Расчёт центрально сжатых столбов из неармированной кладки

Базовая расчётная формула для центрально сжатых каменных столбов принимает вид

N ≤ m_g φ RA,

где N – расчётная продольная сила;

R – расчётное сопротивление сжатию кладки, определяемое по табл. 2.10;

m_g – коэффициент, учитывающий влияние пластических деформаций кладки при воздействии длительной нагрузки:

m_g= 1−ŋ N_g/ N,

где ŋ – коэффициент, зависящий от гибкости элемента и вида каменной кладки, принимаемый по табл. 5.8;

N_g – расчётная продольная сила от длительно действующей нагрузки;

N – расчётная продольная сила от всей нагрузки;

А – площадь поперечного сечения столба;

 φ − коэффициент продольного изгиба, определяется в зависимости от α и λ _h по табл. 5.8, где α - упругая характеристика кладки, определяемая по табл. 5.7;

λ _h – гибкость столба, определяемая по формуле: λ _h = l₀/ h, где l₀ – расчётная длина столба;

h – меньшая сторона сечения колонны (для колонн непрямоугольного сечения гибкость определяется по формуле λ _i = l₀/ I через радиус инерции сечения колонны i.

Расчётные высоты стен и столбов l₀ назначаются в зависимости от условий их опирания на горизонтальные опоры (балки, плиты).

Для кирпичных колонн могут быть решены 2 типа задач: подбор размеров сечения столба (тип 1) и проверка несущей способности (тип 2).

Общий порядок расчета. Определение размеров сечения кирпич­ного столба (тип 1) (центрально-сжатого, неармированного)

1. Определяют нагрузку на кирпичный столб (в простейших задачах она может быть задана).

2. Устанавливают (если она не задана) расчетную схему столба.

3. Задаются следующими параметрами:

    а)наименованием и маркой кирпича, обычно марка кирпича
принимается от М50 до Ml50;

    б)наименованием и маркой раствора, обычно марки раствора
принимаются от М25 до М75.

  4. По табл. 2.10 находят расчетное сопротивление сжатию клад­ки R.

  5. Определяют упругую характеристику кладки α (см. табл. 5.7).

     6. Предварительно принимают значение коэффициента φ = 0,8−0,9 и, предполагая, что размеры сечения будут больше 30 см, прини­мают значение коэффициента m_g =1.

  7. Пользуясь формулой, определяют требуемую площадь сечения (см²):

 

   8. Назначают размеры сечения столба, при этом следует учи­тывать размеры кирпичей (камней); сечение колонн из кирпича

принимают не менее 380 х 380 мм и далее, добавляя по 130 мм (ши­рина кирпича 120 мм +10 мм шов).

  9. Проверяют принятое сечение:

  а) определяют коэффициент т _g. Обычно колонны имеют мень­ший размер сечения больше 30 см, тогда коэффициент m_g =1. Вме­сте с тем при проектировании возможны случаи, когда меньший размер сечения менее 30 см или радиус инерции для элементов непрямоугольного сечения меньше 8,5 см, тогда необходимо определять значение коэффициента по формуле (5.18)

     б) определяют гибкость λ _h = l ₀ / h; ( λ _i = l ₀ / i)и по табл. 5.8 определяют коэффициент продольного изгиба φ;

     в)определяют площадь принятого сечения столба; в случае если принятое сечение столба меньше 0,3 м², расчетное сопротивление необходимо умножать на коэффициент условия работы γ _с = 0,8
(см. п. З.ПСНиП II-22-81).

  10. Проверяют несущую способность колонны из условия (5.17)

Если условие удовлетворено, то расчет закончен, если нет, то изменяют марки кирпича, раствора или увеличивают размеры ко­лонны с учетом размеров кирпича (камня) и расчет повторяют до тех пор, пока не будет удовлетворено условие.

В сущности, проверка принятого сечения (пп. 9, 10 порядка расчета) и является проверкой несущей способности (задача 2-го типа).