Расчет кирпичной стены на устойчивость пример

Расчет на устойчивость стен и перегородок

 Выполнив совсем не сложную процедуру ввода данных, вы всегда сможете, определить будет ли стоять ваша конструкция или разрушится. Согласитесь, такие знания всегда полезны при выполнении, как перепланировки, так и новом строительстве.

Итак, приступим к вводу исходных данных для расчета на устойчивость стен и перегородок не сложен, однако требует небольших разъяснений.

 Программа представляет из себя рабочий лист, в котором необходимо заполнить позиции обозначенные светло-оранжевым, оранжевым цветом а также выпадающие меню, смотри ниже.

 Важно! На листе ничего ни стирать и не менять!

 Для лучшего понимания ввод исходных данных разбиты на 4 группы, итак первая группа, здесь все просто – нужно ввести высоту помещения, в котором устанавливается ваша стена или перегородка  ее длину и ширину, то есть толщину будущей конструкции.

 Важно! Все показания задаются в метрах.

 Далее во второй пункт определяемся с конструктивными особенностями, а именно несущая или нет, что будет стена или столб, будет ли проем – все это выбираем в выпадающем меню.

 Внимание!

 Позиция 3 на рисунке задается только в случае наличия проема в стене и описывается как значения A_n - площадь нетто и A_b - площадь брутто определяются по горизонтальному сечению конструкции и вычисляется как корень из A_n/A_b (см. СП Таблица 30).

 И наконец последняя группа вопросов на которые нужно ответить Да или Нет.

 Все! Вы выполнили расчет на устойчивость стен и перегородок, если вас что-то не устраивает, Вы всегда можете изменить исходные параметры и получить желаемый результат. Все очень просто и легко, а самое главное понятно.

 Вот и все! Удачи!

Расчет несущей способности стены подвала кирпичного здания

Схема приложения вертикальных нагрузок

Цель: Проверка расчета стены подвала.

Задача: Проверить правильность анализа устойчивости в плоскости эксцентриситета при внецентренном сжатии сечения, в котором действует максимальный изгибающий момент.

Ссылки: Пособие по проектированию каменных и армокаменных конструкций (к СНиП II-22-81), 1989, с. 81-82.

Файл с исходными данными:

Пример 18.SAV;
ComeIn 18.doc — отчет

Исходные данные:

Исходные данные КАМИН:

Коэффициент надежности по ответственности  γ_n = 1

Возраст кладки - до года
Срок службы 25 лет
Камень - Крупные бетонные блоки высотой 500-1000 мм
Марка камня - 100
Раствор - обычный цементный с минеральными пластификаторами
Марка раствора - 50
Понижающий коэффициент 0,5
Объемный вес кладки 22,44 кН/м³

Конструкция

Погонные нагрузки

Сравнение решений

Комментарии

1. В Пособии используются нормативные значения нагрузки на поверхности и объемного веса грунта, которые далее в процессе расчета умножают на соответственные коэффициенты перегрузки n₁ = n₂ = 1,2. В КАМИН используются полученные расчетные значения этих величин соответственно p ∙ n₁ = 10 ∙ 1,2 = 12 кН/м² и γ ∙ n₂ = 16 ∙ 1,2 = 19,2 кН/м³.
2. Значение объемного веса кладки получено умножением объемного веса бетона 24 кН/м³ на коэффициент 0,85, учитывающий пустотность блоков по объему V_п = 15 %, и на коэффициент перегрузки для каменных конструкций 1,1: γ_кл = 24 ∙ 0,85 ∙ 1,1 = 22,44 кН/м³.
3. В КАМИН необходимо ввести возраст кладки и срок службы. Т.к. в задаче они не определены, использованы данные "до года" и 50 лет соответственно.
4. В КАМИН необходимо ввести высоту столба. Т.к. в задаче определена расчетная высота столба 3 м, это значение использовано для высоты столба при коэффициентах расчетной высоты, равных 1.

Как рассчитать несущую нагрузку стен. Расчет кирпичной колонны на прочность и устойчивость

Рисунок 1 . Расчетная схема для кирпичных колонн проектируемого здания.

При этом возникает естественный вопрос: какое минимальное сечение колонн обеспечит требуемую прочность и устойчивость? Конечно же, идея выложить колонны из глиняного кирпича, а тем более стены дома, является далеко не новой и все возможные аспекты расчетов кирпичных стен, простенков, столбов, которые есть суть колонны, достаточно подробно изложены в СНиП II-22-81 (1995) "Каменные и армокаменные конструкции". Именно этим нормативным документом и следует руководствоваться при расчетах. Приводимый ниже расчет, не более, чем пример использования указанного СНиПа.

