Страница 13: ДСТУ-Н Б EN 1996-1-1:2010. Єврокод 6. Проектування кам’яних конструкцій. Частина 1-1. Загальні правила для армованих та неармованих кам’яних конструкцій (60657)

6.2 Стіни з неармованої кладки, що піддаються навантаженню на зріз (зсув)

(1)Р В граничному стані проектне значення зсуваючого навантаження, прикладене до стіни з кам’яної кладки V_Ed, повинно бути менше або дорівнювати проектному значенню опору до зсуву V_Rdстіни, так щоб:

6.2 Unreinforced masonry walls subjected to shear loading

(1) P At the ultimate limit state the design value of the shear load applied to the masonry wall, V_Ed, shall be less than or equal to the design value of the shear resistance of the wall, V_Rd. such that:

(2) Проектне значення опору до зсуву представлено нижче:

(2) The design value of the shear resistance is given by:

де

ƒ_vd – проектне значення міцності на зсув кам’яної кладки, отримане з 2.4.1 та 3.6.2 та базується на середній величині вертикальних тисків над стиснутою частиною стіни, що забезпечує опір до зсуву;

t - товщина стіни, що опирається зсуву;

l_c - довжина стиснутої частини стіни, не враховуючи інші частини стіни, що працюють на розтягнення.

(3) Довжину стиснутої частини стіни l_c слід розраховувати, допускаючи лінійний розподіл стискаючого зусилля та враховуючи будь-які отвори, виїмки та канавки. При розрахунку площі опору стіни, що протидіє зсуву, не слід використовувати будь-які частини стіни, що піддаються вертикальним тискам при розтягненні.

(4) Р З’єднання стін, що протидіють зсуву, та фланців стін, що їх перетинають, слід контролювати здатність протидіяти вертикальному зсуву.

(5) Стиснуту частину стіни по її довжині слід контролювати на здатність протистояти вертикальному навантаженню, прикладеному до цієї частини стіни та контролювати вплив вертикального навантаження зсуву.

6.3.1 Загальні відомості

(1) Р В граничному стані проектне значення моменту, прикладеного до стіни з кам’яної кладки М_Ed (див.5.5.5) повинно бути меншим або дорівнювати проектному значенню моменту опору стіни М_Rd, так щоб:

where:

f_vd is the design value of the shear strength of masonry, obtained from 2.4.1 and 3.6.2, based on the average of the vertical stresses over the compressed part of the wall that is providing the shear resistance;

t is the thickness of the wall resisting the shear;

t_c is the length of the compressed part of the wall, ignoring any part of the wall that is intension.

(3) The length of the compressed part of the wall, l_c, should be calculated assuming a linear stress distribution of the compressive stresses, and taking into account any openings, chases or recesses; any portion of the wall subjected to vertical tensile stresses should not be used in calculating the area of the wall to resist shear.

(4) P The connections between shear walls and flanges of intersecting walls shall be verified for vertical shear.

(5) The length of the compressed part of the wall should be verified for the vertical loading applied to it and the vertical load effect of the shear loads.

6.3 Unreinforced masonry walls subjected to lateral loading

6.3.1 General

(1) P At the ultimate limit state, the design value of the moment applied to the masonry wall, M_Ed (see 5.5.5), shall be less than or equal to the design value of the moment of resistance of the wall, M_Rd, such that:

(2) При проектуванні слід також враховувати ортогональне співвідношення міцності кам’яної кладки μ.

(3) Проектне значення поперечного моменту опору кам’яної стіни М_Rd на одиницю висоти або довжини можна зобразити наступним чином:

(2) The orthogonal strength ratio, /і, of the masonry should be taken into account in the design.

(3) The design value of the lateral moment of resistance of a masonry wall, M_Rd, per unit height or length, is given by:

Де

ƒ_хd проектна міцність на згин, що відповідає площині вигину, отримана з 3.6.3, 6.3.1(4) або 6.6.2(9)

Z пружний момент опору перерізу висоти або довжини блоку стіни

(4) Якщо є вертикальне навантаження, то сприятливий вплив вертикального тиску слід враховувати наступним чином:

(і) за допомогою видимої міцності на згин ƒ_хd1,app, взятої з рівняння (6.16), ортогональне співвідношення, застосовуване у (2), змінюється і виглядає так:

where

f_xd is the design flexural strength appropriate to the plane of bending, obtained from 3.6.3, 6 3 1(4) or 6.6.2 (9);

Z is the elastic section modulus of unit height or length of the wall.

