что такое свободная длина стены

Свободная длина стен и перегородок

Устойчивость перегородок определяем по пунктам 9.17-9.20 СП 15.13330.2012. В п.9.19 СП при расстояниях между связанными со стенами поперечными устойчивыми конструкциями L k в h высота стен H не ограничивается и определяется расчетом на прочность. Значит ли это, что при свободной длине L > k в h необходимо вводить ребро жесткости для уменьшения свободной длины стены?

В соответствии с требованиями 9.19 СП 15.13330.2012 «Каменные и армокаменные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-22-81*» при расстояниях между связанными со стенами поперечными устойчивыми конструкциями высота стен не ограничивается и определяется расчетом на прочность.

При этом должно быть соблюдено 49.

принимаем, что у нас сплошная кладка из кирпича или камней марки 50 и выше на растворе марки 4 (таблица 27. СП 15.13330.2012 «Каменные и армокаменные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-22-81*) и у нас II группа кладки и стены без проемов, несущие нагрузки от перекрытия или покрытий.

В этом случае свободная длина такой стены не должна превышать l = 2,5H = 2.5 * 300 = 750 см (п.9.17 СП 15.13330.2012).

Коэффициент в этом случае будет равен = 300/25 = 12, что не противоречит требованиям п.9.17 СП 15.13330.2012, где в соответствии с таблицей 29 = 22 позволяет нам понизить II группу кладки на III или IV при необходимости.

Если у нас стены, не несущие нагрузки от перекрытия или покрытий, то коэффициент в следует умножить на коэффициент k = 1.2.

В этом случае = 1,2*300/25 = 14,4, что также не протировчит требованиям таблицы 29 и позволяет нам понизить II группу кладки на III или IV при необходимости.

Если мы не меняем II группу кладки, то в этом случае свободная длина такой стены будет равна l = 1,2 * 22 * 25 = 660 см.

В этом случае расстояние между поперечными стенами должно быть не менее 660 см.

Если вводится конструктивное продольное армирование кладки (при 0,05%) в одном направлении (в горизонтальных швах кладки), то это расстояние может быть увеличено на 20%, то есть l = 660 * 1.2 = 792 см.

Поддубная В.Ф.,
эксперт Линии Профессиональной Поддержки
«Задай вопрос эксперту»
в области проектирования и строительства

Линия профессиональной поддержки пользователей
систем «Кодекс»/»Техэксперт»

Источник

Wiki ЖБК

Материалы для проектирования железобетонных конструкций

Инструменты пользователя

Инструменты сайта

Боковая панель

Проектное бюро Фордевинд:

Сайты схожей тематики:

Содержание

Высота кирпичных перегородок

Кирпичная перегордка с проёмами толщиной 120 мм

Таким образом, максимальная высота перегородки составляет H = 120 x 25 x 1,72 x 0,9 x 0,7 = 3250 мм. При этом свободная длина перегородки не должна превышать 2,5H = 8100 мм

Кирпичная перегордка с проёмами толщиной 250 мм

Таким образом, максимальная высота перегородки составляет H = 250 x 25 x 1,2 x 0,9 x 0,7 = 4700 мм. При этом свободная длина перегородки не должна превышать 2,5H = 11800 мм

Расчёт массы сетки в кг для армирования кирпичных стен по заданной длине и высоте стены, при выбранной толщине стены и типа сетки в Excel

Обсуждение

swell, а разве вообще «перегородка» независимо от материала бывает несущей? Я за чистоту понимания и употребления разных терминов, исключая их вольные толкования без официального определения.

Другое. Различают перегородки одинарные и двойные (спаренные с зазором, как межквартирные) что дает им большую устойчивость со связями между ними.

Как будет их устойчивость обеспечиваться, по какой методике?

Источник

ТРЕБОВАНИЯ К КАМЕННЫМ КОНСТРУКЦИЯМ ЗДАНИЙ

Здание из каменной кладки, состоящее из внутренних и наружных стен, покрытий и перекрытий, связанных между собой в одно целое, называют пространственной системой. В кирпичных и каменных стенах связь осуществляется с помощью перевязки швов кладки. Жесткость пространственной системы в крупноблочных зданиях обеспечивается установкой металлических Т-образных связей из полосовой стали или арматурных сеток, применением бетонных шпонок, а также перевязкой кладки специальными угловыми и Т-образными блоками. Элементы в узлах крупнопанельных зданий соединяют с помощью сварки закладных деталей из металла, сечение связей в узлах должно быть не менее 2 см. Каменные столбы и стены следует соединять с перекрытиями и покрытиями с помощью анкеров сечением не менее 0,5 см, устанавливаемых в опорных зонах балок, прогонов и ферм, размещаемых в швах между сборными железобетонными настилами или панелями перекрытий. Шаг анкеров по длине стены не должен превышать 6 м. Концы балок, заанкеренных на внутренних стенах, столбах или прогонах, соединяются накладками.

В местах приложения значительных местных нагрузок на кладку (опоры балок, ригелей перекрытий, ферм и т. п.) укладывают распределительные железобетонные плиты толщиной не менее 14 см, которые связывают с кладкой анкерами. Под опоры сборных элементов и распределительные плиты укладывают слой раствора толщиной 10. 15 мм. Установка таких конструкций насухо не разрешается. Стены каркасных зданий связываются с колоннами и ригелями каркаса выпусками арматуры или специальными анкерами.