Чтобы определить прочность и устойчивость колонн, нужно иметь достаточно много исходных данных, как то: марка кирпича по прочности, площадь опирания ригелей на колонны, нагрузка на колонны, площадь сечения колонны, а если на этапе проектирования ничего из этого не известно, то можно поступить следующим образом:

Пример расчета кирпичной колонны на устойчивость при центральном сжатии

Проектируется:

Терраса размерами 5х8 м. Три колонны (одна посредине и две по краям) из лицевого пустотелого кирпича сечением 0.25х0.25 м. Расстояние между осями колонн 4 м. Марка кирпича по прочности М75.

Расчетные предпосылки:

При такой расчетной схеме максимальная нагрузка будет на среднюю нижнюю колонну. Именно ее и следует рассчитывать на прочность. Нагрузка на колонну зависит от множества факторов, в частности от района строительства. Например, Санкт-Петербурге составляет 180 кг/м 2 , а в Ростове-на-Дону - 80 кг/м 2 . С учетом веса самой кровли 50-75 кг/м 2 нагрузка на колонну от кровли для Пушкина Ленинградской области может составить:

N с кровли = (180·1.25 + 75)·5·8/4 = 3000 кг или 3 тонны

Так как действующие нагрузки от материала перекрытия и от людей, восседающих на террасе, мебели и др. пока не известны, но железобетонная плита точно не планируется, а предполагается, что перекрытие будет деревянным, из отдельно лежащих обрезных досок, то для расчетов нагрузки от террасы можно принять равномерно распределенную нагрузку 600 кг/м 2 , тогда сосредоточенная сила от террасы, действующая на центральную колонну, составит:

N с террасы = 600·5·8/4 = 6000 кг или 6 тонн

Собственный вес колонн длиной 3 м будет составлять:

N с колонны = 1500·3·0.38·0.38 = 649.8 кг или 0.65 тонн

Таким образом суммарная нагрузка на среднюю нижнюю колонну в сечении колонны возле фундамента составит:

N с об = 3000 + 6000 + 2·650 = 10300 кг или 10.3 тонн

Однако в данном случае можно учесть, что существует не очень большая вероятность того, что временная нагрузка от снега, максимальная в зимнее время, и временная нагрузка на перекрытие, максимальная в летнее время, будут приложены одновременно. Т.е. сумму этих нагрузок можно умножить на коэффициент вероятности 0.9, тогда:

N с об = (3000 + 6000)·0.9 + 2·650 = 9400 кг или 9.4 тонн

Расчетная нагрузка на крайние колонны будет почти в два раза меньше:

N кр = 1500 + 3000 + 1300 = 5800 кг или 5.8 тонн

2. Определение прочности кирпичной кладки.

Марка кирпича М75 означает, что кирпич должен выдерживать нагрузку 75 кгс/см 2 , однако прочность кирпича и прочность кирпичной кладки - разные вещи. Понять это поможет следующая таблица:

Таблица 1 . Расчетные сопротивления сжатию для кирпичной кладки (согласно СНиП II-22-81 (1995))

Но и это еще не все. Все тот же СНиП II-22-81 (1995) п.3.11 а) рекомендует при площади столбов и простенков менее 0.3 м 2 умножать значение расчетного сопротивления на коэффициент условий работы γ с =0.8 . А так как площадь сечения нашей колонны составляет 0.25х0.25 = 0.0625 м 2 , то придется этой рекомендацией воспользоваться. Как видим, для кирпича марки М75 даже при использовании кладочного раствора М100 прочность кладки не будет превышать 15 кгс/см 2 . В итоге расчетное сопротивление для нашей колонны составит 15·0.8 = 12 кг/см 2 , тогда максимальное сжимающее напряжение составит:

10300/625 = 16.48 кг/см 2 > R = 12 кгс/см 2

Таким образом для обеспечения необходимой прочности колонны нужно или использовать кирпич большей прочности, например М150 (расчетное сопротивление сжатию при марке раствора М100 составит 22·0.8 = 17.6 кг/см 2) или увеличивать сечение колонны или использовать поперечное армирование кладки. Пока остановимся на использовании более прочного лицевого кирпича.

