Расчет кладки на сжатие по методике снип II-22-81 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Расчет кладки на сжатие по методике снип II-22-81



СОДЕРЖАНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ. 3

Введение. 4

1. Расчет кладки на сжатие по методике СНиП II-22-81. 4

1.1. Центрально-сжатые элементы.. 4

Пример 1. Расчет центрально-сжатой неармированной кладки таврового сечения. 6

1.2. Внецентренно сжатые элементы.. 8

Пример 2. Расчет внецентренно сжатой неармированной кладки прямоугольного сечения (по методике СНиП II-22-81). 10

2. Расчет кладки на сжатие по методике ДБН В.2.6-162:2010. 16

Пример 3. Расчет внецентренно сжатой неармированной кладки прямоугольного сечения (по методике ДБН В.2.6-162:2010). 20

3. Каменные конструкции с сетчатым армированием. 23

3.1. Центральное сжатие. 23

3.2. Внецентренное сжатие. 25

Пример 4. Определение несущей способности кирпичного простенка с сетчатым армированием. 26

4. Исходные данные для контрольной работы.. 30

4.1. Задание №1. 30

Проверка несущей способности центрально сжатого простенка. 30

4.2. Задание №2. 33

Расчет внецентренно сжатой неармированной кладки прямоугольного сечения. 33

4.3. Задание №3. 36

Определение несущей способности кирпичного простенка с сетчатым армированием. 36

Список литературы.. 37


Введение

Каменные конструкции широко используют во всех областях строительства благодаря их долговечности и огнестойкости. В ограждающих и несущих конструкциях зданий и сооружений они выполняют несущие, теплоизоляционные, звукоизоляционные и другие функции. К недостаткам кирпичных и каменных стен можно отнести их сравнительно большой вес и неиндустриальность возведения. Несмотря на это, объем каменного строительства будет достаточно большим в течение еще многих лет. Этому способствует невысокая стоимость местных природных материалов (для Крымского региона это различные известняки), а так же более широкое использование современных эффективных искусственных камней (газо- и пенобетон, пустотелые керамические камни).

В данных методических указаниях освещены теоретические и практические вопросы расчета каменных и армокаменных конструкций зданий.

Расчет кладки на сжатие по методике СНиП II-22-81

Центрально-сжатые элементы

Расчет элементов неармированных каменных конструкций при центральном сжатии следует производить по формуле (10) [1]:

,
где - расчетная продольная сила; - расчетное сопротивление сжатию кладки, определяемое по табл. 2 – 9 [1]; - коэффициент продольного изгиба; - площадь сечения элемента; - коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки.

(1.1)
где - расчетная продольная сила от длительных нагрузок; - коэффициент, принимаемый по табл. 20 [1]; - эксцентриситет от действия длительных нагрузок, при центральном сжатии =0. При меньшем размере прямоугольного поперечного сечения элементов 30 см (или с меньшим радиусом инерции элементов любого сечения 8,7 см) коэффициент следует принимать равным единице.

Коэффициент продольного изгиба для элементов постоянного по длине сечения следует принимать по табл. 18 [1] в зависимости от гибкости элемента и упругой характеристики кладки , принимаемой по табл. 15 [1].

Гибкость элементов произвольного сечения:

,
где - расчетная высота (длина) элемента; - наименьший радиус инерции сечения элемента.

Расчетные высоты стен и столбов при определении коэффициентов продольного изгиба в зависимости от условий опирания их на горизонтальные опоры следует принимать:

а) при неподвижных шарнирных опорах = (рис. 1.1, а);

 

Рис. 1.1. Коэффициенты и по высоте сжатых стен и столбов:

а – шарнирно опертых на неподвижные опоры; 6 – защемленных внизу и имеющих верхнюю упругую опору; в – свободно стоящих.

 

б) при упругой верхней опоре и жестком защемлении в нижней опоре: для однопролетных зданий = 1,5 , для многопролетных зданий = 1,25 (рис. 1.1, б);

в) для свободно стоящих конструкций = 2 (рис. 1.1, в);

г) для конструкций с частично защемленными опорными сечениями - с учетом фактической степени защемления, но не менее = 0,8 , где - расстояние между перекрытиями или другими горизонтальными опорами, при железобетонных горизонтальных опорах расстояние между ними в свету.

Радиус инерции сечения элемента:

,
где - момент инерции сечения.

Пример 1. Расчет центрально-сжатой неармированной кладки таврового сечения

Исходные данные: высота таврового сечения =100 см; высота полки =40 см; ширина полки =100 см; ширина стенки =40 см (рис. 1.2). Высота этажа =4 м. Кладка из кирпича глиняного пластического прессования. Марка кирпича M75, марка раствора М50. Продольная сила =500 кН.

Рис. 1.2. Схема сечения простенка.

Высота стенки:

=100-40 = 60 см.

Статический момент относительно оси, проходящей через верхнюю грань сечения:

= =248000 см .

Площадь сечения:

= =6400 см .

Расстояние от верхней грани до центра тяжести сечения:

=38,75 см.

Момент инерции:

=5003333 см

Радиус инерции сечения:

=27.96 см.

Расчетная высота простенка:

=400 см.

Гибкость:

= 14,31.

Упругая характеристика кладки, по табл. 15 /1/:

=1000.

Коэффициент продольного изгиба, по табл. 18 /1/:

Т.к. , то коэффициент =1.

Расчетное сопротивление кладки из кирпича глиняного пластического прессования при марке кирпича M75 и марке раствора М50, по табл. 2 /1/:

1,3 МПа.

500 кН < =830 кН,

=> несущая способность обеспечена.

Пример 2. Расчет внецентренно сжатой неармированной кладки прямоугольного сечения (по методике СНиП II-22-81).

Дано здание со стенами из легких природных камней при высоте ряда кладки 200 мм, плотность кладки =14 кН/м . Несущими являются продольные стены. Высота здания 3 этажа, высота этажа =3,3 м, пролет плит перекрытия (в свету) =6,3 м, расстояние между осями оконных проемов =1,6 м, ширина простенка =0,8 м, толщина стены =0,4 м, глубина заделки плит перекрытия в стены =0,1 м (рис. 2.2).

Значения расчетных нагрузок:

- на плиты перекрытия

– постоянная () 9 кН/м ;

– временная () 2 кН/м ;

- на плиты покрытия

– постоянная () 6 кН/м ;

– временная () 1 кН/м .

Необходимо определить требуемое расчетное сопротивление кладки для простенков нижнего и верхнего этажей и предложить марку камня и раствора.

Собственный вес стены 6,16 кН/м .

Площадь стены одного этажа:

= =4,08 м ,
где - площадь окна.

Нагрузка от собственного веса стены одного этажа:

= 25,1кН.

Нагрузка от перекрытий:

= 55,4 кН.

 

Узел А см. рис. 2.3.

Рис. 2.2. Схема к расчету.

 

Нагрузка от покрытия:

= 35,3 кН.

При постоянной толщине стены (рис. 2.3) эксцентриситет приложения нагрузки от перекрытий принимают по большему из двух значений:

= 17 см;

13 см.

Принимаем =17 см.

 

Рис. 2.3. Узел А.

 

Несущую способность стены в пределах этажа определяем для сечения под перекрытием, где изгибающий момент наибольший, а влияние продольного изгиба не сказывается – в этом сечении, как опорном, коэффициент продольного изгиба равен 1 (сечения I-I, III-III, рис. 2.2). Кроме того, проверяем прочность сечения посередине высоты этажа (сечения II-II, IV-IV, рис. 2.2), где изгибающий момент будет меньше, чем в верхнем сечении, но зато и коэффициент продольного изгиба наименьший /2/.

Усилия в расчетных сечениях стены:

– сечение I-I:

= =196,4 кН

=9,2 кНм;

– сечение II-II:

= =209 кН

=4,6 кНм;

– сечение III-III:

= =35,3 кН

=5,9 кНм;

– сечение IV-IV:

= =47,8 кН

=2,9 кНм;

 

Определяем требуемое расчетное сопротивление кладки нижнего этажа.

Сечение I-I:

Коэффициент продольного изгиба, рис. 1,1,а:

Т.к. , то коэффициент =1.

Эксцентриситет:

= =4,7 см.

Площадь сечения:

= =3200 .

Площадь сжатой части сечения:

= =2447 .

=> требуемое расчетное сопротивление кладки в сечении I-I:

= =0,80 МПа.

 

Сечение II-II:

Расчетная высота простенка:

=330 см.

Гибкость:

=8,25.

Упругая характеристика кладки, по табл. 15 /1/:

=1000,
в предположении что марка раствора в кладке будет не менее М25.

Коэффициент продольного изгиба, по табл. 18 /1/:

.