(4) When a vertical load is present, the favourable effect of the vertical stress may be taken into account either by:

(i) using the apparent flexural strength.f_xd1app, given by equation (6.16). the orthogonal ratio used in (2) above being modified accordingly.

де

ƒ_хd1 - проектна міцність кладки на згин, де площина руйнування є паралельною до шва основи, див.3.6.3;

σ_d - проектне компресійне напруження на стіну, що не переважає 0,2 ƒ_d

або

(іі) за допомогою розрахунку опору стіни, використовуючи формулу (6.2), в якій Ф замінено на Ф_fl, враховуючи міцність на згин ƒ_хd1.

ПРИМІТКА. Ця Частина не розглядає метод розрахунку ф_flз використанням міцності на згин.

5. Аналізуючи момент опору перетину віконного простінку у стіні, довжина від фланця до поверхні простінку повинна складати менше:

• h/10 для стін, розміщених вертикально між кріпленнями;

where:

f_xd1 is the design flexural strength of masonry with the plane of failure parallel to the bed joints, see 3.6.3;

σ_d is the design compressive stress on the wall, not taken to be greater than 0,2 f_d.

or

(ii) by calculating the resistance of the wall using formula (6.2) in which Φ is replaced by taking into account the flexural strength, f_xd1.

NOTE This Part does not include a method of calculating Φ_f1 including flexural strength.

(5) In assessing the section modulus of a pier in a wall, the outstanding length of flange from the

face of the pier should be taken as the lesser of:

— h/10 for walls spanning vertically between restraints;

• h/5 для стін на консольній основі.

- половина відстані між пілястрами;

де

h – це дійсна висота стіни.

(6) В пустотній стіні проектне поперечне навантаження на одиницю площі W_Ed можна поділити між двома полотнами при умові, що анкери або інші з’єднувачі полотен здатні передавати вплив дій, які витримує пустотна стіна. Це навантаження можна розподілити між двома полотнами або пропорційно їх міцності (тобто використовуючи W_Rd) або пропорційно жорсткості. Якщо береться жорсткість, то у кожному полотні слід визначити частку W_Ed.

(7) Якщо стіна стає менш міцною через наявність канавок та заглибин, кількість яких переважає допустимі значення зі статті 8.6, це слід враховувати при визначенні міцності стін, зважаючи на зменшення товщини стіни у канавках та заглибинах.

6.3.2 Утворення арок між опорами

(1)Р В граничному стані вплив від проектного поперечного навантаження, спричинений дією зводу в стіні, повинен бути меншим або дорівнювати проектному опору навантаження під дією зводу, а проектна міцність опор для зводу повинна бути більшою за вплив від проектного поперечного навантаження.

(2) Стіну з кам’яної кладки, побудовану жорстко між опорами, які, в свою чергу, здатні витримувати розпір арки, можна проектувати, допускаючи те, що горизонтальна або вертикальна арка утворюється в межах товщини стіни.

(3) Для розрахунку проекту можна використовувати трьохопорну арку, коли тиск розпору арки на опори та центральний стрижень/шарнір дорівнює товщині стіни, помноженій на 0,1, як показано на рис.6.3. Якщо біля лінії розпору арки наявні канавки та заглибини, то слід враховувати їхній вплив на міцність кам’яної кладки.

— h/5 for cantilever walls;

— half the clear distance between piers;

where:

h is the clear height of the wall.

(6) In a cavity wall, the design lateral load per unit area, W_Ed, may be apportioned between the two leaves provided that the wall ties, or other connectors between the leaves, are capable of transmitting the actions to which the cavity wall is subjected. The apportionment between the two leaves may be in proportion either to their strength (i. e. using M_Rd), or the stiffness of each leaf. When using the stiffness, each leaf should then be verified for its proportion of M_Ed.

(7) If a wall is weakened b chases or recesses outside the limits given in clause 8.6, this weakening should be taken into account when determining the load bearing capacity by using the reduced thickness of the wall at the chase or recess position.

6.3.2 Walls arching between supports

(1) P At the ultimate limit state, the design lateral load effect due to arch action in a wall shall be less than or equal to the design load resistance under an arch action and the design strength of the supports for the arch shall be greater than the effect of the design lateral load.

(2) A masonry wall built solidly between supports capable of resisting an arch thrust may be designed assuming that a horizontal or vertical arch develops within the thickness of the wall.

(3) Analysis may be based on a three-pin arch, when the bearing of the arch trust at the supports and at the central hinge should be assumed as 0.1 times the thickness of the wall, as indicated on figure 6.3. If chases or recesses occur near the thrust-lines of the arch, their effect on the strength of the masonry should be taken into account.

