Расчетные случаи при расчете кирпичной кладки. Факторы, влияющие на прочность кладки. Правила конструирования неармированных колонн. Особенности работы кирпичных колонн под нагрузкой. Ознакомление с общим порядком расчета для определения размеров сечения кирпичной центрально-сжатой колонны. 6.Решение задач Рассмотрим некоторые правила конструирования неармированных колонн. Размеры поперечного сечения колонн принимают с учетом размеров кирпича. Обычно не менее 380х380 мм (1,5х1,5 кирпича) и далее 510х510 мм (2х2 кирпича), 640х640 мм (2,5х2,5 кирпича). На верхнюю часть кирпичной колонны могут укладываться железобетонные подушки, которые способствуют распределению напряжений от балок по кирпичной кладке. Их можно принимать без расчета толщиной 14-22 см. В нижней части, между кирпичной кладкой и фундаментом, выполняется гидроизоляция.  Каковы же особенности работы кирпичных колонн под нагрузкой? Каменная кладка работает упругопластично. При этом кирпич в кладке испытывает сложное напряжённое состояние – сжатие, изгиб и растяжение, что приводит к более раннему разрушению его в кладке, чем при испытании в лабораторных условиях. Из чего следует, что разрушение кладки происходит на фоне потери общей устойчивости, которая и лежит в основе расчета. Данная формула является базовой расчетной формулой для центрально-сжатых каменных столбов. На основании её могут быть решены два типа задач: подбор размеров сечения колонны и проверка несущей способности. N ≤ mgφRA, где N – расчетная продольная сила, R – расчетное сопротивление сжатию кладки, определяемое по табл. 2 СП 15.1330.2012;  mg – коэффициент, учитывающий влияние пластических деформаций кладки при воздействии длительной нагрузки. При h≥30 см, где h – размер меньшей стороны сечения колонны (если колонна прямоугольного сечения), коэффициент mg= 1. При h˂30 см коэффициент mgопределяют по формуле: mg= 1- η Ng/N, где η – коэффициент, зависящий от гибкости элемента и вида каменной кладки, принимаемый по табл. 20 СНиП II-22-81; Ng – расчетная продольная сила от длительно действующей нагрузки; А – площадь поперечного сечения столба; φ – коэффициент продольного изгиба, определяется в зависимости а и λh по табл. 19 СП 15.13330.2012, где а – упругая характеристика кладки, определяется по табл.16 СП15.13330.2012;    λh – гибкость столба, определяемая по формуле: λh = l0/h, где l0– расчетная длина столба; h – меньшая сторона сечения колонны. Расчетные высоты стен и столбовl0 назначаются в зависимости от условий их опирания на горизонтальные опоры: а) при неподвижных шарнирных опорах l0=H (рис 2, а); б) при упругой верхней опоре и жестком защемлении в нижней опоре для однопролетных зданий l0=1,5H, для многопролетных зданий l0=1,25H (рис 2, б); в) для свободно стоящих конструкций l0=2H(рис 2, в). Чтобы перейти к решению задач необходимо ознакомиться с общим порядком расчета для определения размеров сечения кирпичной центрально-сжатой колонны. 1.Определяют нагрузку на кирпичную колонну. 2.Устанавливают расчетную схему колонны. 3.Задаются следующими параметрами: а) маркой кирпича, обычно принимается от М50 до М150; б) маркой раствора, обычно принимается от М25 до М75. 4. По табл.2 СП 15.13330.2012-находят расчетное сопротивление сжатию кладки R. 5. Определяют упругую характеристику кладки а по табл. 16 СП 15.13330.2012. 6. Предварительно принимают значение коэффициента продольного изгибаφ=0,8-0,9 и предполагая, что размеры сечения будут больше 30 см, принимают значение коэффициента mg=1. 7. Пользуясь формулой N ≤ mgφRA, определяют требуемую площадь сечения колонны: 8. Назначают размеры сечения колонны, учитывая размеры кирпича; сечение колонн принимают не менее 380х380 мм и далее, добавляя по 130 мм (ширина кирпича 120 мм + 10 мм шов). 