Comment calculer la stabilité des murs en maçonnerie. Calcul d'une colonne en brique pour la résistance et la stabilité Capacité portante de la maçonnerie

Il est nécessaire de déterminer la capacité portante calculée d'une section de mur d'un bâtiment avec une conception structurelle rigide*

Calcul de la capacité portante d'une section d'un mur porteur d'un bâtiment à conception structurelle rigide.

Une force longitudinale calculée est appliquée à une section d'un mur de section rectangulaire N= 165 kN (16,5 tf), sous des charges à long terme N g= 150 kN (15 tf), à court terme N St= 15 kN (1,5 tf). La dimension de la section est de 0,40x1,00 m, la hauteur du sol est de 3 m, les supports inférieurs et supérieurs du mur sont articulés et fixes. Le mur est conçu à partir de blocs à quatre couches de résistance de conception M50, en utilisant du mortier de qualité de conception M50.

Il est nécessaire de vérifier la capacité portante d'un élément de mur au milieu de la hauteur du sol lors de la construction d'un bâtiment dans des conditions estivales.

Conformément à l'article, pour les murs porteurs d'une épaisseur de 0,40 m, l'excentricité aléatoire ne doit pas être prise en compte. Nous effectuons le calcul en utilisant la formule

N ≤ m g  R.A.  ,

Où N- force longitudinale de conception.

L'exemple de calcul donné dans cette annexe est réalisé selon les formules, tableaux et paragraphes du SNiP P-22-81* (donnés entre crochets) et de ces Recommandations.

Surface de la section transversale de l'élément

UN= 0,40 ∙ 1,0 = 0,40m.

Calculer la résistance à la compression de la maçonnerie R. selon le Tableau 1 des présentes Recommandations, en tenant compte du coefficient des conditions de fonctionnement  Avec= 0,8, voir paragraphe, est égal à

R.= 9,2-0,8 = 7,36 kgf/cm2 (0,736 MPa).

L'exemple de calcul donné dans cette annexe est réalisé selon les formules, tableaux et paragraphes du SNiP P-22-81* (donnés entre crochets) et de ces Recommandations.

La longueur estimée de l'élément selon le dessin, p.

je 0 = Η = Z m.

La flexibilité de l'élément est

.

Caractéristiques élastiques de la maçonnerie  , adopté selon ces « Recommandations », est égal à

Coefficient de flambage  déterminé à partir du tableau.

Le coefficient prenant en compte l'influence de la charge à long terme avec une épaisseur de paroi de 40 cm est pris m g = 1.

Coefficient  pour la maçonnerie de blocs à quatre couches, il est pris selon le tableau. égal à 1,0.

Capacité portante de calcul de la section de mur N ccégal à

N cc= mg m g ∙ ∙R.∙UN∙ =1,0 ∙ 0,9125 ∙ 0,736 ∙ 10 3 ∙ 0,40 ∙ 1,0 = 268,6 kN (26,86 tf).

Force longitudinale de conception N moins N cc :

N= 165 kN< N cc= 268,6 kN.

Le mur répond donc aux exigences de capacité portante.

II exemple de calcul de la résistance au transfert de chaleur des murs d'un bâtiment constitués de blocs à quatre couches thermiquement efficaces

Exemple. Déterminez la résistance au transfert de chaleur d'un mur de 400 mm d'épaisseur constitué de blocs à quatre couches thermiquement efficaces. La surface intérieure du mur côté pièce est recouverte de plaques de plâtre.

Le mur est conçu pour des pièces avec une humidité normale et un climat extérieur modéré, la zone de construction est Moscou et la région de Moscou.

Lors du calcul, nous acceptons la maçonnerie à partir de blocs à quatre couches avec des couches présentant les caractéristiques suivantes :

Couche intérieure - béton d'argile expansée de 150 mm d'épaisseur, densité 1800 kg/m 3 -  = 0,92 W/m ∙ 0 C ;

Couche extérieure - béton d'argile expansé poreux de 80 mm d'épaisseur, densité 1800 kg/m 3 -  = 0,92 W/m ∙ 0 C ;

Couche d'isolation thermique - polystyrène de 170 mm d'épaisseur,  - 0,05 W/m ∙ 0 C ;

Enduit sec à base de plaques de revêtement en plâtre de 12 mm d'épaisseur -  = 0,21 W/m ∙ 0 C.

La résistance réduite au transfert de chaleur du mur extérieur est calculée sur la base de l'élément structurel principal le plus répété dans le bâtiment. La conception du mur du bâtiment avec l'élément structurel principal est illustrée à la Fig. 2, 3. La résistance réduite au transfert de chaleur requise du mur est déterminée conformément au SNiP 23-02-2003 « Protection thermique des bâtiments », sur la base de l'énergie conditions d'économie selon le tableau 1b* pour les bâtiments résidentiels.

Pour les conditions de Moscou et de la région de Moscou, la résistance requise au transfert de chaleur des murs du bâtiment (étape II)

GSOP = (20 + 3,6)∙213 = 5027 degrés. jours

Résistance totale au transfert de chaleur R. o la conception du mur adoptée est déterminée par la formule

,(1)

Où Et - les coefficients de transfert thermique de la surface intérieure et extérieure du mur,

accepté selon SNiP 23-2-2003 - 8,7 W/m 2 ∙ 0 C et 23 W/m 2 ∙ 0 C

respectivement;

R. 1 ,R. 2 ...R. n- résistance thermique des couches individuelles de structures en blocs

 n- épaisseur de couche (m) ;

 n- coefficient de conductivité thermique de la couche (W/m 2 ∙ 0 C)

= 3,16 m 2 ∙ 0 C/O.

Déterminer la résistance réduite au transfert de chaleur du mur R. o sans couche intérieure de plâtre.

R. o =
= 0,115 + 0,163 + 3,4 + 0,087 + 0,043 = 3,808 m 2 ∙ 0 C/O.

S'il est nécessaire d'utiliser une couche de plâtre interne composée de plaques de plâtre du côté de la pièce, la résistance au transfert thermique du mur augmente de

R. pièces. =
= 0,571 m 2 ∙ 0 C/O.

La résistance thermique du mur sera

R. o= 3,808 + 0,571 = 4,379 m 2 ∙ 0 C/O.

Ainsi, la conception d'un mur extérieur constitué de blocs à quatre couches thermiquement efficaces de 400 mm d'épaisseur avec une couche de plâtre interne de plaques de plâtre de 12 mm d'épaisseur et d'une épaisseur totale de 412 mm a une résistance au transfert de chaleur réduite égale à 4,38 m 2 ∙ 0 C/W et satisfait aux exigences relatives aux qualités d'isolation thermique des structures d'enceinte extérieures des bâtiments dans les conditions climatiques de Moscou et de la région de Moscou.

Les murs porteurs extérieurs doivent, au minimum, être conçus pour assurer leur solidité, leur stabilité, leur effondrement local et leur résistance au transfert de chaleur. Pour découvrir quelle doit être l'épaisseur d'un mur de briques ? , vous devez le calculer. Dans cet article, nous examinerons le calcul de la capacité portante de la maçonnerie et, dans les articles suivants, nous examinerons d'autres calculs. Pour ne pas manquer la sortie d'un nouvel article, abonnez-vous à la newsletter et vous découvrirez quelle doit être l'épaisseur du mur après tous les calculs. Étant donné que notre entreprise est engagée dans la construction de chalets, c'est-à-dire des constructions de faible hauteur, nous considérerons tous les calculs spécifiquement pour cette catégorie.

Palier sont appelés murs qui supportent la charge des dalles de plancher, des revêtements, des poutres, etc.

Vous devez également prendre en compte la marque de la brique pour sa résistance au gel. Puisque chacun se construit une maison pendant au moins cent ans, dans des conditions sèches et d'humidité normales des locaux, une note (M rz) de 25 et plus est acceptée.

Lors de la construction d'une maison, d'un chalet, d'un garage, de dépendances et d'autres structures dans des conditions d'humidité sèches et normales, il est recommandé d'utiliser des briques creuses pour les murs extérieurs, car sa conductivité thermique est inférieure à celle des briques pleines. Ainsi, lors des calculs d'ingénierie thermique, l'épaisseur de l'isolant sera moindre, ce qui permettra d'économiser de l'argent lors de son achat. Les briques pleines pour murs extérieurs ne doivent être utilisées que lorsqu'il est nécessaire d'assurer la solidité de la maçonnerie.

Renforcement de la maçonnerie n'est autorisé que si l'augmentation de la qualité de la brique et du mortier ne fournit pas la capacité portante requise.

Un exemple de calcul d'un mur de briques.

La capacité portante de la maçonnerie dépend de nombreux facteurs : la marque de la brique, la marque du mortier, la présence d'ouvertures et leurs dimensions, la flexibilité des murs, etc. Le calcul de la capacité portante commence par la détermination du schéma de conception. Lors du calcul des murs pour les charges verticales, le mur est considéré comme soutenu par des supports articulés et fixes. Lors du calcul des murs pour les charges horizontales (vent), le mur est considéré comme rigidement serré. Il est important de ne pas confondre ces diagrammes, car les diagrammes des moments seront différents.

Sélection de la section de conception.

Dans les murs pleins, la section de calcul est considérée comme la section I-I au niveau du bas du plancher avec une force longitudinale N et un moment de flexion maximal M. C'est souvent dangereux sections II-II, puisque le moment fléchissant est légèrement inférieur au maximum et est égal à 2/3M, et que les coefficients m g et φ sont minimes.

Dans les murs comportant des ouvertures, la section est prise au niveau du bas des linteaux.

Regardons la section I-I.

De l'article précédent Collecte de charges sur le mur du premier étage Prenons la valeur résultante de la charge totale, qui comprend la charge du plancher du premier étage P 1 = 1,8 t et les étages sus-jacents G = G p+P 2 +G 2 = 3,7 tonnes :

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

La dalle de plancher repose sur le mur à une distance de a=150 mm. La force longitudinale P 1 du plafond sera à une distance a / 3 = 150 / 3 = 50 mm. Pourquoi 1/3 ? Car le diagramme de contraintes sous la section support aura la forme d'un triangle, et le centre de gravité du triangle est situé à 1/3 de la longueur du support.

La charge des planchers sus-jacents G est considérée comme étant appliquée de manière centrale.

Puisque la charge de la dalle de plancher (P 1) n'est pas appliquée au centre de la section, mais à une distance de celle-ci égale à :

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

alors cela créera un moment de flexion (M) dans la section I-I. Le moment est le produit de la force et du bras.

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

Alors l’excentricité de la force longitudinale N sera :

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

Le mur porteur ayant une épaisseur de 25 cm, le calcul doit prendre en compte la valeur de l'excentricité aléatoire e ν = 2 cm, alors l'excentricité totale est égale à :

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

y=h/2=12,5 cm

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

La résistance de la maçonnerie d'un élément comprimé de manière excentrique est déterminée par la formule :

N ≤ m g φ 1 R A c ω

Chances m g Et φ 1 dans la section considérée, I-I sont égaux à 1.

Figure 1. Schéma de calcul des colonnes en briques du bâtiment conçu.

Une question naturelle se pose : quelle est la section minimale des colonnes qui assurera la résistance et la stabilité requises ? Bien entendu, l'idée de poser des colonnes en briques d'argile, et plus encore les murs d'une maison, est loin d'être nouvelle et tous les aspects possibles des calculs des murs en briques, des piliers, des piliers, qui sont l'essence de la colonne , sont décrits de manière suffisamment détaillée dans SNiP II-22-81 (1995) "Structures en pierre et en pierre renforcée". C'est ce document réglementaire qui doit servir de guide lors des calculs. Le calcul ci-dessous n'est rien de plus qu'un exemple d'utilisation du SNiP spécifié.

Pour déterminer la résistance et la stabilité des colonnes, vous devez disposer de nombreuses données initiales, telles que : la marque de la brique en termes de résistance, la zone d'appui des barres transversales sur les colonnes, la charge sur les colonnes , la section transversale de la colonne, et si rien de tout cela n'est connu au stade de la conception, vous pouvez procéder comme suit :

Un exemple de calcul de stabilité d'une colonne en brique sous compression centrale

Conçu:

Dimensions de la terrasse 5x8 m. Trois colonnes (une au milieu et deux sur les bords) en brique creuse de parement d'une section de 0,25x0,25 m. La distance entre les axes des colonnes est de 4 m. la brique est M75.

Conditions préalables au calcul :

.

Avec ce schéma de conception, la charge maximale sera sur la colonne inférieure centrale. C’est exactement sur cela que vous devez compter pour avoir de la force. La charge sur la colonne dépend de nombreux facteurs, notamment de la zone de construction. Par exemple, à Saint-Pétersbourg, elle est de 180 kg/m2 et à Rostov-sur-le-Don de 80 kg/m2. En tenant compte du poids du toit lui-même de 50 à 75 kg/m2, la charge sur la colonne du toit pour Pouchkine, région de Léningrad peut être :

N depuis le toit = ​​(180 1,25 + 75) 5 8/4 = 3000 kg ou 3 tonnes

Étant donné que les charges actuelles du matériau du sol et des personnes assises sur la terrasse, des meubles, etc. ne sont pas encore connues, une dalle en béton armé n'est certainement pas prévue et on suppose que le sol sera en bois, avec des bords posés séparément. planches, alors pour calculer la charge de la terrasse vous pouvez accepter une charge uniformément répartie de 600 kg/m2, alors la force concentrée de la terrasse agissant sur la colonne centrale sera :

N depuis la terrasse = 600 5 8/4 = 6000 kg ou 6 tonnes

Le poids mort des colonnes de 3 m de long sera :

N de la colonne = 1500 3 0,38 0,38 = 649,8 kg ou 0,65 tonnes

Ainsi, la charge totale sur le poteau inférieur du milieu dans la section du poteau proche de la fondation sera :

N avec rev = 3000 + 6000 + 2 650 = 10300 kg soit 10,3 tonnes

Cependant, dans ce cas, on peut tenir compte du fait qu'il n'y a pas une très grande probabilité que la charge temporaire de neige, maximale en hiver, et la charge temporaire sur le sol, maximale en été, soient appliquées simultanément. Ceux. la somme de ces charges peut être multipliée par un coefficient de probabilité de 0,9, alors :

N avec rev = (3000 + 6000) 0,9 + 2 650 = 9400 kg ou 9,4 tonnes

La charge de conception sur les colonnes extérieures sera presque deux fois inférieure :

N cr = 1500 + 3000 + 1300 = 5800 kg ou 5,8 tonnes

2. Détermination de la résistance de la maçonnerie.

La qualité de brique M75 signifie que la brique doit résister à une charge de 75 kgf/cm 2, cependant, la résistance de la brique et la résistance de la maçonnerie sont deux choses différentes. Le tableau suivant vous aidera à comprendre cela :

Tableau 1. Résistance à la compression calculée pour la maçonnerie (selon SNiP II-22-81 (1995))

Mais ce n'est pas tout. Toujours pareil SNiP II-22-81 (1995) clause 3.11 a) recommande que pour la superficie des piliers et piles inférieure à 0,3 m 2, multipliez la valeur de la résistance de conception par facteur conditions de travail ys =0,8. Et comme la section transversale de notre colonne est de 0,25x0,25 = 0,0625 m2, nous devrons utiliser cette recommandation. Comme vous pouvez le constater, pour les briques de qualité M75, même en utilisant du mortier de maçonnerie M100, la résistance de la maçonnerie ne dépassera pas 15 kgf/cm2. En conséquence, la résistance calculée pour notre colonne sera de 15·0,8 = 12 kg/cm2, alors la contrainte de compression maximale sera :

10300/625 = 16,48 kg/cm2 > R = 12 kgf/cm2

Ainsi, pour assurer la résistance requise de la colonne, il faut soit utiliser une brique de plus grande résistance, par exemple M150 (la résistance à la compression calculée pour le mortier de qualité M100 sera de 22,0,8 = 17,6 kg/cm2), soit augmenter la section transversale de la colonne ou utiliser un renforcement transversal de la maçonnerie. Pour l’instant, concentrons-nous sur l’utilisation de briques de parement plus durables.

3. Détermination de la stabilité d'une colonne en brique.

La résistance de la maçonnerie et la stabilité d'une colonne en brique sont également des choses différentes et toujours les mêmes. SNiP II-22-81 (1995) recommande de déterminer la stabilité d'une colonne en brique à l'aide de la formule suivante:

N ≤ m g φRF (1.1)

Où m g- coefficient prenant en compte l'influence de la charge à long terme. Dans ce cas, nous avons eu relativement de la chance, car à la hauteur de la section h≈ 30 cm, la valeur de ce coefficient peut être prise égale à 1.

Note: En fait, avec le coefficient m g, tout n'est pas si simple ; les détails peuvent être trouvés dans les commentaires de l'article.

φ - coefficient de flexion longitudinale, en fonction de la flexibilité du poteau λ . Pour déterminer ce coefficient, vous devez connaître la longueur estimée de la colonne je 0 , et cela ne coïncide pas toujours avec la hauteur de la colonne. Les subtilités de la détermination de la longueur de conception d'une structure sont exposées séparément ; nous notons ici seulement que selon le SNiP II-22-81 (1995) clause 4.3 : « Hauteurs calculées des murs et des piliers je 0 lors de la détermination des coefficients de flambement φ en fonction des conditions de support sur des supports horizontaux, il convient de prendre les mesures suivantes :

a) avec supports articulés fixes je 0 = N;

b) avec support supérieur élastique et pincement rigide dans le support inférieur : pour les bâtiments à travée unique je 0 = 1,5H, pour bâtiments à plusieurs travées je 0 = 1,25H;

c) pour les structures autoportantes je 0 = 2H;

d) pour les structures avec sections de support partiellement pincées - en tenant compte du degré réel de pincement, mais pas moins je 0 = 0,8N, Où N- la distance entre les planchers ou autres supports horizontaux, avec les supports horizontaux en béton armé, la distance libre entre eux."

A première vue, notre schéma de calcul peut être considéré comme satisfaisant aux conditions du point b). c'est-à-dire que tu peux le prendre je 0 = 1,25H = 1,25 3 = 3,75 mètres ou 375 cm. Cependant, on ne peut utiliser en toute confiance cette valeur que dans le cas où le support inférieur est réellement rigide. Si une colonne de brique est posée sur une couche d'imperméabilisation en feutre de toiture posée sur la fondation, un tel support doit alors plutôt être considéré comme articulé plutôt que rigidement serré. Et dans ce cas, notre conception dans un plan parallèle au plan du mur est géométriquement variable, car la structure du sol (planches posées séparément) n'offre pas une rigidité suffisante dans le plan spécifié. Il existe 4 solutions possibles pour sortir de cette situation :

1. Appliquer un schéma de conception fondamentalement différent

par exemple - des colonnes métalliques, rigidement encastrées dans la fondation, auxquelles seront soudées les poutres de plancher ; alors, pour des raisons esthétiques, les colonnes métalliques peuvent être recouvertes de briques de parement de n'importe quelle marque, puisque toute la charge sera supportée par le métal . Dans ce cas, il est vrai que les colonnes métalliques doivent être calculées, mais la longueur calculée peut être prise je 0 = 1,25H.

2. Faire un autre chevauchement,

par exemple, à partir de matériaux en feuille, ce qui permettra de considérer à la fois les supports supérieur et inférieur de la colonne comme articulés, dans ce cas je 0 = H.

3. Réaliser un diaphragme de rigidification

dans un plan parallèle au plan du mur. Par exemple, le long des bords, ne disposez pas de colonnes, mais plutôt de piliers. Cela nous permettra également de considérer les supports supérieur et inférieur de la colonne comme articulés, mais dans ce cas, il est nécessaire de calculer en plus le diaphragme de rigidité.

4. Ignorez les options ci-dessus et calculez les colonnes comme étant autoportantes avec un support inférieur rigide, c'est-à-dire je 0 = 2H

En fin de compte, les anciens Grecs ont érigé leurs colonnes (bien qu'elles ne soient pas en brique) sans aucune connaissance de la résistance des matériaux, sans utiliser d'ancrages métalliques, et il n'existait pas de codes et de réglementations de construction aussi soigneusement écrits à cette époque. certaines colonnes existent encore aujourd'hui.

Maintenant, connaissant la longueur de conception du poteau, vous pouvez déterminer le coefficient de flexibilité :

λ h = je 0 /h (1.2) ou

λ je = je 0 /je (1.3)

Où h- hauteur ou largeur de la section de colonne, et je- rayon d'inertie.

Déterminer le rayon d'inertie n'est, en principe, pas difficile ; il faut diviser le moment d'inertie de la section par l'aire de la section transversale, puis prendre la racine carrée du résultat, mais dans ce cas, ce n'est pas très nécessaire pour ça. Ainsi λ h = 2 300/25 = 24.

Maintenant, connaissant la valeur du coefficient de flexibilité, vous pouvez enfin déterminer le coefficient de flambement à partir du tableau :

Tableau 2. Coefficients de flambement pour les structures en maçonnerie et en maçonnerie armée (selon SNiP II-22-81 (1995))

Dans ce cas, les caractéristiques élastiques de la maçonnerie α déterminé par le tableau :

Tableau 3. Caractéristiques élastiques de la maçonnerie α (selon SNiP II-22-81 (1995))

En conséquence, la valeur du coefficient de flexion longitudinale sera d'environ 0,6 (avec la valeur caractéristique élastique α = 1200, selon le paragraphe 6). Alors la charge maximale sur la colonne centrale sera :

N р = m g φγ avec RF = 1х0,6х0,8х22х625 = 6600 kg< N с об = 9400 кг

Cela signifie que la section transversale adoptée de 25x25 cm n'est pas suffisante pour assurer la stabilité de la colonne centrale inférieure comprimée centralement. Pour augmenter la stabilité, il est préférable d'augmenter la section transversale de la colonne. Par exemple, si vous disposez une colonne avec un vide à l'intérieur d'une brique et demie, mesurant 0,38x0,38 m, non seulement la section transversale de la colonne augmentera à 0,13 m2 ou 1300 cm2, mais le rayon d'inertie de la colonne augmentera également jusqu'à je= 11,45 cm. Alors λi = 600/11,45 = 52,4, et la valeur du coefficient φ = 0,8. Dans ce cas, la charge maximale sur la colonne centrale sera :

N r = m g φγ avec RF = 1x0,8x0,8x22x1300 = 18304 kg > N avec rev = 9400 kg

Cela signifie qu'une section de 38x38 cm est suffisante pour assurer la stabilité de la colonne centrale inférieure comprimée au centre et qu'il est même possible de réduire la qualité de la brique. Par exemple, avec le grade M75 initialement adopté, la charge maximale sera :

N r = m g φγ avec RF = 1x0,8x0,8x12x1300 = 9984 kg > N avec rev = 9400 kg

Cela semble être tout, mais il convient de prendre en compte un détail supplémentaire. Dans ce cas, il est préférable de réaliser la bande de fondation (unie pour les trois colonnes) plutôt que en colonnes (séparément pour chaque colonne), sinon même un léger affaissement de la fondation entraînera des contraintes supplémentaires dans le corps de la colonne et cela peut conduire à la destruction. Compte tenu de tout ce qui précède, la section la plus optimale des colonnes sera de 0,51x0,51 m, et d'un point de vue esthétique, une telle section est optimale. La section transversale de ces colonnes sera de 2601 cm2.

Un exemple de calcul de stabilité d'une colonne de brique sous compression excentrique

Les colonnes extérieures de la maison conçue ne seront pas comprimées de manière centrale, puisque les barres transversales ne reposeront dessus que d'un côté. Et même si les barres transversales sont posées sur toute la colonne, en raison de la déviation des barres transversales, la charge du sol et du toit sera transférée aux colonnes extérieures qui ne se trouvent pas au centre de la section de colonne. L'endroit exact où la résultante de cette charge sera transmise dépend de l'angle d'inclinaison des barres transversales sur les supports, du module d'élasticité des barres transversales et des colonnes et d'un certain nombre d'autres facteurs, qui sont discutés en détail dans l'article "Calcul de la section de support d'une poutre pour porter". Ce déplacement est appelé excentricité de l'application de la charge e o. Dans ce cas, nous nous intéressons à la combinaison de facteurs la plus défavorable, dans laquelle la charge du sol aux colonnes sera transférée le plus près possible du bord de la colonne. Cela signifie qu'en plus de la charge elle-même, les poteaux seront également soumis à un moment de flexion égal à M = Néo, et ce point doit être pris en compte lors du calcul. En général, les tests de stabilité peuvent être effectués à l'aide de la formule suivante :

N = φRF - MF/W (2.1)

Où W- moment de résistance de la section. Dans ce cas, la charge sur les colonnes inférieures les plus extérieures du toit peut être conditionnellement considérée comme appliquée de manière centrale, et l'excentricité ne sera créée que par la charge du sol. À l'excentricité 20 cm

N р = φRF - MF/W =1x0,8x0,8x12x2601- 3000 20 2601· 6/51 3 = 19975, 68 - 7058,82 = 12916,9 kg >Ncr = 5800 kg

Ainsi, même avec une très grande excentricité d’application de la charge, nous disposons d’une marge de sécurité plus du double.

Remarque : SNiP II-22-81 (1995) « Structures en pierre et maçonnerie renforcée » recommande d'utiliser une méthode différente pour calculer la section, en tenant compte des caractéristiques des structures en pierre, mais le résultat sera à peu près le même, donc je ne le fais pas présentez ici la méthode de calcul préconisée par le SNiP.

La nécessité de calculer la maçonnerie lors de la construction d'une maison privée est évidente pour tout développeur. Dans la construction de bâtiments résidentiels, du clinker et des briques rouges sont utilisés ; des briques de finition sont utilisées pour créer un aspect attrayant de la surface extérieure des murs. Chaque marque de brique a ses propres paramètres et propriétés spécifiques, mais la différence de taille entre les différentes marques est minime.

La quantité maximale de matériau peut être calculée en déterminant le volume total des murs et en le divisant par le volume d'une brique.

Les briques de clinker sont utilisées pour la construction de maisons de luxe. Il a une densité élevée, une apparence attrayante et une résistance élevée. Utilisation limitée en raison du coût élevé du matériau.

Le matériau le plus populaire et le plus demandé est la brique rouge. Il a une résistance suffisante avec une densité relativement faible, est facile à traiter et est peu sensible aux influences environnementales. Inconvénients - surfaces bâclées avec une rugosité élevée, capacité à absorber l'eau en cas d'humidité élevée. Dans des conditions normales de fonctionnement, cette capacité ne se manifeste pas.

Il existe deux méthodes pour poser des briques :

• tychkovy;
• cuillère

Lors de la pose selon la méthode bout à bout, la brique est posée en travers du mur. L'épaisseur du mur doit être d'au moins 250 mm. La surface extérieure du mur sera constituée des surfaces d'extrémité du matériau.

Avec la méthode à la cuillère, la brique est posée dans le sens de la longueur. La surface latérale apparaît à l'extérieur. En utilisant cette méthode, vous pouvez disposer des murs en demi-briques de 120 mm d'épaisseur.

Ce qu'il faut savoir pour calculer

La quantité maximale de matériau peut être calculée en déterminant le volume total des murs et en le divisant par le volume d'une brique. Le résultat obtenu sera approximatif et surestimé. Pour un calcul plus précis, les facteurs suivants doivent être pris en compte :

• taille des joints de maçonnerie ;
• dimensions exactes du matériau ;
• épaisseur de tous les murs.

Bien souvent, pour diverses raisons, les fabricants ne maintiennent pas des tailles de produits standard. Selon GOST, les briques de maçonnerie rouges doivent avoir des dimensions de 250x120x65 mm. Pour éviter les erreurs et les coûts de matériaux inutiles, il est conseillé de vérifier auprès des fournisseurs les dimensions des briques disponibles.

L'épaisseur optimale des murs extérieurs pour la plupart des régions est de 500 mm, soit 2 briques. Cette taille assure une grande solidité du bâtiment et une bonne isolation thermique. L'inconvénient est le poids important de la structure et, par conséquent, la pression sur les fondations et les couches inférieures de maçonnerie.

La taille du joint de maçonnerie dépendra principalement de la qualité du mortier.

Si vous utilisez du sable à gros grains pour préparer le mélange, la largeur du joint augmentera ; avec du sable à grain fin, le joint peut être rendu plus fin. L'épaisseur optimale des joints de maçonnerie est de 5 à 6 mm. Si nécessaire, il est permis de réaliser des coutures d'une épaisseur de 3 à 10 mm. En fonction de la taille des joints et de la méthode de pose de la brique, vous pouvez en conserver une partie.

Par exemple, prenons une épaisseur de joint de 6 mm et la méthode à la cuillère pour poser des murs en briques. Si l'épaisseur du mur est de 0,5 m, vous devez poser 4 briques de large.

La largeur totale des interstices sera de 24 mm. La pose de 10 rangées de 4 briques donnera une épaisseur totale de tous les interstices de 240 mm, ce qui équivaut presque à la longueur d'un produit standard. La superficie totale de la maçonnerie sera d'environ 1,25 m2. Si les briques sont posées étroitement, sans espaces, 240 pièces rentrent dans 1 m2. Compte tenu des écarts, la consommation de matière sera d'environ 236 pièces.

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Méthode de calcul pour les murs porteurs

Lors de la planification des dimensions extérieures d'un bâtiment, il est conseillé de choisir des valeurs multiples de 5. Avec de tels nombres, il est plus facile d'effectuer des calculs, puis de les réaliser dans la réalité. Lors de la planification de la construction de 2 étages, vous devez calculer la quantité de matériau par étapes pour chaque étage.

Tout d’abord, le calcul des murs extérieurs du premier étage est effectué. Par exemple, vous pouvez prendre un bâtiment avec les dimensions :

• longueur = 15 m ;
• largeur = 10 m ;
• hauteur = 3 m ;
• L'épaisseur des murs est de 2 briques.

À l'aide de ces dimensions, vous devez déterminer le périmètre du bâtiment :

(15 + 10) x 2 = 50

3 x 50 = 150 m2

En calculant la superficie totale, vous pouvez déterminer la quantité maximale de briques pour construire un mur. Pour ce faire, il faut multiplier le nombre de briques préalablement déterminé pour 1 m2 par la surface totale :

236 x 150 = 35 400

Le résultat n'est pas concluant, les murs doivent comporter des ouvertures pour l'installation des portes et fenêtres. Le nombre de portes d'entrée peut varier. Les petites maisons privées ont généralement une seule porte. Pour les grands bâtiments, il est conseillé de prévoir deux entrées. Le nombre de fenêtres, leurs dimensions et leur emplacement sont déterminés par l'aménagement intérieur du bâtiment.

A titre d'exemple, vous pouvez prendre 3 ouvertures de fenêtres par mur de 10 mètres, 4 par murs de 15 mètres. Il est conseillé de rendre l'un des murs vierge, sans ouvertures. Le volume des portes peut être déterminé par des dimensions standard. Si les dimensions diffèrent des dimensions standard, le volume peut être calculé à l'aide des dimensions hors tout, en y ajoutant la largeur de l'espace d'installation. Pour calculer, utilisez la formule :

2 x (A x B) x 236 = C

où : A est la largeur de la porte, B est la hauteur, C est le volume en nombre de briques.

En remplaçant les valeurs standards, on obtient :

2 x (2 x 0,9) x 236 = 849 pièces.

Le volume des ouvertures de fenêtres est calculé de la même manière. Avec des fenêtres de 1,4 x 2,05 m, le volume sera de 7 450 pièces. Déterminer le nombre de briques par écart de température est simple : il faut multiplier la longueur du périmètre par 4. Le résultat est de 200 pièces.

35400 — (200 + 7450 + 849) = 26 901.

Vous devez acheter la quantité requise avec une petite marge, car des erreurs et autres situations imprévues sont possibles pendant le fonctionnement.

V.V. Gabrusenko

Les normes de conception (SNiP II-22-81) permettent de prendre l'épaisseur minimale des murs porteurs en pierre pour la maçonnerie du groupe I dans la plage allant de 1/20 à 1/25 de la hauteur du sol. Avec une hauteur de sol allant jusqu'à 5 m, un mur de briques d'une épaisseur de seulement 250 mm (1 brique) s'intègre bien dans ces restrictions, ce que les concepteurs utilisent - surtout souvent récemment.

Du point de vue des exigences formelles, les concepteurs agissent sur une base tout à fait légale et résistent vigoureusement lorsque quelqu'un tente de perturber leurs intentions.

Pendant ce temps, les parois minces réagissent le plus fortement à toutes sortes d’écarts par rapport aux caractéristiques de conception. De plus, même ceux qui sont officiellement autorisés par les Normes pour la production et l'acceptation des travaux (SNiP 3.03.01-87). Il s'agit notamment : des écarts des murs par déplacement des axes (10 mm), par épaisseur (15 mm), par écart d'un étage par rapport à la verticale (10 mm), par déplacement des supports des dalles de plancher dans le plan (6...8 mm ), etc.

Considérons à quoi conduisent ces écarts en prenant l'exemple d'un mur intérieur de 3,5 m de haut et de 250 mm d'épaisseur en brique de grade 100 sur mortier de grade 75, supportant une charge de calcul du plancher de 10 kPa (dalles d'une portée de 6 m des deux côtés) et le poids des murs sus-jacents . Le mur est conçu pour une compression centrale. Sa capacité portante calculée, déterminée selon le SNiP II-22-81, est de 309 kN/m.

Supposons que la paroi inférieure soit décalée de l'axe de 10 mm vers la gauche, et que la paroi supérieure soit décalée de 10 mm vers la droite (figure). De plus, les dalles de plancher sont décalées de 6 mm vers la droite de l'axe. C'est-à-dire la charge du sol N°1= 60 kN/m est appliqué avec une excentricité de 16 mm et la charge provient du mur sus-jacent N 2- avec une excentricité de 20 mm, alors l'excentricité de la résultante sera de 19 mm. Avec une telle excentricité, la capacité portante du mur diminuera jusqu'à 264 kN/m, soit de 15%. Et ceci en présence de seulement deux écarts et à condition que les écarts ne dépassent pas les valeurs autorisées par les Normes.

Si l'on ajoute ici le chargement asymétrique des sols avec une charge temporaire (à droite plus qu'à gauche) et les « tolérances » que s'autorisent les constructeurs - épaississement des joints horizontaux, traditionnellement mauvais remplissage des joints verticaux, habillage de mauvaise qualité , courbure ou pente de la surface, « rajeunissement » de la solution, utilisation excessive de la moitié, etc., etc., alors la capacité portante peut diminuer d'au moins 20...30 %. En conséquence, la surcharge du mur dépassera 50...60 %, au-delà de laquelle commence le processus irréversible de destruction. Ce processus n’apparaît pas toujours immédiatement, mais parfois des années après l’achèvement de la construction. De plus, il faut garder à l'esprit que plus la section (épaisseur) des éléments est petite, plus l'impact négatif des surcharges est fort, car à mesure que l'épaisseur diminue, la possibilité de redistribution des contraintes au sein de la section en raison des déformations plastiques de la maçonnerie diminue.

Si l'on ajoute des déformations inégales des fondations (dues à l'imbibition du sol), lourdes de rotation de la base de la fondation, « accrochage » des murs extérieurs sur les murs porteurs intérieurs, formation de fissures et diminution de stabilité, nous ne parlons pas seulement de surcharge, mais d'un effondrement soudain.

Les partisans des parois minces pourraient faire valoir que tout cela nécessite une combinaison trop importante de défauts et d’écarts défavorables. Répondons-y : l'écrasante majorité des accidents et catastrophes dans la construction se produisent précisément lorsque plusieurs facteurs négatifs se rassemblent en un seul endroit et à un moment donné - dans ce cas, il n'y en a pas « trop ».

Conclusions

L'épaisseur des murs porteurs doit être d'au moins 1,5 brique (380 mm). Les murs d'une épaisseur de 1 brique (250 mm) ne peuvent être utilisés que pour les bâtiments à un étage ou les étages supérieurs des bâtiments à plusieurs étages.

Cette exigence devrait être incluse dans les futures normes territoriales pour la conception des structures et des bâtiments des bâtiments, dont le développement se fait attendre depuis longtemps. En attendant, nous ne pouvons que recommander aux concepteurs d’éviter d’utiliser des murs porteurs d’une épaisseur inférieure à 1,5 brique.