Расчет в стадии законченного здания

Расчет простенка.

Расчет простенка первоначально проведем как каменного элемента по формуле:

 

N m_g∙ ∙R∙A_c∙

 

Проверяем все три сечения, так как по высоте меняются значения коэффициента продольного изгиба . Если в сечении 1-1 и 3-3 следует принимать =1, то в сечении 2-2 оно равно расчетному значению.

Коэффициент, учитывающий длительность действия нагрузки m_g=1 во всех сечениях, т.к. h>30 см.(см.п.4.7.[1]).

Сечение 1-1:

Площадь сжатой зоны определим для прямоугольного простенка по формуле:

 

 

Эксцентриситет приложения продольной силы равен:

 

,

 

т.к. е_o<0,7∙y=0,7∙32=22,4 см, то расчет по раскрытию трещин можно не проводить.

 

 

Коэффициент ω, учитывающий работу растянутой зоны определим из формулы:

 

Отсюда требуемое сопротивление каменной кладки сжатию:

 

 

R_тр<R=1,3, т.е. постановка сеток в горизонтальные швы не требуется.

Сечение 3-3:

 

 

То есть элемент можно рассчитать как центрально сжатый при φ=1 и m_g=1.

 

 

R_тр<R=1,3, т.е. постановка сеток в горизонтальные швы требуется.

Сечение 2-2:

 

M=M_1(2-2) +M_2(2-2)=17.8+1,14=18.94кН∙м.

N_2-2=2247кН.

 

Определим коэффициент :

 

φ определяется как для полного сечения, а только при учете сжатой части сечения.

Определяем площадь сжатой зоны:

 

=

 

Отсюда при ширине простенка 2600 мм, условная высота его сжатой части составит:

 

 

При определении λ_hc - гибкости элемента - нормы требуют учитывать только высоту с однозначной эпюрой моментов. В нашем случае в связи с малостью момента от ветровой нагрузки зона отрицательных моментов составит .

Гибкость при полном сечении составит:

 

 

При учете только сжатой зоны:

 

 

По табл. 18 СНиП II-22-81 (так как и < 8, а по таблице 15 [1] упругая характеристика α=750).

 

 

Ни одно из сечений простенка не требуется армирование.

 

Расчет карнизного участка стены

 

Этапы расчёта стены с карнизом

 

Расчет стен, несущих карнизы, выполняется на внецентренное сжатие в сечении, расположенном непосредственно под плитой карниза, и производится проверка устойчивости карниза для двух случаев:

- незаконченное здание;

законченное здание;

В стадии расчета незаконченного здания учитывают следующие нагрузки:

расчетную от собственного веса карниза.

расчетную временную по краю карниза 1кН/м².

собственный вес кладки.

нормативную ветровую на внутреннюю сторону стены на уровне выше соответствующего расчетного сечения.

В стадии законченного здания:

расчетную от собственного веса карниза и веса всех опирающихся на него элементов здания с учетом уменьшения расчетной нагрузки на величину отрицательного давления (отсоса) от ветровой нагрузки на кровельные конструкции.

временную расчетную нагрузку для зданий высотой до 10 м - 1,5 кН/м² по краю карниза, а для зданий высотой более 10 м к краю карниза прикладывают усилия от двух блоков подвижной люльки по 5 кН на один блок при расстоянии между блоками 2 м.

расчётную нагрузку с кровли и чердачного перекрытия (для соответствующих сечений);

собственный вес кладки.

расчетную ветровую нагрузку, уменьшенную на 50 %.

 

Расчет в стадии законченного здания

 

Определение расчетных нагрузок

С учетом того, что высота здания превышает 10 м., а длина сборного элемента карниза - 3,2 м, усилие от подвесной люльки составит:

 

N₅=P_e∙2=5∙2=10 кН.

 

где P_e - нагрузка от одного блока люльки.

 

Рисунок 4 Тип карниза и схема распределения усилий на выносных карнизах

Усилие от собственного веса карнизной плиты:

 

N₁=V_к∙γ∙γ_f=S_карн∙L_к∙γ∙γ_f=((0,15∙0,2)+0,5∙(0,1+0,3)∙1,21)∙3,2∙25∙1,1=21,37кН

 

δ_к- высота сечения карнизной плиты;

γ - средняя плотность материала карнизной плиты;

γ_f -коэффициент надежности;

L_к - длина сборного элемента карниза.

Статический момент относительно оси y₀ составит:

S_y0=121∙10∙121/2+0,5∙20∙101∙(20+1/3∙101)+5∙20∙10=128408,3 см³.

Площадь сечения плиты:

А=121∙10+0,5∙10∙101+5∙20=1815 см².

Расстояние до центра тяжести:

 

y=S_y0/A=128408,(3) /1815=70,748 см.

