การคำนวณเสาอิฐเพื่อความแข็งแรงและความมั่นคง การคำนวณการก่ออิฐเพื่อความแข็งแรง การคำนวณการก่ออิฐเพื่อความมั่นคง

ความจำเป็นในการคำนวณงานก่ออิฐเมื่อสร้างบ้านส่วนตัวเป็นที่ชัดเจนสำหรับนักพัฒนาทุกคน ในการก่อสร้างอาคารที่อยู่อาศัยมีการใช้อิฐปูนเม็ดและอิฐสีแดงอิฐตกแต่งเสร็จใช้เพื่อสร้างรูปลักษณ์ที่สวยงามของพื้นผิวด้านนอกของผนัง อิฐแต่ละยี่ห้อมีพารามิเตอร์และคุณสมบัติเฉพาะของตัวเอง แต่ขนาดที่แตกต่างกันระหว่างยี่ห้อต่างๆ นั้นน้อยมาก

สามารถคำนวณปริมาณวัสดุสูงสุดได้โดยการกำหนดปริมาตรรวมของผนังแล้วหารด้วยปริมาตรของอิฐหนึ่งก้อน

อิฐปูนเม็ดใช้สำหรับการก่อสร้างบ้านหรู มีความถ่วงจำเพาะสูง มีลักษณะสวยงาม และมีความแข็งแรงสูง การใช้งานมีจำกัดเนื่องจากต้นทุนวัสดุสูง

วัสดุที่ได้รับความนิยมและเป็นที่ต้องการมากที่สุดคืออิฐแดงมีความแข็งแรงเพียงพอโดยมีความถ่วงจำเพาะค่อนข้างต่ำ แปรรูปได้ง่าย และไม่ค่อยไวต่ออิทธิพลของสิ่งแวดล้อม ข้อเสีย - พื้นผิวเลอะเทอะมีความหยาบสูงสามารถดูดซับน้ำได้ที่ความชื้นสูง ภายใต้สภาวะการทำงานปกติ ความสามารถนี้จะไม่ปรากฏให้เห็น

มีสองวิธีในการวางอิฐ:

ไทชโควี;
ช้อน

เมื่อปูด้วยวิธีชนจะวางอิฐพาดผนัง ความหนาของผนังต้องมีอย่างน้อย 250 มม. พื้นผิวด้านนอกของผนังจะประกอบด้วยพื้นผิวด้านท้ายของวัสดุ

ด้วยวิธีช้อนให้วางอิฐตามยาว พื้นผิวด้านข้างปรากฏภายนอก ด้วยวิธีนี้คุณสามารถจัดวางผนังครึ่งอิฐ - หนา 120 มม.

สิ่งที่คุณต้องรู้เพื่อคำนวณ

สามารถคำนวณปริมาณวัสดุสูงสุดได้โดยการกำหนดปริมาตรรวมของผนังแล้วหารด้วยปริมาตรของอิฐหนึ่งก้อน ผลลัพธ์ที่ได้จะเป็นการประมาณและประเมินสูงเกินไป เพื่อการคำนวณที่แม่นยำยิ่งขึ้นต้องคำนึงถึงปัจจัยต่อไปนี้:

ขนาดข้อต่อก่ออิฐ
ขนาดที่แน่นอนของวัสดุ
ความหนาของผนังทั้งหมด

ผู้ผลิตค่อนข้างบ่อยด้วยเหตุผลหลายประการที่ไม่รักษาขนาดผลิตภัณฑ์มาตรฐาน ตาม GOST อิฐแดงจะต้องมีขนาด 250x120x65 มม. เพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดและค่าวัสดุที่ไม่จำเป็น ขอแนะนำให้ตรวจสอบกับซัพพลายเออร์เกี่ยวกับขนาดของอิฐที่มีอยู่

ความหนาที่เหมาะสมที่สุดของผนังภายนอกสำหรับพื้นที่ส่วนใหญ่คือ 500 มม. หรืออิฐ 2 ก้อน ขนาดนี้ทำให้มั่นใจได้ถึงความแข็งแรงสูงของอาคารและฉนวนกันความร้อนที่ดี ข้อเสียคือน้ำหนักที่มากของโครงสร้างและส่งผลให้มีแรงกดดันต่อฐานรากและชั้นล่างของอิฐ

ขนาดของรอยต่อก่ออิฐจะขึ้นอยู่กับคุณภาพของปูนเป็นหลัก

หากคุณใช้ทรายเม็ดหยาบในการเตรียมส่วนผสม ความกว้างของตะเข็บจะเพิ่มขึ้น ถ้าทรายละเอียด ตะเข็บสามารถทำให้บางลงได้ ความหนาที่เหมาะสมที่สุดของรอยต่อก่ออิฐคือ 5-6 มม. หากจำเป็นให้ทำตะเข็บที่มีความหนา 3 ถึง 10 มม. คุณสามารถบันทึกบางส่วนได้ขึ้นอยู่กับขนาดของตะเข็บและวิธีการวางอิฐ

ตัวอย่างเช่นลองใช้ความหนาของตะเข็บ 6 มม. และวิธีการวางผนังอิฐด้วยช้อน หากความหนาของผนัง 0.5 ม. คุณต้องวางอิฐ 4 ก้อน

ความกว้างรวมของช่องว่างคือ 24 มม. การวางอิฐ 4 แถว 10 แถวจะให้ความหนารวมของช่องว่างทั้งหมด 240 มม. ซึ่งเกือบเท่ากับความยาวของผลิตภัณฑ์มาตรฐาน พื้นที่ก่ออิฐทั้งหมดจะอยู่ที่ประมาณ 1.25 ตร.ม. หากวางอิฐอย่างใกล้ชิดโดยไม่มีช่องว่าง 240 ชิ้นจะพอดีกับพื้นที่ 1 ตารางเมตร เมื่อคำนึงถึงช่องว่างปริมาณการใช้วัสดุจะอยู่ที่ประมาณ 236 ชิ้น

กลับไปที่เนื้อหา

วิธีการคำนวณผนังรับน้ำหนัก

เมื่อวางแผนขนาดภายนอกของอาคารแนะนำให้เลือกค่าที่เป็นทวีคูณของ 5 ด้วยตัวเลขดังกล่าวทำให้ง่ายต่อการคำนวณจากนั้นจึงนำไปปฏิบัติในความเป็นจริง เมื่อวางแผนการก่อสร้าง 2 ชั้น ควรคำนวณปริมาณวัสดุเป็นขั้นตอนสำหรับแต่ละชั้น

ขั้นแรกให้ทำการคำนวณผนังภายนอกบนชั้นหนึ่ง ตัวอย่างเช่น คุณสามารถใช้อาคารที่มีมิติได้:

ความยาว = 15 ม.
ความกว้าง = 10 ม.
ความสูง = 3 เมตร;
ความหนาของผนังเป็นอิฐ 2 ก้อน

เมื่อใช้มิติข้อมูลเหล่านี้ คุณจะต้องกำหนดขอบเขตของอาคาร:

(15 + 10) x 2 = 50

3 x 50 = 150 ตร.ม

ด้วยการคำนวณพื้นที่ทั้งหมด คุณสามารถกำหนดจำนวนอิฐสูงสุดสำหรับสร้างกำแพงได้ ในการทำเช่นนี้คุณจะต้องคูณจำนวนอิฐที่กำหนดไว้ก่อนหน้านี้สำหรับ 1 m2 ด้วยพื้นที่ทั้งหมด:

236 x 150 = 35,400

ผลสรุปไม่ได้คือผนังต้องมีช่องสำหรับติดตั้งประตูและหน้าต่าง จำนวนประตูทางเข้าอาจแตกต่างกันไป บ้านส่วนตัวขนาดเล็กมักมีประตูเดียว สำหรับอาคารขนาดใหญ่แนะนำให้วางแผนทางเข้าสองทาง จำนวนหน้าต่าง ขนาด และตำแหน่งถูกกำหนดโดยเค้าโครงภายในของอาคาร

ตัวอย่างเช่น คุณสามารถเปิดหน้าต่างได้ 3 ช่องต่อผนัง 10 เมตร และ 4 ช่องต่อผนัง 15 เมตร ขอแนะนำให้ทำให้ผนังด้านใดด้านหนึ่งว่างเปล่าโดยไม่มีช่องเปิด ปริมาตรของทางเข้าประตูสามารถกำหนดได้ตามขนาดมาตรฐาน หากขนาดแตกต่างจากขนาดมาตรฐานสามารถคำนวณปริมาตรได้โดยใช้ขนาดโดยรวมโดยเพิ่มความกว้างของช่องว่างในการติดตั้ง ในการคำนวณให้ใช้สูตร:

2 x (ก x ข) x 236 = ค

โดยที่: A คือความกว้างของทางเข้าประตู B คือความสูง C คือปริมาตรในจำนวนอิฐ

แทนที่ค่ามาตรฐานเราจะได้:

2 x (2 x 0.9) x 236 = 849 ชิ้น

คำนวณปริมาตรของการเปิดหน้าต่างในทำนองเดียวกัน ด้วยขนาดหน้าต่าง 1.4 x 2.05 ม. ปริมาตรจะอยู่ที่ 7,450 ชิ้น การกำหนดจำนวนอิฐต่อช่องว่างอุณหภูมินั้นง่ายมาก: คุณต้องคูณความยาวของเส้นรอบวงด้วย 4 ผลลัพธ์คือ 200 ชิ้น

35400 — (200 + 7450 + 849) = 26 901.

