Alprom74.ru

Домашнему мастеру
18 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

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)

МаркиШирина участка, см
кирпичраствор255177100116168194220246272298
502547111417313641455055
10050613192529526068768492

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.
  1. 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.

  1. 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

  1. Нагрузка от перекрытий 2-го этажа

в том числе Н2l=(1,26+215*3)*6= 3,878МН

  1. 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)
  1. Площадь простенка (П)
  1. По таблице 15 необходимо определить коэффициент а (характеристика упругости). Коэффициент зависит от типа, марки кирпича и раствора.
  2. Показатель гибкости (Г)
  1. В зависимости от показателей а и Г, по таблице 18 нужно посмотреть коэффициент изгиба ф.
  2. Нахождение высоты сжатой части

где е0 – показатель экстренсиситета.

  1. Нахождение площади сжатой части сечения
  1. Определение гибкости сжатой части простенка
  1. Определение по табл. 18 коэффициент фсж, исходя из Гсж и коэффициента а.
  2. Расчет усредненного коэффициента фср
  1. 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

  1. По таблице 15 определяем коэффициент а.
  1. Коэффициент изгиба (таблица 18 ).
  1. Высота сжатой части
  1. Площадь сжатой части сечения
  1. Гибкость сжатой части
  1. фсж=0,96
  2. 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.

МаркаШирина, см
кирпичраствор255177100116142168194220246272298
Простая кладка1005061319252944526068768492
Армированная кладка1005011233444517992107122136151165

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
  • Покраска стен
  • Отделка панелями
  • Шпатлевка стен
  • Перегородки из ГКЛ
    • Укладка ламината
    • Демонтаж ламината
    • Стяжка пола
    • Реечный потолок
    • Шпатлевка потолка
    • Панели ПВХ
  • Проемы
  • Отзывы
  • Вызвать замерщика
  • Сантехмонтаж
    • Вызвать электрика
  • Интернет-магазин
  • Подвесные потолки
    • Калькулятор
    • Монтаж
    • Характеристики
    • Комплектация
    • Типы потолка
    • Белый
    • Под дерево
    • Зеркальный
    • Металлик
    • Черный
    • Бежевый
  • Фотогалерея
  • Инструкция
  • Отзывы
  • Армстронг
    • Калькулятор
    • Монтаж Грильято
    • Характеристики
    • Цвета
    • Цвета RAL
  • Натяжные
    • Цвета
  • Тканевые
  • Двухуровневые
  • Отзывы
  • Вызвать замерщика
  • Поставщикам
  • Аренда инструмента

    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.

    Читать еще:  Как сделать дверной проем: пробивка проема в кирпичной стене своими руками

    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

    Кирпич — достаточно прочный строительный материал, особенно полнотелый, и при строительстве домов в 2-3 этажа стены из рядового керамического кирпича в дополнительных расчетах как правило не нуждаются. Тем не менее ситуации бывают разные, например, планируется двухэтажный дом с террасой на втором этаже. Металлические ригеля, на которые будут опираться также металлические балки перекрытия террасы, планируется опереть на кирпичные колонны из лицевого пустотелого кирпича высотой 3 метра, выше будут еще колонны высотой 3 м, на которые будет опираться кровля:

    При этом возникает естественный вопрос: какое минимальное сечение колонн обеспечит требуемую прочность и устойчивость? Конечно же, идея выложить колонны из глиняного кирпича, а тем более стены дома, является далеко не новой и все возможные аспекты расчетов кирпичных стен, простенков, столбов, которые есть суть колонны, достаточно подробно изложены в СНиП II-22-81 (1995) «Каменные и армокаменные конструкции». Именно этим нормативным документом и следует руководствоваться при расчетах. Приводимый ниже расчет, не более, чем пример использования указанного СНиПа.

    Чтобы определить прочность и устойчивость колонн, нужно иметь достаточно много исходных данных, как то: марка кирпича по прочности, площадь опирания ригелей на колонны, нагрузка на колонны, площадь сечения колонны, а если на этапе проектирования ничего из этого не известно, то можно поступить следующим образом:

    Пример расчета кирпичной колонны на устойчивость
    при центральном сжатии

    Проектируется: Терраса размерами 5х8 м. Три колонны (одна посредине и две по краям) из лицевого пустотелого кирпича сечением 0,25х0,25 м. Расстояние между осями колонн 4 м. Марка кирпича по прочности М75.

