[IMa]

Здравствуйте,

Хотел поинтересоваться как считать стену на прочность в непосредственной близости к окну и простенки. Сразу оговорюсь что я не строитель, не архитектор, не строй-инжинер. Для меня важно самому понимать как будут работать/нагружаться конструктивные элементы дома и быть уверенным в запасе прочности оных, как говориться доверяй, но проверяй

Перелопатил половину интернета, много хорошей информации (с хорошими примерами) о том как считать стену на прочность, но мало информации о расчёте стен на прочность с проёмами и мало информации по простенкам.
Собрав ту информацию что я нашёл, решил изложить своё понимание расчёта "на бумаге" и проконсультироваться с уважаемыми резидентами Форума насколько моё видение верно/не верно, возможно укажите на ошибки.
Вероятно, что информация будет полезна ещё для кого-нибудь кто захочет самостоятельно прикинуть проект своего дома.

В общем дана стена с проёмом (см. приложение). Проём 2000 мм перекрывается несущей перемычкой длиной 2500 мм. Нагрузки я разделил на две части:
1) От стен второго этажа, крыши, снега как нагружающие стену 1-го этажа без эксцентритета. Получил 15,66 кН/м
2) От плит перекрытия нагружающие стену 1-го этажа внецентренно (с эксцентритетом). Получил 28 кН/м + эксцентритет 60 мм

Насколько я понимаю, перемычка соберёт на себя нагрузки обозначенные на рисунке q' и эта нагрузка расперделится одинаково на две опорные площадки, создавая нагрузку на каждой из опорных площадок обозначенных буквой N, где N = q'/2?
Нагрузка N распределится в кладке под углом 60 градусов и тогда с точки зрения прочности, критичмын будет участок шириной 737 мм в сечении I-I? Ведь этот участок помимо перемычки также будет дополнительно нагружаться от плит перекрытий q_п и верхележачей нагрузки q_в по ширине 737 мм.
Тоесть суммарно участок 737 мм в сечении I-I будет нагружаться от N + q_в + q_п? В добавок исходя из формулы СНиП N ≤ mg φ1 R Ac ω, коэффиценты mg и φ1 будут в данном сечении также максимальными.
Правилен ли вывод, что с точки зрения прочности должен проверяться участок 737 мм в сечении I-I? По сути этот участок можно принять как "виртуальную колонну"? А участок шириной 250 мм непосредственно под перемычкой будет критичным с точки зрения смятия?

Ну и соотвестственно тогда расчёт сечения I-I по ширине 737 мм

Момент от панелей перекрытия:
М_панели = 2.8 т х 6 см = 16.8 тсм
М_в_сечении_I-I = 16.8 * 1060/2700 = 6.6 тсм
Момент от перемычки также будет передаваться в сечении I-I? Допустим что да, тогда
М_в_сечении_I-I = 16.8 * 1060/2700 * 2 = 13.2 тсм

Продльная сила N (1-1) в сечении 1-1 = 28 + 15.66 + 1.2 (армопояс) + 3.8 (вышестоящая кладка 1-го этажа) = 48.66 кН или 4.866 т
Cила N от перемычки = 2 м * (28 + 15.66 + 1.2 + 0.4 * 5.8 / 2.7) / 2 = 45.7 кН или 4.57 т

Суммарная продольная сила в сечении (1-1) на интересующем участке шириной 737 мм = 45.7 + 48.66 = 94.36 кН или 9.436 т
Эксцентриситет продольной силы в сечении (1-1) = 13.2/9.436 = 1.4
Эксцентриситет с учётом случайного = 1.4 + 2 = 3.4

Формула определения прочности внецентренно сжатых элементов по СНиП N ≤ mg φ1 R Ac ω

Расчентая площадь сечения А = 0.2 * 0.737 = 0.1474 м2
Площадь сжатой части сечения Ac = 0.1474 * (1 - (2*0.034 / 0.2) = 0.097

Несущая способность кладки R = 158 т/м2 (в данном примере не стану расписывать как определил несущую способность кладки, но если кому интересно могу расписать и это)

коэффицент w = 1 + 0.034 / 0.2 = 1.17
коэффицент mg = 0.965 (в данном примере принял довольно условно, консервативно)
коэффицент φ1 = 0.8 (в данном примере принял довольно условно, консервативно)

Тогда N ≤ 0.965*0.8*158*0.097*1.17=13.84 т

13.84 > 9.436, прочность данной стены обеспечена.

