СП СП 15.13330.2020 Каменные и армокаменные конструкции СНиП II-2281

Приложение В

Вертикальные перемещения наружного и внутреннего слоев многослойной кладки​

В.1 Разность вертикальных перемещений слоев верхней точки стены Δₑ, определяемую с момента окончания ее возведения, вычисляют по формуле

Δₑ = Δₑ(N) + Δₑ(sh), (В.1)​

где Δₑ(N) – разность вертикальных перемещений слоев стены от вертикальной нагрузки и собственного веса;

Δₑ(sh) – разность вертикальных перемещений слоев стены от усадки кладки. ​

В.2 Для вычисления деформаций кладки каждого из слоев применяют длительный модуль деформаций Eдл, равный

Eдл = E₀ / ηплз, (В.2)​

где ηплз – коэффициент для определения деформаций ползучести, развившихся с момента окончания роста нагрузки, вычисляемый по формуле

ηплз = [3,51 − 1,16·lg(Ψ·t₁)]C , (В.3)​

где t₁ – возраст кладки на момент окончания ее возведения (сут.);

Ψ – коэффициент, равный 1 /сут;
C – коэффициент, учитывающий деформационные характеристики, равный:

• 0,46 – для кладки из керамических камней;
• 0,7 – для кладки из керамического кирпича пластического прессования;
• 1,1 – для кладки из силикатного кирпича.

​

В.З Деформации усадки ε(sh) кладки из силикатного кирпича и ячеистого бетона, развивающиеся во времени, допускается определять по формуле

ε(sh) = 0,056·ln(Ψ·t − 2,5) − 0,05, (В.4)​

t – возраст кладки (сут).​

 

Приложение Г

Расчет стен многоэтажных зданий из каменной кладки на вертикальную нагрузку по
раскрытию трещин при различной загрузке или разной жесткости смежных участков стен​

При различии наружных и примыкающих к ним внутренних стен по степени загрузки или выполнении их из различных материалов участки стен, близкие к местам их взаимного примыкания, должны быть рассчитаны по образованию и раскрытию трещин.

При расчете условно принимается, что обе стены (или смежные участки одной и той же стены) не связаны друг с другом, и определяется свободная деформация каждой из двух стен отдельно при действии расчетных длительных нагрузок. Разность свободных деформаций этих стен должна удовлетворять условию

δ₁ – δ₂ ≤ δᵤ,​

где δ₁ – абсолютная свободная деформация сжатия одной из стен (или участка стены);

δ₂ – то же, второй стены;
δᵤ – предельная допустимая разность деформаций, определяемая по таблице Г.1. ​

Таблица Г.1​

​

Предельную допустимую разность деформаций стен допускается увеличивать в 1,5 раза в случае, когда свободная длина несущих стен до пересечения их с внутренними продольными ненесущими стенами или отрезками стен не превышает 7,5 м, и в 1,25 раза – при свободной длине более 7,5 м.

Величины свободных деформаций определяются как сумма деформаций кладки во всех этажах здания от уровня верха фундамента до верха стены по формулам:

δ₁ = ∑ⁿi=1 σ₁ᵢ hᵢ / E₁ᵢ + δₛₕ₁;

δ₂ = ∑ⁿi=1 σ₂ᵢ hᵢ / E₂ᵢ + δₛₕ₂​

где σ₁ᵢ – напряжения в кладке первой свободно стоящей стены i-гo этажа;

σ₂ᵢ – то же, второй стены;
E₁ᵢ – модули деформации кладки первой стены i-гo этажа;
E₂ᵢ – то же, второй стены;
hᵢ – высота i-гo этажа;
δₛₕ₁ и δₛₕ₂ – абсолютные деформации усадки первой и второй стены, вычисленные по относительным значениям усадок материалов стен, умноженным на высоту соответствующих участков стен;
n – число этажей от пола подвала до верхнего или рассматриваемого промежуточного этажа. ​

Напряжения определяются в середине каждого этажа и вычисляются при расчетных значениях всех длительных нагрузок. Модули упругости Eᵢ вычисляются по формуле

Eᵢ = α₁ᵢ Rᵢᵤ ,​

где Rᵢᵤ – средний предел прочности кладки первой или второй стены рассматриваемого этажа;

α₁ᵢ – характеристика деформаций, которая зависит от материала кладки и учитывает полные деформации кладки (без учета деформаций усадки).​

Значение характеристики α, для кладки на растворе марки 25 и выше приведено в таблице Г.2.

Таблица Г.2​

​

 

Приложение Д

Общие положения по расчету наружных стен на ветровую нагрузку​

Д.1 Напряженно-деформированное состояние кладки стен и усилия в гибких связях при действии ветровой нагрузки определяют с учетом совместной работы наружного и внутреннего слоев стены.

Д.2 При расчете по предельным усилиям принимают, что предельное состояние характеризуется достижением предельных усилий в кладке растянутой зоны. При расчете допускается образование трещин длиной не более 15 см на участках концентрации напряжений.

Расчетный изгибающий момент М простенков, не имеющих вертикальных опор, определяют из условия

M ≤ RtbWупр, (Д.1)​

где Rtb – расчетное сопротивление кладки растяжению при изгибе, учитывающее нелинейную работу кладки, определяемое по таблице 6.11;

Wупр – упругий момент сопротивления поперечного сечения простенка. ​

В остальных случаях следует соблюдать условие

σₜ ≤ Rtb, (Д.2)​

где σₜ – растягивающие напряжения.

Д.3 При расчете кладки по образованию трещин при изгибе из плоскости по формуле (8.1) следует учитывать возможность концентрации растягивающих напряжений на отдельных участках стен (например, по концам надоконных перемычек, в углах проемов, местах установки связей и др.). В этой связи к полученным значениям краевых напряжений σₜ следует вводить коэффициент учета возможной концентрации напряжений, принимаемый при отсутствии данных сравнительных расчетов равным 1,5.

Д.4 В случае невыполнения условий (Д.1) и (Д.2) значения изгибающих моментов, действующих в слоях кладки, могут быть снижены за счет таких конструктивных мероприятий, как увеличение количества гибких связей между слоями, в том числе в виде сеток, рациональное соотношение изгибных жесткостей лицевого и внутреннего слоев и др.

Д.5 Устойчивость простенка против опрокидывания в случае, когда равнодействующая всех сил выходит за пределы ядра сечения, определяют из условия

Mопр ≤ mудер Mудер, (Д.3)​

где Mопр – суммарный опрокидывающий момент относительно оси возможного поворота опоры;

Mудер – суммарный удерживающий момент относительно оси возможного поворота опоры;
mудер – коэффициент условий работы при проверке устойчивости на сдвиг и опрокидывание. ​

Этот коэффициент принимают равным 0,9 при опирании кладки непосредственно на плиту перекрытия и 0,8 – при опирании на слой гидроизоляции, отлив из жести, металлопластика и т.п.

Д.6 Устойчивость простенка против сдвига определяют из условия

Nсдв ≤ (mудер / nудер) Nудер, (Д.4)​

где nудер – коэффициент надежности при проверке устойчивости;​

Nсдв, Nудер – соответственно сдвигающие горизонтальные нагрузки и удерживающие силы.​

 

Приложение Е

Расчет на вертикальную нагрузку каменных и армокаменных конструкций
с использованием диаграмм деформирования​

Е.1 Расчет на вертикальную нагрузку кирпичных столбов в общем виде проводят с учетом сдерживания поперечных деформаций силами трения от уложенных по верху столба стальных распределительных пластин.

Е.2 В качестве рабочих диаграмм деформирования кладки приняты двухлинейные диаграммы для стадий упругой работы и процесса трещинообразования до разрушения (рисунок Е.1, а) и определение момента образования трещин (рисунок Е.1, б).

а – продольные деформации укорочения вдоль вектора сжимающего усилия;
б – поперечные деформации растяжения
Рисунок Е.1 – Расчетные диаграммы деформирования​

Е.3 Координаты параметрических точек диаграмм определяют по формулам:

• напряжения σ₁, соответствующие началу трещинобразования:

σcrc = k₁ Rₜ ctgαₛₕ, (Е.1)​

где k₁ = Aₜ/(A - Aef) – характеристика соотношения площади отрыва и разности площадей поперечного сечения элемента и ядра сжатия;

Rₜ – расчетное сопротивление кладки растяжению по перевязанному сечению, определяемое по таблице 6.11;
αₛₕ – угол наклона поверхностей сдвига в приопорных зонах:​

αₛₕ = arctg(0,25Rᵤ / Rₜ − 1,56), (Е.2)​

Rᵤ – временное сопротивление кладки сжатию, определяемое по формуле (6.1);
Aₜ – суммарная площадь поверхностей отрыва, определяемая суммой Aₜ₁, Aₜ₂:​

Aₜ₁ = 2b (h₁ – а sinαₛₕ cosαₛₕ), (Е.3)

Aₜ₂ = 2а (h₂ – b sinαₛₕ cosαₛₕ), (Е.4)​

h₁, h₂ – высоты сжато-растянутых зон с учетом возможного неравенства сторон поперечного сечения конструкции,

h₁ = 2,5а, h₂ = 2,5b; ​

А – площадь поперечного сечения элемента;​

А = а b, (Е.5)​

Aef – площадь ядра сжатия:​

Aef = а b sin⁴αₛₕ. (Е.6)​

• временное сопротивление кладки сжатию – σᵤₗₜ:

σᵤₗₜ = k₁ Rₜ ctgαₛₕ + k₂Rₛₕ/sinαₛₕ, (Е.7)​

где k₂ = Aₛₕ/(A - Aef) – характеристика соотношения площади поверхностей сдвига и разности площадей поперечного сечения элемента и ядра сжатия;

Aₛₕ – площадь поверхности сдвига в приопорной зоне:​

Aₛₕ = а b (1 + sin²αₛₕ) cosαₛₕ, (Е.8)​

Rₛₕ – сопротивление кладки сдвигу, принимаемое в диапазоне (1,5÷2,5)Rₜ. ​

Величины напряжений σcrc, σᵤₗₜ являются параметрическими координатами диаграммы деформирования (рисунок Е.1, а). Соответствующие им относительные продольные деформации конструкции:

σcrc = n₁ [1,1/ α ln(1 – σcrc/1,1σᵤₗₜ)], (Е.9)

σᵤₗₜ = n₂[1,1/ α ln(1 – σᵤₗₜ/1,1σᵤₗₜ)]. (Е.10)​

где α – упругая характеристика кладки, принимаемая по таблице 6.16 п. 6.24;

n₁, n₂ – поправочные коэффициенты, принимаемые по таблице Е.1.​

Таблица Е.1​

Значения поправочных коэффициентов

​

Деформации поперечного расширения элемента в уровне средней сжато-растянутой зоны до образования трещин определяют по формуле

εₜ = νε, (Е.11)​

где ν – коэффициент Пуассона, ν = 0,2.

 

Расчет сжатых конструкций из каменных кладок с сетчатым армированием​

Е.4 В качестве рабочих диаграмм деформирования кладки с сетчатым армированием, как и для неармированной кладки, приняты двухлинейные диаграммы для стадий упругой работы и процесса трещинообразования до разрушения (рисунок Е.2, а) и определение момента образования трещин (рисунок Е.2, б).

а – продольные деформации укорочения вдоль вектора сжимающего усилия;
б – поперечные деформации растяжения
Рисунок Е.2 – Расчетные диаграммы деформирования​

Е.5 Координаты параметрических точек диаграмм определяются по формулам

• напряжения σ₁, соответствующие началу трещинобразования:

σcrc = k1 (Rₜ*+ σₛ μ) ctg αₛₕ, (Е.12)​

где k₁ = Aₜ/(A - Aef) – характеристика соотношения площади поверхностей отрыва и разности площадей поперечного сечения элемента и ядра сжатия;

Rₜ* – приведенное сопротивление кладки растяжению:​

Rₜ* = Rₜ + Rₜ μ = Rₜ (1 + μ), (Е.13)​

где μ = AₛΣ / Aₜ – соотношение площадей сечения растянутой зоны и стержней сеток в пределах ее высоты;

αₛₕ – угол наклона поверхностей сдвига в приопорных зонах:​

αₛₕ = arctg (0,25 Rᵤ / Rₜ – 1,56), (Е.14)​

Rᵤ – временное сопротивление кладки сжатию, определяемое по формуле (6.1);
Aₜ – суммарная площадь поверхностей отрыва, определяемая суммой Aₜ₁, Aₜ₂​

Aₜ₁ = 2b (h₁ – а sin αₛₕ cos αₛₕ), (Е.15)

Aₜ₂ = 2а (h₂ – b sin αₛₕ cos αₛₕ), (Е.16)​

h₁, h₂ – высоты сжато-растянутых зон с учетом возможного не равенства сторон поперечного сечения конструкции, h₁ = 2,5а, h₂ = 2,5b;
А – площадь поперечного сечения элемента;​

А = а b, (Е.17)​

Aef – площадь ядра сжатия:​

Aef = а b sin⁴ αₛₕ, (Е.18)​

• временное сопротивление кладки сжатию при реализации разрушения от разрыва стержней сеток σᵤₗₜ₁:

σᵤₗₜ₁ = k₁* Rₛₙ (hₜ/S) ctg αₛₕ* + k₂ Rₛₕ* /sin αₛₕ*, (Е.19)​

где k₁* = Aₛ/(Aсеч - Аef) – характеристика соотношения площади сечения стержней сеток в пределах Aₜ и разности площадей поперечного сечения элемента и ядра сжатия;

k₂ = Aₛₕ/(A - Aeff) – характеристика соотношения площади поверхностей сдвига и разности площадей поперечного сечения элемента и ядра сжатия;
Aₛₕ – площадь поверхности сдвига в приопорной зоне:​

Aₛₕ = а b(1 + sin²αₛₕ*) cos αₛₕ*, (Е.20)​

Rₛₕ* – приведенное сопротивление кладки сдвигу:​

Rₛₕ* = Rₛₕ + 0,6Rₛₙ Aₛ/Aₛₕ, (Е.21)​

αₛₕ* – угол наклона поверхностей сдвига с учетом обойменных напряжений, создаваемых сетками:​

αₛₕ*= arctg 0,25 (Rᵤ/(Rₜ + 0,35 σоб) - 1,56, (Е.22)​

где σоб – обойменное напряжение.​

Вычисление значений σоб проводится из условия, что в предельном состоянии происходит разрыв стержней сеток:

σоб = Rₛₙ Aₛ / аS, (Е.23)​

где Rₛₙ – нормативное сопротивление стали стержней сеток. При использовании композитных неметаллических сеток указывается временное сопротивление их материала растяжению;

Aₛ – площадь сечения стержней сеток в пределах растянутой зоны Aₜ;
a, S – размер сечения сжатого элемента и шаг сеток в кладке по высоте.​

 

Проверка условия возможности реализации компрессионного разрушения переармированной кладки​

Временное сопротивление материала кладки в условиях трехосного сжатия:

σᵤₗₜ₂ = R + 4σоб. (Е.24)​

Если σᵤₗₜ₁ < σᵤₗₜ₂ – компрессионное разрушение не произойдет и изменение параметров армирования не требуется.

Если σᵤₗₜ₁ ≥ σᵤₗₜ₂ – возможно компрессионное разрушение материала кладки и требуется снижение интенсивности армирования.

Величины напряжений σсrc, σᵤₗₜ являются параметрическими координатами диаграммы деформирования (рисунок Е.2, а). Соответствующие им относительные продольные деформации конструкции:

εсrc = n₁ [1,1/ α ln(1 – σсrc/1,1σᵤₗₜ₁)],. (Е.25)

εᵤₗₜ = n₂ [1,1/ α ln(1 – σᵤₗₜ/1,1σᵤₗₜ₁)]. (Е.26)​

где α – упругая характеристика кладки, принимаемая по таблице 6.16 п. 6.24;

n₁, n₂ – поправочные коэффициенты, принимаемые по таблице Е.2.
​

Таблица Е.2​

Значения поправочных коэффициентов

​

Деформации поперечного расширения элемента в уровне средней сжато-растянутой зоны до образования трещин

εₜ = ν ε, (Е.27)​

где ν – коэффициент Пуассона, ν = 0,2.

