Mūro sienų stiprumo skaičiuoklė. Mūrijimo stiprumo apskaičiavimas. Plytų kolonos stabilumo nustatymas

III. AKMENS STRUKTŪRŲ APSKAIČIAVIMAS

Apkrova ant sienos (30 pav.) Pirmo aukšto plokštės apačios lygyje, kN:

sniegas II sniego regionui

valcuotas stogo kilimas - 100 N / m 2

asfalto lygintuvas N / m 3, kurio storis 15 mm

izoliacija - 80 mm storio medienos plaušų plokštės, kurių tankis N / m 3

garų barjeras - 50 N / m 2

surenkamos gelžbetoninės stogo plokštės - 1750 N / m 2

gelžbetoninės santvaros svoris

karnizo svoris ant sienos plytų, esant N / m 3

mūro svoris virš +3,03

koncentruotas nuo grindų skersinių (paprastai neatsižvelgiant į skersinių tęstinumą)

lango užpildymo svoris esant N / m 2

visa konstrukcinė apkrova ant sienos aukščio lygyje +3,03

Pagal 6.7.5 ir 8.2.6 punktus leidžiama sieną laikyti padalyta į aukštį į vieno tarpo elementus, o atraminių vyrių vieta yra skersinių atramos lygyje. Šiuo atveju manoma, kad viršutinių aukštų apkrova yra dengiama viršutinio aukšto sienos sekcijos svorio centre, o visos kN apkrovos šiame aukšte laikomos pritaikytomis esant realiam ekscentriškumui, palyginti su centro sienos sekcijos gravitacija.

Pagal 6.9, 8.2.2 punktą, atstumas nuo skersinių atraminių reakcijų taikymo vietos P prie vidinio sienos krašto, jei nėra atramų, fiksuojančių guolio slėgio padėtį, imamas ne daugiau kaip trečdalis skersinio įterpimo gylio ir ne daugiau kaip 7 cm (31 pav.).

Kai varžto gylis yra įterptas į sieną a h = 380 mm, a s: 3 = 380: 3 =

127 mm> 70 mm prisiima atskaitos slėgio tašką

R= 346,5 kN 70 mm atstumu nuo vidinio sienos krašto.

Numatomas prieplaukos aukštas pirmame aukšte

Norėdami suprojektuoti apatinio pastato aukšto sienos schemą, paimame stelažą su suspaudimu pamato ribos lygyje ir su vyrių atrama grindų lygyje.

Sienos, pagamintos iš 100 klasės silikatinių plytų, lankstumas ant 25 klasės skiedinio R= 1,3 MPa pagal lentelę. 2, nustatomas pagal lentelės 1 pastabą. 15 su mūro elastine charakteristika a = 1000;

išlenkimo faktorius pagal lentelę 18 j = 0,96. Pagal 4.14 punktą sienose su standžia viršutine atrama gali būti neatsižvelgiama į išilginį įlinkį atraminėse sekcijose (j = 1,0). Vidutiniame sienos aukščio trečdalyje išlinkimo koeficientas yra lygus apskaičiuotai vertei j = 0,96. Atraminiuose trečdaliuose aukščio j kinta tiesiškai nuo j = 1,0 iki apskaičiuotos vertės j = 0,96 (32 pav.). Įlenkimo koeficiento vertės projektinėse sienos dalyse, lango angos viršuje ir apačioje

Ryžiai. 31

lenkimo momentų vertės skersinio atramos lygyje ir konstrukcinėse sienos dalyse lango angos viršuje ir apačioje

kNm;

32 pav

Įprastų jėgų dydis tose pačiose sienos dalyse

Išilginių jėgų ekscentriškumas e 0 = M:N:

Mm< 0,45 y= 0,45 × 250 = 115 mm;

Mm< 0,45 y= 115 mm;

Ekscentriškai suspaustos stačiakampio formos sienos laikomoji galia pagal 4.7 punktą nustatoma pagal formulę

kur (j - išilginio įlinkio koeficientas visai stačiakampio elemento daliai; ); m g Ar koeficientas, kuriame atsižvelgiama į ilgalaikio pakrovimo poveikį (ne h= 510 mm> 300 mm m g = 1,0); A- prieplaukos skerspjūvio plotas.

Savarankiško mūrinio namo projektavimo atveju būtina skubiai apskaičiuoti, ar plytų mūras gali atlaikyti į projektą įtrauktas apkrovas. Ypač rimta situacija mūrinėse srityse, susilpnėjusiose langų ir durų angų. Esant didelei apkrovai, šios vietos gali neatlaikyti ir būti sunaikintos.

Tikslus sienos atsparumo gniuždymui viršutinių grindų apskaičiavimas yra gana sudėtingas ir nustatomas pagal formules, nustatytas norminiame dokumente SNiP-2-22-81 (toliau-<1>). Inžineriniuose sienos gniuždymo stiprio skaičiavimuose atsižvelgiama į daugelį veiksnių, įskaitant sienos konfigūraciją, stiprumą gniuždant, tam tikros rūšies medžiagos stiprumą ir kt. Tačiau apytiksliai „iš akies“ galite įvertinti sienos atsparumą gniuždymui, naudodami orientacines lenteles, kuriose stiprumas (tonomis) susietas priklausomai nuo sienos pločio, taip pat plytų prekės ženklai ir skiedinys. Lentelė sudaryta 2,8 m sienos aukščiui.

Plytų sienų stiprumo lentelė, tonos (pavyzdys)

Antspaudai		Sklypo plotis, cm
plyta	sprendimas	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

Jei stulpelio pločio vertė yra intervale tarp nurodytų, būtina sutelkti dėmesį į minimalų skaičių. Tuo pačiu metu reikia prisiminti, kad lentelėse neatsižvelgiama į visus veiksnius, kurie gali sureguliuoti konstrukcijos stabilumą, stiprumą ir plytų sienos atsparumą suspaudimui gana plačiame diapazone.

Kalbant apie laiką, apkrovos yra laikinos ir nuolatinės.

Nuolatinis:

konstrukcinių elementų svoris (tvorų, laikančiųjų ir kitų konstrukcijų svoris);
dirvožemio ir uolienų slėgis;
hidrostatinis slėgis.

Laikinas:

laikinų konstrukcijų svoris;
apkrovos iš stacionarių sistemų ir įrangos;
slėgis vamzdynuose;
kroviniai iš saugomų produktų ir medžiagų;
klimato apkrovos (sniegas, ledas, vėjas ir kt.);
ir daugelis kitų.

Analizuojant konstrukcijų apkrovą, būtina atsižvelgti į bendrą poveikį. Žemiau pateikiamas pagrindinių pastato pirmo aukšto sienų apkrovų apskaičiavimo pavyzdys.

Plytų apkrova

Norėdami atsižvelgti į jėgą, veikiančią projektuojamą sienos dalį, turite apibendrinti apkrovas:

Mažaaukščių konstrukcijų atveju užduotis yra labai supaprastinta, o daugelį laikinos apkrovos veiksnių galima nepaisyti, projektavimo etape nustatant tam tikrą saugumo ribą.

Tačiau statant 3 ar daugiau aukštų konstrukcijas, reikia atlikti išsamią analizę, naudojant specialias formules, kuriose atsižvelgiama į kiekvieno aukšto apkrovų pridėjimą, jėgos taikymo kampą ir daug daugiau. Kai kuriais atvejais sienos stiprumas pasiekiamas sutvirtinant.

Krovinių skaičiavimo pavyzdys

Šiame pavyzdyje parodyta 1 aukšto sienų veikiančių apkrovų analizė. Čia atsižvelgiama tik į nuolatines įvairių pastato konstrukcinių elementų apkrovas, atsižvelgiant į netolygų konstrukcijos svorį ir jėgų panaudojimo kampą.

Pradiniai duomenys analizei:

aukštų skaičius - 4 aukštai;
plytų sienelės storis T = 64cm (0,64 m);
mūro (plytų, skiedinio, gipso) savitasis tankis M = 18 kN / m3 (rodiklis paimtas iš etaloninių duomenų, 19 lentelė)<1>);
lango angų plotis: Ш1 = 1,5 m;
langų angų aukštis - B1 = 3 m;
sienos skerspjūvis yra 0,64 * 1,42 m (pakrautas plotas, kuriame taikomas uždengtų konstrukcinių elementų svoris);
grindų aukštis šlapias = 4,2 m (4200 mm):
slėgis paskirstomas 45 laipsnių kampu.

Apkrovos nuo sienos nustatymo pavyzdys (gipso sluoksnis 2 cm)

Hst = (3-4SH1B1) (h + 0,02) Myf = ( * 3-4 * 3 * 1,5) * (0,02 + 0,64) * 1,1 * 18 = 0,447MN.

Pakrautos zonos plotis P = šlapias * 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 = 4,094MN

H2 = 215 * 6 = 1,290MN,

įskaitant H2l = (1,26 + 215 * 3) * 6 = 3,878MN

Sienų grynasis svoris

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

Bendra apkrova bus sujungta su nurodytomis pastato sienoms tenkančiomis apkrovomis; norint ją apskaičiuoti, sumuojamos apkrovos iš sienos, antro aukšto grindų ir projektuojamos sekcijos svoris).

Konstrukcinės apkrovos ir stiprumo analizės diagrama

Norėdami apskaičiuoti plytų sienos sieną, jums reikės:

grindų ilgis (tai yra svetainės aukštis) (Vet);
aukštų skaičius (Pokalbiai);
sienos storis (T);
plytų sienos plotis (W);
mūro parametrai (plytų rūšis, plytų prekės ženklas, skiedinio markė);

Sienos plotas (P)

Pagal 15 lentelę<1>būtina nustatyti koeficientą a (elastingumo charakteristika). Koeficientas priklauso nuo plytų ir skiedinio tipo, markės.
Lankstumo indeksas (G)

Priklausomai nuo rodiklių a ir D, pagal 18 lentelę<1>reikia pažvelgti į lenkimo koeficientą f.
Suspaustos dalies aukščio nustatymas

kur e0 yra avarinės padėties rodiklis.

Suspaustos sekcijos dalies ploto radimas

Pszh = P * (1–2 e0 / T)

Suspaustos sienos dalies lankstumo nustatymas

Gszh = šlapias / Wszh

Nustatymas pagal lentelę. aštuoniolika<1>fszh koeficientas, pagrįstas Gszh ir koeficientu a.
Vidutinio fsr koeficiento apskaičiavimas

Fsr = (f + fszh) / 2

Koeficiento ω nustatymas (19 lentelė<1>)

ω = 1 + e / T.<1,45

Pjūvį veikiančios jėgos apskaičiavimas
Stabilumo nustatymas

Y = Kdv * fsr * R * Pszh * ω

Kdv - ilgalaikio poveikio koeficientas

R - mūro atsparumas gniuždymui, galima nustatyti iš 2 lentelės<1>, MPa

Susitaikymas

Mūro stiprumo apskaičiavimo pavyzdys

- Vet - 3,3 m

- Pokalbis - 2

- T - 640 mm

- P - 1300 mm

- mūro parametrai (molio plyta, pagaminta plastiko presavimo būdu, cemento -smėlio skiedinys, plytų klasė - 100, tirpalo klasė - 50)

Plotas (P)

P = 0,64 * 1,3 = 0,832

Pagal 15 lentelę<1>nustatome koeficientą a.

Lankstumas (G)

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

Lenkimo koeficientas (18 lentelė<1>).

Suspaustas aukštis

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

Suspausta sekcijos sritis

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

Suspaustos dalies lankstumas

Gszh = 3,3 / 0,55 = 6

fszh = 0,96
Fsr skaičiavimas

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

Pagal lentelę. 19<1>

ω = 1 + 0,045 / 0,64 = 1,07<1,45

Norint nustatyti tikrąją apkrovą, būtina apskaičiuoti visų konstrukcinių elementų, turinčių įtakos suprojektuotai pastato daliai, svorį.

Stabilumo nustatymas

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

Susitaikymas

Sąlyga įvykdyta, mūro stiprumas ir jo elementų stiprumas yra pakankami

Nepakankamas sienos atsparumas

Ką daryti, jei projektinio sienų atsparumo slėgiui nepakanka? Šiuo atveju būtina sustiprinti sieną armatūra. Žemiau pateikiamas būtinos konstrukcijos, kurios atsparumas gniuždymui, modernizavimo analizės pavyzdys.

Patogumui galite naudoti lentelės duomenis.

Apatinėje eilutėje rodomi sienos, sutvirtintos vielos tinkleliu, kurio skersmuo 3 mm, indikatoriai, kurių ląstelė yra 3 cm, B1 klasė. Kas trečios eilės sutvirtinimas.

Jėgos padidėjimas yra apie 40%. Paprastai šio atsparumo suspaudimui pakanka. Geriau atlikti išsamią analizę, apskaičiuojant stiprumo charakteristikų pokyčius pagal taikomą konstrukcijos stiprinimo metodą.

Žemiau pateikiamas tokio skaičiavimo pavyzdys.

Sienų sutvirtinimo skaičiavimo pavyzdys

Pradiniai duomenys - žr. Ankstesnį pavyzdį.

grindų aukštis - 3,3 m;
sienos storis - 0,640 m;
mūro plotis 1300 m;
būdingos mūro savybės (plytų rūšis - molio plytos, pagamintos presuojant, skiedinio rūšis - cementas su smėliu, plytų klasė - 100, skiedinys - 50)

Šiuo atveju sąlyga Y> = H netenkinama (1.113<1,5).

Būtina padidinti konstrukcijos gniuždymo jėgą ir stiprumą.

Pelnas

k = Y1 / Y = 1,5 / 1,113 = 1,348,

tie. būtina padidinti konstrukcijos stiprumą 34,8%.

Sutvirtinimas gelžbetonine spaustuku

Armatūra pagaminta 0,015 m storio B15 betono spaustuku.Vertikalūs strypai 0,340 m2, gnybtai 0,0283 m2 su 0,150 m žingsniu.

Sustiprintos konstrukcijos skerspjūvio matmenys:

W_1 = 1300 + 2 * 60 = 1,42

T_1 = 640 + 2 * 60 = 0,76

Esant tokiems rodikliams, sąlyga Y> = H yra įvykdyta. Pakanka atsparumo gniuždymui ir konstrukcijos stiprumo.

Patikrinkime kintamo aukšto Vologdos gyvenamojo namo laikančiosios sienos plytų sienos tvirtumą.

Pradiniai duomenys:

Grindų aukštis - Grynasis = 2,8 m;

Aukštų skaičius - 8 aukštai;

Guolių sienų žingsnis yra a = 6,3 m;

Langų angos matmenys yra 1,5x1,8 m;

Sienos sekcijos matmenys yra -1,53x0,68 m;

Vidinis storis - 0,51 m;

Sienos skerspjūvio plotas-A = 1,04m 2;

Grindų plokščių atraminės platformos ilgis vienam mūrui

Medžiagos: sutirštinta priekinė silikatinė plyta (250Ch120Ch88) GOST 379-95, SUL-125/25 klasė, akytas silikatinis akmuo (250Ch120Ch138) GOST 379-95, SRP -150/25 ir sutirštinta tuščiavidurė silikatinė plyta (250x120x88) GOST 379-95 prekės ženklas SURP-150/25. 1-5 aukštų mūrijimui naudojamas cemento-smėlio skiedinys M75, 6-8 aukštų, mūro tankis = 1800 kg / m 3, daugiasluoksnis mūras, izoliacija-putų polistireno prekės ženklas PSB-S-35 n = 35 kg / m3 ( GOST 15588-86). Naudojant daugiasluoksnę mūrą, apkrova bus perduodama į vidinę išorinės sienos verstą, todėl, apskaičiuodami išorinio strypo ir izoliacijos storį, neatsižvelgiame.

Apkrovos surinkimas iš dangos ir grindų pateiktas 2.13, 2.14, 2.15 lentelėse. Dizaino siena parodyta fig. 2.5.

2.12 pav. Dizaino siena: a - planas; b - vertikali sienos dalis; c-skaičiavimo schema; d - momento diagrama

2.13 lentelė. Krovinių surinkimas ant dangos, kN / m 2

Įkelti pavadinimą	Standartinė vertė kN / m2	Apskaičiuota vertė kN / m2
Pastovus: 1. Linokromo TKP sluoksnis, t = 3,7 mm, 1m2 medžiagos svoris 4,6 kg / m2, = 1100 kg / m3 2. HPP linokromo sluoksnis, t = 2,7 mm 1 m2 medžiagos svoris 3,6 kg / m2, = 1100 kg / m3 3. Gruntas „Bituminis gruntas“
4. Cemento-smėlio lygintuvas, t = 40 mm, = 1800 kg / m3 5. keramzito žvyras, t = 180 mm, = 600 kg / m3, 6. Izoliacija-putų polistirenas PSB-S-35, t = 200 mm, = 35 kg / m3 7. Paroizolis 8. Gelžbetoninė grindų plokštė

Laikinas: S0n = 0.7ChSqmChSeChSt = 0.7Ch2.4 1Ch1Ch1

2.14 lentelė. Krovinių surinkimas mansardiniame aukšte, kN / m2

2.15 lentelė. Krovinių surinkimas ant grindų grindų persidengimo, kN / m2

2.16 lentelė. Krovinių surinkimas 1 lm. nuo išorinės sienos t = 680 mm, kN / m2

Krovinio zonos plotį nustatykite pagal formulę 2.12

kur b yra atstumas tarp vidurio linijos ašių, m;

a - grindų plokštės atramos dydis, m.

Sienos pakrovimo zonos ilgis nustatomas pagal formulę (2.13).

kur l yra sienos plotis;

l f - lango angų plotis, m.

Krovinio plotas nustatomas (pagal 2.6 paveikslą) pagal formulę (2.14)

2.13 pav. Sienos apkrovos ploto nustatymo schema

Skaičiuojant pastangas N ant sienos nuo aukštesnių aukštų pirmo aukšto grindų dugno lygyje, atsižvelgiama į krovinių plotą ir esamas apkrovas ant grindų, stogų ir stogų, apkrovą nuo išorinė siena.

2.17 lentelė. Krovinių surinkimas, kN / m

Įkelti pavadinimą	Apskaičiuota vertė kN / m
1. Viršelio dizainas
2. Palėpės aukštas
3. Grindų persidengimas
4. Išorinė siena t = 680 mm

Ekscentriškai suspaustų nesutvirtintų akmens konstrukcijų elementų skaičiavimas turėtų būti atliekamas pagal 13 formulę

Išorinės nešančiosios sienos turi būti bent jau tokio stiprumo, stabilumo, lokalizuoto gniuždymo ir atsparumo šilumai dydžio. Sužinoti kokio storio turi būti plytų siena , reikia paskaičiuoti. Šiame straipsnyje mes apsvarstysime plytų mūro laikomosios galios apskaičiavimą, o kituose straipsniuose - likusius skaičiavimus. Kad nepraleistumėte naujo straipsnio išleidimo, užsiprenumeruokite naujienlaiškį ir po visų skaičiavimų sužinosite, koks turėtų būti sienos storis. Kadangi mūsų įmonė užsiima kotedžų statyba, tai yra mažaaukščių statybomis, mes apsvarstysime visus šios kategorijos skaičiavimus.

Vežėjai vadinamos sienos, kurios suvokia apkrovą iš ant jų esančių grindų plokščių, dangų, sijų ir kt.

Taip pat turėtumėte atsižvelgti į plytų prekės ženklą atsparumui šalčiui. Kadangi kiekvienas bent šimtą metų statosi namą sau, tada esant sausam ir normaliam patalpų drėgmės režimui, priimamas prekės ženklas (M rz) nuo 25 ir daugiau.

Statant namą, kotedžą, garažą, ūkinius pastatus ir kitas konstrukcijas, kuriose yra sausos ir normalios drėgmės sąlygos, išorinėms sienoms rekomenduojama naudoti tuščiavidurius plytus, nes jų šilumos laidumas yra mažesnis nei kietų plytų. Atitinkamai, apskaičiuojant šilumos inžineriją, izoliacijos storis bus mažesnis, o tai sutaupys pinigų perkant. Kietos plytos išorinėms sienoms turėtų būti naudojamos tik tada, kai būtina užtikrinti mūro tvirtumą.

Plytų mūro sutvirtinimas leidžiama tik tuo atveju, jei padidinus plytų ir skiedinio klasę neleidžiama užtikrinti reikiamos laikomosios galios.

Plytų sienos skaičiavimo pavyzdys.

Mūrijimo laikomoji galia priklauso nuo daugelio veiksnių - nuo plytų markės, skiedinio markės, nuo angų ir jų dydžių, nuo sienų lankstumo ir kt. Nešančiosios galios apskaičiavimas prasideda nuo projektavimo schemos apibrėžimo. Skaičiuojant sienas vertikalioms apkrovoms, laikoma, kad siena yra paremta ant atveriamų fiksuotų atramų. Skaičiuojant sienas horizontalioms (vėjo) apkrovoms, siena laikoma standžiai suvaržyta. Svarbu nepainioti šių diagramų, nes momentų diagramos bus skirtingos.

Dizaino skyriaus pasirinkimas.

Tuščiose sienose konstrukcinė dalis yra I-I grindų dugno lygyje su išilgine jėga N ir maksimaliu lenkimo momentu M. Dažnai pavojinga II-II skirsnis, nes lenkimo momentas yra šiek tiek mažesnis už maksimalų ir lygus 2 / 3M, o koeficientai m g ir φ yra minimalūs.

Sienose su angomis sekcija paimama sąramų dugno lygyje.

Pažvelkime į I-I skyrių.

Iš ankstesnio straipsnio Krovinių surinkimas ant pirmo aukšto sienos paimkite gautą bendros apkrovos vertę, į kurią įeina apkrovos iš pirmo aukšto persidengimo P 1 = 1,8 t ir uždengtos grindys G = G n + p 2 + G. 2 = 3.7t:

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

Grindų plokštė remiasi į sieną a = 150 mm atstumu. Išilginė jėga P 1 nuo persidengimo bus a / 3 = 150/3 = 50 mm atstumu. Kodėl 1/3? Kadangi įtempių diagrama po atramos skyriumi bus trikampio formos, o trikampio svorio centras yra tik 1/3 atramos ilgio.

Manoma, kad apkrova, uždengta iš viršutinių G grindų, veikiama centre.

Kadangi apkrova nuo grindų plokštės (P 1) veikiama ne sekcijos centre, o atstumu nuo jos, lygiu:

e = h / 2 - a / 3 = 250 mm / 2 - 150 mm / 3 = 75 mm = 7,5 cm,

tada jis sukurs lenkimo momentą (M) I-I skyriuje. Akimirka yra jėgos ant peties produktas.

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

Tada išilginės jėgos N ekscentriškumas bus:

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

Kadangi atraminė siena yra 25 cm storio, apskaičiuojant reikia atsižvelgti į atsitiktinio ekscentriškumo vertę e ν = 2 cm, tada bendras ekscentriškumas yra:

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

y = h / 2 = 12,5 cm

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

Ekscentriškai suspausto elemento narvelio stiprumas nustatomas pagal formulę:

N ≤ m g φ 1 R A c ω

Šansai m g ir φ 1 nagrinėjamame I-I skyriuje yra lygus 1.

Plyta yra gana tvirta statybinė medžiaga, ypač tvirta, o statant namus su 2–3 aukštais, sienoms, pagamintoms iš paprastų keraminių plytų, paprastai nereikia papildomų skaičiavimų. Nepaisant to, situacijos yra skirtingos, pavyzdžiui, planuojamas dviejų aukštų namas su terasa antrame aukšte. Metalines sijas, ant kurių taip pat bus remiamos metalinės terasos sijos, sutvirtinti planuojama remti ant plytų kolonų, pagamintų iš 3 metrų aukščio tuščiavidurių plytų, bus daugiau 3 metrų aukščio kolonų, ant kurių stovės stogas:

Dėl to kyla natūralus klausimas: koks yra mažiausias stulpelio skerspjūvis, kuris užtikrins reikiamą stiprumą ir stabilumą? Žinoma, idėja išdėstyti molio plytų kolonas, o juo labiau namo sienas, toli gražu nėra nauji ir visi galimi plytų sienų, prieplaukų, stulpų skaičiavimo aspektai, kurie yra kolonos esmė, pakankamai išsamiai išdėstytos SNiP II-22-81 (1995) „Akmens ir armuoto akmens konstrukcijos“. Atliekant skaičiavimus reikia vadovautis šiuo norminiu dokumentu. Žemiau pateiktas skaičiavimas yra ne kas kita, kaip nurodyto SNiP naudojimo pavyzdys.

Norėdami nustatyti stulpelių stiprumą ir stabilumą, turite turėti daug pradinių duomenų, tokių kaip: plytų stiprumo laipsnis, skersinių atramos plotas ant kolonų, kolonų apkrova, skerspjūvis stulpelio sritį, o jei projektavimo etape visa tai nėra žinoma, tai galite padaryti taip:

su centriniu suspaudimu

Suprojektuotas: Terasa, kurios matmenys 5x8 m. Trys stulpeliai (vienas viduryje ir du kraštuose) iš tuščiavidurių plytų, kurių skerspjūvis yra 0,25x0,25 m. Atstumas tarp kolonų ašių yra 4 m. Plytų stipris yra M75.

Naudojant šią projektavimo schemą, didžiausia apkrova bus vidurinėje apatinėje kolonoje. Būtent dėl jos reikėtų pasikliauti jėga. Stulpelio apkrova priklauso nuo daugelio veiksnių, ypač statybos srities. Pavyzdžiui, Sankt Peterburge sniego apkrova ant stogo yra 180 kg / m & sup2, o Rostove prie Dono-80 kg / m & sup2. Atsižvelgiant į paties stogo svorį 50–75 kg / m ir sup2, Puškino, Leningrado srities, stogo apkrova nuo stogo gali būti:

N nuo stogo = (180 1,25 +75) 5 8/4 = 3000 kg arba 3 tonos

Kadangi faktinės apkrovos iš grindų medžiagos ir žmonių, sėdinčių terasoje, baldai ir kt., Dar nėra žinomos, tačiau gelžbetoninė plokštė nėra tiksliai suplanuota, tačiau daroma prielaida, kad grindys bus medinės, nuo atskirai gulinčių briaunų. lentos, tada apskaičiuojant apkrovą iš terasos galima paimti tolygiai paskirstytą 600 kg / m & sup2 apkrovą, tada koncentruota jėga iš terasos, veikianti centrinę koloną, bus:

N nuo terasos = 600 5 8/4 = 6000 kg arba 6 tonos

Kolonų, kurių ilgis 3 m, savitasis svoris bus:

N iš stulpelio = 1500 3 0,38 0,38 = 649,8 kg arba 0,65 tonos

Taigi, visa apkrova vidurinei apatinei kolonai stulpelio skyriuje šalia pamato bus:

N su apsukimu = 3000 + 6000 + 2 · 650 = 10300 kg arba 10,3 tonos

Tačiau šiuo atveju galima atsižvelgti į tai, kad nėra labai didelė tikimybė, kad gyva apkrova nuo sniego, didžiausia žiemą ir laikina grindų apkrova, didžiausia vasarą, bus taikoma vienu metu. Tie. šių apkrovų sumą galima padauginti iš tikimybės koeficiento 0,9, tada:

N su apsukimu = (3000 + 6000) 0,9 + 2 650 = 9400 kg arba 9,4 tonos

Išorinių kolonų projektinė apkrova bus beveik du kartus mažesnė:

N cr = 1500 + 3000 + 1300 = 5800 kg arba 5,8 tonos

2. Plytų mūro stiprumo nustatymas.

Plytų klasė M75 reiškia, kad plyta turi atlaikyti 75 kgf / cm & sup2 apkrovą, tačiau plytų stiprumas ir plytų mūro stiprumas yra skirtingi dalykai. Toliau pateikta lentelė padės jums tai suprasti:

1 lentelė... Apskaičiuoti mūro gniuždymo stipriai

Bet tai dar ne viskas. Visą tą patį SNiP II-22-81 (1995) 3.11 a punktą rekomenduojama, kai stulpų ir sienų plotas yra mažesnis nei 0,3 m ir sup2, konstrukcinės varžos vertę padauginti iš darbo sąlygų koeficiento γ c = 0,8... Ir kadangi mūsų stulpelio skerspjūvio plotas yra 0,25x0,25 = 0,0625 m & sup2, turėsite pasinaudoti šia rekomendacija. Kaip matote, M75 klasės plytų atveju, net naudojant M100 mūro skiedinį, mūro stiprumas neviršys 15 kgf / cm2. Dėl to mūsų stulpelio konstrukcinis atsparumas bus 15 0,8 = 12 kg / cm & sup2, tada didžiausias gniuždymo įtempis bus:

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

Taigi, norėdami užtikrinti reikiamą kolonos stiprumą, naudokite didesnio stiprumo plytą, pavyzdžiui, M150 (apskaičiuotas M100 tirpalo atsparumas gniuždymui bus 22 0,8 = 17,6 kg / cm2) arba padidinkite stulpelio skerspjūvį. pjūvis arba naudokite skersinį mūro sutvirtinimą. Kol kas sutelkime dėmesį į patvaresnės apdailos plytos naudojimą.

3. Mūrinės kolonos stabilumo nustatymas.

Plytų mūro stiprumas ir plytų kolonos stabilumas taip pat yra skirtingi dalykai ir vis tiek yra tas pats SNiP II-22-81 (1995) rekomenduoja nustatyti plytų kolonėlės stabilumą pagal šią formulę:

N ≤ m g φRF (1.1)

m g- koeficientas, atsižvelgiant į ilgalaikės apkrovos poveikį. Šiuo atveju, palyginti, mums pasisekė, nes sekcijos aukštyje h≤ 30 cm, šio koeficiento vertė gali būti lygi 1.

φ - įlinkio koeficientas, priklausomai nuo stulpelio lankstumo λ ... Norėdami nustatyti šį koeficientą, turite žinoti numatomą stulpelio ilgį l o, ir ne visada sutampa su stulpelio aukščiu. Konstrukcijos projektinio ilgio nustatymo subtilybės čia nenurodytos, tik pastebime, kad pagal SNiP II-22-81 (1995) 4.3 punktą: „Sienų ir stulpų projektiniai aukščiai l o nustatant įlinkio koeficientus φ Atsižvelgiant į jų atramos ant horizontalių atramų sąlygas, reikėtų imtis šių veiksmų:

a) su fiksuotomis vyrių atramomis l o = H;

b) su elastinga viršutine atrama ir standžiu suspaudimu apatinėje atramoje: vieno tarpo pastatams l o = 1,5H, daugiapakopiams pastatams l o = 1,25H;

c) laisvai statomoms konstrukcijoms l o = 2H;

d) konstrukcijoms su iš dalies suvaržytomis atraminėmis sekcijomis - atsižvelgiant į faktinį suvaržymo laipsnį, bet ne mažiau l o = 0,8H, kur H- atstumas tarp grindų ar kitų horizontalių atramų, su gelžbetoninėmis horizontaliomis atramomis, atstumas tarp jų šviesoje “.

Iš pirmo žvilgsnio mūsų projektavimo schemą galima laikyti atitinkančia b punkto sąlygas. tai galite pasiimti l o = 1,25H = 1,25 3 = 3,75 metrai arba 375 cm... Tačiau mes galime užtikrintai naudoti šią vertę tik tada, kai apatinė atrama yra tikrai standi. Jei plytų kolona bus išdėstyta ant hidroizoliacinio sluoksnio, pagaminto iš stogo dangos veltinio, uždėto ant pamato, tada tokia atrama turėtų būti laikoma vyriais, o ne standžiai suspausta. Ir šiuo atveju mūsų struktūra plokštumoje, lygiagrečioje sienos plokštumai, yra geometriškai kintama, nes grindų struktūra (atskirai gulinčios lentos) neužtikrina pakankamo standumo nurodytoje plokštumoje. Yra 4 išeities iš šios situacijos:

1. Taikykite iš esmės kitokią dizaino schemą, pavyzdžiui, metalinės kolonos, standžiai įterptos į pamatą, prie kurių bus suvirintos grindų sijos, tada dėl estetinių priežasčių metalinės kolonos gali būti padengtos bet kokios markės plytomis, nes metalas atlaikys visą apkrovą. Tačiau šiuo atveju turite apskaičiuoti metalines kolonas, tačiau galima paimti numatomą ilgį l o = 1,25H.

2. Padarykite kitą persidengimą, pavyzdžiui, iš lakštinių medžiagų, kurios leis šiuo atveju laikyti viršutinę ir apatinę kolonos atramas kaip lankstines l o = H.

3. Padarykite diafragmos standumą plokštumoje, lygiagrečioje sienos plokštumai. Pavyzdžiui, kraštus kloja ne stulpelius, o prieplaukas. Tai taip pat leis laikyti viršutinę ir apatinę kolonos atramas kaip šarnyrines, tačiau šiuo atveju būtina papildomai apskaičiuoti standumo diafragmą.

4. Nepaisykite aukščiau pateiktų variantų ir apskaičiuokite stulpelius kaip laisvai stovinčius su standžia dugno atrama, t.y. l o = 2H... Galų gale senovės graikai statė savo kolonas (nors ir ne iš plytų), nežinodami apie medžiagų atsparumą, nenaudodami metalinių inkarų, ir tuo metu nebuvo tokių kruopščiai parašytų statybos kodeksų, tačiau kai kurios skiltys stovėti ir iki šiol.

Dabar, žinodami apskaičiuotą stulpelio ilgį, galite nustatyti lieknumo koeficientą:

λ h = l o / h (1.2) arba

λ i = l o (1.3)

h- stulpelio sekcijos aukštis arba plotis ir i- sukimosi spindulys.

Iš esmės nėra sunku nustatyti sukimosi spindulį, reikia padalinti pjūvio inercijos momentą iš pjūvio ploto, o tada išgauti kvadratinę šaknį, tačiau šiuo atveju nėra didelio poreikio tai. Taigi λ h = 2 300/25 = 24.

Dabar, žinodami lieknumo koeficiento vertę, pagaliau galime nustatyti išlenkimo faktorių iš lentelės:

2 lentelė... Akmens ir sutvirtintų mūro konstrukcijų įlinkio koeficientai
(pagal SNiP II-22-81 (1995))

Tuo pačiu metu elastinga mūro charakteristika α nustatoma pagal lentelę:

3 lentelė... Elastinė mūro charakteristika α (pagal SNiP II-22-81 (1995))

Dėl to išlinkimo koeficiento vertė bus apie 0,6 (atsižvelgiant į elastinės charakteristikos vertę) α = 1200, pagal 6 punktą). Tada galutinė centrinio stulpelio apkrova bus:

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

Tai reiškia, kad priimto 25x25 cm pjūvio neužtenka, kad būtų užtikrintas apatinio centrinio centrinio suspausto stulpelio stabilumas. Siekiant padidinti stabilumą, optimaliausia būtų padidinti stulpelio sekciją. Pavyzdžiui, jei pusantro plytų viduje išdėstysite stulpelį, kurio tuštuma yra 0,38x0,38 m, tai ne tik padidins kolonos skerspjūvio plotą iki 0,13 m ir sup2 arba 1300 cm & sup2, tačiau kolonos inercijos spindulys taip pat padidės iki i= 11,45 cm... Tada λ i = 600 / 11,45 = 52,4, ir koeficiento vertė φ = 0,8... Šiuo atveju galutinė centrinės kolonos apkrova bus:

N p = m g φγ su RF = 1 0,8 0,8 22 1300 = 18304 kg> N, kai apsisukimų skaičius = 9400 kg

Tai reiškia, kad 38x38 cm pjūvių pakanka, kad būtų užtikrintas apatinės centrinės centrinės suspaustos kolonos stabilumas su paraštėmis, ir netgi galima sumažinti plytų klasę. Pavyzdžiui, naudojant iš pradžių priimtą M75 markę, didžiausia apkrova bus:

N p = m g φγ su RF = 1 0,8 0,8 12 1300 = 9984 kg> N, kai apsisukimų skaičius = 9400 kg

Atrodo, kad viskas, tačiau pageidautina atsižvelgti į dar vieną detalę. Tokiu atveju geriau padaryti pagrindo juostą (vieną visiems trims stulpeliams), o ne stulpelinę (atskirai kiekvienam stulpeliui), kitaip net ir nedidelis pamato nusėdimas sukels papildomus įtempius stulpelio korpuse ir tai gali privesti prie sunaikinimo. Atsižvelgiant į visa tai, kas išdėstyta aukščiau, optimaliausias stulpelių skyrius bus 0,51x0,51 m, o estetiniu požiūriu šis pjūvis yra optimalus. Tokių stulpelių skerspjūvio plotas bus 2601 cm ir sup2.

Plytų kolonos stabilumo apskaičiavimo pavyzdys
su ekscentriniu suspaudimu

Projektuojamo namo kraštutinės kolonos nebus centralizuotai suspaustos, nes sijos ant jų atsirems tik iš vienos pusės. Ir net jei sijos klojamos ant visos kolonos, vis dėlto dėl sijų nukrypimo apkrova nuo grindų ir stogo bus perkelta į kraštines kolonas, esančias ne kolonos sekcijos centre. Kurioje vietoje bus perduotas šios apkrovos rezultatas, priklauso nuo skersinių pasvirimo kampo ant atramų, skersinių ir kolonų elastinių modulių ir daugelio kitų veiksnių. Šis poslinkis vadinamas apkrovos taikymo ekscentriškumu eo. Šiuo atveju mus domina nepalankiausias veiksnių derinys, kai apkrova nuo grindų iki kolonų bus perduodama kuo arčiau stulpelio krašto. Tai reiškia, kad, be pačios apkrovos, kolonas taip pat paveiks lenkimo momentas, lygus M = Ne, ir į šį dalyką reikia atsižvelgti skaičiuojant. Apskritai stabilumo bandymus galima atlikti naudojant šią formulę:

N = FRF - MF / W (2.1)

W- sekcijos pasipriešinimo momentas. Tokiu atveju apatinių kraštutinių kolonų apkrova nuo stogo paprastai gali būti laikoma centralizuotai veikiančia, o ekscentriškumą sukurs tik apkrova nuo grindų. Su 20 cm ekscentriškumu

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

Taigi, net ir esant labai dideliam apkrovos ekscentriškumui, mes turime daugiau nei du kartus didesnę saugos ribą.

Pastaba: SNiP II-22-81 (1995) „Akmeninės ir sutvirtintos mūro konstrukcijos“ rekomenduoja naudoti kitą pjūvio apskaičiavimo metodą, atsižvelgiant į akmens konstrukcijų ypatybes, tačiau rezultatas bus maždaug toks pat, todėl rekomenduojamas skaičiavimo metodas SNiP čia nepateikta.