Арматурная сетка; - выпуск арматурной

сетки для контроля ее укладки

Расчетное сопротивление сжатию неармированной кладки в рассматриваемый срок твердения раствора;

Расчетное сопротивление кладки при марке раствора 25;

Процент армирования по объему, для сеток с квадратными ячейками из арматуры сечением с размером ячейки при расстоянии между метками по высоте

Коэффициент, определяемый по формуле (16);

И - соответственно объемы арматуры и кладки;

Коэффициент продольного изгиба, определяемый по табл. 18 для или при упругой характеристике кладки с сетчатым армированием, определяемой по формуле (4).

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

.

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), следует производить по формуле

, (29)

или для прямоугольного сечения

где - расчетное сопротивление армированной кладки при внецентренном сжатии, определяемое при марке раствора 50 и выше по формуле

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

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), а также при или применять сетчатое армирование не следует.

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

.

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

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 (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, 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 - момент инерции сечения в плоскости действия изгибающего момента;

Расстояние от центра тяжести сечения до сжатого его края;

Расчетное сопротивление кладки растяжению при изгибе по неперевязанному сечению (см. табл. 10);

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

Характеристика и условия работы кладки	Коэффициент условий работы при предполагаемом сроке службы конструкций, лет
1. Неармированная внецентренно нагруженная и растянутая кладка
2. То же, с декоративной отделкой для конструкций с повышенными архитектурными требованиями
3. Неармированная внецентренно нагруженная кладка с гидроизоляционной штукатуркой для конструкций, работающих на гидростатическое давление жидкости
4. То же, с кислотоупорной штукатуркой или облицовкой на замазке на жидком стекле
Примечание. Коэффициент условий работы при расчете продольно армированной кладки на внецентренное сжатие, изгиб, осевое и внецентренное растяжение и главные растягивающие напряжения принимается по табл. 24 с коэффициентами: При промежуточных процентах армирования - по интерполяции, выполняемой по формуле

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, приведенных в табл. 25.

Таблица 25

Вид и назначение покрытий
Гидроизоляционная цементная штукатурка для конструкций, подверженных гидростатическому давлению жидкостей
Кислотоупорная штукатурка на жидком стекле или однослойное покрытие из плиток каменного литья (диабаз, базальт) на кислотоупорной замазке
Двух- и трехслойные покрытия из прямоугольных плиток каменного литья на кислотоупорной замазке:
а) вдоль длинной стороны плиток
б) то же, вдоль короткой стороны плиток
Примечание. При продольном армировании конструкций, а также при оштукатуривании неармированных конструкций по сетке предельные относительные деформации допускается увеличивать на 25 %.

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

при осевом растяжении

при изгибе

при внецентренном сжатии

при внецентренном растяжении

В формулах (34) - (37):

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

Предельные относительные деформации, принимаемые по табл. 25;

Расстояние от центра тяжести сечения кладки до наиболее удаленной растянутой грани покрытия;

Момент инерции сечения;

Модуль деформаций кладки, определяемый по формуле (8).

6. УКАЗАНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ КОНСТРУКЦИЙ

Общие указания

6.1. При проверке прочности и устойчивости стен, столбов, карнизов и других элементов в период возведения зданий следует учитывать, что элементы перекрытий (балки, плиты и пр.) укладываются по ходу кладки и что возможно опирание элементов здания на свежую кладку.

6.2. Крупноразмерные элементы конструкций (панели, крупные блоки и т.п.) должны быть проверены расчетом для стадий их изготовления, транспортирования и монтажа. Собственный вес элементов сборных конструкций следует принимать в расчете с учетом коэффициента динамичности, величина которого принимается равной: при транспортировании - 1,8; при подъеме и монтаже - 1,5; при этом коэффициент перегрузки к собственному весу элемента не вводится. Допускается уменьшение указанных выше коэффициентов динамичности, если это подтверждено длительным опытом применения таких элементов, но не ниже 1,25.

6.3. Для сплошной кладки из камней правильной формы, за исключением кирпичных панелей, необходимо предусматривать следующие минимальные требования к перевязке:

а) для кладки из полнотелого кирпича толщиной 65 мм - один тычковый ряд на шесть рядов кладки, а из кирпича толщиной 88 мм и пустотелого кирпича толщиной 65 мм - один тычковый ряд на четыре ряда кладки;

б) для кладки из камней правильной формы при высоте ряда до 200 мм - один тычковый ряд на три ряда кладки.

6.4. Необходимо предусматривать защиту стен и столбов от увлажнения со стороны фундаментов, а также со стороны примыкающих тротуаров и отмосток устройством гидроизоляционного слоя выше уровня тротуара или верха отмостки. Гидроизоляционный слой следует устраивать также ниже пола подвала.

Для подоконников, поясков, парапетов и тому подобных выступающих, особо подверженных увлажнению частей стен следует предусматривать защитные покрытия из цементного раствора , кровельной стали и др. Выступающие части стен должны иметь уклоны, обеспечивающие сток атмосферной влаги.

6.5. Неармированные кладки из каменных материалов в зависимости от вида кладки, а также прочности камней и растворов подразделяются на четыре группы (табл. 26).

Таблица 26(К)

Вид кладки	Группа кладки
1. Сплошная кладка из кирпича или камней марки 50 и выше	На растворе марки 10 и выше	На растворе марки 4
2. То же, марок 35 и 25		На растворе марки 10 и выше	На растворе марки 4
3. То же, марок 15, 10 и 7			На любом растворе	На любом растворе
4. То же, марки 4
5. Крупные блоки из кирпича или камней (вибрированные и невибрированные)	На растворе марки 25 и выше
6. Кладка из грунтовых материалов (грунтоблоки и сырцовый кирпич)			На известковом растворе	На глиняном растворе
7. Облегченная кладка из кирпича или бетонных камней с перевязкой горизонтальными тычковыми рядами или скобами	На растворе марки 50 и выше с заполнением бетоном марки не ниже М 25 или вкладышами марок 25 и выше	На растворе марки 25 с заполнением бетоном или вкладышами марки 15	На растворе марки 10 и с заполнением засыпкой
8. Облегченная кладка из кирпича или камней колодцевая (с перевязкой вертикальными диафрагмами)	На растворе марки 50 и выше с заполнением теплоизоля- ционными плитами или засыпкой	На растворе марки 25 с заполнением теплоизоля- ционными плитами или засыпкой
9. Кладка из постелистого бута		На растворе марки 25 и выше	На растворе марок 10 и 4	На глиняном растворе
10. Кладка из рваного бута		На растворе марки 50 и выше	На растворе марок 25 и 10	На растворе марки 4
11. Бутобетон	На бетоне марки B7,5 и выше	На бетоне марок B5 и B3,5	На бетоне марки B2,5

6.6. Каменные стены в зависимости от конструктивной схемы здания подразделяются на:

несущие, воспринимающие кроме нагрузок от собственного веса и ветра также нагрузки от покрытий, перекрытий, кранов и т.п.;

самонесущие, воспринимающие нагрузку только от собственного веса стен всех вышележащих этажей зданий и ветровую нагрузку;

ненесущие (в том числе навесные), воспринимающие нагрузку только от собственного веса и ветра в пределах одного этажа при высоте этажа не более 6 м; при большей высоте этажа эти стены относятся к самонесущим;

перегородки - внутренние стены , воспринимающие нагрузки только от собственного веса и ветра (при открытых оконных проемах) в пределах одного этажа, при высоте его не более 6 м; при большей высоте этажа стены этого типа условно относятся к самонесущим.

В зданиях с самонесущими и ненесущими наружными стенами нагрузки от покрытий, перекрытий и т.п. передаются на каркас или поперечные конструкции зданий.

6.7. Каменные стены и столбы зданий при расчете на горизонтальные нагрузки, внецентренное и центральное сжатие следует принимать опертыми в горизонтальном направлении на междуэтажные перекрытия, покрытия и поперечные стены. Эти опоры делятся на жесткие (несмещаемые) и упругие.

За жесткие опоры следует принимать:

а) поперечные каменные и бетонные стены толщиной не менее 12 см, железобетонные толщиной не менее 6 см, контрфорсы, поперечные рамы с жесткими узлами, участки поперечных стен и другие конструкции, рассчитанные на восприятие горизонтальной нагрузки;

б) покрытия и междуэтажные перекрытия при расстоянии между поперечными, жесткими конструкциями не более указанных в табл. 27;

в) ветровые пояса, фермы, ветровые связи и железобетонные обвязки, рассчитанные по прочности и по деформациям на восприятие горизонтальной нагрузки, передающейся от стен.

За упругие опоры следует принимать покрытия и междуэтажные перекрытия при расстояниях между поперечными жесткими конструкциями, превышающих указанные в табл. 27, при отсутствии ветровых связей, указанных в подпункте "в".

Стены и столбы, не имеющие связи с перекрытиями (при устройстве катковых опор и т.п.), следует рассчитывать как свободно стоящие.

Таблица 27

Тип покрытий и перекрытий	Расстояние между поперечными жесткими конструкциями, м, при группе кладки
А. Железобетонные сборные замоноличенные (см. прим. 2) и монолитные
Б. Из сборных железобетонных настилов (см. прим. 3) и из железобетонных или стальных балок с настилом из плит или камней
В. Деревянные
Примечания: 1. Указанные в табл. 27 предельные расстояния должны быть уменьшены в следующих случаях: а) при скоростных напорах ветра 70, 85 и 100 кгс/ соответственно на 15, 20 и 25%; б) при высоте здания 22 - 32 м - на 10%; 33 - 48 м - на 20% и более 48 м - на 25%; в) для узких зданий при ширине менее двойной высоты этажа - пропорционально отношению. 2. В сборных замоноличенных перекрытиях типа А стыки между плитами должны быть усилены для передачи через них растягивающих усилий (путем сварки выпусков арматуры, прокладки в швах дополнительной арматуры с заливкой швов раствором марки не ниже 100 - при плитах из тяжелого бетона и марки не ниже М 50 - при плитах из легкого бетона или другими способами замоноличивания). 3. В перекрытиях типа Б швы между плитами или камнями, а также между элементами заполнения и балками должны быть тщательно заполнены раствором марки не ниже 50. 4. Перекрытия типа В должны иметь двойной деревянный настил или настил, накат и подшивку.

6.8. При упругих опорах производится расчет рамной системы, стойками которой являются стены и столбы (железобетонные, кирпичные и др.), а ригелями - перекрытия и покрытия. При этом следует принимать, что стойки жестко защемлены в опорных сечениях.

При статических расчетах рам жесткость стен или столбов, выполненных из кирпичной или каменной кладки, допускается определять при модуле упругости кладки и моменте инерции сечения без учета раскрытия швов, а перекрытия и покрытия следует принимать как жесткие ригели (распорки), шарнирно связанные со стенами.

6.9. В стенах с пилястрами или без пилястр ширину стены при расчете следует принимать:

а) если конструкция покрытия обеспечивает равномерную передачу давления по всей длине опирания его на стену, равной ширине между проемами, а в стенах без проемов равной ширине участка стены между осями пролетов;

б) если боковое давление от стены на покрытие передается в местах опирания на стены ферм или прогонов, то стена с пилястрой рассматривается как стойка рамы с постоянным по высоте сечением, при этом ширина полки принимается равной в каждую сторону от края пилястры, но не более и ширины стены между проемами (- высота стены от уровня заделки, - толщина стены). При отсутствии пилястр и передаче на стены сосредоточенных нагрузок ширина участка принимается в каждую сторону от края распределительной плиты, установленной под опорами ферм или прогонов.

6.10. Стены и столбы, имеющие в плоскостях междуэтажных перекрытий опоры, рассматриваемые согласно п. 6.7 как жесткие, рассчитываются на внецентренную нагрузку как вертикальные неразрезные балки.

Допускается стены или столбы считать расчлененными по высоте на однопролетные балки с расположением опорных шарниров в плоскостях опирания перекрытий. При этом нагрузку от верхних этажей следует принимать приложенной в центре тяжести сечения стены или столба вышележащего этажа; нагрузки в пределах рассчитываемого этажа принимают приложенными с фактическими эксцентриситетами относительно центра тяжести сечения стены или столба с учетом изменения сечения в пределах этажа и ослабления горизонтальными и наклонными бороздами. При отсутствии специальных опор, фиксирующих положение опорного давления, допускается принимать расстояние от точки приложения опорной реакции прогонов, балок или настила до внутренней грани стены или опорной плиты равным одной трети глубины заделки, но не более 7 см.

Изгибающие моменты от ветровой нагрузки следует определять в пределах каждого этажа как для балки с заделанными концами, за исключением верхнего этажа, в котором верхняя опора принимается шарнирной.

6.11. При расчете стен (или их отдельных вертикальных участков) на вертикальные и горизонтальные нагрузки должны быть проверены:

а) горизонтальные сечения на сжатие или внецентренное сжатие;

б) наклонные сечения на главные растягивающие напряжения при изгибе в плоскости стены;

в) раскрытие трещин от вертикальной нагрузки разнонагруженных, связанных между собой стен или разной жесткости смежных участков стен.

При учете совместной работы поперечных и продольных стен при действии горизонтальной нагрузки должно быть обеспечено восприятие сдвигающих усилий в местах их взаимного примыкания, определяемых по формуле

где - сдвигающее усилие в пределах одного этажа;

Расчетная поперечная сила от горизонтальной нагрузки в середине высоты этажа;

Расстояние от оси продольной стены до оси, проходящей через центр тяжести сечения стен в плане (рис. 11);

Рис. 11. План поперечной стены и простенков продольных стен

Простенок продольной стены; - поперечная стена

Площадь сечения полки (участка продольной стены, учитываемого в расчете);

Момент инерции сечения стен относительно оси, проходящей через центр тяжести сечения стен в плане;

Толщина поперечной стены;

Высота этажа;

Расчетное сопротивление кладки срезу по вертикальному перевязанному сечению (см. п. 4.20).

При определении площади сечения полки и момента инерции сечения стен следует учитывать указания, приведенные в п. 6.9.

6.12. Расчет поперечных стен на главные растягивающие напряжения следует производить по формуле

при наличии в стене растянутой части сечения - по формуле

В формулах (39) и (40):

Расчетная поперечная сила от горизонтальной нагрузки в середине высоты этажа

Расчетное сопротивление главным растягивающим напряжениям по швам кладки (табл. 10);

Расчетное сопротивление скалыванию кладки, обжатой расчетной силой, определяемой с коэффициентом перегрузки 0,9;

При наличии в стене растянутой части сечения принимается

где - площадь сечения поперечной стены с учетом (или без учета) участков продольной стены (см. рис. 11);

Площадь только сжатой части сечения стены, при эксцентриситетах, выходящих за пределы ядра сечения;

Толщина поперечной стены на участке, где эта толщина наименьшая, при условии, если длина этого участка превышает 1/4 высоты этажа или же 1/4 длины стены; при наличии в стене каналов их ширина из толщины стены исключается;

Длина поперечной стены в плане, если в сечение входят полки в виде отрезков наружных стен, то - расстояние между осями этих полок;

Коэффициент неравномерности касательных напряжений в сечении. Значения допускается принимать:

для двутавровых сечений,

для тавровых сечений,

для прямоугольных сечений (без учета работы продольных стен) ;

Статический момент части сечения, находящейся по одну сторону от оси, проходящей через центр тяжести сечения;

Момент инерции всего сечения относительно оси, проходящей через центр тяжести сечения.

6.13. При недостаточном сопротивлении кладки скалыванию, определяемому по формулам (39), (40), допускается армирование ее продольной арматурой в горизонтальных швах. Расчетное сопротивление скалыванию армированной кладки следует определять по формуле

где - процент армирования, определяемый по вертикальному сечению стены.

6.14. При расчете поперечных стен здания на горизонтальные нагрузки, действующие в их плоскости, перемычки, перекрывающие проемы в стенах, рассматриваются как шарнирные вставки между вертикальными участками стен.

Если прочность поперечных стен с проемами при действии горизонтальных нагрузок обеспечивается только с учетом жесткости перемычек, то перемычки должны воспринимать возникающие в них перерезывающие силы, определяемые по формуле

где - расчетная поперечная сила от горизонтальной нагрузки, воспринимаемая поперечной стеной в уровне перекрытия, примыкающего к рассчитываемым перемычкам;

Высота этажа;

Длина поперечной стены в плане (п. 6.12);

Принимается по п. 6.12.

6.15. Расчет перемычек на перерезывающую силу от горизонтальной нагрузки, определяемую по формуле (45), производится на скалывание и на изгиб по формулам (46) и (47), причем принимается меньшая из двух полученных величин

где и - высота и пролет перемычки (в свету);

См. формулу (45);

Поперечное сечение перемычки;

И - см. табл. 10.

Если прочность перемычек недостаточна, то они должны быть усилены продольным армированием или железобетонными балками, рассчитываемыми на изгиб и скалывание на момент

и поперечную силу, формула (45), в соответствии с главой СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций . Расчет заделки концов балок (перемычек) в кладке производится по указаниям п. 6.46.

Допустимые отношения высот стен и столбов

к их толщинам

6.16. Отношение высоты стены или столба к толщине независимо от результатов расчета не должно превышать указанных в пп. 6.17 - 6.20.

6.17. Отношение (где - высота этажа, - толщина стены или меньшая сторона прямоугольного сечения столба) для стен без проемов, несущих нагрузки от перекрытий или покрытий, при свободной длине стены не должно превышать величин, приведенных в табл. 28 (для кладки из каменных материалов правильной формы).

Таблица 28

Марка раствора	Отношения при группе кладки (см. табл. 26)

Для стен с пилястрами и столбов сложного сечения вместо принимается условная толщина, где. Для столбов круглого и многоугольного сечений, вписанных в окружность, где - диаметр сечения столба.

Примечание. При высоте этажа большей свободной длины стены отношение не должно превышать значения 1,2 по табл. 28.

6.18. Отношения для стен и перегородок при условиях, отличающихся от указанных в п. 6.17, следует принимать с поправочным коэффициентом, приведенным в табл. 29.

Таблица 29

Характеристика стен и перегородок	Коэффициент
1.Стены и перегородки, не несущие нагрузки от перекрытий или покрытий при толщине, см:
25 и более
10 и менее
2. Стены с проемами
3. Перегородки с проемами
4. Стены и перегородки при свободной их длине между примыкающими поперечными стенами или колоннами от 2,5 до 3,5
5. То же, при
6. Стены из бутовых кладок и бутобетона
Примечания: 1. Общий коэффициент снижения отношений, определяемый путем умножения отдельного коэффициента снижения (табл. 29), принимается не ниже коэффициента снижения, указанного в табл. 30 для столбов. 2. При толщине ненесущих стен и перегородок более 10 и менее 25 см величина поправочного коэффициента определяется по интерполяции. 3. Значения - площадь нетто и - площадь брутто определяются по горизонтальному сечению стены.

Предельные отношения для столбов принимаются по табл. 28 с коэффициентами, приведенными в табл. 30.

Таблица 30

	Коэффициент для столбов
Меньший размер поперечного сечения столба, см	из кирпича и камней правильной формы	из бутовой кладки и бутобетона
90 и более
Примечание. Предельные отношения несущих узких простенков, имеющих ширину менее толщины стены, должны приниматься как для столбов с высотой, равной высоте проемов.

6.19. Отношения, приведенные в табл. 28 и умноженные на коэффициент по табл. 29 для стен и перегородок, могут быть увеличены: при конструктивном продольном армировании кладки (при) в одном направлении (в горизонтальных швах кладки) - на 20%.

При расстояниях между связанными со стенами поперечными устойчивыми конструкциями высота стен не ограничивается и определяется расчетом на прочность. При свободной длине, равной или большей, но не более (где - высота этажа) должно соблюдаться условие

6.20. Для стен, перегородок и столбов, не закрепленных в верхнем сечении, значения отношений должны быть на 30 % менее установленных в пп.6.17 - 6.19.

Стены из панелей и крупных блоков

6.21. Кирпичные панели следует проектировать из глиняного или силикатного кирпича марки не ниже 75 на растворах марок не ниже 50.

6.22. При проектировании панелей следует, как правило, предусматривать заполнение растворных швов с применением вибрации. Расчетные сопротивления вибрированной кладки следует принимать по п.3.2. Допускается проектирование однослойных панелей наружных стен из пустотелых керамических камней, эффективных в теплотехническом отношении, толщиной в один, полтора и два камня без применения вибрации. Расчетные сопротивления кладки следует принимать в этом случае по п.3.1.

Примечание. В панелях из пустотелых керамических камней, изготовленных без применения вибрации, должна быть соблюдена перевязка вертикальных швов кладки, что должно быть указано в проекте.

6.23. Кирпичные панели наружных стен следует проектировать двухслойными или трехслойными. Двухслойные панели следует выполнять толщиной в полкирпича или более с утеплителем из жестких теплоизоляционных плит, расположенных с наружной или внутренней стороны панелей и защищенных отделочным армированным слоем из раствора марки не ниже 50, толщиной не менее 40 мм.

Трехслойные панели следует выполнять с наружными слоями толщиной в четверть или в полкирпича и средним слоем из жестких или полужестких теплоизоляционных плит.

Каркасы в панелях наружных стен должны устанавливаться в ребрах или швах, расположенных по периметру панелей и по контуру проемов в пределах всей толщины панелей. Ширина ребер, в которые устанавливаются каркасы, не должна превышать 30 мм.

При проектировании панелей наружных стен следует учитывать, что в зависимости от архитектурных требований наружный слой панелей можно выполнять с открытой фактурой кирпича и камней или с отделочным слоем из раствора.

6.24. Кирпичные панели внутренних стен и перегородок следует проектировать однослойными толщиной: в четверть кирпича (8,5 см), в полкирпича (14 см) и в кирпич (27 см) и двухслойными из двух слоев толщиной по четверти кирпича (18 см).

Каркасы в панелях внутренних стен должны устанавливаться по периметру панелей по контуру проемов.

Примечания: 1. Толщины панелей указаны с учетом наружных и внутреннего растворных слоев.

2. Панели толщиной в четверть кирпича следует проектировать только для перегородок.

6.25. Кирпичные и керамические стеновые панели следует рассчитывать на внецентренное сжатие по указаниям, приведенным в пп. 4.7 и 4.8 при действии вертикальной и ветровой нагрузок, а также на усилия, возникающие при транспортировании и монтаже (см. п.6.2).

Если требуемая прочность панели обеспечивается без учета арматуры, то площадь сечения продольных стержней каркасов должна определяться из условия, чтобы она составляла не менее 0,25 см на один метр горизонтального и вертикального сечений панели. Если арматура должна учитываться при определении несущей способности панели, то расчет ее должен производиться как для армокаменной конструкции. При расчете панелей толщиной 27 см и менее следует учитывать случайный эксцентриситет, величина которого принимается равной 1 см - для несущих однослойных панелей; 0,5 см - для самонесущих панелей, а также для отдельных слоев трехслойных несущих панелей; для ненесущих панелей и перегородок случайный эксцентриситет не учитывается.

6.26. Панели с армированными ребрами при различном материале несущих слоев рассчитываются как многослойные стены с жестким соединением слоев согласно пп. 4.22 - 4.24.

6.27. Соединения панелей наружных и внутренних стен, а также панелей наружных стен с панелями перекрытий следует проектировать при помощи стальных связей, приваренных к закладным деталям или к пластинам каркасов. Связи между панелями должны быть установлены в углублениях, расположенных в углах панелей, и покрыты слоем раствора толщиной не менее 10 мм. При выполнении закладных деталей и соединительных стержней из обычной стали они должны быть защищены от коррозии. Марку раствора для монтажных швов стен из панелей следует принимать по расчету, но не менее 50.

6.28. Крупные блоки для наружных и внутренних стен следует проектировать из цементных и силикатных тяжелых бетонов , бетонов на пористых заполнителях, ячеистых бетонов и природного камня, а также из кладки, выполняемой из кирпича, керамических, бетонных и природных камней. Расчетное сопротивление кладки из крупных блоков принимают по п. 3.3, а для блоков, изготовленных из кирпича или камней без вибрации, - по пп. 3.1, 3.4 и 3.6.

Марку раствора для монтажных швов кладки блоков из кирпича или камней следует принимать на одну ступень выше марки раствора блоков.

6.29. В крупноблочных зданиях высотой до 5 этажей включительно при высоте этажа до 3 м связь между продольными и поперечными стенами следует осуществлять:

а) в наружных углах - перевязкой кладки специальными угловыми блоками (не менее одного ряда блоков на этаж);

б) в местах примыкания внутренних поперечных стен к продольным, а также средней продольной стены к торцевым - закладкой Т-образных анкеров из полосовой стали или арматурных сеток в одном горизонтальном шве в каждом этаже в уровне перекрытий.

Для крупноблочных зданий высотой более 5 этажей и для зданий с высотой этажей более 3 м должны быть предусмотрены жесткие связи между стенами как в углах, так и в местах примыкания внутренних стен к наружным. Связи следует проектировать в виде закладных деталей в блоках, соединяемых сваркой с накладками.

Многослойные стены (стены облегченной

кладки и стены с облицовками)

6.30. При расчете многослойных стен (см. пп. 4.21 - 4.29) связи между конструктивными слоями следует считать жесткими:

а) при любом теплоизоляционном слое и расстояниях между осями вертикальных диафрагм из тычковых рядов кирпичей или камней не более 10 и не более 120 см, где - толщина более тонкого конструктивного слоя;

б) при теплоизоляционном слое из монолитного бетона с пределом прочности на сжатие не менее 0,7 МПа (7 кгс/) или кладке из камней марки не ниже 10, при тычковых горизонтальных прокладных рядах, расположенных на расстояниях между осями рядов по высоте кладки не более 5 и не более 62 см.

6.31. Гибкие связи следует проектировать из коррозионно-стойких сталей или сталей, защищенных от коррозии, а также из полимерных материалов. Суммарная площадь сечения гибких стальных связей должна быть не менее 0,4 на 1 поверхности стены.

6.32. Облицовочный слой и основная кладка стены, если они жестко связаны друг с другом взаимной перевязкой, должны, как правило, иметь близкие деформационные свойства. Рекомендуется предусматривать применение облицовочного кирпича или камней, имеющих высоту, равную высоте ряда основной кладки.

6.33. В проектах следует предусматривать перевязку облицовки, жестко связанной с кладкой тычковыми рядами, по указаниям п. 6.3.

6.34. При устройстве обрезов в кладке, жестко связанной с облицовкой, в пределах выступающей части стены по всей ее толщине в проекте следует предусматривать укладку у обреза арматурных сеток не менее чем в трех швах.

Анкеровка стен и столбов

6.35. Каменные стены и столбы должны крепиться к перекрытиям и покрытиям анкерами сечением не менее 0,5 .

6.36. Расстояние между анкерами балок, прогонов или ферм, а также перекрытий из сборных настилов или панелей, опирающихся на стены, должно быть не более 6 м. При увеличении расстояния между фермами до 12 м следует предусматривать дополнительные анкеры, соединяющие стены с покрытием. Концы балок, укладываемые на прогоны, внутренние стены или столбы должны быть заанкерены и при двухстороннем опирании соединены между собой.

6.37. Самонесущие стены в каркасных зданиях должны быть соединены с колоннами гибкими связями, допускающими возможность независимых вертикальных деформаций стен и колонн. Связи, устанавливаемые по высоте колонн, должны обеспечивать устойчивость стен, а также передачу действующей на них ветровой нагрузки на колонны каркаса.

6.38. Расчет анкеров должен производиться:

а) при расстоянии между анкерами более 3 м;

б) при несимметричном изменении толщины столба или стены;

в) для простенков при общей величине нормальной силы более 1000 кН (100 т).

Расчетное усилие в анкере определяется по формуле

где - изгибающий момент от расчетных нагрузок в уровне перекрытия или покрытия (см. п. 6.10) в местах опирания их на стену на ширине, равной расстоянию между анкерами (рис. 12);

Высота этажа;

Расчетная нормальная сила в уровне расположения анкера на ширине, равной расстоянию между анкерами.

Рис. 12. Определение усилия в анкере

от изгибающего момента в уровне перекрытия

Примечание. Указания настоящего пункта не распространяются на стены из виброкирпичных панелей.

6.39. Если толщина стен или перегородок назначена с учетом опирания по контуру, необходимо предусматривать их крепление к примыкающим боковым конструкциям и к верхнему перекрытию.

Опирание элементов конструкций на кладку

6.40. Под опорными участками элементов, передающих местные нагрузки на кладку, следует предусматривать слой раствора толщиной не более 15 мм, что должно быть указано в проекте.

6.41. В местах приложения местных нагрузок в случае, когда это требуется по расчету на смятие, следует предусматривать установку распределительных плит толщиной, кратной толщине рядов кладки, но не менее 15 см, армированных по расчету двумя сетками с общим количеством арматуры не менее 0,5 % объема бетона.

6.42. При опирании ферм, балок покрытий, подкрановых балок и т.п. на пилястры следует предусматривать связь распределительных плит на опорном участке кладки с основной стеной. Глубина заделки плит в стену должна составлять не менее 12 см (рис. 13). Выполнение кладки, расположенной над плитами, следует предусматривать непосредственно после установки плит. Предусматривать установку плит в борозды, оставляемые при кладке стен, не допускается.

6.43. При местных краевых нагрузках, превышающих 80 % расчетной несущей способности кладки при местном сжатии, следует предусматривать армирование опорного участка кладки сетками из стержней диаметром не менее 3 мм с размером ячейки не более 60х60 мм, уложенными не менее чем в трех верхних горизонтальных швах.

Расчет узлов опирания элементов

на кирпичную кладку

6.44. При опирании на кирпичные стены и столбы железобетонных прогонов, балок и настилов, кроме расчета на внецентренное сжатие и смятие сечений ниже опорного узла, должно быть проверено на центральное сжатие сечение по кладке и железобетонным элементам.

где - суммарная площадь сечения кладки и железобетонных элементов в опорном узле в пределах контура стены или столба, на которые уложены элементы;

Расчетное сопротивление кладки сжатию;

Коэффициент, зависящий от величины площади опирания железобетонных элементов в узле;

Коэффициент, зависящий от типа пустот в железобетонном элементе.

.

Коэффициент принимается равным:

при сплошных элементах и настилах с круглыми пустотами - 1;

при настилах с овальными пустотами и наличии хомутов на опорных участках - 0,5.

6.45. В сборных железобетонных настилах с незаполненными пустотами, кроме проверки несущей способности опорного узла в целом, должна быть проверена несущая способность горизонтального сечения, пересекающего ребра настила, по формуле

где - расчетное сопротивление бетона осевому сжатию, принимается в соответствии с главой СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций;

Площадь горизонтального сечения настила, ослабленная пустотами, на длине опирания настила на кладку (суммарная площадь сечения ребер);

Рис. 14. Расчетные схемы заделки консольных балок

Перемычки и висячие стены

6.47. Железобетонные перемычки следует рассчитывать на нагрузку от перекрытий и на давление от свежеуложенной, неотвердевшей кладки, эквивалентное весу пояса кладки высотой, равной 1/3 пролета для кладки в летних условиях и целому пролету для кладки в зимних условиях (в стадии оттаивания).

Примечания: 1. Допускается при наличии соответствующих конструктивных мероприятий (выступы в сборных перемычках, выпуски арматуры и т.п.) учитывать совместную работу кладки с перемычкой.

2. Нагрузки на перемычки от балок и настилов перекрытий не учитываются, если они расположены выше квадрата кладки со стороной, равной пролету перемычки, а при оттаивающей кладке, выполненной способом замораживания, - выше прямоугольника кладки с высотой, равной удвоенному пролету перемычки в свету. При оттаивании кладки перемычки допускается усиливать постановкой временных стоек на клиньях на период оттаивания и первоначального твердения кладки.

3. В вертикальных швах между брусковыми перемычками, в случаях когда не обеспечивается требуемое сопротивление их теплопередаче, следует предусматривать укладку утеплителя.

6.48. Кладку висячих стен, поддерживаемых рандбалками, следует проверять на прочность при смятии в зоне над опорами рандбалок. Должна быть проверена также прочность кладки при смятии под опорами рандбалок. Длину эпюры распределения давления в плоскости контакта стены и рандбалки следует определять в зависимости от жесткости кладки и рандбалки. При этом рандбалка заменяется эквивалентным по жесткости условным поясом кладки, высота которого определяется по формуле

где - начальный модуль упругости бетона;

Момент инерции приведенного сечения рандбалки, принимаемый в соответствии с главой СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций;

Модуль деформации кладки, определяемый по формуле (7);

Толщина висячей стены.

где и - модуль упругости стали и момент инерции сечения рандбалки.

В настоящей статье рассмотрены схемы классических конструктивных решений узлов опирания несущих металлических балок перекрытий (покрытий) на кирпичные стены зданий. Использование данных схем при конструировании балочных перекрытий избавит проектировщика от множества рутинных вычислений, связанных с компоновкой опорных узлов балок, подбором сечений отдельных элементов (обеспечивающих работоспособность узлов) и расчетом их монтажных соединений.

Принятие решения о выборе одного из предложенных ниже вариантов конструктивного исполнения узлов опирания балок на стены производится исходя из величины опорной реакции (опорного давления под концом балки).

Согласно требованиям действующих норм, стальные балки должны опираться на несущие каменные стены через стальные или железобетонные распределительные подушки, основной функцией которых является выравнивание давления под концами балок и предотвращение местного смятия кладки (локального разрушения кладки под опорными участками балок от смятия).

Узлы №№1, 2, 3, 4 предусматривают шарнирное опирание балок непосредственно на кирпичную кладку стен через слой цементно-песчаного раствора толщиной 15 мм. Опорное давление под заделанным в стену концом балки передается на кладку через опорные металлические плиты толщиной 20 мм, размеры которых назначены таким образом, чтобы среднее давление под плитой (в пределах площади сжатия) не превосходило минимально допустимую нормами величину расчетного сопротивления кладки при условии, что кладка выполнена из полнотелого керамического кирпича нормальной прочности на жестком цементном растворе.

В случае, если величина опорного давления превышает 100 кН (≈10 тонн), то тогда, в соответствии с требованиями СНиП ll-22-81*, необходимо устройство железобетонной распределительной подушки толщиной не менее 100 мм, армированной двумя сетками по расчету (опирание несущей стальной балки перекрытий непосредственно на кирпичную кладку стен в этом случае не допускается). При этом опорные узлы балок выполняются жесткими – см. Узлы №№4, 5 .

Узел №1 (шарнирный)
Толщина кирпичной стены b=380 мм. Предельное значение опорной реакции R=0,6 т.

Узел №2 (шарнирный)
Толщина кирпичной стены b>380 мм. Предельное значение опорной реакции R=0,7 - 3,0 т.

Узел №3 (шарнирный)
Толщина кирпичной стены b>380 мм. Предельное значение опорной реакции R=3,1 - 5,0 т.

Узел №4 (шарнирный)
Толщина кирпичной стены b>380 мм. Предельное значение опорной реакции R=5,1 - 7,0 т.

Узел №5 (жесткий)
Толщина кирпичной стены b>380 мм. Предельное значение опорной реакции R=10,1 - 18,0 т.

Узел №6 (жесткий)
Толщина кирпичной стены b>380 мм. Предельное значение опорной реакции R=18,1 - 20,0 т.

Примечания (важно!!!):

• Все фрикционные соединения элементов (во всех узлах) выполняется на анкерных болтах класса точности В, классов прочности 5.8 и 8.8. Допускается также использование высокопрочных болтов.
• Катеты всех угловых швов (во всех узлах) принимать по наименьшей толщине свариваемых элементов, но не менее значений, указанных в таблице 38 СНиП II-23-81*.
• В случае, если режим эксплуатации здания характеризуется наличием динамических нагрузок, - все элементы и детали узлов должны быть проверены расчетом на выносливость.
• Марка стали всех металлических элементов и деталей узлов принимаются по таблице 50х СНиП II-23-81*, как для конструкций 2-ой группы (при отсутствии динамических, вибрационных и подвижных нагрузок).

13). Выполнение кладки, расположенной над плитами, следует предусматривать непосредственно после установки плит. Предусматривать установку плит в борозды, оставляемые при кладке стен, не допускается.

Рис. 13. Железобетонные распределительные плиты

6.43. При местных краевых нагрузках, превышающих 80 % расчетной несущей способности кладки при местном сжатии, следует предусматривать армирование опорного участка кладки сетками из стержней диаметром не менее 3 мм с размером ячейки не более 60× 60 мм, уложенными не менее чем в трех верхних горизонтальных швах.

При передаче местных нагрузок на пилястры участок кладки, расположенный в пределах 1 м ниже распределительной плиты, следует армировать через три ряда кладки сетками, указанными в настоящем пункте. Сетки должны соединять опорные участки пилястр с основной частью стены и заделываться в стену на глубину не менее 12 см.

РАСЧЕТ УЗЛОВ ОПИРАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ НА КИРПИЧНУЮ КЛАДКУ

6.44. При опирании на кирпичные стены и столбы железобетонных прогонов, балок и настилов кроме расчета на внецентренное сжатие и смятие сечений ниже опорного узла должно быть проверено на центральное сжатие сечение по кладке и железобетонным элементам.

Расчет опорного узла при центральном сжатии следует производить по формуле

где А - суммарная площадь сечения кладки и железобетонных элементов в опорном узле в пределах контура стены или столба, на которые уложены элементы;

g - коэффициент, зависящий от величины площади опирания железобетонных элементов в узле;

р - коэффициент, зависящий от типа пустот в железобетонном элементе. Коэффициентg при опирании всех видов железобетонных элементов (прогонов, балок,

перемычек, поясов, настилов) принимается:

g = 1, еслиA b ≤ 0,1A ;g = 0,8, еслиА b ≥ 0,4А,

где А b - суммарная площадь опирания железобетонных элементов в узле.

При промежуточных значениях А b коэффициентg определяется по интерполяции. Если железобетонные элементы (балки, настилы и др.), опертые на кладку с различных

сторон, имеют одинаковую высоту и площадь их опирания в узле А b > 0,8А, разрешается производить расчет без учета коэффициентаg , принимая в формуле (51)А = А b .

где R b - расчетное сопротивление бетона осевому сжатию, принимается в соответствии со СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций;

А п - площадь горизонтального сечения настила, ослабленная пустотами, на длине опирания настила на кладку (суммарная площадь сечения ребер);

R - расчетное сопротивление кладки сжатию;

A k - площадь сечения кладки в пределах опорного узла (без учета части сечения, занимаемой участками настилов);

n = 1,25 - для тяжелых бетонов иn = 1,1 для бетонов на пористых заполнителях.

6.46. Расчет заделки в кладку консольных балок (рис. 14,а) следует производить по формуле

Если заделка конца балки не удовлетворяет расчету по формуле (53), то следует увеличить глубину заделки или уложить распределительные подкладки под балкой и над ней.

Если эксцентриситет нагрузки относительно центра площади заделки превышает более чем в 2 раза глубину заделки (е 0 > 2а), напряжения от сжатия могут не учитываться: расчет в этом случае производится по формуле

высотой, равной 1 /3 пролета для кладки в летних условиях и целому пролету для кладки в зимних условиях (в стадии оттаивания).

Примечания: 1. Допускается при наличии соответствующих конструктивных мероприятий (выступы в сборных перемычках, выпуски арматуры и т.п.) учитывать совместную работу кладки с перемычкой.

2. Нагрузки на перемычки от балок и настилов перекрытий не учитываются, если они расположены выше квадрата кладки со стороной, равной пролету перемычки, а при оттаивающей кладке, выполненной способом замораживания, - выше прямоугольника кладки с высотой, равной удвоенному пролету перемычки в свету. При оттаивании кладки перемычки допускается усиливать постановкой временных стоек на клиньях на период оттаивания и первоначального твердения кладки.

3. В вертикальных швах между брусковыми перемычками, в случаях когда не обеспечивается требуемое сопротивление их теплопередаче, следует предусматривать укладку утеплителя.

6.48. Кладку висячих стен, поддерживаемых рандбалками, следует проверять на прочность при смятии в зоне над опорами рандбалок. Должна быть проверена также прочность кладки при смятии под опорами рандбалок. Длину эпюры распределения давления в плоскости контакта стены и рандбалки следует определять в зависимости от жесткости кладки и рандбалки. При этом рандбалка заменяется эквивалентным по жесткости условным поясом кладки, высота которого определяется по формуле

где Е b - начальный модуль упругости бетона;

I red - момент инерции приведенного сечения рандбалки, принимаемый в соответствии со СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций;

Е - модуль деформации кладки, определяемый по формуле (7);h - толщина висячей стены.

Жесткость стальных рандбалок определяется как произведение

где E s иI s - модуль упругости стали и момент инерции сечения рандбалки.

6.49. Эпюру распределения давления в кладке над промежуточными опорами неразрезных рандбалок следует принимать по треугольнику приа ≤ 2s (рис. 15,а) и по трапеции при 3s ≥ а > 2s (рис. 15,б) с меньшим ее основанием, равнымa - 2s. Максимальная величина напряжений смятияσ с (высота треугольника или трапеции) должна определяться из условия равенства объема эпюры давления и опорной реакции рандбалки по формулам:

при треугольной эпюре давления (а £ 2s)

где а - длина опоры (ширина простенка);

N - опорная реакция рандбалки от нагрузок, расположенных в пределах ее пролета и длины опоры, за вычетом собственного веса рандбалки;

СНиП II-22-81* Каменные и армокаменные конструкции

s = 1,57H 0 - длина участка эпюры распределения давления в каждую сторону от грани опоры;

h - толщина стены.

Если а > 3s , то в формуле (58) вместоа следует принимать расчетную длину опоры, равнуюa 1 = 3s , состоящую из двух участков длиной по 1,5s с каждой стороны простенка

(рис. 15, в).

6.50. Эпюру распределения давления над крайними опорами рандбалок, а также над опорами однопролетных рандбалок следует принимать треугольной (рис. 15,г) с основанием

Рис. 15. Распределение давления в кладке над опорами висячих стен

а - на средних опорах неразрезных балок при а ≤ 2s ;б - то же, при 3s ³а > 2s ;в - то же, приа > 3s ;г - на крайних опорах неразрезных балок и на опорах однопролетных рандбалок

6.51*. Прочность кладки висячих стен при местном сжатии в зоне, расположенной над опорами рандбалок, следует проверять по указаниям, приведенным в пп. 4.13 - 4.16.

Расчет на местное сжатие кладки под опорами неразрезных рандбалок следует производить для участка, расположенного в пределах опоры длиной не более 3H от ее края (H - высота рандбалки) и длиной не более 1,5H для однопролетных рандбалок и крайних опор неразрезных рандбалок.

СНиП II-22-81* Каменные и армокаменные конструкции

Если рассчитываемое сечение расположено на высоте H 1 над верхней гранью рандбалки, то при определении длины участковs иs 1 следует принимать высоту пояса

кладки H 01 =H 0 +H 1 .

Расчетную площадь сечения А при расчете висячих стен на местное сжатие следует принимать: в зоне, расположенной над промежуточными опорами неразрезных рандбалок, как для кладки, загруженной местной нагрузкой в средней части сечения; в зоне над опорами однопролетных рандбалок или крайними опорами неразрезных рандбалок, а также при расчете кладки под опорами рандбалок как для кладки, загруженной на краю сечения.

6.52. Эпюру распределения давления в кладке висячих стен при наличии проемов следует принимать по трапеции, причем площадь треугольника, который отнимается от эпюры давления в пределах проема, заменяется равновеликой площадью параллелограмма, добавляемой к остальной части эпюры (рис. 16). При расположении проемов на высотеН 1 над рандбалкой длина участкаs соответственно увеличивается (см.

Рис. 16. Эпюра распределения давления в кладке висячих стен при наличии проема

6.53. Расчет рандбалок должен производиться на два случая загружения:

а) на нагрузки, действующие в период возведения стен. При кладке стен из кирпича, керамических камней или обыкновенных бетонных камней должна приниматься нагрузка от собственного веса неотвердевшей кладки высотой, равной 1 /3 пролета для кладки в летних условиях и целому пролету - для кладки в зимних условиях (в стадии оттаивания при выполнении кладки способом замораживания, см. п. 7.1).

При кладке стен из крупных блоков (бетонных или кирпичных) высоту пояса кладки, на нагрузку от которого должны быть рассчитаны рандбалки, следует принимать равной 1 /2 пролета, но не менее высоты одного ряда блоков. При наличии проемов и высоте пояса кладки от верха рандбалок до подоконников менее1 /3 пролета следует учитывать также вес кладки стен до верхней грани железобетонных или стальных перемычек (рис. 17). При рядовых, клинчатых и арочных перемычках должен учитываться вес кладки стен до отметки, превышающей отметку верха проема на1 /3 его ширины;

б) на нагрузки, действующие в законченном здании. Эти нагрузки следует определять исходя из приведенных выше эпюр давлений, передающихся на балки от опор и поддерживаемых балками стен.

Количество и расположение арматуры в балках устанавливают по максимальным величинам изгибающих моментов и поперечных сил, определенных по двум указанным выше случаям расчета.

Пример 3.1. Плотность железобетона р = 2500 кг/м 3 , определить удельный вес железобетона.

Решение.

1. Вычисляем удельный вес железобетона y = pg « 2500-10 = = 25000 Н/м 3 = 25 кН/м 3 .

Пример 3.2. Определить нагрузку от собственного веса желе­зобетонной колонны по следующим данным: сечение колонны bh= 300x300 мм, высота / = 4,5 м.

Решение.

1. Находим объем колонны К=Ш = 0,3-0,3-4,5 = 0,405 м 3 .

2. Принимая плотность железобетона из примера 3.1, на­ходим нормативную нагрузку от собственного веса колонны N„= Ку = 0,405-25= 10,125 кН.

3. Определяем расчетную нагрузку от собственного веса колон­ны, принимая коэффициент надежности по нагрузке y f = 1,1 (табл. 1 СНиП 2.01.07-85*), N=N„y f ~ 10,125-1,1« 11,138 кН.

Нагрузку от собственного веса сборных железобетонных кон­струкций можно определить, пользуясь массами этих конструк­ций, которые указаны в каталогах.

Пример 3.3. В соответствии с данными каталога сборная желе­зобетонная балка имеет массу т= 1,5 Т, определить нагрузку от собственного веса балки.

Решение.

1. Определяем нормативную нагрузку 7V„ = mg- 1,5-10 = 15
кН (если вместо тонн подставить килограммы, то получим нью­
тоны).

2. Определяем расчетную нагрузку N= N„y f = 15 1,1 = 16,5 кН.
Для определения нагрузки от собственного веса стальных

конструкций учитывают, что плотность стали принимается р = 7850 кг/м\ или пользуются массами погонного метра проката, которые приводятся в сортаменте прокатных элементов (см. При­ложение 1).

Пример 3.4. Определить нагрузку от собственного веса равно-полочного уголка 50 х 50 х 5, длиной /= 5,0 м. Решение.

1. В соответствии с сортаментом уголков масса 1 м длины G= 3,77 кг/м. Нормативная нагрузка от уголка N„= Ggl~ 3,77 10 ■ 5,0 = = 188,5 Н = 0,1885 кН.

2. Расчетная нагрузка от собственного веса уголка N= N„ y f = = 0,1885-1,05 « 0,198 кН.

При определении нагрузок от часто встречающихся стандарт­ных плит перекрытия нормативная нагрузка, приходящаяся на 1 м 2 , определяется заранее и выписывается в таблицу, так же по­ступают с рулонными и листовыми материалами (табл. 3.2).

Временные нагрузки на перекрытия зданий различного назначе­ния, как уже отмечалось, принимают по табл. 3 СНиП 2.01.07-85* (табл. 3.3 учебника). В таблице дается полное и пониженное зна­чение нагрузки, пониженное значение нагрузки соответствует длительной части временной нагрузки.

Пример 3.5. Определить временную нагрузку на перекрытие квартир жилых зданий. Решение.

1. Выписываем из табл. 3.3 нормативные значения временных нагрузок. Полное нормативное значение соответствует кратков­ременной нагрузке на перекрытие квартиры р„ = 1,5 кПа; пони­женное значение р" = 0,3 кПа - длительная часть временной нор­мативной нагрузки.

2. Расчетное значение временных нагрузок, соответственно полное значение и пониженное:

p = p п у f = 1,5-1,3= 1,95 кПа;

p, = py f = 0,3 -1,3 = 0,39 кПа.

При определении нагрузок на 1 м 2 от конструкций (или эле­ментов), расположенных с определенным шагом, необходимо на­грузки от собственного веса одного метра конструкции разделить на шаг конструкций.

Пример 3.6. Определить нагрузку на 1 м 2 от веса деревянных лаг, расположенных с шагом а = 0,4 м. Сечение лаг bh = 50 х 50 мм; плотность древесины р = 500 кН/м 3 .

Решение.

1. Определяем удельный вес древесины у = pg= 500-10 = 5000 Н/м 3 = = 5,0 кН/м\

2. Находим нормативную нагрузку на 1 м 2 от веса лаг cf = bhj/a = = 0,05 0,05 ■ 5,0/0,4 = 0,031 кПа.

3. Определяем расчетную нагрузку на 1 м 2 q = q"y f = 0,031 1,1 = = 0,034 кПа.

Сбор нагрузок на конструкции обычно выполняется последо­вательно сверху вниз. Нагрузки на 1 м 2 удобней собирать в табличной форме (см. пример 3.7 сбора нагрузок). После определе­ния нагрузок на 1 м 2 нагрузки собираются на рассчитываемый эле­мент (конструкцию).

Нагрузка на рассчитываемый элемент передается с площади, которая называется грузовой, - А гр. Определение грузовой площа­ди рассмотрим на примере 3.7 (рис. 3.3). Для определения грузо­вой площади необходимо мысленно представить, как и через ка­кие конструкции передаются нагрузки на элемент, на который производится сбор нагрузок.

Так, в осях А-Б 3-4 плана здания нагрузки на стены переда­ются от перекрытия через железобетонные плиты (которые на пла­не не показаны). Мы можем представить, что с половины длины плиты нагрузка передается на наружную стену по оси А, а с дру­гой половины - на внутреннюю стену (ось Б). Учитывая, что при расчете фундамента под стены условно «вырезается» и рассчиты­вается один погонный метр фундамента, принимаем ширину гру­зовой площади 1 м и определяем длину грузовой площади /, р. Для стены по оси А она будет / ф, = 3,0 м. На стену по оси Б нагрузка передается с двух сторон, и длина грузовой площади / ф 2 = 6,0 м.

Нагрузка на колонну в осях Б-2 будет передаваться последо­вательно - с плит перекрытия на балки, а с половины каждой бал­ки на колонну (с другой половины балки нагрузка будет переда­ваться на пилястру). При расчете колонны нам необходимо опре­делить сосредоточенную силу, возникающую от нагрузки, которая собирается с грузовой площади A rp = 4,5-6 = 27 м 2 . Зная нагрузку, приходящуюся на один квадратный метр перекрытия q перекр мож­но определить нагрузку на колонну N= q перекр A rp (кН). Аналогич­но определится нагрузка на один погонный метр фундамента

N= q перекр l rp (КН/М).

Пример 3.7. Произвести сбор нагрузок на низ кирпичной ко­лонны сечением b c h c = 380 х 380 мм в осях Б-2. Здание двухэтаж­ное (см. рис. 3.3; 3.4); первый и второй этажи идентичны по со­ставам помещений: в осях 1-3 торговые залы, в осях 3-4 админи­стративные и бытовые помещения; пол первого этажа выполнен по грунту; район строительства г. Казань (IV снеговой район). Все детали, не влияющие на выполнение расчета, опущены (лестнич­ные клетки, дверные и оконные проемы и т.д.). 2. Собираем нагрузки на один квадратный метр перекрытия:

3. Определяем нагрузку от кирпичной колонны.

По разрезу здания определяем высоту колонны Н= 6,9 + 0,35 = = 7,25 м; сечение колонны:

b c h c = 380 х 380 мм. Плотность кирпичной кладки р = 1800 кг/м 3 (удельный вес у= 18 кН/м 3).

N n колонны = b c h c Н у = 0,38 0,38 7,25 18 = 18,84 кН - нормативная нагрузка;

N колонны = N n колонны у f = 18,84-1,1 =20,72 кН - расчетная нагрузка.

Принимаем сечение балок bh = 200x400 мм, балки выполнены из железобетона р = 2500 кг/м 3 (удельный вес у = 25 кН/м 3). Длина балки /= 4,5 м. На колонну передается нагрузка с половины балки в осях 1-2 и с половины балки в осях 2-3 (всего на колонну передается на­грузка от одной балки на покрытии и одной балки на перекрытии).

В настоящей статье рассмотрены схемы классических конструктивных решений узлов опирания несущих металлических балок перекрытий (покрытий) на кирпичные стены зданий. Использование данных схем при конструировании балочных перекрытий избавит проектировщика от множества рутинных вычислений, связанных с компоновкой опорных узлов балок, подбором сечений отдельных элементов (обеспечивающих работоспособность узлов) и расчетом их монтажных соединений.

Принятие решения о выборе одного из предложенных ниже вариантов конструктивного исполнения узлов опирания балок на стены производится исходя из величины опорной реакции (опорного давления под концом балки).

Согласно требованиям действующих норм, стальные балки должны опираться на несущие каменные стены через стальные или железобетонные распределительные подушки, основной функцией которых является выравнивание давления под концами балок и предотвращение местного смятия кладки (локального разрушения кладки под опорными участками балок от смятия).

Узлы №№1, 2, 3, 4 предусматривают шарнирное опирание балок непосредственно на кирпичную кладку стен через слой цементно-песчаного раствора толщиной 15 мм. Опорное давление под заделанным в стену концом балки передается на кладку через опорные металлические плиты толщиной 20 мм, размеры которых назначены таким образом, чтобы среднее давление под плитой (в пределах площади сжатия) не превосходило минимально допустимую нормами величину расчетного сопротивления кладки при условии, что кладка выполнена из полнотелого керамического кирпича нормальной прочности на жестком цементном растворе.

В случае, если величина опорного давления превышает 100 кН (≈10 тонн), то тогда, в соответствии с требованиями СНиП ll-22-81*, необходимо устройство железобетонной распределительной подушки толщиной не менее 100 мм, армированной двумя сетками по расчету (опирание несущей стальной балки перекрытий непосредственно на кирпичную кладку стен в этом случае не допускается). При этом опорные узлы балок выполняются жесткими – см. Узлы №№4, 5 .

Узел №1 (шарнирный)
Толщина кирпичной стены b=380 мм. Предельное значение опорной реакции R=0,6 т.

Узел №2 (шарнирный)
Толщина кирпичной стены b>380 мм. Предельное значение опорной реакции R=0,7 — 3,0 т.

Узел №3 (шарнирный)
Толщина кирпичной стены b>380 мм. Предельное значение опорной реакции R=3,1 — 5,0 т.

Узел №4 (шарнирный)
Толщина кирпичной стены b>380 мм. Предельное значение опорной реакции R=5,1 — 7,0 т.

Узел №5 (жесткий)
Толщина кирпичной стены b>380 мм. Предельное значение опорной реакции R=10,1 — 18,0 т.

Узел №6 (жесткий)
Толщина кирпичной стены b>380 мм. Предельное значение опорной реакции R=18,1 — 20,0 т.

Примечания (важно!!!):

• Все фрикционные соединения элементов (во всех узлах) выполняется на анкерных болтах класса точности В, классов прочности 5.8 и 8.8. Допускается также использование высокопрочных болтов.
• Катеты всех угловых швов (во всех узлах) принимать по наименьшей толщине свариваемых элементов, но не менее значений, указанных в таблице 38 СНиП II-23-81*.
• В случае, если режим эксплуатации здания характеризуется наличием динамических нагрузок, — все элементы и детали узлов должны быть проверены расчетом на выносливость.
• Марка стали всех металлических элементов и деталей узлов принимаются по таблице 50х СНиП II-23-81*, как для конструкций 2-ой группы (при отсутствии динамических, вибрационных и подвижных нагрузок).

Сбор нагрузок производится всегда, когда нужно рассчитать несущую способность строительных конструкций. В частности, для перекрытий нагрузки собираются с целью определения толщины, шага и сечения арматуры железобетонного перекрытия, сечения и шага балок деревянного перекрытия, вида, шага и номера металлических балок (швеллер, двутавр и т.д.).

Сбор нагрузок производится с учетом требований СНиПа 2.01.07-85* (или по новому СП 20.13330.2011) "Актуализированная редакция" .

Данное мероприятие для перекрытия жилого дома включает в себя следующую последовательность:

1. Определение веса "пирога" перекрытия.

В "пирог" входят: ограждающие конструкции (например, монолитная железобетонная плита), теплоизоляционные и пароизоляционные материалы, выравнивающие материалы (например, стяжка или наливной пол), покрытие пола (линолеум, паркет, ламинат и т.д.).

Для определения веса того или иного слоя нужно знать плотность материала и его толщину.

2. Определение временной нагрузки.

К временным нагрузкам относятся мебель, техника, люди, животные, т.е. все то, что способно двигаться или переставляться местами. Их нормативные значения можно найти в таблице 8.3. . Например, для квартир жилых домов нормативное значение равномерно распределенной нагрузки составляет 150 кг/м2.

