расчет стены на опрокидывание

Как рассчитать стены из кладки на устойчивость

Разберемся с вопросом устойчивоcти стен.

Первый вопрос, возникающий у «непосвященного» человека: ну куда может деться стена? Найдем ответ с помощью аналогии. Возьмем книгу в твердом переплете и поставим ее на ребро. Чем больше формат книги, тем меньше будет ее устойчивость; с другой стороны, чем книга будет толще, тем лучше она будет стоять на ребре. Со стенами та же ситуация. Устойчивость стены зависит от высоты и толщины.

Рассмотрим вопросы определения устойчивости стен на примерах.

Пример 1. Дана перегородка из газобетона марки М25 на растворе марки М4 высотой 3,5 м, толщиной 200 мм, шириной 6 м, не связанная с перекрытием. В перегородке дверной проем 1х2,1 м. Необходимо определить устойчивость перегородки.

Находим коэффициенты k из таблиц ы 29:

Окончательно β = 1,26*9,8 = 12.3.

Пример 2. Дана наружная ненесущая стена из облегченной кладки из кирпича марки М50 на растворе марки М25. Высота стены 3 м, толщина 0,38 м, длина стены 6 м. Стена с двумя окнами размером 1,2х1,2 м. Необходимо определить устойчивость стены.

Находим коэффициенты k из таблиц ы 29:

Окончательно β = 0,94*15,4 = 14,5.

Еще полезные статьи:

профили арматуру не заменят

Вернёмся пока к стенам, тут вычитал ещё интересный вариант tilt-up
на фундаменте отливается прямо стена с утелпением сразу (в утеплении есть углубления для армирования, т.е. слой бетона не везде одинаковый, как бы та же ребристая структура)

потом это ставится уже краном (свариваются, скручиаются выносы арматуры) а стыки и углы монолитятся и утепляются отдельно (в стыках из плиты и потом в перекрытие отдельно арматура закладывается)

Как Вам такая технология? Несущая стена получится 150мм с утолщениями до 250мм из керазитобетона M50 с умеренным армированием

а значит будут проблемы в растянутой зоне плиты и в местах анкеровки арматуры.

Для стен же, тем более для одноэтажного дома, керамзитобетон вполне подходит. Конечно, нужно соблюсти все нормативные требования для лёгких бетонов.

стяжка не армируется

почитал СНИП по легким бетонам, там довольно интересные есть моменты.
1. похоже можно делать керамзитобетон без мелкого наполнителя, я думаю использовать 10-20
2. есть разные сорта керамзита по прочности, и требования для каждой марки керамзитобетона

Источник

расчет кладки стены по срезу от распора стропил

Подскажите друзья проектировщики как рассчитать кирпичную кладку стены мансардного этажа от распора висячих стропил, возникающих на мауэрлате. У меня висячие стропила с затяжкой чуть выше середины стропильних ног (потолок мансарды). Вся конструкция естесственно опирается на мауэрлат на наружных стенах мансарды. В уровне мауэрлата возникает распор и соответственно срез в кладке (я так понимаю).
Расчет в СНиП II-22-81 на срез представлен таким образом Q#2

Вложения

DWG 2004

для форума.dwg (59.0 Кб, 5663 просмотров)

Наслонные стропила при правильном их конструировании и устройстве — безраспорная конструкция. При этом одна опора бывает закрепленной, но свободно вращающейся, другая свободно вращающейся и подвижной.
цитата вот от сюда: http://ostroykevse.ru/Krisha/Krisha_page_11.html
Это так лирическое отступление.

Теперь по делу. У меня аналогичная ситуация. Распор огромен! около 4т. Устроить стропила по другой конструктивной схеме (без распора) вряд ли получится. Вопрос то нерешенным остался.
Как считать кладку на срезающую силу?
или просто задаваться моментом который получится после умножения срезающей силы на плечо?

Наслонные стропила при правильном их конструировании и устройстве — безраспорная конструкция. При этом одна опора бывает закрепленной, но свободно вращающейся, другая свободно вращающейся и подвижной.
цитата вот от сюда: http://ostroykevse.ru/Krisha/Krisha_page_11.html
Это так лирическое отступление.