    1. Расчетная нагрузка на колонны.

    При такой расчетной схеме максимальная нагрузка будет на среднюю нижнюю колонну. Именно ее и следует рассчитывать на прочность. Нагрузка на колонну зависит от множества факторов, в частности от района строительства. Например, снеговая нагрузка на кровлю в Санкт-Петербурге составляет 180 кг/м&sup2, а в Ростове-на-Дону — 80 кг/м&sup2. С учетом веса самой кровли 50-75 кг/м&sup2 нагрузка на колонну от кровли для Пушкина Ленинградской области может составить:

    N с кровли = (180·1,25 +75)·5·8/4 = 3000 кг или 3 тонны

    Так как действующие нагрузки от материала перекрытия и от людей, восседающих на террасе, мебели и др. пока не известны, но железобетонная плита точно не планируется, а предполагается, что перекрытие будет деревянным, из отдельно лежащих обрезных досок, то для расчетов нагрузки от террасы можно принять равномерно распределенную нагрузку 600 кг/м&sup2, тогда сосредоточенная сила от террасы, действующая на центральную колонну, составит:

    N с террасы = 600·5·8/4 = 6000 кг или 6 тонн

    Собственный вес колонн длиной 3 м будет составлять:

    N с колонны = 1500·3·0,38·0,38 = 649,8 кг или 0,65 тонн

    Таким образом суммарная нагрузка на среднюю нижнюю колонну в сечении колонны возле фундамента составит:

    N с об = 3000 + 6000 + 2·650 = 10300 кг или 10,3 тонн

    Однако в данном случае можно учесть, что существует не очень большая вероятность того, что временная нагрузка от снега, максимальная в зимнее время, и временная нагрузка на перекрытие, максимальная в летнее время, будут приложены одновременно. Т.е. сумму этих нагрузок можно умножить на коэффициент вероятности 0,9, тогда:

    N с об = (3000 + 6000)·0.9 + 2·650 = 9400 кг или 9,4 тонн

    Расчетная нагрузка на крайние колонны будет почти в два раза меньше:

    N кр = 1500 + 3000 + 1300 = 5800 кг или 5,8 тонн

    2. Определение прочности кирпичной кладки.

    Марка кирпича М75 означает, что кирпич должен выдерживать нагрузку 75 кгс/см&sup2, однако прочность кирпича и прочность кирпичной кладки — разные вещи. Понять это поможет следующая таблица:

    Таблица 1. Расчетные сопротивления сжатию для кирпичной кладки (согласно СНиП II-22-81 (1995))

    Но и это еще не все. Все тот же СНиП II-22-81 (1995) п.3.11 а) рекомендует при площади столбов и простенков менее 0.3 м&sup2 умножать значение расчетного сопротивления на коэффициент условий работы γс=0,8. А так как площадь сечения нашей колонны составляет 0,25х0,25 = 0,0625 м&sup2, то придется этой рекомендацией воспользоваться. Как видим, для кирпича марки М75 даже при использовании кладочного раствора М100 прочность кладки не будет превышать 15 кгс/см&sup2. В итоге расчетное сопротивление для нашей колонны составит 15·0,8 = 12 кг/см&sup2, тогда максимальное сжимающее напряжение составит:

    10300/625 = 16,48 кг/см&sup2 > R = 12 кгс/см&sup2

    Таким образом для обеспечения необходимой прочности колонны нужно или использовать кирпич большей прочности, например М150 (расчетное сопротивление сжатию при марке раствора М100 составит 22·0,8 = 17,6 кг/см&sup2) или увеличивать сечение колонны или использовать поперечное армирование кладки. Пока остановимся на использовании более прочного лицевого кирпича.

    3. Определение устойчивости кирпичной колонны.

    Прочность кирпичной кладки и устойчивость кирпичной колонны — это тоже разные вещи и все тот же СНиП II-22-81 (1995) рекомендует определять устойчивость кирпичной колонны по следующей формуле :

    mg — коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки. В данном случае нам, условно говоря, повезло, так как при высоте сечения h ≤ 30 см, значение данного коэффициента можно принимать равным 1.

    φ — коэффициент продольного изгиба, зависящий от гибкости колонны λ. Чтобы определить этот коэффициент, нужно знать расчетную длину колонны lo, а она далеко не всегда совпадает с высотой колонны. Тонкости определения расчетной длины конструкции здесь не изложены, лишь отметим, что согласно СНиП II-22-81 (1995) п.4.3: «Расчетные высоты стен и столбов lo при определении коэффициентов продольного изгиба φ в зависимости от условий опирания их на горизонтальные опоры следует принимать:

    а) при неподвижных шарнирных опорах lo = Н;

    б) при упругой верхней опоре и жестком защемлении в нижней опоре: для однопролетных зданий lo = 1,5H, для многопролетных зданий lo = 1,25H;

    в) для свободно стоящих конструкций lo = 2Н;

    г) для конструкций с частично защемленными опорными сечениями — с учетом фактической степени защемления, но не менее lo = 0,8Н, где Н — расстояние между перекрытиями или другими горизонтальными опорами, при железобетонных горизонтальных опорах расстояние между ними в свету.»

    На первый взгляд, нашу расчетную схему можно рассматривать, как удовлетворяющую условиям пункта б). т.е можно принимать lo = 1,25H = 1,25·3 = 3,75 метра или 375 см. Однако уверенно использовать это значение мы можем лишь в том случае, когда нижняя опора действительно жесткая. Если кирпичная колонна будет выкладываться на слой гидроизоляции из рубероида, уложенный на фундамент, то такую опору скорее следует рассматривать как шарнирную, а не жестко защемленную. И в этом случае наша конструкция в плоскости, параллельной плоскости стены, является геометрически изменяемой, так как конструкция перекрытия (отдельно лежащие доски) не обеспечивает достаточную жесткость в указанной плоскости. Из подобной ситуации возможны 4 выхода:

    1. Применить принципиально другую конструктивную схему, например — металлические колонны, жестко заделанные в фундамент, к которым будут привариваться ригеля перекрытия, затем из эстетических соображений металлические колонны можно обложить лицевым кирпичом любой марки, так как всю нагрузку будет нести металл. В этом случае, правда нужно рассчитывать металлические колонны, но расчетную длину можно принимать lo = 1,25H.

    2. Сделать другое перекрытие, например из листовых материалов, что позволит рассматривать и верхнюю и нижнюю опору колонны, как шарнирные, в этом случае lo = H.

    3. Сделать диафрагму жесткости в плоскости, параллельной плоскости стены. Например по краям выложить не колонны, а скорее простенки. Это также позволит рассматривать и верхнюю и нижнюю опору колонны, как шарнирные, но в этом случае необходимо дополнительно рассчитывать диафрагму жесткости.

    4. Не обращать внимания на вышеприведенные варианты и рассчитывать колонны, как отдельно стоящие с жесткой нижней опорой, т.е lo = 2Н. В конце концов древние греки ставили свои колонны (правда, не из кирпича) без каких-либо знаний о сопротивлении материалов, без использования металлических анкеров, да и столь тщательно выписанных строительных норм и правил в те времена не было, тем не менее некоторые колонны стоят и по сей день.

    Теперь, зная расчетную длину колонны, можно определить коэффициент гибкости:

    λh = lo/ h (1.2) или

    h — высота или ширина сечения колонны, а i — радиус инерции.

    Определить радиус инерции в принципе не сложно, нужно разделить момент инерции сечения на площадь сечения, а затем из результата извлечь квадратный корень, однако в данном случае в этом нет большой необходимости. Таким образом λh = 2·300/25 = 24.

    Теперь, зная значение коэффициента гибкости, можно наконец-то определить коэффициент продольного изгиба по таблице:

    Таблица 2. Коэффициенты продольного изгиба для каменных и армокаменных конструкций
    (согласно СНиП II-22-81 (1995))

    При этом упругая характеристика кладки α определяется по таблице:

    Таблица 3. Упругая характеристика кладки α (согласно СНиП II-22-81 (1995))

    В итоге значение коэффициента продольного изгиба составит около 0,6 (при значении упругой характеристики α = 1200, согласно п.6). Тогда предельная нагрузка на центральную колонну составит:

    Это означает, что принятого сечения 25х25 см для обеспечения устойчивости нижней центральной центрально-сжатой колонны недостаточно. Для увеличения устойчивости наиболее оптимальным будет увеличение сечения колонны. Например, если выкладывать колонну с пустотой внутри в полтора кирпича, размерами 0,38х0,38 м, то таким образом не только увеличится площадь сечения колонны до 0,13 м&sup2 или 1300 см&sup2, но увеличится и радиус инерции колонны до i = 11,45 см. Тогда λi = 600/11,45 = 52,4, а значение коэффициента φ = 0,8. В этом случае предельная нагрузка на центральную колонну составит:

    Nр = mgφγсRF = 1·0,8·0,8·22·1300 = 18304 кг > N с об = 9400 кг

    Это означает, что сечения 38х38 см для обеспечения устойчивости нижней центральной центрально-сжатой колонны хватает с запасом и даже можно уменьшить марку кирпича. Например, при первоначально принятой марке М75 предельная нагрузка составит:

    Nр = mgφγсRF = 1·0,8·0,8·12·1300 = 9984 кг > N с об = 9400 кг

    Вроде бы все, но желательно учесть еще одну деталь. Фундамент в этом случае лучше делать ленточным (единым для всех трех колонн), а не столбчатым (отдельно для каждой колонны), в противном случае даже небольшие просадки фундамента приведут к дополнительным напряжениям в теле колонны и это может привести к разрушению. С учетом всего вышеизложенного наиболее оптимальным будет сечение колонн 0,51х0,51 м, да и с эстетической точки зрения такое сечение является оптимальным. Площадь сечения таких колонн составит 2601 см&sup2.

    Пример расчета кирпичной колонны на устойчивость
    при внецентренном сжатии

    Крайние колонны в проектируемом доме не будут центрально сжатыми, так как на них будут опираться ригеля только с одной стороны. И даже если ригеля будут укладываться на всю колонну, то все равно из-за прогиба ригелей нагрузка от перекрытия и кровли будет передаваться крайним колоннам не по центру сечения колонны. В каком именно месте будет передаваться равнодействующая этой нагрузки, зависит от угла наклона ригелей на опорах, модулей упругости ригелей и колонн и ряда других факторов. Это смещение называется эксцентриситетом приложения нагрузки ео. В данном случае нас интересует наиболее неблагоприятное сочетание факторов, при котором нагрузка от перекрытия на колонны будет передаваться максимально близко к краю колонны. Это означает, что на колонны кроме самой нагрузки будет также действовать изгибающий момент, равный M = Neо, и этот момент нужно учесть при расчетах. В общем случае проверку на устойчивость можно выполнять по следующей формуле:

    N = φRF — MF/W (2.1)

    W — момент сопротивления сечения. В данном случае нагрузку для нижних крайних колонн от кровли можно условно считать центрально приложенной, а эксцентриситет будет создавать только нагрузка от перекрытия. При эксцентриситете 20 см

    Nр = φRF — MF/W = 1·0,8·0,8·12·2601 — 3000·20·2601·6/51 3 = 19975,68 — 7058,82 = 12916,9 кг > N кр = 5800 кг

    Таким образом даже при очень большом эксцентриситете приложения нагрузки у нас имеется более чем двукратный запас по прочности.

    Примечание: СНиП II-22-81 (1995) «Каменные и армокаменные конструкции» рекомендует использовать другую методику расчета сечения, учитывающую особенности каменных конструкций, однако результат при этом будет приблизительно таким же, поэтому методика расчета, рекомендуемая СНиПом здесь не приводится.

    Расчет кирпичной стены на устойчивость

    Проверим прочность кирпичного простенка (толщиной 51 см, шириной 100 см, высотой 300 см) несущей ограждающей стены многоэтажного здания на действие эксплуатационных нагрузок (действующих на стадии эксплуатации здания). Толщина стен вышележащих этажей 38 см. Схема к расчету простенка представлена на Рис.1.

    Исходные данные:

    Ширина простенка: b=100 см;
    Толщина стен вышележащих этажей: h1=38 см;
    Толщина рассчитываемого простенка: h2=51 см;
    Высота этажа (простенка): H=3 м

    от стен вышележащих этажей: P1=300 кН;
    от веса перекрытия над рассматриваемым этажом: P2=50 кН;
    от веса стены рассматриваемого этажа (на участке а=45 см от низа перекрытия до верха простенка): P3=6 кН.

    Глубина заделки несущих конструкций перекрытия в стену c=20 см.
    Расчетное сопротивление кладки сжатию Rсж=1 МПа (растяжение в кладке не допускается).

    Рис.1. Схема к расчету кирпичного простенка

    Подсчет нагрузок на простенок

    Сила Р1 (см. Рис.1) приложена в центре тяжести сечения стены вышележащего этажа. Поскольку толщина стен рассматриваемого и вышележащего этажей неодинакова, эта сила приложена с эксцентриситетом e1 относительно центра тяжести стены рассматриваемого этажа и создает внешний момент, направленный против часовой стрелки (см. разрез 1-1):

    Давление перекрытия на стену обычно принимают распределенным по закону треугольника (от максимума на грани стены до нуля в конце заделки). Следовательно, его равнодействующая P2 также имеет эксцентриситет e2 относительно центра тяжести сечения стены рассматриваемого этажа и вызывает момент противоположного направления, приложенный на уровне низа перекрытия:

    Таким образом, на стену рассматриваемого этажа действует суммарная вышележащая сила от вышележащих конструкций:
    и суммарный сосредоточенный момент, направленный против хода часовой стрелки:

    Проверка прочности простенка

    Полагаем, что кирпичная стена в пределах каждого этажа здания работает как вертикальная свободно лежащая на двух опорах (перекрытиях) балка пролетом H (см. Рис.1, б). Эпюры усилий показаны на Рис.1, в. Расчетным является сечение AB, расположенное на уровне верха простенка. В данном сечении возникает продольная сила сжатия:
    и изгибающий момент, равный:

    Площадь сечения простенка: F=b·h2=1·0.51=0.51 м 2 .

    Момент сопротивления сечения:

    Наибольшие напряжения сжатия возникают в ребре А. Проверим прочность простенка по формуле:

    т.е. прочность простенка обеспечена.

    Как рассчитать стены из кладки на устойчивость

    Чтобы выполнить расчет стены на устойчивость, нужно в первую очередь разобраться с их классификацией (см. СНиП II-22-81 «Каменные и армокаменные конструкции», а также пособие к СНиП) и понять, какие бывают виды стен:

    1. Несущие стены — это стены, на которые опираются плиты перекрытия, конструкции крыши и т.п. Толщина этих стен должна быть не менее 250 мм (для кирпичной кладки). Это самые ответственные стены в доме. Их нужно рассчитывать на прочность и устойчивость.

    2. Самонесущие стены — это стены, на которые ничто не опирается, но на них действует нагрузка от всех вышележащих этажей. По сути, в трехэтажном доме, например, такая стена будет высотой в три этажа; нагрузка на нее только от собственного веса кладки значительная, но при этом очень важен еще вопрос устойчивости такой стены — чем стена выше, тем больше риск ее деформаций.

    3. Ненесущие стены — это наружные стены, которые опираются на перекрытие (или на другие конструктивные элементы) и нагрузка на них приходится с высоты этажа только от собственного веса стены. Высота ненесущих стен должна быть не более 6 метров, иначе они переходят в категорию самонесущих.

    4. Перегородки — это внутренние стены высотой менее 6 метров, воспринимающие только нагрузку от собственного веса.

    Разберемся с вопросом устойчивоcти стен.

    Первый вопрос, возникающий у «непосвященного» человека: ну куда может деться стена? Найдем ответ с помощью аналогии. Возьмем книгу в твердом переплете и поставим ее на ребро. Чем больше формат книги, тем меньше будет ее устойчивость; с другой стороны, чем книга будет толще, тем лучше она будет стоять на ребре. Со стенами та же ситуация. Устойчивость стены зависит от высоты и толщины.

    Теперь возьмем наихудший вариант: тонкую тетрадь большого формата и поставим на ребро — она не просто потеряет устойчивость, но еще и изогнется. Так и стена, если не будут соблюдены условия по соотношению толщины и высоты, начнет выгибаться из плоскости, а со временем — трещать и разрушаться.

    Что нужно, чтобы избежать такого явления? Нужно изучить п.п. 6.16. 6.20 СНиП II-22-81.

    Рассмотрим вопросы определения устойчивости стен на примерах.

    Пример 1. Дана перегородка из газобетона марки М25 на растворе марки М4 высотой 3,5 м, толщиной 200 мм, шириной 6 м, не связанная с перекрытием. В перегородке дверной проем 1х2,1 м. Необходимо определить устойчивость перегородки.

    Из таблицы 26 (п. 2) определяем группу кладки — III. Из таблицы 28 находим ? = 14. Т.к. перегородка не закреплена в верхнем сечении, нужно снизить значение β на 30% (согласно п. 6.20), т.е. β = 9,8.

    Находим коэффициенты k из таблицы 29:

    k1 = 1,8 — для перегородки, не несущей нагрузки при ее толщине 10 см, и k1 = 1,2 — для перегородки толщиной 25 см. По интерполяции находим для нашей перегородки толщиной 20 см k1 = 1,4;

    k3 = 0,9 — для перегородки с проемами;

    Окончательно β = 1,26*9,8 = 12.3.

    Найдем отношение высоты перегородки к толщине: H/h = 3,5/0,2 = 17,5 > 12.3 — условие не выполняется, перегородку такой толщины при заданной геометрии делать нельзя.

    Каким способом можно решить эту проблему? Попробуем увеличить марку раствора до М10, тогда группа кладки станет II, соответственно β = 17, а с учетом коэффициентов β = 1,26*17*70% = 15 17,5 — условие выполняется. Также можно было не увеличивая марку газобетона, заложить в перегородке конструктивное армирование согласно п. 6.19. Тогда β увеличивается на 20% и устойчивость стены обеспечена.

    Пример 2. Дана наружная ненесущая стена из облегченной кладки из кирпича марки М50 на растворе марки М25. Высота стены 3 м, толщина 0,38 м, длина стены 6 м. Стена с двумя окнами размером 1,2х1,2 м. Необходимо определить устойчивость стены.

    Из таблицы 26 (п. 7) определяем группу кладки — I. Из таблицы 28 находим β = 22. Т.к. стена не закреплена в верхнем сечении, нужно снизить значение β на 30% (согласно п. 6.20), т.е. β = 15,4.

    Находим коэффициенты k из таблицы 29:

    k1 = 1,2 — для стены, не несущей нагрузки при ее толщине 38 см;

    k2 = √Аn/Ab = √1,37/2,28 = 0,78 — для стены с проемами, где Ab = 0,38*6 = 2,28 м 2 — площадь горизонтального сечения стены с учетом окон, Аn = 0,38*(6-1,2*2) = 1,37 м 2 ;

    Окончательно β = 0,94*15,4 = 14,5.

    Найдем отношение высоты перегородки к толщине: H/h = 3/0,38 = 7,89

    Как рассчитать количество кирпича на стену – калькулятор, пример расчета для двухэтажного дома

    Введение

    Прежде чем начинать возводить строительную конструкцию, своими руками или с привлечением профессиональных строителей, надо знать, сколько строительного материала необходимо. Кирпич, как древний строительный материал не утратил своей привлекательности до сих пор. А его сегодняшнее многообразие видов, типоразмеров, теплозащитных характеристик только еще больше придало ему популярности.

    Шпаргалка для приблизительных расчетов

    После решения о строительстве кирпичного сооружения, встает вопрос о его проекте, смете и конкретно, о необходимом количестве кирпича для кладки. Для того, чтобы знать, как рассчитать количество кирпича на стену дома, на все здание с его дверными и оконными проемами необходимо еще на этапе проекта опереться на требования к его теплозащитным характеристикам и несущим способностям.

    Документация

    Для более детального и профессионального подхода к вопросу количественного расчета строительных материалов, исходя из установленных норм и требований (теплотехнических, несущих), предлагается ознакомиться со следующими нормативными документами:

    • СНиП II-22-81 «Каменные и армокаменные конструкции».
    • СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия».
    • СП 13-102-2003 «Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений».

    С помощью этих документов можно произвести расчет кирпичной стены на устойчивость. В этих документах предметно приводятся требования к детальным расчетам с учетом нагрузок, коэффициентов, марок растворов, мест применения (фундаменты, цоколи, стены несущие и облицовочные).

    Расчеты для строительства кирпичных конструкций

    Еще до разработки проекта кирпичного сооружения специалистами хозяину дома можно самому провести предварительные технико-экономические расчеты. Они помогут ориентировочно оценить такие оптимальные показатели, как: потребность строительного материала, трудоемкость, цена проекта.

    Понятно, что если вы для снижения трудозатрат, экономии времени, например, выбрали двойной силикатный кирпич М 150, то количество будет одно. Выбрав для такой же возводимой конструкции одинарный полнотелый кирпич М 150 или полуторный полнотелый кирпич, потребуется другое, большее число штук кладочного материала.

    Сравнительная таблица строительных материалов для стен

    Внимание! Строительный кирпич для строительства, надо выбирать не только по размерам, но с учетом климата региона (теплопроводность, морозостойкость, наличие пустот в теле кирпича), в каких конструкциях дома он используется и число этажей (прочностные показатели).

    Пример расчета для двухэтажного дома

    Посмотрим, как рассчитать количество кирпича на стену дома «на коленках», пользуясь простыми арифметическими действиями.

    Размеры дома для примера расчета

    Рассчитаем приблизительное число кладочного материала, которое нужно будет приобрести для двухэтажного дома, квадратного формата.

    Исходные данные для расчета (взяты для примера):

    1. Длина кирпичной стены одной стороны дома – 10 метров.
    2. Дом – два этажа.
    3. Высота этажа – 3 метра.
    4. Оконных проемов – 7.
    5. Дверных проемов – 1.
    6. Кладочный материал – стандартный одинарный строительный кирпич 250х120х65 (мм).
    7. Толщина кладочного шва, 10 – 14 (мм).

    Для примерного расчета для стены используем таблицу расхода кирпича на 1 м2, в зависимости от ее толщины (вида).

    Таблица: Количество расхода на разные виды кладки

    Единица измерения/вид кладки

    Толщина кладки, мм.

    Без учета растворных швов, шт.

    С учетом растворных швов, шт.

    Инструкция по вычислению расхода кирпичного материала:

    • Определяем периметр наружных стен приведенного формата дома, складывая все длины всех сторон дома. Мы для простоты привели квадратный формат строения, таким образом, 10 (м) х 4 = 40 (м).
    • Считаем высоту двух этажей: 3 (м) х 2 = 6 (м).
    • Определяем площадь поверхности внешних стен (путем умножения длины всей стены на высоту двух этажей): 40 (м) х 6 (м) = 240 (м2).
    • Выбираем вид кирпичной кладки, его ширину: два с половиной кирпича – 250 (мм) х 2 + 120 (мм) = 640 (мм).

    Ширина стены из стандартных одинарных кирпичей

    • С учетом швов, по таблице расхода одинарного кирпича (250х120х65) для данного вида кладки, определяем, что на 1м2 надо 255 штук рядового и облицовочного кирпича.
    • Высчитываем необходимый расход для всей поверхности двухэтажного здания: 255 штук х 240 (м2) = 61200 штук.
    • Из этого общего количества на лицевой ряд в полкирпича пойдет, с учетом таблицы: 51 штука х 240 (м2) = 12240 штук.
    • Соответственно рядового кирпича потребуется: 61200 – 12240 = 48960 (штук).

    Лицевой, облицовочный материал должен быть ровным, без сколов

    Внимание! К выбору фасадного, облицовочного материала подойдите внимательнее и ответственнее. Лучше весь фасадный кладочный материал брать в один раз (с страховым запасом), одной партии, с гладкими и однородными гранями (тем более цветной), с острыми и ровными, без сколов ребрами. Смотрите, чтобы вам для облицовки не дали номенклатуру изделий из разряда рядового.

    Таким образом, мы рассчитали необходимое количество, не учитывая проемы в стене для окон и двери. Чтобы их учесть, надо просто площадь окон, по-нашему примеру 7 штук, и двери, вычесть из общей площади всей стены двух этажей. А затем по таблице, так же, как рассчитывали выше, получить расход для этой площади.

    Расчет кирпичного простенка, любой перегородки, забирки фундамента выполняются аналогично. Но, можно, используя таблицу расхода на 1м3, рассчитать объем всей стены, а затем, разделив на объем одного изделия (выбранного типоразмера) тоже получить количество необходимого материала.

    Сейчас в сети, если не хочется считать на коленках, можно найти много строительных калькуляторов для подобных расчетов. Ответственные производители кирпичной продукции размещают их на своих корпоративных сайтах, для упрощения и облегчения выбора по своей линейке изделий.

    Фото: Revit Architecture – помощник для определения количества строительных изделий и раствора

    Для многих, наверняка будет интересным, рассмотреть пример расчета кирпичного простенка, других сооружений, с использованием программы Revit Architecture. Там же можно предварительно определиться с расходом раствора. С конкретным примером и пояснениями можно ознакомиться на видео в этой статье по ссылке:

    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector
    ×
    ×