При наступлении предельного состояния, описываемого (Е.8), сопровождаемого выравниванием эпюры растягивающих напряжений по длине стержней сеток и их разрывом, деформации стали и, соответственно, рассчитываемого элемента в средней зоне, равны:

εₛ₂ = Rₛₙ Eₛ₂. (Е.28)​

Для определения значений модуля деформаций стали используются диаграммы, подобные приведенным в СП 63.13330 (рисунок Е.3).

Рисунок Е.3 – Расчетная диаграмма деформирования стали​

 

Приложение Ж

Расчет на смятие (местное сжатие)​

Ж.1 Расчет сечений при смятии (местном сжатии) следует проводить на нагрузки, приложенные к части площади сечения (при опирании на кладку ферм, балок, прогонов, перемычек, панелей перекрытий, колонн и другое).

Несущая способность кладки при смятии определяется с учетом характера распределения давления по площади смятия.

Расчет на смятие следует проводить с учетом возможного опирания конструктивных элементов (балок, лестничных маршей и др.) в процессе возведения здания на свежую или оттаивающую зимнюю кладку.

Ж.2 Расчет сечений при смятии проводится по указаниям 7.13 – 7.17. Конструктивные требования к участкам кладки, загруженным местными нагрузками, приведены в 9.46 – 9.49.

Кроме расчета на смятие опорные узлы должны быть рассчитаны также на центральное сжатие по указаниям 9.50 и 9.51.

Ж.3 При необходимости повышения несущей способности опорного участка кладки при смятии могут применяться следующие конструктивные мероприятия:

а) сетчатое армирование опорного участка кладки, см. 7.31 и 7.32;

б) опорные распределительные плиты;

в) распределительные пояса при покрытиях больших пролетов, особенно в зданиях с массовым скоплением людей (кинотеатры, залы клубов, спортзалы и т. п.);

г) устройство пилястр;

д) комплексные конструкции (железобетонные элементы, забетонированные в кирпичную или каменную кладку);

е) выполнение из полнотелого кирпича верхних 4 – 5 рядов кладки в местах опирания элементов на кладку.​

Ж.4 При местных краевых нагрузках, превышающих 80% расчетной несущей способности кладки при смятии, следует под элементом, создающим местную нагрузку, усиливать кладку сетчатым армированием. Сетки должны иметь ячейки размером не более 100×100 мм из стержней диаметром не менее 3 мм.

В местах приложения местных нагрузок, в случаях, когда усиление кладки сетчатым армированием является недостаточным, следует предусматривать укладку распределительных плит толщиной, кратной толщине рядов кладки, но не менее 14 см, армированных по расчету двумя сетками с общим количеством арматуры не менее 0,5% в каждом направлении.

При краевом опорном давлении однопролетных балок, прогонов, ферм и т. п. более 100 кН укладка опорных распределительных плит (или поясов) является обязательной также и в том случае, если это не требуется по расчету. При таких нагрузках толщину распределительных плит следует принимать не менее 22 см.

Ж.5 Расчет кладки на смятие под опорами свободно лежащих изгибаемых элементов (балок, прогонов и т. п.), см. 7.17, проводится в зависимости от фактической длины опоры а1, и полезной длины а₀, рисунок Ж.1. Эпюра напряжений под концом балки принимается по трапеции (при а₁ < а₀) или по треугольнику (при а₁ ≥ а₀). Допускается также приближенно принимать треугольную эпюру с основанием а₀ = а₁, если длина опорного конца балки меньше ее высоты.

а – эпюра напряжений - трапеция (а₁ < а₀);
б – то же, треугольник (а₁ ≥ а₀)
Рисунок Ж.1 – Распределение напряжений под концом балки
​

Полезная длина опоры определяется по формуле

а₀ = √(2Q/cbtgα). (Ж.1)​

Краевые напряжения при эпюре в виде в виде трапеции:

σₘₐₓ = σ₀ + (cа₁/2)tgα; (Ж.2)

σₘᵢₙ = σ₀ − (cа₁/2)tgα; (Ж.3)​

где

σ₀ = Q/а₁b; (Ж.4)​

при эпюре в виде треугольника:

σₘₐₓ = 2σ₀, (Ж.5)​

где

σ₀ = Q/a₀b. (Ж.6)​

В формулах (Ж.1) – (Ж.6):
a₀ – полезная длина опоры;
Q – опорная реакция балки;
b – ширина опорного участка балки, плиты настила или распределительной плиты под концом балки;
а₁ – длина опоры балки;
с – коэффициент постели при смятии кладки под концом балки;
α – угол наклона оси балки на опоре.

