Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Конструкции зданий

Условия пространственной жесткости каменных зданий, расчет стен и анкеровка конструкций


Условия пространственной жесткости каменных зданий, расчет стен и анкеровка конструкций

Конструкции каменных зданий обладают пространственной жесткостью, которая зависит от жесткости несущих конструкций элементов здания — стен, колонн и перекрытий. Жесткость элементов, в свою очередь, зависит от их материалов, конструкций, сечений, протяженности и характера закрепления концов.

По пространственной жесткости каменные здания делятся на две группы:
здания с жесткой пространственной конструктивной схемой и здания с упругой пространственной конструктивной схемой.

К первому типу относятся многоэтажные гражданские и промышленные здания, ко второму — одноэтажные промышленные здания с высокими стенами с одним или несколькими пролетами.

Каменные стены и столбы зданий, при их расчете на горизонтальные воздействия, принимаются опирающимися в горизонтальном направлении на перекрытия и покрытия.

В многоэтажных зданиях все внешние горизонтальные нагрузки и усилия воспринимаются продольными стенами и через междуэтажные перекрытия, являющиеся их горизонтальными опорами и работающими как диафрагмы, передаются на поперечные стены.

Поперечные стены рассматриваются как устои и работают на горизонтальные воздействия, как вертикальные заделанные в грунт консольные конструкции, пригруженные собственным весом.

Чтобы осуществить такую последовательную передачу горизонтальных воздействий, необходима надлежащая обусловленная жесткость междуэтажных перекрытий и поперечных стен, при которой была бы обеспечена их горизонтальная неподатливость.

Жесткими опорами продольных стен зданий служат перекрытия и покрытия при соблюдении предельных расстояний между поперечными стенами в соответствии с табл. 27 СНиП II-В. 2-62; 1СТ нормируются в зависимости от групп кладок и типа конструкций перекрытий.

При превышении этих предельных расстояний перекрытия и покрытия становятся податливыми в горизонтальном направлении и считаются упругими опорами продольных стен.

Чем конструкции перекрытий и покрытий жестче, тем больше расстояния между поперечными стенами, причем жесткость самих поперечных стен зависит, в свою очередь, от группы кладки этих стен.

По жесткости различают перекрытия трех видов: монолитной конструк-ии и замоноличенные, относящиеся к наиболее неподатливым; затем конструкции сборные железобетонные и сборные по металлическим балкам, являющиеся категорией средней жесткости; и, наконец, наиболее податливые— деревянные перекрытия, требующие наиболее частой постановки устойчивых поперечных стен.

Рис. 1. Типы каменных зданий
а — здания с жесткой пространственной конструктивной схемой; б — здания с упругой конструктивной схемой

Продольные стены многоэтажных зданий в вертикальном направлении работают на внецентренное приложение нагрузки от опирающихся на них этажных перекрытий, которые одновременно по высоте являются горизонтальными несмещающимися опорами этих стен. Таким образом, в статическом отношении продольные стены представляют собой вертикальные неразрезные балки, которые нагружены на опорах соответствующими моментами от вертикальной внецентренно приложенной нагрузки от перекрытий. Учитывая, что в местах опирания этажных перекрытий благодаря наличию штрабы и гнезд для балок сечение стены ослаблено, возможно расчет стен производить по упрощенной схеме, рассматривая их расчлененными на участки между этажами как однопролетные балочные конструкции, работающие независимо друг от друга на внецентренную нагрузку от перекрытий.

При расчете на ветер стен и простенков они рассматриваются как неразрезные изгибаемые вертикальные конструкции и расчетные усилия по схеме, представленной на рис. 2, в, с учетом вертикальных нагрузок.

При расчете стен многоэтажных зданий вертикальные нагрузки от верхних этажей принимаются приложенными в центре тяжести сечения стены или столба вышележащего этажа, а нагрузки от данного этажа считаются действующими с фактическими эксцентрицитетами относительно центра тяжести сечения стены или столба в пределах данного этажа (рис. 48.6), причем учитывается изменение сечения, если оно имеет место в уровне этого этажа. При отсутствии специальных опор, фиксирующих положение опорного давления от перекрытий или балок, эти давления принимаются передающимися по закону треугольника, а потому принимаются действующими на расстоянии х/з а от внутренних граней стены, но не более 10 см (здесь а — глубина заделки элементов, оказывающих давление).

