Каменные и армокаменные конструкции (стр. 12 )

Рис. 32. К определению эксцентриситета при изменении сечения стен по высоте

       Стены зданий с упругой конструктивной схемой рассчитывают для двух стадий готовности здания.

Для стадии, когда стены и столбы возведены, а покрытие не установлено. В этом случае моменты  М  и продольные силы  N  в них определяются как для консольных стоек, заделанных в грунт. Если стойка по высоте меняет сечение, что обычно имеет место при опирании на пилястры стен подкрановых балок, то при определении моментов в стойке необходимо учитывать смещение ее оси. Если в сочетании с другими нагрузками, действующими настойку до установки покрытия, ветровая нагрузка вызывает опасные напряжения, то необходимо предусматривать постановку временных креплений, не увеличивая сечений против требуемых по расчету для законченного здания. Для второй стадии, когда здание полностью закончено и его элементы находятся под воздействием  эксплуатационных нагрузок. В этом случае стены и столбы, расположенные в одном поперечном ряду, рассматриваются как стойки рамы, шарнирно связанные вверху с абсолютно жестким ригелем. Для статического расчета рамы обычно вводятся следующие допущения:

- поперечная рама рассматривается как плоская конструкция, не связанная с соседними рамами;

- нижние концы стоек заделаны в грунт, верхние шарнирно связаны с ригелями;

- стойки считаются выполненными из упругих материалов, жесткость стоек принимается, исходя из модуля упругости  и момента инерции  , вычисленного при наличии проемов по ослабленному сечению (по простенкам), причем расчетная ширина полки тавра не должна превышать величины  в каждую сторону от края пилястры;

- кладка работает полным сечением (не учитывается раскрытие швов).

       Указанные допущения достаточно условны, в связи с этим, наряду с данными расчетов, необходимо строго придерживаться имеющихся в нормах конструктивных ограничений, касающихся максимальных гибкостей, марок материалов, максимальных эксцентриситетов и т. д. Усилия в стойках многопролетной рамы определяются в предположении, что нагрузка прикладывается последовательно к каждой стойке. Итоговые усилия можно определить, пользуясь принципом независимости действия сил, как сумму отдельных частных значений.

       Статический расчет на каждый вид нагружения можно представить состоящим из трех этапов и заключается в рассмотрении:

- стойки рамы с неподвижной верхней опорой и определении реакции (рис. 5.5, б) по табл. 8.3.17 [2 ];

- стойки рамы с упругой верхней опорой (рис. 5.5, в) и определении реакции  по формуле

где - коэффициент, учитывающий упругость опоры,

        - момент инерции рассчитываемой стойки;

-  суммарный момент инерции всех стоек рамы без учета рассчитываемой;

m - количество стоек рамы.

Упругую реакцию определяют при расчете по второй стадии готовности здания, то есть после возведения покрытия;

- стойки рамы как консольного стержня, нагруженного внешней нагрузкой и упругой реакцией () (рис. 30г).

Расчет простенка стены

       Кладка простенков стен испытывает внецентренное сжатие. При определении площади сечения, если стена выполняется с пилястрой, необходимо знать ширину простенка, вводимого в расчет. Учитываются два фактора – схема передачи нагрузки на стену. Она может быть распределенной при опирании плит покрытия (1-й случай) или сосредоточенной - в случае опирания балок, ферм и др. несущих конструкций покрытия (2-й случай). В первом случае ширина полки тавра принимается равной расстоянию между серединами примыкающих к пилястре пролетов (для глухих стен) или расстоянию между проемами (для стен с проемами). Во втором случае ширина простенка принимается равной .

Если высота полки тавра меньше 0,1 высоты сечения, то полка в расчете не учитывается и сечение простенка рассматривается как прямоугольное.

Расчет прочности простенков проводится для двух стадий готовности здания:

- до установки покрытия;

- после установки покрытия.

5.4.Деформационные швы в стенах зданий

       Деформационные швы делятся на два типа:

- температурные;

- осадочные.

Их наличие препятствует появлению в кладке трещин, вызываемых температурно-усадочными напряжениями и осадками здания.

Температурные швы разделяют стены здания до фундаментов. Длина температурного блока здания, расстояние между температурными швами зависят от вида кладки, отапливаемости зданий, их открытости, температуры холодного периода и принимается по нормам в пределах 40-60 м. Их конструкция представлена на рис. 33.

Осадочные швы предназначены для обеспечения независимости осадок разных частей здания и поэтому они разрезают не только стены, но и фундаменты. Осадочные швы выполняют:

- в местах сопряжения стен, расположенных на разнородных или на обжатых и необжатых грунтах в случае разного время возведения блоков здания;

- при пристройке к существующим зданиям;

- при значительной разнице в высоте отдельных частей здания, если не предусмотрены  распределительные пояса для ликвидации неравномерности давления в кладке;

- при значительной разнице в ширине и глубине фундаментов и в разнице их решений  (ленточные, столбчатые).

Конструкции осадочных швов в кладке аналогичны показанным на рис. 33.

Температурно-усадочные швы и осадочные швы в каменных стенах должны совпадать с такими же швами в примыкающих и заделанных в стены железобетонных и металлических конструкциях перекрытий, покрытий, каркасов.

Рис. 33. Конструкция температурно-осадочных швов в зданиях с поперечными и продольными несущими стенами

5.5. Устойчивость положения стен

       При расчете стен в процессе их возведения, а также конструкций, не имеющих верхней опоры, проводится проверка на устойчивость положения. Расчет имеет  целью предусмотреть опрокидывание при незначительной продольной и значительной поперечной нагрузках. Устойчивость положения обеспечивается, если равнодействующие вертикальных и горизонтальных сил находятся в пределах сечения на достаточном расстоянии от его  сжатого края, т. е. при ограничении величины эксцентриситета.

       Эксцентриситет определяется:

,

где  - изгибающий момент от поперечной расчетной нагрузки и внецентренно-приложенной нормальной силы;

  - нормальная сила от расчетного собственного веса при коэффициенте  перегрузки  ;

  - при расчете стен в стадии их возведения и для свободно стоящих, а также для сооружений по специальному указанию;

         - расстояние от центра тяжести до края сечения в сторону эксцентриситета.

5.6. Анкеровка стен и столбов

       Анкеровка кирпичных стен и столбов с перекрытиями осуществляется для обеспечения их устойчивости, создания пространственной жесткости зданий.

       Каменные стены и столбы должны крепиться к перекрытиям и верхним покрытиям стальными анкерами сечением не менее 0,б5 см2.

       Расстояние между анкерами балок, прогонов или ферм, опирающихся на стены, должно быть не более 6м. Концы заанкерованных балок смежных пролетов, на проемах, внутренних стенах или столбах должны быть соединены накладками.

       Стены каркасных зданий должны быть связаны с колоннами или ригелями каркаса анкерами или выпусками арматуры.

       Перекрытия из сборных железобетонных настилов или панелей должны быть связаны со стенами анкерами, расстояние между которыми не должно превышать 6м.

       Стальные анкеры и связи, расположенные в наружных стенах помещений с нормальным режимом влажности, а также в наружных и внутренних стенах и столбах помещений с влажным или мокрым  режимом, должны быть защищены от коррозии.

       Расчет анкеров должен производиться:

при расстоянии между анкерами более 3м; при нессиметричном изменении толщины столба или стены; для сильно нагруженных простенков при общей величине продольной силы более 1000 кН.

Расчетное усилие в анкере определяется как сумма горизонтальной опорной реакции в уровне перекрытия: