Расчет прочности горизонтальных стыков при сжатии

5.22. Прочность горизонтальных стыков при сжатии рекомендуется определять с использованием 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 не надо учитывать случайный эксцентриситет продольных сил;

при использовании шарнирной расчетной схемы соединения сборных элементов в горизонтальном стыке (см. п. 5.18) 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 (см. п. 5.18) сжимающие напряжения в стыке определяют предполагая, что сборные элементы и растворные швы работают в упругой стадии.

Прочность горизонтального стыка при сжатии проверяется по формуле

N_j < R_c t d_j, (26)

где t — толщина стены; N_j — продольная сжимающая сила, действующая в уровне рассчитываемого опорного сечения стены; t — толщина стены (для трехслойных стен с гибкими связями — толщина внутреннего несущего слоя); R_с — определяется по формуле (24); d_j —расчетная ширина простенка в зоне стыка; для наружной стеновой панели с оконными проемами величина d_j 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 h_lin, примыкающих к простенку, при этом для стыка между панелями с оконными проемами величина h_lin принимается равной половине высоты перемычки над оконным проемом, а для стыка между панелью с оконным проемом и цокольной 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 d_j следует определять за минусом размеров этих ослаблений.

При типовом проектировании, панельных зданий необходимо учитывать следующие расчетные значения возможных смещений в стыке сборной плиты перекрытия d_р и стеновой панели d_w относительно их проектного положения:

для сборных плит перекрытий d_р = 10 мм;

для стеновых панелей при монтаже с применением фиксаторов или шаблонов, ограничивающих взаимные смешения параллельно расположенных стен, d_w = 10 мм; при монтаже с применением подкосов d_w = 15 мм.

Для горизонтальных растворных швов расчетную толщину шва рекомендуется принимать равной 1,4 ( — номинальная толщина шва), но не менее следующих значений:

для растворного шва при монтаже сборных элементов стен по маякам, а также для растворных швов в контактных стыках сборных элементов стены — 25 мм;

для растворного шва под плитой перекрытия без маяков — 20 мм.

При наличии фактических данных о смещениях сборных элементов и толщинах швов принимаются их значения.

5.23. Коэффициент h_т, для горизонтальных растворных швов определяется по формуле

, (27)

где t_т — расчетная величина толщины растворного шва, определяемая по указаниям п. 5.22; b_т — расчетная ширина растворного шва (размер по толщине стены), принимаемая:

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

для нижнего растворного шва комбинированного стыка

b_т = b_j ‑ d_pw, (28)

; (29)

для контактного, монолитного и верхнего растворного шва комбинированного стыка при b_j = t

b_т = b_j ‑ d_w, (30)

b_j — 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); R_m — кубиковая прочность раствора, МПа; В_w — величина, численно равная классу по прочности на сжатие бетона сборного элемента стены, МПа.

При указании в проекте прочности бетона по марке в формуле (27) разрешается принимать В_w = 0,08 R_b, где R_b — проектная марка по прочности на сжатие бетона сборного элемента стены (кгс/см²).

При возведении здания в зимнее время на растворах с противоморозными добавками прочность стыка должна быть пðîâåðåíà на момент оттаивания раствора. Кубиковая прочность оттаявшего раствора определяется по Инструкции по приготовлению и применению строительных растворов в зависимости от вида и количества противоморозных добавок, продолжительности твердения раствора и температуры воздуха. Продолжительность твердения определяется как частное от деления числа этажей над проверяемым горизонтальным сечением здания на возможный максимальный темп возведения здания (число монтируемых этажей в сутки). Температура твердения раствора принимается как среднемесячная температура наиболее холодного периода.

Количество и вид противоморозных добавок, принятый максимальный темп монтажа и район строительства должны быть указаны в проекте.

При типовом проектировании значение прочности раствора с противоморозными добавками на момент оттаивания рекомендуется принимать не более 0,25 значения марки раствора.

В случае возведения здания методом замораживания без применения противоморозных добавок или прогрева стыков при проверке прочности стыка на момент оттаивания величину h_т, вычисленную по формуле (27), следует умножать на коэффициент условий работы 0,8, учитывающий неравномерность оттаивания по толщине стены раствора.

Расчет здания по указаниям данного пункта не исключает необходимости систематического контроля за величиной фактической прочности раствора и соответствии с указаниями по монтажу, разрабатываемыми для каждой конкретной серии жилых домов (или блок-секций) применительно к конкретным условиям строительства.

Для стыков стен из монолитного бетона, а также монолитных стыков панельных стен, заполняемых бетоном после установки панели верхнего этажа, коэффициент h_т, принимается равным 1, а при опирании плит перекрытия «насухо» (без раствора) h_т = 0,5.

5.24. Коэффициент h_j вычисляется в зависимости от конструктивного решения узла. Если при расчете принимается шарнирное соединение сборных элементов в горизонтальном стыке (см. п. 5.18), то коэффициент вычисляется по указаниям настоящего пункта. Если соединение считается упругим или жестким, то вычисленные для шарнирной схемы значения коэффициента следует умножать на коэффициент h_e, который учитывает эксцентриситет равнодействующей продольной сжимающей силы относительно центра стыка. Коэффициент h_e вычисляется по указаниям п. 5.27.

Для платформенного стыка (см. рис. 7), а также для платформенных узлов монолитных стен (см. рис. 18), в которых сжимающая нагрузка передается только через опорные участки плит перекрытий, коэффициент h_j вычисляется по формуле

h_j = (b_pl ‑ d_pl)g_pl h_pl / t, (31)

где b_pl — 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; при монолитных стенах прочность проверяется только для сечения в уровне верха плит перекрытия; d_pl — возможное суммарное смещение в платформенном стыке плит перекрытий относительно их проектного положения, принимаемое при типовом проектировании зданий для платформенных стыков с двухсторонним опиранием плит перекрытий равным 1,4 d_р, где смещение d_р, принимается по указаниям п. 5.22; g_pl — коэффициент, учитывающий неравномерность загружения платформенных площадок и принимаемый в зависимости от опирания плит перекрытии на стены равным 0,9 — при двухстороннем опирании; h_pl — коэффициент, зависящий от соотношения расчетных прочностей при сжатии бетона стены R_bw и бетона опорных участков плит перекрытий R_bð;

для стен из тяжелого и легкого бетона

при R_bð ³ R_bw h_pl = 1;

при R_bð ³ R_bw h_pl = 1 ‑ (1 ‑ R_bp / R_bw)².(32)

Для стен из ячеистого бетона

h_pl = 1,2 R_bp / R_bw ‑ 0,35, (33)

но не более 1,

где R_bð — расчетная прочность при сжатии (призменная прочность бетона плит перекрытий); для плит перекрытий, изготовляемых в вертикальных кассетных установках, необходимо учитывать понижающий коэффициент условий работы 0,85.

При усилении опорных зон плит перекрытий сплошного сечения горизонтальными сварными сетками из арматурной проволоки диаметром 5 мм с ячейками 50´50 мм сопротивление R_bp для стен из тяжелого бетона можно увеличить на 20 %. Шаг сеток не должен превышать 0,7 глубины опирания перекрытий. Сетки должны объединяться в пространственный каркас.

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

при механизированной заделке пустот в заводских условиях путем добетонирования с пригрузом опорных участков плит перекрытий h_vac = 0,9; в остальных случаях

h_vac = 1 ‑ g_vac (1 ‑ t_f /S_f)³ (34)

где g_vac — коэффициент условий работы, принимаемый равным: 0,5 — при заделке пустот свежеотформованными бетонными пробками, изготовленными одновременно с плитами перекрытий; 1 — при незаделанных пустотах, а также при несовершенной заделке пустот в построечных условиях (например, закладка кирпичом на растворе); t_f — наименьшая толщина ребра между пустотами плиты перекрытия; S_f — наименьший шаг пустот.

