Вариант 1
5.1
Определить размеры сечения столба по оси Б, перекрытия считать жесткими.
Исходные данные:
Пролет l=9м
Шаг столбов Sl
= 6м
Отметка верха крайнего столба Н=4,05м
Расчетная нагрузка от покрытия с учетом веса балок q=3кН/м2
Расчетная снеговая нагрузка s=1,4кН/ м2
Кирпич глиняный, пластического прессования, марки-100
Раствор цементный, марки – 50
Плотность кладки ρ=1,8т/м3
1. В соответствии со СНИП II-22-81 таб.26 находим группу кладки I – группа как (сплошная кладка из кирпича или камней марки 50 и выше, на растворе марки 10 и выше).
2.
Принимаем допустимое отношение β= по СНИП II-22-81 таб.28 при I – группе кладки и растворе 50 и выше β=25.
Определим Н с учетом уклона кровли Н=4,05+5,05м.
3.
Назначим предварительные размеры h≥
где k =0,6 - по СНИП II-22-81 таб.30 для столбов из кирпича с меньшим размером поперечного сечения менее 50см.
4.
По СНИП II-22-81 п. 4.2 принимаем следующую расчетную схему
При упругой верхней опоре и жестком защемлении в нижней для многопролетных зданий l0
= 1.25H. При h>0.3см коэффициент mg
= 1.
5.
Сбор нагрузок:
Нагрузка от перекрытия:
Fg
= PSl
l =3∙6∙9 = 162кН
Вес столба:
G = ρ∙g∙h2
∙γf
∙H = 18∙0.332
∙1.1∙5,05 = 10,89кН.
Снеговая:
Fs
= S∙Sl
∙l = 1,4∙6∙9 = 75,6кН
Полная нагрузка:
N = Fg
+ G + Fs
= 162 +10,89 +75,6 = 248,5кН
6.
Определим площадь сечения из условия прочности:
N≤mg
φRA
где mg
= 1 при h>0.3см
R=1500кН/м2
- прочность каменной кладки при Мк
100 и Мр
50 (по СНИП II-22-81 таб. 2)
φ – коэффициент продольного изгиба, определяемый по СНИП II-22-81 таб.18 в зависимости от гибкости элемента λh
и α - упругой характеристики кладки.
λh
=, α=1000 - по СНИП II-22-81 таб.15 при кладке из кирпича пластического прессования и марке раствора М50.
Таким образом в первом приближении принимаем φ=0,71.
γс
=0,8 - коэффициент условия работы, принятый для столбов и простенков в соответствии со по СНИП II-22-81 п.3.11.
=
Тогда: h =
7.
Уточняем размеры сечения столба:
Принимаем столб размерами 0,64х0,51м , с А =0,326м2
.
Уточняем нагрузку:
Собственный вес столба: G = ρ∙g∙h∙b∙γf
∙H = 18∙0.51∙0,64∙1.1∙5,05 =32,6кН
Полная нагрузка N =270,2кН.
Уточняем φ:
α=1000, λh
= , тогда φ=0,86.
Проверка несущей способности:
270,2 < 1∙0,86∙1500∙0,326 = 420кН
Несущая способность столба обеспечена.
5.2
Запроектировать столб (определить размеры, марку кирпича и раствора) по оси Б.
Исходные данные:
Пролет l=9м
Шаг столбов Sl
= 6м
Отметка верха крайнего столба Н=4,05м
Расчетная нагрузка от покрытия с учетом веса балок q=3кН/м2
Расчетная снеговая нагрузка s=1,4кН/ м2
Кирпич глиняный, пластического прессования
Раствор цементный
Плотность кладки ρ=1,8т/м3
Нагрузка от перекрытия: Fg
= 162кН
Снеговая: Fs
= 75,6кН
1. В соответствии со СНИП II-22-81 таб.26 находим группу кладки I – группа как (сплошная кладка из кирпича или камней марки 50 и выше, на растворе марки 10 и выше).
2.
Принимаем допустимое отношение β= по СНИП II-22-81 таб.28 при I – группе кладки и растворе 50 и выше β=25.
h=м
Принимаем столб сечением 0,51х0,51м.
3.
Сбор нагрузок:
Нагрузка от перекрытия:
Fg
= 162кН
Вес столба:
G = ρ∙g∙h2
∙γf
∙H = 18∙0.512
∙1.1∙5,05 = 26кН.
Снеговая:
Fs
= 75,6кН
Полная нагрузка:
N = Fg
+ G + Fs
= 162 +26 +75,6 = 263,6кН
4.
Определим требуемое расчетное сопротивление кладки из условия прочности:
N≤mg
φRA γс
где mg
= 1 при h>0.3см
φ – коэффициент продольного изгиба, определяемый по СНИП II-22-81 таб.18 в зависимости от гибкости элемента λh
и α - упругой характеристики кладки.
λh
=, α=1000 - по СНИП II-22-81 таб.15 при кладке из кирпича пластического прессования и марке раствора от 25-200.
Таким образом в первом приближении принимаем φ=0,86.
γс
=0,8 - коэффициент условия работы, принятый для столбов и простенков в соответствии со по СНИП II-22-81 п.3.11.
=
Принимаем в соответствии со СНИП II-22-81 таб.2 Мк
125 и Мр
50 с R=1700кН/м2
или Мк
150и Мр
25 cR=1500кН/м2
.
5.3
Определить размеры сечения столба по оси А по исходным данным задачи 5.1 при размере опорной зоны t=0.21м.
Исходные данные:
Пролет l=9м
Шаг столбов Sl
= 6м
Отметка верха крайнего столба Н=4,05м
Расчетная нагрузка от покрытия с учетом веса балок q=3кН/м2
Расчетная снеговая нагрузка s=1,4кН/ м2
Кирпич глиняный, пластического прессования, марки-100
Раствор цементный, марки – 50
Плотность кладки ρ=1,8т/м3
1. В соответствии со СНИП II-22-81 таб.26 находим группу кладки I – группа как (сплошная кладка из кирпича или камней марки 50 и выше, на растворе марки 10 и выше).
2.
Принимаем допустимое отношение β= по СНИП II-22-81 таб.28 при I – группе кладки и растворе 50 и выше β=25.
3.
Определим предварительные размеры столба:
h=м
Принимаем столб сечением 0,38х0,38м.
4.
Сбор нагрузок:
Нагрузка от перекрытия:
Fg
= 0,5∙P∙Sl
l = 0.5∙3∙6∙9=89кН
Вес столба:
G = ρ∙g∙h2
∙γf
∙H = 18∙0.382
∙1.1∙4,05= 11,6кН.
Снеговая:
Fs
= 0,5 S∙Sl
∙l = 1,4∙6∙9 = 37,8кН
Полная нагрузка:
N = Fg
+ G+ Fs
= 89+11,6+37,8 = 138,4кН
5.
Расчет прочности нормального сечения:
N≤ mg
φ1
RωAс
γс
где mg
= 1 при h>0.3см
R=1500кН/м2
- прочность каменной кладки при Мк
100 и Мр
50 (по СНИП II-22-81 таб. 2)
Ас
– площадь сжатой части сечения, определяется как
Ас
==0,382
e0
=– эксцентриситет расчетной силы N относительно центра тяжести сечения.
φ1
=
φ – коэффициент продольного изгиба, определяемый по СНИП II-22-81 таб.18 в зависимости от гибкости элемента λh
и α - упругой характеристики кладки.
λh
=, α=1000 - по СНИП II-22-81 таб.15 при кладке из кирпича пластического прессования и марке раствора от 25-200.
Таким образом принимаем φ=0,87.
φс
=0,73– коэффициент продольного изгиба сжатой зоны сечения, определяемый по СНИП II-22-81 таб.18, при λh
=, α=1000
ω = 1 +≤1,45 - по СНИП II-22-81 таб.19.
Проверка несущей способности столба:
138,4 кН < 1∙0,8∙1500∙1,22∙0,08∙0,8 = 199,4кН
Несущая способность столба обеспечена.
5.4
Запроектировать столб по оси А (определить его размеры, марку кирпича, раствора) по исходным данным задачи 5.2 при размере опорной зоны t=21см.
Исходные данны
Пролет l=9м
Шаг столбов Sl
= 6м
Отметка верха крайнего столба Н=4,05м
Расчетная нагрузка от покрытия с учетом веса балок q=3кН/м2
Расчетная снеговая нагрузка s=1,4кН/ м2
Кирпич глиняный, пластического прессования
Раствор цементный
Плотность кладки ρ=1,8т/м3
Нагрузка от перекрытия: Fg
= 162кН
Снеговая: Fs
= 75,6кН
1. В соответствии со СНИП II-22-81 таб.26 находим группу кладки I – группа как (сплошная кладка из кирпича или камней марки 50 и выше, на растворе марки 10 и выше).
2.
Принимаем допустимое отношение β= по СНИП II-22-81 таб.28 при I – группе кладки и растворе 50 и выше β=25.
м
Принимаем столб сечением 0,51х0,51м.
3.
Сбор нагрузок:
Нагрузка от перекрытия:
Fg
= 89кН
Вес столба:
G = ρ∙g∙h2
∙γf
∙H = 18∙0.512
∙1.1∙4,05 = 20,85кН.
Снеговая:
Fs
= 37,8кН
Полная нагрузка:
N = Fg
+ G + Fs
= 89+20,85 +37,8= 147,65кН
4.
Определим требуемое расчетное сопротивление кладки из условия прочности:
N≤ mg
φ1
RωAс
γс
где mg
= 1 при h>0.3см
Ас
– площадь сжатой части сечения, определяется как
Ас
==0,512
e0
=– эксцентриситет расчетной силы N относительно центра тяжести сечения.
φ1
=
φ – коэффициент продольного изгиба, определяемый по СНИП II-22-81 таб.18 в зависимости от гибкости элемента λh
и α - упругой характеристики кладки.
λh
=, α=1000 - по СНИП II-22-81 таб.15 при кладке из кирпича пластического прессования и марке раствора от 25-200.
Таким образом принимаем φ=0,86.
φс
=0,73– коэффициент продольного изгиба сжатой зоны сечения, определяемый по СНИП II-22-81 таб.18, при λh
=, α=1000
ω = 1 +≤1,45 - по СНИП II-22-81 таб.19.
R = =
Принимаем в соответствии со СНИП II-22-81 таб.2 Мк
125 и Мр
75 с R=1900кН/м2
.
5.5.
Проверить несущую способность стены по оси В на местное смятие, при размерах опорной подушки h×b согласно исходным данным.
Исходные данные:
Пролет l=9м
Шаг столбов Sl
= 6м
Отметка верха крайнего столба Н=4,05м
Расчетная нагрузка от покрытия с учетом веса балок q=3кН/м2
Расчетная снеговая нагрузка s=1,4кН/ м2
Кирпич глиняный, пластического прессования, марки-100
Раствор цементный, марки – 50
Плотность кладки ρ=1,8т/м3
Толщина стены -0,51м
Опорная подушка 0,2х0,2м
Расчет на смятие производим по формуле:
Nс
≤ ΨdRc
Aс
1. Nc
– продольная сжимаюшая сила от местной нагрузки:
2. Ас
– площадь смятия, на которую передается нагрузка:
Ас
= 0,22
= 0,04м2
Rc
– расчетное сопротивление кладки на смятие.
Rc
= ξR = 1,77∙1500 = 2663,7кН/м2
где ξ =
ξ1
=2 – коэффициент определяемый по СНИП II-22-81 таб.21, при кладки из полнотелого кирпича и растворе М50 и соответствующем типе приложения нагрузки.
А – расчетная площадь сечения:
А=0,2 (0,2+2∙0,51) = 0,244м2
Ψ =0,5 - коэффициент полноты эпюры давления от местной нагрузки, при треугольной нагрузке.
d =1.5 -0.5Ψ = 1.5 – 0.5∙0.5 = 1.25 – для кирпичной кладки.
118,8кН > 0,5∙1,25∙2663,7∙0,04 = 66,59кН
Прочность на смятие не обеспечена.
5.6.
Определить размеры сечения армокаменного столба по оси Б и сконструировать сетки при исходных данных задачи 5.1 и дополнительных исходных данных.