3. Определение устойчивости кирпичной колонны.

Прочность кирпичной кладки и устойчивость кирпичной колонны - это тоже разные вещи и все тот же СНиП II-22-81 (1995) рекомендует определять устойчивость кирпичной колонны по следующей формуле :

N ≤ m g φRF (1.1)

где m g - коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки. В данном случае нам, условно

Расчет кирпичной стены на прочность

Расчет кирпичной кладки на прочность

Наружные несущие стены должны быть, как минимум, рассчитаны на прочность, устойчивость, местное смятие и сопротивление теплопередаче. Чтобы узнать, какой толщины должна быть кирпичная стена . нужно произвести ее расчет. В этой статье мы рассмотрим расчет несущей способности кирпичной кладки, а в следующих статьях — остальные расчеты. Чтобы не пропустить выход новой статьи, подпишитесь на рассылку и вы узанете какой должна быть толщина стены после всех расчетов. Так как наша компания занимается строительством коттеджей, то есть малоэтажным строительством, то все расчеты мы будем рассматривать именно для этой категории.

Несущими называются стены, которые воспринимают нагрузку от опирающихся на них плит перекрытий, покрытий, балок и т.д.

Также следует учесть марку кирпича по морозостойкости. Так как каждый строит дом для себя, как минимум на сто лет, то при сухом и нормальном влажностном режиме помещений принимается марка (М_рз ) от 25 и выше.

При строительстве дома, коттеджа, гаража, хоз.построек и др.сооружений с сухим и нормальным влажностным режимом рекомендуется применять для наружных стен пустотелый кирпич, так как его теплопроводность ниже, чем у полнотелого. Соответственно, при теплотехническом расчете толщина утеплителя получится меньше, что сэкономит денежные средства при его покупке. Полнотелый кирпич для наружных стен необходимо применять только при необходимости обеспечения прочности кладки.

Армирование кирпичной кладки допускается только лишь в том случае, когда увеличение марки кирпича и раствора не позволяет обеспечить требуемую несущую способность.

Пример расчета кирпичной стены.

Исходные данные: Рассчитать стену первого этажа двухэтажного коттеджа на прочность. Стены выполнены из кирпича М75 на растворе М25 толщиной h=250мм, длина стены L=6м. Высота этажа H=3м.

Несущая способность кирпичной кладки зависит от многих факторов — от марки кирпича, марки раствора, от наличия проемов и их размеров, от гибкости стен и т.д. Расчет несущей способности начинается с определения расчетной схемы. При расчете стен на вертикальные нагрузки, стена считается опертой на шарнирно-неподвижные опоры. При расчете стен на горизонтальные нагрузки (ветровые), стена считается жестко защемленной. Важно не путать эти схемы, так как эпюры моментов будут разными.

В глухих стенах за расчетное принимается сечение I-I на уровне низа перекрытия с продольной силой N и максимальным изгибающим моментом М. Часто опасным бывает сечение II-II . так как изгибающий момент чуть меньше максимального и равен 2/3М, а коэффициенты m_g и φ минимальны.

В стенах с проемами сечение принимается на уровне низа перемычек.

Из прошлой статьи Сбор нагрузок на стену первого этажа возьмем полученное значение полной нагрузки, которая включает в себя нагрузки от перекрытия первого этажа P₁ =1,8т и вышележащих этажей G=G _п +P ₂ +G ₂ = 3,7т:

N = G + P₁ = 3,7т +1,8т = 5,5т

Плита перекрытия опирается на стену на расстоянии а=150мм. Продольная сила P₁ от перекрытия будет находиться на расстоянии а / 3 = 150 / 3 = 50 мм. Почему на 1/3? Потому что эпюра напряжений под опорным участком будет в виде треугольника, а центр тяжести треугольника как раз находится на 1/3 длины опирания.

Нагрузка от вышележащих этажей G считается приложенной по центру.

Так как нагрузка от плиты перекрытия (P₁ ) приложена не по центру сечения, а на расстоянии от него равном:

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

то она будет создавать изгибающий момент (М) в сечении I-I. Момент — это произведение силы на плечо.

Тогда эксцентриситет продольной силы N составит:

e₀ = M / N = 13,5 / 5,5 = 2,5 см

Так как несущая стена толщиной 25см, то в расчете следует учесть величину случайного эксцентриситета e_ν =2см, тогда общий эксцентриситет равен:

e₀ = 2,5 + 2 = 4,5 см

При e₀ =4,5 см < 0,7y=8,75 расчет по раскрытию трещин в швах кладки можно не производить.

Прочность кл адки внецентренно сжатого элемента определяется по формуле:

Коэффициенты m_g и φ₁ в рассматриваемом сечении I-I равны 1.

— R — расчетное сопротивление кладки сжатию. Определяем по таблице 2 СНиП II-22-81 (скачать СНиП II-22-81 ). Расчетное сопротивление кладки из кирпича М75 на растворе М25 равно 11 кг/см 2 или 110 т/м 2

— A_c — площадь сжатой части сечения, определяется по формуле:

A — площадь поперечного сечения. Так как сбор нагрузок считали на 1 пог. метр, то и площадь поперечного сечения определяем от одного метра стены A = L * h = 1 * 0,25 = 0,25 м 2

A_c = 0,25 (1 — 2*0,045/0,25) = 0,16 м 2

— ω — коэффициент, определяемый по формуле:

ω = 1 + e₀ /h = 1 + 0,045/0,25 = 1,18 ≤ 1,45 условие выполняется

Несущая способность кладки равна:

Проверим прочность кирпичного простенка (толщиной 51 см, шириной 100 см, высотой 300 см) несущей ограждающей стены многоэтажного здания на действие эксплуатационных нагрузок (действующих на стадии эксплуатации здания). Толщина стен вышележащих этажей 38 см. Схема к расчету простенка представлена на Рис.1.

Ширина простенка: b=100 см;
Толщина стен вышележащих этажей: h₁ =38 см;
Толщина рассчитываемого простенка: h₂ =51 см;
Высота этажа (простенка): H=3 м

от стен вышележащих этажей: P₁ =300 кН;
от веса перекрытия над рассматриваемым этажом: P₂ =50 кН;
от веса стены рассматриваемого этажа (на участке а=45 см от низа перекрытия до верха простенка): P₃ =6 кН.

Глубина заделки несущих конструкций перекрытия в стену c=20 см.
Расчетное сопротивление кладки сжатию R_сж =1 МПа (растяжение в кладке не допускается).

Рис.1. Схема к расчету кирпичного простенка

Подсчет нагрузок на простенок

Сила Р1 (см. Рис.1) приложена в центре тяжести сечения стены вышележащего этажа. Поскольку толщина стен рассматриваемого и вышележащего этажей неодинакова, эта сила приложена с эксцентриситетом e1 относительно центра тяжести стены рассматриваемого этажа и создает внешний момент, направленный против часовой стрелки (см. разрез 1-1):

Давление перекрытия на стену обычно принимают распределенным по закону треугольника (от максимума на грани стены до нуля в конце заделки). Следовательно, его равнодействующая P2 также имеет эксцентриситет e2 относительно центра тяжести сечения стены рассматриваемого этажа и вызывает момент противоположного направления, приложенный на уровне низа перекрытия:

Таким образом, на стену рассматриваемого этажа действует суммарная вышележащая сила от вышележащих конструкций:
и суммарный сосредоточенный момент, направленный против хода часовой стрелки:

Проверка прочности простенка

Полагаем, что кирпичная стена в пределах каждого этажа здания работает как вертикальная свободно лежащая на двух опорах (перекрытиях) балка пролетом H (см. Рис.1, б). Эпюры усилий показаны на Рис.1, в. Расчетным является сечение AB, расположенное на уровне верха простенка. В данном сечении возникает продольная сила сжатия:
и изгибающий момент, равный:

Площадь сечения простенка: F=b·h3=1·0.51=0.51 м 2 .

Момент сопротивления сечения:

Наибольшие напряжения сжатия возникают в ребре А. Проверим прочность простенка по формуле:

т.е. прочность простенка обеспечена.

Минимальная толщина стены из кирпича или блоков

Стены частных домов, коттеджей и других малоэтажных зданий делают, как правило, двух- трехслойными с утепляющим слоем. Слой утеплителя располагается на несущей части стены из кирпича или малоформатных блоков. Застройщики часто задаются вопросами:
«Можно ли сэкономить на толщине стены?».
«А не сделать ли несущую часть стены дома потоньше, чем у соседа или, чем предусмотрено проектом?

На строительных площадках и в проектах увидеть несущую стену из кирпича толщиной 250 мм. а из блоков — даже 200 мм. стало обычным делом.

