Расчет неармированных элементов по раскрытию трещин

Если при внецентренном сжатии расчетная продольная сила N приложена с эксцентрицитетом е₀>е_пр , величина которого приведена в табл. 1, то в растянутой зоне происходит большое раскрытие шва, что нельзя допускать неограниченно, как по эксплуатационным соображениям, так и учтя, что при превышении определенных пределов сильно возрастают поперечные деформации и возникает опасность для устойчивости. Поэтому при расчете на внецентренное сжатие при e₀>е_пр должна быть проверена величина раскрытия трещин. Кроме того, раскрытие трещин даже при e₀>е_пр, а также при изгибе, растяжении и т. д. недопустимо при повышенных требованиях к отделке, по требованиям водонепроницаемости и пр.

Таблица 1

Примечания: 1. у — расстояние от центра тяжести сечения до края сечения в сторону эксцентрицитета.

Расчет по раскрытию трещин внецентренно сжатых неармированных конструкций производится, исходя из следующих предпосылок:

а) усилия при e₀>е_пр определяются по расчетным нагрузкам;

б) в расчетных формулах принимается линейная эпюра напряжений внецентренного сжатия, как для упругого тела;

в) расчет производится по условному краевому напряжению растяжения т_трR_р.и, которое характеризует величину деформаций растянутой зоны;

г) расчет производится для всего сечения (без учета раскрытия шва).

Допущение, указанное в п. «б», позволяет воспользоваться! формулой сопротивления материалов

R_р.ит_тр = M/W – N/F = N_e0/W – N/F = N (е₀/W – 1/F). (1)

Из (1), помня, что W = J/(a - y), получим

N ≤ (т_трR_р.иF) / (F (a - y) е₀ /J) -1, (2)

R_р.и - расчетное сопротивление кладки растяжению при изгибе;

т_тр - коэффициент условий работы кладки при расчете по раскрытию трещин, принимаемый в зависимости от степени долговечности каменной конструкции и условий работы кладки;

W,J,F - соответственно момент сопротивления, момент инерции и площадь всего сечения;

а и у - соответственно высота сечения и расстояние от его центра тяжести до наиболее сжатого края.

Для прямоугольного сечения

N ≤ (т_трR_р.и) (F/(6e₀/a -1)). (3)

В случае когда раскрытие швов кладки может вызвать появление трещин в облицовке и штукатурке, но не опасно для прочности и устойчивости элемента (при е₀<е_пр), усилия принимаются по нормативным нагрузкам.

Пример. Требуется определить величину возможной расчетной продольной силы в простенке сечением 51X51 см, в котором действует продольная сила N с эксцентрицитетом е₀ = 20 см. Сочетание нагрузок основное. Степень долговечности сооружения I. Класс работы Б. Простенок сложен из кирпича марки 100, на растворе марки 50.

Решение. Так как e₀/у = 20/25,5 > e_пр/у = 0,7 (см. табл. 1), то, кроме расчета по сжатой зоне, который мы здесь опускаем, N необходимо определить исходя из расчета по сжатой зоне, который мы здесь опускаем, необходимо определить, исходя из расчета по раскрытию трещин в растянутой зоне. По формуле (3) при R_р.и=1,2, т_тр=1,5 получим

N ≤ 1,5·1,2 ((51·51)/(6·20/51 – 1)) = 3350 кг.

Таким образом, исходи из расчета но, расчетная продольная сила N должна быть не более 3350 кг. Далее полезно докончить расчет, дополнив его определением N из условий прочности по сжатой зоне, при расчетной высоте простенка l₀ = 4 м. Решающим в нашем случае будет расчет по формуле (3).