Для платформенных стыков с односторонним опиранием перекрытий значение коэффициента h_j следует определять по экспериментальным данным.

Для контактного стыка, в котором сжимающая нагрузка передается только через контактные участки стыка (см. рис. 9), коэффициент h_j вычисляется по формуле

h_j = (b_соп — d_соп) d_соп h_соп / (td_j), (35)

где b_соп — размер по толщине стены контактной площадки, через которую в стыке передается сжимающая нагрузка; d_соп — 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 d_соп = d_w; в остальных случаях d_соп = 0; d_соп — размер по длине стены контактного участка стыка (за минусом гнезд для опирания плит перекрытий); h_соп — коэффициент, принимаемый равным меньшему из значений коэффициентов h_loc и h_for; h_loc — коэффициент, учитывающий повышение прочности стыка при местном сжатии,

h_loc = g_loc ; (36)

g_loc — коэффициент, принимаемый равным: 1,1 — при b_m < 0,6 t; 1 — в остальных случаях; у_соп — расстояние от центра контактной площади до ближайшей вертикальной грани стены; h_for — коэффициент, учитывающий форму контактной площадки;

для площадки в виде выступа вверху или внизу стеновой панели высотой t_соп £ b_соп при прочности раствора в горизонтальном шве R_m не менее класса бетона сборного элемента стены В_bw (МПа) коэффициент h_for принимается равным: для тяжелого бетона h_for = 1,2; для легкого бетона на пористых заполнителях и ячеистого h_for = 1,1; при R_m < B_bw h_for = 1;

для контактной площадки высотой t_con ³ 2 b_con коэффициент h_for = 1; в промежуточных случаях (при b_con < t_con < 2 b_con) значение коэффициента h_for определяется по интерполяции между указанными краевыми значениями.

Для контактно-платформенного стыка (см. рис. 10), в котором сжимающая нагрузка передается через платформенный и контактный участки, коэффициент h_j; принимается равным меньшему из значений величин , , которые соответствуют случаям разрушения стыка по контактному или платформенному участкам в уровне верхнего или нижнего растворных швов и вычисляются по формулам:

= [(b_con ‑ d₁) h_con + 0,8 g_pl ( ‑ ) h_pl ]/ t,

но не менее = g_pl ( ‑ ) h_pl ]/ t.

= [(b_con ‑ d₁) h_con + 0,8 g_pl ]/ t,

но не менее = g_pl / t.

где = [( ‑ ) h_pl ‑ s_pl / R_bw ]/

где b_con — номинальный (проектный) размер по толщине стены контактного участка стыка; , — то же, платформенного участка стыка, для сечений соответственно в уровне верхнего и нижнего растворных швов; h_pl, g_pl — вычисляются как для платформенного стыка; h_con — вычисляется как для контактного стыка; d₁, d₂ — величины, характеризующие возможные изменения номинальных размеров соответственно контактного и платформенного участков стыка;

при b_j < t d₁ = 0; = d_pw; = d_pw; (40)

при b_j = t d₁ =d_w; = d_pw ‑ d_w; = d_pw; (41)

s_pl — среднее значение местных сжимающих напряжений, передаваемых на стену по платформенной площадке от плиты перекрытия, которая непосредственно оперта в стыке; , — коэффициенты, вычисляемые по указаниям п. 5.23 соответственно для нижнего и верхнего растворных швов.