Коэффициент постели с определяется по формулам:

• для затвердевшей кладки

c = 50Rᵤ/b, (Ж.7)​

где Rᵤ – временное сопротивление (средний предел прочности) сжатию кладки, определяемое по формуле 6.1;​

• для свежей кладки

c = 50Rᵤ₁/b, (Ж.8)​

где Rᵤ₁ – временное сопротивление сжатию кладки на растворе марки 2.​

При определении tgα принимается, что балка опирается на шарнир, расположенный посередине опорного конца. При неразрезных балках промежуточные опоры принимаются расположенными по оси соответствующих столбов или стен.

Для свободно лежащих балок при равномерной нагрузке

tgα = ql³/24EI, (Ж.9)​

где l – пролет балки;

EI – жесткость балки.​

В 7.13, формула (7.8) величины коэффициента полноты эпюры давления и площади Ас при эпюре напряжений под концом балки в виде трапеции определяются по формулам:

Ψ = 1/(1 + cа₁tgα/2σ₀), Ас = а₁b. (Ж.10)​

При треугольной эпюре напряжений:

Ψ = 0,5; Ас = а₀b. (Ж.11)​

Если по расчету несущая способность опорного участка при свежей кладке недостаточна, рекомендуется установка временных стоек, поддерживающих концы балок.

Ж.6 При загружении кладки на смятие в двух направлениях учет ее работы проводится путем перемножения коэффициентов полноты эпюр напряжений, см. 7.13.

Для нахождения формы распределения величины местных сжимающих напряжений под опорой перемычки в поперечном направлении определяется полезная ширина опоры b₀ из условия равенства нулю суммы моментов относительно середины ширины опорной площадки перемычки. Тангенс угла поворота перемычки вокруг продольной оси определяется из формулы (Ж.1), в которой а₀ заменяется на b₀, а b на а₁. Коэффициент полноты эпюры давления от местной нагрузки определяется из отношения объема эпюры давления к объему σₘₐₓAc.

Ж.7 Расчет кладки на смятие под опорами однопролетных балок или настилов с заделанными опорами проводится по 9.52, при этом величина эксцентриситета е0 определяется по формуле

e₀ = M/Q, (Ж.12)​

где М – изгибающий момент в заделке;

Q – опорная реакция балки.​

При равномерно распределенной нагрузке на балку или плиту настила изгибающий момент определяется по формуле

M = − ql². (Ж.13)​

 

Ж.8 При расчете сечений кладки, расположенных под распределительной плитой, нагрузка на плиту от установленной на нее балки (фермы и т. п.) без фиксирующей прокладки принимается в виде сосредоточенной силы, равной опорной реакции опирающегося на плиту элемента. Точка приложения силы принимается на расстоянии l/3l₁, но не более 7 см от внутреннего края плиты (рисунок Ж.2, а).

При наличии прокладки, фиксирующей положение опорного давления, расстояние от точки приложения сосредоточенной силы до внутреннего края прокладки определяется по указаниям настоящего пункта, причем в этом случае l₁ – длина прокладки (рисунок Ж.2, б).

Распределительная плита должна быть рассчитана на местное сжатие, изгиб и скалывание при действии местной нагрузки, приложенной сверху, и реактивного давления кладки снизу. При расчете распределительной плиты сосредоточенная сила заменяется нагрузкой, равномерно распределенной по площади смятия, имеющей ширину b опорного участка опирающегося на плиту элемента, и длину, равную 2ν, где ν – расстояние от внутреннего края плиты или фиксирующей прокладки до оси нагрузки (см. рисунок Ж.2).

