Косое внецентренное сжатие

7.12. Расчет элементов при косом внецентренном сжатии следует производить по формуле (13) при прямоугольной эпюре напряжений в обоих направлениях. Площадь сжатой части сечения условно принимается в виде прямоугольника, центр тяжести которого совпадает с точкой приложения силы и две стороны ограничены контуром сечения элемента (рисунок 7), при этом ; и , где и - расстояния от точки приложения силы N до ближайших границ сечения.

Рисунок 7. Расчетная схема прямоугольного сечения

при косом внецентренном сжатии

В случаях сложного по форме сечения для упрощения расчета допускается принимать прямоугольную часть сечения без учета участков, усложняющих его форму (рисунок 8).

Рисунок 8. Расчетная схема сложного сечения

при косом внецентренном сжатии

Величины w, и определяются дважды:

а) при высоте сечения h или радиусе инерции и эксцентриситете в направлении h;

б) при высоте сечения b или радиусе инерции и эксцентриситете в направлении b.

За расчетную несущую способность принимается меньшая из двух величин, вычисленных по формуле (13) при двух значениях w, и .

Если или , то кроме расчета по несущей способности должен производиться расчет по раскрытию трещин в соответствующем направлении по указаниям 8.3.

Смятие (местное сжатие)

7.13. Расчет сечений на смятие при распределении нагрузки на части площади сечения следует производить по формуле

, (17)

где - продольная сжимающая сила от местной нагрузки;

- расчетное сопротивление кладки на смятие, определяемое согласно указаниям 7.14;

- площадь смятия, на которую передается нагрузка;

- для кирпичной и виброкирпичной кладки, а также кладки из сплошных камней или блоков, изготовленных из тяжелого и легкого бетонов;

d = 1 - для кладки из пустотелых бетонных или сплошных камней и блоков из крупнопористого и ячеистого бетонов; крупноформатных керамических камней;

- коэффициент полноты эпюры давления от местной нагрузки.

КонсультантПлюс: примечание.

Текст дан в соответствии с официальным текстом документа.

При равномерном распределении давления , при треугольной эпюре давления y = 0,5.

Если под опорами изгибаемых элементов не требуется установка распределительных плит, то допускается принимать - для кладок из материалов, указанных в позициях 1 и 2 таблицы 22, и - для кладок из материалов, указанных в позиции 3 этой таблицы.

Таблица 22

┌─────────────────────────────────┬───────────────────────────────────────┐

│ Материал кладки │ кси , для нагрузок по схеме │

│ │ 1 │

│ ├───────────────────┬───────────────────┤

│ │ Рисунок 9, а, в, │ Рисунок 9, б, г, │

│ │ в , д, ж │ е, з │

│ │ 1 │ │

│ ├────────┬──────────┼────────┬──────────┤

│ │местная │ сумма │местная │ сумма │

│ │нагрузка│ местной │нагрузка│ местной │

│ │ │и основной│ │и основной│

│ │ │ нагрузок │ │ нагрузок │

├─────────────────────────────────┼────────┼──────────┼────────┼──────────┤

│1. Полнотелый кирпич, сплошные │ 2 │ 2 │ 1 │ 1,2 │

│камни и крупные блоки из тяжелого│ │ │ │ │

│бетона или бетона на пористых │ │ │ │ │

│заполнителях класса В3,5 и выше │ │ │ │ │

│2. Керамические кирпич и камни │ 1,5 │ 2 │ 1 │ 1,2 │

│с пустотами (кроме │ │ │ │ │

│крупноформатных), бутобетон │ │ │ │ │

│3. Пустотелые бетонные камни │ 1,2 │ 1,5 │ 1 │ 1 │

│и блоки. Сплошные камни и блоки │ │ │ │ │

│из бетона М35. Камни и блоки │ │ │ │ │

│из ячеистого бетона и природного │ │ │ │ │

│камня │ │ │ │ │

│4. Для всех типов кладки при │ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │

│растворе марки < М10 │ │ │ │ │

├─────────────────────────────────┴────────┴──────────┴────────┴──────────┤

│ Примечания. 1. Для кладок всех видов на неотвердевшем растворе или│

│на замороженном растворе в период его оттаивания при зимней кладке,│

│выполненной способом замораживания, принимаются значения кси , указанные│

│ 1 │

│в поз. 3 настоящей таблицы. │

│ 2. Для кирпича, камней и блоков пустотностью более 25% значение│

│коэффициента кси принимается равным 1. │

│ 1 │

│ 3. Для керамических поризованных крупноформатных камней значение│

│коэффициента кси принимается равным 0,8. │

│ 1 │

│ 4. Для полистиролбетонных блоков значение кси принимается│

│ 1 │

│по экспериментальным данным. │

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

а - з - различные случаи местного сжатия

Рисунок 9. Определение расчетных площадей сечений

при смятии (местном сжатии)

7.14. Расчетное сопротивление кладки на смятие следует определять по формуле

; (18)

, (19)

где A - расчетная площадь сечения, определяемая согласно указаниям 7.16;

- коэффициент, зависящий от материала кладки и места приложения нагрузки, определяется по таблице 22.

При расчете на смятие кладки с сетчатым армированием расчетное сопротивление кладки принимается в формуле (17) большим из двух значений: , определяемого по формуле (18) для неармированной кладки, или , где - расчетное сопротивление кладки с сетчатым армированием при осевом сжатии, определяемое по формуле (27) или (28).

7.15. При одновременном действии местной (опорные реакции балок, прогонов, перекрытий и т.п.) и основной нагрузок (вес вышележащей кладки и нагрузка, передающаяся на эту кладку) расчет производится раздельно на местную нагрузку и на сумму местной и основной нагрузок, при этом принимаются различные значения согласно таблице 22.

При расчете на сумму местной и основной нагрузок разрешается учитывать только ту часть местной нагрузки, которая будет приложена до загружения площади смятия основной нагрузкой.

Примечание. В случае, когда площадь сечения достаточна для восприятия одной лишь местной нагрузки, но недостаточна для восприятия суммы местной и основной нагрузок, допускается устранять передачу основной нагрузки на площадь смятия путем устройства промежутка или укладки мягкой прокладки над опорным концом прогона, балки или перемычки.

7.16. Расчетная площадь сечения A определяется по следующим правилам:

а) при площади смятия, включающей всю толщину стены, в расчетную площадь смятия включаются участки длиной не более толщины стены в каждую сторону от границы местной нагрузки (см. рисунок 9, а);

б) при площади смятия, расположенной на краю стены по всей ее толщине, расчетная площадь равна площади смятия, а при расчете на сумму местной и основной нагрузок принимается также расчетная площадь, указанная на рисунке 9, б пунктиром;

в) при опирании на стену концов прогонов и балок в расчетную площадь смятия включается площадь сечения стены шириной, равной глубине заделки опорного участка прогона или балки, и длиной не более расстояния между осями двух соседних пролетов между балками (рисунок 9, в); если расстояние между балками превышает двойную толщину стены, длина расчетной площади сечения определяется как сумма ширины балки и удвоенной толщины стены h (рисунок 9, );

г) при смятии под краевой нагрузкой, приложенной к угловому участку стены, расчетная площадь равна площади смятия, а при расчете на сумму местной и основной нагрузок принимается расчетная площадь, ограниченная на рисунке 9, г пунктиром;

д) при площади смятия, расположенной на части длины и ширины сечения, расчетная площадь принимается согласно рисунку 9, д. Если площадь смятия расположена вблизи от края сечения, то при расчете на сумму местной и основной нагрузок принимается расчетная площадь сечения, не меньшая, чем определяемая по рисунку 9, г при приложении той же нагрузки к угловому участку стены;

е) при площади смятия, расположенной в пределах пилястры, расчетная площадь равна площади смятия, а при расчете на сумму местной и основной нагрузок принимается расчетная площадь, ограниченная на рисунке 9, е пунктиром;

ж) при площади смятия, расположенной в пределах пилястры и части стены или простенка, увеличение расчетной площади по сравнению с площадью смятия следует учитывать только для нагрузки, равнодействующая которой приложена в пределах полки (стены) или же в пределах ребра (пилястры) с эксцентриситетом в сторону стены (где L - длина площади смятия, - эксцентриситет по отношению к оси площади смятия). В этих случаях в расчетную площадь сечения включается кроме площади смятия часть площади сечения полки шириной C, равной глубине заделки опорной плиты в кладку стены и длиной в каждую сторону от края плиты не более толщины стены (рисунок 9, ж);

з) если сечение имеет сложную форму, не допускается учитывать при определении расчетной площади сечения участки, связь которых с загруженным участком недостаточна для перераспределения давления (участки 1 и 2 на рисунке 9, з).

