KONSPEKT konstrukcje murowe i zespolone.pdf

KONSPEKT

DO WYKŁADÓW

Z PRZEDMIOTU

„Konstrukcje murowe i zespolone”

(DBVIII-01)

15 godz. wykładów

Dr inż. Sławomir Onopiuk

WYKŁAD NR 1 (2 godz.)

Konstrukcje murowe: rodzaje i kategorie elementów murowych, wytrzymałości

charakterystyczne i obliczeniowe elementów murowych na ściskanie, rozciąganie

i ścinanie.

Podział konstrukcji murowych:

A) ze względu na rodzaj materiału: ceramiczne, itd.;

B) z uwagi na wymagania stawiane tolerancjom wymiarów elementów murowych:

z elementów do murowania na spoiny zwykłe, z elementów do murowania na spoiny

cienkie;

C) z uwagi na zawartość otworów w elementach murowych: rozróżnia się grupę 1, grupę

2 i grupę 3 elementów murowych;

D) odpowiednio do kontroli produkcji elementów murowych klasyfikuje się je jako

elementy kategorii I lub II.

Wytrzymałość elementów murowych na ściskanie określa tzw. znormalizowana

wytrzymałość elementu murowego na ściskanie, którą wyznacza się ze wzoru:

f b = η w · δ · f B

gdzie:

η w – współczynnik uwzględniający stan wilgotności badanych elementów, w przypadku, gdy

badany element jest w stanie innym niż powietrzno-suchym,

δ – współczynnik przeliczeniowy podany w tablicy 2, uwzględniający różne wymiary

elementów murowych,

f B – wytrzymałość średnia elementu murowego na ściskanie.

Wytrzymałość średnią elementów murowych na ściskanie f B wyznacza się jako iloraz siły

niszczącej element - F max przez pole powierzchni brutto elementu (bez odliczania otworów) –

A br , na którą oddziaływuje siła.

Przebieg badania reguluje norma PN-EN-772-1:2001. Metody badań elementów murowych.

Część 1: Określenie wytrzymałości na ściskanie.

Wytrzymałości charakterystyczne i obliczeniowe muru na ściskanie, ścinanie

i rozciąganie wg Normy.

WYKŁAD NR 2 (2 godz.)

Wymiarowanie konstrukcji murowych, modele obliczeniowe.

Ściany murowe obciążone siłami pionowymi i poziomymi skupionymi, ściany

usztywniające. Wymagania konstrukcyjne i klasy trwałości konstrukcji murowych.

ŚCIANY OBCIĄŻONE GŁÓWNIE PIONOWO

Obciążenie pionowe ścian obciążonych głównie pionowo stanowią:

- ciężar własny,

- obciążenie pionowe od stropów (w tym również od dachów, schodów i balkonów) i ścian

opartych na rozpatrywanej ścianie, a także siły wewnętrzne, wynikłe z połączenia ściany

rozpatrywanej ze ścianami przyległymi, jeżeli ich odkształcenie pionowe jest znacząco

różne od odkształcenia ściany rozpatrywanej.

Poza obciążeniem pionowym występować może również oddziaływujące bezpośrednio na

ścianę obciążenie poziome, prostopadłe do płaszczyzny ściany (parcie gruntu, oddziaływanie

wiatru), ale efekt oddziaływań poziomych ma drugorzędne znaczenie.

w którym:

N Sd – obliczeniowe obciążenie pionowe ściany, N Rd – nośność obliczeniowa ściany ze

względu na obciążenie pionowe.

Sprawdzenia nośności należy dokonać w przekrojach: a) pod stropem, b) nad stropem,

c) w środkowej strefie ściany.

Uwzględnić należy: a) geometrię ścian, b) mimośrodowe działanie obciążenia pionowego, c)

właściwości materiałowe muru. W ścianach z otworami sprawdzić należy także nośność

nadproży.

Przy wyznaczaniu miejsca przyłożenia obliczeniowego obciążenia pionowego N Sd należy

uwzględnić niezamierzony mimośród przypadkowy e a = h/300 (h w mm – wysokość ściany

w świetle), lecz nie mniej niż 10 mm.

