Несущая способность центрально-сжатого кирпичного столба

Кафедра "Металлические и деревянные конструкции"

ЦЕЛЬ ЗАДАНИЯ:

1. Определить несущую способность центрально-сжатого кирпичного столба, армированного сетками. раствор цементно-глиняный.

2. Подобрать сетчатую арматуру для центрально нагруженного кирпичного столба.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ:

1. Вариант задания – 5;

2. Количество этажей - 4 (включая подвальный);

3. Сетка колонн (столбов), м. 5,2 х 4,8;

4. Высота этажа, м. 3,9;

• Современная механизированная штукатурка в Москве позволяет существенно ускорить процесс отделки стен и потолков в строительных проектах.
• С помощью современных механизированных систем штукатурки возможно достичь высокой точности и качества отделки, сократив при этом затраты на ручной труд и материалы.
• Механизированная штукатурка в Москве используется как в жилищном строительстве, так и в коммерческих проектах, позволяя создать эффективное решение для любого проекта отделки.

5. Постоянная нагрузка от веса перекрытия и пола, кПа (кгс/м 2 ). 4,0 (400);

6. Назначение здания. аудитории;

7. Материал кладки. кирпич глиняный пластического прессования М150 и раствор М75;

8. Условия возведения кладки. при положительных температурах;

9. Арматурная сталь класса А-1 с нормативным расчетным сопротивлением растяже­нию R_sn =235мПа (2400 кгс/см 2 ) (по таб. 20* СНиП 2.03.01 - 84* Бетонные и же­лезобетонные конструкции) ;

РАСЧЕТ

1. Сбор нагрузок на столб

Расчетная нагрузка на 1 м 2 покрытия:

· постоянная = 573*1,1=630 кгс/м 2 (6,3 кПа);

· временная – 127*1,1=140 кгс/м 2 (1,4 кПа);

полная q_покр = 770 кгс/м 2 (7,7 кПа).

Расчетная нагрузка на 1 м 2 междуэтажного перекрытия (учитывается назначение здания):

· постоянная = 400 кгс/м 2 (4,0 кПа) (исходные данные);

· временная = 200*1,2=240 кгс/м 2 (2,4 кПа) (таб.4 мет. ук. под ред. Бедова);

полная q_пер = 640 кгс/м 2 (6,4 кПа).

Поперечный и продольный шаги столбов соответственно равны l₁ =5,6м, l₂ = 6,8 м. Высота столба в пределах этажа Н=H_эт =З.9 м. Количество этажей, включая подвальный - 4. Столб выкла­дывается из обыкновенного глиняного кирпича пластического прессования с объемным весом _{=1800 кг/м 3. Расчетное сопротивление сжатию кладки из кирпича М150 и раствора М75 равно R=2,0 МПа (20 кгс/см 2 ) (согласно таб.2 СНиП П-22-81 Каменные и армокаменные конструкции).}

Принимаем наименьшее сечение столба (в верхних этажах) 51х 51см. Поскольку наименьший размер столба 51 см>30 см, принимаем m_g = 1 и расчетные нагрузки на столб определяем без учета влияния длительного действия нагрузки на несущую способность элемента.

Грузовая площадь A_гр = _{м 2 .}

Расчетная нагрузка на столб от покрытия: _{кг=192,192 кН.}

Расчетная нагрузка на столб от перекрытий: _{кг=159,74 кН.}

2. Расчет столба первого этажа (неармированного)

Расчет столба производим по сечению на уровне пола 1-го этажа (ниже расположен подвал и поэтому при расчете учитываю только 2 междуэтажных перекрытия). Расчетная продольная сила в расчетном сечении с учетом собственного веса столба в размере 5% от полной нагрузки равна:

_кН.

Определим необходимые размеры сечения столба при условии отсутствия армирования:



_{=1000- упругая характеристика неармированной кладки (таб.15 СНиПП-22-81);}

_{=0,9- коэффициент продольного изгиба кладки (таб.18 СНиП 11-22-81).}

При _{см 2 .}

Необходимые размеры сечения неармированного столба а = _{=54,6см. Принимаем сечение неармированного столба 64 х 64 см. Применяя сетчатое армирование, можно значительно уменьшить размеры сечения столба.}

3. Расчет столба первого этажа (армированного)

Ориентировочные размеры сетчато-армированного столба определим по формуле:



Принимая _{. и кг/см 2. получим:}

_{см 2}

Принимаем размеры сечения сетчато-армированного столба 51 х 51 см.

Площадь сечения кладки А=2601 см 2 .

Упругую характеристику армированной кладки определим по формуле:

_{. где}

R_u - временное сопротивление сжатию кладки, R_u = k • R;

R_sku - временное сопротивление сжатию армированной кладки:_{. где}

_{- процент армирования кладки;}

R_sn - нормативное сопротивление арматуры в армированной кладке, принимаемое для арма­туры класса А-1 в соответствии с главой СНиП «Бетонные и железобетонные конструкции» согласно п.3.20СНиПП-22-81.

Для кладки из всех видов кирпича коэффициент k=2, поэтому R_u = _{= 2 • 20 = 40 кг/см 2. Вычисление процента армирования}

_{. где}

V_s - объем арматуры; V_k - объем кладки.

Согласно СНиП П-22-81 «Каменные и армокаменные конструкции» процент армирования клад­ки сетчатой арматурой при центральном сжатии не должен превышать определенного по формуле:

_{. т.о. . где}

R_s - расчетное сопротивление растяжению арматурной стали (таб. 22* СНиП 2.03.01-84*), взятое с учетом коэффициента условий работы _{согласно п.3.19 СНиП П-22-81.}

Для квадратной сетки:

_{. где}

А_st -сечение проволоки (арматуры);

с- размер ячейки сетки;

s- шаг установки сеток по высоте.

Задаемся процентом армирования _{= 0,45%. При таких условиях:}

_{кг/см 2. и}

Расчетная высота элемента (столба) l₀ =H_эт +h_пер = 3,9 - 0,25 = 3,65 м. Высоту перекрытия принял условно 25 см. Наименьший размер сечения армированного столба h = 51 см. При таких ус­ловиях гибкость столба прямоугольного сплошного сечения равна:



Коэффициент продольного изгиба при _{= 649,4 и = 7,16 равен = 0,901. Определяем необходимое расчетное сопротивление сжатию сетчато-армированного столба:}



_{кг/см 2 ,}

Примем R_sk =25 кг/см 2 ? 2R=36 кг/см 2

Необходимый процент армирования найдем из формулы:

_{. откуда}

_%



Применим квадратную сетку. Задаемся диаметром стержней сеток ? 5мм с площадью сечения А_st = 0,196 см 2 и размером ячеек сеток 6 х 6 см. Определим шаг сеток по высоте:

_см

Принимаем шаг сетки по высоте S = _{рядов кладки, что больше 5 рядов, следовательно изменяем шаг сетки и принимаем его 9 х 9 см}

_см

Принимаем шаг сетки по высоте S = _{ряда кладки, что меньше 5 рядов.}

Вывод

Данное армирование вполне достаточно для повышения несущей способности столба. Увеличенная несущая способность достаточна для восприятия действующей нагрузки:

По материалам сайта: http://helpstud.narod.ru