Расчет кирпичной стены на устойчивость
Расчет кирпичной кладки на устойчивость
В случае самостоятельного проектирования кирпичного дома возникает острая необходимость рассчитать, сможет ли выдержать кирпичная кладка те нагрузки, которые заложены в проекте. Особенно серьёзная ситуация складывается на участках кладки, ослабленных оконными и дверными проёмами. В случае большой нагрузки эти участки могут не выдержать и подвергнуться разрушению.
Точный расчет устойчивости простенка к сжатию вышележащими этажами достаточно сложен и определяется формулами, заложенными в нормативном документе СНиП-2-22-81 (далее ссылка – ). В инженерных расчетах прочности стены к сжатию учитывается множество факторов, включая конфигурацию стены, сопротивление сжатию, прочность данного типа материалов и многое другое. Однако приблизительно, «на глазок», можно прикинуть резистентность стены к сжатию, воспользовавшись ориентировочными таблицами, в которых прочность (в тоннах) увязана в зависимость от ширины стенки, а также марок кирпича и раствора. Таблица составлена для показателя высоты стены 2,8 м.
Таблица прочность кирпичной стенки, тонн (пример)
Марки | Ширина участка, см | |||||||||||
кирпич | раствор | 25 | 51 | 77 | 100 | 116 | 168 | 194 | 220 | 246 | 272 | 298 |
50 | 25 | 4 | 7 | 11 | 14 | 17 | 31 | 36 | 41 | 45 | 50 | 55 |
100 | 50 | 6 | 13 | 19 | 25 | 29 | 52 | 60 | 68 | 76 | 84 | 92 |
В случае, если значение ширины простенка находится в интервале между указанными, необходимо ориентироваться на минимальное число. Вместе с тем, следует помнить, что в таблицах учтены не все факторы, которые могут корректировать устойчивость, прочность конструкции и сопротивление кирпичной стенки к сжатию в достаточно широком диапазоне.
Виды нагрузки
По времени нагрузки бывают временные и постоянные.
Постоянные:
- вес элементов сооружений (вес ограждений, несущих и других конструкций);
- давление грунтов и горных пород;
- гидростатическое давление.
Временные:
- вес временных сооружений;
- нагрузки от стационарных систем и оборудования;
- давление в трубопроводах;
- нагрузки от складируемых изделий и материалов;
- климатические нагрузки (снеговые, гололёдные, ветровые и т.д.);
- и многие другие.
При анализе нагруженности конструкций обязательно следует учитывать суммарные эффекты. Ниже приведён пример подсчёта основных нагрузок на простенки первого этажа здания.
Нагруженность кирпичной кладки
Для учёта воздействующей на проектируемый участок стены силы нужно суммировать нагрузки:
- от парапета;
- подоконных участков;
- простеночных участков;
- надоконных участков, с учётом веса кирпичной стенки, строительного раствора и нанесённой
штукатурки;
- нагрузку от покрытия и межэтажных перекрытий;
- вес кровли;
- а также временные нагрузки (снеговую, ветровую и т.д.).
В случае малоэтажного строительства задача сильно упрощается, и многими факторами временной нагрузки можно пренебречь, задавая определённый запас прочности на этапе проектирования.
Однако в случае строительства 3 и более этажных сооружений необходим тщательный анализ по специальным формулам, учитывающим сложение нагрузок от каждого этажа, угол приложения силы и многое другое. В отдельных случаях прочность простенка достигается армированием.
Пример расчёта нагрузок
Данный пример показывает анализ действующих нагрузок на простенки 1-го этажа. Здесь учтены только постоянно действующие нагрузка от различных конструкционных элементов здания, с учётом неравномерности веса конструкции и углом приложения сил.
Исходные данные для анализа:
- количество этажей – 4 этажа;
- толщина стены из кирпичей Т=64см (0,64 м);
- удельный вес кладки (кирпич, раствор, штукатурка) М=18 кН/м3 (показатель взят из справочных данных, табл. 19 );
- ширина оконных проемов составляет: Ш1=1,5 м;
- высота оконных проемов — В1=3 м;
- сечение простенка 0,64*1,42 м (нагружаемая площадь, куда приложен вес вышележащих конструктивных элементов);
- высота этажа Вэт=4,2 м (4200 мм):
- давление распределено под углом 45 градусов.
- Пример определения нагрузки от стены (слой штукатурки 2 см)
Нст=([4Вэт+0,5(Вэт-В1)]3-4Ш1В1)(h+0,02)Мyf = ([4,2*4+0,5*(4,2-3)]*3-4*3*1,5)* (0,02+0,64) *1,1 *18=0, 447МН.
- Нагрузка от кровли и трёх перекрытий
Ширина нагруженной площади П=Вэт*В1/2-Ш/2=3*4,2/2,0-0,64/2,0=6 м
Нп =(30+3*215)*6 = 4,072МН
в том числе длительная нагрузка на проектируемый участок
- Нагрузка от перекрытий 2-го этажа
в том числе Н2l=(1,26+215*3)*6= 3,878МН
- Собственный вес простенков
Нпр=(0,02+0,64)*(1,42+0,08)*3*1,1*18= 0,0588 МН
Общая нагрузка будет результатом сочетания указанных нагрузок на простенки здания, для её подсчета выполняется суммирование нагрузок от стенки, от перекрытий 2второго этажа и веса проектируемого участка).
Схема анализа нагрузки и прочности конструкции
Для подсчета простенка кирпичной стенки потребуются:
- протяжённость этажа (она же высота участка) (Вэт);
- число этажей (Чэт);
- толщина стены (Т);
- ширина кирпичной стены (Ш);
- параметры кладки (тип кирпича, марка кирпича, марка раствора);
- нагрузка (Н)
- Площадь простенка (П)
- По таблице 15 необходимо определить коэффициент а (характеристика упругости). Коэффициент зависит от типа, марки кирпича и раствора.
- Показатель гибкости (Г)
- В зависимости от показателей а и Г, по таблице 18 нужно посмотреть коэффициент изгиба ф.
- Нахождение высоты сжатой части
где е0 – показатель экстренсиситета.
- Нахождение площади сжатой части сечения
- Определение гибкости сжатой части простенка
- Определение по табл. 18 коэффициент фсж, исходя из Гсж и коэффициента а.
- Расчет усредненного коэффициента фср
- Определение коэффициента ω (таблица 19 )
Пример расчета прочности кладки
— параметры кладки (глиняный кирпич, изготовленный методом пластического прессования, цементно-песчаный раствор, марка кирпича — 100, марка раствора — 50)
— нагрузка (Н) – 1000 кН
- По таблице 15 определяем коэффициент а.
- Коэффициент изгиба (таблица 18 ).
- Высота сжатой части
- Площадь сжатой части сечения
- Гибкость сжатой части
- фсж=0,96
- Расчет фср
ω =1+0,045/0,64=1,07 =Н
Условие выполнено, прочность кладки и прочность её элементов достаточна
Недостаточное сопротивление простенка
Что делать, если расчетное сопротивление простенков давлению недостаточно? В этом случае необходимо укрепление стенки при помощи армирования. Ниже приведён пример анализа необходимой модернизации конструкции при недостаточном сопротивлении сжатию.
Для удобства можно воспользоваться табличными данными.
В нижней строке представлены показатели для стенки, армированной проволочной сеткой диаметра 3 мм, с ячейкой 3 см, класса В1. Армирование каждого третьего ряда.
Марка | Ширина, см | |||||||||||||
кирпич | раствор | 25 | 51 | 77 | 100 | 116 | 142 | 168 | 194 | 220 | 246 | 272 | 298 | |
Простая кладка | 100 | 50 | 6 | 13 | 19 | 25 | 29 | 44 | 52 | 60 | 68 | 76 | 84 | 92 |
Армированная кладка | 100 | 50 | 11 | 23 | 34 | 44 | 51 | 79 | 92 | 107 | 122 | 136 | 151 | 165 |
Прирост прочности составляет около 40 %. Обычно данное сопротивление сжатию оказывается достаточным. Лучше сделать подробный анализ, подсчитав изменение прочностных характеристик в соответствии с применяемым способом усиления конструкции.
Ниже приведён пример подобного вычисления
Пример расчета усиления простенков
Исходные данные – см. предыдущий пример.
- высота этажа — 3,3 м;
- толщина стены– 0,640 м;
- ширина кладки 1,300 м;
- типовые характеристики кладки (тип кирпичей – глиняные кирпичи, изготовленные методом прессования, тип раствора – цементный с песком, марка кирпичей — 100, раствора — 50)
Нагрузка пусть будет равной Н
В этом случае условие У>=Н не выполняется (1,113 =Н выполняется. Сопротивление сжатию и прочность конструкции достаточны.
Расчет кирпичной кладки на прочность
- Поклейка обоев
- Калькулятор штукатурки
- Укладка ламината
- Демонтаж ламината
- Стяжка пола
- Реечный потолок
- Шпатлевка потолка
- Панели ПВХ
- Вызвать электрика
- Калькулятор
- Монтаж
- Характеристики
- Комплектация
- Типы потолка
- Белый
- Под дерево
- Зеркальный
- Металлик
- Черный
- Бежевый
- Калькулятор
- Монтаж Грильято
- Характеристики
- Цвета
- Цвета RAL
- Цвета
Наружные несущие стены должны быть, как минимум, рассчитаны на прочность, устойчивость, местное смятие и сопротивление теплопередаче. Чтобы узнать, какой толщины должна быть кирпичная стена, нужно произвести ее расчет. В этой статье мы рассмотрим расчет несущей способности кирпичной кладки, а в следующих статьях — остальные расчеты. Чтобы не пропустить выход новой статьи, подпишитесь на рассылку и вы узанете какой должна быть толщина стены после всех расчетов. Так как наша компания занимается строительством коттеджей, то есть малоэтажным строительством, то все расчеты мы будем рассматривать именно для этой категории.
Несущими называются стены, которые воспринимают нагрузку от опирающихся на них плит перекрытий, покрытий, балок и т.д.
Также следует учесть марку кирпича по морозостойкости. Так как каждый строит дом для себя, как минимум на сто лет, то при сухом и нормальном влажностном режиме помещений принимается марка (Мрз) от 25 и выше.
При строительстве дома, коттеджа, гаража, хоз.построек и др.сооружений с сухим и нормальным влажностным режимом рекомендуется применять для наружных стен пустотелый кирпич, так как его теплопроводность ниже, чем у полнотелого. Соответственно, при теплотехническом расчете толщина утеплителя получится меньше, что сэкономит денежные средства при его покупке. Полнотелый кирпич для наружных стен необходимо применять только при необходимости обеспечения прочности кладки.
Армирование кирпичной кладки допускается только лишь в том случае, когда увеличение марки кирпича и раствора не позволяет обеспечить требуемую несущую способность.
Пример расчета кирпичной стены.
Исходные данные: Рассчитать стену первого этажа двухэтажного коттеджа на прочность. Стены выполнены из кирпича М75 на растворе М25 толщиной h=250мм, длина стены L=6м. Высота этажа H=3м.
Несущая способность кирпичной кладки зависит от многих факторов — от марки кирпича, марки раствора, от наличия проемов и их размеров, от гибкости стен и т.д. Расчет несущей способности начинается с определения расчетной схемы. При расчете стен на вертикальные нагрузки, стена считается опертой на шарнирно-неподвижные опоры. При расчете стен на горизонтальные нагрузки (ветровые), стена считается жестко защемленной. Важно не путать эти схемы, так как эпюры моментов будут разными.
Выбор расчетного сечения.
В глухих стенах за расчетное принимается сечение I-I на уровне низа перекрытия с продольной силой N и максимальным изгибающим моментом М. Часто опасным бывает сечение II-II, так как изгибающий момент чуть меньше максимального и равен 2/3М, а коэффициенты mg и φ минимальны.
В стенах с проемами сечение принимается на уровне низа перемычек.
Давайте рассмотрим сечение I-I.
Из прошлой статьи Сбор нагрузок на стену первого этажа возьмем полученное значение полной нагрузки, которая включает в себя нагрузки от перекрытия первого этажа P1=1,8т и вышележащих этажей G=G п +P 2 +G 2= 3,7т:
Плита перекрытия опирается на стену на расстоянии а=150мм. Продольная сила P1 от перекрытия будет находиться на расстоянии а / 3 = 150 / 3 = 50 мм. Почему на 1/3? Потому что эпюра напряжений под опорным участком будет в виде треугольника, а центр тяжести треугольника как раз находится на 1/3 длины опирания.
Нагрузка от вышележащих этажей G считается приложенной по центру.
