Приложение Б. Расчет горизонтальных стыков по прочности

Приложение Б

Расчет горизонтальных стыков по прочности

Б.1 Прочность горизонтальных стыков при сжатии определяется с учетом следующих предпосылок:

- вместо номинальных (проектных) размеров опорных площадок и толщин растворных швов вводят расчетные размеры, определяемые с учетом возможных неблагоприятных отклонений номинальных размеров вследствие допусков на изготовление и монтаж конструкций и других случайных факторов; при этом случайный эксцентриситет продольных сил не учитывается;

- для платформенного стыка с двухсторонним опиранием плит перекрытий заполнение раствором пространства между торцами смежных плит в расчете несущей способности не учитывается. При наличии скосов на торцах плит перекрытия размеры опорных площадок, через которые передается нагрузка в платформенном стыке, следует принимать различными при расчете прочности платформенного стыка по верхнему и нижнему швам;

- с учетом шарнирной расчетной схемы соединения сборных стеновых элементов в горизонтальном стыке сжимающие напряжения считаются равномерно распределенными по толщине стены для каждой из опорных площадок; для стыков, имеющих несколько опорных площадок, учитывается возможная неравномерность распределения сжимающих усилий между площадками;

- при использовании расчетной схемы с упругим соединением сборных элементов в горизонтальном стыке сжимающие напряжения в стыке следует определять, предполагая, что сборные элементы и растворные швы работают в упругой стадии.

Б.2 Прочность горизонтального стыка при сжатии проверяется по формуле

, (Б.1)

где - продольная сжимающая сила, действующая в уровне рассчитываемого опорного сечения стены;

t - толщина стены (для трехслойных стен с гибкими связями - толщина внутреннего несущего слоя);

- расчетная ширина простенка в зоне стыка. Для стеновой панели с оконными проемами расчетная ширина простенка в зоне стыка принимается равной сумме ширины простенка d на уровне расположения оконных проемов и участка, длина которого в каждую сторону от простенка принимается равной половине высоты перемычек , примыкающих к простенку, при этом для стыка между стеновыми панелями с оконными проемами величина , принимается равной половине высоты перемычки над оконным проемом, а для стыка между стеновой панелью с оконным проемом и стеновой панелью без проемов - равной половине высоты перемычки под оконным проемом.

При наличии местных ослаблений горизонтального стыка бороздами, углублениями для шпонок, распаячных коробок и др., расчетную ширину следует определять за минусом размеров этих ослаблений.

- приведенное сопротивление сжатию горизонтального стыка для опорных сечений, определяемое по формуле:

, (Б.2)

где - расчетное значение сопротивления бетона стены при сжатии (призменная прочность), принимаемое в соответствии с СП 63.13330 с учетом особенностей работы бетона в конструкции (характер нагрузки, способ изготовления стеновой панели, условия окружающей среды и пр.). Для стыков стеновых панелей, усиленных в зоне стыка поперечными сварными каркасами или сетками, вместо расчетного значения сопротивления бетона учитывается приведенное сопротивление , равное

, (Б.3)

где - коэффициент, учитывающий усиление опорных зон стеновых панелей поперечными сварными каркасами или сетками; определяют по следующей формуле:

, (Б.4)

где - площадь сечения одного поперечного стержня горизонтального каркаса(сетки);

- расстояние между крайними продольными стержнями каркаса;

- шаг поперечных стержней по длине стены;

- шаг каркасов по высоте стены;

t - толщина стены.

Влияние косвенного армирования опорной зоны стеновой панели следует учитывать при выполнении следующих условий:

- диаметр и расчетное сопротивление растяжению продольных стержней не менее диаметра и расчетного сопротивления поперечных стержней соответственно;

- шаг каркасов по высоте стеновой панели не более 0,5t;

- шаг поперечных стержней по длине стеновой панели не более ;

- класс бетона стены не менее В15;

- толщина горизонтального растворного шва между панелями не более 30 мм;

- прочность раствора горизонтального шва не менее 2,5 МПа;

- коэффициент, учитывающий влияние горизонтальных растворных швов; определяют по следующей формуле

, (Б.5)

где - расчетная величина толщины горизонтального растворного шва. Для горизонтальных растворных швов расчетную толщину шва следует принимать равной ( - номинальная толщина горизонтального шва), но не менее следующих значений:

- для горизонтального растворного шва при монтаже стеновых панелей по маякам, а также для растворных швов в горизонтальных контактных стыках стеновых панелей - 25 мм;

- для растворного шва под плитой перекрытия без маяков - 20 мм;

- при наличии фактических данных о смещениях сборных элементов и толщинах швов следует принимать их значения;

- расчетная ширина растворного шва (размер по толщине стены).

