Проверка прочности конструктивных элементов

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к практическим занятиям по дисциплине

«РЕКОНСТРУКЦИЯ ЗДАНИЙ, СООРУЖЕНИЙ И ЗАСТРОЙКИ»

ДЛЯ СТУДЕНТОВ СПЕЦИАЛЬНОСТИ 270102

«ПРОМЫШЛЕННОЕ И ГРАЖДАНСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО»

Ставрополь

Методические указания разработаны для проведения практических занятий студентами специальности 270102 «Промышленное и гражданское строительство» по дисциплине «Реконструкция зданий, сооружений и застройки».

В методических указаниях даются некоторые теоретические положения ряда тем курса и решаются практические вопросы и задания. Одной из целей данных методических указаний является подготовка студентов к решению практических задач по курсу «Реконструкция зданий, сооружений и застройки».

Методические указания согласованы с рабочей программой дисциплины «Реконструкция зданий, сооружений и застройки» и могут быть использованы при самостоятельной работе студентов и для помощи в изучении предмета «Реконструкция зданий, сооружений и застройки».

Составитель: С.В. Гутенева

Рецензент: П.В. Рожков

Практическое занятие 1

Сбор нагрузок

Теоретическая часть

При реконструкции и усилении несущих стен нагрузки собираются на простенок или на 1 п.м стены, приходящейся на нижнее сечение, или на уровне наиболее поврежденной части стены. При этом учитывается нагрузка, приходящаяся от перекрытий и от покрытия с включением постоянных и временных на1рузок.

При расчете колонны сбор нагрузок выполняется с учетом возможного эксцентриситета для нижнего сечения колонны.

Изгибаемые элементы (балки, плиты) рассчитываются на погонную нагрузку, приходящуюся на конструкции.

Нагрузки от собственного веса элементов назначаются исходя из фактических размеров сечения и объемной массы материала конструкции.

Временная нагрузка принимается с учетом ее невыгодного сочетания. При статическом расчете принимается наиболее невыгодное расположение.

При выполнении надстройки или при перепланировке помещений необходимо учесть изменение величины нагрузки и ее размещения. Подсчет нагрузки выполняется в табличной форме.

Задача

Данные для проектирования

Стена выполнена из кирпича обыкновенного глиняного пластического прессования марки 75(р=18кН/м³). Раствор марки 25. Высота этажа Н = 3,6м. Количество этажей с подвалом – 5. Состояние кладки удовлетворительное. Толщина стены - 510мм. Стена оштукатурена с двух сторон, толщина одного слоя 20мм. Опирание перекрытия на стену d = 120мм. Полная расчетная нагрузка от 1м² перекрытия q_nep= 13,05кН/м². Полная расчетная нагрузка от 1м² покрытия q_пок. = 10,754 кН/м². Высота и ширина оконных проемов b_0K x h_0K= 1,5x1,55м. Ширина простенка В = 2,14м., пролет L = 5.5 м.

В стене с проемами каждый простенок рассчитывается на нагрузку соответствующую участку стены расположенному между осями соседних проемов. Нагрузки на перекрытие собираем в табличной форме (табл,1).

Таблица 1 – Нагрузки на 1м2 перекрытия типового этажа.
	Вид нагрузки	Норативная нагрузка Кн/м2	Коэф. надёж-ти по нагрузке γ f	Расчётная нагрузка Кн/м2
1.	Постоянная g:
	-Паркет штучный -20мм,
	р=700кг/м3.	0,02x7=0,14	1,1	0,154
	Ц./п. стяжка -20мм,
	р=1800кг/м3.	0,02 х 18 = 0,36	1,3	0,468
	Пссчан. засыпка -40мм
	ρ=16кН/м3.	0,04 х 16 = 0,64	1,3	0,832
	Ж./б. плита-220м
	ρ=16кН/м3, d =0,12м	0,12*16=1,92	1,1	2,112
	Всего постоянная
	нагрузка:	3,06		3,566
2.	Временная v:	8,23	1,2	9,874
	В т.ч: кратковременная vSh	5,85	1,2	7,024
	дли тельная VL	2,38	1,2	2,85
	Итого полная q:	11,3	-	13,05

1) Определение расчетного усилия ∑N.

а) Нагрузка от собственного веса стены (с учетом веса штукатурки толщиной 2см с двух сторон).

N_Co6,вec= (Н_зд.х δ_ст. х В – h_ок. х b_ок х n) x p x y_f = (14,9x0,55x2,14 - l,5x0,55xl,55x4)x p x y_f = 245,96Kн;

где ρ = 18кН/м³, y_f= 1,1

б) Нагрузка от одного перекрытия.
N_lnep= 13,05 x B x L/2 = 13.05 x 2,14 x 2,75 = 76,82кН.

в) Нагрузка от двух перекрытий.
N_2nep= 76,82 x 2 = 153,64кН.

г) Нагрузка от покрытия.
N_пок= 10,754 x B x L/2 = 10,754 х 2,14 x 2,75 = 63,29кН.

д) Собственный вес перемычки высотой 230мм.
G = 0,23x0,55x2,14 x 18 x 1,1 = 14,74кН.

е) ∑N = N_co6._вec+ N_2пep+ N_nок+ G х n= 245,96 + 153,64 + 63,29 +

+ 14,74x 4 = 477,63кН

2) Момент, возникающий от одного перекрытия под сечением I-I.
Мх = N x е x(l- h_перем/Н_эт) = 76,82х0,215х(1- 0,23/3,6) = 15,46кНм;
е =h_пер/2 - d/3 = 51/2 - 12/3 = 21,5см.

3) Определяем расчетный эксцентриситет е_о
е₀ = Mx/∑N = 15,46/477,63 = 0,0324м = 3,25см.

Вопросы к практическому занятию

1. Для каких элементов производится сбор нагрузок?

2. Какие нагрузки необходимо учесть?

3. Какие нагрузки являются постоянными и временными?

4. Как собирается собственный вес конструкций?

Список рекомендуемой литературы

Основная: [ 1, 2 ]

Дополнительная: [ 1-5 ]

Практическое занятие 2

Проверка прочности конструктивных элементов

Теоретическая часть

Для выполнения статического расчета приводится расчетная схема каждого рассматриваемого элемента с указанием пролетов, расположения нагрузок и вида опор. В каркасных зданиях элементы перекрытий работают преимущественно по балочной схеме с шарнирным или жестким закреплением.

В зданиях бескаркасные перекрытия могут работать по пространственной схеме - плиты, опертые по контуру с разным характером закрепления.

При изменении расположения проемов статический расчет выполняется для новых участков перемычек.

Расчеты следует выполнять для стадии проведения реконструкции и стадии работы элементов после реконструкции.

В результате статического расчета составляется таблица усилий [М, N Q], действующих в характерных сечениях элементов, - наибольшие значения усилий.

Задача

Условие прочности:

∑N ≤ m_g x φ₁ x R_к x A x ώ x γ_к x (l- 2e_o/h); е₀ = M_x/∑N.,

где: R_k - расчетное сопротивление кладки при сжатии, (табл. 2-9 СНиП);

А - площадь кладки. А = b x h (без учета проема и штукатурки);

m_g - коэффициенты, учитывает влияние длительного действия нагрузки;

m_g= l – η x N_g /N (1 + 1,2 e_og /h );

η - коэффициент, принимается по табл. 20 СНиП в зависимости от λ_h = H/h;

e_og - эксцентриситет, от действия длительных нагрузок; e_og = M_g/N_h;

φ_l - коэффициент продолжительного изгиба (табл. 18);

ώ - коэффициент, определяемый по таблице 19;

γ_к - коэффициент, зависящий от состояния кладки;

При удовлетворительном состоянии γ_к= 1; при работе с трещинами γ_к = 0,7;

R_к = 1,1 МП; А = 0,64 x 0,51 = 0,326cм²;

λ_h при l_o /h_min= 360/51 = 7,15; φ = 0,95;

Расчетная схема простенка приведена на рис.1.

Рисунок 1 – Расчетная схема простенка

ώ = 1+e _o /h= 1+3,25/51 = l,064<l,45; m_g= 1 (размер сечения >30 см.); j_K= 1; ∑N=477,63>1 х 0,95 х 1,1 х 0,326 х [1-(2 х0,0325/0,51)]x 1,064х 1=316кН;

Условие не выполняется, несущая способность не обеспечена. Необходимо выполнить усиление простенка.

Вопросы к практическому занятию.

1. Для каких частей стены выполняется статический расчет?

2. Что собой представляет условие прочности для каменного простенка?

3. Что собой представляет расчетная схема?

Список рекомендуемой литературы

Основная: [ 1,2 ]

Дополнительная: [ 1 – 4 ]

Практическое занятие 3