Nośność obliczeniową ściany wyznacza się:

 w przekroju pod stropem górnej kondygnacji N 1R,d oraz w przekroju nad stropem

dolnej kondygnacji N 2R,d ze wzoru

N iR,d = Φ i A f d

w którym: i = 1 dla przekroju pod stropem oraz i = 2 dla przekroju nad stropem; Φ i –

współczynnik redukcyjny, zależny od wielkości mimośrodu e i , na którym w rozpatrywanym

przekroju działa obliczeniowa siła pionowa N Sd , oraz od wielkości mimośrodu

niezamierzonego e a ; A – pole przekroju; f d – wytrzymałość obliczeniowa muru na ściskanie,

 w środkowej strefie ściany – ze wzoru

N mR,d = Φ m A f d

w którym: Φ m – współczynnik redukcyjny wyrażający wpływ efektów drugiego rzędu na

nośność ściany, zależny od: wielkości mimośrodu początkowego e o = e m , smukłości ściany

h eff /t, zależności σ(ε) muru, czasu działania obciążenia.

Wysokość efektywna ściany h eff uwzględnia warunki połączenia ściany ze stropem, a także

usztywnienie ściany ścianami usytuowanymi do niej prostopadle.

Wysokość efektywną ściany oblicza się ze wzoru:

h eff = ρ h ∙ ρ n ∙ h

Stan graniczny nośności ścian obciążonych głównie pionowo sprawdzać należy z warunku:

N Sd ≤ N Rd

w którym: ρ h - odpowiednio do przestrzennego usztywnienia budynku wg tablicy 17

(NORMA), ρ n – odpowiednio do usztywnienia ściany wzdłuż dwóch, trzech lub czterech

krawędzi.

Ściany uważać można za usztywnione wzdłuż krawędzi pionowej, jeżeli:

- połączone są wiązaniem murarskim lub za pomocą zbrojenia ze ścianami usztywniającymi

usytuowanymi do nich prostopadle, wykonanymi z muru o podobnych właściwościach

odkształceniowych

- długość ścian usztywniających jest nie mniejsza niż 0,2 wysokości ściany, a grubość nie

mniejsza niż 0,3 grubości ściany usztywnianej i nie mniejsza niż 100 mm.

W przypadku ściany usztywniającej z otworami, zaleca się, aby długość części ściany

między otworami, przyległej do ściany usztywnianej była nie mniejsza niż podano na

rysunku 6 (Norma), a ściana usztywniająca sięgała poza otwór na długość nie mniejszą niż

1/5 wysokości kondygnacji.

Alternatywnie - ściany mogą być usztywniane przez inne elementy niż ściany murowane pod

warunkiem, że sztywność tych elementów jest równoważna ze sztywnością murowanej ścianie

usztywniającej, o której mowa powyżej, a obie ściany połączone są ze ścianą usztywnianą za

pomocą ściągów lub kotew, zaprojektowanych tak, aby zdolne były przenieść siły ściskające

lub rozciągające, które mogą się pojawić w połączeniu.

Za wartość ρ n przyjmować można:

a) dla ścian podpartych u góry i u dołu, w przypadku posługiwania się:

- modelem ciągłym - ρ 2 = 0,75;

- modelem przegubowym - ρ 2 = 1,00;

b) dla ścian podpartych u góry i u dołu i usztywnionych wzdłuż jednej krawędzi pionowej

(z jedną swobodną krawędzią pionową):

- jeżeli h ≤ 3,5 L, wartość obliczoną ze wzoru:







ć 

  

č ř

2 h

w którym: ρ 2 - jak podano wyżej;

- jeżeli h > 3,5 L, wartość obliczoną ze wzoru:



 

1,5 L

0,3

w którym: L - odległość krawędzi swobodnej od osi ściany usztywniającej;

c) dla ścian podpartych u góry i u dołu oraz wzdłuż obu krawędzi pionowych:

- jeżeli h ≤ L, wartość obliczoną ze wzoru:







ć 

2 h

  

č ř

w którym: ρ 2 - jak podano w a) powyżej lub

- jeżeli h > L, wartość obliczoną ze wzoru:





0,5 L



W przypadku, gdy ściany są usztywnione wzdłuż obu krawędzi pionowych i L ≥ 30t lub gdy ściany

są usztywnione wzdłuż jednej krawędzi i L ≥ 15 t, gdzie t jest grubością ściany usztywnionej -

ściany takie należy uważać za ściany usztywnione tylko u góry i u dołu.

Zaleca się, aby smukłość h eff / i (lub wyrażona jako h eff /t) ścian konstrukcyjnych była nie większa

niż:

87,5 (25) - w przypadku ścian z murów na zaprawie f m ≥ 5 MPa, z wyjątkiem murów z bloczków

komórkowego;

63 (18) - w przypadku ścian z bloczków z betonu komórkowego, niezależnie od rodzaju zaprawy,

a także dla murów z innego rodzaju elementów murowych, na zaprawie f m < 5 MPa.

ZASADY OBLICZENIOWE

W zależności od warunków przekazywania w poziomie stropu, siły pionowej ze ściany górnej

kondygnacji na dolną, do wyznaczenia wielkości mimośrodu e i względnie e m posługiwać się

należy:

 modelem ciągłym , w którym ściana stanowi pręt pionowy ramy połączony z prętami

poziomymi, obrazującymi stropy lub

 modelem przegubowym , w którym ściana stanowi wydzielony pręt podparty przegubowo

w poziomie stropów.

Modelem ciągłym można się posługiwać, kiedy stropy żelbetowe lub sprężone oparte są na

ścianie za pośrednictwem wieńca żelbetowego szerokości równej grubości ściany lub nie

mniejszej niż grubość stropu, średnie ściskające naprężenie obliczeniowe ściany σ cd ≥ 0,25 MPa,

a mimośród e 1 działania obciążenia pionowego w przekroju ściany pod stropem e 1 ≤ 0,33 (t

- grubość ściany).

Przy wyznaczaniu wielkości e i lub e m należy także uwzględniać obciążenie poziome,

oddziaływujące bezpośrednio na rozpatrywaną ścianę.

MODEL CIĄGŁY

Przy posługiwaniu się modelem ciągłym współczynnik Φ i wyznacza się odpowiednio do wartości

mimośrodu e i działania obciążenia pionowego, którą obliczać można ze wzoru:

  

e 0,05 t

N N

i,d

w którym: t – grubość ściany, M id – obliczeniowy moment zginający w przekroju ściany pod

stropem (M 1d ) lub nad stropem (M 2d ), wynikły z obciążenia ściany stropem, N i,d – obliczeniowa

siła pionowa w rozpatrywanym przekroju, M wd – obliczeniowy moment zginający, wywołany

obliczeniowym obciążeniem poziomym oddziaływującym bezpośrednio na ścianę, e a – mimośród

przypadkowy ( e a = h/300, gdzie h w mm – wysokość ściany w świetle, lecz nie mniej niż

10 mm.

Wartość momentu M id wyznaczać można dla każdego z węzłów ramy oddzielnie, przyjmując

w uproszczeniu, że schodzące się w węźle ściany i strop są niezarysowane i zachowują się

liniowo sprężyście.

Odkształcenia plastyczne zachodzące w węźle ściana-strop można uwzględniać, redukując

wartości momentu zginającego w przekroju ściany nad i pod stropem, odpowiednio do

wyników badania zachowania się węzła ramy pod obciążeniem obliczeniowym stropu

i obciążeniem ściany nie mniejszym niż 0,6 jej nośności obliczeniowej.

Jeżeli duża dokładność obliczeń nie jest potrzebna, a szerokość wieńca za pośrednictwem

którego strop opiera się na ścianie jest nie mniejsza niż grubość ściany lub wysokość

przekroju stropu - obowiązuje wartość mniejsza - do obliczeń przyjąć można moment

zginający w przekroju nad i pod stropem równy 0,85 wartości uzyskanej z analizy sprężystej

ramy.

M M

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: