Проектирование схемы в жилых и гражданских зданиях стены и столбы подвергаются действию осевых и внецентренных вертикальных нагрузок, а наружные стены также и ветровым нагрузкам. Эти нагрузки вызывают продольный и поперечный изгибы каменных конструкций здания.
Стены и столбы приобретают необходимую устойчивость при наличии связи с другими элементами здания — междуэтажными перекрытиями и другими поперечными устойчивыми конструкциями.
Неподвижными вертикальными опорами стены считаются поперечные каменные стены толщиной не менее 12 см, железобетонные — толщиной не менее 6 см, а также рамы каркаса, контрфорсы.
Перекрытия, связанные со стенами, являются горизонтальными диафрагмами здания и рассматриваются в зависимости от их жесткости, как неподвижные или упругие (частично подвижные) горизонтальные опоры стен. Жесткость этих диафрагм зависит не только от конструкции и материала перекрытия, но также и от длины отрезка перекрытия между поперечными стенами (или другими поперечными устойчивыми конструкциями). Эта длина рассматривается как пролет диафрагмы при ее изгибе горизонтальными силами, действующими в плоскости перекрытия.
Перекрытия считаются неподвижными опорами, если расстояние между поперечными стенами не превышает указанного в табл. 1. Если расстояние между поперечными стенами больше указанного в табл. 1, то перекрытия рассматриваются как упругие (подвижные опоры).
В сборных замоноличенных перекрытиях, если они отнесены к классу В, должна быть обеспечена связь между плитами сваркой арматуры, выпущенной из плит, или прокладкой дополнительной арматуры в швах между плитами с заливкой этих швов раствором.
Различаются следующие конструктивные схемы здания.
Здания с жесткой конструктивной схемой.
В зданиях с жесткой конструктивной схемой стены имеют неподвижные опоры в виде перекрытий или поперечных вертикальных устойчивых конструкций или же и тех и других одновременно. К этой категории относится подавляющее большинство жилых и гражданских зданий, удовлетворяющих требованиям табл. 1.
Стены и столбы с неподвижными опорами в виде перекрытий можно рассчитывать на горизонтальную (ветровую) и внецентренную вертикальную нагрузку, как вертикальные неразрезные балки.
Для упрощения расчета разрешается считать стену или столб расчлененными по высоте на однопролетные балки, а опорные шарниры — расположенными в плоскости опирания на кладку междуэтажных перекрытий. При этом нагрузка на стену или столб от всех вышележащих этажей принимается приложенной в центре тяжести сечения стены или столба вышележащего этажа, а нагрузки в пределах данного этажа (включая нагрузку от перекрытия над ним) считаются приложенными с фактическими эксцентриситетами относительно центра тяжести сечения стены или столба.
Наибольшие расстояния (в м) между поперечными конструкциями, при которых перекрытия считаются неподвижными опорами для стен и столбов
| Класс перекрытий | Виды перекрытий и покрытий | Группа кладки | |||
| l | ll | lll | lv | ||
| А | Деревянные перекрытия и покрытия |
30 | 24 | 18 | 12 |
| Б | Перекрытия и покрытия из сборного железобетона. Перекрытия из плит или камней по сборным железобетон балкам |
40 | 32 | 24 | — |
| В | Железобетонные монолитные и сборные замоноличенные перекрытия н покрытия | 50 | 40 | 30 | — |
Указанные предельные расстояния должны быть уменьшены: при высоте зда::ий более 20 м — на 10:о; более 32 м — на 20% и более 48 м—на 25%; при скоростных напорах ветра 70 и 100 кг/.м2 — соответственно на 15 и 25%; для узких зданий при ширине Ь менее 2Н — пропорционально отношению Ь / 2Н (Н—высота этажа).
К статическому расчету стен, подвалов и перемычек:
1 — к статическому расчету стен; 2 — то же, стен подвалов; 3 — к расчету перемычек; а — промежуточный, б — крайней, в — арочной
Для многоэтажных зданий, проектирование схем в соответствии со сделанными выше указаниями, различают обычно два случая расчета.
Случай 1. Оси стен рассматриваемого этажа и вышележащих этажей совпадают. В этом случае все нагрузки от верхних этажей считаются осевыми по отношению к стене рассматриваемого этажа, и момент возникает только от нагрузки одного перекрытия над данным этажом (рис. 1,а).
Случай 2. Оси стен рассматриваемого и вышележащего этажей не совпадают. Внецентренной является нагрузка от перекрытия и от всех вышележащих этажей; эксцентриситет нагрузки от вышележащих этажей равен величине смещения осей стен рассматриваемого и вышележащего этажей (рис. 1,б).
При расчете стен и столбов на внецентренное сжатие эпюра изгибающих моментов в каждом этаже считается треугольной.
Максимальный момент имеет место в верхнем сечении стены или столба непосредственно в плоскости опирания элементов верхнего перекрытия; в нижнем сечении в уровне опирания нижнего перекрытия момент равен нулю. Если стена имеет проемы, то на внецентренное сжатие обычно рассчитывают верхнее сечение простенка, так как момент в этом сечении больше, чем внизу простенка ( рис. 1).