СНиП II-22-81 (1995), часть 3

• часть 1
• часть 2
• часть 3
• часть 4
• часть 5
• часть 6

или,

или,

где H₁ и H₂  — высоты частей элемента с однозначной эпюрой изгибающего момента;

h_c1 ; i_c1 и h _с2 ; i_c2  — высоты и радиусы инерции сжатой части элементов в сечениях с максимальными изгибающими моментами;

w  — коэффициент, определяемый по формулам, приведенным в табл. 19;

т_g  — коэффициент, определяемый по формуле

(16)

где N_g  — расчетная продольная сила от длительных нагрузок;

h — коэффициент, принимаемый по табл. 20;

e_0g  — эксцентриситет от действия длительных нагрузок.

При h ³ 30 см или i ³ 8,7 см коэффициент т_g следует принимать равным единице.

Таблица19

4.8. При е₀ > 0,7 у, кроме расчета внецентренно сжатых элементов по формуле (13), следует производить расчет по раскрытию трещин в швах кладки согласно указаниям п. 5.3.

Таблица 20

4.9. При расчете несущих и самонесущих стен (см. п. 6.6) толщиной 25 см и менее следует учитывать случайный эксцентриситет е_v , который должен суммироваться с эксцентриситетом продольной силы.

Величину случайного эксцентриситета следует принимать равной: для несущих стен — 2 см; для самонесущих стен, а также для отдельных слоев трехслойных несущих стен — 1 см; для перегородок и ненесущих стен, а также заполнений фахверковых стен случайный эксцентриситет допускается не учитывать.

4.10. Наибольшая величина эксцентриситета (с учетом случайного) во внецентренно сжатых конструкциях без продольной арматуры в растянутой зоне не должна превышать: для основных сочетаний нагрузок — 0,9 у, для особых — 0,95 у, в стенах толщиной 25 см и менее: для основных сочетаний нагрузок — 0,8 у, для особых — 0,85 у, при этом расстояние от точки приложения силы до более сжатого края сечения для несущих стен и столбов должно быть не менее 2 см.

4.11. Элементы, работающие на внецентренное сжатие, должны быть проверены расчетом на центральное сжатие в плоскости, перпендикулярной к плоскости действия изгибающего момента в тех случаях, когда ширина их поперечного сечения b < h.

КОСОЕ ВНЕЦЕНТРЕННОЕ СЖАТИЕ

4.12. Расчет элементов при косом внецентренном сжатии следует производить по формуле (13) при прямоугольной эпюре напряжений в обоих направлениях. Площадь сжатой части сечения А_c условно принимается в виде прямоугольника, центр тяжести которого совпадает с точкой приложения силы и две стороны ограничены контуром сечения элемента (рис.7), при этом h_c = 2с_h ; b_c = 2с_b , и А_c = 4c_h с_b , где с_h и с_b - расстояния от точки приложения силы N до ближайших границ сечения.

В случаях сложного по форме сечения для упрощения расчета допускается принимать прямоугольную часть сечения без учета участков, усложняющих его форму (рис. 8).

Рис. 7. Расчетная схема прямоугольного сечения при косом внецетренном сжатии

Рис. 8. Расчетная схема сложного сечения при косом внецентреном сжатии; площади А₁ и А₂ в расчете не учитываются

Величины w , j ₁ и т_g определяются дважды:

а) при высоте сечения h или радиусе инерции i_h и эксцентриситете e_h в направлении h ;

б) при высоте сечения b или радиусе инерции i_b и эксцентриситете e_b в направлении b.

За расчетную несущую способность принимается меньшая из двух величин, вычисленных по формуле (13) при двух значениях w , j ₁ и т_g .

Если e_b > 0,7 c_b , или e_h > 0,7 c_h , то кроме расчета по несущей способности должен производиться расчет по раскрытию трещин в соответствующем направлении по указаниям п. 5.3.

СМЯТИЕ (МЕСТНОЕ СЖАТИЕ)

4.13. Расчет сечений на смятие при распределении нагрузки на части площади сечения следует производить по формуле

(17)

где N_c  — продольная сжимающая сила от местной нагрузки;

R_c  — расчетное сопротивление кладки на смятие, определяемое согласно указаниям п. 4.14;

A_c  — площадь смятия, на которую передается нагрузка;

d = 1,5 - 0,5 y  — для кирпичной и виброкирпичной кладки, а также кладки из сплошных камней или блоков, изготовленных из тяжелого и легкого бетона;

d = 1 — для кладки из пустотелых бетонных или сплошных камней и блоков из крупнопористого и ячеистого бетона;

y  — коэффициент полноты эпюры давления от местной нагрузки.

При равномерном распределении давления y = 1, при треугольной эпюре давления y = 0,5.

Если под опорами изгибаемых элементов не требуется установка распределительных плит, то допускается принимать = 0,75 — для кладок из материалов, указанных в поз. 1 и 2 табл. 21, и = 0,5 — для кладок из материалов, указанных в поз. 3 этой таблицы.

Таблица 21

4.14. Расчетное сопротивление кладки на смятие R _с следует определять по формуле

R _с = x R ; (18)

(19)

где А — расчетная площадь сечения, определяемая согласно указаниям п. 4.16;

x  — коэффициент, зависящий от материала кладки и места приложения нагрузки, определяется по табл. 21.

При расчете на смятие кладки с сетчатым армированием расчетное сопротивление кладки R _с принимается в формуле (17) большим из двух значений: R _с , определяемого по формуле (18) для неармированной кладки, или R _с = R _sk , где R_sk  — расчетное сопротивление кладки с сетчатым армированием при осевом сжатии, определяемое по формуле (27) или (28).

4.15. При одновременном действии местной (опорные реакции балок, прогонов, перекрытий и т.п.) и основной нагрузок (вес вышележащей кладки и нагрузка, передающаяся на эту кладку) расчет производится раздельно на местную нагрузку и на сумму местной и основной нагрузок, при этом принимаются различные значения x ₁ , согласно табл. 21.

При расчете на сумму местной и основной нагрузок разрешается учитывать только ту часть местной нагрузки, которая будет приложена до загружения площади смятия основной нагрузкой.

Примечание. В случае, когда площадь сечения достаточна для восприятия одной лишь местной нагрузки, но недостаточна для восприятия суммы местной и основной нагрузок, допускается устранять передачу основной нагрузки на площадь смятия путем устройства промежутка или укладки мягкой прокладки над опорным концом прогона, балки или перемычки.

4.16. Расчетная площадь сечения А определяется по следующим правилам:

а) при площади смятия, включающей всю толщину стены, в расчетную площадь смятия включаются участки длиной не более толщины стены в каждую сторону от границы местной нагрузки (см. рис. 9,а);

б) при площади смятия, расположенной на краю стены по всей ее толщине, расчетная площадь равна площади смятия, а при расчете на сумму местной и основной нагрузок принимается также расчетная площадь, указанная на рис. 9,б пунктиром;

в) при опирании на стену концов прогонов и балок в расчетную площадь смятия включается площадь сечения стены шириной, равной глубине заделки опорного участка прогона или балки и длиной не более расстояния между осями двух соседних пролетов между балками (рис. 9,в); если расстояние методу балками превышает двойную толщину стены, длина расчетной площади сечения определяется как сумма ширины балки b_c и удвоенной толщины стены h (рис. 9,в.);

Рис. 9. Определение расчетных площадей сечений при местном сжатии

а — з — различные случаи местного сжатия

г) при смятии под краевой нагрузкой, приложенной к угловому участку стены, расчетная площадь равна площади смятия, а при расчете на сумму местной и основной нагрузок принимается расчетная площадь, ограниченная на рис. 9,г пунктиром;

д) при площади смятия, расположенной на части длины и ширины сечения, расчетная площадь принимается согласно рис. 9, д . Если площадь смятия расположена вблизи от края сечения, то при расчете на сумму местной и основной нагрузок принимается расчетная площадь сечения, не меньшая, чем определяемая по рис. 9,г , при приложении той же нагрузки к угловому участку стены;

е) при площади смятия, расположенной в пределах пилястры, расчетная площадь равна площади смятия, а при расчете на сумму местной и основной нагрузок принимается расчетная площадь, ограниченная на рис. 9,e пунктиром;

ж) при площади смятия, расположенной в пределах пилястры и части стены или простенка, увеличение расчетной площади по сравнению с площадью смятия следует учитывать только для нагрузки, равнодействующая которой приложена в пределах полки (стены) или же в пределах ребра (пилястры) с эксцентриситетом e₀ > 1/6l в сторону стены (где l  — длина площади смятия, e₀  — эксцентриситет по отношению к оси площади смятия). В этих случаях в расчетную площадь сечения включается, кроме площади смятия, часть площади сечения полки шириной С , равной глубине заделки опорной плиты в кладку стены и длиной в каждую сторону от края плиты не более толщины стены (рис. 9, ж );

з) если сечение имеет сложную форму, не допускается учитывать при определении расчетной площади сечения участки, связь которых с загруженным участком недостаточна для перераспределения давления (участки 1 и 2 на рис. 9, з ).

Примечание. Во всех случаях, приведенных на рис. 9, в расчетную площадь сечения А включается площадь смятия А_с .

4.17. При опирании на край кладки изгибаемых элементов (балок, прогонов и т.п.) без распределительных плит или с распределительными плитами, которые могут поворачиваться вместе с концами элемента, длина опорного участка элемента должна приниматься по расчету. При этом плита обеспечивает распределение нагрузки только по своей ширине в направлении, перпендикулярном изгибаемому элементу.

Указания настоящего пункта не распространяются на расчет опор висячих стен, который производится согласно пп. 4.13 и 6.5.

Примечания: 1. При необходимости увеличения площади смятия под опорными плитами следует укладывать на них стальные прокладки, фиксирующие положение опорного давления.

2. Конструктивные требования к участкам кладки, загруженным местными нагрузками, приводятся в пп. 6.40 — 6.43.

ИЗГИБАЕМЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

4.18. Расчет изгибаемых неармированных элементов следует производить по формуле

M £ R_tb W, (20)

где М — расчетный изгибающий момент;

W — момент сопротивления сечения кладки при упругой ее работе;

R_tb  — расчетное сопротивление кладки растяжению при изгибе по перевязанному сечению (см. табл. 10 — 12).

Расчет изгибаемых неармированных элементов на поперечную силу следует производить по формуле

Q £ R_tw bz, (21)

где R_tw  — расчетное сопротивление кладки главным растягивающим напряжениям при изгибе, по табл. 11 — 13;

b  — ширина сечения;

z — плечо внутренней пары сил, для прямоугольного сечения,

Примечание. Проектирование элементов каменных конструкций, работающих на изгиб по неперевязанному сечению, не допускается.

ЦЕНТРАЛЬНО-РАСТЯНУТЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

4.19. Расчет элементов неармированных каменных конструкций на прочность при осевом растяжении следует производить по формуле

N £ R_t A_n , (22 )

где N  — расчетная осевая сила при растяжении;

R_t  — расчетное сопротивление кладки растяжению, принимаемое по табл. 10 — 12 по перевязанному сечению;

А_n  — расчетная площадь сечения нетто.

Примечание. Проектирование элементов каменных конструкций, работающих на осевое растяжение по неперевязанному сечению, не допускается.

СРЕЗ

4.20. Расчет неармированной кладки на срез по горизонтальным неперевязанным швам и перевязанным швам для бутовой кладки следует производить по формуле

Q £ (R_sq + 0, 8 nms ₀ ) A, (23)

где R_sq  — расчетное сопротивление срезу (см. табл. 10);

m  — коэффициент трения по шву кладки, принимаемый для кладки из кирпича и камней правильной формы равным 0,7;

s ₀  — среднее напряжение сжатия при наименьшей расчетной нагрузке, определяемой с коэффициентом перегрузки 0,9;

п — коэффициент, принимаемый равным 1,0 для кладки из полнотелого кирпича и камней и равным 0,5 для кладки из пустотелого кирпича и камней с вертикальными пустотами, а также для кладки из рваного бутового камня;

А — расчетная площадь сечения.

Расчет кладки на срез по перевязанному сечению (по кирпичу или камню) следует производить по формуле (23) без учета обжатия (2-й член формулы 23). Расчетные сопротивления кладки должны приниматься по табл. 11.

При внецентренном сжатии с эксцентриситетами, выходящими за пределы ядра сечения (для прямоугольных сечений e₀ > 0,17 h ), в расчетную площадь сечения включается только площадь сжатой части сечения А_c .

МНОГОСЛОЙНЫЕ СТЕНЫ (СТЕНЫ ОБЛЕГЧЕННОЙ КЛАДКИ И СТЕНЫ С ОБЛИЦОВКАМИ)

4.21 . Отдельные слои многослойных стен должны быть соединены между собой жесткими или гибкими связями (см. пп. 6.30 — 6.31). Жесткие связи должны обеспечивать распределение нагрузки между конструктивными слоями.

4.22. При расчете многослойных стен на прочность различаются два случая:

а) жесткое соединение слоев. Различную прочность и упругие свойства слоев, а также неполное использование прочности их при совместной работе в стене следует учитывать путем приведения площади сечения к материалу основного несущего слоя. Эксцентриситеты всех усилий должны определяться по отношению к оси приведенного сечения;

б) гибкое соединение слоев. Каждый слой следует рассчитывать раздельно на воспринимаемые им нагрузки, нагрузки от покрытий и перекрытий должны передаваться только на внутренний слой. Нагрузку от собственного веса утеплителя следует распределять на несущие слои пропорционально их сечению.

4.23. При приведении сечения стены к одному материалу толщина слоев должна приниматься фактической, а ширина слоев (по длине стены) изменяться пропорционально отношению расчетных сопротивлений и коэффициентов использования прочности слоев по формуле

b_red = b , (24)

где b_red  — приведенная ширина слоя;

b — фактическая ширина слоя;

R; т — расчетное сопротивление и коэффициент использования прочности слоя, к которому приводится сечение;

R_i ; т_i , — расчетное сопротивление и коэффициент использования прочности любого другого слоя стены.

Коэффициенты использования прочности слоев в многослойных стенах т и т_i приведены в табл. 22.

Таблица 22

4.24. Расчет многослойных стен с жесткими связями следует производить:

а) при центральном сжатии по формуле (10);

б) при внецентренном сжатии по формуле (13).

В формулах (10) и (13) принимаются: площадь приведенного сечения А_red , площадь сжатой части приведенного сечения А_cred и расчетное сопротивление слоя, к которому приводится сечение, с учетом коэффициента использования его прочности mR.

Коэффициенты продольного изгиба j ; j ₁ и коэффициент т_g следует определять по указаниям пп. 4.2 — 4.7 для материала слоя, к которому приводится сечение.

При эксцентриситетах, превышающих 0,7 у относительно оси приведенного сечения, должен также производиться расчет его по раскрытию трещин согласно указаниям п. 5.3.

4.25. При расчете многослойных стен с гибкими связями (без тычковой перевязки) коэффициенты j , j ₁ и т_g следует определять по пп. 4.2 — 4.7 для условной толщины, равной сумме толщин двух конструктивных слоев, умноженной на коэффициент 0,7.

При различном материале слоев принимается приведенная упругая характеристика кладки a _red , определяемая по формуле

a _red = (25)

где a ₁ и a ₂  — упругие характеристики слоев;

h₁ и h₂  — толщина слоев.

4.26. В двухслойных стенах при жесткой связи слоев эксцентриситет продольной силы, направленной в сторону термоизоляционного слоя относительно оси, проходящей через центр тяжести приведенного сечения, не должен превышать 0,5 у.