คุณควรซื้อตามปริมาณที่ต้องการโดยมีส่วนต่างเล็กน้อย เนื่องจากอาจเกิดข้อผิดพลาดและสถานการณ์ที่ไม่คาดฝันอื่นๆ ได้ระหว่างการดำเนินการ

ในกรณีของการออกแบบบ้านอิฐอิสระมีความจำเป็นเร่งด่วนในการคำนวณว่างานก่ออิฐสามารถรับน้ำหนักที่รวมอยู่ในโครงการได้หรือไม่ สถานการณ์มีความร้ายแรงเป็นพิเศษในพื้นที่ก่ออิฐซึ่งอ่อนแอจากการเปิดประตูและหน้าต่าง ในกรณีที่มีภาระหนัก พื้นที่เหล่านี้อาจไม่ต้านทานและถูกทำลายได้

การคำนวณที่แน่นอนของความต้านทานของท่าเรือต่อการบีบอัดโดยพื้นที่วางอยู่นั้นค่อนข้างซับซ้อนและถูกกำหนดโดยสูตรที่วางไว้ในเอกสารกำกับดูแล SNiP-2-22-81 (ต่อไปนี้จะเรียกว่า<1>). การคำนวณทางวิศวกรรมของกำลังรับแรงอัดของผนังจะพิจารณาปัจจัยหลายประการ รวมถึงโครงร่างของผนัง กำลังรับแรงอัด ความแข็งแรงของประเภทของวัสดุ และอื่นๆ อย่างไรก็ตาม ประมาณ "ด้วยตา" คุณสามารถประมาณความต้านทานของผนังต่อแรงอัดได้ โดยใช้ตารางบ่งชี้ซึ่งความแข็งแรง (เป็นตัน) เชื่อมโยงกับความกว้างของผนัง รวมถึงยี่ห้อของอิฐและปูน ประกอบโต๊ะให้สูงจากผนัง 2.8 ม.

ตารางความแข็งแรงของผนังอิฐ ตัน (ตัวอย่าง)

แสตมป์		พื้นที่กว้าง ซม
อิฐ	สารละลาย	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

หากค่าความกว้างของผนังอยู่ในช่วงระหว่างที่ระบุจำเป็นต้องเน้นที่จำนวนขั้นต่ำ ในขณะเดียวกันก็ควรจำไว้ว่าตารางไม่ได้คำนึงถึงปัจจัยทั้งหมดที่สามารถปรับความเสถียร ความแข็งแรงของโครงสร้าง และความต้านทานของผนังอิฐต่อการบีบอัดได้ในช่วงกว้างพอสมควร

ในแง่ของเวลา การบรรทุกอาจเป็นแบบชั่วคราวหรือถาวรก็ได้

ถาวร:

น้ำหนักขององค์ประกอบอาคาร (น้ำหนักของรั้ว การรับน้ำหนัก และโครงสร้างอื่นๆ)
แรงดันดินและหิน
ความดันอุทกสถิต

ชั่วคราว:

น้ำหนักของโครงสร้างชั่วคราว
โหลดจากระบบและอุปกรณ์ที่อยู่กับที่
แรงดันในท่อ
โหลดจากผลิตภัณฑ์และวัสดุที่เก็บไว้
ภาระทางภูมิอากาศ (หิมะ น้ำแข็ง ลม ฯลฯ );
และอื่น ๆ อีกมากมาย.

เมื่อวิเคราะห์การโหลดโครงสร้างจำเป็นต้องคำนึงถึงผลกระทบทั้งหมดด้วย ด้านล่างนี้เป็นตัวอย่างการคำนวณการรับน้ำหนักหลักบนผนังชั้นหนึ่งของอาคาร

โหลดอิฐ

หากต้องการคำนึงถึงแรงที่กระทำต่อส่วนที่ออกแบบของผนังคุณต้องสรุปภาระ:

ในกรณีของการก่อสร้างแนวราบ งานจะง่ายขึ้นอย่างมาก และปัจจัยหลายประการของการรับน้ำหนักชั่วคราวสามารถละเลยได้ด้วยการกำหนดระยะขอบด้านความปลอดภัยในขั้นตอนการออกแบบ

อย่างไรก็ตาม ในกรณีของการก่อสร้างโครงสร้างตั้งแต่ 3 ชั้นขึ้นไป จำเป็นต้องมีการวิเคราะห์อย่างละเอียดโดยใช้สูตรพิเศษที่คำนึงถึงน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นจากแต่ละชั้น มุมของแรงที่ใช้ และอื่นๆ อีกมากมาย ในบางกรณี ความแข็งแรงของผนังทำได้โดยการเสริมแรง

ตัวอย่างการคำนวณโหลด

ตัวอย่างนี้แสดงการวิเคราะห์โหลดปัจจุบันบนตอม่อชั้น 1 ที่นี่จะพิจารณาเฉพาะภาระถาวรจากองค์ประกอบโครงสร้างต่าง ๆ ของอาคารโดยคำนึงถึงความไม่สม่ำเสมอของน้ำหนักของโครงสร้างและมุมของการใช้แรง

ข้อมูลเบื้องต้นสำหรับการวิเคราะห์:

จำนวนชั้น – 4 ชั้น;
ความหนาของผนังอิฐ T=64ซม. (0.64 ม.)
ความถ่วงจำเพาะของอิฐก่อ (อิฐ ปูน ปูนปลาสเตอร์) M = 18 kN/m3 (ตัวบ่งชี้ที่นำมาจากข้อมูลอ้างอิง ตารางที่ 19<1>);
ความกว้างของช่องหน้าต่างคือ: W1=1.5 ม.
ความสูงของช่องหน้าต่าง - B1=3 ม.
ส่วนท่าเรือ 0.64*1.42 ม. (พื้นที่รับน้ำหนักซึ่งใช้น้ำหนักขององค์ประกอบโครงสร้างที่วางอยู่)
ความสูงพื้นเปียก=4.2 ม. (4200 มม.):
ความดันจะกระจายเป็นมุม 45 องศา

ตัวอย่างการพิจารณารับน้ำหนักจากผนัง (ชั้นฉาบปูน 2 ซม.)

Nst = (3-4Ш1В1)(h+0.02)Myf = (*3-4*3*1.5)* (0.02+0.64) *1.1 *18=0.447MN.

ความกว้างของพื้นที่รับน้ำหนัก P=เปียก*H1/2-W/2=3*4.2/2.0-0.64/2.0=6 ม.

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

ND=(30+1.26+215*3)*6 = 4.094 ล้าน

H2=215*6 = 1.290MN

รวม H2l=(1.26+215*3)*6= 3.878MN

น้ำหนักผนังของตัวเอง

Npr=(0.02+0.64)*(1.42+0.08)*3*1.1*18= 0.0588 เมกะไบต์

น้ำหนักบรรทุกทั้งหมดจะเป็นผลมาจากการรวมกันของน้ำหนักที่ระบุบนผนังของอาคารในการคำนวณจะทำการรวมน้ำหนักจากผนังจากพื้นของชั้นสองและน้ำหนักของพื้นที่ที่ออกแบบ ).

แผนผังการวิเคราะห์น้ำหนักบรรทุกและความแข็งแรงของโครงสร้าง

ในการคำนวณท่าเรือของกำแพงอิฐคุณจะต้อง:

ความยาวของพื้น (หรือความสูงของพื้นที่) (เปียก);
จำนวนชั้น (แชท);
ความหนาของผนัง (T);
ความกว้างของกำแพงอิฐ (W)
พารามิเตอร์การก่ออิฐ (ประเภทของอิฐ, ยี่ห้ออิฐ, ยี่ห้อปูน)

พื้นที่ผนัง (P)

ตามตารางที่ 15<1>จำเป็นต้องกำหนดค่าสัมประสิทธิ์ a (ลักษณะความยืดหยุ่น) ค่าสัมประสิทธิ์ขึ้นอยู่กับชนิดและยี่ห้อของอิฐและปูน
ดัชนีความยืดหยุ่น (G)

ขึ้นอยู่กับตัวบ่งชี้ a และ G ตามตารางที่ 18<1>คุณต้องดูค่าสัมประสิทธิ์การดัดงอ f
การหาความสูงของส่วนที่บีบอัด

โดยที่ e0 เป็นตัวบ่งชี้ความพิเศษ

การหาพื้นที่ของส่วนที่บีบอัดของส่วน

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

การกำหนดความยืดหยุ่นของส่วนที่บีบอัดของตอม่อ

Gszh=สัตวแพทย์/Vszh

การกำหนดตามตาราง 18<1>ค่าสัมประสิทธิ์ fszh ขึ้นอยู่กับ gszh และค่าสัมประสิทธิ์ a
การคำนวณค่าสัมประสิทธิ์เฉลี่ย fsr

Fsr=(f+fszh)/2

การหาค่าสัมประสิทธิ์ ω (ตารางที่ 19<1>)

ω =1+อี/ต<1,45

การคำนวณแรงที่กระทำต่อส่วน
คำจำกัดความของความยั่งยืน

U=Kdv*fsr*R*สจ* ω

Kdv – ค่าสัมประสิทธิ์การสัมผัสในระยะยาว

R – ความต้านทานแรงอัดของอิฐก่อ สามารถกำหนดได้จากตารางที่ 2<1>ในหน่วย MPa

การกระทบยอด

ตัวอย่างการคำนวณกำลังก่ออิฐ

— เปียก — 3.3 ม

— แชท — 2

— ที — 640 มม

— กว้าง — 1300 มม

- พารามิเตอร์การก่ออิฐ (อิฐดินเผาโดยการอัดพลาสติก, ปูนทราย, เกรดอิฐ - 100, เกรดปูน - 50)

พื้นที่ (พี)

พ=0.64*1.3=0.832

ตามตารางที่ 15<1>กำหนดค่าสัมประสิทธิ์ก

ความยืดหยุ่น (ช)

ก =3.3/0.64=5.156

ค่าสัมประสิทธิ์การดัด (ตารางที่ 18<1>).

ความสูงของส่วนที่บีบอัด

Vszh=0.64-2*0.045=0.55 ม

พื้นที่ของส่วนที่บีบอัดของส่วน

PS = 0.832*(1-2*0.045/0.64)=0.715

ความยืดหยุ่นของส่วนที่บีบอัด

Gszh=3.3/0.55=6

เอฟเอสเจ=0.96
การคำนวณ FSR

Fsr=(0.98+0.96)/2=0.97

ตามตารางครับ 19<1>

ω =1+0.045/0.64=1.07<1,45

เพื่อกำหนดภาระที่มีประสิทธิภาพจำเป็นต้องคำนวณน้ำหนักขององค์ประกอบโครงสร้างทั้งหมดที่ส่งผลต่อพื้นที่ที่ออกแบบของอาคาร

คำจำกัดความของความยั่งยืน

Y=1*0.97*1.5*0.715*1.07=1.113 ล้านล้าน

การกระทบยอด

ตรงตามเงื่อนไขความแข็งแรงของอิฐและความแข็งแรงขององค์ประกอบก็เพียงพอแล้ว

ความต้านทานของผนังไม่เพียงพอ

จะทำอย่างไรถ้าความต้านทานแรงดันที่คำนวณได้ของผนังไม่เพียงพอ? ในกรณีนี้จำเป็นต้องเสริมผนังด้วยการเสริมแรง ด้านล่างนี้เป็นตัวอย่างของการวิเคราะห์ความทันสมัยที่จำเป็นของโครงสร้างที่มีความต้านทานแรงอัดไม่เพียงพอ

เพื่อความสะดวก คุณสามารถใช้ข้อมูลแบบตารางได้

บรรทัดล่างแสดงตัวบ่งชี้สำหรับผนังเสริมด้วยตาข่ายลวดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 มม. พร้อมเซลล์ขนาด 3 ซม. คลาส B1 การเสริมแรงทุกแถวที่สาม

ความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้นประมาณ 40% โดยทั่วไปแล้วความต้านทานแรงอัดนี้ก็เพียงพอแล้ว ควรทำการวิเคราะห์โดยละเอียดโดยคำนวณการเปลี่ยนแปลงลักษณะความแข็งแรงตามวิธีการเสริมความแข็งแกร่งของโครงสร้างที่ใช้

ด้านล่างนี้เป็นตัวอย่างของการคำนวณดังกล่าว

ตัวอย่างการคำนวณการเสริมแรงตอม่อ

ข้อมูลเริ่มต้น - ดูตัวอย่างก่อนหน้า

ความสูงของพื้น - 3.3 ม.
ความหนาของผนัง – 0.640 ม.
ความกว้างของอิฐ 1,300 ม.
ลักษณะทั่วไปของการก่ออิฐ (ประเภทของอิฐ - อิฐดินเผาโดยการกด, ประเภทของปูน - ซีเมนต์พร้อมทราย, ตราอิฐ - 100, ปูน - 50)

ในกรณีนี้ เงื่อนไข У>=Н ไม่เป็นที่พอใจ (1.113<1,5).

จำเป็นต้องเพิ่มความต้านทานแรงอัดและความแข็งแรงของโครงสร้าง

ได้รับ

k=U1/U=1.5/1.113=1.348,

เหล่านั้น. จำเป็นต้องเพิ่มความแข็งแรงของโครงสร้าง 34.8%

การเสริมแรงด้วยโครงคอนกรีตเสริมเหล็ก

การเสริมแรงทำได้โดยใช้โครงคอนกรีต B15 ที่มีความหนา 0.060 ม. แท่งแนวตั้ง 0.340 m2 ที่หนีบ 0.0283 m2 ด้วยระยะพิทช์ 0.150 ม.

ขนาดหน้าตัดของโครงสร้างเสริม:

Ш_1=1300+2*60=1.42

T_1=640+2*60=0.76

ด้วยตัวบ่งชี้ดังกล่าว เงื่อนไข У>=Н จึงเป็นที่พอใจ ความต้านทานแรงอัดและความแข็งแรงของโครงสร้างก็เพียงพอแล้ว

บทความนี้นำเสนอตัวอย่างการคำนวณความสามารถในการรับน้ำหนักของผนังอิฐของอาคารไร้กรอบสามชั้นโดยคำนึงถึงข้อบกพร่องที่ระบุระหว่างการตรวจสอบ การคำนวณดังกล่าวจัดอยู่ในหมวดหมู่ "การยืนยัน" และโดยปกติจะดำเนินการโดยเป็นส่วนหนึ่งของการตรวจสอบรายละเอียดด้วยภาพและเครื่องมือของอาคาร

ความสามารถในการรับน้ำหนักของเสาหินที่ถูกบีบอัดจากส่วนกลางและเยื้องศูนย์กลางถูกกำหนดบนพื้นฐานของข้อมูลเกี่ยวกับความแข็งแรงที่แท้จริงของวัสดุก่ออิฐ (อิฐ, ปูน) ตามมาตรา 4

เพื่อคำนึงถึงข้อบกพร่องที่ระบุในระหว่างการตรวจสอบ สูตร SNiP จะเพิ่มปัจจัยการลดเพิ่มเติม โดยคำนึงถึงความสามารถในการรับน้ำหนักที่ลดลงของโครงสร้างหิน (Ktr) ขึ้นอยู่กับลักษณะและขอบเขตของความเสียหายที่ตรวจพบตาม ตารางของบท 4.

ตัวอย่างการคำนวณ

เราจะตรวจสอบความสามารถในการรับน้ำหนักของผนังหินรับน้ำหนักภายในของชั้น 1 ตามแนวแกน “8” m/o “B” - “C” สำหรับการทำงานของโหลดการปฏิบัติงาน โดยคำนึงถึงข้อบกพร่องและความเสียหายที่ระบุ ในระหว่างการตรวจสอบ

ข้อมูลเริ่มต้น:

- ความหนาของผนัง: ช่วงเวลา=0.38 ม
- ความกว้างของผนัง: ข=1.64 ม
— ความสูงของท่าเรือถึงพื้นแผ่นพื้นชั้น 1: ส=3.0 ม
- ความสูงของเสาก่ออิฐที่วางอยู่: ส.=6.5 ม
— พื้นที่สำหรับรับน้ำหนักจากพื้นและสารเคลือบ: Sgr=9.32 ตร.ม
— การออกแบบความต้านทานแรงอัดของอิฐก่อ: R=11.05 กก./ซม.2

ในระหว่างการตรวจสอบผนังตามแกน "8" มีการบันทึกข้อบกพร่องและความเสียหายต่อไปนี้ (ดูรูปด้านล่าง): การสูญเสียปูนจำนวนมากจากข้อต่อการก่ออิฐจนถึงระดับความลึกมากกว่า 4 ซม. การกระจัดในแนวตั้ง (ความโค้ง) ของแถวแนวนอนของการก่ออิฐสูงถึง 3 ซม. รอยแตกร้าวแนวตั้งหลายรอยแตกที่มีช่องเปิด 2-4 มม. (รวมตามแนวรอยต่อปูน) ข้ามจากอิฐก่ออิฐแนวนอน 2 ถึง 4 แถว (สูงสุด 2 รอยแตกต่อผนัง 1 ม.)


