Расчет по несущей способности центрально сжатых элементов каменных конструкций.

Расчет элементов неармированных каменных конструкций при центральном сжатии производится по формуле , где N - расчетная продольная сила; R - расчетное сопротивление сжатию кладки; φ - коэффициент продольного изгиба; A - площадь сечения элемента; m_q – коэффициент, учитывающий длительность действия нагрузки. Расчет (подбор сечения) центрально сжатого элемента (столба) по формуле (4.1) осуществляется методом последовательного приближения и заключается в следующем: а) определяются нагрузки для рассчитываемого столба N и N_g(на уровне того или иного этажа), вычисляя их как сумму нагрузок от всех этажей, лежащих выше расчетного сечения столба с приближенным учетом собственной массы столба как нагрузки, составляющей 5…10% от расчетной; б) выбирается материал кладки (вид и марка камней и вид и марка раствора) и оценивается ее расчетное сопротивление R; в) задается некоторое значение φ, по которому принимаются соответствующие значения λ_h(λ_i); г) по найденной гибкости λ_h(λ_i) определяется коэффициент η; д) используя предварительно собранные на столб нагрузки N и N_g,определяется коэффициент m_g; е) по формуле (4.1) вычисляется площадь поперечного сечения столба А

, отвечающая при заданной нагрузке материалу кладки и принятому коэффициенту φ; ж) значение А из формулы (4.2) выражаем через конкретные размеры поперечного сечения столба h xb=A, если столб прямоугольный, илиhxh=A, если столб квадратный, округляя их до величин, кратных (с учетом толщины швов кладки) размерам кирпича (камня) в плане; з) по принятым геометрическим размерам поперечного сечения столба, упругой характеристике кладке α и расчетной высоте столба вычисляется его гибкость λ_h(λ_i); и) находим коэффициенты φ и η, соответствующие λ_h(λ_i) по п. з) и определяем коэффициент m_q; к) полученные значения φ и m_g, точнее произведение этих коэффициентов φ·m_g, сравниваем с исходным. Если полученное произведение (φ·m_g)_полотличается от исходного (φ·m_g)_исхболее чем на 5%, т.е. имеет место неравенство , то расчет следует повторить, приняв полученные значения φ и m_gза исходные. Расчет считается законченным при удовлетворении неравенства . Окончательные размеры поперечного сечения столба соответствуют последнему значению (φ·m_g)_исхв изложенном процессе последовательного приближения. Процесс последовательного приближения удобнее начинать с φ=1,0. В этом случае η=0 и m_{g исх}=1,0. Следует также учитывать условие m_g=1,0, если h≥30 см илиi≥8,7 см. Расчеты показывают, что, как правило, достаточно 1-2 приближений для удовлетворения неравенства (4.4).

Расчет по несущей способности внецентренно сжатых элементов каменных конструкций. Предпосылки расчета. Требования к максимальному значению эксцентриситета и его учет.

При расчете каменных элементов, работающих на внецентренное сжатие, учитывается фактически несущая способность сжатой зоны кладки. При этом необходимо отметить, что прочность этой зоны вследствие сдерживающего влияния окружающей растянутой или растрескавшейся кладки (эффекта обоймы), как и при местном сжатии, выше по сравнению с прочностью кладки при испытании на центральное сжатие. Этот эффект тем больше, чем меньше относительная высота сжатой зоны, то есть чем больше величина эксцентриситета. Ширина и глубина раскрытия трещин в кладке, естественно, должны быть ограничены. При е₀>0,7·у, кроме расчета внецентренно сжатых элементов по прочности необходимо выполнять расчет по раскрытию трещин в швах кладки. Уравнение для расчета неармированной кладки на внецентренное сжатие получается из суммы проекций всех сил на продольную ось элемента(рис. 4.2, б). С учетом гибкости, длительности действия нагрузки и эффекта обоймы расчет внецентренно сжатых неармированных элементов каменных конструкций производится по формуле: ; , где R – расчетное сопротивление кладки сжатию; А_с – площадь сжатой части сечения; ω – коэффициент, определяемый по формулам, приведенным в таблице; φ – коэффициент продольного изгиба для всего сечения в плоскости действия изгибающего момента, определяемый по расчетной высоте элементаl₀; φ_с – коэффициент продольного изгиба для сжатой части сечения, определяемый по фактической высоте элемента Н в плоскости действия изгибающего момента при отношении или гибкости , где h_си i_с– высота и радиус инерции сжатой части поперечного сечения (площадь А_с) в плоскости действия изгибающего момента.