Эксцентриситет:

= =2,2 см.

Высота сжатой зоны:

= =35,6 см.

Гибкость:

= =9,3.

Коэффициент продольного изгиба для сжатой части сечения, по табл. 18 /1/:

=0,896.

Коэффициент:

= =0,91.

Площадь сжатой части сечения:

= =2846 .

Требуемое расчетное сопротивление кладки в сечении II-II:

= =0,81 МПа.

Принимаем кладку из камня марки М35 на растворе марки М25 (расчетное сопротивление кладки R=0,95 МПа, (табл. 5 /1/).

 

Определяем требуемое расчетное сопротивление кладки верхнего этажа.

Сечение III-III:

Коэффициент продольного изгиба, рис. 1,1,а:

Т.к. , то коэффициент =1.

Эксцентриситет:

= =16,7 см.

Площадь сечения:

= =3200 .

Площадь сжатой части сечения:

= =533 .

= =0,66 МПа.

 

Сечение IV-IV:

Расчетная высота простенка:

=330 см.

Гибкость:

=8,25.

Упругая характеристика кладки, по табл. 15 /1/:

=1000,
в предположении что марка раствора в кладке будет не менее М25.

Коэффициент продольного изгиба, по табл. 18 /1/:

.

Эксцентриситет:

= =6,1 см.

Высота сжатой зоны:

= =27,7 см.

Гибкость:

= =11,9.

Коэффициент продольного изгиба для сжатой части сечения, по табл. 18 /1/:

=0,837.

Коэффициент:

= =0,88.

Площадь сжатой части сечения:

= =2217 .

= =0,25 МПа.

Принимаем кладку из камня марки М25 на растворе марки М25 (расчетное сопротивление кладки R=0,75 МПа, (табл. 5 /1/).

Пример 3. Расчет внецентренно сжатой неармированной кладки прямоугольного сечения (по методике ДБН В.2.6-162:2010).

Исходные данные для данного примера приняты аналогичными примеру 2. Расчетные сечения I-I, II-II, III-III, IV-IV приняты в соответствии с рис. 2.2.

Усилия в расчетных сечениях стены:

– сечение I-I:

=196,4 кН

=9,2 кНм;

– сечение II-II:

=209 кН

=4,6 кНм;

– сечение III-III:

=35,3 кН

=5,9 кНм;

– сечение IV-IV:

=47,8 кН

=2,9 кНм;

 

Определяем требуемое расчетное сопротивление кладки нижнего этажа.

Сечение I-I:

Случайный эксцентриситет:

=0,7 см.

Эксцентриситет приложения нагрузки:

=5,4 см =2 см.

Коэффициент уменьшения несущей способности стены:

=0,73.

Требуемое расчетное сопротивление кладки в сечении I-I:

=0,83 МПа.

Сечение II-II:

Случайный эксцентриситет:

=0,7 см.

Эксцентриситет от внешних нагрузок в уровне середины высоты стены:

=2,9 см.

Эксцентриситет в уровне середины высоты стены вследствие ползучести кладки:

, т.к. для кладки из природных камней предельное значение коэффициента ползучести каменной кладки .

Эксцентриситет в уровне середины высоты стены:

=2,9 см> =2 см.

=0,85.

=0,31.

Коэффициент уменьшения в средней части стены:

=0,89.

Требуемое расчетное сопротивление кладки в сечении II-II:

=0,72 МПа.

 

Принимаем кладку из камня прочностью =3,5 МПа на растворе прочности =1,0 МПа (расчетное сопротивление кладки =0,85 МПа, (табл. 4, прил. Р /3/).

 

Определяем требуемое расчетное сопротивление кладки верхнего этажа.

Сечение III-III:

Случайный эксцентриситет:

=0,7 см.

Эксцентриситет приложения нагрузки:

=17,4 см =2 см.

Коэффициент уменьшения несущей способности стены:

=0,13.

Требуемое расчетное сопротивление кладки в сечении I-I:

=0,83 МПа.

Сечение IV-IV:

Случайный эксцентриситет:

=0,7 см.

Эксцентриситет от внешних нагрузок в уровне середины высоты стены:

=7,9 см.

Эксцентриситет в уровне середины высоты стены вследствие ползучести кладки:

, т.к. для кладки из природных камней предельное значение коэффициента ползучести каменной кладки .

Эксцентриситет в уровне середины высоты стены:

=7,9 см> =2 см.

