Расчет каменных (кладки из блоков, камней) конструкций из ячеистых бетонов

5.1.1 Общие положения расчета по прочности каменных конструкций приведены в разделе 7 и Приложении Г СП 15.13330.

5.1.2 Расчет элементов каменных конструкций из ячеистых бетонов при центральном сжатии согласно п.7.1 СП 15.13330 следует производить по формуле

 

(5.1)

где N- расчетная продольная сила;

R - расчетное сопротивление сжатию кладки, определяемое по таблице 3 СП 15.13330, а также по таблицам 3.2, 3.4, 3.5 настоящего Свода Правил;

φ - коэффициент продольного изгиба, определяемый по п.7.2 (таблица 19) СП 15.13330;

А - площадь сечения элемента;

m_g - коэффициент, определяемый по формуле

(5.2)

где Ng - расчетная продольная сила от длительных нагрузок;

e_оg - эксцентриситет от действия длительных нагрузок.

η - коэффициент, принимаемый по таблице 5.1;

Т а б л и ц а 5.1 – Значения коэффициента η для кладки из крупных блоков из ячеистого бетона

Гибкость	Коэффициент η для кладки из крупных блоков из ячеистого бетона
При проценте продольного армирования
λ h = H/h	λ i = H/i	0,1 и менее	0,3 и более
≤10	≤35
		0,05	0,03
		0,09	0,08
		0,14	0,11
		0,19	0,15
		0,24	0,19
		0,29	0,22
		0,33	0,26
		0,38	0,30
П р и м е ч а н и е- Для неармированной кладки значения коэффициента η следует принимать как для кладки с армированием 0,1 % и менее. При h ≥ 30 см или i ≥ 8,7 см коэффициент mg следует принимать равным единице.

 

5.1.3 Расчет элементов каменных конструкций из ячеистых бетонов при внецентренном сжатии согласно п.7.7 СП 15.13330 следует производить по формуле

 

N ≤ mg φ 1 R Ac ω, (5.3)

где A_с - площадь сжатой части сечения при прямоугольной эпюре напряжений, определяемая из условия, что ее центр тяжести совпадает с точкой приложения расчетной продольной силы N.

Положение границы площади A_с определяется из условия равенства нулю статического момента этой площади относительно ее центра тяжести для прямоугольного сечения по формуле:

, (5.4)

где h - высота сечения в плоскости действия изгибающего момента;

 

Коэффициент φ₁ определяется по формуле

 

где e 0 - эксцентриситет расчетной силы N относительно центра тяжести сечения;

φ - коэффициент продольного изгиба для всего сечения в плоскости действия изгибающего момента, определяемый согласно п.7.2 и 7.3 по таблице 19 СП 15.13330;

φ с - коэффициент продольного изгиба для сжатой части сечения, определяемый по фактической высоте элемента Н согласно п.7.7 по таблице 19 СП 15.13330;

ω - коэффициент, принимаемый по таблице 20 СП 15.13330 для кладки из крупных блоков, изготовленных из ячеистых бетонов, равным 1.

5.1.4 Расчет на устойчивость самонесущих стен ориентировочно можно производить по формуле Эйлера [1]:

(5.5)

которая для прямоугольного сечения имеет вид:

(5.6)

Предельная гибкость ячеистобетонной стены для шарнирного закрепления опорных зон при предельной сжимаемости ячеистого бетона ε_сr = 0,002 будет равна

 

5.1.5 Расчет элементов при косом внецентренном сжатии следует производить в соответствии с п. 7.12 СП 15.13330.

5.1.6 Расчет сечений кладки из ячеистобетонных блоков на смятие при распределении нагрузки на части площади сечения следует производить в соответствии с п. 7.13 СП 15.13330 по формуле

Nc ≤ ψ d Rc Ac, (5.7)

 

где Nc - продольная сжимающая сила от местной нагрузки;

d = 1;

А_с - площадь смятия, на которую передается нагрузка;

ψ - коэффициент полноты эпюры давления от местной нагрузки, принимаемый равным 1 при равномерном распределении давления, и ψ = 0,5 при треугольной эпюре давления. В случае, если под опорами изгибаемых элементов не требуется установка распределительных плит, то допускается принимать ψ = 0,5.

Rc - расчетное сопротивление кладки на смятие следует определять по формуле

Rc = ξ R, (5.8)

Здесь ξ определяется по формуле

(5.9)

где А - расчетная площадь сечения, определяемая согласно указаниям п.7.16 СП 15.13330 (с учетом таблицы 5.2 настоящего Свода Правил с Примечаниями).