а – опирание балки без фиксирующей прокладки; б – опирание балки с прокладкой
Рисунок Ж.2 –Схема нагрузок и напряжения при расчете опорной плиты​

Ж.9 Если нагрузка передается на кладку через распределительные устройства (например, через железобетонную или металлическую плиту), то эти устройства в расчетной схеме заменяются поясом кладки или столбом), имеющим размеры в плане те же, что и распределительные устройства с эквивалентной по жесткости высотой, вычисленной по формуле

H₀ = 2∛(EₚIₚ/Ed), (Ж.14)​

где Еₚ – модуль упругости материала распределительного устройства (для железобетонных распределительных устройств Еₚ = 0,85Еb, где Еb – начальный модуль упругости бетона);

Iₚ – момент инерции распределительного устройства;
Е – модуль упругости кладки, принимаемый E = 0,5E₀;
d – размер распределительного устройства в направлении, перпендикулярном к направлению распределения.​

Ж.10 Напряжения в кладке под распределительными устройствами определяются по формулам, приведенным в таблице Ж.1.

В этих формулах s – радиус влияния местной нагрузки, определяемый по формуле

s = πH/2 = 1,57H, (Ж.15)​

где Н – расстояние от уровня, в котором приложена местная нагрузка, до рассчитываемого сечения.

При расчете сечения под распределительным устройством Н = Н₀, а в расположенных ниже сечениях Н = Н₀ + Н₁, где H₁ – расстояние от нижней поверхности распределительного устройства до рассчитываемого сечения.

Ж.11 Если к распределительному устройству приложено несколько сосредоточенных и распределенных местных нагрузок, эпюры напряжений по его подошве могут быть определены как сумма эпюр, соответствующих каждой из этих нагрузок. Распределенные нагрузки могут заменяться несколькими эквивалентными по величине сосредоточенными силами.

Ж.12 Размеры распределительного устройства (или размеры основания конструкции, создающей местную нагрузку) должны выбираться такими, чтобы выполнялось условие

σₘₐₓ ≤ 0,8ξRᵤ, (Ж.16)​

где ξ – определяется по формуле (7.10);

Rᵤ – по формуле 6.1.​

Длина распределительной плиты (если она не ограничена размерами сечения кладки) должна быть больше длины опорного конца балки l₁, установленной на плиту без фиксирующей прокладки (рисунок Ж.3, a). Для определения необходимой длины распределительной плиты l₁ принимается, что равнодействующая давления от конца балки на плиту приложена непосредственно на торце балки (рисунок Ж.3, б).

Таблица Ж.1​

​

Этим учитывается возможность, например, неравномерной осадки опор. С учетом места расположения равнодействующей этого давления по формулам, приведенным в таблице Ж.1, определяется эпюра давления от распределительной плиты на кладку. При этом величина ординаты эпюры давления σ₁ (рисунок Ж.3, б) на краю распределительной плиты, примыкающей к незагруженной части кладки, не должна превышать расчетного сопротивления кладки сжатию R. Если по конструктивным соображениям длина опорной плиты не может быть увеличена, то необходимо увеличить ее ширину.

а – нагрузка и напряжения при расчете кладки на местное сжатие под опорной плитой;
б – нагрузка и напряжения при определении длины опорной плиты
Рисунок Ж.3 – Расчетная схема узла опирания балки на кладку


а – при отсутствии распределительной плиты; б – при установке распределительной плиты;
1 – распределительная плита; 2 – кладка
Рисунок Ж.4 – Распределение растягивающих напряжений в кладке при смятии​

 

Ж.13 В зоне кладки, примыкающей к площади смятия, расположенной на краю стены, а также при установке распределительной плиты, под которой условно принимается равномерная эпюра напряжения, возникают горизонтальные растягивающие усилия. С точностью, достаточной для практических расчетов, эпюра растягивающих напряжений может быть представлена в виде треугольника с максимальной ординатой в уровне приложения местной нагрузки и подошвы плиты, см. рисунок Ж.4.

Высота растянутой зоны b определяется по формуле

b = a (1,75ν² – 2,75ν + 1,25), (Ж.17)​

где а – длина загруженного участка;

ν = a/l;
l – длина элемента, включающая загруженный участок.​

Наибольшая ордината эпюры растягивающих напряжений σₜₘₐₓ определяется по формуле

σₜₘₐₓ = 0,4q/(9,6ν² – 1,7ν + 1), (Ж.18)​

где q – величина нагрузки, МПа (кгс/см2), равномерно распределенной по площади местного сжатия.