Правильны ли мои рассуждения на основании данного примера и правильно ли я понимаю что если под перемычкой кладка пройдёт расчёт на смятие, то с этой стеной всё ОК?

И если бы был простенок шириной 1350 мм, с точно таким же проёмом с правой стороны, то насколько я понимаю в сечении I-I продольная сила состовляла бы 9.436 + 4.57 = 14.006 т и данная стена уже на прочность не проходит? Потребуется раскрепление простенка пилястрой или несущей стеной.


Ну и правильно ли я понимаю что несущая способность перемычки должна быть >= 45.7 кН.


Заранее благодарю за мысли, комментарии по данному вопросу.

[Tyhig]

Offtop: IMa, торцы каменных стен не считал, может быть никогда. Может забыл.

В вашем вопросе необходимы расчёты, которые вы сами должны сделать.
1) Сбор нагрузки на перемычку и стену снизу до верху с учётом коэффициентов надёжности по нагрузке по СП 20 и по указаниям СП 15 для перемычек., Не забыть про опирание балок перекрытий на перемычку. Здесь у вас будет 80% ошибок.
2) Расчёт перемычки.
3) Расчёт узла опирания перемычки (одновременно с конструированием узла):
Смятие ц.п. подушки под перемычкой по СП 15
Маловероятно, но всё же, смятие по кирпичу под подушкой
Выкол кирпича по вертикальной трещине по пособию к СНиП
При необходимости косвенное армирование подушки (как считать не знаю, формально по СП 63) и кирпича под узлом (СП 15).
4) Внецентренное сжатие каменной стены на каждом участке (с учётом ветра или других горизонтальных нагрузок), каждой полосы длиной 1 м или с характерными особенностями, простенки и т.п. по СП 15.
К сожалению, расчёт стен в нормах не раскрывает очевидные особенности стен: торцы, проемы, контрфорсы, пилястры. И здесь приходится считать по своему усмотрению. Есть темы на форуме, ищите. Я бы поразбирался, но думаю, что торец, формально по нормам, можно считать как стену длиной 1 м. Но для себя, я бы считал длиной около 500 мм ну или сколько визуально по напряжениям в стене от перемычки получится. При этом расчёт на внецентренное сжатие критичен к длине участка стены. При этом по нормам вроде бы должны быть устойчивы любые участки стены, хоть длиной 100 мм, хоть 1000 мм. Чтобы плохо решить этот вопрос, расчётчики незаконно моделируют стены в МКЭ программах типа SCAD, с визуальным выводом неправильных полей напряжений. Ну и там видно, что где как бы лучше посчитать или прямо из напряжений как-то считают. Скоро программы научатся и будет чуть законней.
Возможно, что 4,5*1,2+?=? тс торец стены толщиной 200 мм не выдержит. В любом случае по расчёту получится стремно. Вы, сколько всего, наверняка, не учли в сборе нагрузок, а уже близко к несущей способности.
Очень тоненькая стена, предлагаю перейти на 250 мм. Если в АРБАТ скада прикидывать длину торца 700 мм на 9,5 тс с е=35 мм и мю=2, то коэффициент использования почти 1,15 (перегрузка на 15%). При мю=1, Кисп=0,8 (запас 20%) (но мю=1 (шарниры сверху и снизу) очень спорно, скорее всего оно должно быть ближе к 1,3-1,5).
Правильный эксцентриситет будет , наверное, около 20-40 мм. Не знаю в чём вы эксцентриситет считаете. Наверное, правильно учли эксцентриситет от опирания пустотной плиты перекрытия, но надо уточнять. Ваши цифры за вами не перепроверял.
Если речь о наружной стене, то тут любая случайная нагрузка сбоку больше 70 кгс торец сломает. У вас будет не крепость, а летний домик.