно примечанию 1 к табл. 15 [7] при упругой характеристике кладки a= 1000;
,
коэффициент продольного изгиба по табл. 18 [7] 
. Согласно п. 4.14 [7] в стенах с жесткой верхней опорой продольный прогиб в опорных сечениях может не учитываться (
). В средней трети высоты простенка коэффициент продольного изгиба равен расчетной величине . В приопорных третях высоты j изменяется линейно от 
до расчетной величины (рис. 36). Значения коэффициента продольного изгиба в расчетных сечениях простенка, в уровнях верха и низа оконного проема
;
Рис. 35. Схема нагрузок и расчетные сечения простенка
Величины изгибающих моментов в уровне опирания ригеля и в расчетных сечениях простенка на уровне верха и низа оконного проема
;
;
;
.
Рис.36. Расчетная схема простенка
Величина нормальных сил в тех же сечениях простенка
;
;
;
.
Эксцентриситеты продольных сил 
:
;
;
;
.
Несущая способность внецентренно сжатого простенка прямоугольного сечения согласно п.4.7 [5] определяется по формуле
где 
(
- коэффициент продольного прогиба для всего сечения элемента прямоугольной формы; 
); m g – коэффициент, учитывающий влияние длительного действия нагрузки (при h = 510 мм > 300 мм принимают 
); А – площадь сечения простенка.
Несущая способность (прочность) простенка в уровне опирания ригеля при 
; 
(табл. 18 [5]); 
, 
.
Несущая способность простенка в сечении I–I при 
; 
;
(табл. 18 [5]); 
Несущая способность простенка в сечении II–II при 
; 
;
.
Несущая способность простенка в сечении III – III в уровне обреза фундамента при центральном сжатии 
;
.
Следовательно, прочность простенка во всех сечениях нижнего этажа здания достаточна.
Примечание: При наличии в составе стены пилястр за расчетное принимается тавровое сечение с шириной полки, равной расстоянию между оконными проемами и не более расстояния между осями пилястр при отсутствии оконных проемов.
Расчет центрального сжатого кирпичного столба (колонны)
Рис.37. Расчетная схема
В учебных целях рассматриваем вариант замены железобетонной колонны в нижнем этаже здания кирпичным столбом (рис. 37). Кирпичный столб проектируем из глиняного кирпича пластического прессования марки 200 на растворе марки 50 [7] с расчетным сопротивлением кладки R = 2,2 МПа [7]. Упругая характеристика неармированной кладки a = 1000 [7].
Нагрузка на кирпичный столб нижнего этажа в уровне обреза фундамента условно принимается
N = 2174,5 кН.
Принимаем кирпичный столб сечением 910´910 мм (3,5 кирпича). При 
, 
гибкость столба 
, а коэффициент продольного изгиба (табл. 18 [5]).
В соответствии с п. 4.7 [7] при меньшем размере сечения столба 
коэффициент 
.
Несущая способность неармированного кирпичного столба по п. 4.1 [7]
,
.
Следовательно, прочность неармированного кирпичного столба недостаточна.
Для повышения прочности кирпичного столба применяем армирование кладки в соответствии с п. 4.30 [7] горизонтальными сварными сетками с перекрестными стержнями из арматуры класса В500 диаметром 5 мм (A s = 0,196 см2) с расчетным сопротивлением
, 
(п. 5.2.5 – 5.2.6 [1] и 3.19 – 3.20 [5]).
Шаг стержней в сетках с = 75 мм, сетки располагаются в горизонтальных швах кладки через пять рядов кирпичей, s = 375 мм (рис. 38).
Рис.38. Схема армирования кирпичного столба
Процент армирования кладки по объему согласно п. 4.30 [7]
Расчетное сопротивление армированной кладки столба осевому сжатию согласно п. 430 [5] при растворе марки 50
,
.
Упругая характеристика кладки с сетчатой арматурой по п. 3.20 [7]
.
Коэффициент продольного изгиба армированного столба по табл. 18 [7] при 
и 
, .
Несущая способность армированного кирпичного столба
.
Следовательно, прочность кирпичного столба армированного сетками, достаточна.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. СНиП 52-01-2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения / ГУП «НИИЖБ» Госстроя России. – М., 2004. – 24 с.
2. СП 52-101-2003. Свод правил по проектированию и строительству Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры / ГУП «НИИЖБ» Госстроя России. – М., 2004. – 53 с.
3. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52-101 – 2003) / ЦНИИПРОМЗДАНИЙ, НИИЖБ. – М., 2005. – 210 с.
4. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 2.03.01 - 84) / ЦНИИПромзданий Госстроя СССР, НИИЖБ Госстроя СССР. –М., 1989. – 192 с.
5. Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения). М.: Стройиздат, 1978.174 с.
6. Руководство по расчету статически неопределимых железобетонных конструкций. М.: Стройиздат, 1975.192 с.
7. СНиП II -22–81. Каменные и армокаменные конструкции. Нормы проектирования / ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко. – М., 1983. – 38 с.
8. Пособие по проектированию каменных и армокаменных конструкций (к СНиП II-22 – 81) / ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко. – М., 1989. – 150 с.
9. Байков И. Н. Железобетонные конструкции / Байков И. Н., Сигалов Э.Е. – М.: Стройиздат, 1985. – 783 с.
10. Еременок П.Л., Еременок И.П. Каменные и армокаменные конструкции. Киев: Вища школа, 1981. 223 с.
11. Железобетонные конструкции. Учебное пособие к курсовому проекту № 1 / Елисеев В.И. и др. – СПб.: СПбГАСУ, 1992. – 80 с.