Теперь по делу. У меня аналогичная ситуация. Распор огромен! около 4т. Устроить стропила по другой конструктивной схеме (без распора) вряд ли получится. Вопрос то нерешенным остался.
Как считать кладку на срезающую силу?
или просто задаваться моментом который получится после умножения срезающей силы на плечо?

Если я правильно все понял то согласно формуле расчета неармированной кладки на срез по горизонтальным неперевязанным швам Q=(Rsq + 0,8*n*m*Сигмаo)*А. Возникает сразу несколько вопросов:

А вообще вопрос по опыту: Выдержит ли стена 380 с шагом стропил 650 усилие срезающие в 4 тонны?

Источник

Расчет на опрокидывание здания

Когда отношение высоты здания к его размерам в плане велико, а также существует большая податливость основания, то под действием ветровых и сейсмических нагрузок возможно опрокидывание здания. Расчет на опрокидывание здания очень важен, так как напрямую связан с конструктивной безопасностью здания в целом.

«Нормы строительства и проектирования многоэтажных железобетонных конструкций» (JZ 102-79) рекомендуют при расчете на опрокидывание здания придерживаться следующего отношения удерживающего момента M_R к опрокидывающему M_ov:

«Правила строительства и проектирования многоэтажных железобетонных конструкций» (JGJ 3-91) тот же расчет ведут по условию:

«Строительные нормы сейсмостойкого проектирования» ( GB 50011-2001) предписывают при сочетании нагрузок, в которые входят сейсмические воздействия, коэффициенты сочетания принимать равными 1,0. Для многоэтажных зданий с отношением высоты к ширине больше 4 не допускается отрицательное давление под подошвой фундамента, а также области с нулевым давлением. В остальных зданиях область нулевого давления не должна превышать 15% площади фундамента.

Согласно «Технической инструкции по проектированию конструкций высотных зданий» (JGJ 3-2002) для зданий с отношением высоты к ширине больше 4 в основании фундаментов не должно быть области нулевых напряжений; для зданий с отношением меньше 4 область нулевых напряжений допускается не более 15% площади фундамента.

Схема фундамента

Удерживающий момент вычисляется в краевых точках от воздействия суммарных нагрузок:

К расчету удерживающего момента

Из формул получено отношение площади области нулевых напряжений и площади основания для безопасного удерживающего момента.

Источник

Расчёт устойчивости стенки против опрокидывания

Расчёт устойчивости подпорной стенки

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Механика грунтов»

доцент студент гр. МТ-312

______________Караулов А. М._______Кирилловский И. В.

__________________ _____________________

(дата проверки) (дата сдачи на проверку)

1. Исходные данные для расчётов подпорной стенки

2. Расчёт активного и пассивного давлений грунта на подпорную стенку

3. Расчёт устойчивости сооружения:

а) против сдвига в плоскости подошвы

б) против опрокидывания

4. Расчёт устойчивости основания сооружения против сдвига по круглоцилендрическим поверхностям скольжения

1. Исходные данные для расчётов подпорной стенки

На бланке задания приведена таблица исходных данных:

h = 6,2 м – высота стенки;

d = 1,5 м – глубина заложения;

β = 19 – угол развития стенки;

р = 22 кПа – давление на поверхность засыпки;

γ_б = 23,0 6 кН / м 3 – удельный вес материала стенки (принять для бетона ко всем вариантам).

Характеристики грунтов засыпки и основания:

φ = 28 – угол внутреннего трения;

с = 9 кПа – удельное сцепление;

γ = 17,6 кН / м 3 – удельный вес;

φ_о = 20 – угол внутреннего трения;

с_о = 35 кПа – удельное сцепление;

γ_о = 19,4 кН / м 3 – удельный вес.

В курсовой работе рассматривается подпорная стенка простейшего профиля с вертикальными задней и передней контактными гранями (рис 1.1). Поверхность засыпки за и перед стенкой принять горизонтальными, причём на поверхности засыпки за стенкой действует равномерно распределённое давление p.