Примечание. Во всех случаях, приведенных на рисунке 9, в расчетную площадь сечения A включается площадь смятия .

7.17. При опирании на край кладки изгибаемых элементов (балок, прогонов и т.п.) без распределительных плит или с распределительными плитами, которые могут поворачиваться вместе с концами элемента, длина опорного участка элемента должна приниматься по расчету. При этом плита обеспечивает распределение нагрузки только по своей ширине в направлении, перпендикулярном изгибаемому элементу.

Указания настоящего пункта не распространяются на расчет опор висячих стен, который производится согласно 7.13 и 9.5.

Примечания. 1. При необходимости увеличения площади смятия под опорными плитами следует укладывать на них стальные прокладки, фиксирующие положение опорного давления.

2. Конструктивные требования к участкам кладки, загруженным местными нагрузками, приводятся в 9.40 - 9.43.

Изгибаемые элементы

7.18. Расчет изгибаемых неармированных элементов следует производить по формуле

, (20)

где M - расчетный изгибающий момент;

W - момент сопротивления сечения кладки при упругой ее работе;

- расчетное сопротивление кладки растяжению при изгибе по перевязанному сечению (см. таблицы 11 - 13).

Расчет изгибаемых неармированных элементов на поперечную силу следует производить по формуле

, (21)

где - расчетное сопротивление кладки главным растягивающим напряжениям при изгибе, по таблицам 12 - 14;

b - ширина сечения;

z - плечо внутренней пары сил, для прямоугольного сечения .

Примечание. Проектирование элементов каменных конструкций, работающих на изгиб по неперевязанному сечению, не допускается.

Центрально-растянутые элементы

7.19. Расчет элементов неармированных каменных конструкций на прочность при осевом растяжении следует производить по формуле

, (22)

где N - расчетная осевая сила при растяжении;

- расчетное сопротивление кладки растяжению, принимаемое по таблицам 10 - 12 по перевязанному сечению;

- расчетная площадь сечения нетто.

Примечание. Проектирование элементов каменных конструкций, работающих на осевое растяжение по неперевязанному сечению, не допускается.

Срез

7.20. Расчет неармированной кладки на срез по горизонтальным неперевязанным швам и перевязанным швам кладки следует производить по формуле

, (23)

где - расчетное сопротивление срезу (см. таблицу 11);

- коэффициент трения по шву кладки, принимаемый для кладки из кирпича и камней правильной формы равным 0,7;

- среднее напряжение сжатия при наименьшей расчетной нагрузке, определяемой с коэффициентом надежности по нагрузке 0,9;

n - коэффициент, принимаемый равным 1,0 для кладки из полнотелого кирпича и камней и равным 0,5 для кладки из пустотелого кирпича и камней с вертикальными пустотами, а также для кладки из рваного бутового камня;

A - расчетная площадь сечения.

Расчет кладки на срез по перевязанному сечению (по кирпичу или камню) следует производить по формуле (23) без учета обжатия (2-й член формулы 23). Расчетные сопротивления кладки должны приниматься по таблице 12.

При внецентренном сжатии с эксцентриситетами, выходящими за пределы ядра сечения (для прямоугольных сечений ), в расчетную площадь сечения включается только площадь сжатой части сечения .

Многослойные стены (стены облегченной кладки)

7.21. Отдельные слои многослойных стен должны быть соединены между собой жесткими или гибкими связями. Жесткие связи должны обеспечивать распределение нагрузки между конструктивными слоями. При гибком соединении слоев каждый слой следует рассчитывать раздельно на воспринимаемые нагрузки.

7.22. Жесткими являются связи:

а) при любом теплоизоляционном слое и расстояниях между осями вертикальных диафрагм из тычковых рядов кирпичей или камней не более 10h и не более 120 см, где h - толщина более тонкого конструктивного слоя;

б) при теплоизоляционном слое из монолитного бетона с пределом прочности на сжатие не менее 0,7 МПа или кладке из камней марки не ниже М10 при тычковых горизонтальных прокладных рядах, расположенных на расстояниях между осями рядов по высоте кладки не более 5h.

7.23. Расчет многослойных стен с жесткими связями следует производить:

а) при центральном сжатии по формуле (10);

б) при внецентренном сжатии по формуле (13), при этом коэффициент для кладки с вертикальными диафрагмами принимается равным 1,0.

В формулах (10) и (13) принимаются: площадь приведенного сечения , площадь сжатой части приведенного сечения и расчетное сопротивление слоя, к которому приводится сечение, с учетом коэффициента использования его прочности mR.

Коэффициенты продольного изгиба , и коэффициент следует определять по указаниям 7.2 - 7.7 для материала слоя, к которому приводится сечение.

При приведении сечения стены к одному материалу толщина слоев должна приниматься фактической, а ширина слоев (по длине стены) изменяться пропорционально отношению расчетных сопротивлений и коэффициентов использования прочности слоев по формуле

, (24)

где - приведенная ширина слоя;

b - фактическая ширина слоя;

R; m - расчетное сопротивление и коэффициент использования прочности слоя, к которому приводится сечение;

; - расчетное сопротивление и коэффициент использования прочности любого другого слоя стены. Коэффициенты использования прочности слоев в многослойных стенах m и приведены в таблице 23.

Таблица 23

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐

│ Коэффициенты использования прочности слоев │

├──────────────────────┬──────────────────────────────────────────────────┤

│ из бетонных камней m │ из материалов m │

│ │ i │

│ ├────────────┬─────────────┬──────────┬────────────┤

│ │керамические│ кирпич │ кирпич │ кирпич │

│ │ камни │керамический │силикатный│керамический│

│ │ │пластического│ │ полусухого │

│ │ │ прессования │ │прессования │

│ ├─────┬──────┼──────┬──────┼────┬─────┼─────┬──────┤

│ │ m │ m │ m │ m │ m │ m │ m │ m │

│ │ │ i │ │ i │ │ i │ │ i │

├──────────────────────┼─────┼──────┼──────┼──────┼────┼─────┼─────┼──────┤

│Камни марок М25 и выше│ 0,8 │ 1 │ 0,9 │ 1 │ 1 │ 0,9 │ 1 │ 0,85 │

│из бетонов на пористых│ │ │ │ │ │ │ │ │

│заполнителях и из │ │ │ │ │ │ │ │ │

│поризованных бетонов │ │ │ │ │ │ │ │ │

│Камни марок М25 и выше│ - │ - │ 0,85 │ 1 │ 1 │ 0,8 │ 1 │ 0,8 │

│из автоклавных │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ячеистых бетонов │ │ │ │ │ │ │ │ │

│Камни марок М25 и выше│ - │ - │ 0,7 │ 1 │ 0,8│ 1 │ 0,9 │ 1,0 │

│из неавтоклавных │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ячеистых бетонов │ │ │ │ │ │ │ │ │

└──────────────────────┴─────┴──────┴──────┴──────┴────┴─────┴─────┴──────┘

7.24. При расчете многослойных стен с гибкими связями (без тычковой перевязки) коэффициенты , и следует определять по 7.2 - 7.7 для условной толщины, равной сумме толщин двух конструктивных слоев, умноженной на коэффициент 0,7.

При различном материале слоев принимается приведенная упругая характеристика кладки , определяемая по формуле

, (25)

где и - упругие характеристики слоев;

и - толщина слоев.

7.25. Многослойные стены с утеплителями с пределом прочности на сжатие 1,5 МПа и ниже следует рассчитывать по сечению кладки без учета несущей способности утеплителя.

7.26. В двухслойных стенах при жесткой связи слоев эксцентриситет продольной силы, направленной в сторону термоизоляционного слоя относительно оси, проходящей через центр тяжести приведенного сечения, не должен превышать 0,5y.

7.27. Сечение стен с облицовкой следует приводить к материалу основного несущего слоя стены. Расчет по раскрытию швов облицовки на растянутой стороне сечения при эксцентриситете в сторону кладки, превышающем 0,7y относительно оси приведенного сечения, следует производить по указаниям 8.3. Коэффициенты использования прочности слоев в стенах с облицовками m и приведены в таблице 24.