3. Определение расчетной нагрузки.

Делается это с помощью коэффициентов надежности по нагрузки, которые можно найти в том же СНиПе. Для веса строительных конструкций и грунтов - это таблица 7.1 . Что касается равномерно распределенной временной нагрузки и нагрузки от материалов, то здесь коэффициент надежности берется в зависимости от нормативного значения по пункту 8.2.2 . Так, по нему, если вес составляет менее 200 кг/м2 коэффициент равен 1,3, если равен или более 200 кг/м2 - 1,2. Также данный пункт регламентирует значение нормативной нагрузки от веса перегородок, которая должна равняться не менее 50 кг/м2.

4. Сложение.

В конце необходимо сложить все расчетные и нормативные значения с целью определения общего значения для дальнейшего использования их в расчете на несущую способность.

В случае сбора нагрузок на балку ситуация та же. Только после получения конечных значений их нужно будет преобразовать из кг/м2 в кг/м. Делается это с помощью умножения общей расчетной или нормативной нагрузки на величину пролета.

Для того, чтобы материал был более понятен, рассмотрим два примера. В первом примере соберем нагрузки на перекрытие, а во втором на балку.

А после рассмотрения примеров с целью экономии времени можно воспользоваться специальным калькулятором . Он позволяет в режиме онлайн собрать нагрузки на перекрытие, стены и балки перекрытия.

Пример 1. Сбор нагрузок на междуэтажное перекрытие жилого дома.

Имеется перекрытие, состоящее из следующих слоев:

1. Многопустотная железобетонная плита - 220 мм.

2. Цементно-песчаная стяжка (ρ=1800 кг/м3) - 30 мм.

3. Утепленный линолеум.

На перекрытие опирается одна кирпичная перегородка.

Определим нагрузки, действующие на 1 м2 грузовой площади (кг/м2) перекрытия. Для наглядности весь процесс сбора нагрузок произведем в таблице.

Вид нагрузки	Норм.	Коэф.	Расч.
Постоянные нагрузки: Железобетонная плита перекрытия (многопустотная) толщиной 220 мм Цементно-песчаная стяжка (ρ=1800 кг/м3) толщиной 30 мм Утепленный линолеум Перегородки Временные нагрузки: Жилые помещения
ИТОГО	549 кг/м2		645,7 кг/м2

Пример 2. Сбор нагрузок на балку перекрытия.

Имеется перекрытие, которое опирается на деревянные балки, состоящее из следующих слоев:

1. Доска из сосны (ρ=520 кг/м3) - 40 мм.

2. Линолеум.

Шаг деревянных балок - 600 мм.

Также на перекрытие опирается перегородка из гипсокартонных листов.

Определение нагрузок на балку производится в два этапа:

1 этап - составляем таблицу, как описано выше, т.е. определяем нагрузки, действующие на 1 м2.

2 этап - преобразовываем нагрузки из 1кг/м2 в 1 кг/п.м.

Вид нагрузки	Норм.	Коэф.	Расч.
Постоянные нагрузки: Дощатый пол из сосны (ρ=520 кг/м3) толщиной 40 мм Линолеум Перегородки Временные нагрузки: Жилые помещения			6,5 кг/м2
ИТОГО	225,8 кг/м2		279,4 кг/м2

Определение нормативной нагрузки на балку:

q норм = 225,8кг/м2*(0,3м+0,3м) = 135,48 кг/м.

Определение расчетной нагрузки на балку:

q расч = 279,4кг/м2*(0,3м+0,3м) = 167,64 кг/м.

Прежде чем произвести расчет опирания перемычек на кирпичную стену, следует выяснить несколько важных моментов. Что же такое перемычка? Это та часть стены, которая перекрывает дверные и оконные проемы и удерживает на себе кладку над проемами. Когда сила тяжести перекрытия ложится непосредственно на стену над оконными и дверными проемами, используют сборные несущие железобетонные элементы. Если нагрузки на стенах нет, а ширина проемов не превышает 2 м, используют ненесущие железобетонные или рядовые из кирпичной кладки с применением растворов повышенной прочности, закладывая арматурные стержни для поддержки нижнего ряда кирпичей. Бывает, что вместо рядовых перемычек выполняют клинчатые, которые еще и служат декорацией фасада. С той же целью в 4 метровых пролетах возводят арочные перемычки. Данный тип кладки используют для организации перекрытий в зданиях со сводами. В таком случае все поперечные и продольные швы во время кладки перемычек должны быть заполнены.

Перемычки предназначены для перекрытия дверных и оконных проемов в кирпичных стенах зданий различного назначения.

Если вертикальные швы будут недостаточно заполнены, то от нагрузок произойдет сначала сдвиг отдельных кирпичей, а потом и разрушение кладки. Обязательно соблюдать горизонтальность рядов рядовых перемычек, правила перевязки кладки из целого кирпича. В кладку используют раствор не ниже 25 марки. Высота рядовой перемычки должна составлять около 5 рядов кладки, а длина должна превышать на 50 см ширину самого проема. Кладку перемычек делают с применением опалубки из досок 40-50 мм толщиной. Расстилают раствор по опалубке примерно 2 см толщиной. В раствор потом втапливают прутья арматуры. Слой идет под первый ряд кирпича рядовых перемычек. Армируются перемычки 6 мм стержнями в диаметре из круглой стали. Расчет количества стержня прост, его кладут по одному на каждые полкирпича, но на всю перемычку не менее 3. В перемычке арматура работает на растяжение, она воспринимает растягивающие усилия от кладки. Концы стержней выпускают на 25 см за грани проема, заканчиваются крюком.

Перемычка из кирпича

Опирание опалубки производится на выпущенные из кладки кирпичи. После снятие опалубки кирпичи срубают. Если ширина проема превышает 1,5 м, опирание опалубки ложится на кружала из досок, которые ставят на ребро. Бывает так, что кроме дощатой опалубки используют трубчатые инвентарные опоры-кружала, сконструированные Огарковым. Такую конструкцию опирания очень просто изготовить. Для этого делают 2 обрезка труб 48 мм в диаметре и вставляют в обрезок трубы с диаметром 60 мм. Во время кладки кружал раздвигают трубы таким образом, чтобы меньшего диаметра концы заходили внутрь борозд, которые оставлены в кладке. Ставятся по 2 кружала на каждый проем и применяются, если в проемах вставлены оконные и дверные блоки. При использовании других типов кружал оконные и дверные блоки вставляют после снятия кружал. Из обычного глиняного кирпича выкладывают клинчатые и лучковые перемычки с клинообразными швами, толщина которых вверху перемычки 25 мм, а внизу — около 5 мм.

Кладка рядовых перемычек: а - фасад перемычки, б - разрез перемычки, в - кладка перемычки по дощатой опалубке, г - кладка перемычки на инвентарных трубчатых кружалах; 1 - арматурные стержни, 2 - доски, 3 - деревянные кружала, 4 - трубчатые кружала Огаркова.

Конечно, вначале возводят стены до уровня перемычек, при этом выкладывают опорную пяту из кирпича, подтесанного прежде, чем устраивают кладку перемычек. Направление опорной плоскости определяют при помощи шаблона, то есть угла отклонения от плоскости по вертикали. По подготовленной опалубке, которую удерживают кружала, поперечными рядами ведут кладку. Расчет рядов кладки на опалубке размечают таким образом, чтобы их число с учетом толщины шва было нечетным. В данном случае ряды кладки считают по горизонтали. Нечетный ряд кирпича в центре называется замковым, и находиться он четко в вертикальном положении в центре перемычки. Выполняют кладку лучковых и клинчатых перемычек с двух сторон равномерно от пяты к замку так, чтобы она заклинивалась в замке нечетным центральным кирпичом. С помощью шнурка проверяют правильность направления швов. В точке сопрягающихся линий пересечения опорных частей крепят шнурок. Кладку клинчатых перемычек производить нельзя, если пролет превышает 2 м.

Арочные перемычки, своды

Схема выполнения кирпичной кладки арок и сводов (арочных перемычек).

Кладут арочные перемычки, своды и арки в такой же последовательности, как и клинчатые. Образующиеся за счет кладки швы между рядами должны быть перпендикулярны кладке наружной и нижней поверхности арки. Швы образуют клинчатую форму с расширением кверху и сужением снизу. В сводах и арках усилие от нагрузки к кривой арки действует по касательной. Постели рядов ложатся перпендикулярно направлению давления. При таком расположении рядов это первое правило резки кирпичной кладки. Кладку в швах плотно заполняют раствором. В процессе выполнения работы сверху поверхность сводов затирается раствором толщиной 1/4 кирпича. Правильность швов и укладки рядов проверяют шнуром, который закрепляют в центре арки. Положение каждого ряда проверяют шаблоном-угольником и шнуром. Конструкция опалубки для кладки арок и сводов должна обеспечивать при распалубливании ее равномерное опускание. Ставят клинья под кружалами, если их ослабить, опалубка опускается. Выдерживание в опалубке арочных и клинчатых перемычек по времени зависит от марки раствора и температуры воздуха.

Перемычки из железобетона

Сборные железобетонные изделия (ЖБИ), используемые при строительстве, производят на специализированных заводах и монтируют непосредственно на объектах строительства.

При строительстве домов для перекрытия дверных и оконных проемов применяются сборные железобетонные перемычки.

Сборные железобетонные перемычки различают по видам: брусковые, балочные с четвертью для опирания (ПГ), плитные шириной более 250 мм (ПП) и фасадные (ПФ).