12. Проектирование сборных железобетонных перекрытий и каменных конструкций: Метод. указ. к выполнению курсового проекта № 1 / Елисеев В.И., Веселов А.А. – Л.: ЛИСИ, 1989. – 37 с.
13. Проектирование монолитного железобетонного перекрытия и каменных конструкций: Метод. указ. к выполнению курсового проекта № 1 / Елисеев В.И. – Л.: ЛИСИ, 1983. – 24 с.
14. Кувалдин Ф.Н. Примеры расчета железобетонных конструкций зданий / Кувалдин Ф.Н., Клевцова Г.С. – М.: Стройиздат, 1986. – 288 с.
15. Мандриков А.П. Примеры расчета железобетонных конструкций / Мандриков А.П. – М.: Стройиздат, 1989. – 506 с.
16. Каменные и армокаменные конструкции. Примеры расчета /Под ред. Ф.В. Полякова. – Киев: Вища школа,1980. – 142 с.
17. Перечень физических величин, подлежащих применению в строительстве. СН 528 – 80. – М., 1981.
18. СП 20.13330.2011. Свод правил. Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07 – 85*/ ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко. – М., 2011. – 76 с.
19. Бедов А.И. Проектирование, восстановление и усиление каменных и армокаменных конструкций / Бедов А.И., Габитов А.И. – М.: Издательство АСВ, 2006. – 566 с.
Приложение 1
Приложение 2
Значения коэффициентов β для определения ординат отрицательных моментов во втором и третьем пролетах в зависимости от отношения временной и постоянной нагрузок v / g
Приложение 3
; 
;
при продолжительном действии нагрузок 
,
при непродолжительном действии нагрузок 
.
Приложение 4
; 
; 
Приложение 5
Сортамент стержневой и проволочной арматуры
Приложение 6
Приложение 7
Приложение 8
Исходные данные к заданию
Длина – L, м; ширина – B, м; высота этажей здания – h, м.
Приложение 9
Исходные данные к заданию
Временная нормативная нагрузка и расчетное давление на грунт основания
Временная нагрузка определяется путем сложения соответствующей цифры таблицы (согласно номеру зачетной книжки) и последней цифры учебного года. Пример: учебный год 2013, номер варианта 15. Временная нагрузка составит 7+3=10 кН/м2.
Приложение 10
Для определения 
при 
и 
принимается 
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ...................................................................................................... 3
Глава 1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ МОНОЛИТНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО ПЕРЕКРЫТИЯ............................................................................................... 5
1.1. Разбивка балочной клетки............................................................... 5
1.2. Расчет плиты перекрытия................................................................. 6
Статический расчет................................................................................. 9
Определение толщины плиты................................................................ 10
Расчет продольной арматуры в плите............................................... 11
1.3. Расчет второстепенной балки Б-1................................................. 15
Статический расчет.............................................................................. 16
Определение размеров сечения второстепенной балки.................... 18
Расчет продольной рабочей арматуры.............................................. 19
Расчет балки на действие поперечных сил у опоры А...................... 21
Расчет балки на действие поперечных сил у опор B и C.................. 26
Расчет ширины раскрытия наклонных трещин................................ 29
Определение ширины раскрытия нормальных трещин.................... 29
Глава 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СБОРНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО ПЕРЕКРЫТИЯ............................................................................................. 29
2.1. Составление разбивочной схемы.................................................. 29
2.2. Расчет плиты П-1............................................................................... 32
Расчет полки плиты................................................................................ 32
Расчет промежуточного поперечного ребра.................................... 35
Расчет продольного ребра..................................................................... 39
2.3. Расчет неразрезного ригеля............................................................ 51
Статический расчет ригеля.................................................................. 52
Определение размеров поперечного сечения ригеля........................... 61
Расчет продольной арматуры.............................................................. 62
Расчет по наклонным сечениям............................................................. 63
Определение мест обрыва стержней продольной арматуры........ 78
2.4. Расчет разрезного ригеля................................................................ 85
Статический расчет.............................................................................. 85
Определение размеров поперечного сечения ригеля........................... 87
Расчет прочности нормальных сечений.............................................. 87
Расчет ригеля на действие поперечных сил........................................ 88
2.5. Расчет колонны – 1........................................................................... 92
Статический расчет.............................................................................. 93
Расчет продольной арматуры.............................................................. 95
Расчет консоли колонны......................................................................... 96
2.6. Расчет колонны - 2.......................................................................... 101
Статический расчет............................................................................ 101
Расчет продольной арматуры............................................................ 103
Расчет консоли колонны....................................................................... 104
2.7. Расчет фундамента под сборную колонну................................ 108
Определение высоты фундамента..................................................... 109
Проверка прочности нижней ступени против продавливания.... 111
Расчет плиты фундамента на изгиб................................................. 111
Глава 3. РАСЧЕТ КАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ......................... 112
Расчет прочности кирпичной кладки в простенке............................ 112
Расчет центрального сжатого кирпичного столба (колонны)...... 119
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА................................................... 123
Приложение 1............................................................................................... 125
Приложение 2............................................................................................... 126
Приложение 3............................................................................................... 126
Приложение 4............................................................................................... 127
Приложение 5............................................................................................... 128
Приложение 6............................................................................................... 129
Приложение 7............................................................................................... 129
Приложение 8............................................................................................... 130
Приложение 9............................................................................................... 131
Приложение 10............................................................................................. 132
Приложение 11…………………………………………………........... 133
Оглавление.................................................................................................. 156
