Жесткость зданий с каменными стенами
Деформационные швы
Колебание температуры наружного воздуха вызывают деформацию кладки, а при большой длине стены могут появляться даже вертикальные трещины. Неравномерная плотность грунтов основания или различная этажность здания вызывают появление вертикальных и наклонных трещин. Чтобы предупредить возникновение трещин в стенах зданий , устраивают температурные швы. Расстояние между температурными швами зависит от величины расчетной зимней наружной температуры. Величина укорочения стены между швами при изменении температуры определяются по формуле:
Δℓ═ℓ(t1 - t2 )αt ,
где Δℓ - температурное укорочение ( полное) участка стен;
ℓ - длина стены между температурными швами;
t1 - t2 – разность температур;
αt –коэффициент линейного укорочения кладки;
- для глиняного кирпича αt =0,000005;
- для природных камней αt =0,000008;
- для силикатного кирпича αt =0,00001
Температурные швы разрезают здание до уровня обреза фундаментов,
так как ниже этого уровня колебания температуры незначительны. Часто температурные и осадочные швы в плане совмещаются. Расстояние между температурными швами в стенах отапливаемых зданий, при которых трещины не появляются, установлены нормами и приведены в табл.13.
Таблица 13
Максимальные расстояния s в м между температурными швами в стенах
отапливаемых зданий
| Расчетная зимняя наружная температура в град. | Кладка из обыкновенного глиняного кирпича и керамических камней на растворах марок | Кладка из силикатного кирпича и бетонных камней на растворах марок. | ||||
| 100-50 | 25-10 | 100-50 | 25-10 | |||
| -40 и ниже | ||||||
| От – 30 до –39 | ||||||
| От –20 до –29 | ||||||
| От –10 до –19 | ||||||
| -10 и выше | ||||||
| Примечание: 1. Для кладки из природного камня расстояния между температурными швами принимаются как для кладки из силикатного кирпича с умножением на коэффициент 1,25 2. Для стен закрытых не отапливаемых зданий расстояния, указанные в таблице, должны уменьшаться путем умножения на коэффициент 0,7; для открытых каменных сооружений – на коэффициент ) 0,5. |
В стенах из монолитного бетона и бутобетона в каждом этаже по периметру здания на уровне подоконников и перемычек закладывают специальную арматуру для восприятия усадочных и температурных напряжений. Общее сечение арматуры в каждом месте должно быть не менее 0,05% площади сечения пояса кладки ( от оконной перемычки до подоконника вышележащего этажа).
Каменные стены вместе с перекрытиями образуют пространственную коробку, которая воспринимает все действующие на здание вертикальные и горизонтальные нагрузки и обеспечивает ему прочность и устойчивость. Вертикальную нагрузку воспринимают несущие стены, простенки и столы Горизонтальную ветровую нагрузку воспринимает каменная коробка в целом.
Здание с каменными стенами рассматривается как вертикальная консоль сложного поперечного сечения, заделанная в фундамент, и рассчитывается на вертикальную и горизонтальную (ветровую) нагрузки. Причем стены и столбы принимаются опирающимися в горизонтальном направлении на систему опор: на междуэтажные перекрытия , покрытия и поперечные стены.
По степени жесткости опоры делятся на жесткие и упругие. Согласно указаниям норм жесткими опорами являются следующие конструкции:
-поперечные каменные стены, поперечные рамы с жесткими узлами, вертикальные железобетонные диафрагмы, рассчитанные на восприятие ветровой нагрузки, передающейся от продольных стен;
-междуэтажные перекрытия, если расстояние между поперечными стенами менее величин приведенных в табл.14;
-железобетонные пояса. уложенные по продольным и поперечным стенам в плоскости перекрытий.
При таком размещении поперечных жестких опор считается, что здание имеет жесткую конструктивную схему.
Таблица 14
Максимальные расстояния Lст в м между поперечными конструкциями, при которых покрытия и перекрытия считаются жесткими для стен и столбов.
| Тип перекрытия | Группа кладки | ||||
| I | II | III | IV | ||
| А | Железобетонные и армокаменные сборные замоноличенные и монолитные покрытия и перекрытия | - | |||
| Б | Перекрытия и покрытия из сборных железобетонных настилов и из железобетонных или стальных балок с настилом из плит или камней | - | |||
| В | Деревянные перекрытия и покрытия | ||||
| Примечания: 1. Указанные в таблице предельные расстояния должны быть уменьшены в следующих случаях: а) при скоростных напорах ветра 70 и 100 кг/м2- соответственно на 15 и 25%, б) при высоте зданий 21-32м –на 10%, 33-48м –на 20% и более 48м- на 25%, в) для узких зданий при ширине здания б менее двойной высоты этажа Н-пропорционально отношению б ---- 2H 2.Указанные в таблице расстояния Lст не распространяются на здания из крупных панелей. 3. 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 50- при плитах из легкого бетона). 4. 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. |
Если расстояния между поперечными конструкциями жесткости превышают величины. приведенные в табл…, отсутствуют железобетонные пояса, продольные стены и столбы рассматриваются как стойки рам, заделанные в грунт и связанные шарнирно с перекрытиями. В этом случае влияние поперечных стен на устойчивость коробки здания не учитывается и считают, что здание имеет упругую конструктивную схему.