 

Тогда с равно:

с=70,748 -51/2=45,248 см.

Усилие от собственного веса штукатурных слоев карнизной плиты при наличии архитектурно-художественной отделки карниза составит:

 

N₈=l_k,р∙δ_р∙γ_р∙γ_f∙L_к=(0,7+0,1)∙0,02*20∙3,2∙1,3=1,33 кН.

 

l_k,р - длина участка на котором выполняется штукатурка;

δ_р - толщина штукатурного слоя;

γ_р - средняя площадь материала отделочного слоя.

Примем условно, что положение силы N₃ совпадает с N₁

Ветровую нагрузку на стену, уменьшенную на 50%, определяем по формуле:

 

q_ω= L_к∙ω_о∙с∙γ_f∙k_f∙0,5=3,2∙0,3∙0,6∙1,4∙0,85∙0,5= 0,343 кН/м.

q_ωк= L_к∙ω_о∙с∙γ_f∙k_f =3,2∙0,3∙0,5∙1,4∙0,85=0,686кН/м.

Определим усилие от собственного веса стены:

 

q_k,l= δ_к,l∙γ_f ∙γ =0,51∙18∙0,9=8,262 кН/м².

 

где δ_к,l - толщина плиты.

Расчетная сила составит:

 

N₂=q_kl∙h_c,r∙L_k=8,3∙0,8∙3,2=21,25 кН.

 

где h_c,г - высота стены выше плиты чердачного перекрытия.

Усилие от кровли составит:

 

N₄=(L/4)∙L_k∙q_k∙γ_f-q_w,k∙L/4=(12/4)*3,2∙4,2∙0,9-0,626∙(12/4)=17.2кН.

 

где L - длина стропил кровли;

q_w,k - ветровой отсос

В пределах карнизной плиты:

 

N₆=L_k∙l_k,v∙q_k∙ γ_f - q_ω,k∙l_k,v/2=3,2∙0,955∙4.2/2- 0,686∙0,955/2=6.09кН.

 

Усилие от чердачного перекрытия:

 

N₉=q₂∙(l₁/2)∙L_k∙(γ_f/γ_f1)=6,4∙5,6/2∙3,2/1,2=47,79 кН.

 

где q₂ - расчетная нагрузка на чердачное перекрытие;

l₁ - расстояние от оси средней стены до наружной продольной стены.

γ_f - усредненный коэффициент надежности при определении расчетной постоянной нагрузки.

простенок карниз плита этаж

 

2.1.2 Проверка карниза на устойчивость от опрокидывания

Определим моменты всех сил, проходящих через точку “0”.

 

М₀=N₁∙0,33+N₅∙0,955+N₈∙0,33+N₆∙0,495+q_w∙(0,1²/2)-N₄∙(0,255-0,1)=21.37∙0,33+10∙0,955+1.33∙0,33+6.09∙0,495+0.343∙(0,1²/2)-17.2∙(0,255-0,1)= 17.41кНм.

 

Проверим эксцентриситет приложения усилия в сечении под карнизной плитой:

 

N=21.37+10+1.33+6.09+0.343+17.2=56,333кН.

е=М/N=17,41/56,333=0,31м >0,7∙y=0,7∙0,255=0,179м

 

Необходима постановка анкеров с их заделкой за сечение, где они не требуются по расчету, не менее, чем на 15 см. Поэтому проверим сечение ниже чердачной плиты перекрытия. Определим моменты всех сил относительно оси, проходящей через точку А.

 

М_А=21.37∙0,33+10∙0,955+1.33∙0,33+6.09∙0,495+0.343∙(0,1²/2)-

∙(0,255-0,1)-47,79∙(0,255-0,06)=8,09 кН∙м.

N=21.37+10+1.33+6.09+0.343+17.2+47,79=104,1 кН.

е=M/N=8,09/104,1 =0,08м<0,7∙0,255=0,179м

 

Устойчивость в сечении ниже плиты чердачного перекрытия обеспечена.

 

Подбор анкеров карниза

Определим усилия, приходящиеся на анкера:

 

N_a=M/0,85∙h₀=17,41/(0,85*(0,51-0,06))=45,52 кН.

 

где h_о - рабочая высота сечения.

Расчетная площадь анкеров, приходящихся на 1 сборный элемент, составит:

 

A_s=N_a/R_s=45520/265,5∙100=1,7см²._s=295*0,9=265,5МПа.

 

Класс арматуры анкерных карнизных плит A-II.

R_s - расчетное сопротивление стали анкера.

Принимаем с учетом конструктивных требований принимаем 2 анкера d 12 A-II, с площадью сечения по резьбе 2,26 см². Расстояние между анкерами 2 м.