Значение расчетной ширины растворного шва следует принимать:

- для стыков с двухсторонним опиранием перекрытий равной толщине стены t;

- для нижнего растворного шва комбинированного стыка:

; (Б.6)

; (Б.7)

- для контактного, монолитного и верхнего растворного шва комбинированного стыка при :

, (Б.8)

где - номинальный (проектный) размер (ширина) опорной площадки, через которую передается в стыке сжимающая нагрузка (для контактно-платформенного стыка величина определяется с учетом зазора между контактной и платформенной площадками стыка);

- расчетное значение возможных смещений в стыке сборной плиты перекрытия относительно проектного положения, мм;

- расчетное значение возможных смещений в стыке стеновой панели относительно проектного положения, принимаемое равное при монтаже с применением фиксаторов или шаблонов, ограничивающих взаимные смещения параллельно расположенных стен, мм; при монтаже с применением подкосов мм;

- кубиковая прочность раствора горизонтального шва, МПа;

- величина, численно равная классу по прочности на сжатие бетона сборного элемента стены, МПа.

При возведении здания в зимнее время на растворах с противоморозными добавками прочность стыка должна быть проверена на момент оттаивания раствора. При типовом проектировании значение прочности раствора с противоморозными добавками на момент оттаивания рекомендуется принимать не более 0,25 значения марки раствора.

При возведении здания методом замораживания без применения противоморозных добавок или прогрева стыков при проверке прочности стыков на момент оттаивания значение коэффициента следует умножать на коэффициент условий работы, учитывающий неравномерность оттаивания по толщине стены раствора и равный 0,8.

Для монолитных стыков стеновых панелей, заполняемых бетоном после установки панели верхнего этажа, коэффициент следует принимать равным 1,0. При опирании плит перекрытия без раствора коэффициент следует принимать равным 0,5;

- коэффициент, учитывающий конструктивный тип стыка, неравномерность распределения сжимающей нагрузки между опорными площадками стыка и эксцентриситет продольной силы относительно центра стыка. Коэффициент вычисляется в зависимости от конструктивного решения узла.

Если при расчете принимают шарнирное соединение сборных элементов в горизонтальном стыке, то коэффициент вычисляют следующим образом:

для платформенного стыка коэффициент определяют по формуле

, (Б.9)

где - суммарный размер по толщине стены платформенных площадок, через которые в стыке передается сжимающая нагрузка. При скошенных торцах плит перекрытий прочность стыка проверяется раздельно в уровне верхней и нижней опорных зон сборных элементов стены, принимая соответствующие размеры платформенных площадок;

- возможное суммарное смещение в платформенном стыке плит перекрытий относительно их проектного положения, принимаемое для платформенных стыков с двухсторонним опиранием плит перекрытий равным ;

- коэффициент, учитывающий неравномерность загружения платформенных площадок и принимаемый равным при двухстороннем опирании плит перекрытий на стены;

- коэффициент, зависящий от соотношения расчетных прочностей при сжатии бетона стены и бетона опорных участков плит перекрытий и принимаемый равным:

для стен из тяжелого и легкого бетона:

- при ;

- при ;

для стен из ячеистого бетона:

,

где - расчетное значение сопротивления бетона плит перекрытий при сжатии (призменная прочность), принимаемое в соответствии с действующими нормативными документами с учетом особенностей работы бетона в конструкции (характер нагрузки, способ изготовления плиты, условия окружающей среды и пр.).

При усилении опорных зон плит перекрытий сплошного сечения горизонтальными сварными сетками из арматурной проволоки диаметром 5 мм с ячейками 50x50 мм расчетное сопротивление бетона плит перекрытий следует увеличивать на 20%. Шаг сеток не должен превышать 0,7 глубины опирания плит перекрытий. Сетки должны объединяться в пространственный каркас.

В случае применения многопустотных плит перекрытий коэффициент следует дополнительно умножать на коэффициент , принимаемый:

- при механизированной заделке пустот в заводских условиях путем добетонирования с пригрузом опорных участков плит перекрытий . В случае применения многопустотных плит перекрытий безопалубочного формования с овальными пустотами коэффициент следует дополнительно умножать на коэффициент условий работы, принимаемый равным . Допускается значение коэффициента определять по экспериментальным данным;

- в остальных случаях

, (Б.10)

где - коэффициент условий работы, принимаемый равным:

- 0,5 - при заделке пустот свежеотформованными бетонными пробками, изготовленными одновременно с плитами перекрытий;

- 1,0 - при незаделанных пустотах, а также при несовершенной заделке пустот в построечных условиях (например, закладка кирпичом на растворе);

- - наименьшая толщина ребра между пустотами плиты перекрытия;

- - наименьший шаг пустот.

Для платформенных стыков с односторонним опиранием плит перекрытий значение коэффициента следует определять по экспериментальным данным;

для контактного стыка, в котором сжимающая нагрузка передается только через контактные участки стыка, коэффициент вычисляют по формуле

, (Б.11)

где - размер по толщине стены контактной площадки, через которую в стыке передается сжимающая нагрузка;

- расчетное изменение номинального размера контактной площадки, принимаемое равным:

- для стыков с односторонним опиранием плит перекрытий, в которых хотя бы один край контактной площадки совпадает с гранью стены, а также для контактных стыков вне зоны опирания перекрытий ;

- в остальных случаях ;

- размер по длине стены контактного участка стыка (за минусом гнезд для опирания плит перекрытий);

- коэффициент, принимаемый равным меньшему из значений коэффициентов и ;

- коэффициент, учитывающий повышение прочности стыка при местном сжатии; определяют по формуле

, (Б.12)

где - коэффициент, принимаемый равным: 1,1 - при ; 1,0 - в остальных случаях;

- расстояние от центра контактной площади до ближайшей вертикальной грани стены;

- коэффициент, учитывающий форму контактной площадки и принимаемый равным:

- для площадки в форме выступа вверху или внизу стеновой панели высотой при прочности раствора в горизонтальном растворном шве , МПа:

1,2 - для тяжелого бетона;

1,1 - для ячеистого бетона и бетона на пористых заполнителях;

1,0 - при (МПа);

- для контактной площадки высотой : ;

- для контактной площадки высотой : принимается по интерполяции между указанными выше краевыми значениями;

для контактно-платформенного стыка, в котором сжимающая нагрузка передается через платформенный и контактный участки, коэффициент принимают равным меньшему из значений величин , , которые соответствуют случаям разрушения стыка по контактному или платформенному участкам в уровне верхнего или нижнего растворных швов и вычисляют по формулам:

, (Б.13)

но не менее ;

, (Б.14)

но не менее ,

где ,

- номинальный (проектный) размер по толщине стены контактного участка стыка;

, - номинальный (проектный) размер по толщине стены платформенного участка стыка в уровне верхнего и нижнего растворного швов;

, - вычисляют по правилам определения для платформенного стыка;

- вычисляют по правилам определения для контактного стыка;

- среднее значение местных сжимающих напряжений, передаваемых на стену по платформенной площадке от плиты перекрытия, которая непосредственно оперта в стыке;

, - коэффициенты для нижнего и верхнего растворных швов и определяют по Б.5;

, - величины, характеризующие возможные изменения номинальных размеров соответственно контактного и платформенного участков стыка:

- при

; ; ;

- при

; ; .

для монолитного стыка, в котором вся сжимающая нагрузка передается через слой бетона, уложенного в полость стыка, коэффициент вычисляется по формуле:

, (Б.15)

где , - размеры, соответственно, по толщине и длине стены монолитного участка стыка;

- возможное смещение стены по монолитному участку стыка, принимаемое равным:

- - при одностороннем опирании плит перекрытий;

- - при двухстороннем опирании плит перекрытий;

- коэффициент, зависящий от соотношения классов по прочности на сжатие бетона замоноличивания стыка и опорного участка стены и принимаемый равным меньшему из значений коэффициентов и ,

, (Б.16)

для стыков с односторонним опиранием плит перекрытий:

, (Б.17)

для стыков с двухсторонним опиранием плит перекрытий:

; (Б.18)

для платформенно-монолитного стыка, в котором сжимающая нагрузка передается через платформенные и монолитный участки, коэффициент принимают равным меньшему из двух значений коэффициентов и , соответствующих разрушению стыка по платформенному или монолитному участкам и определяемых по формулам:

; (Б.19)

, (Б.20)

где ;

;

- коэффициент, принимаемый равным 0,8 при замоноличивании стыка обычным тяжелым бетоном, и 0,7 - при замоноличивании стыка раствором.

Определение эксцентриситетов

Если при расчете принимается упругое или жесткое соединение сборных элементов в горизонтальном стыке, то коэффициент , вычисленный по шарнирной схеме соединения сборных элементов, следует умножать на коэффициент , который определяют следующим образом:

, (Б.21)

где - эксцентриситет по толщине стены равнодействующей продольной сжимающей силы относительно центра стыка, определяемый по формуле

, (Б.22)

где - изгибающий момент в опорном сечении стены, определяемый из расчета конструктивной системы;

- продольная сжимающая сила в опорном сечении стены, определяемая из расчета конструктивной системы;

- величина, определяемая аналогично как при определении значения коэффициента .

При определении изгибающего момента следует учитывать, что часть нагрузок, вызывающих усилия в стыке, прикладываются до того, как бетон замоноличивания в стыках сборных элементов или бетон монолитных стен наберет расчетную прочность. Для полносборных зданий к ним следует относить нагрузки от веса конструкции не менее, чем двух этажей здания. Усилия от этих нагрузок рекомендуется определять в предположении шарнирного соединения элементов в узле.

Значения коэффициентов и допускается определять на основе испытаний горизонтальных стыков при условии согласования результатов и методов испытаний с разработчиками настоящего свода правил.

Б.3 Расчет прочности горизонтальных стыков допускается выполнять с использованием численных методов и расчетных моделей, позволяющих отразить действительную работу конструкций и их сопряжений.