ปุสโตชอฟกา	อิฐแตก	ความโค้งของแถวก่ออิฐ

ขึ้นอยู่กับผลรวมของข้อบกพร่องที่ระบุ (โดยคำนึงถึงลักษณะระดับการพัฒนาและพื้นที่การกระจาย) ตาม ความสามารถในการรับน้ำหนักของท่าเรือที่เป็นปัญหาควรลดลงอย่างน้อย 30% เหล่านั้น. ค่าสัมประสิทธิ์การลดความสามารถในการรับน้ำหนักของท่าเรือจะถือว่าเท่ากับ Ktr = 0.7 แผนภาพสำหรับรวบรวมน้ำหนักบนผนังแสดงไว้ด้านล่างในรูปที่ 1

รูปที่ 1. โครงการรวบรวมสิ่งของบนท่าเรือ

I. การรวบรวมการออกแบบโหลดบนท่าเรือ

ครั้งที่สอง การคำนวณความสามารถในการรับน้ำหนักของท่าเรือ

(ข้อ 4.1 SNiP II-22-81)

การประเมินเชิงปริมาณของความสามารถในการรับน้ำหนักจริงของเสาอิฐอัดจากส่วนกลาง (โดยคำนึงถึงอิทธิพลของข้อบกพร่องที่ตรวจพบ) ต่อการกระทำของแรงตามยาวที่คำนวณได้ N ที่นำไปใช้โดยไม่มีความเยื้องศูนย์ ลงมาเพื่อตรวจสอบการปฏิบัติตามเงื่อนไขต่อไปนี้ (สูตร 10 ):

Nс=มก.×φ×R×A×Ktr ≥ N(1)

จากผลการทดสอบความแข็งแรง ความต้านทานแรงอัดที่คำนวณได้ของผนังก่ออิฐตามแนวแกน "8" คือ R=11.05 กก./ซม.2.
ลักษณะความยืดหยุ่นของอิฐก่อตามข้อ 9 ของตารางที่ 15(K) เท่ากับ: α=500.
ความสูงของเสาโดยประมาณ: l0=0.8×ส=0.8×300=240 ซม.
ความยืดหยุ่นขององค์ประกอบทรงสี่เหลี่ยมทึบ: แลช=l0 / dst=240/38=6.31
ค่าสัมประสิทธิ์การโก่งงอ φ ที่ α=500และ แลช=6.31(ตามตารางที่ 18): φ=0.90.
พื้นที่หน้าตัดของคอลัมน์ (ท่าเรือ): A=b×dst=164×38=6232 cm2.
เพราะ ความหนาของผนังที่คำนวณได้มากกว่า 30 ซม. (dst = 38 ซม.) ค่าสัมประสิทธิ์ มกถือว่าเท่ากับความสามัคคี: มก.=1.

แทนที่ค่าที่ได้รับทางด้านซ้ายของสูตร (1) เราจะกำหนดความสามารถในการรับน้ำหนักที่แท้จริงของผนังอิฐที่ไม่เสริมแรงที่ถูกบีบอัดจากส่วนกลาง เอ็นซี:

Nс=1×0.9×11.05×6232×0.7=43,384 กก.

สาม. การตรวจสอบการปฏิบัติตามสภาวะความแข็งแกร่ง (1)

[ Nc=43384 กิโลกรัมเอฟ ] > [ N=36340.5 กิโลกรัมเอฟ ]

ตรงตามเงื่อนไขความแข็งแกร่ง: ความสามารถในการรับน้ำหนักของเสาอิฐ เอ็นซีเมื่อคำนึงถึงอิทธิพลของข้อบกพร่องที่ระบุพบว่ามีค่ามากกว่ามูลค่าของโหลดทั้งหมด เอ็น.

รายชื่อแหล่งที่มา:
1. SNiP II-22-81* “โครงสร้างหินและอิฐเสริม”
2. ข้อแนะนำในการเสริมโครงสร้างหินของอาคารและสิ่งปลูกสร้าง TsNIISK พวกเขา คูร์เชนโก, กอสสตรอย.

ภาพที่ 1. แผนภาพการคำนวณสำหรับเสาอิฐของอาคารที่ออกแบบ

คำถามที่เป็นธรรมชาติเกิดขึ้น: ค่าตัดขวางขั้นต่ำของคอลัมน์ที่จะให้ความแข็งแกร่งและความมั่นคงที่ต้องการคืออะไร? แน่นอนว่าความคิดในการวางเสาด้วยอิฐดินเหนียวและยิ่งกว่านั้นผนังบ้านยังห่างไกลจากการคำนวณกำแพงอิฐท่าเรือเสาซึ่งเป็นสาระสำคัญของคอลัมน์ใหม่และเป็นไปได้ทั้งหมด มีการอธิบายรายละเอียดเพียงพอใน SNiP II-22-81 (1995) "โครงสร้างหินและหินเสริม" เป็นเอกสารกำกับดูแลนี้ที่ควรใช้เป็นแนวทางในการคำนวณ การคำนวณด้านล่างนี้เป็นเพียงตัวอย่างการใช้ SNiP ที่ระบุ

ในการกำหนดความแข็งแรงและความมั่นคงของคอลัมน์คุณต้องมีข้อมูลเริ่มต้นค่อนข้างมากเช่น: ยี่ห้อของอิฐในแง่ของความแข็งแรง, พื้นที่รองรับของคานขวางบนคอลัมน์, โหลดบนคอลัมน์ พื้นที่หน้าตัดของคอลัมน์และหากไม่ทราบสิ่งใดในขั้นตอนการออกแบบคุณสามารถดำเนินการตามวิธีต่อไปนี้:

ตัวอย่างการคำนวณคอลัมน์อิฐเพื่อความมั่นคงภายใต้การบีบอัดจากส่วนกลาง

ออกแบบ:

ขนาดระเบียง 5x8 ม. สามเสา (หนึ่งอันตรงกลางและสองอันที่ขอบ) ทำจากอิฐกลวงหันหน้าตัดขนาด 0.25x0.25 ม. ระยะห่างระหว่างแกนของเสาคือ 4 ม. ระดับความแข็งแรงของ อิฐคือ M75

ข้อกำหนดเบื้องต้นในการคำนวณ:

ด้วยรูปแบบการออกแบบนี้ โหลดสูงสุดจะอยู่ที่คอลัมน์กลางล่าง นี่คือสิ่งที่คุณควรวางใจในความแข็งแกร่ง น้ำหนักบรรทุกบนเสาขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย โดยเฉพาะพื้นที่ก่อสร้าง ตัวอย่างเช่น ในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กจะเป็น 180 กิโลกรัม/ตร.ม. และในรอสตอฟ-ออน-ดอน - 80 กก./ตร.ม. เมื่อคำนึงถึงน้ำหนักของหลังคาที่ 50-75 กก. / ตร.ม. ภาระบนคอลัมน์จากหลังคาสำหรับพุชกินภูมิภาคเลนินกราดอาจเป็น:

N จากหลังคา = (180 1.25 + 75) 5 8/4 = 3,000 กก. หรือ 3 ตัน

เนื่องจากโหลดในปัจจุบันจากวัสดุพื้นและจากผู้คนที่นั่งบนระเบียงเฟอร์นิเจอร์ ฯลฯ ยังไม่ทราบแน่ชัด แต่ไม่ได้วางแผนแผ่นพื้นคอนกรีตเสริมเหล็กอย่างแน่นอนและสันนิษฐานว่าพื้นจะเป็นไม้จากการนอนขอบแยกกัน จากนั้นในการคำนวณน้ำหนักจากระเบียง คุณสามารถรับน้ำหนักที่กระจายสม่ำเสมอได้ที่ 600 กิโลกรัม/ตารางเมตร จากนั้นแรงที่รวมศูนย์จากระเบียงที่กระทำต่อเสากลางจะเป็น:

N จากระเบียง = 600 5 8/4 = 6,000 กก. หรือ 6 ตัน

น้ำหนักที่ตายแล้วของเสายาว 3 ม. จะเป็น:

N จากคอลัมน์ = 1500 3 0.38 0.38 = 649.8 กก. หรือ 0.65 ตัน

ดังนั้นภาระรวมของคอลัมน์กลางล่างในส่วนของคอลัมน์ใกล้ฐานรากจะเป็นดังนี้:

N พร้อมรอบ = 3000 + 6000 + 2 650 = 10300 กก. หรือ 10.3 ตัน

อย่างไรก็ตาม ในกรณีนี้ สามารถนำมาพิจารณาได้ว่าไม่มีความเป็นไปได้สูงมากที่ปริมาณหิมะชั่วคราวจากหิมะ สูงสุดในฤดูหนาว และปริมาณภาระชั่วคราวบนพื้น สูงสุดในฤดูร้อน จะถูกนำไปใช้พร้อมกัน เหล่านั้น. ผลรวมของโหลดเหล่านี้สามารถคูณด้วยสัมประสิทธิ์ความน่าจะเป็น 0.9 จากนั้น:

N พร้อมรอบ = (3000 + 6000) 0.9 + 2 650 = 9400 กก. หรือ 9.4 ตัน

โหลดการออกแบบบนคอลัมน์ด้านนอกจะน้อยกว่าเกือบสองเท่า:

N cr = 1500 + 3000 + 1300 = 5800 กก. หรือ 5.8 ตัน

2. การกำหนดความแข็งแรงของงานก่ออิฐ

เกรดอิฐ M75 หมายความว่าอิฐจะต้องรับน้ำหนักได้ 75 กก./ซม.2 อย่างไรก็ตาม ความแข็งแรงของอิฐและความแข็งแรงของอิฐเป็นสองสิ่งที่แตกต่างกัน ตารางต่อไปนี้จะช่วยให้คุณเข้าใจสิ่งนี้:

ตารางที่ 1. ออกแบบกำลังรับแรงอัดสำหรับงานก่ออิฐ (ตาม SNiP II-22-81 (1995))

แต่นั่นไม่ใช่ทั้งหมด เหมือนกันทั้งหมด SNiP II-22-81 (1995) ข้อ 3.11 ก) แนะนำว่าสำหรับพื้นที่เสาและเสาน้อยกว่า 0.3 ม. 2 ให้คูณค่าความต้านทานการออกแบบด้วยปัจจัยสภาพการทำงาน γ ส = 0.8. และเนื่องจากพื้นที่หน้าตัดของคอลัมน์ของเราคือ 0.25x0.25 = 0.0625 m2 เราจึงต้องใช้คำแนะนำนี้ ดังจะเห็นได้ว่าสำหรับอิฐเกรด M75 แม้จะใช้ปูนก่ออิฐ M100 ก็ตาม ความแข็งแรงของอิฐก่อจะไม่เกิน 15 กก./ซม.2 เป็นผลให้ค่าความต้านทานที่คำนวณได้สำหรับคอลัมน์ของเราคือ 15·0.8 = 12 กก./ซม.2 จากนั้นค่าความเค้นอัดสูงสุดจะเป็น:

10300/625 = 16.48 กก./ซม.2 > R = 12 กก./ซม.2

ดังนั้น เพื่อให้มั่นใจถึงความแข็งแรงที่ต้องการของเสา จึงจำเป็นต้องใช้อิฐที่มีความแข็งแรงสูงกว่า เช่น M150 (ความต้านทานแรงอัดที่คำนวณได้สำหรับเกรด M100 ของปูนจะเท่ากับ 22·0.8 = 17.6 กก./ซม.2) หรือ เพิ่มหน้าตัดของเสาหรือใช้การเสริมแรงตามขวางของอิฐก่อ สำหรับตอนนี้ เรามาเน้นที่การใช้อิฐหันหน้าที่มีความทนทานมากขึ้นกันดีกว่า

3. การกำหนดความมั่นคงของเสาอิฐ

ความแข็งแรงของการก่ออิฐและความมั่นคงของเสาอิฐก็ต่างกันและยังคงเหมือนเดิม SNiP II-22-81 (1995) แนะนำให้กำหนดความเสถียรของคอลัมน์อิฐโดยใช้สูตรต่อไปนี้:

ไม่มี ≤ มก. φRF (1.1)

ที่ไหน ม.ก- ค่าสัมประสิทธิ์คำนึงถึงอิทธิพลของภาระระยะยาว ในกรณีนี้ เราค่อนข้างจะพูดได้ว่าโชคดี เนื่องจากอยู่ในระดับสูงสุดของส่วนนี้ ชม.อยู่ที่ 30 ซม. ค่าสัมประสิทธิ์นี้สามารถหาได้เท่ากับ 1

บันทึก: จริงๆแล้วด้วยค่าสัมประสิทธิ์ mg ทุกอย่างไม่ง่ายนักรายละเอียดสามารถพบได้ในความคิดเห็นในบทความ

φ - ค่าสัมประสิทธิ์การดัดตามยาวขึ้นอยู่กับความยืดหยุ่นของคอลัมน์ λ . เพื่อกำหนดค่าสัมประสิทธิ์นี้ คุณจำเป็นต้องทราบความยาวโดยประมาณของคอลัมน์ ล 0 และไม่ได้ตรงกับความสูงของคอลัมน์เสมอไป รายละเอียดปลีกย่อยของการกำหนดความยาวการออกแบบของโครงสร้างนั้นแยกจากกัน ในที่นี้ เราทราบเพียงว่าตามข้อ 4.3 ของ SNiP II-22-81 (1995): “ ความสูงของผนังและเสาที่คำนวณได้ ล 0 เมื่อกำหนดค่าสัมประสิทธิ์การโก่งงอ φ ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขของการรองรับพวกมันบนตัวรองรับแนวนอน ควรดำเนินการดังต่อไปนี้:

ก) พร้อมตัวรองรับบานพับคงที่ ล 0 = ยังไม่มีข้อความ;

b) ด้วยการรองรับส่วนบนที่ยืดหยุ่นและการยึดอย่างแน่นหนาในส่วนรองรับด้านล่าง: สำหรับอาคารช่วงเดียว ล 0 = 1.5 ชมสำหรับอาคารที่มีหลายช่วง ล 0 = 1.25ชม;

c) สำหรับโครงสร้างแบบตั้งพื้น ล 0 = 2 ชม;

d) สำหรับโครงสร้างที่มีส่วนรองรับที่ถูกบีบบางส่วน - โดยคำนึงถึงระดับของการหนีบจริง แต่ไม่น้อย ล 0 = 0.8 นิวตัน, ที่ไหน เอ็น- ระยะห่างระหว่างพื้นหรือส่วนรองรับแนวนอนอื่น ๆ โดยมีคอนกรีตเสริมเหล็กรองรับแนวนอน ระยะห่างที่ชัดเจนระหว่างสิ่งเหล่านั้น”

เมื่อมองแวบแรก รูปแบบการคำนวณของเราถือได้ว่าเป็นไปตามเงื่อนไขของจุด b) กล่าวคือ คุณสามารถรับมันได้ ล 0 = 1.25H = 1.25 3 = 3.75 เมตร หรือ 375 ซม.. อย่างไรก็ตาม เราสามารถใช้ค่านี้ได้อย่างมั่นใจในกรณีที่ส่วนรองรับด้านล่างแข็งมากเท่านั้น หากวางเสาอิฐบนชั้นหลังคาที่รู้สึกว่ากันน้ำได้วางอยู่บนรากฐานดังนั้นการรองรับดังกล่าวควรได้รับการพิจารณาว่าเป็นบานพับแทนที่จะยึดอย่างแน่นหนา และในกรณีนี้ การออกแบบของเราในระนาบขนานกับระนาบของผนังนั้นมีตัวแปรทางเรขาคณิต เนื่องจากโครงสร้างของพื้น (กระดานแยกจากกัน) ไม่ได้ให้ความแข็งแกร่งเพียงพอในระนาบที่ระบุ มี 4 วิธีที่เป็นไปได้จากสถานการณ์นี้:

1. ใช้รูปแบบการออกแบบที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน

ตัวอย่างเช่น - เสาโลหะซึ่งฝังอย่างแน่นหนาในฐานรากซึ่งจะเชื่อมคานพื้นจากนั้นด้วยเหตุผลด้านสุนทรียะคอลัมน์โลหะสามารถถูกปกคลุมด้วยอิฐหันหน้าของยี่ห้อใดก็ได้เนื่องจากโลหะจะบรรทุกน้ำหนักทั้งหมด . ในกรณีนี้จำเป็นต้องคำนวณคอลัมน์โลหะ แต่สามารถใช้ความยาวที่คำนวณได้ ล 0 = 1.25ชม.

2. ทำการทับซ้อนกันอีกครั้ง,

เช่นจากวัสดุแผ่นซึ่งจะให้เราพิจารณาทั้งส่วนรองรับบนและล่างของคอลัมน์เป็นแบบบานพับในกรณีนี้ ล 0 = ฮ.

3. สร้างไดอะแฟรมที่ทำให้แข็งทื่อ

ในระนาบขนานกับระนาบของผนัง ตัวอย่างเช่นตามขอบอย่าจัดวางคอลัมน์ แต่เป็นท่าเรือ นอกจากนี้ยังช่วยให้เราพิจารณาทั้งส่วนรองรับด้านบนและด้านล่างของคอลัมน์เป็นแบบบานพับ แต่ในกรณีนี้ จำเป็นต้องคำนวณไดอะแฟรมความแข็งเพิ่มเติม

4. ละเว้นตัวเลือกข้างต้นและคำนวณคอลัมน์แบบตั้งอิสระพร้อมส่วนรองรับด้านล่างที่เข้มงวด เช่น ล 0 = 2 ชม

ในท้ายที่สุด ชาวกรีกโบราณได้สร้างเสาขึ้น (แม้ว่าจะไม่ได้ทำด้วยอิฐก็ตาม) โดยปราศจากความรู้เรื่องความแข็งแกร่งของวัสดุ โดยไม่ต้องใช้พุกโลหะ และในสมัยนั้นยังไม่มีรหัสและข้อบังคับเกี่ยวกับอาคารที่เขียนอย่างระมัดระวังเช่นนี้ บางคอลัมน์ยังคงยืนหยัดมาจนถึงทุกวันนี้

เมื่อทราบความยาวการออกแบบของคอลัมน์แล้ว คุณสามารถกำหนดค่าสัมประสิทธิ์ความยืดหยุ่นได้:

λ ชม. = ล 0 /ชม (1.2) หรือ

λ ฉัน = ล 0 /ฉัน (1.3)

ที่ไหน ชม.- ความสูงหรือความกว้างของส่วนคอลัมน์ และ ฉัน- รัศมีความเฉื่อย

โดยหลักการแล้ว การกำหนดรัศมีของความเฉื่อยนั้นไม่ใช่เรื่องยาก คุณต้องหารโมเมนต์ความเฉื่อยของส่วนด้วยพื้นที่หน้าตัด แล้วหารากที่สองของผลลัพธ์ แต่ในกรณีนี้ ไม่จำเป็นมากนัก สำหรับสิ่งนี้. ดังนั้น แลมซ = 2 300/25 = 24.

เมื่อทราบค่าของค่าสัมประสิทธิ์ความยืดหยุ่นแล้ว ในที่สุดคุณก็สามารถกำหนดค่าสัมประสิทธิ์การโก่งงอได้จากตาราง:

ตารางที่ 2. ค่าสัมประสิทธิ์การโก่งงอสำหรับโครงสร้างก่ออิฐฉาบปูนและโครงสร้างก่ออิฐเสริม (ตาม SNiP II-22-81 (1995))

ในกรณีนี้ลักษณะยืดหยุ่นของวัสดุก่อสร้าง α กำหนดโดยตาราง:

ตารางที่ 3. ลักษณะการยืดหยุ่นของอิฐก่อ α (ตาม SNiP II-22-81 (1995))

เป็นผลให้ค่าสัมประสิทธิ์การดัดตามยาวจะอยู่ที่ประมาณ 0.6 (โดยมีค่าลักษณะยืดหยุ่น α = 1200 ตามวรรค 6) ดังนั้นภาระสูงสุดบนคอลัมน์กลางจะเป็น:

N р = mg φγโดย RF = 1х0.6х0.8х22х625 = 6600 กก.< N с об = 9400 кг

ซึ่งหมายความว่าหน้าตัดที่นำมาใช้ขนาด 25x25 ซม. นั้นไม่เพียงพอที่จะรับประกันความเสถียรของคอลัมน์ที่ถูกบีบอัดจากส่วนกลางตอนล่าง เพื่อเพิ่มความมั่นคง วิธีที่ดีที่สุดคือเพิ่มส่วนตัดขวางของคอลัมน์ ตัวอย่างเช่นหากคุณจัดวางคอลัมน์โดยมีช่องว่างภายในอิฐหนึ่งและครึ่งซึ่งวัดได้ 0.38x0.38 ม. ไม่เพียงแต่พื้นที่หน้าตัดของคอลัมน์จะเพิ่มขึ้นเป็น 0.13 ตร.ม. หรือ 1300 ซม. 2 เท่านั้น แต่ รัศมีความเฉื่อยของคอลัมน์ก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน ฉัน= 11.45 ซม. แล้ว แล = 600/11.45 = 52.4และค่าสัมประสิทธิ์ φ = 0.8. ในกรณีนี้ โหลดสูงสุดบนคอลัมน์กลางจะเป็น:

N r = mg φγ โดยมี RF = 1x0.8x0.8x22x1300 = 18304 กก. > N โดยมีรอบ = 9400 กก.

ซึ่งหมายความว่าส่วนที่มีขนาด 38x38 ซม. ก็เพียงพอที่จะรับประกันความเสถียรของคอลัมน์ที่ถูกบีบอัดจากส่วนกลางด้านล่างและยังสามารถลดเกรดของอิฐได้อีกด้วย ตัวอย่างเช่น ด้วยเกรด M75 ที่นำมาใช้ครั้งแรก โหลดสูงสุดจะเป็น:

N r = mg φγ โดยมี RF = 1x0.8x0.8x12x1300 = 9984 กก. > N โดยมีรอบ = 9400 กก.

ดูเหมือนจะเป็นทั้งหมด แต่ขอแนะนำให้คำนึงถึงรายละเอียดอีกหนึ่งอย่าง ในกรณีนี้ จะดีกว่าถ้าสร้างแถบฐานราก (รวมกันทั้งสามคอลัมน์) แทนที่จะสร้างเป็นแนวเสา (แยกกันสำหรับแต่ละคอลัมน์) มิฉะนั้น การทรุดตัวของฐานรากเพียงเล็กน้อยก็จะทำให้เกิดความเครียดเพิ่มเติมในร่างกายของคอลัมน์และสิ่งนี้สามารถ นำไปสู่การทำลายล้าง เมื่อคำนึงถึงทั้งหมดข้างต้น ส่วนคอลัมน์ที่เหมาะสมที่สุดคือ 0.51x0.51 ม. และจากมุมมองด้านสุนทรียภาพส่วนดังกล่าวจะเหมาะสมที่สุด พื้นที่หน้าตัดของคอลัมน์ดังกล่าวจะเท่ากับ 2601 cm2

ตัวอย่างการคำนวณคอลัมน์อิฐเพื่อความมั่นคงภายใต้การบีบอัดแบบเยื้องศูนย์

คอลัมน์ด้านนอกในบ้านที่ออกแบบจะไม่ถูกบีบอัดจากส่วนกลางเนื่องจากคานจะวางอยู่บนด้านเดียวเท่านั้น และแม้ว่าจะวางคานบนทั้งคอลัมน์ แต่เนื่องจากการโก่งตัวของคาน แต่ภาระจากพื้นและหลังคาจะถูกถ่ายโอนไปยังคอลัมน์ด้านนอกซึ่งไม่อยู่ตรงกลางของส่วนคอลัมน์ โดยที่ผลลัพธ์ของการโหลดนี้จะถูกส่งอย่างแน่นอนนั้นขึ้นอยู่กับมุมเอียงของคานบนส่วนรองรับโมดูลัสความยืดหยุ่นของคานและคอลัมน์และปัจจัยอื่น ๆ อีกจำนวนหนึ่งซึ่งจะกล่าวถึงในรายละเอียดในบทความ "การคำนวณ ส่วนรองรับของคานสำหรับแบริ่ง" การกระจัดนี้เรียกว่าความเยื้องศูนย์ของแอปพลิเคชันโหลด e o ในกรณีนี้เราสนใจที่จะรวมปัจจัยที่ไม่พึงประสงค์มากที่สุดซึ่งภาระจากพื้นถึงคอลัมน์จะถูกถ่ายโอนให้ใกล้กับขอบของคอลัมน์มากที่สุด ซึ่งหมายความว่านอกเหนือจากภาระแล้ว คอลัมน์ยังต้องมีโมเมนต์การดัดเท่ากับด้วย ม = นีโอและจะต้องคำนึงถึงจุดนี้เมื่อทำการคำนวณ โดยทั่วไป การทดสอบความเสถียรสามารถทำได้โดยใช้สูตรต่อไปนี้:

N = φRF - MF/W (2.1)

ที่ไหน ว- ช่วงเวลาของการต่อต้าน ในกรณีนี้ภาระสำหรับคอลัมน์ด้านนอกสุดด้านล่างจากหลังคาสามารถพิจารณาตามเงื่อนไขจากส่วนกลางได้และความเยื้องศูนย์จะถูกสร้างขึ้นโดยภาระจากพื้นเท่านั้น ที่จุดเยื้องศูนย์กลาง 20 ซม

N р = φRF - MF/W =1x0.8x0.8x12x2601- 3000 20 2601· 6/51 3 = 19975, 68 - 7058.82 = 12916.9 กก. >N cr = 5800 กก

ดังนั้น แม้ว่าการใช้งานโหลดจะมีความเยื้องศูนย์กลางมาก แต่เราก็มีระยะขอบด้านความปลอดภัยมากกว่าสองเท่า

หมายเหตุ: SNiP II-22-81 (1995) “โครงสร้างหินและอิฐเสริม” แนะนำให้ใช้วิธีอื่นในการคำนวณส่วนต่างๆ โดยคำนึงถึงคุณสมบัติของโครงสร้างหิน แต่ผลลัพธ์จะใกล้เคียงกันโดยประมาณ ดังนั้นฉันจึงไม่ทำ นำเสนอวิธีการคำนวณที่แนะนำโดย SNiP ที่นี่

อิฐเป็นวัสดุก่อสร้างที่ค่อนข้างทนทานโดยเฉพาะวัสดุที่เป็นของแข็งและเมื่อสร้างบ้านที่มี 2-3 ชั้นผนังที่ทำจากอิฐเซรามิกธรรมดามักจะไม่ต้องการการคำนวณเพิ่มเติม อย่างไรก็ตามสถานการณ์แตกต่างกันเช่นมีการวางแผนบ้านสองชั้นพร้อมระเบียงบนชั้นสอง คานโลหะซึ่งคานโลหะของระเบียงจะพักอยู่นั้นได้รับการวางแผนที่จะรองรับบนเสาอิฐที่ทำจากอิฐกลวงหันหน้าไปทางสูง 3 เมตร ด้านบนจะมีเสาสูง 3 เมตรซึ่งหลังคาจะพัก:

ด้วยการบีบอัดจากส่วนกลาง

ออกแบบ:ขนาดระเบียง 5x8 ม. สามเสา (หนึ่งอันตรงกลางและสองอันที่ขอบ) ทำจากอิฐกลวงหันหน้าตัดขนาด 0.25x0.25 ม. ระยะห่างระหว่างแกนของเสาคือ 4 ม. ระดับความแข็งแรงของ อิฐคือ M75

ด้วยรูปแบบการออกแบบนี้ โหลดสูงสุดจะอยู่ที่คอลัมน์กลางล่าง นี่คือสิ่งที่คุณควรวางใจในความแข็งแกร่ง น้ำหนักบรรทุกบนเสาขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย โดยเฉพาะพื้นที่ก่อสร้าง ตัวอย่างเช่น ปริมาณหิมะบนหลังคาในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กคือ 180 กิโลกรัม/ตารางเมตร และใน Rostov-on-Don - 80 กิโลกรัม/ตารางเมตร เมื่อคำนึงถึงน้ำหนักของหลังคา 50-75 กก./ม.² น้ำหนักบนคอลัมน์จากหลังคาสำหรับพุชกิน ภูมิภาคเลนินกราดสามารถ:

N จากหลังคา = (180 1.25 +75) 5 8/4 = 3,000 กก. หรือ 3 ตัน

เนื่องจากโหลดในปัจจุบันจากวัสดุพื้นและจากผู้คนที่นั่งบนระเบียงเฟอร์นิเจอร์ ฯลฯ ยังไม่ทราบแน่ชัด แต่ไม่ได้วางแผนแผ่นพื้นคอนกรีตเสริมเหล็กอย่างแน่นอนและสันนิษฐานว่าพื้นจะเป็นไม้จากการนอนขอบแยกกัน จากนั้น ในการคำนวณน้ำหนักจากระเบียง คุณสามารถรับน้ำหนักที่กระจายสม่ำเสมอได้ที่ 600 กก./ม.² จากนั้นแรงที่รวมศูนย์จากระเบียงที่กระทำต่อเสากลางจะเป็น:

N จากระเบียง = 600 5 8/4 = 6,000 กกหรือ 6 ตัน

น้ำหนักที่ตายแล้วของเสายาว 3 ม. จะเป็น:

N จากคอลัมน์ = 1500 3 0.38 0.38 = 649.8 กก.หรือ 0.65 ตัน

N พร้อมรอบ = 3000 + 6000 + 2 650 = 10300 กก.หรือ 10.3 ตัน

N พร้อมรอบ = (3000 + 6000) 0.9 + 2 650 = 9400 กก.หรือ 9.4 ตัน

โหลดการออกแบบบนคอลัมน์ด้านนอกจะน้อยกว่าเกือบสองเท่า:

N cr = 1500 + 3000 + 1300 = 5800 กกหรือ 5.8 ตัน

2. การกำหนดความแข็งแรงของงานก่ออิฐ

ตารางที่ 1. ออกแบบกำลังรับแรงอัดสำหรับงานก่ออิฐ

แต่นั่นไม่ใช่ทั้งหมด SNiP II-22-81 (1995) ข้อ 3.11 a) เดียวกันแนะนำว่าสำหรับพื้นที่เสาและเสาที่น้อยกว่า 0.3 m² ให้คูณค่าของความต้านทานการออกแบบด้วยค่าสัมประสิทธิ์สภาพการทำงาน γ ส = 0.8. และเนื่องจากพื้นที่หน้าตัดของคอลัมน์ของเราคือ 0.25x0.25 = 0.0625 m² เราจึงต้องใช้คำแนะนำนี้ ดังจะเห็นได้ว่าสำหรับอิฐเกรด M75 แม้จะใช้ปูนก่ออิฐ M100 ก็ตาม ความแข็งแรงของอิฐก่อจะไม่เกิน 15 กก./ซม.2 เป็นผลให้ค่าความต้านทานที่คำนวณได้สำหรับคอลัมน์ของเราคือ 15·0.8 = 12 กก./ซม.² จากนั้นค่าความเค้นอัดสูงสุดจะเป็น:

10300/625 = 16.48 กก./ซม.² > R = 12 กก./ซม.²

ดังนั้น เพื่อให้มั่นใจถึงความแข็งแรงที่ต้องการของเสา จึงจำเป็นต้องใช้อิฐที่มีความแข็งแรงสูงกว่า เช่น M150 (ความต้านทานแรงอัดที่คำนวณได้สำหรับเกรดปูน M100 จะเป็น 22·0.8 = 17.6 กก./ซม.²) หรือเพื่อเพิ่ม หน้าตัดของเสาหรือใช้การเสริมแรงตามขวางของอิฐก่อ สำหรับตอนนี้ เรามาเน้นที่การใช้อิฐหันหน้าที่มีความทนทานมากขึ้นกันดีกว่า

3. การกำหนดความมั่นคงของเสาอิฐ

ไม่มี ≤ มก. φRF (1.1)

ม.ก- ค่าสัมประสิทธิ์คำนึงถึงอิทธิพลของภาระระยะยาว ในกรณีนี้ เราค่อนข้างจะพูดได้ว่าโชคดี เนื่องจากอยู่ในระดับสูงสุดของส่วนนี้ ชม.≤ 30 ซม. ค่าสัมประสิทธิ์นี้สามารถหาได้เท่ากับ 1

φ - ค่าสัมประสิทธิ์การดัดตามยาวขึ้นอยู่กับความยืดหยุ่นของคอลัมน์ λ . เพื่อกำหนดค่าสัมประสิทธิ์นี้ คุณจำเป็นต้องทราบความยาวโดยประมาณของคอลัมน์ ลโอและไม่ได้ตรงกับความสูงของคอลัมน์เสมอไป รายละเอียดปลีกย่อยของการกำหนดความยาวของการออกแบบของโครงสร้างไม่ได้ระบุไว้ที่นี่ เราเพียงแต่ทราบว่าตามข้อ 4.3 ของ SNiP II-22-81 (1995): "การคำนวณความสูงของผนังและเสา ลโอเมื่อกำหนดค่าสัมประสิทธิ์การโก่งงอ φ ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขของการรองรับพวกมันบนตัวรองรับแนวนอน ควรดำเนินการดังต่อไปนี้:

ก) พร้อมตัวรองรับบานพับคงที่ ลโอ = เอ็น;

b) ด้วยการรองรับส่วนบนที่ยืดหยุ่นและการยึดอย่างแน่นหนาในส่วนรองรับด้านล่าง: สำหรับอาคารช่วงเดียว ลโอ = 1.5Hสำหรับอาคารที่มีหลายช่วง ลโอ = 1.25H;

c) สำหรับโครงสร้างแบบตั้งพื้น ลโอ = 2H;

d) สำหรับโครงสร้างที่มีส่วนรองรับที่ถูกบีบบางส่วน - โดยคำนึงถึงระดับของการหนีบจริง แต่ไม่น้อย ลโอ = 0.8N, ที่ไหน เอ็น- ระยะห่างระหว่างพื้นหรือส่วนรองรับแนวนอนอื่น ๆ โดยมีคอนกรีตเสริมเหล็กรองรับแนวนอน ระยะห่างที่ชัดเจนระหว่างสิ่งเหล่านั้น”

เมื่อมองแวบแรก รูปแบบการคำนวณของเราถือได้ว่าเป็นไปตามเงื่อนไขของจุด b) กล่าวคือ คุณสามารถรับมันได้ ลโอ = 1.25H = 1.25 3 = 3.75 เมตร หรือ 375 ซม. อย่างไรก็ตาม เราสามารถใช้ค่านี้ได้อย่างมั่นใจในกรณีที่ส่วนรองรับด้านล่างแข็งมากเท่านั้น หากวางเสาอิฐบนชั้นหลังคาที่รู้สึกว่ากันน้ำได้วางอยู่บนรากฐานดังนั้นการรองรับดังกล่าวควรได้รับการพิจารณาว่าเป็นบานพับแทนที่จะยึดอย่างแน่นหนา และในกรณีนี้ การออกแบบของเราในระนาบขนานกับระนาบของผนังนั้นมีตัวแปรทางเรขาคณิต เนื่องจากโครงสร้างพื้น (แผ่นที่วางแยกกัน) ไม่ได้ให้ความแข็งแกร่งเพียงพอในระนาบที่ระบุ มี 4 วิธีที่เป็นไปได้จากสถานการณ์นี้:

1. ใช้รูปแบบการออกแบบที่แตกต่างกันโดยพื้นฐานตัวอย่างเช่น - เสาโลหะซึ่งฝังอย่างแน่นหนาในฐานรากซึ่งจะเชื่อมคานพื้นจากนั้นด้วยเหตุผลด้านสุนทรียะคอลัมน์โลหะสามารถถูกปกคลุมด้วยอิฐหันหน้าของยี่ห้อใดก็ได้เนื่องจากภาระทั้งหมดจะถูกบรรทุกโดย โลหะ. ในกรณีนี้จำเป็นต้องคำนวณคอลัมน์โลหะ แต่สามารถใช้ความยาวที่คำนวณได้ ลโอ = 1.25H.

2. ทำการทับซ้อนกันอีกครั้งตัวอย่างเช่นจากวัสดุแผ่นซึ่งจะช่วยให้เราพิจารณาทั้งส่วนรองรับด้านบนและด้านล่างของคอลัมน์เป็นแบบบานพับในกรณีนี้ ลโอ = ฮ.

3. สร้างไดอะแฟรมที่ทำให้แข็งทื่อในระนาบขนานกับระนาบของผนัง ตัวอย่างเช่นตามขอบอย่าจัดวางคอลัมน์ แต่เป็นท่าเรือ นอกจากนี้ยังช่วยให้เราพิจารณาทั้งส่วนรองรับด้านบนและด้านล่างของคอลัมน์เป็นแบบบานพับ แต่ในกรณีนี้ จำเป็นต้องคำนวณไดอะแฟรมความแข็งเพิ่มเติม

4. ละเว้นตัวเลือกข้างต้นและคำนวณคอลัมน์แบบตั้งอิสระพร้อมส่วนรองรับด้านล่างที่เข้มงวด เช่น ลโอ = 2H. ในท้ายที่สุด ชาวกรีกโบราณได้สร้างเสาขึ้น (แม้ว่าจะไม่ได้ทำด้วยอิฐก็ตาม) โดยปราศจากความรู้เรื่องความแข็งแกร่งของวัสดุ โดยไม่ต้องใช้พุกโลหะ และในสมัยนั้นยังไม่มีรหัสและข้อบังคับเกี่ยวกับอาคารที่เขียนอย่างระมัดระวังเช่นนี้ บางคอลัมน์ยังคงยืนหยัดมาจนถึงทุกวันนี้

λ ชม. = ลโอ /ชม (1.2) หรือ

λ ฉัน = ลโอ (1.3)

ชม.- ความสูงหรือความกว้างของส่วนคอลัมน์ และ ฉัน- รัศมีความเฉื่อย

ตารางที่ 2. ค่าสัมประสิทธิ์การโก่งงอของโครงสร้างก่ออิฐฉาบปูนและโครงสร้างก่ออิฐเสริมแรง
(ตาม SNiP II-22-81 (1995))

ในกรณีนี้ลักษณะยืดหยุ่นของวัสดุก่อสร้าง α กำหนดโดยตาราง:

ตารางที่ 3. ลักษณะการยืดหยุ่นของอิฐก่อ α (ตาม SNiP II-22-81 (1995))

N р = mg φγโดย RF = 1 0.6 0.8 22 625 = 6600 กก.< N с об = 9400 кг

ซึ่งหมายความว่าหน้าตัดที่นำมาใช้ขนาด 25x25 ซม. นั้นไม่เพียงพอที่จะรับประกันความเสถียรของคอลัมน์ที่ถูกบีบอัดจากส่วนกลางตอนล่าง เพื่อเพิ่มความมั่นคง วิธีที่ดีที่สุดคือเพิ่มส่วนตัดขวางของคอลัมน์ ตัวอย่างเช่น หากคุณจัดวางเสาโดยมีช่องว่างภายในอิฐหนึ่งครึ่งครึ่ง วัดได้ 0.38 x 0.38 ม. ไม่เพียงแต่พื้นที่หน้าตัดของคอลัมน์จะเพิ่มขึ้นเป็น 0.13 ม. หรือ 1300 ซม. เท่านั้น แต่ยัง รัศมีความเฉื่อยของคอลัมน์ก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน ฉัน= 11.45 ซม. แล้ว แล = 600/11.45 = 52.4และค่าสัมประสิทธิ์ φ = 0.8. ในกรณีนี้ โหลดสูงสุดบนคอลัมน์กลางจะเป็น:

N р = mg φγ โดยมี RF = 1 0.8 0.8 22 1300 = 18304 กก. > N โดยมีรอบ = 9400 กก.

N р = mg φγ โดยมี RF = 1 0.8 0.8 12 1300 = 9984 กก. > N โดยมีรอบ = 9400 กก.

ดูเหมือนจะเป็นทั้งหมด แต่ขอแนะนำให้คำนึงถึงรายละเอียดอีกหนึ่งอย่าง ในกรณีนี้ จะดีกว่าถ้าสร้างแถบฐานราก (รวมกันทั้งสามคอลัมน์) แทนที่จะสร้างเป็นแนวเสา (แยกกันสำหรับแต่ละคอลัมน์) มิฉะนั้น การทรุดตัวของฐานรากเพียงเล็กน้อยก็จะทำให้เกิดความเครียดเพิ่มเติมในร่างกายของคอลัมน์และสิ่งนี้สามารถ นำไปสู่การทำลายล้าง เมื่อคำนึงถึงทั้งหมดข้างต้น ส่วนที่เหมาะสมที่สุดของคอลัมน์คือ 0.51x0.51 ม. และจากมุมมองด้านสุนทรียภาพส่วนดังกล่าวจะเหมาะสมที่สุด พื้นที่หน้าตัดของคอลัมน์ดังกล่าวจะเท่ากับ 2601 cm2

ตัวอย่างการคำนวณคอลัมน์อิฐเพื่อความมั่นคง
ด้วยการบีบอัดที่ผิดปกติ

คอลัมน์ด้านนอกในบ้านที่ออกแบบจะไม่ถูกบีบอัดจากส่วนกลางเนื่องจากคานจะวางอยู่บนด้านเดียวเท่านั้น และแม้ว่าจะวางคานบนทั้งคอลัมน์ แต่เนื่องจากการโก่งตัวของคาน แต่ภาระจากพื้นและหลังคาจะถูกถ่ายโอนไปยังคอลัมน์ด้านนอกซึ่งไม่อยู่ตรงกลางของส่วนคอลัมน์ ในกรณีที่ผลลัพธ์ของภาระนี้จะถูกส่งไปอย่างแน่นอนนั้นขึ้นอยู่กับมุมเอียงของคานขวางบนส่วนรองรับ โมดูลัสยืดหยุ่นของคานขวางและคอลัมน์ และปัจจัยอื่น ๆ อีกจำนวนหนึ่ง การกระจัดนี้เรียกว่าความเยื้องศูนย์ของแอปพลิเคชันโหลด e o ในกรณีนี้เราสนใจที่จะรวมปัจจัยที่ไม่พึงประสงค์มากที่สุดซึ่งภาระจากพื้นถึงคอลัมน์จะถูกถ่ายโอนให้ใกล้กับขอบของคอลัมน์มากที่สุด ซึ่งหมายความว่านอกเหนือจากภาระแล้ว คอลัมน์ยังต้องมีโมเมนต์การดัดเท่ากับด้วย ม = นีโอและจะต้องคำนึงถึงจุดนี้เมื่อทำการคำนวณ โดยทั่วไป การทดสอบความเสถียรสามารถทำได้โดยใช้สูตรต่อไปนี้:

N = φRF - MF/W (2.1)

ว- ช่วงเวลาของการต่อต้าน ในกรณีนี้ภาระสำหรับคอลัมน์ด้านนอกสุดด้านล่างจากหลังคาสามารถพิจารณาตามเงื่อนไขจากส่วนกลางได้และความเยื้องศูนย์จะถูกสร้างขึ้นโดยภาระจากพื้นเท่านั้น ที่จุดเยื้องศูนย์กลาง 20 ซม

N р = φRF - MF/W =1 0.8 0.8 12 2601- 3000 20 2601· 6/51 3 = 19975.68 - 7058.82 = 12916.9 กก. >N cr = 5800 กก

บันทึก: SNiP II-22-81 (1995) “ โครงสร้างหินและอิฐเสริม” แนะนำให้ใช้วิธีอื่นในการคำนวณส่วนโดยคำนึงถึงคุณสมบัติของโครงสร้างหิน แต่ผลลัพธ์จะใกล้เคียงกันโดยประมาณดังนั้นวิธีการคำนวณที่แนะนำโดย ที่นี่ไม่ได้ให้ SNiP