Курсовые работы в Гомеле заказать






Расчет простенка для каменных конструкций

1

 Расчет простенка

 

1.1 Сбор нагрузок

 

 

Нагрузки на простенок:

Сбор нагрузок на простенок ведется в табличной форме .

Грузовая площадь:  S = 2100 ∙ 2020 ∙ 10-6 = 4,242 м2.

 

 

Таблица 1 – Нагрузки на простенок, передаваемые с покрытия

 

Вид нагрузки

 

 

Нагрузки, кН

нормативные

γf

расчётные

I.Постоянные:

 

 

 

 

1.Слой КПХ-БХ-КПП

(δ = 5 мм, γ = 600 кг3)

 

 

0,13

1,35

0,18

2. Слой КПХ-БХ-ММ

(δ = 3 мм, γ = 600 кг3)

 

 

0,08

1,35

0,11

3. Paroc (плита Rob)

 (δ = 20 мм, γ = 300 кг3)

 

 

0,25

1,35

0,34

4. Paroc (плита Ros)

 (δ = 150 мм, γ = 200 кг3)

 

 

1,27

1,35

1,71

5. Полиэтиленовая пленка

(δ = 1 мм, γ = 600 кг3)

 

 

0,03

1,35

0,04

6. Paroc (плита Ros)

 (δ = 60 мм, γ = 200 кг3)

 

 

0,51

1,35

0,69

7. Затирка цементно-песчаная

(δ = 10 мм, γ = 1800 кг3)

 

 

0,76

1,35

1,03

8. Разуклонка из керамзитобетона (С 8/10)

(δ = 20 мм, γ = 800 кг3)

 

 

0,68

1,35

0,92

9. Железобетонная плита

(b=1500 мм, l=6000 мм, h=220 мм, m=2720 кг)

 

 

12,82

1,15

14,74

Итого:

 

16,53

-

19,76

II.Временные:

 

 

 

 

10. Снеговая (г. Гомель, IБ р-он)

 

3,39

1,40

4,75

11. В том числе длительная

 

0,00

1,40

0,00

Итого:

 

3,39

-

4,75

III.Суммарные:

 

 

 

 

12.Полные

 

19,92

-

24,51

13.В том числе длительные

 

16,53

-

19,76

 

Таблица 2 – Нагрузки на простенок, передаваемые с перекрытия

Вид нагрузки

 

нормативные, кН

γf

расчетные, кН

I.Постоянные:

 

 

 

 

1. Конструкция пола

 

2,12

1,35

2,86

2. Плита перекрытия

 

12,73

1,35

17,19

Итого:

 

14,85

 

20,05

II.Временные:

 

 

 

 

3. Стационарное оборудование

 

8,48

1,50

12,72

4. Вес людей и материалов

 

21,21

1,50

31,82

Итого:

 

29,69

 

44,54

III.Суммарные:

 

 

 

 

5.Полные

 

44,54

 

64,59

6.В том числе длительные

 

23,33

 

32,77

 

Удельные веса:    - оконных проемов с окнами – 0,4 кН/м2,

                              - каменной стены – 16,0 кН/м3 (камни силикатные).

 

Таблица 3 – Нагрузки на простенок от веса окон и стены

Вид нагрузки

Нормативное значение, кН

Коэффициент надёжности по нагрузке γf

Расчётная нагрузка, кН

1. Верхняя часть стены

3,19

1,35

4,31

2. Оконные проемы

0,72

1,35

0,97

3. Каменная стена

29,91

1,35

40,38

4. Нижняя часть стены

11,49

1,35

15,51

 

 

 

 

 

В итоге получаем:

- нагрузка от покрытия – 24,51 кН,

- нагрузка от перекрытия – 64,59 кН,

- нагрузка от верха стены – 4,31 кН,

- нагрузка от стены и окон – 41,35 кН,

- нагрузка от низа стены – 15,51 кН.

 

Расчетные нагрузки на простенок:

Расчет ведется в табличной форме

 

 

 

 

Таблица 4 – Расчетные нагрузки на простенок

 

Этаж

Усилие

Вычисления

Полная нагрузка, N  (кН)

 

 

Нагрузки в уровне опирания ригеля на стену (верх ригеля)

 

 

 

 

4

N4

24,51+4,31

28,82

3

N3

28,82+64,59+41,35

134,76

2

N2

134,76+64,59+41,35

240,70

1

N1

240,70+64,59+41,35

346,64

 

 

Нагрузка в уровне верха оконного проема первого этажа

1`

N1`

346,64+15,51

362,15

 

1.2 Расчет простенка на внецентренное сжатие

 

Исходные данные:

- расчетная нагрузка на простенок  N = 346,64 кН,

- размеры простенка (таврового сечения):  b1 = 900 мм,  c = 120 мм,

                                                                         b2 = 770 мм,  d = 260 мм,

- упругая характеристика кладки α = 1000  (табл. 15 СНиП),

- марка раствора М100, марка кирпича М250,

- расчетное сопротивление сжатию кладки R = 3,0 МПа  (табл. 2 СНиП).