(4) Розпір арки слід оцінювати, маючи значення прикладеного поперечного навантаження, міцності кам’яної кладки на стиск, ефективності з’єднання стіни та опори, що протидіє розпору, а також зменшення стіни, в залежності від пружності та часу. Розпір арки забезпечується вертикальним навантаженням.

(5) Підйом арки r наведено у рівнянні (6.17):

(4) The arch thrust should be assessed from knowledge of the applied lateral load, the strength of the masonry in compression, the effectiveness of the junction between the wall and the support resisting the thrust and the elastic and time dependent shortening of the wall. The arch thrust may be provided by a vertical load.

(5) The arch rise, r, is given by equation (6.17):

де

r – товщина стіни з урахуванням її зменшення через заповнення впустошовку ;

d_a- деформація арки під дією проектного поперечного навантаження; можна вважати рівним 0 для стін з відношенням довжини то товщини 25 та менше.

(6) Максимальний проектний розпір арки на одиницю довжини стіни N_ad можна отримати з рівняння (6.18):

where:

t is the thickness of the wall, taking into account the reduction in thickness resulting from recessed joints;

d_a is the deflection of the arch under the design lateral load; it may be taken to be zero for walls having a length to thickness ratio of 25 or less.

(6) The maximum design arch thrust per unit length of wall, N_ad, may be obtained from equation (6.18):

де поперечна деформація невелика, проектну поперечну міцність можна представити так:

and where the lateral deflection is small, the design lateral strength is given by:

де

N_ad – проектний розпір арки;

q_lat,d – проектна поперечна міцність на одиницю площі стіни;

t – товщина стіни;

ƒ_d - проектна міцність кам’яної кладки на стиск у напрямку розпору арки, отримане у ст.3.6.1;

l_a – довжина або висота стіни між опорами, здатними витримувати розпір арки,

при умові,

- будь-який гідроізоляція або інший прошарок з низьким опором до тертя, розташований в стіні, може передавати відповідні горизонтальні сили;

- проектне значення тиску під дією вертикального навантаження не менше, ніж 0,1Н/мм²;

- гнучкість не перевищує 20.

6.3.3 Стіни, що піддаються вітровому навантаженню

(1) Стіни, що піддаються вітровому навантаженню, слід проектувати за відповідними статтями 5.5.5, 6.3.1, 6.3.2.

6.3.4 Стіни, що піддаються поперечному навантаженню через грунт та воду

(1) Стіни, що протистоять поперечному тиску грунту з/без вертикального навантаження, слід проектувати за відповідними статтями 5.5.5, 6.1.2, 6.3.1 та 6.3.2.

ПРИМІТКА1. Міцність кам’яної кладки на згинƒ_xkl не слід використовувати у проектуванні стін, що протистоять поперечному тиску грунту.

ПРИМІТКА 2. Спрощений метод для проектування стін фундаменту що протистоять поперечному тиску грунту наведено у EN 1996-3.

6.3.5 Стіни, що піддаються поперечному навантаженню у випадкових

ситуаціях

(1) Стіни, що протистоять випадковому горизонтальному навантаженню, що відрізняється від навантаження, яке є результатом сейсмічних дій (наприклад, вибух газу), слід проектувати згідно 5.5.5, 6.1.2, 6.3.1 та 6.3.2.

6.4 Стіни неармованої кам’яної кладки, що піддаються комбінованому вертикальному та боковому навантаженню

6.4.1 Загальні відомості

(1)Проектування стіни неармованої кам’яної кладки, що піддаються комбінованому

вертикальному та боковому навантаженню, слід виконувати по одному з методів, наведених у 6.4.2, 6.4.3, 6.4.4.

6.4.2 Метод з використанням Ф фактора

(1) Використовуючи відповідні значення ексцентриситету через вплив горизонтальних сил е_hi та e_hm , добутих з 6.1.2.2(1) (і) або (іі), можна обчислити показник гнучкості Ф, який враховує комбіноване вертикальне та горизонтальне навантаження. Для цього слід використовувати рівняння (6.5), (6.7) та (6.2).

(1) Для проведення необхідного контролю, cтаттею 6.3.1 передбачено підвищення проектної міцності кам’яної кладки на згинƒ_xkl на постійне вертикальне навантаження, що в сумі складає міцність на видимий згин, ƒ_xdl,app.

(1) Для того, щоб отримати розрахунок комбінованого вертикального та горизонтального навантаження еквівалентні моменти згину можна отримати з комбінації 6.4.2 та 6.4.3.