9. Проверяют принятое сечение: а) определяют коэффициентmg, учитывающий влияние пластических деформаций кладки при воздействии длительной нагрузки. При h≥30 см коэффициент mg= 1. При h˂30 см коэффициент mgопределяют по формуле: mg= 1- η Ng/N б) определяют гибкость λh = l0/h и по табл. 19 СП 15.13330.2012 коэффициент продольного изгиба φ; в) определяют площадь принятого сечения колонны; в случае, если принятое сечение меньше 0,3м2, то расчетное сопротивление необходимо умножить на коэффициент условия работы γс=0,8. 10. Проверяют несущую способность колонны: N ≤ mgφRA. Если условие удовлетворено, то расчет закончен, если нет, то изменяют марки кирпича, раствора или увеличивают размеры колонны и расчет повторяют до тех пор, пока не будет удовлетворено условие. Проверка принятого сечения является проверкой несущей способности.  Задача1 Подобрать сечение центрально-сжатой колонны, выполненной из полнотелого глиняного кирпича пластического прессования на цементно-известковом растворе. Расчетное продольное сжимающее усилие N=566,48 кН. Коэффициент надежности по ответственности γn=0,95. Принята расчетная схема с шарнирным опиранием концов стержня колонны Н=3,6 м. Решение. Определяем нагрузку с учетом коэффициента надежности по ответственности: N=566,48*γn=566,48*0,95=538,16кН. Задаемся материалами. Принимаем: полнотелый глиняный кирпич пластического прессования марки М100; раствор цементно-известковый М75. Находим расчетное сопротивление кладки сжатию (табл.2 СП 15.13330.2012) R=1,7 МПа=0,17 кН/см2 . Определяем упругую характеристику кладки (табл. 16 СП 13,13330.2012): а = 1000. Задаемся коэффициентом продольного изгиба φ=0,8 и коэффициентомmg=1. Определяем требуемую площадь сечения колонны: А= | N | = | 538,16 | = 3957,03 см2 | mgφR | 1*08*0,17 | Принимаем сечение колонны 380х380 мм, тогда (переводим мм в см) А = 38х38= 1444 см2. 510х510 мм =А = 2601 см2. 640х640 мм = А = 64х64=4096 см2 = 0,4096 м2. Проверяем принятое сечение: а) так как меньшая сторона сечения h=64 см 30 см, то коэффициент mg=1; б) определяем гибкость: λh = l0/h, где расчетная высота колонныlo=Н=3,6 м. λh =360/64= 5,63 Определяем коэффициент продольного изгиба (табл.19 СП15.1330.2012) φ = 0,98. ( в) принятое сечение больше чем 0,3 м2, поэтому умножить на коэффициент условия работы γс не надо.) 8. Проверяем несущую способность колонны: N ≤ mgφRA N=538,16 кН˂1*0,98*0,17*4096 = 682,39 кН. Вывод: несущая способность каменной колонны обеспечена, оставляем подобранное сечение 640х640мм. Задача 2.. Принято сечение 510x510 мм, колонну выполняем из полнотелого глиняного кирпича пластического прессования марки Ml00 и цементно-известкового раствора М100. Расчетное продольное сжимающее усилие N= 566,48 кН. Коэффициент надежности по ответственности γn = 0,95. Принята расчетная схема с шарнирным опиранием концов стержня колонны. При такой расчетной схеме расчетная длина равна высоте этажа l0 = Н = 3,6 м.Определить несущую способность колонны. Решение. 1. Определяем расчетное продольное сжимающее усилие с учетом коэффициента N = 566,48 • 0,95 = 538,16 кН 2. Определяем площадь колонны А = 51∙51 = 2601 см2 = 0,26 м2; так как площадь сечения меньше 0,3 м2, расчетное сопротивление необходимо умножать на коэффициент условия работы γс = 0,8. 3. Находим расчетное сопротивление сжатию кладки R = 1,8 МПа = 0,18 кН/см2 4.Упругая характеристика α = 1000 5. Определяем гибкость колонны  6.Определяем коэффициент продольного изгиба φ = 0,94 7.Коэффициент mg = 1, так как меньший размер сечения h 30 см. 8.Несущая способность кирпичного столба  Вывод. Несущая способность не обеспечена. |