Каменные и армокаменные конструкции (стр. 11 )

где  и  - расстояния по осям x, y до центра простенка;

       , - геометрические характеристики простенка.

       После статического расчета – определения усилий от действующих нагрузок переходят к расчету кирпичной кладки каменных стен здания

Расчет кирпичной кладки стен

       Кирпичная кладка стен каждого этажа рассчитывается на осевое сжатие или внецентренное сжатие (см. тему № 3), поскольку на нее действует изгибающий момент от горизонтальных давлений ветра и отсоса, вертикальная нагрузка от этажных перекрытий. Кроме того, следует проверить: наклонные сечения на главные растягивающие напряжения при изгибе в плоскости стены; раскрытие трещин от вертикальной нагрузки разнонагруженных связанных между собой стен или разной жесткости смежных участков стен.

       При учете совместной работы поперечных стен с примыкающими к ним участками продольных стен при действии горизонтальной нагрузки должна быть  надежная взаимосвязь между ними, что обеспечивается расчетом на сдвиг.

       Сила сдвига в пределах одного этажа        

  или  ,

где        - касательные сдвигающие напряжения в местах примыкания поперечных и продольных стен;

       - толщина поперечной стены;

Рис. 28.

       

- высота этажа.

Напряжения определяют по формуле Журавского:

где - расчетная поперечная сила от горизонтальной нагрузки в середине высоты этажа;

- статический момент участка примыкающей продольной стены площадью при расстоянии от центра тяжести поперечной и продольной стен (рис. 29);

Рис. 29.

- момент инерции сечения стен относительно оси, проходящей через центр тяжести сечения стен в плане.

Приравнивая  выражения для получения касательных напряжений, получим:

       Решая  равенство относительно , находим

Необходимо, чтобы    не превышало сопротивления кладки  срезу, т. е.

где         - расчетное сопротивление кладки срезу по неперевязанному сечению из табл.1 [1].

       Если поперечная и продольная стены выполнены из материалов разной жесткости, то при вычислении и принимается ширина полки, приведенная к материалу поперечной стены по формуле:

где          - ширина полки (продольной стены);

        - модуль деформаций материала полки (продольной стены);

       - модуль деформаций материала  поперечной стены.

       Поперечные стены рассчитываются также на главные растягивающие напряжения от ветровой нагрузки по формуле

где         - расчетное сопротивление срезу кладки, обжатой продольной расчетной силой ;

       - расчетное сопротивление кладки главным растягивающим напряжениям (табл.10 [1]);

        - напряжение от обжатия;

       - поперечная расчетная сила от  ветровой нагрузки;

       - толщина поперечной стены (наименьшая);

       - высота общего сечения стен в плане;

- коэффициент неравномерности касательных напряжений в сечении (для двутавра  ; для тавра  ; для прямоугольных сечений  ).

       При недостаточном сопротивлении кладки срезу допускается армирование ее продольной арматурой в горизонтальных швах. Расчетное сопротивление срезу армированной кладки определяют по формуле:

где - процент армирования по вертикальному сечению стены.

5.3. Здания с упругой конструктивной схемой

Статический расчет поперечной рамы здания

       В одноэтажных зданиях стены рассматривают стойками рамы, защемленными в фундаментах с подвижной (упругой) опорой в уровне покрытия (рис. 30).

Несущие стены в местах опирания на них ферм прогонов, подкрановых балок и тому подобных нагрузок усиляются пилястрами. В этом случае стена-стойка рамы имеет тавровое сечение. Расчетная ширина полки таврового сечения стены принимается в зависимости от конструкции опирания верхнего покрытия на стену. Если конструкция покрытия обеспечивает равномерную передачу давления по всей длине стены (например, опирание плиты покрытия) за ширину полки тавра принимается полная ширина простенка, а в глухих стенах – вся длина стены между серединами примыкающих к пилястре пролетов.

       Если давление от перекрытия передается на стены через отдельные площадки (опорные плиты ферм, прогонов и т. п.), ширина полки таврового сечения стойки принимается изменяющейся по закону треугольника (рис. 31). Ширину полки в нижней части стойки принимают равной 0,5Н  (где  Н – высота стены) в каждую сторону от края пилястры.

Рис. 30. К статическому расчету рамы

Рис. 31. Определение расчетной ширины сечения рамы

       Допускается принимать ширину полки постоянной, равной  в каждую сторону от края пилястры, но не более расстояния до грани проема. При тонких стенах с пилястрами, если толщина стены (полки тавра) меньше  0,1 высоты сечения пилястры, сечение полки не учитывается. Высоту стены стойки рамы Н считают равной расстоянию от верхнего обреза фундамента (при наличии вышерасположенных бетонного пола и отмостки) до низа опорной части покрытия.

       Переменное по высоте сечение стен вызывает смещение их вертикальной оси (рис. 32). При этом вертикальные усилия к нижележащей части будут прикладываться с увеличивающимся эксцентриситетом.