ПРИМІТКА. Додаток І наводить метод змінного коефіцієнту вигину α, описаного у 5.5.5, для вертикального та горизонтального навантаження.

(1) Р Для розрахунку структурного опору анкерів слід враховувати наступні аспекти:

• диференційний рух між з’єднаними елементами конструкції, зазвичай облицьована стіна та опорне полотно, наприклад через перепад температур, зміни вологості та діючих сил;

• горизонтальна дія вітру;

• дія сили внаслідок взаємодії полотен у пустотній стіні.

(2) Р При визначенні структурного опору анкерів слід враховувати будь-які відхилення від прямолінійності та будь-яке пошкодження матеріалу, включаючи крихке руйнування через наступні деформації, яким протидіють анкери під час та після виконання робіт.

(3)Р В місцях, де стіни, а особливо пустотні стіни та стіни з захисним покриттям, піддаються поперечним вітровим навантаженням, анкери, що поєднують два полотна, повинні передавати вітрові навантаження відповідно від навантаженого полотна до іншого полотна, опорної стіни або опори.

(4) Мінімальну кількість анкерів на одиницю площі n_tможна обчислити з рівняння (6.20):

where:

N_ad is the design arch trust;

q_lat,d is the design lateral strength per unit area of wall;

t is the thickness of the wall:

f_d is the design compressive strength of the masonry in the direction of the arch thrust, obtained from clause 3.6.1;

l_a is the length or the height of the wall between supports capable of resisting the arch thrust

provided that:

— any damp proof course or other plane of low frictional resistance in the wall can transmit the relevant horizontal forces;

— the design value of the stress due to vertical load is not less than 0,1 N/mm²;

— the slenderness ratio does not exceed 20.

6.3.3 Walls subjected to wind loading

(1) Walls subjected to wind loading should be designed using 5.5.5, 6.3.1 and 6.3.2, as relevant.

6.3.4 Walls subjected to lateral loading from earth and water

(1) Walls subject to lateral earth pressure with/or without vertical loads, should be designed using 5 5.5, 6.1.2, 6.3.1 and 6.3.2, as relevant.

NOTE 1 The flexural strength of masonry f_xk1 should not be used in the design of walls subjected to lateral earth pressure.

NOTE 2 A simplified method for designing basement walls subjected to lateral earth pressure is given in EN 1996-3

6.3.5 Walls subjected to lateral loading from accidental situations

(1) Wails subjected to horizontal accidental loads, other than those resulting from seismic actions (for example, gas explosions), may be designed in accordance with 5.5.5, 6.1.2, 6.3.1, and 6.3.2, as relevant.

6.4 Unreinforced masonry walls subjected to combined vertical and lateral loading

6.4.1 General

(1) Unreinforced masonry walls that are subjected to both vertical and lateral loading may be verified by using any one of the methods given in 6.4.2. 6.4.3 or 6.4.4. as appropriate.

6.4.2 Method using & factor

(1) By using the relevant value of the eccentricity due to horizontal actions, e_hi or e_hm, according to 6.1.2.2(1) (i) or (n). a slenderness reduction factor, Φ, that takes into account the combined vertical and horizontal loading, can be obtained, using equations (6.5) and (6.7), for use in equation (6.2).

6.4.3 Method using apparent flexural strength

(1) 6.3.1 allows the design flexural strength of masonry, f_xd1, to be increased by the permanent vertical load to an apparent flexural strength, f_xd1,app, for use with the verification given in that part.

6.4.4 Method using equivalent bending moment coefficients

(1) Equivalent bending moments may be obtained from a combination of 6.4.2 and 6.4.3, to allow a combined calculation of vertical and horizontal loading.

NOTE Annex I gives a method of modifying the bending moment coefficient, α, as described in 5.5.5, to allow for both vertical and horizontal loads.

6.5 Ties

(1)P For calculation of the structural resistance of ties, the combination of the following shall be taken into account:

— differential movement between the connected structural members, typically faced wall and backing leaf, e. g. due to temperature differences, changes of moisture and actions;

— horizontal wind action;

— force due to interaction of leaves in cavity walls.

(2)P In determining the structural resistance of the ties, account shall be taken of any deviations from straightness and to any impairment of the material including the risk of brittle failure due to the successive deformations to which they are subjected during and after the execution.

(3)P Where walls, especially cavity walls and veneer walls are subjected to lateral wind loads, the wall ties connecting the two leaves shall be capable of distributing the wind loads from the loaded leaf to the other leaf, backing wall or support.

(4) The minimum number of wall ties per unit area, n_t, should be obtained from equation (6.20):