4.27. Многослойные стены с плитными утеплителями (минераловатные, полимерные и т.п. плиты), засыпками или заполнением бетоном с пределом прочности на сжатие 1,5 МПа (15 кгс/см² ) и ниже следует рассчитывать по сечению кладки без учета несущей способности утеплителя.

4.28. Расчет стен с облицовками, жестко соединенными с материалом стены, при наличии или отсутствии несущих теплоизоляционных слоев следует производить по правилам расчета многослойных стен (пп. 4.22 — 4.24), по площади сечения, приведенного к одному материалу, — по формуле (24). Сечение стен с облицовкой следует приводить к материалу основного несущего слоя стены.

В многослойных стенах с облицовками величину коэффициента использования прочности несущего слоя, к которому приводится сечение, следует принимать наименьшей из приведенных в табл. 22 и 23.

При эксцентриситете нагрузки в сторону облицовки коэффициент w в формуле (13) следует принимать равным единице.

Расчет по раскрытию швов облицовки на растянутой стороне сечения при эксцентриситете в сторону кладки, превышающем 0,7у относительно оси приведенного сечения, следует производить по указаниям п. 5.3.

Коэффициенты использования прочности слоев в стенах с облицовками т и т_i приведены в табл. 23.

Таблица 23

4.29. При расчете стен с облицовками эксцентриситет нагрузки в сторону облицовки не должен превышать 0,25 у (у — расстояние от центра тяжести приведенного сечения до края сечения в сторону эксцентриситета). При эксцентриситете, направленном в сторону внутренней грани стены e₀ > у , но не менее 0,1 у, расчет по формулам (10) — (13) производится без учета коэффициентов т и т_i , приведенных в табл. 22 и 23, как однослойного сечения по материалу основного несущего слоя стены, при этом в расчет вводится вся площадь сечения элемента.

АРМОКАМЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

4.30. Расчет элементов с сетчатым армированием (рис. 10) при центральном сжатии следует производить по формуле

N £ m_g j R_sk A, (26)

где N  — расчетная продольная сила;

R_sk £ 2R  — расчетное сопротивление при центральном сжатии, определяемое для армированной кладки из кирпича всех видов и керамических камней со щелевидными вертикальными пустотами по формуле

R_sk = R + , (27)

при прочности раствора менее 2, 5 МПа (25 кгc /см² ), при проверке прочности кладки в процессе ее возведения по формуле

R_sk1 = R₁ + . (28 )

При прочности раствора более 2,5 МПа (25 кгс/см² ) отношение принимается равным 1;

Рис. 10. Поперечное (сетчатое) армирование каменных конструкций

1 - арматурная сетка; 2 - выпуск арматурной сетки для контроля ее укладки

R₁  — расчетное сопротивление сжатию неармированной кладки в рассматриваемый срок твердения раствора;

R₂₅  — расчетное сопротивление кладки при марке раствора 25;

m =  — процент армирования по объему, для сеток с квадратными ячейками из арматуры сечением А_st с размером ячейки С при расстоянии между метками по высоте s

m =

т_g  — коэффициент, определяемый по формуле (16);

V_s и V_k  — соответственно объемы арматуры и кладки;

j  — коэффициент продольного изгиба, определяемый по табл. 18 для l _h или l _i , при упругой характеристике кладки с сетчатым армированием a _sk , определяемой по формуле (4).

Примечания: 1. Процент армирования кладки сетчатой арматурой при центральном сжатии не должен превышать определяемого по формуле

m = 50 %.

2. Элементы с сетчатым армированием выполняются на растворах марки не ниже 50 при высоте ряда кладки не более 150 мм.

4.31. Расчет внецентренно сжатых элементов с сетчатым армированием при малых эксцентриситетах, не выходящих за пределы ядра сечения (для прямоугольного сечения е₀ £ 0,17 h ), следует производить по формуле

N £ m_g j ₁ R_skb A_c w, (29 )

или для прямоугольного сечения

N £ m_g j ₁ R_skb A (1- ) w, (30 )

где R_sk £ 2R — расчетное сопротивление армированной кладки при внецентренном сжатии, определяемое при марке раствора 50 и выше по формуле

R_skb = R + , (31 )

а при марке раствора менее 25 (при проверке прочности кладки в процессе ее возведения) по формуле

R_skb = R₁ + . (32 )

Остальные величины имеют те же значения, что в пп. 4.1. и 4.7.

Примечания. 1. При эксцентриситетах, выходящих за пределы ядра сечения (для прямоугольных сечений е₀ >0,17h ), а также при l _h >15 или l _i >53 применять сетчатое армирование не следует.

2. Процент армирования кладки сетчатой арматурой при внецентренном сжатии не должен превышать определяемого по формуле

m = %

5. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ ВТОРОЙ ГРУППЫ (ПО ОБРАЗОВАНИЮ И РАСКРЫТИЮ ТРЕЩИН И ПО ДЕФОРМАЦИЯМ)

5.1. По образованию и раскрытию трещин (швов кладки) и по деформациям следует рассчитывать:

а) внецентренно сжатые неармированные элементы при е₀ >0,7y ;

б) смежные, работающие совместно конструктивные элементы кладки из материалов различной деформативности (с различными модулями упругости, ползучестью, усадкой) или при значительной разнице в напряжениях, возникающих в этих элементах;

в) самонесущие стены, связанные с каркасами и работающие на поперечный изгиб, если несущая способность стен недостаточна для самостоятельного (без каркаса) восприятия нагрузок;

г) стеновые заполнения каркасов — на перекос в плоскости стен;

д) продольно армированные изгибаемые, внецентренно сжатые и растянутые элементы, эксплуатируемые в условиях среды, агрессивной для арматуры;

е) продольно армированные емкости при наличии требований непроницаемости штукатурных или плиточных изоляционных покрытий;

ж) другие элементы зданий и сооружений, в которых образование трещин не допускается или же раскрытие трещин должно быть ограничено по условиям эксплуатации.

5.2. Расчет каменных и армокаменных конструкций по предельным состояниям второй группы следует производить на воздействие нормативных нагрузок при основных их сочетаниях. Расчет внецентренно сжатых неармированных элементов по раскрытию трещин при е₀ >0,7y (см. п. 5.3) должен производиться на воздействие расчетных нагрузок.

5.3. Расчет по раскрытию трещин (швов кладки) внецентренно сжатых неармированных каменных конструкций следует производить при е₀ >0,7y , исходя из следующих положений:

при расчете принимается линейная эпюра напряжений внецентренного сжатия как для упругого тела;

расчет производится по условному краевому напряжению растяжения, которое характеризует величину раскрытия трещин в растянутой зоне.

Расчет следует производить по формуле

(33)

где I — момент инерции сечения в плоскости действия изгибающего момента;

у — расстояние от центра тяжести сечения до сжатого его края;

R_tb  — расчетное сопротивление кладки растяжению при изгибе по неперевязанному сечению (см. табл. 10);

g _r  — коэффициент условий работы кладки при расчете по раскрытию трещин, принимаемый по табл. 24.

Остальные обозначения величин те же, что в п. 4.7.

Таблица 24

5.4. Конструкции, в которых по условиям эксплуатации не может быть допущено появление трещин в штукатурных и других покрытиях, должны быть проверены на деформации растянутых поверхностей. Эти деформации для неармированной кладки следует определять при нормативных нагрузках, которые будут приложены после нанесения штукатурных или других покрытий, по формулам (34) — (37). Они не должны превышать величин относительных деформаций e _u , приведенных в табл. 25.

Таблица 25

5.5. Расчет по деформациям растянутых поверхностей каменных конструкций из неармированной кладки следует производить по формулам:

при осевом растяжении

(34)

при изгибе

(35)

при внецентренном сжатии

(36)

при внецентренном растяжении

(37)

В формулах (34) — (37):

N и М — продольная сила и момент от нормативных нагрузок, которые будут приложены после нанесения на поверхность кладки штукатурных или плиточных покрытий;

• часть 1
• часть 2
• часть 3
• часть 4
• часть 5
• часть 6