Стены рассчитывают на вертикальные (сжимающие) нагрузки и горизонтальные (изгибающие) ветровые нагрузки.

Введение

Здание двухэтажное с чердаком. Высота кровли по коньку составляет 12,3 м. Район строительства — г.Сергиевск.

Марка блока – D350, B2,5.

Эксцентриситет опорной реакции плит перекрытия – 125 мм. 

Размеры простенка:

Толщина сечения h=40 см;

Ширина сечения b=180 см;

Высота этажа H=370 см.

Сбор нагрузок

Нагрузка от собственного веса кладки: 16,5·0,4·0,35·1,2=2,77 т

Суммарная расчетная нагрузка на простенок: 2,77+5,2+4=12 т.

Изгибающий момент в сечении простенка на уровне верха оконного проема равен:

M=P·e=4·0,075=0,3 т·м. 

Расчет простенка 

Расчетное сопротивление кладки сжатию R = 10 кгс/см²;

Расчетная схема — шарнирное опирание на неподвижные опоры.

Свободная длина элемента lo = H = 370 см.

Гибкость l_h = l_o/h = 370/40 = 9,25 

Учет случайного эксцентриситета при толщине стены более 25 см не требуется.

 Эксцентриситет eo = M/N+0,02 = 0,3/12 +0,02= 4,5 см.

 Площадь сечения простенка A = b h = 180 · 40 = 7200 см².

 Расстояние от центра тяжести до наиболее сжатого волокна y = h/2 = 40/2 = 20 см.

 Момент инерции I = b h²/12 = 180 · 40³/12 = 960000 см⁴.

 Упругая характеристика a = 750.

 Коэффициент продольного изгиба принимаем в зависимости от lh и a: f = 0,8625.

Высота сжатой зоны сечения hc = h-2 eo = 40-2 · 4,5 = 31 см.

 Гибкость lhc = H /hc  = 370/31 = 12.

 Коэффициент продольного изгиба для сжатой части сечения принимаем в зависимости от lhc и a fc = 0,79.

 Коэффициент f1 = (f+fc)/2 = (0,8625+0,79 )/2 = 0,826 

Определяем коэффициент mg =1 :

Определяем расчетное сопротивления кладки сжатию :

N = 12000 кгс ≤ 26025 кгс

Условие выполняется.

Проверки трещиностойкости и деформаций не требуется, поскольку 

eo = 4,15 см ≤ 0,7· y = 0,7 · 20 = 14 см

Прочность простенка обеспечена

Расчет простенка 

Определяем среднюю составляющую ветровой нагрузки:

wm  = w0 k(ze)c

где w₀ – нормативное значение ветрового давления ;

k(ze) — коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления для высоты ze;

с — аэродинамический коэффициент ;

w0=0,38 кПа;

k(z_e)=0,5 на высоте 5 м;

 wm  = 0,38∙ 0,5∙1,4=0,27 кПа

k(z_e)=0,651 на высоте 8,5 м.

wm  = 0,38∙ 0,61∙1,4=0,33 кПа

wрасч  = 0,27∙ 1,4=0,38 кПа – расчетная ветровая нагрузка на высоте до 5 м.

wрасч  = 0,33∙ 1,4=0,46 кПа– расчетная ветровая нагрузка на высоте до 10 м.

Стены рассчитывают на горизонтальные ветровые нагрузки как вертикальные неразрезные многопролетные балки, опертые на неподвижные опоры – перекрытия.

Изгибающие моменты в сечении наружной стены от горизонтальной ветровой нагрузки определяются в пределах каждого этажа (за исключением верхнего) как для балки с заделанными концами по формуле:

М = ±q∙H^2/12,

где  q – ветровая равномерно распределенная в пределах рассматриваемого этажа нагрузка, приходящаяся на 1 м высоты стены,

H – высота этажа (пролет балки).

Кроме того, для верхнего этажа верхнюю опору балки считаем шарнирной.

М = ±q∙H^2/8,

q= 0,46∙3,25=1,5 кН/м

М = 1,5∙3,7^2/12=1,71 кНм – для первого этажа

М = 1,5∙3,7^2/8=2,78 кНм – для второго этажа

 σ=M/W≤Rtb  ,

Прочность простенка обеспечена.