При ν < 0,2 следует принимать этот коэффициент равным 0,2; при ν ≥ 0,8 растягивающие напряжения не учитываются.

Величина наибольшей ординаты эпюры растягивающих напряжений неармированной кладки должна удовлетворять условию

σₜₘₐₓ ≤ 0,8Rtb,u, (Ж.19)​

где Rtb,u – предел прочности кладки на растяжение при изгибе по перевязанному сечению, равный Rtb,u = kRtb (k = 2,25);

Rtb – расчетное сопротивление растяжению при изгибе.​

Величины растягивающих напряжений σₜₘₐₓ в пределах высоты растянутой зоны b при различных отношениях ν = a/l можно определять по таблице Ж.2.

Таблица Ж.2​

​

Если условие (Ж.19) не удовлетворяется, то горизонтальное усилие σₜₘₐₓ, hb/2 (h – толщина стены) должно быть воспринято сетчатой арматурой, уложенной в горизонтальных швах кладки в пределах высоты растянутой зоны b. Длина арматурных сеток должна обеспечивать их достаточную анкеровку. Для этого сетки с одной стороны заводятся в пределы всей площади смятия и на такую же длину в противоположную сторону, при этом длина сеток должна ограничиваться краем стены.

При опирании элементов на кладку из камней и блоков пустотностью 55% и более помимо проверки сечения по формуле Ж.19 следует выполнять проверку сечения на срез в вертикальной плоскости

τₘₐₓ ≤ Rsq,​

Rsq – расчетное сопротивление срезу по перевязанному сечению при опирании края элемента на камень.

П р и м е ч а н и я:
1 Опирание края элемента на вертикальные швы между камнями или блоками, проходящими вдоль плоскости стены, без применения распределительных устройств, перекрывающих эти швы, не допускается.
2 При опирании балок и ферм на стены и столбы, изгиб или смещение которых в направлении продольной оси балки ограничены, расчет опор следует проводить с учетом температурно-влажностных деформаций этих балок и стен. При необходимости горизонтальные усилия должны быть восприняты арматурой.

Ж.14 Неразрезные распределительные устройства (например, железобетонные пояса) рассчитываются как балки на упругом основании.

Армирование железобетонных распределительных устройств проводится в соответствии с СП 63.13330.

Ж.15 В случае сложных узлов опирания (например, при опирании на стену или столб прогонов, балок и плит в нескольких направлениях, в одном или близких уровнях), расчет которых может быть выполнен лишь ориентировочно, должны применяться конструктивные мероприятия, повышающие надежность опорного узла, приведенные в Ж.4, или узел должен быть замоноличен.

Ж.16 При опирании ферм, балок покрытий, подкрановых балок и т. п. на пилястры следует предусматривать связь распределительных плит на опорном участке кладки с основной стеной по 9.48.

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

Ж.17 Фиксирующая прокладка должна быть закреплена на поверхности плиты с помощью выпущенных из нее анкеров. Внутренний край прокладки должен отстоять от края опорной плиты не менее чем на 100 мм.

Ж.18 Под опорными участками элементов, передающих местные нагрузки на кладку, следует предусматривать слой раствора марки не ниже 50, толщиной не более 15 мм; установка этих элементов или же распределительных плит на кладку «насухо» не допускается.

Кладка стен под опорами на высоту не менее 10 рядов должна иметь цепную перевязку во всех рядах как в продольном, так и в поперечном направлении, а кладка столбов или пилястр – цепную или четырехрядную.

---

УДК 69+624.014.2.04 (083.74) ОКС 91.080.30

Ключевые слова: каменные и армокаменные конструкции; расчетные характеристики материалов; расчетные сопротивления кладки; модули упругости и деформации кладки; упругие характеристики кладки; деформации усадки; коэффициент линейного расширения и трения; расчет элементов конструкций по предельным состояниям первой группы (по несущей способности) и второй группы (по образованию и раскрытию трещин, по деформациям)

---