=0,66.

=0,37.

Коэффициент уменьшения в средней части стены:

=0,70.

Требуемое расчетное сопротивление кладки в сечении II-II:

=0,21 МПа.

 

Принимаем кладку из камня прочностью =3,5 МПа на растворе прочности =1,0 МПа (расчетное сопротивление кладки =0,85 МПа, (табл. 4, прил. Р /3/).

 

Центральное сжатие

Расчет элементов с сетчатым армированием (рис. 3.1) при центральном сжатии следует производить по формуле (26) /1/:

,

где - расчетная продольная сила; - расчетное сопротивление кладки с сетчатым армированием при центральном сжатии, определяемое для армированной кладки из кирпича всех видов и керамических камней со щелевидными вертикальными пустотами по формуле:

.

- процент армирования по объему. Для сеток с квадратными ячейками из арматуры сечением с размером ячейки при расстоянии между сетками по высоте .

 

Рис. 3.1. Поперечное (сетчатое) армирование каменных конструкций

1 - арматурная сетка; 2 - выпуск арматурной сетки для контроля ее укладки

 

,

- коэффициент, определяемый по формуле (1.1); и - соответственно объемы арматуры и кладки; - коэффициент продольного изгиба, определяемый по табл. 18 /1/ для или при упругой характеристике кладки с сетчатым армированием , определяемой по формуле (4) /1/:

.

Примечание: 1. Процент армирования кладки сетчатой арматурой при центральном сжатии должен быть не менее 0,1% и не должен превышать определяемого по формуле:

.

- временное сопротивление (средний предел прочности) сжатию кладки, определяемое по формуле (3) /1/:

,

где k - коэффициент, принимаемый по табл. 3.1.

- временное сопротивление (средний предел прочности) сжатию армированной кладки из кирпича или камней при высоте ряда не более 150 мм, определяемое для кладки с сетчатой арматурой по формуле:

,
- нормативные сопротивления арматуры в армированной кладке, принимаемые для сталей классов А-I и А-II в соответствии со СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций, а для стали класса Вр-I - с коэффициентом условий работы 0,6 по тому же СНиП.

Внецентренное сжатие

Расчет внецентренно сжатых элементов с сетчатым армированием при малых эксцентриситетах, не выходящих за пределы ядра сечения (для прямоугольного сечения ), следует производить по формуле (29) /1/:


или для прямоугольного сечения

,
где - расчетное сопротивление армированной кладки при внецентренном сжатии, определяемое при марке раствора 50 и выше по формуле

.

Остальные величины имеют те же значения, что в пп. 1. и 2.

Примечания: 1. При эксцентриситетах, выходящих за пределы ядра сечения (для прямоугольных сечений ), а также при или применять сетчатое армирование не следует.

2. Процент армирования кладки сетчатой арматурой при внецентренном сжатии должен быть не менее 0,1% и не должен превышать определяемого по формуле

.

Пример 4. Определение несущей способности кирпичного простенка с сетчатым армированием.

Определить расчетную несущую способность и необходимое сетчатое армирование кирпичного простенка размером в плане с расчетной высотой 3.3 м. Расчетная продольная сила и приложена с эксцентриситетом (рис. 3.2). Простенок выполнен из глиняного кирпича пластического прессования марки 75 на растворе марки 50.

 

Рис. 3.2. Схема сечения простенка.

 

Площадь сечения:

= =3800 .

Площадь сжатой части сечения:

= =3420 .

Гибкость:

=3,3.

Упругая характеристика кладки, по табл. 15 /1/ =1000.

Коэффициент продольного изгиба, по табл. 18 /1/: .

Высота сжатой зоны:

=90 см.

Гибкость:

= =3,67.

Коэффициент продольного изгиба для сжатой части сечения, по табл. 18 /1/:

=1,0.

Коэффициент:

=1,0.

Коэффициент :
.

Коэффициент , т.к. .

Расчетная несущая способность для простенка из неармированной кладки:

< .

Несущая способность не обеспечена, следовательно необходимо усиление кладки сетчатым армированием.

Проверяем условие :

.

Требуемое расчетное сопротивление армированной кладки:

.

Принимаем арматуру класса Вр-I. Расчетное сопротивление арматуры растяжению в соответствии со СНиП 2.03.01-84 /2/ с учетом коэффициента условий работы 0,6 (табл. 13 /1/) .