Рис 1.1. Призмы обрушения и выпора у стенки, эпюры активного и пассивного давления грунта, сетки линии скольжения

2. Расчёт активного и пассивного давлений грунта на подпорную стенку

Для подпорных стенок с гладкими вертикальными контактными гранями при горизонтальной поверхности засыпки интенсивность активного и пассивного давления грунта определяется по формулам:

где c – удельное сцепление грунта, λ_a,λ_p – коэффициенты активного и пассивного давлений, которые вычисляются по формулам:

λ_a = (1 – Sinφ) /(1 + Sinφ) = tg(45 – φ/2) (2.3)

λ_a = tg 2 (45 – 28/2) = 0,361

λ_р = (1 + Sinφ) /(1 – Sinφ) = tg(45 + φ/2) (2.4)

λ_р = tg 2 (45 + 28/2) = 2,77

где φ – угол внутреннего трения.

Если пренебречь силами трения грунта на контактных гранях стенки, то интенсивность давления на грани определяется согласно (2.5) и (2.6) формулами:

σ_а = (22 + 17,6*6,2)0,361 – 2*9*0,601 = 36,516 кПа

σ_p = 17,6*1,5*2,77 + 2*35*1,664 = 189,608 кПа

где γ, γ₀ – удельный вес грунта засыпки и основания; z,z₁ – расстояние от поверхности засыпки до точки, где определяется активное и пассивное давления; с,с₀ – удельное сцепление грунта засыпки и основания; где λ_a,λ_p – коэффициенты активного и пассивного давлений, которые вычисляются по формулам (2,3) и (2,4) при углах внутреннего трения засыпки φ и основания φ₀ – соответственно.

Проверим знак эпюры на поверхности при z =0:

При σ_а 0, определяется площадью треугольника давления:

Е_а = 1/2*36,516*(6,2 – 0,354) = 106,736 кПа

где h – высота стенки; σ_а – активное давление на уровне подошвы стенки (z=h).

Линия действия Е_а проходит через центр тяжести треугольника давления на расстоянии (h – h_кр)/3 = 1,949 м от уровня подошвы стенки.

Из формул (2,5) и (2,6) следует, что пассивное давления изменяются с глубиной по линейному закону. В расчетах их удобно подразделить на две части: на постоянную по глубине и изменяющуюся с глубиной по закону прямой пропорциональности рис (2,1):

Рисунок 2.1. Схема к расчётам устойчивости стенки против сдвига и опрокидывания

σ_р’ = 2*35*1,664 = 116,48 кПа;

В расчёте на единицу длины подпорной стенки результирующие этих давлений вычисляются по площадям своих эпюр:

Е_р’ = 116,48*1,5 = 174,72 кПа

Е_р’’ = 0,5*19,4*2,25*2,77 = 60,455 кПа

3. Расчёт устойчивости стенки против сдвига в плоскости подошвы

Если активное давление достаточно велико, то оно может сдвинуть подпорную стенку в горизонтальном направлении, так что произойдёт сдвиг подошвы по грунту. Такому смешению стенки препятствуют силы пассивного отпора грунта и силы трения подошвы стенки о грунт. По причине шероховатости подошвы стенки принято считать, что в плоскости подошвы происходит сдвиг грунта по грунту. Поэтому сила трения по подошве определяется в соответствии с законом Кулона по формуле

Т = 221,172*0,364 + 35*2,494 = 167,79 кН

Для подсчёта веса подпорной стенки её поперечное сечение удобно разделить на элементарные фигуры : прямоугольники и треугольники. Вес любой такой части на единицу длины стенки определяется произведением

G₂ = 23*1,994*1/2*6,2*1 = 106,522 кН

G₃ = 23*1/2*0,445*1,5*1 = 7,676 кН

G_ст = 71,3 + 142,172 + 7,676 = 221,172 кН

где A_i – площадь соответствующей фигуры.

Степень устойчивости стенки против сдвига может быть оценена по коэффициенту запаса устойчивости

k_сдв = 402,965/106,736 = 3,775

Q_z = 174,72 + 60,455 + 167,79 = 402,965 кН;

Стенка устойчива против сдвига, если выполняется условие:

где γ_n = 1,1 – коэффициент надёжности по назначению сооружения; m = 0,9 – коэффициент условия работы.

Расчёт устойчивости стенки против опрокидывания

При достаточно большой высоте подпорной стенки и величине активного давления может произойти опрокидывание стенки относительно переднего ребра фундаментной плиты (точка А₁ на рис.2.1.). Опрокинуть стенку стремятся силы активного давления Е_а, удерживают от опрокидывания силы собственного веса стенки G₁, G₂, G₃ и силы пассивного давления Е_р’ и Е_р’’. Степень устойчивости против опрокидывания оценивается коэффициентом запаса устойчивости:

k_опр = 519,268/217,236 = 2,39

М_z = 71,3*2,244+ 106,522*1,328 + 7,676*0,148 + 174,72*1,5/2 + 60,455*1,5/3 =

М_u = 106,736 *(6,2 – 0,354)/3 = 207,993 кН*м

где g_i – плечи сил G_i относительно точки А₁.

Стенка устойчива против опрокидывания, если выполняется условие

где коэффициенты надёжности и условия работы принимаются равными: γ= 1,1; m = 0,8.

Источник

5.6. Расчет устойчивости стены против опрокидывания и сдвига по подошве фундамента

Расчет устойчивости против опрокидывания выполняем в соответствии с формулой (4.7). Удерживающие и опрокидывающие моменты вычисляем в табличной форме (табл. 2).

Удерживающих сил, М_z1

М

В табл. 2 моменты вычислены относительно передней грани фундамента стены (точка О₁ на рис. 10), γ_f = 0.9- коэффициент надежности по нагрузке к весу стены.

= = 1,38 >= 0,73,

т.е. условие (4.7.) не выполняется.

Расчет устойчивости стенки против сдвига по подошве фундамента выполняется в соответствии с формулой (4.8) с использованием данных

Сдвигающая сила _r1 = Е_аг – E_п = 321,4 – 18,5 = 302,9 кН.

Удерживающая сила _z1 = Ψ (G_cт + G_ф + Е_ав) = 0,3 . (157,5 + 93 + 61,6) = 93,6 кН.

Здесь Ψ = 0,3 – коэффициент трения кладки по грунту (табл. 8 прил. 2) :

= = 3,24 >= 0,82,

т.е. условие (4.8) не выполняется.

5.7. Проверка положения равнодействующей

Расчет М _II и N _II ведется по формуле (4.9) при коэффициентах надежности по нагрузке = 1 с использованием данных табл. 1.

е₀ = = =1,68 м;

0,5 м;

3,36 > = 0,8

т.е. и эта проверка не выполняется.

Общий вывод и рекомендации

Выполненные проверки показали, что приведенная в задании подпорная стена не отвечает большинству требований, предъявляемых строительными правилами. Стену необходимо перепроектировать. Добиться выполнения требований норм можно несколькими путями:

— увеличить ширину подошвы стены;

— изменить наклон и увеличить шероховатость задней грани стены;

— сделать стену более массивной;

— уменьшить активное давление, заменив засыпку грунтом с большим углом внутреннего трения и т. д.

6. Приложения Задание на выполнение курсовой работы «Расчет подпорной стены»

Пояснения к выбору задания

Преподаватель выдает студенту шифр задания, состоящий из четырех цифр.

Первая цифра означает вариант размеров стены (табл. 1).

Вторая – вариант характеристик грунта засыпки (табл. 2).

Третья – вариант характеристик грунта, залегающего под подошвой фундамента (табл. 3).

Четвертая – вариант равномерно распределенной нагрузки на поверхности засыпки (табл. 4).

Например, студенту задан шифр 1234. Это значит, что студент по табл. 1 принимает = 1 м;b = 3 м и т. д.; по табл. 2 γ_зас = 19 ; φ = 29 град и т.д.; по табл. 3 грунт – песок крупный, γ_зас = 19,8 ; ω = 0,1 и т. д. ; по табл. 4q = 50 кПа.

На рис. 11 приведено поперечное сечение подпорной стены с буквенными обозначениями размеров, значения которых следует брать из табл. 1.

Рис. 11. Поперечное сечение подпорной стены

Исходные данные для выполнения курсовой работы

Источник