26.02.2018

Условия устойчивости и прочности каменных стен и практические данные для определения толщины каменных стен


Всякая каменная стена должна удовлетворять следующим условиям, определяющим ее устойчивость и прочность.

1. Необходимо, чтобы не могло произойти вращения стены вокруг какого-нибудь из ее нижних (пятовых) ребер. Для этого сумма моментом, действующих на рассматриваемый участок стены внешних сил, вращающих ее около данного ребра в сторону возможного вращения, должна быть меньше момента веса стены относительно того же ребра.
Так, рассматривая участок стены ABCD (фиг. 263), длиною L, на который действуют силы: веса Q — вертикально, Р1 — под углом а, к горизонту, P2 — под углом а2, и т. д., мы определяем устойчивость стены на вращение около ребра А — влево и около ребра В — вправо.

Пусть М'' представляет сумму моментов внешних сил; тогда для устойчивости стены необходимо, чтобы
где G — вес стены, g'' — расстояние его равнодействующей от ребра вращения А, u —коэффициент устойчивости, принимаемый обыкновенно от 1,5 до 2,0; пли согласно данному примеру (фиг. 263), необходимо, чтобы
Точно также определяем устойчивость стены на вращение около ребра В, для чего необходимо, чтобы
где Mb — сумма моментов внешних сил относительно ребра В и Ggb — момент веса стены относительно того же ребра; в приведенном примере это условие выразится
2. He должно происходить скольжения стены, по пятовому шву (AB, фиг. 263), для чего алгебраическая сумма проекций всех действующих сил на горизонтальную ось (параллельную возможному направлению скольжения) должна быть меньше произведения коэффициента трения стены по основанию ее на алгебраическую сумму проекций всех сил на вертикальную ось.

Так, если обозначить сумму горизонтальных проекций сил через EP соs а и сумму вертикальных проекций — через EP sina+G, то условие устойчивости ее на скольжение будет:
где u — коэффициент устойчивости, принимаемый — 1,8 до 2,0, а f — коэффициент трения.

3. Необходимо, чтобы нигде не происходило раздробления материала сооружения
от давления, которому он подвергается, для чего давление, испытываемое материалом (кладкою) в любом месте, не должно превосходить величины допускаемого на этот материал напряжения.

Вообще наиболее сильному давлению кладка стены подвергается в точках приложения внешних сил (P1, P2 и проч.) и, кроме тою, в пятовом шве.
Пo многих случаях можно назначить размеры стен на основании не точного статического расчета, а руководствуясь данными, выработанными практикою; при этом толщина стен всегда получается несколько преувеличенною и запас устойчивости слишком большим, однако это обстоятельство не имеет важного значения при постройке обыкновенных зданий (жилых домов, хозяйственных построек и пр.), так как здесь часто приходятся сообразовать толщину стен с другими требованиями, напр., с непромерзаемостью стен, необходимостью поместить в них каналы и проч.

Толщина отдельно стоящих каменных стен, по Ронделе, делается:
Переходя к практическим данным для определения толщины каменных стен, мы можем отметить, что если стена в плане не прямая, а представляет вид прямоугольника ABCD... (фиг, 264 и 265), то толщина ее е для любой стороны ВС, длина которой равна l, будет (по Ронделе):
где h — высота стены (все измерения должны быть, конечно, в однородных единицах).

На практике толщина стен, определенная по Ронделе, несколько изменяется: так, для кирпичных стен она увеличивается в 1,25—1,5 раза, и для самых малых заборов никогда не делается менее одного кирпича 25—27 см; наименьшая толщина стен из бутовой кладки — 0,5 м, а из околотых булыг 0,75 м.

Стены крытых строений, если на них не производит распора ни своды, ни арки и проч., находится и более выходных условиях устойчивости, чем отдельно стоящие стены, так как они связаны между собою и с внутренними стенами поперечными капитальными стенами, балками, связями и т. под. Поэтому толщина их делается в 1/15 до 1/30, в среднем — в 1/20 высоты. При этом для невысоких зданий (в 1—3 этажа) стены делаются одинаковой толщины на всю высоту; в многоэтажных же зданиях толщина стен уменьшается кверху, причем на уровне потолков этажей оставляются обрезы таким образом, чтобы выше каждого обреза стена имела толщину, равную 1/15—1/30 высоты ее от этого обреза до верха.

В жилых строениях толщина кирпичных стен в средней и северо-западной европейской части России не должна быть менее 0,65 м (2,5 кирпича), иначе они будут, при сильных и продолжительных морозах, промерзать насквозь; в Сибири и на крайнем северо-востоке Союза наименьшей толщиною стен теплых строений следует считать 3 кирпича (0,8 м).

Стенам теплых строений из бутовой или тесовой кладки в тех же целях следует давать толщину 1—1,5 м. Если же кирпичная стена облицовывается естественным камнем, то каждый сантиметр тесовой кладки можно принимать равным по теплопроводности 4 см, кирпичной кладки; так, тесовая облицовка толщиною 32 см заменяется 32х0,4 = 12,8 см кирпича или округленно 13 см (т. е. 1/2 кирпича); следовательно, для непромерзаемости такой стены вся толщина ее должна быть 32 + (65—13) = 84 см.

Если в многоэтажном строении есть помещения в два света, то, определив толщину стен по общим правилам, следует проверить, составляет ли толщина стен в таком помещении более 1/10 высоты его, и если нет, то увеличивают их толщину до 1/10 высоты.

Стены фабрик, заводов и других зданий, подвергающихся сильным сотрясениям, делаются в 1/6—1/10 высоты их.

Толщина внутренних капитальных стен делается в верхних этажах в 1—2 кирпича, если в них не проходят дымовые каналы, и в 2 — 2,5 кирпича и более, если в них проходят каналы и трубы; книзу они утолщаются на общих основаниях, хотя, при их небольшой длине, им можно давать вообще меньшую толщину (1/23—1/30 высоты).

Толщина подпорных стен рассчитывается по правилам, даваемым строительною механикой.





Яндекс.Метрика