Исходные данные:
Пролет l=9м
Шаг столбов Sl
= 6м
Отметка верха крайнего столба Н=4,05м
Расчетная нагрузка от покрытия с учетом веса балок q=3кН/м2
Расчетная снеговая нагрузка s=1,4кН/ м2
Кирпич глиняный, пластического прессования, марки-100
Раствор цементный, марки – 50
Плотность кладки ρ=1,8т/м3
Тип сетки -сварная
μ=0,3%
Класс стали сеток Вр-1
Диаметр арматуры d=4мм.
1. В соответствии со СНИП II-22-81 таб.26 находим группу кладки I – группа как (сплошная кладка из кирпича или камней марки 50 и выше, на растворе марки 10 и выше).
2.Принимаем допустимое отношение β= по СНИП II-22-81 таб.28 при I – группе кладки и растворе 50 и выше β=25.
С учетом уклона кровли Н=5,05м.
3. Назначим предварительные размеры h≥
где k =0,6 - по СНИП II-22-81 таб.30 для столбов из кирпича с меньшим размером поперечного сечения менее 50см.
По СНИП II-22-81 п. 4.2 принимаем расчетную схему с упругой верхней опорой и жестко защемленной нижней (см лист 3).
Принимаем b×h=0.510.51м
4. При для многопролетных зданий l0
= 1.25H. При h>0.3см коэффициент mg
= 1.
5. Сбор нагрузок:
Нагрузка от перекрытия:
Fg
= PSl
l =3∙6∙9 = 162кН
Вес столба:
G = ρ∙g∙h2
∙γf
∙H = 18∙0.512
∙1.1∙5,05 = 26кН.
Снеговая:
Fs
= S∙Sl
∙l = 1,4∙6∙9 = 75,6кН
Полная нагрузка:
N = Fg
+ G + Fs
= 162 +26 +75,6 = 263,6кН
6.
Условие прочности:
N≤ mg
φRsk
A
A = 0.512
= 0.26м2
φ =0,836 – коэффициент продольного изгиба, при λh
=,
αsk
=α
=Ru
+
=R+ - расчетное сопротивление при центральном сжатии.
263,6кН <1∙0.836∙3960∙0.26 = 860,74кН
Конструирование арматурной сетки:
Аst
=0,126см2
– площадь арматурных стержней сетки
Шаг сеток: S = 65∙5 +4∙12 +2∙=385мм < 400мм
Принимаем С=30мм. Столб по оси Б с размерами 0,51х0,51 со сварной
арматурой Ø3;С=30 мм;S=385 мм.
5.7
Достаточна ли несущая способность столба в период первого оттаивания (по результатам задач 5.1 и 5.2), если кладка выполнена способом замораживания без химических добавок? Временная нагрузка отсутствует. Если прочность кладки недостаточна, рассчитать сетчатое армирование, определить коэффициент армирования.
Исходные данные:
Сечение столба: 0,64х0,51м , с А =0,326м2
.
Нагрузка на столб по задаче 5.1: N =270,2кН
mg
=1; φ=0,86
По СНИП II-22-81 таб.2 при стадии первичного оттаивания прочность раствора 0,2МПа.
При прочности раствора прочность кладки сжатию R0.2
=0.8МПа.
Несущая способность в стадии первичного оттаивания:
N=mg
φRA
270,2кН= 1∙0.86∙800∙0.326 = 224кН
В стадии первичного оттаивании прочность не обеспечена.
Определение несущей способности при армировании:
N≤ mg
φRsk
A
Примем коэффициент продольного изгиба φ=1
Расчетное сопротивление кладки при центральном сжатии:
Rsk
=
Определим коэффициент продольного армирования:
Принимаем μ=0,1%
Конструирование арматурной сетки:
Стержни d=4мм, Аst
=0,126см2
– площадь арматурных стержней сетки
Шаг сеток: S = 65∙5 +4∙12 +2∙=385мм < 400мм
Принимаем С=30мм. Столб по оси Б с размерами 0,51х0,51 со сварной
арматурой Ø3;С=30 мм;S=385 мм.