РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ ПЕРВОЙ ГРУППЫ (ПО НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ)

4. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ ПЕРВОЙ ГРУППЫ (ПО НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ)

КАМЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Центрально-сжатые элементы

N £ m_gjRA, (10)

где N - расчетная продольная сила;

R - расчетное сопротивление сжатию кладки, определяемое по табл. 2 - 9*;

j - коэффициент продольного изгиба, определяемый по п. 4.2;

А - площадь сечения элемента;

m_g - коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки и определяемый по формуле (16) при e_0g = 0.

При меньшем размере прямоугольного поперечного сечения элементов h ³ 30 см (или с меньшим радиусом инерции элементов любого сечения i ³ 8,7 см) коэффициент m_g следует принимать равным единице.

4.2. Коэффициент продольного изгиба j для элементов постоянного по длине сечения следует принимать по табл. 18 в зависимости от гибкости элемента

l_i = (11)

или прямоугольного сплошного сечения при отношении

l_h = (12)

и упругой характеристики кладки a, принимаемой по табл. 15*, а для кладки с сетчатым армированием - по формуле (4).

В формулах (11) и (12):

4.3. Расчетные высоты стен и столбов l_o при определении коэффициентов продольного изгиба j в зависимости от условий опирания их на горизонтальные опоры следует принимать:

а) при неподвижных шарнирных опорах l_o = Н (рис. 4, а);

б) при упругой верхней опоре и жестком защемлении в нижней опоре: для однопролетных зданий l_o = 1,5H, для многопролетных зданий l_o = 1,25H (рис. 4, б);

в) для свободно стоящих конструкций l_o = 2Н (рис. 4, в);

г) для конструкций с частично защемленными опорными сечениями - с учетом фактической степени защемления, но не менее l_o = 0,8Н, где Н - расстояние между перекрытиями или другими горизонтальными опорами, при железобетонных горизонтальных опорах - расстояние между ними в свету.

Рис. 4. Коэффициенты j и m_g по высоте сжатых стен и столбов

а - шарнирно опертых на неподвижные опоры; б - защемленных внизу и имеющих верхнюю упругую опору; в - свободно стоящих

Таблица 18

2. Если нагрузкой является только собственная масса элемента в пределах рассчитываемого участка, то расчетную высоту l₀ сжатых элементов, указанную в п. 4.3, следует уменьшить путем умножения на коэффициент 0,75.

Для стен и столбов, имеющих нижнюю защемленную и верхнюю упругую опоры, при расчете сечений нижней части стены или столба до высоты 0,7 H принимаются расчетные значения j и m_g, а при расчете сечений верхней части стены или столба значения j и m_g для этих сечений увеличиваются до единицы по линейному закону (рис. 4, б).

Для свободно стоящих стен и столбов при расчете сечений в их нижней части (до высоты 0,5Н) принимаются расчетные значения j и m_g, a в верхней половине значения j и m_g увеличиваются до единицы по линейному закону (рис. 4, в).

В месте пересечения продольной и поперечной стен, при условии их надежного взаимного соединения, коэффициенты j и m_g разрешается принимать равными 1. На расстоянии Н от пересечения стен коэффициенты j и m_g определяются по пп. 4.1 - 4.3. Для промежуточных вертикальных участков коэффициенты j и m_g принимаются по интерполяции.

Для узких простенков, ширина которых меньше толщины стены, производится также расчет простенка в плоскости стены, при этом расчетная высота простенка принимается равной высоте проема.

а) при опирании стен (столбов) на неподвижные шарнирные опоры - по высоте l₀ = H (H - высота стены или столба согласно п. 4.3) и наименьшему сечению, расположенному в средней трети высоты H;

б) при упругой верхней опере или при ее отсутствии - по расчетной высоте l₀, определенной согласно п. 4.3, и сечению у нижней опоры, а при расчете верхнего участка стены (столба) высотой Н₁ - по расчетной высоте l₀₁ и поперечному сечению этого участка; l₀₁ определяется так же, как l₀, но при Н = Н₁.

Внецентренно сжатые элементы

N £ m_gj₁RA_cw, (13)

где А_с - площадь сжатой части сечения при прямоугольной эпюре напряжений (рис. 5), определяемая из условия, что ее центр тяжести совпадает с точкой приложения расчетной продольной силы N. Положение границы площади А_с определяется из условия равенства нулю статического момента этой площади относительно ее центра тяжести для прямоугольного сечения

A_c = A, (14)

j₁ = . (15)

В формулах (13) - (15):

R - расчетное сопротивление кладки сжатию;

А - площадь сечения элемента;

h - высота сечения в плоскости действия изгибающего момента;

е₀ - эксцентриситет расчетной силы N относительно центра тяжести сечения;

j - коэффициент продольного изгиба для всего сечения в плоскости действия изгибающего момента, определяемый по расчетной высоте элемента l₀ (см. пп. 4.2, 4.3) по табл. 18;

j_с - коэффициент продольного изгиба для сжатой части сечения, определяемый по фактической высоте элемента Н по табл. 18 в плоскости действия изгибающего момента при отношении

l_hc =

или гибкости

где h_c и i_с - высота и радиус инерции сжатой части поперечного сечения А_с в плоскости действия изгибающего момента.

Для прямоугольного сечения h_c = h - 2e_o.

Для таврового сечения (при е₀ > 0,45y) допускается приближенно принимать А_с = 2(у - е₀)b и h_c = 2(у - е₀), где у - расстояние от центра тяжести сечения элемента до его края в сторону эксцентриситета; b - ширина сжатой полки или толщина стенки таврового сечения в зависимости от направления эксцентриситета.

Рис. 5. Внецентренное сжатие

При знакопеременной эпюре изгибающего момента по высоте элемента (рис. 6) расчет по прочности следует производить в сечениях с максимальными изгибающими моментами различных знаков. Коэффициент продольного изгиба j_с следует определять по высоте части элемента в пределах однозначной эпюры изгибающего момента при отношениях или гибкостях

и l_h2c = или l_i2c = ,

где Н₁ и Н₂ - высоты частей элемента с однозначной эпюрой изгибающего момента;

h_с1; i_с1 и h_с2; i_с2 - высоты и радиусы инерции сжатой части элементов в сечениях с максимальными изгибающими моментами;

w - коэффициент, определяемый по формулам, приведенным в табл. 19*;

т_g - коэффициент, определяемый по формуле

т_g = 1 - h, (16)

где N_g - расчетная продольная сила от длительных нагрузок;

h - коэффициент, принимаемый по табл. 20;

е_0g - эксцентриситет от действия длительных нагрузок.

Таблица 19*

Вид кладки	Значения w для сечений
	произвольной формы	прямоугольного
1. Кладка всех видов, кроме указанных в поз. 2	1 + £ 1,45	1 + £ 1,45
2. Кладка из керамических кирпича, камней и блоков пустотностью более 25 %; из камней и крупных блоков, изготовленных из ячеистых и крупнопористых бетонов; из природных камней (включая бут)	1	1
Примечание. Если 2у < h, то при определении коэффициента w вместо 2у следует принимать h.

4.8. При е₀ > 0,7у, кроме расчета внецентренно сжатых элементов по формуле (13), следует производить расчет по раскрытию трещин в швах кладки согласно указаниям п. 5.3.

Величину случайного эксцентриситета следует принимать равной: для несущих стен - 2 см; для самонесущих стен, а также для отдельных слоев трехслойных несущих стен - 1 см; для перегородок и ненесущих стен, а также заполнений фахверковых стен случайный эксцентриситет допускается не учитывать.