Таблица 24

┌──────────────────────┬──────────────────────────────────────────────────┐

│ Материал │ Материал стены m │

│облицовочного слоя m ├────────────┬─────────────┬──────────┬────────────┤

│ i │керамические│керамический │силикатный│керамический│

│ │ камни │ кирпич │ кирпич │ кирпич │

│ │ │пластического│ │ полусухого │

│ │ │ прессования │ │прессования │

│ ├─────┬──────┼──────┬──────┼────┬─────┼─────┬──────┤

│ │ m │ m │ m │ m │ m │ m │ m │ m │

│ │ i │ │ i │ │ i │ │ i │ │

├──────────────────────┼─────┼──────┼──────┼──────┼────┼─────┼─────┼──────┤

│Лицевой кирпич │ 0,8 │ 1 │ 1 │ 0,9 │1 │ 0,6 │ 1 │ 0,65 │

│пластического │ │ │ │ │ │ │ │ │

│прессования высотой │ │ │ │ │ │ │ │ │

│65 мм │ │ │ │ │ │ │ │ │

│Лицевые керамические │ 1 │ 0,9 │ 1 │ 0,8 │0,85│ 0,6 │ 1 │ 0,5 │

│камни со щелевидными │ │ │ │ │ │ │ │ │

│пустотами высотой │ │ │ │ │ │ │ │ │

│140 мм │ │ │ │ │ │ │ │ │

│Крупноразмерные плиты │ 0,6 │ 0,8 │ 0,6 │ 0,7 │0,7 │ 0,6 │ 0,9│ 0,6 │

│из силикатного бетона │ │ │ │ │ │ │ │ │

│Силикатный кирпич │ 0,6 │ 0,85│ 0,6 │ 1 │1 │ 1 │ 1 │ 0,8 │

│Силикатные камни │ 0,9 │ 1 │ 0,8 │ 1 │1 │ 0,8 │ 1 │ 0,7 │

│высотой 138 мм │ │ │ │ │ │ │ │ │

│Крупноразмерные плиты │ 1 │ 0,9 │ 1 │ 0,9 │1 │ 0,75│ 1 │ 0,65 │

│из тяжелого цементного│ │ │ │ │ │ │ │ │

│бетона │ │ │ │ │ │ │ │ │

└──────────────────────┴─────┴──────┴──────┴──────┴────┴─────┴─────┴──────┘

7.28. При расчете стен с облицовками эксцентриситет нагрузки в сторону облицовки не должен превышать 0,25y (y - расстояние от центра тяжести приведенного сечения до края сечения в сторону эксцентриситета). При эксцентриситете, направленном в сторону внутренней грани стены, , но не менее 0,1y, расчет по формулам (10) - (13) производится без учета коэффициентов m и , приведенных в таблицах 23 и 24, как однослойного сечения по материалу основного несущего слоя стены, при этом в расчет вводится вся площадь сечения элемента.

Стены с вертикальными диафрагмами

7.29. Кладка вертикальных кирпичных диафрагм, соединяющих слои кладки, проверяется на срез:

, (25а)

где - касательные напряжения, действующие в вертикальной плоскости, проходящей через диафрагму, и возникающие от совместного действия вертикальной нагрузки и температурно-влажностных деформаций;

- расчетное сопротивление кладки диафрагм срезу, определяемое по 7.20.

При расчете на центральное и внецентренное сжатие рассматривается фрагмент стены двутаврового сечения (рисунок 10). Изгибающие моменты от внецентренного приложения нагрузки учитываются только от нагрузок, приложенных в пределах рассматриваемого этажа. Помимо вертикальных усилий следует учитывать изгибающие моменты, возникающие от температурных воздействий.

Рисунок 10. Приведенное сечение рассчитываемого

фрагмента стены

Коэффициенты продольного изгиба , и коэффициент следует определять для сечения, проходящего по диафрагме.

В формулах (10) и (13) принимаются: площадь приведенного сечения , площадь сжатой части приведенного сечения и расчетное сопротивление слоя, к которому приводится сечение, с учетом коэффициента использования его прочности mR.

Коэффициенты продольного изгиба , и коэффициент следует определять по указаниям 7.2 - 7.7 для материала слоя, к которому приводится сечение, для сечения, проходящего по диафрагме.

Приведенная площадь горизонтального сечения рассчитываемого участка стены определяется по формуле

, (26)

где - площадь горизонтального сечения внутреннего слоя, к которому приводится сечение;

- приведенная площадь горизонтального сечения наружного слоя;

- приведенная площадь горизонтального сечения диафрагмы;

- толщина наружного слоя;

- толщина диафрагмы (расстояние в свету между наружным и внутренним слоями).

Приведение материала наружного слоя и диафрагмы к материалу внутреннего слоя производится по 7.23.

Высота сжатой зоны определяется из условия равенства нулю суммы статических моментов эпюры вертикальных напряжений относительно оси приложения вертикального усилия. При этом принимается, что в предельном состоянии эпюра вертикальных напряжений является прямоугольной. Для многослойной кладки с вертикальными диафрагмами принимается приведенная упругая характеристика кладки, определяемая по формуле

, (27)

где ; ; - упругие характеристики, соответственно, внутреннего, наружного слоев и диафрагмы.

Армокаменные конструкции

7.30. Элементы с сетчатым армированием выполняются на растворах марки не ниже 50 при высоте ряда кладки не более 150 мм.

Расчет элементов с сетчатым армированием (рисунок 11) при центральном сжатии следует производить по формуле

, (28)

где N - расчетная продольная сила;

- расчетное сопротивление при центральном сжатии, определяемое для армированной кладки из кирпича всех видов и керамических камней со щелевидными вертикальными пустотами по формуле

, (28а)

где p - коэффициент, принимаемый при пустотности кирпича (камня) до 20% включительно равным 2, при пустотности от 20% до 30% включительно - равным 1,5, при пустотности выше 30% - равным 1.

1 - арматурная сетка; 2 - выпуск арматурной сетки

для контроля ее укладки

Рисунок 11. Поперечное (сетчатое) армирование

каменных конструкций

При прочности раствора менее 2,5 МПа при проверке прочности кладки в процессе ее возведения для кирпича всех видов и керамических камней со щелевидными вертикальными пустотами - по формуле

, (28б)

где - расчетное сопротивление неармированной кладки в рассматриваемый срок твердения раствора;

- расчетное сопротивление кладки при марке раствора 25;

- процент армирования по объему. Для сеток с квадратными ячейками из арматуры сечением с размером ячейки C при расстоянии между сетками S

,

- коэффициент, определяемый по формуле (16);

и - соответственно объемы арматуры и кладки;

- коэффициент продольного изгиба, определяемый по таблице 19 для или при упругой характеристике кладки с сетчатым армированием , определяемой по формуле (4).

Примечание. Процент армирования кладки сетчатой арматурой, учитываемый в расчете на центральное сжатие, не должен превышать определяемого по формуле

,

- расчетное сопротивление арматуры.

При армировании меньше 0,1% сечение рассчитывается как неармированное.

При прочности раствора более 2,5 МПа отношение принимается равным 1.

7.31. Расчет внецентренно сжатых элементов с сетчатым армированием при малых эксцентриситетах, не выходящих за пределы ядра сечения (для прямоугольного сечения ), следует производить по формуле

(29)

или для прямоугольного сечения

, (30)

где - расчетное сопротивление армированной кладки при внецентренном сжатии, определяемое для армированной кладки из кирпича всех видов и керамических камней со щелевидными вертикальными пустотами при марке раствора М50 и выше по формуле

, (31)

а при марке раствора менее 25 (при проверке прочности кладки в процессе ее возведения) для кирпича всех видов и керамических камней со щелевидными вертикальными пустотами по формуле

. (32)

Остальные величины имеют те же значения, что в 7.1. и 7.7.

Примечания. 1. При эксцентриситетах, выходящих за пределы ядра сечения (для прямоугольных сечений ), а также при или применять сетчатое армирование не следует.

2. Процент армирования кладки сетчатой арматурой при внецентренном сжатии не должен превышать определяемого по формуле

.

При армировании меньше 0,1% сечение рассчитывается как неармированное.