Так как нагрузка от плиты перекрытия (P1) приложена не по центру сечения, а на расстоянии от него равном:
то она будет создавать изгибающий момент (М) в сечении I-I. Момент — это произведение силы на плечо.
Тогда эксцентриситет продольной силы N составит:
Так как несущая стена толщиной 25см, то в расчете следует учесть величину случайного эксцентриситета eν=2см, тогда общий эксцентриситет равен:
Прочность кл адки внецентренно сжатого элемента определяется по формуле:
Коэффициенты mg и φ1 в рассматриваемом сечении I-I равны 1.
— R — расчетное сопротивление кладки сжатию. Определяем по таблице 2 СНиП II-22-81 (скачать СНиП II-22-81). Расчетное сопротивление кладки из кирпича М75 на растворе М25 равно 11 кг/см 2 или 110 т/м 2
— Ac — площадь сжатой части сечения, определяется по формуле:
A — площадь поперечного сечения. Так как сбор нагрузок считали на 1 пог. метр, то и площадь поперечного сечения определяем от одного метра стены A = L * h = 1 * 0,25 = 0,25 м 2
— ω — коэффициент, определяемый по формуле:
ω = 1 + e/h = 1 + 0,045/0,25 = 1,18 ≤ 1,45 условие выполняется
Несущая способность кладки равна:
Прочность кладки обеспечена.
Статья была для Вас полезной?
Wiki ЖБК
Материалы для проектирования железобетонных конструкций
Инструменты пользователя
- Войти
Инструменты сайта
- Недавние изменения
- Управление медиафайлами
- Все страницы
Боковая панель
Проектное бюро Фордевинд:
Сайты схожей тематики:
Содержание
Высота кирпичных перегородок
Допустимые отношения высот стен и столбов к их толщинам — п. 9.16-9.20 СП 15.13330.2012 «Каменные и армокаменные конструкции» Актуализированная редакция СНиП II-22-81
Кирпичная перегордка с проёмами толщиной 120 мм
Примем марку раствора — «50 и выше», группа кладки — I:
Таким образом, максимальная высота перегородки составляет H = 120 x 25 x 1,72 x 0,9 x 0,7 = 3250 мм. При этом свободная длина перегородки не должна превышать 2,5H = 8100 мм
В соответствии с п.9.19 при конструктивном продольном армировании кладки — коэффициент 1,2. В этом случае максимальная высота перегородки составляет H = 120 x 25 x 1,72 x 0,9 x 0,7 x 1,2 = 3900 мм. При этом свободная длина перегородки не должна превышать 2,5H = 9750 мм
Кирпичная перегордка с проёмами толщиной 250 мм
Примем марку раствора — «50 и выше», группа кладки — I:
Таким образом, максимальная высота перегородки составляет H = 250 x 25 x 1,2 x 0,9 x 0,7 = 4700 мм. При этом свободная длина перегородки не должна превышать 2,5H = 11800 мм
В соответствии с п.9.19 при конструктивном продольном армировании кладки — коэффициент 1,2. В этом случае максимальная высота перегородки составляет H = 250 x 25 x 1,2 x 0,9 x 0,7 x 1,2 = 5670 мм. При этом свободная длина перегородки не должна превышать 2,5H = 14200 мм
Расчёт массы сетки в кг для армирования кирпичных стен по заданной длине и высоте стены, при выбранной толщине стены и типа сетки в Excel
Обсуждение
swell, а разве вообще «перегородка» независимо от материала бывает несущей? Я за чистоту понимания и употребления разных терминов, исключая их вольные толкования без официального определения.
В моем давнем представлении перегородки могут быть только «ненесущими». И понимать их только такими, без разновидности «несущими». А вот уже элемент под названием «стена» может быть как «несущей», так и «самонесущей», или «ненесущей» кому как нравится. Поэтому к перегородке применять термин «ненесущие» избыточно. Закрепляемая в примыкании к потолку по длине — уместная характеристика. Что конечно, для устойчивости дает поправку на высоту и длину предельном значении.
Другое. Различают перегородки одинарные и двойные (спаренные с зазором, как межквартирные) что дает им большую устойчивость со связями между ними.
Как будет их устойчивость обеспечиваться, по какой методике?
Расчет кирпичной колонны
на прочность и устойчивость
пример типового расчета |
|