Рассмотрим работу стен зданий с упругой конструктивной схемой. В одноэтажных промышленных зданиях с высокими стенами поперечные стены обычно отстоят на весьма значительных расстояниях, являясь торцовыми и брандмауерными стенами; поэтому они не учитываются в общей пространственной работе здания и устойчивость сооружения обеспечивается за счет собственной устойчивости всех продольных стен, поскольку они связаны между собой конструкциями покрытия. В связи с тем, что продольные стены должны сами обеспечивать устойчивость зданий, они обычно устраиваются с пилястрами или контрфорсами для увеличения поперечной жесткости.

В статическом отношении одноэтажные здания с упругой конструктивной схемой представляют собой ряд вертикальных заделанных внизу стоечных конструкций, соединенных вверху шарнирными связями в общую единую систему. Поскольку все стены связаны между собой, то при наличии горизонтальных нагрузок они получают одинаковые смещения, и действующая нагрузка распределяется на все участвующие в работе конструкции стен пропорционально их жесткостям.

В соответствии со сказанным расчет стен одноэтажных зданий с упругой конструктивной схемой производится по трем расчетным схемам в зависимости от:
а) рода нагрузок;
б) наличия или отсутствия горизонтальных смещений в системе;
в) степени готовности здания к эксплуатации.

Рис. 2. Схема работы продольных стен многоэтажных здании с жесткой конструктивной схемой и одноэтажных зданий с упругой конструктивной схемой
а — расчетная схема стены как неразрезной конструкции; б — расчетная схема стены как разрезной конструкции; в — схема стены многоэтажного здания при расчете на ветер; г — схема действия вертикальных нагрузок на стену постоянного сечения; д — изменение сечения стены на уровне перекрытия; е — нагрузка от балок перекрытия на стены многоэтажных зданий; ж — расчетная схема здания с упругой конструктивной схемой от собственного веса стены при их переменном сечении; з — расчетная схема при действии симметричной вертикальной нагрузки от покрытия; и — расчетная схема при действии горизонтальных нагрузок (ветра)

При расчете стен неоконченного здания, когда покрытие еще отсутствует, стены рассматриваются как самостоятельные конструкции в виде консолей.

При действии нагрузки от собственного веса покрытия и снега ввиду симметричности нагрузок смещения стен в горизонтальном направлении не происходит; в этом случае они работают как самостоятельные балочные конструкции, заделанные внизу и имеющие вверху несмещающиеся шарнирные опоры.

В случаях действия горизонтальных нагрузок от ветра, отсоса, торможения крана, а также вертикальной крановой нагрузки, вызывающей изгибающий момент, стены одноэтажных зданий получают горизонтальное смещение, распространяющееся на всю систему.

Поскольку высокие стены обычно усиливаются пилястрами или контрфорсами, сечение их становится переменным, вследствие чего по высоте их вертикальная ось имеет смещение, что должно учитываться в расчете; в местах смещения возникают дополнительные изгибающие моменты.

Статический расчет стен одноэтажных зданий определяет величину осевых сжимающих сил и изгибающих моментов, которые в них возникают, поэтому эти стены рассчитываются на внецентренное сжатие.

Для простенков и столбов в табл. 32 СНиП II-B. 2-62 имеются указания о минимальных марках раствора для кладки в зависимости от их высот и грузоподъемностей кранов.

Обеспечение надежной совместной работы отдельных конструкций здания осуществляется устройством надлежащих связей между ними в виде анкеров. Перекрытия, стены и столбы крепятся анкерами сечением не менее 0,5 см2 и устанавливаются не реже чем через 3 м фермы и прогоны должны скрепляться со стенами и столбами не реже чем через 6 м.

Высокие столбы крепятся анкерами к балкам перекрытий в каждом этаже.

Анкеровка карнизов должна осуществляться с шагом не более 2 м при закреплении их концов отдельными шайбами; при закреплении анкеров за продольные балки или концы прогонов этот шаг может быть увеличен вдвое. Как правило, анкера располагаются внутри кладки на расстоянии в 1/2 кирпича от внутренней поверхности стены; в случае расположения анкеров снаружи кладки они должны защищаться от коррозии и огня при пожаре слоем цементной штукатурки не менее 3 см. При кладке стен на растворах марки М-10 и ниже анкеры должны закладываться в борозды с последующей заделкой их бетоном.





Похожие статьи:
Армокаменные конструкции балок, перемычек и перекрытий

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Конструкции зданий

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум