Изчисляване на здравината на зидани стени калкулатор. Изчисляване на якост на тухлена зидария. Определяне на стабилността на тухлена колона

III. ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА КАМЕННИ КОНСТРУКЦИИ

Натоварване на стената (фиг. 30) на нивото на дъното на плочата на първия етаж, kN:

сняг за II снежен регион

валцуван покривен килим - 100 N / m 2

асфалтова замазка при N / m 3 с дебелина 15 мм

изолация - плочи от дървесни влакна с дебелина 80 мм с плътност N / m 3

пароизолация - 50 N / m 2

сглобяеми стоманобетонни покривни плочи - 1750 N / m 2

тегло на стоманобетонната ферма

тегло на корниза върху тухлената зидария на стената при N / m 3

тегло на зидария над +3.03

концентрирани от напречните греда на подовете (условно, без да се отчита непрекъснатостта на напречните греда)

тегло на прозоречния пълнеж при N / m 2

общо проектно натоварване на стената на ниво кота +3.03

Съгласно точки 6.7.5 и 8.2.6 е разрешено да се счита стената като разделена по височина на еднопролетни елементи с разположението на опорните панти на нивото на опора на напречните греда. В този случай се предполага, че натоварването от горните етажи се прилага в центъра на тежестта на стената на горния етаж и всички kN натоварвания в този етаж се считат за приложени с действителна ексцентричност спрямо центъра на гравитацията на стената.

Съгласно точка 6.9, точка 8.2.2, разстоянието от точката на приложение на реакциите на опората на напречната греда Pкъм вътрешния ръб на стената при липса на опори, фиксиращи позицията на лагерното налягане, се вземат не повече от една трета от дълбочината на затварянето на болта и не повече от 7 cm (фиг. 31).

В дълбочината на затварянето на болта в стената а h = 380 мм, а s: 3 = 380: 3 =

127 mm> 70 mm приема точката на референтното налягане

R= 346,5 kN на разстояние 70 mm от вътрешния ръб на стената.

Предполагаема височина на кея на приземния етаж

За схемата на проектиране на стената на долния етаж на сградата вземаме багажник с прищипване на нивото на границата на основата и с опора на панти на нивото на пода.

Гъвкавостта на стена от силикатна тухла от клас 100 върху хоросан от клас 25 при R= 1,3 МРа съгласно таблица. 2, се определя съгласно бележка 1 към таблицата. 15 с еластичната характеристика на зидарията a = 1000;

коефициент на извиване съгласно таблицата 18 j = 0,96. Съгласно точка 4.14, в стени с твърда горна опора, надлъжното отклонение в опорните секции може да не се вземе предвид (j = 1.0). В средната трета на височината на стената коефициентът на изкривяване е равен на изчислената стойност j = 0,96. В поддържащите трети от височината j варира линейно от j = 1,0 до изчислената стойност j = 0,96 (фиг. 32). Стойностите на коефициента на изкривяване в проектните секции на стената, в нивата на горната и долната част на отвора на прозореца

Ориз. 31

стойностите на огъващите моменти на нивото на опора на напречната греда и в проектните секции на стената на нивото на горната и долната част на отвора на прозореца

kNm;

Фиг. 32

Величината на нормалните сили в същите участъци на стената

Ексцентриситети на надлъжните сили д 0 = М:н:

Ммм< 0,45 y= 0,45 × 250 = 115 мм;

Ммм< 0,45 y= 115 мм;

Носещата способност на ексцентрично компресирана стена с правоъгълно сечение в съответствие с точка 4.7 се определя по формулата

където (j е коефициентът на надлъжно отклонение за цялото сечение на правоъгълен елемент; ); m gЕ коефициент, който отчита ефекта от дългосрочното действие на товара (при з= 510 mm> 300 mm са взети m g = 1,0); А- площ на напречното сечение на кея.

В случай на независимо проектиране на тухлена къща, има спешна необходимост да се изчисли дали тухлената зидария може да издържи натоварванията, които са включени в проекта. Ситуацията е особено сериозна в зоните на зидария, отслабени от прозорците и отворите на вратите. В случай на голямо натоварване, тези зони може да не издържат и да претърпят разрушаване.

Точното изчисляване на устойчивостта на стената на компресия от горните подове е доста сложно и се определя от формулите, заложени в нормативния документ SNiP-2-22-81 (наричан по-долу „<1>). Инженерните изчисления на якостта на натиск на стената вземат предвид много фактори, включително конфигурацията на стената, якостта на натиск, здравината на даден вид материал и др. Въпреки това, приблизително, "на око", можете да оцените устойчивостта на стената към компресия, като използвате индикативните таблици, в които здравината (в тонове) е свързана в зависимост от ширината на стената, както и марките тухли и хоросан. Таблицата е съставена за височина на стената 2,8 m.

Таблица за здравина на тухлена стена, тонове (пример)

Печати		Ширина на парцела, см
тухла	решение	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

Ако стойността на ширината на стълба е в интервала между посочените, е необходимо да се съсредоточи върху минималния брой. В същото време трябва да се помни, че таблиците не вземат предвид всички фактори, които могат да регулират стабилността, здравината на конструкцията и устойчивостта на тухлена стена на компресия в доста широк диапазон.

По отношение на времето натоварванията са временни и постоянни.

Постоянен:

тегло на конструктивни елементи (тегло на огради, носещи и други конструкции);
налягане на почвата и скалите;
хидростатично налягане.

Временно:

теглото на временните конструкции;
натоварвания от стационарни системи и оборудване;
налягане в тръбопроводите;
товари от складирани продукти и материали;
климатични натоварвания (сняг, лед, вятър и др.);
и много други.

Когато се анализира натоварването на конструкциите, е наложително да се вземат предвид общите ефекти. По -долу е даден пример за изчисляване на основните натоварвания върху стените на първия етаж на сграда.

Натоварване от тухлена зидария

За да вземете предвид силата, действаща върху проектирания участък на стената, трябва да обобщите натоварванията:

В случай на нискоетажно строителство, задачата е значително опростена и много фактори на временно натоварване могат да бъдат пренебрегнати, като поставят определена граница на безопасност на етапа на проектиране.

Въпреки това, в случай на изграждане на 3 или повече етажни конструкции, е необходим задълбочен анализ с помощта на специални формули, които отчитат добавянето на товари от всеки етаж, ъгъла на прилагане на сила и много други. В някои случаи здравината на стената се постига чрез подсилване.

Пример за изчисляване на товара

Този пример показва анализа на действащите натоварвания по стените на 1 -ви етаж. Тук се вземат предвид само постоянните натоварвания от различни конструктивни елементи на сградата, като се отчита неравномерното тегло на конструкцията и ъгълът на прилагане на силите.

Първоначални данни за анализ:

брой етажи - 4 етажа;
дебелина на стената на тухли Т = 64см (0,64 м);
специфично тегло на зидария (тухла, хоросан, мазилка) M = 18 kN / m3 (показателят е взет от референтните данни, Таблица 19<1>);
ширината на отворите на прозорците е: Ш1 = 1,5 м;
височина на прозорците - B1 = 3 m;
участъкът на стената е 0,64 * 1,42 м (натоварената площ, където се прилага тежестта на горните конструктивни елементи);
височина на пода Мокър = 4,2 м (4200 мм):
налягането се разпределя под ъгъл от 45 градуса.

Пример за определяне на натоварването от стената (слой мазилка 2 см)

Hst = (3-4SH1B1) (h + 0.02) Myf = ( * 3-4 * 3 * 1.5) * (0.02 + 0.64) * 1.1 * 18 = 0.447MN.

Ширина на натоварената площ P = Мокра * B1 / 2-W / 2 = 3 * 4,2 / 2,0-0,64 / 2,0 = 6 m

Hp = (30 + 3 * 215) * 6 = 4.072MN

Nd = (30 + 1,26 + 215 * 3) * 6 = 4,094 MN

H2 = 215 * 6 = 1.290MN,

включително H2l = (1.26 + 215 * 3) * 6 = 3.878MN

Нетно тегло на стените

Npr = (0,02 + 0,64) * (1,42 + 0,08) * 3 * 1,1 * 18 = 0,0588 MN

Общото натоварване ще бъде резултат от комбинация от посочените натоварвания върху стените на сградата; за да се изчисли, натоварванията от стената, от етажите на 2 -рия етаж и теглото на предвидения участък се сумират).

Диаграма за анализ на структурното натоварване и якост

За да изчислите стената на тухлена стена, ще ви трябва:

дължината на пода (това е височината на обекта) (Vet);
брой етажи (чат);
дебелина на стената (T);
ширина на тухлена стена (W);
параметри на зидария (тип тухла, марка тухла, марка хоросан);

Зона на стената (P)

Според таблица 15<1>е необходимо да се определи коефициентът a (характеристика на еластичност). Коефициентът зависи от вида, марката тухла и хоросан.
Индекс на гъвкавост (G)

В зависимост от показателите a и D, съгласно таблица 18<1>трябва да погледнете коефициента на огъване f.
Намиране на височината на компресираната част

където e0 е индикатор за аварийност.

Намиране на площта на компресираната част на разреза

Pszh = P * (1-2 e0 / T)

Определяне на гъвкавостта на компресираната част на стената

Gszh = Мокро / Wszh

Определяне съгласно таблица. осемнадесет<1>коефициент fszh, базиран на Gszh и коефициент a.
Изчисляване на усреднения коефициент на fsr

Fsr = (f + fszh) / 2

Определяне на коефициента ω (таблица 19<1>)

ω = 1 + e / T<1,45

Изчисляване на силата, действаща върху участъка
Определяне на стабилността

Y = Kdv * fsr * R * Pszh * ω

Kdv - коефициент на дългосрочна експозиция

R - устойчивост на зидария на компресия, може да се определи от таблица 2<1>, в МРа

Помирение

Пример за изчисляване на здравината на зидарията

- Ветеринарен лекар - 3,3 м

- Чат - 2

- Т - 640 мм

- Ш - 1300 мм

- параметри на зидарията (глинена тухла, направена чрез пресоване на пластмаса, цименто -пясъчен разтвор, тухлена марка - 100, марка разтвор - 50)

Площ (P)

Р = 0,64 * 1,3 = 0,832

Според таблица 15<1>определяме коефициента a.

Гъвкавост (G)

G = 3,3 / 0,64 = 5,156

Коефициент на огъване (таблица 18<1>).

Компресирана височина

Vszh = 0,64-2 * 0,045 = 0,55 m

Компресирана област на разреза

Псж = 0,832 * (1-2 * 0,045 / 0,64) = 0,715

Гъвкавост на компресираната част

Gszh = 3,3 / 0,55 = 6

fszh = 0,96
Изчисление на Fsr

Fsr = (0,98 + 0,96) / 2 = 0,97

Според таблицата. 19<1>

ω = 1 + 0,045 / 0,64 = 1,07<1,45

За да се определи действителното натоварване, е необходимо да се изчисли теглото на всички конструктивни елементи, които засягат проектирания участък на сградата.

Определяне на стабилността

Y = 1 * 0,97 * 1,5 * 0,715 * 1,07 = 1,113 MN

Помирение

Условието е изпълнено, здравината на зидарията и здравината на нейните елементи са достатъчни

Недостатъчно съпротивление на стената

Ами ако проектното съпротивление на стените под налягане не е достатъчно? В този случай е необходимо да се укрепи стената с армировка. По -долу е даден пример за анализ на необходимата модернизация на конструкция с недостатъчна устойчивост на компресия.

За удобство можете да използвате таблични данни.

Долната линия показва показателите за стена, подсилена с телена мрежа с диаметър 3 mm, с клетка от 3 cm, клас B1. Подсилване на всеки трети ред.

Повишаването на силата е около 40%. Обикновено тази устойчивост на компресия е достатъчна. По -добре е да се направи подробен анализ, като се изчисли промяната в якостните характеристики в съответствие с прилагания метод за укрепване на конструкцията.

По -долу е даден пример за такова изчисление.

Пример за изчисляване на армировката на стени

Първоначални данни - вижте предишния пример.

височина на пода - 3,3 м;
дебелина на стената - 0,640 м;
ширина на зидария 1300 м;
типични характеристики на зидарията (тип тухли - глинени тухли, направени чрез пресоване, вид хоросан - цимент с пясък, тухлен клас - 100, хоросан - 50)

В този случай условието Y> = H не е изпълнено (1.113<1,5).

Необходимо е да се увеличи якостта на натиск и здравината на конструкцията.

Печалба

k = Y1 / Y = 1.5 / 1.113 = 1.348,

тези. е необходимо да се увеличи здравината на конструкцията с 34,8%.

Армировка със стоманобетонна щипка

Армировката се извършва с щипка от бетон В15 с дебелина 0,060 м. Вертикални пръти 0,340 м2, скоби 0,0283 м2 със стъпка 0,150 м.

Размери на сечението на подсилената конструкция:

W_1 = 1300 + 2 * 60 = 1,42

T_1 = 640 + 2 * 60 = 0,76

При такива показатели се изпълнява условието Y> = H. Устойчивостта на компресия и здравината на конструкцията са достатъчни.

Нека да проверим здравината на тухлена стена на носещата стена на жилищна сграда с променлив етаж в град Вологда.

Първоначални данни:

Височина на пода - Нетна = 2,8 м;

Брой етажи - 8 етажа;

Стъпката на носещите стени е a = 6,3 m;

Размерите на отвора на прозореца са 1,5х1,8 м;

Размерите на сечението на стената са 1,53x0,68 m;

Вътрешна дебелина на верстата - 0,51 м;

Площ на напречното сечение на стената-А = 1,04 м 2;

Дължина на опорната платформа за подови плочи за зидария

Материали: удебелена челна силикатна тухла (250Ch120Ch88) GOST 379-95, клас SUL-125/25, порест силикатен камък (250Ch120Ch138) GOST 379-95, клас SRP -150/25 и удебелена силикатна куха тухла (250x120x88) GOST 379-95 марка SURP-150/25. За зидария 1-5 етажа се използва цименто-пясъчен разтвор M75, за 6-8 етажа, плътност на зидария = 1800 kg / m 3, многослойна зидария, изолация-експандиран полистирол марка PSB-S-35 n = 35 kg / m3 ( ГОСТ 15588-86). При многослойна зидария натоварването ще се предава на вътрешната верста на външната стена, поради което при изчисляване на дебелината на външната верста и изолацията не се взема предвид.

Събирането на товара от настилката и подовете е представено в таблици 2.13, 2.14, 2.15. Дизайнната стена е показана на фиг. 2.5.

Фигура 2.12. Дизайн стена: а - план; б - вертикален разрез на стената; c-изчислителна схема; d - диаграма на момента

Таблица 2.13. Събиране на товари по настилката, kN / m 2

Име на зареждане	Стандартна стойност kN / m2	Изчислена стойност kN / m2
Постоянен: 1. Слой от линокром TKP, t = 3,7 mm, тегло на 1 м2 материал 4,6 кг / м2, = 1100 кг / м3 2. Слой от линокром от ВЕЦ, t = 2,7 mm тегло 1 м2 материал 3,6 кг / м2, = 1100 кг / м3 3. Грунд "Битумен грунд"
4. Цименто-пясъчна замазка, t = 40 mm, = 1800 kg / m3 5. Експандиран глинен чакъл, t = 180 mm, = 600 kg / m3, 6. Изолация-експандиран полистирол PSB-S-35, t = 200 mm, = 35 kg / m3 7. Пароизол 8. Подова стоманобетонна плоча

Временно: S0n = 0,7ChSqmChSeChSt = 0,7Ch2,4 1Ch1Ch1

Таблица 2.14. Събиране на товари на таванския етаж, kN / m2

Таблица 2.15. Събиране на натоварвания върху припокриването между етажите, kN / m2

Таблица 2.16. Събиране на товари за 1 lm. от външната стена t = 680 mm, kN / m2

Определете ширината на товарната зона, като използвате формулата 2.12

където b е разстоянието между осите на централната линия, m;

а - размерът на опората на подовата плоча, m.

Дължината на натоварващата площ на стената се определя по формулата (2.13).

където l е ширината на стената;

l f - ширина на отворите на прозорците, m.

Определянето на товарната площ (съгласно фигура 2.6) се извършва съгласно формулата (2.14)

Фигура 2.13. Схема за определяне на товарната площ на стената

Изчисляването на усилието N върху стената от по -високите етажи на нивото на дъното на етажите на първия етаж се основава на товарната площ и съществуващите натоварвания на подовете, покривите и покривите, натоварването от теглото на външната стена.

Таблица 2.17. Събиране на товари, kN / m

Име на зареждане	Изчислена стойност kN / m
1. Дизайн на корицата
2. Тавански етаж
3. Припокриване между етажите
4. Външна стена t = 680 мм

Изчисляването на ексцентрично компресирани неусилени елементи от каменни конструкции трябва да се извърши съгласно формулата 13

Външните носещи стени трябва да бъдат оразмерени най-малко за здравина, стабилност, локално смачкване и устойчивост на топлопреминаване. Да открия колко дебела трябва да бъде тухлената стена , трябва да го изчислите. В тази статия ще разгледаме изчисляването на носещата способност на тухлена зидария, а в следващите статии останалите изчисления. За да не пропуснете пускането на нова статия, абонирайте се за бюлетина и ще разберете каква трябва да бъде дебелината на стената след всички изчисления. Тъй като нашата компания се занимава със строителство на вили, тоест ниско строителство, тогава ще разгледаме всички изчисления за тази категория.

Превозвачи наричат се стени, които възприемат натоварването от подова плоча, покрития, греди и т.н.

Трябва също да вземете предвид марката тухла за устойчивост на замръзване. Тъй като всеки строи къща за себе си, поне за сто години, след това със суха и нормална влажност на помещенията се приема марка (M rz) от 25 и повече.

При изграждането на къща, вила, гараж, помощни сгради и други конструкции със суха и нормална влажност се препоръчва използването на кухи тухли за външните стени, тъй като топлопроводимостта му е по -ниска от тази на масивни тухли. Съответно, при изчисление на топлотехниката, дебелината на изолацията ще се окаже по -малка, което ще спести пари при закупуването й. Плътните тухли за външни стени трябва да се използват само когато е необходимо да се осигури здравината на зидарията.

Укрепване на тухлена зидария се допуска само ако увеличаването на степента на тухла и хоросан не позволява осигуряването на необходимата носеща способност.

Пример за изчисляване на тухлена стена.

Носещата способност на тухлената зидария зависи от много фактори - от марката на тухла, марката хоросан, от наличието на отвори и техните размери, от гъвкавостта на стените и т.н. Изчисляването на носещата способност започва с дефиницията на проектната схема. При изчисляване на стени за вертикални натоварвания се счита, че стената се поддържа от шарнирно фиксирани опори. При изчисляване на стени за хоризонтални (ветрови) натоварвания, стената се счита за строго ограничена. Важно е да не бъркате тези диаграми, тъй като диаграмите на момента ще бъдат различни.

Изборът на секцията за проектиране.

При празни стени проектната секция е I-I на нивото на дъното на пода с надлъжна сила N и максимален огъващ момент М. Често опасно раздел II-II, тъй като моментът на огъване е малко по -малък от максималния и е равен на 2 / 3M, а коефициентите m g и φ са минимални.

При стени с отвори сечението се взема на нивото на дъното на преградите.

Нека да разгледаме раздел I-I.

От предишна статия Събиране на товари по стената на първия етажвземаме получената стойност на общото натоварване, което включва натоварванията от припокриването на първия етаж P 1 = 1,8 т и горните етажи G = G n + p 2 + G 2 = 3.7т:

N = G + P 1 = 3,7t + 1,8t = 5,5t

Подовата плоча се опира на стената на разстояние a = 150 мм. Надлъжната сила P 1 от припокриването ще бъде на разстояние a / 3 = 150/3 = 50 mm. Защо 1/3? Тъй като диаграмата на напрежението под опорната секция ще бъде под формата на триъгълник, а центърът на тежестта на триъгълника е точно 1/3 от дължината на опората.

Смята се, че натоварването от горните подове G се прилага в центъра.

Тъй като натоварването от подовата плоча (P 1) се прилага не в центъра на сечението, а на разстояние от него, равно на:

e = h / 2 - a / 3 = 250 мм / 2 - 150 мм / 3 = 75 мм = 7,5 см,

тогава той ще създаде огъващ момент (M) в раздел I-I. Моментът е продукт на сила върху рамото.

M = P 1 * e = 1,8t * 7,5 cm = 13,5 t * cm

Тогава ексцентрицитетът на надлъжната сила N ще бъде:

e 0 = M / N = 13,5 / 5,5 = 2,5 cm

Тъй като носещата стена е с дебелина 25 cm, изчислението трябва да вземе предвид стойността на случайния ексцентрицитет e ν = 2 cm, тогава общият ексцентрицитет е:

e 0 = 2,5 + 2 = 4,5 cm

y = h / 2 = 12,5 см

Когато e 0 = 4,5 cm< 0,7y=8,75 расчет по раскрытию трещин в швах кладки можно не производить.

Силата на клетката на ексцентрично компресиран елемент се определя от формулата:

N ≤ m g φ 1 R A c ω

Коефициенти m gи φ 1в разглеждания раздел I-I са равни на 1.

Тухлата е доста здрав строителен материал, особено твърд, и при изграждането на къщи с 2-3 етажа стените от обикновени керамични тухли обикновено не се нуждаят от допълнителни изчисления. Въпреки това ситуациите са различни, например е планирана двуетажна къща с тераса на втория етаж. Планира се металните греди, върху които ще се поддържат и металните греди на терасата, да се подпират върху тухлени колони, направени от облицовани кухи тухли с височина 3 метра, ще има още колони с височина 3 метра, върху които ще се опира покривът:

Това поражда естествен въпрос: какво е минималното напречно сечение на колоната, което ще осигури необходимата здравина и стабилност? Разбира се, идеята за поставяне на колони от глинени тухли и още повече стените на къща далеч не е нова и всички възможни аспекти на изчисляване на тухлени стени, стълбове, стълбове, които са същността на колоната, са изложени достатъчно подробно в SNiP II-22-81 (1995) "Каменни и армирани каменни конструкции". Този нормативен документ трябва да се ръководи при изчисленията. Изчислението, дадено по -долу, не е нищо повече от пример за използване на посочения SNiP.

За да определите здравината и стабилността на колоните, трябва да имате много първоначални данни, като например: степен на якост на тухла, площта на опора на напречните греда на колоните, натоварването върху колоните, напречното сечение площ на колоната и ако на етапа на проектиране нищо от това не е известно, тогава можете да направите по следния начин:

с централна компресия

Проектирана от:Тераса с размери 5х8 м. Три колони (една в средата и две по ръбовете) от облицовани кухи тухли със сечение 0,25х0,25 м. Разстоянието между осите на колоните е 4 м. Якостта на тухла е M75.

При тази схема на проектиране максималното натоварване ще бъде върху средната долна колона. На нея трябва да се разчита за сила. Натоварването на колоната зависи от много фактори, по -специално от района на строителството. Например снежното натоварване на покрива в Санкт Петербург е 180 кг / м & sup2, а в Ростов на Дон-80 кг / м & sup2. Като се вземе предвид теглото на самия покрив 50-75 kg / m & sup2, натоварването на колоната от покрива за Пушкин, Ленинградска област, може да бъде:

N от покрива = (180 1,25 +75) 5 8/4 = 3000 кг или 3 тона

Тъй като действителните натоварвания от подовия материал и от хората, седнали на терасата, мебелите и т.н., все още не са известни, но стоманобетонната плоча не е точно планирана, но се предполага, че подът ще бъде дървен, от отделно легнали кантове дъски, тогава за изчисляване на натоварването от терасата е възможно да се вземе равномерно разпределен товар от 600 kg / m & sup2, тогава концентрираната сила от терасата, действаща върху централната колона, ще бъде:

N от терасата = 600 5 8/4 = 6000 кгили 6 тона

Собственото тегло на колоните с дължина 3 м ще бъде:

N от колоната = 1500 3 0,38 0,38 = 649,8 кгили 0,65 тона

По този начин общото натоварване на средната долна колона в секцията на колоната близо до основата ще бъде:

N с обороти = 3000 + 6000 + 2 · 650 = 10300 кгили 10,3 тона

В този случай обаче може да се вземе предвид, че няма много голяма вероятност натоварването на живо от сняг, максималното през зимата и временното натоварване на пода, максималното през лятото, да бъдат приложени едновременно. Тези. сумата от тези товари може да се умножи по коефициент на вероятност 0,9, тогава:

N с обороти = (3000 + 6000) 0,9 + 2 650 = 9400 кгили 9,4 тона

Проектното натоварване на външните колони ще бъде почти два пъти по -малко:

N cr = 1500 + 3000 + 1300 = 5800 кгили 5,8 тона

2. Определяне на здравината на тухлена зидария.

Тухленият клас M75 означава, че тухлата трябва да издържи натоварване от 75 kgf / cm & sup2, но здравината на тухлата и здравината на тухлената зидария са различни неща. Следващата таблица ще ви помогне да разберете това:

маса 1... Изчислени якости на натиск за зидария

Но това не е всичко. Все същата SNiP II-22-81 (1995), точка 3.11 а) препоръчва, с площта на стълбовете и стените по-малка от 0,3 m & sup2, да умножи стойността на проектното съпротивление с коефициента на условията на работа γ c = 0,8... И тъй като площта на напречното сечение на нашата колона е 0,25x0,25 = 0,0625 m & sup2, ще трябва да използвате тази препоръка. Както можете да видите, за тухлен клас M75, дори когато се използва разтвор за зидария M100, здравината на зидарията няма да надвишава 15 kgf / cm2. В резултат на това изчисленото съпротивление за нашата колона ще бъде 15 0,8 = 12 kg / cm & sup2, тогава максималното напрежение на натиск ще бъде:

10300/625 = 16,48 kg / cm & sup2> R = 12 kgf / cm & sup2

По този начин, за да се осигури необходимата здравина на колоната, или използвайте тухла с по-голяма здравина, например M150 (изчислената якост на натиск за клас M100 разтвор ще бъде 22 0,8 = 17,6 kg / cm2) или увеличете напречната колона- сечение или използвайте напречна армировка на зидарията. Засега нека се съсредоточим върху използването на по -трайна облицовъчна тухла.

3. Определяне на стабилността на тухлена колона.

Здравината на тухлената зидария и стабилността на тухлената колона също са различни неща и все същите SNiP II-22-81 (1995) препоръчва определянето на стабилността на тухлена колона по следната формула:

N ≤ m g φRF (1.1)

m g- коефициент, отчитащ ефекта от дългосрочното натоварване. В този случай, относително казано, имахме късмет, тъй като на височина на сечение з≤ 30 cm, стойността на този коефициент може да се приеме равна на 1.

φ - коефициент на извиване, в зависимост от гъвкавостта на колоната λ ... За да определите този коефициент, трябва да знаете прогнозната дължина на колоната л o, и не винаги съвпада с височината на колоната. Тънкостите при определяне на проектната дължина на конструкцията не са очертани тук, ние просто отбелязваме, че съгласно SNiP II-22-81 (1995), точка 4.3: „Проектните височини на стени и стълбове л oпри определяне на коефициентите на извиване φ в зависимост от условията на тяхното поддържане върху хоризонтални опори, трябва да се вземе следното:

а) с фиксирани опори на панти л o = H;

б) с еластична горна опора и твърдо прищипване в долната опора: за еднопролетни сгради л o = 1,5Н, за многоетажни сгради л o = 1,25H;

в) за свободно стоящи конструкции л o = 2H;

г) за конструкции с частично ограничени опорни секции - като се вземе предвид действителната степен на задръжка, но не по -малка л o = 0,8Н, където З- разстоянието между подове или други хоризонтални опори, със стоманобетонни хоризонтални опори, разстоянието между тях в светлината. "

На пръв поглед нашата схема за проектиране може да се счита за удовлетворяваща условията на точка б). тоест можете да вземете л o = 1,25H = 1,25 3 = 3,75 метра или 375 см... Можем обаче уверено да използваме тази стойност само когато долната опора е наистина твърда. Ако тухлена колона ще бъде положена върху хидроизолационен слой от покривен материал, поставен върху основа, тогава такава опора по -скоро трябва да се разглежда като шарнирна, а не здраво притисната. И в този случай нашата структура в равнина, успоредна на равнината на стената, е геометрично променлива, тъй като структурата на пода (отделно лежащи дъски) не осигурява достатъчна твърдост в посочената равнина. Има 4 изхода от тази ситуация:

1. Приложете коренно различна схема на проектиране, например - метални колони, твърдо вградени в основата, към които ще бъдат заварени подовите носачи, след това по естетически причини металните колони могат да бъдат покрити с облицовъчни тухли от всяка марка, тъй като металът ще понесе целия товар. В този случай обаче трябва да изчислите металните колони, но прогнозната дължина може да бъде взета л o = 1,25H.

2. Направете още едно припокриваненапример от листови материали, които ще позволят да се разглеждат както горната, така и долната опора на колоната като шарнирни, в този случай л o = H.

3. Направете твърдост на диафрагматав равнина, успоредна на равнината на стената. Например, не поставяйте колони по краищата, а по -скоро стълбове. Това също ще даде възможност да се счита както горната, така и долната опора на колоната като шарнирни, но в този случай е необходимо допълнително да се изчисли диафрагмата за твърдост.

4. Игнорирайте горните опции и изчислете колоните като свободностоящи с твърда долна опора, т.е. л o = 2H... В крайна сметка древните гърци поставиха своите колони (макар и не от тухли) без никакви познания за устойчивостта на материалите, без използването на метални котви и по това време нямаше такива внимателно написани строителни норми, въпреки това някои колони стоят и до днес.

Сега, като знаете изчислената дължина на колоната, можете да определите коефициента на стройност:

λ з = l o / ч (1.2) или

λ i = l o (1.3)

з- височината или ширината на сечението на колоната, и i- радиус на въртене.

По принцип не е трудно да се определи радиусът на въртене, трябва да разделите момента на инерцията на сечението с площта на сечението и след това да извлечете квадратния корен от резултата, но в този случай няма голяма нужда от това. Поради това λ h = 2 300/25 = 24.

Сега, знаейки стойността на фактора стройност, най -накрая можем да определим коефициента на извиване от таблицата:

таблица 2... Коефициенти на изкривяване за каменни и подсилени зидани конструкции
(съгласно SNiP II-22-81 (1995))

В същото време еластичната характеристика на зидарията α определено от таблицата:

Таблица 3... Еластична характеристика на зидарията α (съгласно SNiP II-22-81 (1995))

В резултат стойността на коефициента на извиване ще бъде около 0,6 (със стойността на еластичната характеристика α = 1200, съгласно т. 6). Тогава крайното натоварване на централната колона ще бъде:

N p = m g φγ с RF = 1 0,6 0,8 22 625 = 6600 кг< N с об = 9400 кг

Това означава, че приетият участък от 25x25 cm не е достатъчен, за да осигури стабилност на долната централно компресирана колона. За да се увеличи стабилността, най -оптималното би било да се увеличи сечението на колоната. Например, ако поставите колона с кухина в една и половина тухли, с размери 0,38x0,38 m, това не само ще увеличи площта на напречното сечение на колоната до 0,13 m & sup2 или 1300 cm & sup2, но радиусът на инерция на колоната също ще се увеличи до i= 11,45 см... Тогава λ i = 600 / 11,45 = 52,4, и стойността на коефициента φ = 0,8... В този случай крайното натоварване на централната колона ще бъде:

N p = m g φγ с RF = 1 0,8 0,8 22 1300 = 18304 кг> N с обороти = 9400 кг

Това означава, че сечението 38x38 cm е достатъчно, за да се гарантира стабилността на долната централно компресирана колона с марж, и дори е възможно да се намали степента на тухла. Например при първоначално приетия клас M75 максималното натоварване ще бъде:

N p = m g φγ с RF = 1 0,8 0,8 12 1300 = 9984 кг> N с обороти = 9400 кг

Изглежда, че е всичко, но е желателно да се вземат предвид още един детайл. В този случай е по -добре да направите фундаментната лента (единична за всичките три колони), а не колонна (отделно за всяка колона), в противен случай дори малкото потъване на основата ще доведе до допълнителни напрежения в тялото на колоната и това може да доведе до унищожаване. Като се има предвид всичко по -горе, най -оптималният участък на колоните ще бъде 0,51x0,51 m, а от естетическа гледна точка този участък е оптимален. Площта на напречното сечение на такива колони ще бъде 2601 cm & sup2.

Пример за изчисляване на тухлена колона за стабилност
с ексцентрична компресия

Крайните колони в проектираната къща няма да бъдат компресирани централно, тъй като гредите ще опират върху тях само от едната страна. И дори ако гредите са положени върху цялата колона, все пак, поради отклонението на гредите, натоварването от пода и покрива ще бъде прехвърлено към крайните колони, които не са в центъра на сечението на колоната. На кое място ще се предава резултатът от това натоварване, зависи от ъгъла на наклона на напречните щанги върху опорите, модулите на еластичност на напречните щанги и колони и редица други фактори. Това изместване се нарича ексцентриситет на натоварването eo. В този случай се интересуваме от най -неблагоприятната комбинация от фактори, при които натоварването от пода до колоните ще се предава възможно най -близо до ръба на колоната. Това означава, че освен самото натоварване, колоните ще бъдат засегнати и от огъващ момент, равен на М = Не о, и тази точка трябва да се вземе предвид при изчисленията. По принцип тестването за стабилност може да се извърши по следната формула:

N = φRF - MF / W (2.1)

W- моментът на съпротивление на участъка. В този случай натоварването за долните крайни колони от покрива може условно да се счита за централно приложено, а ексцентричността ще бъде създадена само от товара от пода. С ексцентриситет 20 cm

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

По този начин, дори при много голяма ексцентричност на натоварването, имаме повече от два пъти границата на безопасност.

Забележка: SNiP II-22-81 (1995) "Каменни и подсилени зидани конструкции" препоръчва използването на различен метод за изчисляване на сечението, като се вземат предвид характеристиките на каменните конструкции, но резултатът ще бъде приблизително същият, поради което се препоръчва методът на изчисление от SNiP не е дадено тук.