Требуемый процент армирования кладки:

.

Процент армирования кладки сетчатой арматурой не должен превышать

,
условие выполнено.

Принимаем шаг сеток по высоте 308 мм (кратно высоте одного ряда кладки с учетом растворного шва – 77 мм).

Требуемый размер ячейки сетки определяем по формуле:

,
здесь - площадь сечения арматурного стержня сетки. В расчете принят диаметр стержней сетки 4 мм.

Размер ячейки должен соответствовать условию .

Принимаем размер ячейки 50 мм (кратно 10 мм).

Процент армирования соответствующий принятой сетке армирования:

Упругая характеристика кладки с сетчатым армированием

,
где ;
,
в соответствии с табл. 14 /1/, - нормативное сопротивление арматуры растяжению в соответствии со СНиП 2.03.01-84 /2/, с учетом коэффициента условий работы 0,6 (табл. 13 /1/).

Гибкость =3,3, следовательно =1.

Гибкость =3,67, следовательно =1.

Коэффициент:

=1,0.

Расчетное сопротивление армированной кладки:

.

Расчетная несущая способность простенка с учетом сетчатого армирования:

669кН > =650 кН
несущая способность обеспечена.


Исходные данные для контрольной работы

Номер варианта принимать по порядковому номеру в списке группы.

Задание №1

Задание №2

Задание №3

Список литературы

1. СНиП II-22-81. Каменные и армокаменные конструкции. Нормы проектирования / Госстрой СССР. -М.: Стройиздат, 1983.

2. СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции. Нормы проектирования./Госстрой СССР.- М.: ЦИТП, 1985.

3. ДБН В.2.6-162:2010. Конструкції будинків і споруд. Кам'яні та армокам'яні конструкції. Основні положення. / Мінрегіонбуд України. – К.: Державне підприємство «Укрархбудінформ», 2011.

СОДЕРЖАНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ. 3

Введение. 4

1. Расчет кладки на сжатие по методике СНиП II-22-81. 4

1.1. Центрально-сжатые элементы.. 4

Пример 1. Расчет центрально-сжатой неармированной кладки таврового сечения. 6

1.2. Внецентренно сжатые элементы.. 8

Пример 2. Расчет внецентренно сжатой неармированной кладки прямоугольного сечения (по методике СНиП II-22-81). 10

2. Расчет кладки на сжатие по методике ДБН В.2.6-162:2010. 16

Пример 3. Расчет внецентренно сжатой неармированной кладки прямоугольного сечения (по методике ДБН В.2.6-162:2010). 20

3. Каменные конструкции с сетчатым армированием. 23

3.1. Центральное сжатие. 23

3.2. Внецентренное сжатие. 25

Пример 4. Определение несущей способности кирпичного простенка с сетчатым армированием. 26

4. Исходные данные для контрольной работы.. 30

4.1. Задание №1. 30

Проверка несущей способности центрально сжатого простенка. 30

4.2. Задание №2. 33

Расчет внецентренно сжатой неармированной кладки прямоугольного сечения. 33

4.3. Задание №3. 36

Определение несущей способности кирпичного простенка с сетчатым армированием. 36

Список литературы.. 37


Введение

Каменные конструкции широко используют во всех областях строительства благодаря их долговечности и огнестойкости. В ограждающих и несущих конструкциях зданий и сооружений они выполняют несущие, теплоизоляционные, звукоизоляционные и другие функции. К недостаткам кирпичных и каменных стен можно отнести их сравнительно большой вес и неиндустриальность возведения. Несмотря на это, объем каменного строительства будет достаточно большим в течение еще многих лет. Этому способствует невысокая стоимость местных природных материалов (для Крымского региона это различные известняки), а так же более широкое использование современных эффективных искусственных камней (газо- и пенобетон, пустотелые керамические камни).

В данных методических указаниях освещены теоретические и практические вопросы расчета каменных и армокаменных конструкций зданий.

Расчет кладки на сжатие по методике СНиП II-22-81

Центрально-сжатые элементы

Расчет элементов неармированных каменных конструкций при центральном сжатии следует производить по формуле (10) [1]:

,
где - расчетная продольная сила; - расчетное сопротивление сжатию кладки, определяемое по табл. 2 – 9 [1]; - коэффициент продольного изгиба; - площадь сечения элемента; - коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки.



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2017-01-26; просмотров: 2134; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 44.222.196.236 (0.239 с.)