Izračun opečnega stebra za trdnost in stabilnost. Izračun opeke za trdnost Izračun opeke za stabilnost

Potreba po izračunu opeke med gradnjo zasebne hiše je očitna vsakemu razvijalcu. Pri gradnji stanovanjskih stavb se uporabljajo klinker in rdeča opeka, zaključna opeka se uporablja za ustvarjanje privlačnega videza zunanje površine sten. Vsaka znamka opeke ima svoje specifične parametre in lastnosti, vendar je razlika v velikosti med različnimi znamkami minimalna.

Največjo količino materiala lahko izračunamo tako, da določimo skupno prostornino sten in jo delimo s prostornino ene opeke.

Klinker opeke se uporabljajo za gradnjo luksuznih hiš. Ima veliko specifično težo, privlačen videz, visoko trdnost. Omejena uporaba je posledica visokih stroškov materiala.

Najbolj priljubljen in zahtevan material je rdeča opeka. Ima zadostno trdnost z relativno majhno specifično težo, je enostaven za obdelavo in nanj malo vpliva okolje. Slabosti - površne površine z visoko hrapavostjo, sposobnost absorpcije vode pri visoki vlažnosti. V normalnih pogojih delovanja se ta sposobnost ne kaže.

Obstajata dva načina za polaganje opeke:

veziva;
žlico.

Pri polaganju z metodo lepljenja je opeka položena čez steno. Debelina stene mora biti najmanj 250 mm. Zunanja površina stene bo sestavljena iz končnih površin materiala.

Z metodo žlice je opeka položena vzdolž. Zunaj je stranska površina. Na ta način lahko stene položite v polovico opeke - debeline 120 mm.

Kaj morate vedeti za izračun

Največjo količino materiala lahko izračunamo tako, da določimo skupno prostornino sten in jo delimo s prostornino ene opeke. Rezultat bo približen in napihnjen. Za natančnejši izračun je treba upoštevati naslednje dejavnike:

velikost zidanega šiva;
natančne dimenzije materiala;
debelina vseh sten.

Proizvajalci pogosto iz različnih razlogov ne prenesejo standardnih velikosti izdelkov. Rdeča zidana opeka po GOST mora imeti dimenzije 250x120x65 mm. Da bi se izognili napakam, nepotrebnim materialnim stroškom, je priporočljivo pri dobaviteljih preveriti dimenzije razpoložljivih opek.

Optimalna debelina zunanjih sten za večino regij je 500 mm ali 2 opeke. Ta velikost zagotavlja visoko trdnost stavbe, dobro toplotno izolacijo. Pomanjkljivost je velika teža konstrukcije in posledično pritisk na temelj in spodnje plasti zidane.

Velikost zidarske fuge bo odvisna predvsem od kakovosti malte.

Če se za pripravo mešanice uporablja grobozrnat pesek, se širina šiva poveča, pri drobnozrnatem pesku lahko šiv naredimo tanjše. Optimalna debelina zidanih spojev je 5-6 mm. Po potrebi je dovoljeno narediti šive debeline od 3 do 10 mm. Odvisno od velikosti fug in načina polaganja opeke je mogoče nekaj prihraniti.

Na primer, vzemimo debelino šiva 6 mm in metodo žlice za polaganje opečnih sten. Pri debelini stene 0,5 m je treba široko položiti 4 opeke.

Skupna širina vrzeli bo 24 mm. Polaganje 10 vrstic po 4 opeke bo dalo skupno debelino vseh vrzeli 240 mm, kar je skoraj enako dolžini standardnega izdelka. Skupna zidana površina bo v tem primeru približno 1,25 m 2. Če so opeke položene tesno, brez vrzeli, se v 1 m 2 postavi 240 kosov. Ob upoštevanju vrzeli bo poraba materiala približno 236 kosov.

Nazaj na kazalo

Metoda za izračun nosilnih sten

Pri načrtovanju zunanjih dimenzij stavbe je priporočljivo izbrati vrednosti, ki so večkratniki 5. S takšnimi številkami je lažje izvesti izračun, nato pa ga izvesti v resnici. Pri načrtovanju gradnje 2 nadstropij je treba količino materiala izračunati po fazah, za vsako nadstropje.

Najprej se izvede izračun zunanjih sten v prvem nadstropju. Na primer, vzemite zgradbo z dimenzijami:

dolžina = 15 m;
širina = 10 m;
višina = 3 m;
debelina stene 2 opeke.

Glede na te dimenzije morate določiti obseg stavbe:

(15 + 10) x 2 = 50

3 x 50 = 150 m 2

Z izračunom skupne površine lahko določite največje število opek za gradnjo stene. Če želite to narediti, pomnožite predhodno določeno število opek za 1 m 2 s skupno površino:

236 x 150 = 35.400

Rezultat ni dokončen, stene naj imajo odprtine za vgradnjo vrat in oken. Število vhodnih vrat se lahko razlikuje. Majhne zasebne hiše imajo običajno ena vrata. Za velike zgradbe je zaželeno načrtovati dva vhoda. Število oken, njihovo velikost in lokacijo določa notranja postavitev stavbe.

Kot primer lahko vzamete 3 okenske odprtine za 10-metrsko steno, 4 za 15-metrske stene. Zaželeno je, da se ena od sten izvede gluha, brez odprtin. Obseg vrat je mogoče določiti s standardnimi velikostmi. Če se dimenzije razlikujejo od standardnih, se lahko prostornina izračuna iz skupnih dimenzij tako, da jim dodate širino montažne reže. Za izračun uporabite formulo:

2 x (A x B) x 236 = C

kjer je: A širina vrat, B višina, C prostornina v številu opek.

Če zamenjamo standardne vrednosti, dobimo:

2 x (2 x 0,9) x 236 = 849 kos.

Podobno se izračuna prostornina okenskih odprtin. Pri velikostih oken 1,4 x 2,05 m bo prostornina 7450 kosov. Določanje števila opek na razširitveno režo je preprosto: dolžino oboda morate pomnožiti s 4. Rezultat bo 200 kosov.

35400 — (200 + 7450 + 849) = 26 901.

Zahtevano količino je treba kupiti z majhno maržo, ker so med delovanjem možne napake in druge nepredvidene situacije.

V primeru neodvisne zasnove opečne hiše je nujno treba izračunati, ali opečna gradnja prenese obremenitve, ki so določene v projektu. Posebej resna situacija se razvije v zidanih območjih, oslabljenih zaradi okenskih in vratnih odprtin. V primeru velike obremenitve ta območja morda ne bodo zdržala in bodo uničena.

Natančen izračun odpornosti stene na stiskanje zgornjih tal je precej zapleten in je določen s formulami, določenimi v regulativnem dokumentu SNiP-2-22-81 (v nadaljnjem besedilu:<1>). Pri inženirskih izračunih tlačne trdnosti stene se upoštevajo številni dejavniki, vključno s konfiguracijo stene, tlačno trdnostjo, trdnostjo določene vrste materiala in drugo. Vendar pa lahko približno "na oko" ocenite odpornost zidu na stiskanje z uporabo okvirnih tabel, v katerih je moč (v tonah) povezana glede na širino stene, pa tudi znamke opeke in malta. Tabela je sestavljena za višino stene 2,8 m.

Tabela trdnosti opečne stene, tone (primer)

Žigi		Širina parcele, cm
opeke	rešitev	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

Če je vrednost širine pomola v območju med navedenimi, se je treba osredotočiti na najmanjše število. Hkrati je treba spomniti, da tabele ne upoštevajo vseh dejavnikov, ki lahko popravijo stabilnost, strukturno trdnost in odpornost opečne stene na stiskanje v precej širokem razponu.

Časovno so obremenitve začasne in trajne.

stalno:

teža elementov konstrukcij (teža ograj, nosilnih in drugih konstrukcij);
tlak tal in kamnin;
hidrostatični tlak.

začasno:

teža začasnih konstrukcij;
obremenitve iz stacionarnih sistemov in opreme;
tlak v cevovodih;
obremenitve shranjenih izdelkov in materialov;
klimatske obremenitve (sneg, led, veter itd.);
in mnogi drugi.

Pri analizi obremenitve konstrukcij je treba upoštevati skupne učinke. Spodaj je primer izračuna glavnih obremenitev na stenah prvega nadstropja stavbe.

Nalaganje opeke

Da bi upoštevali silo, ki deluje na načrtovani del stene, je treba sešteti obremenitve:

V primeru nizke gradnje je naloga močno poenostavljena, številne faktorje žive obremenitve pa je mogoče zanemariti z določitvijo določene meje varnosti v fazi projektiranja.

Vendar pa je v primeru gradnje 3 ali več nadstropnih konstrukcij potrebna temeljita analiza s posebnimi formulami, ki upoštevajo dodajanje obremenitev iz vsakega nadstropja, kota uporabe sile in še veliko več. V nekaterih primerih je moč pomola dosežena z ojačitvijo.

Primer izračuna obremenitve

Ta primer prikazuje analizo obstoječih obremenitev na stenah 1. nadstropja. Pri tem se upoštevajo le trajne obremenitve različnih konstrukcijskih elementov stavbe ob upoštevanju neenakomerne teže konstrukcije in kota uporabe sil.

Začetni podatki za analizo:

število nadstropij - 4 nadstropja;
debelina opečne stene T = 64 cm (0,64 m);
specifična teža zidane (opeka, malta, omet) M = 18 kN / m3 (indikator je vzet iz referenčnih podatkov, tabela 19<1>);
širina okenskih odprtin je: W1=1,5 m;
višina okenskih odprtin - B1 = 3 m;
prerez stene 0,64 * 1,42 m (obremenjeno območje, kjer se nanese teža prekrivnih konstrukcijskih elementov);
višina tal Vet=4,2 m (4200 mm):
tlak se porazdeli pod kotom 45 stopinj.

Primer določanja obremenitve stene (plast ometa 2 cm)

Hst \u003d (3-4SH1V1) (h + 0,02) Myf \u003d (* 3-4 * 3 * 1,5) * (0,02 + 0,64) * 1,1 * 18 = 0, 447 MN.

Širina obremenjene površine П=Вет*В1/2-Ш/2=3*4,2/2,0-0,64/2,0=6 m

Np = (30 + 3 * 215) * 6 \u003d 4,072 MN

Nd \u003d (30 + 1,26 + 215 * 3) * 6 \u003d 4,094 MN

H2 \u003d 215 * 6 \u003d 1,290 MN,

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

Lastna teža pomolov

Npr \u003d (0,02 + 0,64) * (1,42 + 0,08) * 3 * 1,1 * 18 \u003d 0,0588 MN

Skupna obremenitev bo rezultat kombinacije navedenih obremenitev na stenah stavbe, za izračun se izvede seštevek obremenitev s stene, od tal 2. nadstropja in teže predvidene površine. ).

Shema analize obremenitve in trdnosti konstrukcije

Za izračun pomola opečne stene boste potrebovali:

dolžina tal (je tudi višina mesta) (Wat);
število nadstropij (Klepet);
debelina stene (T);
širina opečne stene (W);
zidarski parametri (vrsta opeke, znamka opeke, znamka malte);

Površina stene (P)

Glede na tabelo 15<1>treba je določiti koeficient a (karakteristika elastičnosti). Koeficient je odvisen od vrste, znamke opeke in malte.
Indeks fleksibilnosti (G)

Glede na indikatorja a in D, v skladu s tabelo 18<1>pogledati morate faktor upogibanja f.
Iskanje višine stisnjenega dela

kjer je е0 indeks raztegljivosti.

Iskanje površine stisnjenega dela odseka

Pszh \u003d P * (1-2 e0 / T)

Določanje prožnosti stisnjenega dela stene

Gszh=Veterinar/Vszh

Opredelitev po tabeli. osemnajst<1>koeficient fszh, ki temelji na Gszh in koeficientu a.
Izračun povprečnega koeficienta fsr

Fsr=(f+fszh)/2

Določanje koeficienta ω (tabela 19<1>)

ω =1+e/T<1,45

Izračun sile, ki deluje na odsek
Opredelitev trajnosti

Y \u003d Kdv * fsr * R * Pszh * ω

Kdv - koeficient dolgotrajne izpostavljenosti

R - odpornost zida na stiskanje, se lahko določi iz tabele 2<1>, v MPa

Sprava

Primer izračuna trdnosti zidane

- Mokro - 3,3 m

- Čet - 2

- T - 640 mm

– Š – 1300 mm

- zidarski parametri (glinena opeka, izdelana s plastičnim stiskanjem, cementno-peščena malta, razred opeke - 100, razred malte - 50)

Območje (P)

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

Glede na tabelo 15<1>določite koeficient a.

Prilagodljivost (G)

G = 3,3 / 0,64 \u003d 5,156

Faktor upogiba (tabela 18<1>).

Višina stisnjenega dela

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

Območje stisnjenega dela odseka

Pszh \u003d 0,832 * (1-2 * 0,045 / 0,64) \u003d 0,715

Fleksibilnost stisnjenega dela

Gf=3,3/0,55=6

fsf=0,96
Izračun fsr

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

Glede na tabelo 19<1>

ω=1+0,045/0,64=1,07<1,45

Za določitev dejanske obremenitve je treba izračunati težo vseh konstrukcijskih elementov, ki vplivajo na projektirani del stavbe.

Opredelitev trajnosti

Y \u003d 1 * 0,97 * 1,5 * 0,715 * 1,07 \u003d 1,113 MN

Sprava

Pogoj je izpolnjen, zadostna je trdnost zidane in trdnost njenih elementov

Nezadostna odpornost sten

Kaj storiti, če izračunana tlačna odpornost sten ni dovolj? V tem primeru je treba steno okrepiti z ojačitvijo. Spodaj je primer analize potrebnih strukturnih sprememb v primeru nezadostne tlačne trdnosti.

Za udobje lahko uporabite tabelarne podatke.

V spodnji vrstici so prikazane vrednosti za steno, ojačano z 3 mm žično mrežo, 3 cm mrežo, razred B1. Okrepitev vsake tretje vrstice.

Povečanje moči je približno 40%. Običajno je ta kompresijska odpornost zadostna. Bolje je narediti podrobno analizo z izračunom spremembe lastnosti trdnosti v skladu z uporabljeno metodo krepitve konstrukcije.

Spodaj je primer takšnega izračuna.

Primer izračuna ojačitve stebrov

Začetni podatki - glej prejšnji primer.

višina tal - 3,3 m;
debelina stene - 0,640 m;
širina zidane 1.300 m;
tipične zidarske značilnosti (vrsta opeke - glinena opeka, izdelana s stiskanjem, vrsta malte - cement s peskom, znamka opeke - 100, malta - 50)

V tem primeru pogoj Y>=H ni izpolnjen (1.113<1,5).

Potrebno je povečati tlačno trdnost in konstrukcijsko trdnost.

Dobiček

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

tiste. je treba povečati trdnost konstrukcije za 34,8%.

Ojačitev armiranobetonske sponke

Ojačitev je izdelana s sponko betona B15 debeline 0,060 m Vertikalne palice 0,340 m2, objemke 0,0283 m2 s korakom 0,150 m.

Mere prečnega prereza ojačane konstrukcije:

Ш_1=1300+2*60=1,42

Т_1=640+2*60=0,76

S takšnimi kazalniki je izpolnjen pogoj Y>=H. Zadoščata tlačna trdnost in konstrukcijska trdnost.

V članku je predstavljen primer izračuna nosilnosti opečne stene trinadstropne stavbe brez okvirja ob upoštevanju napak, ugotovljenih med njegovim pregledom. Takšni izračuni so razvrščeni kot "verifikacija" in se običajno izvajajo kot del podrobnega vizualno-instrumentalnega pregleda stavb.

Nosilnost centralno in ekscentrično stisnjenih kamnitih stebrov se določi na podlagi podatkov o dejanski trdnosti zidanih materialov (opeka, malta) v skladu s točko 4.

Za upoštevanje napak, ugotovljenih med raziskavo, je v formule SNiP uveden dodaten faktor zmanjšanja, pri čemer se upošteva zmanjšanje nosilnosti kamnitih konstrukcij (Ktr) glede na naravo in stopnjo poškodb, odkritih v skladu s tabelami. od Ch. 4 .

PRIMER IZRAČUNA

Preverimo nosilnost notranje nosilne kamnite stene 1. nadstropja vzdolž osi "8" m / o "B" - "C" za delovanje obratovalnih obremenitev, pri čemer upoštevamo okvare in poškodbe, ugotovljene med njegovim pregledom.

Začetni podatki:

- Debelina stene: dst=0,38 m
- širina stene: b=1,64 m
- Višina stene do dna talnih plošč 1. nadstropja: H=3,0 m
- Višina zgornjega zidanega stebra: h=6,5 m
– Območje zbiranja bremen s tal in premazov: Sgr=9,32 m2
— Izračunana tlačna trdnost zidane: R=11,05 kg/cm2

Pri pregledu zidu vzdolž osi “8” so bile zabeležene naslednje napake in poškodbe (glej spodnjo fotografijo): velika izguba malte iz zidanih fug do globine več kot 4 cm; premik (ukrivljenost) vodoravnih vrst zidov navpično do 3 cm; več navpično usmerjenih razpok z odprtino 2-4 mm (vključno z maltnimi spoji), ki prečkajo 2 do 4 vodoravne vrstice zidov (do 2 razpoki na 1 m stene).


Pustoshovka	razpokana opeka	Ukrivljenost vrstic zidanih

Glede na celoto ugotovljenih napak (ob upoštevanju njihove narave, stopnje razvitosti in razširjenosti) je treba v skladu z , nosilnost zadevnega pomola zmanjšati za najmanj 30 %. tiste. koeficient zmanjšanja nosilnosti pomola je enak - Ktr \u003d 0,7. Shema za zbiranje obremenitev na steni je prikazana spodaj na sl.1.

SLIKA 1. Shema za zbiranje bremen na steni

I. Zbirka projektnih obremenitev na steni

II. Izračun nosilnosti pomola

(člen 4.1 SNiP II-22-81)

Kvantitativna ocena dejanske nosilnosti centralno stisnjene opečne stene (ob upoštevanju vpliva zaznanih napak) na učinek izračunane vzdolžne sile N, ki deluje brez ekscentričnosti, se zmanjša na preverjanje naslednjega pogoja (formula 10):

Nс=mg×φ×R×A×Ktr ≥ N(1)

Glede na rezultate preskusov trdnosti je konstrukcijska odpornost zidov vzdolž osi "8" na stiskanje enaka R=11,05 kg/cm2.
Elastična lastnost zidu v skladu z odstavkom 9 tabele 15 (K) je: α=500.
Ocenjena višina stebrička: l0=0,8×V=0,8×300=240 cm.
Prilagodljivost pravokotnega masivnega prereza: λh=l0 / dst=240/38=6,31.
Razmerje upogibanja φ pri α=500 in λh = 6,31(glede na tabelo 18): φ=0,90.
Površina prečnega prereza stebra (stene): A=b×dst=164×38=6232 cm2.
Ker debelina izračunane stene je več kot 30 cm (dst = 38 cm), koeficient mg je vzeto enako ena: mg=1.

Z zamenjavo dobljenih vrednosti v levo stran formule (1) določimo dejansko nosilnost centralno stisnjene neojačane opečne stene Nc:

Nс=1×0,9×11,05×6232×0,7=43 384 kgf

III. Preverjanje izpolnjevanja pogoja trdnosti (1)

[Nc=43384 kgf] > [N=36340,5 kgf]

Pogoj trdnosti je izpolnjen: nosilnost opečnega stebra Nc ob upoštevanju vpliva ugotovljenih napak se je izkazalo, da je večja od vrednosti celotne obremenitve N.

Seznam virov:
1. SNiP II-22-81* "Kamnite in ojačane zidane konstrukcije".
2. Priporočila za krepitev kamnitih konstrukcij stavb in objektov. TsNIISK jih. Kurčenko, Gosstroy.

Slika 1. Shema izračuna za opečne stebre načrtovane stavbe.

V tem primeru se pojavi naravno vprašanje: kakšen je najmanjši odsek stebrov, ki bo zagotovil zahtevano trdnost in stabilnost? Seveda ideja o polaganju stebrov iz glinene opeke, še bolj pa sten hiše, še zdaleč ni nova in vsi možni vidiki izračunov opečnih sten, sten, stebrov, ki so bistvo stebra , so dovolj podrobno opisani v SNiP II-22-81 (1995) "Kamnite in ojačane zidane konstrukcije". Prav ta normativni dokument je treba upoštevati pri izračunih. Spodnji izračun ni nič drugega kot primer uporabe določenega SNiP.

Za določitev trdnosti in stabilnosti stebrov morate imeti veliko začetnih podatkov, kot so: znamka opeke za trdnost, površina podpore prečk na stebrih, obremenitev stebrov, prerez območje stolpca, in če nič od tega ni znano v fazi načrtovanja, lahko to storite na naslednji način:

Primer izračuna opečnega stebra za stabilnost pri centralnem stiskanju

Zasnovan:

Terasa velikosti 5x8 m. Trije stebri (eden na sredini in dva ob robovih) iz obrnjene votle opeke s prerezom 0,25x0,25 m. Razdalja med osi stebrov je 4 m. Trdnost opeke je M75.

Predpostavke oblikovanja:

S takšno načrtovalno shemo bo največja obremenitev na srednjem spodnjem stolpcu. Prav nanjo je treba računati na moč. Obremenitev stebra je odvisna od številnih dejavnikov, zlasti od območja gradnje. Na primer, v Sankt Peterburgu je 180 kg / m 2, v Rostovu na Donu - 80 kg / m 2. Ob upoštevanju teže same strehe 50-75 kg / m 2 je lahko obremenitev stebra s strehe za Puškin, Leningradska regija:

N od strehe = (180 1,25 + 75) 5 8/4 = 3000 kg ali 3 tone

Ker dejanske obremenitve talnega materiala in ljudi, ki sedijo na terasi, pohištva ipd., še niso znane, vendar armiranobetonska plošča ni ravno načrtovana, predvideva pa se, da bodo tla lesena, iz ločeno ležečih robov. deske, potem lahko za izračun obremenitve s terase vzamete enakomerno porazdeljeno obremenitev 600 kg / m 2, potem bo koncentrirana sila s terase, ki deluje na osrednji steber, enaka:

N od terase = 600 5 8/4 = 6000 kg ali 6 ton

Lastna teža stebrov dolžine 3 m bo:

N na stolpec = 1500 3 0,38 0,38 = 649,8 kg ali 0,65 tone

Tako bo skupna obremenitev srednjega spodnjega stebra v odseku stebra blizu temelja:

N s približno \u003d 3000 + 6000 + 2 650 \u003d 10300 kg ali 10,3 tone

Vendar je v tem primeru mogoče upoštevati, da ni zelo velika verjetnost, da bosta hkrati delovali začasna obremenitev snega, ki je največja pozimi, in začasna obremenitev stropa, ki je največja poleti. . tiste. vsoto teh obremenitev je mogoče pomnožiti s faktorjem verjetnosti 0,9, nato:

N s približno \u003d (3000 + 6000) 0,9 + 2 650 \u003d 9400 kg ali 9,4 tone

Izračunana obremenitev zunanjih stebrov bo skoraj dvakrat manjša:

N cr = 1500 + 3000 + 1300 = 5800 kg ali 5,8 tone

2. Določitev trdnosti opeke.

Znamka opeke M75 pomeni, da mora opeka vzdržati obremenitev 75 kgf / cm 2, vendar sta trdnost opeke in trdnost opeke dve različni stvari. Spodnja tabela vam bo pomagala razumeti to:

Tabela 1. Izračunana tlačna trdnost za opeko (po SNiP II-22-81 (1995))

Ampak to še ni vse. Vse enako SNiP II-22-81 (1995) str.3.11 a) priporoča, da če je površina stebrov in stebrov manjša od 0,3 m 2, pomnožite vrednost konstrukcijske odpornosti z koeficient delovnih pogojev γ s =0,8. In ker je površina prečnega prereza našega stolpca 0,25x0,25 = 0,0625 m 2, bomo morali uporabiti to priporočilo. Kot lahko vidite, za opeko znamke M75 tudi pri uporabi zidarske malte M100 trdnost zidanja ne bo presegla 15 kgf / cm 2. Posledično bo izračunani upor za naš steber 15 0,8 = 12 kg / cm 2, potem bo največja tlačna napetost:

10300/625 \u003d 16,48 kg / cm 2\u003e R \u003d 12 kgf / cm 2

Tako je za zagotovitev potrebne trdnosti stebra potrebno uporabiti opeko večje trdnosti, na primer M150 (izračunana tlačna trdnost z znamko malte M100 bo 22 0,8 = 17,6 kg / cm 2) ali povečajte prerez stebra ali uporabite prečno ojačitev zidane. Za zdaj se osredotočimo na uporabo bolj trpežne obrazne opeke.

3. Določanje stabilnosti opečnega stebra.

Moč opeke in stabilnost opečnega stebra sta prav tako različni stvari in vsi enaki SNiP II-22-81 (1995) priporoča določitev stabilnosti opečnega stebra z naslednjo formulo:

N ≤ m g φRF (1.1)

kje m g- koeficient, ki upošteva vpliv dolgotrajne obremenitve. V tem primeru, relativno gledano, imamo srečo, saj je na višini odseka h≈ 30 cm, lahko vrednost tega koeficienta vzamemo enako 1.

Opomba: Pravzaprav s koeficientom m g vse ni tako preprosto, podrobnosti najdete v komentarjih k članku.

φ - koeficient upogibanja, odvisen od prožnosti stebra λ . Za določitev tega koeficienta morate poznati ocenjeno dolžino stolpca l 0 , vendar ne sovpada vedno z višino stolpca. Potankosti določanja ocenjene dolžine konstrukcije so določene ločeno, tukaj samo ugotavljamo, da v skladu s SNiP II-22-81 (1995) str. 4.3: "Ocenjene višine sten in stebrov l 0 pri določanju koeficientov upogibanja φ glede na pogoje njihove podpore na vodoravnih nosilcih je treba vzeti:

a) s fiksnimi zgibnimi nosilci l 0 = H;

b) z elastično zgornjo oporo in togim ščipanjem v spodnji opornici: za zgradbe z enim razponom l 0 = 1,5 H, za večrazponske zgradbe l 0 = 1,25 H;

c) za prostostoječe konstrukcije l 0 = 2N;

d) za konstrukcije z delno stisnjenimi nosilnimi odseki - ob upoštevanju dejanske stopnje stiskanja, vendar ne manj kot l 0 = 0,8N, kje H- razdalja med stropi ali drugimi vodoravnimi nosilci, z armiranobetonskimi horizontalnimi nosilci, razdalja med njimi v svetlobi.

Na prvi pogled se lahko šteje, da naša shema izračuna izpolnjuje pogoje iz odstavka b). torej lahko vzameš l 0 = 1,25 V = 1,25 3 = 3,75 metra ali 375 cm. Vendar pa lahko samozavestno uporabimo to vrednost le, če je spodnja podpora res toga. Če bo opečni steber položen na hidroizolacijski sloj strešne klobučevine, položen na temelj, potem je treba takšno oporo raje obravnavati kot tečajno in ne togo vpeto. In v tem primeru je naša struktura v ravnini, vzporedni z ravnino stene, geometrijsko spremenljiva, saj talna konstrukcija (ločeno ležeče deske) ne zagotavlja zadostne togosti v tej ravnini. Obstajajo 4 izhodi iz te situacije:

1. Uporabite bistveno drugačno shemo oblikovanja

na primer kovinski stebri, togo vgrajeni v temelj, na katerega bodo privarjene talne prečke, nato pa iz estetskih razlogov kovinske stebre lahko prevlečemo s katero koli znamko čelne opeke, saj bo kovina nosila celotno obremenitev. V tem primeru je res, da je treba izračunati kovinske stebre, vendar je mogoče vzeti ocenjeno dolžino l 0 = 1,25 H.

2. Naredite še en pokrov,

na primer iz pločevinastih materialov, kar nam bo omogočilo, da tako zgornjo kot spodnjo oporo stebra obravnavamo kot tečajno, v tem primeru l 0=H.

3. Naredite diafragmo trdote

v ravnini, vzporedni z ravnino stene. Na primer, vzdolž robov ne postavite stolpcev, temveč pomole. To nam bo omogočilo tudi, da zgornji in spodnji nosilec stebra obravnavamo kot tečajne, vendar je v tem primeru potrebno dodatno izračunati togostno membrano.

4. Prezrite zgornje možnosti in štejete stebre kot samostoječe s togo spodnjo podporo, t.j. l 0 = 2N

Na koncu so stari Grki postavili svoje stebre (čeprav ne iz opeke) brez poznavanja odpornosti materialov, brez uporabe kovinskih sider, tako skrbno napisanih gradbenih predpisov v tistih časih ni bilo, kljub temu pa so nekateri stebri stojijo in še danes.

Zdaj, če poznate ocenjeno dolžino stolpca, lahko določite koeficient prožnosti:

λ h =l 0 /h (1.2) oz

λ jaz =l 0 /jaz (1.3)

kje h- višino ali širino dela stolpca, in jaz- vztrajnostni polmer.

Načeloma ni težko določiti polmera vrtenja, vztrajnostni moment preseka morate deliti s površino odseka in nato iz rezultata izvleči kvadratni koren, vendar v tem primeru to ni zelo potrebno. V to smer λh = 2 300/25 = 24.

Zdaj, ko poznamo vrednost koeficienta fleksibilnosti, lahko končno določimo koeficient upogibanja iz tabele:

tabela 2. Koeficienti upogibanja za zidane in armirane zidane konstrukcije (po SNiP II-22-81 (1995))

Hkrati je elastična lastnost zidane α določeno s tabelo:

Tabela 3. Elastična lastnost zidov α (po SNiP II-22-81 (1995))

Posledično bo vrednost koeficienta upogibanja približno 0,6 (z vrednostjo elastične karakteristike α = 1200, po 6. točki). Potem bo največja obremenitev osrednjega stebra:

N p = m g φγ z RF = 1x0,6x0,8x22x625 = 6600 kg< N с об = 9400 кг

To pomeni, da sprejeti prerez 25x25 cm ni dovolj za zagotovitev stabilnosti spodnjega centralno stisnjenega stebra. Za povečanje stabilnosti bi bilo najbolj optimalno povečati prerez stebra. Če na primer postavite steber s praznino znotraj ene in pol opek, z dimenzijami 0,38x0,38 m, se na ta način ne bo povečala le površina prečnega prereza stebra na 0,13 m 2 ali 1300 cm 2, vendar se bo tudi polmer vrtenja stebra povečal na jaz= 11,45 cm. Potem λ i = 600/11,45 = 52,4, in vrednost koeficienta φ = 0,8. V tem primeru bo največja obremenitev osrednjega stebra:

N p = m g φγ z RF = 1x0,8x0,8x22x1300 = 18304 kg\u003e N s približno \u003d 9400 kg

To pomeni, da je odsek 38x38 cm dovolj za zagotovitev stabilnosti spodnjega osrednjega središčno stisnjenega stebra z robom in celo znamko opeke je mogoče zmanjšati. Na primer, pri prvotno sprejeti znamki M75 bo končna obremenitev:

N p = m g φγ z RF = 1x0,8x0,8x12x1300 = 9984 kg\u003e N s približno \u003d 9400 kg

Zdi se, da je vse, vendar je zaželeno upoštevati še eno podrobnost. V tem primeru je bolje narediti temeljni trak (enoten za vse tri stebre) in ne stebričen (ločeno za vsak steber), sicer bo že majhno posedanje temelja povzročilo dodatne napetosti v telesu stebra in to lahko privede do uničenja. Ob upoštevanju vsega naštetega bo odsek stebrov 0,51x0,51 m najbolj optimalen, z estetskega vidika pa je takšen odsek optimalen. Površina prečnega prereza takšnih stebrov bo 2601 cm 2.

Primer izračuna opečnega stebra za stabilnost pri ekscentričnem stiskanju

Skrajni stebri v načrtovani hiši ne bodo centralno stisnjeni, saj bodo prečke le na eni strani naslonjene na njih. In tudi če so prečke položene na celoten steber, se bo vseeno zaradi upogibanja prečk obremenitev s tal in strehe prenesla na skrajne stebre, ki niso v središču stebra. Kam natančno se bo prenesla rezultanta te obremenitve, je odvisno od kota naklona prečk na nosilcih, modulov elastičnosti prečk in stebrov ter številnih drugih dejavnikov, ki so podrobno obravnavani v članku " Izračun podporni del nosilca za zdrs". Ta premik se imenuje ekscentričnost obremenitve e o. V tem primeru nas zanima najbolj neugodna kombinacija dejavnikov, pri kateri se obremenitev tal na stebre prenese čim bližje robu stebra. To pomeni, da bo poleg same obremenitve na stebre deloval tudi upogibni moment, enak M = Ne o, in ta trenutek je treba upoštevati pri izračunih. Na splošno se lahko testiranje stabilnosti izvede z naslednjo formulo:

N = φRF - MF/W (2.1)

kje W- modul preseka. V tem primeru se lahko obremenitev spodnjih skrajnih stebrov s strehe pogojno šteje za centralno uporabljeno, ekscentričnost pa bo ustvarila le obremenitev s stropa. Z ekscentričnostjo 20 cm

N p \u003d φRF - MF / W \u003d1x0,8x0,8x12x2601- 3000 20 2601· 6/51 3 = 19975, 68 - 7058,82 = 12916,9 kg >N cr = 5800 kg

Tako imamo tudi pri zelo veliki ekscentričnosti uporabe obremenitve več kot dvojno varnostno mejo.

Opomba: SNiP II-22-81 (1995) "Kamnite in ojačane zidane konstrukcije" priporoča uporabo drugačne metode za izračun preseka ob upoštevanju značilnosti kamnitih konstrukcij, vendar bo rezultat približno enak, zato ne tukaj navedite metodo izračuna, ki jo priporoča SNiP.

Opeka je precej močan gradbeni material, zlasti trden, in pri gradnji hiš z 2-3 nadstropji stene iz navadne keramične opeke običajno ne potrebujejo dodatnih izračunov. Kljub temu so situacije drugačne, načrtovana je na primer dvonadstropna hiša s teraso v drugem nadstropju. Kovinske prečke, na katere bodo sloneli tudi kovinski nosilci tal terase, je predvideno, da se podprejo na opečne stebre iz čelne votle opeke višine 3 metre, več bo stebrov višine 3 metre, na katerih bo slonela streha:

s centralno kompresijo

Zasnovan: Terasa dimenzij 5x8 m Trije stebri (eden na sredini in dva ob robovih) iz obrnjene votle opeke s prerezom 0,25x0,25 m. Razdalja med osema stebrov je 4 m. Trdnost opeke razred je M75.

S takšno načrtovalno shemo bo največja obremenitev na srednjem spodnjem stolpcu. Prav nanjo je treba računati na moč. Obremenitev stebra je odvisna od številnih dejavnikov, zlasti od območja gradnje. Na primer, snežna obremenitev strehe v Sankt Peterburgu je 180 kg/m², v Rostovu na Donu pa 80 kg/m². Ob upoštevanju teže same strehe 50-75 kg/m² je lahko obremenitev stebra s strehe za Puškin, Leningradska regija:

N od strehe = (180 1,25 +75) 5 8/4 = 3000 kg ali 3 tone

Ker dejanske obremenitve talnega materiala in ljudi, ki sedijo na terasi, pohištva ipd., še niso znane, vendar armiranobetonska plošča ni ravno načrtovana, predvideva pa se, da bo tla lesena, iz ločeno ležečega roba. deske, potem je za izračun obremenitve s terase mogoče sprejeti enakomerno porazdeljeno obremenitev 600 kg/m², potem bo koncentrirana sila s terase, ki deluje na osrednji steber:

N od terase = 600 5 8/4 = 6000 kg oz 6 ton

Lastna teža stebrov dolžine 3 m bo:

N iz stolpca \u003d 1500 3 0,38 0,38 \u003d 649,8 kg oz 0,65 tone

Tako bo skupna obremenitev srednjega spodnjega stebra v odseku stebra blizu temelja:

N s približno \u003d 3000 + 6000 + 2 650 \u003d 10300 kg oz 10,3 tone

N s približno \u003d (3000 + 6000) 0,9 + 2 650 \u003d 9400 kg oz 9,4 tone

Izračunana obremenitev zunanjih stebrov bo skoraj dvakrat manjša:

N kr \u003d 1500 + 3000 + 1300 \u003d 5800 kg oz 5,8 tone

2. Določitev trdnosti opeke.

Znamka opeke M75 pomeni, da mora opeka vzdržati obremenitev 75 kgf / cm & sup2, vendar sta trdnost opeke in trdnost opeke dve različni stvari. Spodnja tabela vam bo pomagala razumeti to:

Tabela 1. Izračunana tlačna trdnost za zidove

Ampak to še ni vse. Vse isto SNiP II-22-81 (1995) str. 3.11 a) priporoča, da če je površina stebrov in stebrov manjša od 0,3 m2, pomnožite vrednost konstrukcijske odpornosti s koeficientom delovnih pogojev γ c \u003d 0,8. In ker je površina prečnega prereza našega stolpca 0,25x0,25 = 0,0625 m & sup2, bomo morali uporabiti to priporočilo. Kot lahko vidite, za opeko znamke M75, tudi pri uporabi zidarske malte M100, trdnost zidane ne bo presegla 15 kgf / cm². Kot rezultat, bo konstrukcijska odpornost za naš steber 15 0,8 = 12 kg / cm & sup2, potem bo največja tlačna napetost:

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

Tako je za zagotovitev potrebne trdnosti stebra potrebno uporabiti opeko večje trdnosti, na primer M150 (izračunana tlačna trdnost z znamko malte M100 bo 22 0,8 = 17,6 kg / cm & sup2) ali povečajte prerez stebra ali uporabite prečno ojačitev zidane. Za zdaj se osredotočimo na uporabo bolj trpežne obrazne opeke.

3. Določanje stabilnosti opečnega stebra.

Moč opeke in stabilnost opečnega stebra sta prav tako različni stvari in vsi enaki SNiP II-22-81 (1995) priporoča določitev stabilnosti opečnega stebra z naslednjo formulo:

N ≤ m g φRF (1.1)

m g- koeficient, ki upošteva vpliv dolgotrajne obremenitve. V tem primeru, relativno gledano, imamo srečo, saj je na višini odseka h≤ 30 cm, lahko vrednost tega koeficienta vzamemo enako 1.

φ - koeficient upogibanja, odvisen od prožnosti stebra λ . Za določitev tega koeficienta morate poznati ocenjeno dolžino stolpca l o, vendar ne sovpada vedno z višino stolpca. Potankosti določanja ocenjene dolžine konstrukcije tukaj niso navedene, ugotavljamo le, da v skladu s SNiP II-22-81 (1995) str. 4.3: "Ocenjene višine sten in stebrov l o pri določanju koeficientov upogibanja φ glede na pogoje njihove podpore na vodoravnih nosilcih je treba vzeti:

a) s fiksnimi zgibnimi nosilci l o = H;

b) z elastično zgornjo oporo in togim ščipanjem v spodnji opornici: za zgradbe z enim razponom l o = 1,5H, za večrazponske zgradbe l o = 1,25 H;

c) za prostostoječe konstrukcije l o = 2H;

d) za konstrukcije z delno stisnjenimi nosilnimi odseki - ob upoštevanju dejanske stopnje stiskanja, vendar ne manj kot l o = 0,8N, kje H- razdalja med stropi ali drugimi vodoravnimi nosilci, z armiranobetonskimi horizontalnimi nosilci, razdalja med njimi v svetlobi.

Na prvi pogled se lahko šteje, da naša shema izračuna izpolnjuje pogoje iz odstavka b). torej lahko vzameš l o = 1,25 H = 1,25 3 = 3,75 metra ali 375 cm. Vendar pa lahko samozavestno uporabimo to vrednost le, če je spodnja podpora res toga. Če bo opečni steber položen na hidroizolacijski sloj strešne klobučevine, položen na temelj, potem je treba takšno oporo raje obravnavati kot tečajno in ne togo vpeto. In v tem primeru je naša konstrukcija v ravnini, vzporedni z ravnino stene, geometrijsko spremenljiva, saj struktura stropa (ločeno ležeče deske) ne zagotavlja zadostne togosti v tej ravnini. Obstajajo 4 izhodi iz te situacije:

1. Uporabite bistveno drugačno shemo oblikovanja, na primer - kovinski stebri, togo vgrajeni v temelj, na katerega bodo privarjene prečke tal, nato pa iz estetskih razlogov kovinske stebre lahko prevlečete s čelno opeko katere koli znamke, saj bo kovina nosila celotno obremenitev. V tem primeru je res, da je treba izračunati kovinske stebre, vendar je mogoče vzeti ocenjeno dolžino l o = 1,25 H.

2. Naredite še en pokrov, na primer iz pločevinastih materialov, kar nam bo omogočilo, da tako zgornjo kot spodnjo oporo stebra obravnavamo kot tečajno, v tem primeru l o=H.

3. Naredite diafragmo trdote v ravnini, vzporedni z ravnino stene. Na primer, vzdolž robov ne postavite stolpcev, temveč pomole. To nam bo omogočilo tudi, da zgornji in spodnji nosilec stebra obravnavamo kot tečajne, vendar je v tem primeru potrebno dodatno izračunati togostno membrano.

4. Prezrite zgornje možnosti in štejete stebre kot samostoječe s togo spodnjo podporo, t.j. l o = 2H. Na koncu so stari Grki postavili svoje stebre (čeprav ne iz opeke) brez kakršnega koli znanja o odpornosti materialov, brez uporabe kovinskih sider, in v tistih časih ni bilo tako skrbno napisanih gradbenih predpisov, kljub temu pa so nekateri stebri stojijo in še danes.

Zdaj, če poznate ocenjeno dolžino stolpca, lahko določite koeficient prožnosti:

λ h =l o /h (1.2) oz

λ jaz =l o (1.3)

h- višino ali širino dela stolpca, in jaz- vztrajnostni polmer.

Zdaj, ko poznamo vrednost koeficienta fleksibilnosti, lahko končno določimo koeficient upogibanja iz tabele:

tabela 2. Koeficienti upogibanja za zidane in armirane zidane konstrukcije
(po SNiP II-22-81 (1995))

Hkrati je elastična lastnost zidane α določeno s tabelo:

Tabela 3. Elastična lastnost zidov α (po SNiP II-22-81 (1995))

Posledično bo vrednost koeficienta upogibanja približno 0,6 (z vrednostjo elastične karakteristike α = 1200, po 6. točki). Potem bo največja obremenitev osrednjega stebra:

N p \u003d m g φγ z RF = 1 0,6 0,8 22 625 = 6600 kg< N с об = 9400 кг

To pomeni, da sprejeti prerez 25x25 cm ni dovolj za zagotovitev stabilnosti spodnjega centralno stisnjenega stebra. Za povečanje stabilnosti bi bilo najbolj optimalno povečati prerez stebra. Če na primer postavite steber s praznino znotraj ene in pol opek, z dimenzijami 0,38x0,38 m, se na ta način ne bo povečala le površina prečnega prereza stebra na 0,13 m2 ali 1300 cm2, vendar se bo tudi polmer vrtenja stebra povečal na jaz= 11,45 cm. Potem λi = 600/11,45 = 52,4, in vrednost koeficienta φ = 0,8. V tem primeru bo največja obremenitev osrednjega stebra:

N p = m g φγ z RF = 1 0,8 0,8 22 1300 = 18304 kg > N s približno = 9400 kg

N p = m g φγ z RF = 1 0,8 0,8 12 1300 = 9984 kg\u003e N s približno \u003d 9400 kg

Primer izračuna opečnega stebra za stabilnost
pod ekscentrično stiskanjem

Skrajni stebri v načrtovani hiši ne bodo centralno stisnjeni, saj bodo prečke le na eni strani naslonjene na njih. In tudi če so prečke položene na celoten steber, se bo vseeno zaradi upogibanja prečk obremenitev s tal in strehe prenesla na skrajne stebre, ki niso v središču stebra. Kam natančno se bo prenesla rezultanta te obremenitve, je odvisno od kota naklona prečk na nosilcih, modulov elastičnosti prečk in stebrov ter številnih drugih dejavnikov. Ta premik se imenuje ekscentričnost obremenitve e o. V tem primeru nas zanima najbolj neugodna kombinacija dejavnikov, pri kateri se obremenitev tal na stebre prenese čim bližje robu stebra. To pomeni, da bo poleg same obremenitve na stebre deloval tudi upogibni moment, enak M = Ne o, in ta trenutek je treba upoštevati pri izračunih. Na splošno se lahko testiranje stabilnosti izvede z naslednjo formulo:

N = φRF - MF/W (2.1)

W- modul preseka. V tem primeru se lahko obremenitev spodnjih skrajnih stebrov s strehe pogojno šteje za centralno uporabljeno, ekscentričnost pa bo ustvarila le obremenitev s stropa. Z ekscentričnostjo 20 cm

N p \u003d φRF - MF / W \u003d1 0,8 0,8 12 2601- 3000 20 2601· 6/51 3 = 19975,68 - 7058,82 = 12916,9 kg >N cr = 5800 kg

Tako imamo tudi pri zelo veliki ekscentričnosti uporabe obremenitve več kot dvojno varnostno mejo.

Opomba: SNiP II-22-81 (1995) "Kamnite in ojačane kamnite konstrukcije" priporoča uporabo drugačne metode za izračun prereza ob upoštevanju značilnosti kamnitih konstrukcij, vendar bo rezultat približno enak, zato je metoda izračuna, ki jo priporoča SNiP tukaj ni podan.