Курсовая работа. по дисциплине «Каменные и армокаменные конструкции»

по дисциплине «Каменные и армокаменные конструкции»

на тему: «Поверочные расчеты кирпичных конструкций

здания по исходным данным»

Выполнил студент

гр. 4019/2

Гончаров А.А.

Проверил Страхов Д.А.

Санкт-Петербург

2013 г.
СОДЕРЖАНИЕ

1.Исходные данные
2.Сбор нагрузок
3.Проверочные расчёты
4.Приложения	1-

ВВЕДЕНИЕ

Каменные стены и столбы зданий центрально и внецентренно сжатые при расчете на горизонтальные нагрузки следует принимать опертыми в горизонтальном направлении, опертыми на междуэтажные перекрытия, покрытия и поперечные стены.

Эти опоры делятся на жесткие (несмещаемые) и упругие.

Стены и столбы, имеющих в плоскостях перекрытий опоры рассматриваем как распложенные в вертикальной плоскости неразрезные балки на жестких опорах под действие горизонтальных ветровых нагрузок и вертикальных нагрузок от прекрытий.

СНиП допускает рассматривать стены и столбы разделенными по высоте на однопролетные балки с расположением шарниров в плоскостях опирания перекрытий, при этом нагрузки от верхних этажей следует прикладывать в центре тяжести стены или столбы выше нижележащего.

Нагрузки в пределах расчета этажа принимаем распложенными с фактическим эксцентриситетом.

При отсутствии специальных опор, фиксирующих положение плиты, точки приложения давления допускается принимать на расстоянии 1/3 от внутренней поверхности стены, но не менее 7см.

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

количество этажей, n
высота этажа, Hэт	4,8 м
толщина стены hст	0,64 м
расстояние между простенком в осях, В	5,9 м
ширина простенка, b	2,3 м
Норм.снеговая нагрузка, S	240 кгс/м^2
норм. полезная нагрузка на перекрытия, Pn	1200 кгс/м^2
марка кирпича	М 250
марка раствора	М 50

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАВНОМЕРНОРАСПРЕДЕЛЕННОЙ НАГРУЗКИ

Кровельное покрытие

	Элемент кровли	,		,
	3-х слойный рубиройдный ковер		1,3	19,5
	Цементный выравнивающий слой ρ=2000 кг/м^3, δ=18мм		1,3	46,8
	Утеплитель ρ=500 кг/м^3, δ=80мм		1,2
	Пароизоляция		1,3	6,5
	ЖБ плита ρ=2500 кг/м^3, δ=70мм		1,1	192,5
	ЖБ прогоны	49,6	1,1	54,6
	Снеговая нагрузка		1,4
	Полная нагрузка	640,6		815,9

Межэтажное перекрытие

	Элемент перекрытия	,		,
	Плиточный пол		1,2	43,2
	Цементная выравнивающая стяжка ρ=2000, δ=15мм		1,3
	Звукоизоляция		1,3
	ЖБ плита ρ=2500 кг/м^3, δ=70мм		1,1	192,5
	Прогон	49,6	1,1	54,6
	Полезная нагрузка		1,3

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЙ В РАСЧЕТНОМ СЕЧЕНИИ

Все нагрузки, действующие на перекрытия и покрытие приведем к действующим равномерно, в том числе и нагрузку от прогона

N_факт < |N_пр|

1) Расстояние между простенками на этаже B=5,9 м, b=2,3 м;

2) Количество этажей n=5;

3) Высота этажа H_эт=4,8 м;

4) Толщина плиты перекрытия b_пп=0,3 м;

5) Толщина балки перекрытия b_бп=0,5 м;

6) Расстояние от балки до окна b_бо=0,4 м;

7) Расстояние от пола до окна b_по=0,9 м;

8) Ширина окна b_ок=В-b=5,9-2,3=3,6 м;

9) Высота окна h_ок=3,0 м;

10) Площадь окон A_ок = (n-1) ∙ h_ок ∙ b_ок = (5-1) ∙ 3,0 ∙ 3,6 = 43,2м²;

11) Высота стены над потолком 6 этажа h₆ = 1м;

12) Расстояние от фундамента до пола 1 этажа h_фп = 1,5 + b_пп + 0,5 =1,5 + 0,3 + 0,5=2,3 м;

13) Площадь стены с окнами A_бр = ((n-1) ∙ H_эт + 1 + h_фп) ∙ B =((5-1) ∙ 4,8 + 1 + 2,3) ∙ 5,9= 132,75 м²;

14) Толщина стены h_ст = 0,64 м;

15) Коэффициент надежности по нагрузки для кирпичной кладки γ_f = 1,1;

16) Плотность кирпичной кладки ρ_к = 1800 кг/м³;

17) Площадь стены без окон A_ст = ((n-1) ∙ H_эт + 1 +1,2) ∙ В – A_ок = ((5-1) ∙4,8+1+1,2) ∙ 5,9 – 43,2 = 83,06 м²;

18) Вес стены N_ст = А_ст ∙ h_ст ∙ γ_f ∙ ρ_к = 83,06 ∙ 0,64 ∙ 1,1 ∙ 1800 = 105253,63 кгс;

19) Распределенная нагрузка от покрытия g_покр = 815,9 кгс/м²;

20) Распределенная нагрузка от перекрытия g_перекр = 1551,3 кгс/м²;

21) N_покр = g_покр ∙ В ∙ В/2 = 815,9∙ 5,9 ∙ 5,9/2 = 14200,7 кгс;

22) N_перек = g_перек ∙ В ∙(n-2)∙ В/2 = 1551,3 ∙ 5,9 ∙ (5-2) ∙ 5,9/2 = 81001,13 кгс;

23) Суммарная нагрузка N’ = N_ст + N_покр + N_перекр = 105253,63 + 14200,7 + 81001,13 = 200455,46 кгс;

24) N”= g_перек ∙ B ∙ B/2 = 1551,3 ∙ 5,9 ∙ 5,9/2 = 27000,4кгс;

25) Суммарная продольная сила N =N’ + N” = 200455,46 + 27000,4 = 227455,86 кгс;

26) Глубина заделки плиты в стену a = 0,25 м;

27) Эксцентриситет силы N”: e₁ = h_ст/2 – а/3 = 0,64/2 – 0,25/3 = 0,237;

28) Изгибающий момент действующий в сечении под опиранием плиты перекрытия

M₁= N∙e₁ = 227455,86 ∙ 0,237 = 53907 кгс*м;

29) Расстояние от пола до потолка h_пп = H_эт - 0,5 – 0,3 = 4,8-0,5-0,3=4,0 м;

30) Момент силы N”: M₂ = (M₁ ∙ (h_пп ­­– 0,4))/h_пп = (53907 ∙ (4,0-0,4))/4,0=48516 кгс*м;

31) Эксцентриситет силы N”: е₀ = M₂/N=48516 / 227455,86 = 0.21.

4. РАСЧЕТ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СТЕНЫ

Расчет несущей способности стены:

,

где - площадь сжатой части сечения при прямоугольной эпюре напряжений, определяемая из условия, что ее центр тяжести совпадает с точкой приложения продольной силы N’. Положение границы площади А_с определяется из условия равенства нулю статического момента этой площади относительно ее центра тяжести, для прямоугольного сечения:

А_с = h_с ∙b = (h_ст-2е_о) ∙b,

,

R – расчетное сопротивление кладки сжатию;

е₀ – эксцентриситет расчетной силы N относительно центра тяжести сечения;

φ – коэффициент продольного изгиба для всего сечения, определяемый по расчетной высоте элемента l₀, принимаемый по таблицам;

φ_с – коэффициент продольного изгиба для сжатой части сечения, определяемый по фактической высоте элемента Н по таблице при гибкости ,

ω – коэффициент, учитывающий фактическую неравномерность сжимающих напряжений по высоте сечения; для прямоугольного сечения

;

то

Принимаем

Тогда:

;

;

;

;

;

Расчетное сопротивление сжатию кирпичной кладки при марке кирпича М 250 и марки раствора М 50 R=250000 кг/м²

Несущая способность каменной кладки по оси А при внецентренном сжатии:

Условие не выполняется. Несущая способность простенка не обеспечена. Необходимо предусмотреть устройство сетчатой арматуры.

1. РАСЧЕТ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ПРОСТЕНКА С СЕТЧАТОЙ АРМАТУРОЙ

Выполним поперечное сетчатое армирование из стальных сеток, заложенных в горизонтальные швы кладки. Для повышения несущей способности кладки при работе на сжатие.

Характеристика арматурной сетки:

1) Арматурная проволока Вр-1 Ø5мм = Ø0,5 см;

2) Размер ячейки С₁=С₂=40 мм = 4см;

3) Армирование ведем через три ряда кладки по высоте S = 3 (60+12) =216 мм = 21,6 см

4) Процент армирования:

5) Расчетное сопротивление стали сжатию = 2220 кгс/см²

6) Минимальный процент армирования

7) Максимальный процент армирования

8) Нормативное сопротивление кладки

9) Упругая характеристика кладки

10) Определение φ =0,98, =0,92:

Расчет внецентренно сжатых элементов с сетчатым армированием при малых эксцентриситетах, не выходящих за пределы ядра сечения (для прямоугольного сечения е₀ £ 0,17 h), следует производить по формуле

N £ m_gj₁R_skbA_cw

где R_skb £ 2 R - расчетное сопротивление армированной кладки при внецентренном сжатии, определяемое при марке раствора 50 и выше по формуле

2227455кгс £ 1 0,95 5013000 0,51 1,33=3230302,1 кгс

Условие выполняется.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Дата добавления: 2015-08-10