Практическая работа
«Подбор сечения, проверка несущей способности каменных и армокаменных конструкций»
Ход работы
Учебно-исследовательская работа № 1
Влияние марок кирпича и раствора на несущую способность центрально-сжатого столба
Задание
Требуется определить несущую способность центрально-сжатого кирпичного столба с размерами сечения bxh (в мм) и высотой Hэт = l0 (в м) при различных комбинациях марок кирпича и раствора.
1-й вариант. Марка кирпича - const, марка раствора – варьируется.
2-й вариант. Марка раствора - const, марка кирпича – варьируется.
Построить графики изменения несущей способности столба.
Сформулировать выводы по результатам расчета.
Исходные данные:
Размеры сечения столба: b= 510 мм; h= 510 мм.
Высота столба H=l0= 4,2 м.
Для первого варианта:
Марка кирпича — R1 = 200; марка раствора — R2 = 50, 100, 200.
Для второго варианта:
Марка кирпича — R1 = 50, 100, 200; марка раствора — R2 = 50
Вид кирпича — силикатный.
Обозначения приняты по Пособию [2]:
R1 – предел прочности камня при сжатии;
R2 – предел прочности раствора
Решение:
Прочность центрально сжатого столба определяется по формуле
Nult = mgφRA
где mg — коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки;
R — расчетное сопротивление сжатию кладки;
φ — коэффициент продольного изгиба, определяемый по п. 7.2 [1];
A — площадь сечения элемента.
| Коэффициент mg = 1,0 | если наименьшая сторона столба не менее 30 см. |
Площадь сечения столба
A=b·h = 510·510 = мм2 = м2 < 0,3 м2.
Согласно п. 6.12. [1] расчетные сопротивления кладки сжатию, приведенные в табл. 2 - 10 [1], следует умножать на коэффициент условий работы γc=0,8, если площадь сечения столбов и простенков 0,3 м2 и менее
Расчетное сопротивление сжатию кирпичной кладки по табл. 2 [1].
а) для первого варианта применяемых материалов:
| Марка кирпича R1 | Марка раствора R2 | R | 0,8 ·R |
| Rтабл.= МПа | МПа | ||
| Rтабл.= МПа | МПа | ||
| Rтабл.= МПа | МПа |
б) для второго варианта применяемых материалов:
| Марка кирпича R1 | Марка раствора R2 | R | 0,8· R |
| Rтабл.= МПа | МПа | ||
| Rтабл.= МПа | МПа | ||
| Rтабл.= МПа | МПа |
Значение упругой характеристики неармированной кладки принимается по табл. 16 [1].
Для силикатного кирпича при марках раствора от 25…200 упругая характеристика α =
Отношение λ h = l0 /h =
Коэффициент продольного изгиба φ определяется по табл. 19 [1]
φ = 0,89 при α = 750 и λh = 8,2
Несущая способность столба для первого варианта при постоянной марке
кирпича R1=200 (рис. 1)
Nult =
Nult =
Nult =
Несущая способность столба для второго варианта при постоянной марке
раствора R2=50 (рис.2)
Nult =
Nult = = Н = кН;
Nult = =Н = кН;
Построить графики изменения несущей способности столба
Учебно-исследовательская работа № 2
Проектирование центрально-сжатого кирпичного столба
Задание
Требуется запроектировать центрально-сжатый кирпичный столб заданной высоты Hэт=l0 (в м) под расчетную нагрузку N (в кН) и определить максимальную несущую способность принятого сечения.
Определить расход материалов для данного столба: количество кирпичей (шт.) и объем раствора (в м3) без учета наружного штукатурного слоя.
Толщина горизонтальных швов 12 мм, вертикальных – 10 мм.
Привести чертеж сечения с раскладкой кирпича по высоте столба
Исходные данные:
Расчетная нагрузка N = 800 кН.
Высота столба H=l0 = 5,4 м.
Марка кирпича — 100. Марка раствора — 50.
Вид кирпича — силикатный одинарный
Решение:
Расчетное сопротивление сжатию кирпичной кладки по табл. 2 [1] R = МПа.
Требуемая площадь сечения столба
A = 
Принимаем в первом приближении коэффициент mg =1, предполагая, что минимальный размер сечения столба будет больше 300 мм.
Задаемся коэффициентом продольного изгиба φ в пределах 0,80…0,95.
Принимаем φ = 0,85
| Упругая характеристика кладки по табл. 16 [1] | α = 750. | ||
| Вычисляем площадь сечения столба | |||
А =  = / 1 ∙ 0,85 ∙
| = мм2 | ||
Определяем размеры квадратного сечения
b = ℎ = √ = мм
Принимаем размер стороны столба 770 мм (кратно размеру кирпича)
Отношение λh =l0 / h=/=
Коэффициент продольного изгиба φ =0,925 по табл. 19 [1] при ‑ α = 750 и λh = 7,01
Площадь сечения A =2= мм2 =м2 > 0,3 м2, и поэтому к расчетному сопротивлению не требуется вводить коэффициент условий работы γс= 0,8.
Определяем несущую способность сечения при фактических значениях
коэффициентов mg, φ
Nult = mgφRA = 1 ∙ ∙ = Н = кН
Рис. 3. Перевязка кладки запроектированного столба
Определим расход материалов.
| Количество кирпичей в одном ряду — шт. |
Количество рядов — n =/=
(65+12) = 77 мм — высота ряда с учетом толщины
растворного шва)
Общее количество кирпичей — К== шт
Объем столба Vст=5,4·0,772 = 3,2 м3
Объем одного кирпича —
V1k = 0,25·0,12·0,065 = ·10-3 м3
| Объем кладки без учёта раствора — |
| Vk =10-3· = м3 Объем раствора — Vр=–= м3. |
Выводы
…