Стена оказалась слишком тонкой для этого дома.

Прочность стены дома определяется расчетом

Нормы проектирования (СНиП II-22-81 «Каменные и армокаменные конструкции») независимо от результатов расчета ограничивают минимальную толщину несущих каменных стен для кладки I группы в пределах от 1/20 до 1/25 высоты этажа.

Таким образом, при высоте этажа до 3 м. толщина стены в любом случае должна быть больше 120 — 150 мм .

На несущую стену действует вертикальная сжимающая нагрузка от веса самой стены и вышележащих конструкций (стен, перекрытий, крыши, снега, эксплуатационной нагрузки). Расчетное сопротивление сжатию кладки из кирпича и блоков зависит от марки кирпича или класса материала блоков по прочности на сжатие и марки строительного раствора.

Для малоэтажных зданий, как показывают расчеты, прочность на сжатие стены толщиной 200-250 мм из кирпича обеспечивается с большим запасом. Для стены из блоков, при соответствующем выборе класса блоков, проблем обычно также не бывает.

Кроме вертикальных нагрузок, на стену (участок стены) действуют горизонтальные нагрузки, вызванные, например, напором ветра или передачей распора от стропильной системы крыши.

Кроме этого, на стену действуют вращающие моменты, которые стремятся повернуть участок стены. Эти моменты связанны с тем, что нагрузка на стену, например, от плит перекрытий или вентилируемого фасада приложена не по центру стены, а смещена к боковым граням. Сами стены имеют отклонения от вертикали и прямолинейности кладки, что также приводит к возникновению дополнительных напряжений в материале стены.

Горизонтальные нагрузки и вращающие моменты создают изгибающую нагрузку в материале на каждом участке несущей стены.

Прочность, устойчивость стен толщиной 200-250 мм и менее, к этим изгибающим нагрузкам не имеет большого запаса. Поэтому, устойчивость стен указанной толщины для конкретного здания обязательно должна быть подтверждена расчетом.

Для строительства дома со стенами такой толщины необходимо выбирать готовый проект с соответствующими толщиной и материалом стен. Корректировку проекта с иными параметрами под выбранные толщину и материал стен обязательно поручаем специалистам.

Практика проектирования и строительства жилых малоэтажных домов показала, что несущие стены из кирпича или блоков толщиной более 350 — 400 мм. имеют хороший запас прочности и устойчивости, как к сжимающим, так и изгибающим нагрузкам, в подавляющем большинстве конструктивных исполнений здания.

Стены дома, наружные и внутренние, опирающиеся на фундамент, образуют совместно с фундаментом и перекрытием единую пространственную структуру (остов), которая совместно сопротивляется нагрузкам и воздействиям.

Создание прочного и экономичного остова здания — инженерная задача, требующая высокой квалификации, педантичности и культуры от участников строительства.

Дом с тонкими стенами более чувствителен к отклонениям от проекта, от норм и правил строительства.

Застройщику необходимо понимать, что прочность, устойчивость стен снижается, если:

• уменьшается толщина стены;
• увеличивается высота стены;
• увеличивается площадь проемов в стене;
• уменьшается ширина простенка между проемами;
• увеличивается длина свободного участка стены, не имеющего подпора, сопряжения с поперечной стеной;
• в стене устраиваются каналы или ниши;

Прочность, устойчивость стен меняется в ту или иную сторону если:

• изменить материал стен;
• изменить тип перекрытия;
• изменить тип, размеры фундамента;

Дефекты, снижающие прочность, устойчивость стен

Нарушения и отступления от требований проекта, норм и правил строительства, которые допускают строители (при отсутствии должного контроля со стороны застройщика), снижающие прочность, устойчивость стен:

• используются стеновые материал (кирпич, блоки, раствор) с пониженной прочностью по сравнению с требованиями проекта.
• не выполняется анкеровка металлическими связями перекрытия (балок) со стенами согласно проекта;
• отклонения кладки от вертикали, смещение оси стены превышают установленные технологические нормы;
• отклонения прямолинейности поверхности кладки превышают установленные технологические нормы;
• недостаточно полно заполняются раствором швы кладки. Толщина швов превышает установленные нормы.
• чрезмерно много в кладке используются половинки кирпича, блоки со сколами;
• недостаточная перевязка кладки внутренних стен с наружными;
• пропуски сетчатого армирования кладки;

Застройщику необходимо во всех перечисленных выше случаях изменения размеров или материалов стен и перекрытий обязательно обращаться к профессионалам-проектировщикам для внесения изменений в проектную документацию. Изменения в проекте должны быть заверены их подписью.

Предложения вашего прораба типа «давай сделаем проще» обязательно должны быть согласованы с профессиональным проектировщиком. Контролируйте качество строительных работ, которые делают подрядчики, или при их выполнении собственными силами не допускайте указанных выше дефектов строительства.

Нормами правил производства и приемки работ (СНиП 3.03.01-87) допускается: отклонения стен по смещению осей (10 мм), по отклонению на один этаж от вертикали (10 мм), по смещению опор плит перекрытия в плане (6…8 мм) и пр.

Чем тоньше стены, тем более они нагружены, тем меньше у них запас прочности. Нагрузка на стену помноженная на «ошибки» проектировщиков и строителей может оказаться чрезмерной (на фото).

Процессы разрушения стены проявляются не всегда сразу, бывает — спустя годы после завершения строительства.

Советы застройщику

Толщину стен 200-250 мм из кирпича или блоков безусловно целесообразно выбрать для одноэтажного дома или для верхнего этажа многоэтажного.

Дом в два или три этажа с толщиной стен 200-250 мм. стройте при наличии в вашем распоряжении готового проекта, привязанного к грунтовым условиям места строительства, квалифицированных строителей, и независимого технического надзора за строительством.

В иных условиях для нижних этажей двух- трехэтажных домов надежнее стены толщиной не менее 350 мм .

О том, как сделать несущие стены толщиной всего 190 мм.. читайте здесь.

Уважаемый читатель!

В комментарии оцените полезность статьи.
Задайте вопрос по теме статьи, дополните, уточните или возразите автору.
Расскажите о том, как делаете Вы.
Комментарий будет опубликован через некоторое время, после одобрения. Спасибо за оставленный комментарий!

Минимальная толщина стены из кирпича или блоков: 3 комментария

добрый вечер, подскажите пожалуйста, как рассчитать нагрузку на кирпичную стену. Стена(кладка)в полкирпича, плюс штукатурка, хочу повесить на ней накопительный водонагреватель объемом 50 литров, общий вес примерно 65-70 кг, выдержит ли, без последствий, данную нагрузку и как это рассчитывается?

У меня держит уже год. Не ставить же его на пол.

Источники: http://oooalfa-pro.ru/stati-o-remonte/article_post/raschet-steny-na-prochnost, http://probuild-info.ru/primer-proverochnogo-rascheta-kirpichnogo-prostenka-na-prochnost/, http://domekonom.su/minimalnaya-tolschina-kamennoi-steny.html

Пример проверочного расчета кирпичного простенка на прочность

Проверим прочность кирпичного простенка (толщиной 51 см, шириной 100 см, высотой 300 см) несущей ограждающей стены многоэтажного здания на действие эксплуатационных нагрузок (действующих на стадии эксплуатации здания). Толщина стен вышележащих этажей 38 см. Схема к расчету простенка представлена на Рис.1.

Исходные данные:

Ширина простенка: b=100 см;
Толщина стен вышележащих этажей: h₁=38 см;
Толщина рассчитываемого простенка: h₂=51 см;
Высота этажа (простенка): H=3 м

Расчетные нагрузки:

от стен вышележащих этажей: P₁=300 кН;
от веса перекрытия над рассматриваемым этажом: P₂=50 кН;
от веса стены рассматриваемого этажа (на участке а=45 см от низа перекрытия до верха простенка): P₃=6 кН.

Глубина заделки несущих конструкций перекрытия в стену c=20 см.
Расчетное сопротивление кладки сжатию R_сж=1 МПа (растяжение в кладке не допускается).

Рис.1. Схема к расчету кирпичного простенка

Подсчет нагрузок на простенок

Сила Р1 (см. Рис.1) приложена в центре тяжести сечения стены вышележащего этажа. Поскольку толщина стен рассматриваемого и вышележащего этажей неодинакова, эта сила приложена с эксцентриситетом e1 относительно центра тяжести стены рассматриваемого этажа и создает внешний момент, направленный против часовой стрелки (см. разрез 1-1):

Давление перекрытия на стену обычно принимают распределенным по закону треугольника (от максимума на грани стены до нуля в конце заделки). Следовательно, его равнодействующая P2 также имеет эксцентриситет e2 относительно центра тяжести сечения стены рассматриваемого этажа и вызывает момент противоположного направления, приложенный на уровне низа перекрытия:

Таким образом, на стену рассматриваемого этажа действует суммарная вышележащая сила от вышележащих конструкций:
и суммарный сосредоточенный момент, направленный против хода часовой стрелки:

Проверка прочности простенка

Полагаем, что кирпичная стена в пределах каждого этажа здания работает как вертикальная свободно лежащая на двух опорах (перекрытиях) балка пролетом H (см. Рис.1, б). Эпюры усилий показаны на Рис.1, в. Расчетным является сечение AB, расположенное на уровне верха простенка. В данном сечении возникает продольная сила сжатия:
и изгибающий момент, равный:

Площадь сечения простенка: F=b·h3=1·0.51=0.51 м².

Момент сопротивления сечения:

Наибольшие напряжения сжатия возникают в ребре А. Проверим прочность простенка по формуле:

т.е. прочность простенка обеспечена.

Каменные и армокаменные конструкции (примеры расчета)

ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие 3
Основные буквенные обозначения 4
Глава 1. Материалы для каменной кладки и их характеристики 6
§ 1. Каменные материалы и изделия 6
§ 2. Растворы 8
§ 3. Прочность и деформативность кладки 9
§ 4. Основные расчетные положения 15
Глава 2. Расчет элементов и сечений неармированных каменных конструкций по предельным состояниям первой группы 17
§ 5. Продольный изгиб элементов при центральном сжатии 17
§ 6. Центрально-сжатые элементы 20
§ 7. Местное сжатие 24
§ 8. Внецентренно-сжатые элементы 33
§ 9. Многослойные стены 43
§ 10. Расчет кладки на изгиб, срез и растяжение 45
Глава 3. Расчет армированных элементов каменных конструкций по предельным состояниям первой группы 49
§ 11. Элементы с сетчатым армированием 49
§ 12. Элементы с продольным армированием 59
§ 13. Усиление каменной кладки обоймами 66
§ 14. Расчет комплексных сечений 72
Глава 4. Расчет неармированных и армированных элементов по предельным состояниям второй группы 79
§ 15. Расчет элементов по деформациям 79
§ 16. Расчет неармированных элементов по образованию и раскрытию трещин 93
§ 17. Расчет армированных элементов по раскрытию трещин 90
Глава 5. Проектирование каменных стен зданий 94
§ 18. Расчет стен зданий с жесткой конструктивной схемой 94
§ 19. Расчет висячих стен 112
§ 20. Проектирование стен подвальных этажей и фундаментов 116
§ 21. Расчет и конструирование перемычек 125
§ 22. Расчет анкеров 128
§ 23. Расчет и конструирование карнизов 130
§ 24. Расчет прочности стен зданий с упругой конструктивной
 схемой 134
Приложение. Соотношения между некоторыми единицами
 физических величин 143
Список литературы 144

Расчет кирпичной кладки по сечению II-II

Продолжение статьи Расчет кирпичной кладки на прочность.

Пример расчета кирпичной стены по сечению II-II.

Исходные данные: Рассчитать наружную стену первого этажа двухэтажного коттеджа на прочность. Стены выполнены из кирпича М75 на растворе М25 толщиной h=250мм, длина стены L=6м. Высота этажа H=3м. Нагрузка от перекрытия первого этажа P₁=1,8т. Нагрузка от вышележащих этажей G=3,8т. Длительная продольная сила N_g=4,563т. Все нагрузки собраны в статье Сбор нагрузок на стену первого этажа для сечения I-I на один погонный метр кладки.

Решение.

Рассмотрим сечение II-II.

В данном случае для определения продольной силы N_II нужно дополнительно учесть вес кладки первого этажа (G₁), расположенной между сечением I-I и II-II.

G₁ = 1/3 (ρ*h*L*H) = 1/3 (1800*0,25*1*3 )= 450кг = 0,45т

ρ - плотность кладки, 1800 кг/м³

h - толщина стены, 0,25 м 

L - длина одного погонного метра стены, 1 м

H - высота этажа, 3 м

Тогда продольная сила N_II будет равна:

N_II = N + G₁ = 5,5т + 0,45т = 5,95 т

Так как сечение II-II находится на расстоянии 2/3 высоты H, то изгибающий момент от перекрытия будет равен:

М_II = 2М / 3

М = 13,5 т*см (смотрим предыдущую статью)

М_II  = 2*13,5 / 3 =9 т*см

Эксцентриситет продольной силы N_II в сечении II-II составит:

e_{0 II}  = M_II  / N_II  = 9 / 5,95 = 1,5 см

Общий эксцентриситет с учетом случайного:

e_{0 II}  = 1,5 + 2 = 3,5 см

y = h / 2 = 12,5 см

При e_{0 II} = 3,5 см < 0,7y = 8,75 см расчет по раскрытию трещин в швах кладки можно не производить.

Прочность кл_{адки внецентренно сжатого элемента определяется по формуле:}

N_II ≤ m_g φ₁ R A_c ω

- R - расчетное сопротивление кладки сжатию. Определяем по таблице 2 СНиП II-22-81 (скачать СНиП II-22-81). Расчетное сопротивление кладки из кирпича М75 на растворе М25 равно 11 кг/см² или 110 т/м²

- A_c - площадь сжатой части сечения, определяется по формуле:

A - площадь поперечного сечения одного погонного метра кладки. A = L*h = 1*0,25 = 0,25 м²

A_c = 0,25 (1 - 2*0,035 / 0,25) = 0,18 м²

- ω - коэффициент, определяемый по формуле:

ω = 1 + e_{0 II} / h = 1 + 0,035 / 0,25 = 1,14 ≤ 1,45 условие выполняется

Для сечения II-II необходимо дополнительно определить коэффициенты m_g и φ_1, так как в этом сечении они не будут равны единице.

- φ₁ - коэффициент продольного изгиба:

φ₁ = (φ + φ_с) / 2

Для определения коэффициента продольного изгиба элемента для всего сечения φ и сжатого сечения φ_с, необходимо определить гибкость элемента λ_h и гибкость сжатой части сечения λ_hс , а также упругую характеристику кладки α в сечении II-II.

λ_h = 2l₀ / 3h

l₀= H =3 м

λ_h = 2H / 3h = 2*3 / 3*0,25 = 8

λ_hс = 2H / 3h_c =2Н / 3(h - 2*e_0II) = 2*3 / 3*(0,25 - 2*0,035) = 11

Упругая характеристика α принимается по таблице 15 п.7 СНиП II-22-81 и равна 1000.

По таблице ниже:

определяем φ = 0,92 и φ_с = 0,86 (φ_с определили интерполяцией)

 φ₁ = (φ + φ_с) / 2 = (0,92 + 0,86) / 2 = 0,89

- m_g определяется по формуле:

N_g - длительная продольная сила (постоянные + временные длительные).

В статье Сбор нагрузок мы определили значение N_g = 4,563 т в сечении I-I. Для того, чтобы вычислить значение длительной продольной силы в сечении II-II (N_{g II}) необходимо прибавить вес кладки между двумя сечениями, которая равна G₁ = 0,45 т.

Тогда,

N_{g II}  = 4,563 + 0,45 = 5,013 т.

e_0g - эксцентриситет от длительной продольной силы, который в сечении II-II будет равен:

e_{0g II} = M_II  / N_{g II}  = 9 / 5,013 = 1,8 см

Общий эксцентриситет длительной продольной силы с учетом случайного:

e_{0g II} = 1,8 + 2 = 3,8 см

η - коэффициент при λ_hс = 11, принимаемый по таблице:

η = 0,02 (определен интерполяцией)

m_g = 1 - 0,02*(5,013 / 5,95)*(1 + 1,2*3,8 / 25) = 0,98

Несущая способность кладки равна:

N_II ≤ 0,98 * 0,89 * 110 * 0,18 * 1,14 = 19,7 т

5,95 ≤ 19,7

Прочность кладки обеспечена.

Статья была для Вас полезной?

Оставьте свой отзыв в комментарии

Смотрите также

• 
  Гнездо для розетки в стену
• 
  Картина на стену в кабинет руководителя
• 
  Расценки на возведение стен из бруса
• 
  Патина на стене своими руками
• 
  Штукатурка стен в коттедже
• 
  Лучшее средство от плесени и грибка на стенах
• 
  Великая стена пв координаты
• 
  Что выкладывают плиткой сначала пол или стены
• 
  Как стянуть отошедшую стену
• 
  Можно ли клеить обои вдоль стены
• 
  Утеплитель для наружных стен деревянного дома под сайдинг