Для монолитного стыка (см. рис. 8), а также контактных узлов монолитных стен (см. рис. 16, 17), в которых вся сжимающая нагрузка передается через слой бетона, уложенного в полость стыка, коэффициент h_j вычисляется по формуле

h_j = (b_mon ‑ d_mon) h_mon d_mon /(td_j), (42)

где b_mon, d_mon — размеры соответственно по толщине и длине стены монолитного участка стыка; d_mon — возможное смещение стены по монолитному участку стыка, принимаемое в зависимости от способа опирания плит перекрытий равным: d_pw — при одностороннем опирании, 1,4 d_p — при двухстороннем опирании; h_mon — коэффициент, зависящий от соотношения классов по прочности на сжатие бетона замоноличивания стыка B_b,mon и опорного участка стены B_bw и принимаемый равным меньшему из значений коэффициентов h_loc и h_for;

h_loc — коэффициент, учитывающий повышение прочности стыка при местном сжатии,

h_loc = , (43)

где y_mon — расстояние по толщине стены от центра монолитного участка стыка до ближайшей грани стены; h_for — коэффициент, определяемый для стыков с односторонним опиранием плит перекрытий по формуле

h_for = В_b.тoп/В_bw, (44)

а для стыков с двухсторонним опиранием плит перекрытий — по формуле

h_for = 1,25 В_b.тoп/В_bw. (45)

При замоноличивании стыка раствором или бетоном, прочность которого характеризуется маркой, величину В_b.тoп разрешается принимать равной 0,08 R_mon, где R_mon — марка по прочности на сжатие (кубиковая прочность) раствора или бетона замоноличивания стыка (кгс/см²).

Для контактных узлов стен из монолитного бетона со сборными плитами перекрытии коэффициент h_j вычисляется по формуле (42), принимая коэффициент h_m = 1.

Для платформенно-монолитного стыка (см. рис. 7), а также комбинированных узлов монолитных стен (см. рис. 19—21), в которых сжимающая нагрузка передается через платформенные и монолитный участки, коэффициент h_j принимается равным меньшему из двух значений коэффициентов h_j,pl и h_j,mon, соответствующих разрушению стыка по платформенному или монолитному участкам и определяемых по формулам:

(46)

(47)

где = В_топ/В_bр, но не больше 1; = В_bр/B_b,mon, но не больше 1; b_pl — размер по толщине стены платформенного участка стыка; b_топ — то же, монолитного участка стены; g_топ — коэффициент, принимаемый при замоноличивании стыка обычным тяжелым бетоном 0,8; раствором — 0,7.

Прочность мелкозернистого бетона (раствора), сопротивление которого учитывается при расчете прочности платформенно-монолитного стыка, должна контролироваться в соответствии с требованиями ГОСТ на бетоны.

5.25. Коэффициент h_s для стыков сборных элементов стен, усиленных в зоне стыка поперечными сварными каркасами или сетками, определяется по формуле

h_s = 1 + 20 A_tr l_tr /(с_tr s_tr t),(48)

но не более 1,3,

где A_tr — площадь сечения одного поперечного стержня горизонтального каркаса (сетки); с_tr — шаг поперечных стержней по длине стены; l_tr — расстояние между крайними продольными стержнями каркаса; s_tr — шаг каркасов по высоте стены; t — толщина стены.

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

диаметр d_s и расчетное сопротивление растяжению R_s продольных стержней не менее диаметра и расчетного сопротивления поперечных стержней;

шаг каркасов по высоте стены не более 0,5 t;

шаг поперечных стержней по длине стены не более 15 d_s;

класс бетона стены не менее В12,5 (марка бетона не менее М150);

толщина горизонтального растворного шва между панелями не более 3 см, прочность раствора не менее 2,5 МПа (25 кгс/см²).

Коэффициент h_s для стыков монолитных стен, усиленных в зоне стыка вертикальной арматурой, определяется по формуле

h_s = 1 + А_s,lon R_sc /(A_w R_bw h_m), (49)

но не более 1,5,

где А_s,lon — площадь поперечного сечения вертикальной продольной арматуры, пересекающей стык; R_sc — расчетное сопротивление сжатию продольной арматуры, пересекающей стык; А_w — площадь горизонтального сечения стены.