Изготавливают железобетонные изделия на проемы с использованием арматурных закладных изделий 0,4-0,6 см и тяжелой бетонной смеси М 250. Конструктивно перемычки выделяют как несущие и ненесущие. Несущими считаются те, которые несут нагрузку перекрытия помимо массы кладки над ней. К ненесущим относятся такие, которые несут нагрузку собственного веса и тех участков кладки, которые расположены над ними.

По видам различают: брусковые шириной до 250 мм (ПБ), балочные с четвертью для опирания (ПГ), плитные шириной более 250 мм (ПП) и фасадные (ПФ), которые предназначены для перекрытий проемов четвертями с толщиной и шириной части выступающей в проеме кладки более 250 мм. При помощи уровня проверяют опоры и места укладки до начала монтажа и расстилают раствор.

Опирание на кирпичную стену должно быть глубиной не менее 250 мм, на перегородки — не менее 200 мм. Ненесущие элементы с двухметровым пролетом можно укладывать и вручную, тогда как тяжелые несущие стропуются за монтажные петли и устанавливаются краном. Укладку проверяют уровнем. Их собирают из нескольких элементов, чтобы покрыть всю ширину проема кладки, боковые части перемычек входить в плоскость кирпичной стены без выступов. Во время монтажа укладывать перемычки следует только в определенном положении. Несущая способность в зависимости от места расположения арматуры и количества может различаться.

Устройство металлической перемычки

Преимуществом сборных перемычек является скорость монтажа, простота подбора и надежность.

Когда нет возможности установить сборные перемычки, можно смонтировать металлические. Кирпичная кладка отлично держит собственный вес после того, как раствор набрал прочности. Конечно, это в том случае, если отсутствует нагрузка от перекрытия и умеренная ширина окна. Но пока раствор не затвердел и не набрал прочности, над проемом кирпичная кладка нуждается в поддержке. Преимуществом сборных перемычек является скорость монтажа, простота подбора и надежность. Нет необходимости вести расчет. Но они, как мы уже говорили, производятся только в заводских условиях и очень тяжелые. По монолитным железобетонным нужно произвести расчет, подбор высоты и армирования. Изготавливается она сложнее, с применением опалубки. Зато монтаж можно произвести непосредственно на объекте строительства. Ну, а можно установить перемычки из металлических прокатных профилей, таких как углы, швеллеры или двутавры.

при подборе металлических элементов необходимо произвести расчет, чтобы не возникло прогиба перемычки больше допустимого, и определить необходимую прочность подобранных металлических элементов. При этом расчет производится по следующим условиям:

• прочность определяется по формуле,

Мр = 1,12 *W *R,

где Мр — зависит от нагрузки и длины перемычки, а также коэффициента надежности;

W — сопротивления металлического элемента, который берется из справочников. Если перемычки составлены из 2 уголков или 2 швеллеров, то момент сопротивления элемента составного равен сумме каждого из элементов моментов сопротивления;

R — сопротивление стали.

• прогиб определяется по формуле:

Мн * L/(10EI) = 1/200,

где Мн — нормативный момент, зависимый от нагрузки и длины перемычки;

L — расчетная длина, которая равна к сумме ширины в чистоте с третью каждой стороны перемычки длины опирания;

I — момент инерции;

Е — модуль упругости стали;

1/200 — максимально допустимый прогиб.

Расчет для дверных и оконных проемов

Чтобы подобать металлическую перемычку, производят расчет нагрузки от кирпичной кладки на 1 пм перемычки.

Рассмотрим на примере подбор перемычки для дверного, а потом и . Предположим, что проем предполагаемой двери в стене имеет толщину 0,25 мм. Опирание перекрытия проем нести не будет. Над перемычкой высота кладки 0,9 м, а ширина проема 1 м. Подбираем металлическую перемычку. Для этого необходимо произвести расчет нагрузки от кирпичной кладки на 1 пм перемычки, если удельный вес кирпичей 1,8 т/куб.м

q = 0,25*0,9*1,8*1 = 0,41 т/м.

Теперь по формуле определим момент М = qL2/8,

L — расчетная длина;

200 — глубина опирания перемычки. Мн = 0,065 т*м;

L = 1000 + 2*200/3 = 1130 мм;

Мр = 73 кН*см.

Необходимый момент сопротивления по условию прочности:

W = 65/(1,12*21) = 2,76 куб. см.

Момент инерции:

I = 200Мн*L/(10Е) = 7,85 см4.

Применять нужно перемычку, которая состоит из 2 уголков 50*50*5

W = 7,88 куб. см > 0,5*2,76 куб. см, I = 11,2 см4 > 0,5*7,85 см4.

Упрощенный расчет металлической перемычки

Человеку, который сталкивался с сопроматом, разобраться с таким расчетом не составит труда, но для остальных эти понятия могут быть сложными и непонятными. Произведен расчет сечения металлических перемычек для . Расчет состоит из определения нагрузки, действующей на перемычку; определения максимальной изгибающего момента, действующего на поперечное сечение перемычки; подбора сечения перемычки.

Определяем нагрузку на 1 пм перемычки по формуле:

q 1 = p * b * h,

Необходимо произвести расчет сечения металлической перемычки для кирпичной перегородки.

где p (кг/куб. м) — плотность материала перегородки с учетом кладочного раствора и раствора штукатурки. Плотность цементного раствора — до 2200, что нужно учитывать при кладке из пустотелого кирпича, можно умножить плотность материала на 1.1. Плотность полнотелого кирпича составляет 1600 — 1900; плотность кирпича пустотелого составляет 1000 — 1450.

b (м) — толщина стены. Например, кирпичная перегородка в полкирпича будет равна 15 см.

h — высота над перемычкой кирпичной стены с учетом кирпичей, которые пойдут на укладку на уголок в случае с перемычкой из уголков.

Для метрового проема шириной для кирпичной перегородки в полкирпича толщиной нагрузка составит q 1 = 142,5 кг/м.

В данном случае мы провели расчет для перегородки. Для несущих стен необходимо еще учитывать нагрузку от перекрытия.

Требуемый момент сопротивления и расчетная нагрузка

Воспользуемся следующей формулой:

где n — количество металлических профилей;

Плотность цементного раствора- до 2200, можно умножить плотность материала на 1.1.

P — собственный вес на 1 пм профиля, определяемый по сортаменту. Как правило, для перемычек из металла вес не превышает 1-2 % от общего веса стены над перемычкой, поэтому его можно посчитать поправочным коэффициентом 1.1.

Таким образом, для метрового проема кирпичной перегородки в полкирпича толщиной полная расчетная нагрузка равна: q = 157 кг/м.

Теперь подбор необходимого сечения. Для балки, лежащей на 2 опорах, максимальный изгибающий момент будет в середине балки:

М max = (q * 1 кв.м) / 8 = 19,6 кг/м

Для метрового проема шириной в полкирпича требуемый момент сопротивления составит:

W треб = М max / R y = 0,933 куб. см,

где R y — расчетное сопротивление стали равное 2100 кгс/ кв. см

Полученное значение делим на количество профилей, которые будем использовать при устройстве перемычки. Рациональнее использовать для кирпичных перегородок минимум 2 профиля. Wтреб = 0,47 куб.см. Далее в сортаменте выбираем тип профиля и находим значение большее, чем при расчете. Для метрового проема шириной для кирпичной перегородки в полкирпича толщиной достаточно 2 равнополочных уголка 28 * 28 * 3 мм. Опирание металлических перемычек на стенах должно быть не менее 250 мм.

Расчет перемычек для несущих кирпичных стен

Расчет перемычки для несущих стен почти не отличается от предыдущего расчета, только следует определить нагрузку на перемычку и выбрать правильную схему расчета. В случае, если перемычка является несущей балкой над проемом, можно рассчитать ее как балку на шарнирных опорах.

b — в данном случае будет в 2 кирпича, то есть 0,51 — 0,55 м.

Расчет сечения металлической перемычки для кирпичной несущей стены.

h — кладку над перемычкой, которая будет нести нагрузку можно определить как h =L/2. Так, для полутораметрового проема длиной и шириной в 2 кирпича нагрузка составит 755,3 кг/м. Плиты перекрытия весят немало. Можно принимать их вес в пределах 800-1000 кг/кв.м. Пустотные плиты весят примерно 320 кг/кв.м дополнительно 100 кг/кв.м дадут утепление и стяжка. Так, с 6 м пустотными плитами перекрытия нагрузка составит 2400 кг/м. Погонная расчетная нагрузка составит 3167 кг/м. Максимальный изгибающий момент для перемычки, на которую влияет распределенная и сосредоточенная нагрузка, рассчитывается по формуле:

М max = (q * l 2) / 8 + (Q* l) / 4 = 1133,7 кг/м

Требуемый момент сопротивления: Wтреб = (1133,7 * 100)/ (2100 * 2) = 27,0 куб.см

Сделать перемычку можно из стальных горячекатаных уголков, неравнополочных или равнополочных, профильных труб. Для проема 1,5 м длиной и шириной в 2 кирпича 2 неравнополочных уголка 110*70*8 мм достаточно. Вместо 2 требуемых уголков можно применить 4 90*56*5,5. Опирание такой перемычки на стены должно быть не менее 250 мм. Изгибание:

f = (5 * q * L 4) / (384 * E * I z), где

E — модуль упругости равен 2 * 10 10 кг/кв.м — для стали.

I z — момент инерции, согласно сортаменту, по выбранному профилю.

Для перемычки из 2 уголков f = (5 * 3167 * 1,5 4) / (384 * 2 * 10 10 * 2 * 171,54 * 10 -8) = 0,003045 м. По требованиям «Нагрузки и воздействия» СНиП 2.01.07-85 максимальный прогиб для перемычек не должен быть больше 1/200 пролета. Согласно с нашим расчетом 150/200 = 0,75 см. Условие выдержано.