ξ₁ - коэффициент, зависящий от места приложения нагрузки, определяется по таблице 22 СП 15.13330 или по таблице 5.2 настоящего Свода Правил.

Т а б л и ц а 5.2 – Значения коэффициента ξ₁ в зависимости от схемы приложения нагрузки

ξ1 для нагрузок по схеме
а) д) в) ж) в1)	б) г)   е) з)
Местная нагрузка	Сумма местной и основной нагрузок	Местная нагрузка	Сумма местной и основной нагрузок
1,2	1,5

Окончание таблицы 5.2

 

ξ1 для нагрузок по схеме

П р и м е ч а н и я: 1. При площади смятия, включающей всю толщину стены, в расчетную площадь смятия включаются участки длиной не более толщины стены в каждую сторону от границы местной нагрузки (см. схему а); 2. При площади смятия, расположенной на краю стены по всей ее толщине, расчетная площадь равна площади смятия, а при расчете на сумму местной и основной нагрузок принимается также расчетная площадь, указанная на схеме б) пунктиром; 3. При опирании на стену концов прогонов и балок в расчетную площадь смятия включается площадь сечения стены шириной, равной глубине заделки опорного участка прогона или балки, и длиной не более расстояния между осями двух соседних пролетов между балками (схема в); если расстояние между балками превышает двойную толщину стены, длина расчетной площади сечения определяется как сумма ширины балки bс и удвоенной толщины стены h (схема в1); 4. При смятии под краевой нагрузкой, приложенной к угловому участку стены, расчетная площадь равна площади смятия, а при расчете на сумму местной и основной нагрузок принимается расчетная площадь, ограниченная на схеме г) пунктиром; 5. При площади смятия, расположенной на части длины и ширины сечения, расчетная площадь принимается согласно схеме д). Если площадь смятия расположена вблизи от края сечения, то при расчете на сумму местной и основной нагрузок принимается расчетная площадь сечения, не меньшая, чем определяемая по схеме г), при приложении той же нагрузки к угловому участку стены; 6. При площади смятия, расположенной в пределах пилястры, расчетная площадь равна площади смятия, а при расчете на сумму местной и основной нагрузок принимается расчетная площадь, ограниченная на схеме е) пунктиром; 7. При площади смятия, расположенной в пределах пилястры и части стены или простенка, увеличение расчетной площади по сравнению с площадью смятия следует учитывать только для нагрузки, равнодействующая которой приложена в пределах полки (стены) или же в пределах ребра (пилястры) с эксцентриситетом eо > 1/6L в сторону стены (где L - длина площади смятия, ео - эксцентриситет по отношению к оси площади смятия). В этих случаях в расчетную площадь сечения включается кроме площади смятия часть площади сечения полки шириной С1, равной глубине заделки опорной плиты в кладку стены и длиной в каждую сторону от края плиты не более толщины стены (схема ж); 8. Если сечение имеет сложную форму, не допускается учитывать при определении расчетной площади сечения участки, связь которых с загруженным участком недостаточна для перераспределения давления (участки 1 и 2 на схеме з). 9. Во всех случаях, приведенных на схемах а), б), в), в1), г), д), е), ж), з) в расчетную площадь сечения А включается площадь смятия Ас.

 

5.1.7 Если рассчитанная прочность кладки на сосредоточенные нагрузки недостаточна, то возможно ее повышение (но не более чем на 50 %) путем устройства распределительных бетонных плит (подушек), которые должны иметь толщину не менее 60 мм и класс бетона по прочности на сжатие не менее В10 с косвенным армированием не менее 0,3 %.

Глубина опирания балок и плит на стены из ячеистобетонных блоков не должна быть менее 120 мм. Под опорными участками элементов, передающих местные нагрузки на кладку, следует предусматривать слой раствора толщиной не более 15 мм, что должно быть указано в проекте.

Заделка балок в кладку из ячеистобетонных блоков с восприятием опорного изгибающего момента (защемление) запрещается.

В любом случае величина сосредоточенной нагрузки на газобетонную кладку не должна превышать 30 кН от одной балки.

5.1.8 Расчет прочности кладки из мелких ячеистобетонных блоков с косвенным (сетчатым) армированием производится по приведенным выше формулам (5.1) и (5.3) с заменой R на R_sk и R_skb в соответствии с п.7.30 и 7.31 СП 15.13330.

При этом максимальное значение R_sk ограничивается величиной 1,24 R., а предельный процент косвенного армирования равен 0,3.

Расчетные сопротивления косвенной арматуры растяжению R_s, входящие в формулы (28а), (28б), (31) и (32) СП15.13330 для определения R_sk и R_skb, принимаются по таблице 5.3 [1].

Т а б л и ц а 5.3 – Расчетные сопротивления косвенной арматуры растяжению

Класс ячеистого бетона по прочности на сжатие	В1,5	В2	В2,5	В3,5	В5
Расчетное сопротивление косвенной арматуры Rs	МПа	37,5		62,5	87,5
кгс см^2

 

5.1.9 При расчете на смятие кладки с сетчатым армированием расчетное сопротивление кладки R_s принимается в формуле (5.7) большим из двух значений: R_с, определяемого по формуле (5.8) как для неармированной кладки, или R_с = R_sk, где R_sk - расчетное сопротивление кладки с сетчатым армированием при осевом сжатии, определяемое по формулам (28а) и (28 б) СП15.13330.

5.1.10 Расчет опорной зоны перемычки над проемами во внутренней стене производится по формуле [1]:

(5.10)

где Р – опорная реакция перемычки (нагрузки от собственного веса перемычки, веса

вышележащей стены и нагрузки от перекрытия), кН;

R_sh – расчетное сопротивление ячеистого бетона срезу (по таблице 4.10, п.4.1.27), МПа;

А – площадь опорной площадки в блоке или панели из ячеистого бетона под концом

перемычки, м².

5.1.11 Расчет многослойных стен следует производить в соответствии с п. 7.21-7.28 СП 15.13330.

При этом в соответствии с п. 7.21 СП 15.13330 при гибком соединении слоев расчет производится для каждого слоя раздельно на воспринимаемые нагрузки.

Расчет многослойных стен с жесткими связями следует производить в соответствии с п.7.23 по формулам (10) и (13) СП 15.13330 или по формулам (5.1) и (5.3) настоящего Свода Правил. При этом в расчет следует принимать площадь приведенного сечения - Ared, площадь сжатой части приведенного сечения – Ac,red и расчетное сопротивление слоя, к которому приводится сечение, с учетом коэффициента использования его прочности, то есть, равным mR (см. ниже).

При приведении сечения стены к одному материалу толщина слоев должна приниматься фактической, а ширина слоев (по длине стены) изменяться пропорционально отношению расчетных сопротивлений и коэффициентов использования прочности слоев по формуле

(5.11)

где bred - приведенная ширина слоя;

b - фактическая ширина слоя;

R; т - расчетное сопротивление и коэффициент использования прочности слоя, к которому приводится сечение;

Ri; mi - расчетное сопротивление и коэффициент использования прочности любого другого слоя стены. Коэффициенты использования прочности слоев в многослойных стенах т и mi приведены в таблице 23 СП 15.13330, которая для многослойных стен с камнями (блоками) из ячеистого бетона может быть представлена в виде таблицы 5.4.

 

Т а б л и ц а 5.4 – Коэффициенты использования прочности слоев стены

	Коэффициенты использования прочности слоев
Из камней (блоков) из ячеистого бетона m	из материалов mi
Керамические камни[ЕШ20]	Кирпич керамический пластического прессования	Кирпич силикатный	Кирпич керамический полусухого прессования
m	mi	m	mi	m	mi	m	mi
Камни (блоки) марок М25 и выше из автоклавных ячеистых бетонов	-	-	0,85			0,8		0,8
Камни (блоки) марок М25 и выше из неавтоклавных ячеистых бетонов	-	-	0,7		0,8		0,9

 

5.1.12 Многослойные стены с утеплителями с пределом прочности на сжатие 1,5 МПа и ниже следует рассчитывать по сечению кладки без учета несущей способности утеплителя.

5.1.13 При расчете сборно-монолитных перекрытий (рисунок 5.1)из ячеистобетонных блоков допускается учитывать совместную работу железобетонных балок перекрытия и ячеистобетонных блоков [7] (см. Приложение Г).

 

 

Рисунок 5.1 – Сборно-монолитное перекрытие [1]

1 – мелкий ячеистобетонный блок; 2 – монолитная балка из мелкозернистого бетона;

3 – арматурные каркасы; 4 – опалубочная доска.