 

 

Рис. 1 – Простенок таврового сечения

Расчет выполняется по формуле:

 , где

mg – коэффициент,

φ1 – коэффициент продольного изгиба,

R – расчетное сопротивлении сжатию кладки,

Ac – площадь сжатой части сечения при прямоугольной эпюре напряжений,

ω – коэффициент,

, где

φ – коэффициент продольного изгиба для всего сечения в плоскости действия изгибающего момента,

φc – коэффициент продольного изгиба для сжатой части сечения,

, где

l0 – расчетная высота (длина) элемента,

ix – наименьший радиус инерции сечения элемента,

, где

ixc –радиус инерции сжатой части поперечного сечения Ac в плоскости действиия изгибающего момента,

H – расстояние между перекрытиями или другими горизонтальными опорами (фактическая высота элемента).

 

Определение центра тяжести сечения простенка

 

 

A =( 120 ∙ 900 + 260 ∙ 770) ∙ 10-2= 3082,00 с м2,

 

S = 770 ∙ 260 ∙  + 900 ∙ 120 ∙ ( + 260)) ∙ 10-3 = 60586,00 см3,

y =  , где

S – статический момент инерции сечения,

A – площадь поперечного сечения,

y – расстояние от расчетной оси до центра тяжести сечения,

e0 – эксцентриситет расчетной силы N относительно центра тяжести сечения.

y =  = 196,6 мм

e0 = y – а , где а=120/2=60 мм, тогда

e0 = 196,660,0 = 136,6  м

 

Определение геометрических характеристик сечения простенка относительно центральной оси

 

Yx = Yx1 + Yx2 , где

Yx – момент инерции всего сечения относительно главных осей,

Yx1 – момент инерции «первой» части сечения,

Yx2 – момент инерции «второй» части сечения,

b1 , b2 , d , c , h – размеры простенка таврового сечения.

Yx1 =(  + (196,6 - )2 ∙ 770 ∙ 260)∙ 10-4 = 201579,24 см4

 

Yx2 =  + (260 + 120 – 196,6 - )2 ∙ 900 ∙ 120)∙ 10-4  = 177417,65 см4

Yx = 201579,24 + 177417,65= 378996,89 см4

ix  =

ix  =  = 11,09  м

Так как  ix = 11,09 см > 8,7 см , то  mg = 1,00

l0 = 0,9 ∙ H

l0 = 0,9 ∙ 3200 = 2880 мм

 = 25,97

 По таблице 18 [СНиП] интерполяцией находим  φ = 0,932.

 

Определение площади сжатой части сечения

 

e2 = ye0

e2 = 196,6 – 136,6= 60,0  мм

 = 94,1  мм

hc = e2 + x , где

x – расстояние от точки приложения нагрузки N до крайней грани сжатого сечения,

hc – высота сжатой части сечения.

hc = 60,0 + 94,1 = 154,1  мм

Ac = 770∙ 154,1∙ 10-2=1186,57 см2.

 

Определение центра тяжести сжатой части сечения

 

yс =  , где

Sc – статический момент инерции сжатого сечения,

yc – расстояние от расчетной оси до центра тяжести сжатого сечения,

e2 – расстояние от точки приложения нагрузки N до крайней грани сжатого сечения (в сторону действия момента).

Sc = 770 ∙ 154,1 ∙  ∙ 10-3= 9142,52  cм3,

yc =  = 77,0  мм          

 

Определение радиуса инерции сжатой части сечения

 

Yxc = Yxc1 + Yxc2 , где

Yxс – момент инерции всего сжатого сечения относительно главных осей,

Yxс1 – момент инерции «первой» части сжатого сечения,

Yxс2 – момент инерции «второй» части сжатого сечения.

Yxc1 = ∙ 10-4 = 23481,04 см4

 

Yxc2 = 0

Yxc2 = 0,00 см4

Yxc=23481,04+0,00=23481,04 см4

ixс  =

ixс  =  = 4,45 см

 

Проверка прочности простенка

 

Так как  h= 38 см > 30 см , то  mg = 1,00

H = 3200  мм

 = 71,91

 По таблице 18 [СНиП] интерполяцией находим  φc = 0,715.

 = 0,824

По таблице 19 [СНиП] для сечения произвольной формы  ω = 1 +

Условие  2 ∙ y < h     (по примечанию таблицы 19 [СНиП])

2 ∙ 196,6 мм < 380,0 мм

393,2 мм < 380,0 мм

Условие не выполняется, следовательно  2 ∙ y = 2 ∙ y

ω = 1 +  = 1,35 < 1,45    (условие выполняется)

Ncc = 1,00 ∙ 0,824 ∙ 3,00 ∙1186,57∙1,35∙ 10-1= 395,98  кН

Ncc = 395,98  кН  >  N = 346,64  кН

Условие выполняется, следовательно прочность простенка обеспечена.

 

Проверка необходимости расчета по раскрытию трещин

 

Проверка условия  e0 > 0,7 ∙ y     (по пункту 4.8 [СНиП])

136,6 > 0,7 ∙ 196,6

136,6 мм < 137,6 мм

Условие не выполняется, следовательно расчет по раскрытию трещин в швах кладки производить не нужно.

\left(x-1\right)\left(x+3\right)