Несущую способность центрально-сжатого кирпичного столба

жбк.doc

Определить несущую способность центрально-сжатого кирпичного столба армированного сетками. раствор цементно-глиняный.
Подобрать сетчатую арматуру для центрально нагруженного кирпичного столба.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ:
Вариант задания – 5;
Количество этажей - 4 (включая подвальный);
Сетка колонн (столбов) м: 52 х 48;
Постоянная нагрузка от веса перекрытия и пола кПа (кгсм2) : 40 (400);
Назначение здания: аудитории;
Материал кладки: кирпич глиняный пластического прессования М150 и раствор М75;
Условия возведения кладки: при положительных температурах;
Арматурная сталь класса А-1 с нормативным расчетным сопротивлением растяжению Rsn=235мПа (2400 кгссм2) (по таб. 20* СНиП 2.03.01 - 84* Бетонные и железобетонные конструкции) ;
Сбор нагрузок на столб
Расчетная нагрузка на 1 м2 покрытия:
постоянная = 573*11=630 кгсм2 (63 кПа);
временная – 127*11=140 кгсм2 (14 кПа);
полная qпокр = 770 кгсм2 (77 кПа).
Расчетная нагрузка на 1 м2 междуэтажного перекрытия (учитывается назначение здания):
постоянная = 400 кгсм2 (40 кПа) (исходные данные);
временная = 200*12=240 кгсм2 (24 кПа) (таб.4 мет. ук. под ред. Бедова);
полная qпер = 640 кгсм2 (64 кПа).
Поперечный и продольный шаги столбов соответственно равны l1 =56м l2 = 68 м. Высота столба в пределах этажа Н=Hэт=З.9 м. Количество этажей включая подвальный - 4. Столб выкладывается из обыкновенного глиняного кирпича пластического прессования с объемным весом =1800 кгм3. Расчетное сопротивление сжатию кладки из кирпича М150 и раствора М75 равно R=20 МПа (20 кгссм2) (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 mg = 1 и расчетные нагрузки на столб определяем без учета влияния длительного действия нагрузки на несущую способность элемента.
Грузовая площадь Aгр= м2.
Расчетная нагрузка на столб от покрытия: кг=192192 кН.
Расчетная нагрузка на столб от перекрытий: кг=15974 кН.
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:
Определим необходимые размеры сечения столба при условии отсутствия армирования:
=1000- упругая характеристика неармированной кладки (таб.15 СНиПП-22-81);
=09- коэффициент продольного изгиба кладки (таб.18 СНиП 11-22-81).
Необходимые размеры сечения неармированного столба а ==546см. Принимаем сечение неармированного столба 64 х 64 см. Применяя сетчатое армирование можно значительно уменьшить размеры сечения столба.
Расчет столба первого этажа (армированного)
Ориентировочные размеры сетчато-армированного столба определим по формуле:
Принимая и кгсм2 получим:
Принимаем размеры сечения сетчато-армированного столба 51 х 51 см.
Площадь сечения кладки А=2601 см2.
Упругую характеристику армированной кладки определим по формуле:
Ru - временное сопротивление сжатию кладки Ru = k R;
Rsku - временное сопротивление сжатию армированной кладки: где
- процент армирования кладки;
Rsn - 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 Ru== 2 20 = 40 кгсм2. Вычисление процента армирования
Vs - объем арматуры; Vk - 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:
Rs - 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:
Аst -сечение проволоки (арматуры);
с- размер ячейки сетки;
s- шаг установки сеток по высоте.
Задаемся процентом армирования = 045%. При таких условиях:
Расчетная высота элемента (столба) l0=Hэт+hпер = 39 - 025 = 365 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 = 6494 и = 716 равен = 0901. Определяем необходимое расчетное сопротивление сжатию сетчато-армированного столба:
Примем Rsk=25 кгсм2 2R=36 кгсм2
Необходимый процент армирования найдем из формулы:
Применим квадратную сетку. Задаемся диаметром стержней сеток 5мм с площадью сечения Аst = 0196 см2 и размером ячеек сеток 6 х 6 см. Определим шаг сеток по высоте:
Принимаем шаг сетки по высоте S = рядов кладки что больше 5 рядов следовательно изменяем шаг сетки и принимаем его 9 х 9 см
Принимаем шаг сетки по высоте S = ряда кладки что меньше 5 рядов.
Данное армирование вполне достаточно для повышения несущей способности столба. Увеличенная несущая способность достаточна для восприятия действующей нагрузки:
587 кг (585.87 кН)> N1 = 53730 кг (537.30 кН)

Рисунок к ЖБК.dwg

Фасад кирпичного рмированного столба М 1:10
Чертежи арматурных сеток 1) Квадратная арматурная сетка Сталь класса A-I
соединения прутков - сварные
контактной точечной сваркой
) Арматурная сетка типа "Зигзаг" Сталь класса A-I. Две такие сетки заменяют одну квадратную и устанавливаются по высоте в смежных рядах во взаимно-перпендикулярных направлениях.