Предельные гибкости стен и столбов.Поперечное сечение стен и столбов должно соответствовать требованиям расчета по первой группе предельных состояний (прочности и устойчивости), а в некоторых случаях и по второй группе предельных состояний. Помимо этих требований следует ограничивать гибкость стен и столбов. Предельные отношения высоты стены или столба в пределах одного этажа Н к меньшей стороне прямоугольного сечения h при свободной длине стены l≤2,5H приведены в табл. 21.1.

К I группе относят кладку из кирпича марки 50 и выше на растворе не ниже марки 10 и из блоков на растворе марки 25 и выше; ко II группе — из кирпича марки 50 на растворе марки 4 или из кирпича марок 25 и 35 на растворе марки 10, а также из бутового камня на растворе марки 25 и выше; к III — из кирпича марок 25, 35 на растворе марки 4, либо из кирпича марок 7, 10, 15 на любом растворе, включая и глиняный, а также из бутового камня на растворах марок 4, 10; к IV группе — кладку из кирпича марки 4 и из бутового камня на любом растворе.

Таблица 21.1. Предельные значенияβ=H/hдля стен без проемов, под нагрузки от перекрытий или покрытий, для кладок из камней и блоков правильной формы

Марка раствора	Предельные отклонения β при группах кладки
I	I I	I I I	IV
—	—	— —

Для сечений сложной формы при использовании данных табл. 21.1 принимают вместо h условную ширину h’ = 3,5i, где i=. Для круглых столбов h’ = 0,85d (d — диаметр столба). Значения β, приведенные в табл. 21.1, необходимо умножать на коэффициент К, который принимается:

для свободной длины стен и перегородок 1=2,5H. З,5H………………. К = 0,9

для стен из бутовых кладок и бутобетона ………………………………………. К = 0,8

для стен с проемами…………………………………………….……………. К =

для стен и перегородок, не несущих нагрузок от перекрытий при

то же, при толщине 10 см и менее…………………………………………………К = 1,8

Предельные значения β для армированных стен можно увеличивать на 20% при продольном армирований в одном направлении и на 30 % — в двух. Для свободно стоящих стен и столбов (не укрепленных в верхней зоне перекрытиями) значения β в нераскрепленном направлении следует снижать на 30 %. Указанные ограничения по предельному соотношению β=(Н/h) следует назначать до расчета сечений элементов каменных конструкций.

Температурные и деформационные швы.Под действием изменения температуры окружающей среды в каменной кладке стен могут возникнуть деформации укорочения (при отрицательной температуре) и удлинения (при положительной). В результате развития этих деформаций в стенах зданий возникают дополнительные усилия, которые могут вызвать образование и развитие трещин. Поэтому для предотвращения этого явления стены зданий разрезают вертикальными швами на отдельные отсеки такой длины, при которой изменение температуры не вызывает образования трещин. Максимальное расстояние между температурными швами приведено в табл. 21.2.

Таблица 21.2. Расстояние s между температурными швами отапливаемых зданий из неармированной кладки

Расчетная температура наружного воздуха, °С	s, м кладки
из кирпича глиняного, крупных блоков, керамических, бетонных и природных камней	из силикатного кирпича, камней, крупных блоков из силикатного бетона
при растворе марок
≥50	≤25	≥50	≤25
≤— 40 —30 ≥— 20

Осадочные швы устраиваются для предотвращения дополнительных усилий, возникновение которых возможно в результате неравномерной осадки оснований зданий и сооружений. Эти усилия могут повлечь за собой образование и развитие трещин, нарушающих нормальную эксплуатацию зданий. Температурные швы допускается устраивать в стенах зданий до обреза фундамента. Поскольку фундаменты мало подвергаются значительному влиянию изменения температуры, осадочные швы должны обязательно прорезать и фундаменты.

Часто для уменьшения трудоемкости работ температурные и осадочные швы совмещают. Конструкция шва показана на рис. 21.1, а.

Конструктивные схемы зданий.Здания и сооружения в зависимости от их пространственной жесткости условно подразделяют на две категории, с жесткой и с упругой (гибкой) конструктивной схемой. В связи с тем, что статический расчет стен зданий как элементов пространственной системы очень сложен и трудоемок, прибегают к некоторым упрощениям, в частности считают, что стены связаны шарнирно с перекрытиями и покрытиями. В этом случае при расчетах стеновых конструкций на внецентренное сжатие, действие горизонтальных (ветровых) нагрузок и продольный изгиб считают, что стены опираются на перекрытия. В свою очередь, перекрытия при воздействии на них горизонтальных нагрузок рассматриваются как горизонтальные балки, опертые на поперечные стены.

Рис. 21.1. Температурно-осадочные швы и расчетные схемы зданий. а — конструкция шва; б — к определению l_ст; в, г — расчетная схема (жесткая); д, е— расчетная схема (гибкая); 1— герметик или цементная расшивка; 2 — утеплитель; 3 — рубероид

Жесткость здания будет тем больше, чем меньше расстояние между несущими поперечными стенами и больше жесткость перекрытия. Максимальные расстояния между поперечными стенами и другими устойчивыми конструкциями (рис. 21.1,6) приведены в табл. 21.3.

Таблица 21.3. Предельные расстояния между поперечными конструкциями, когда покрытия и перекрытия считаются жесткими опорами для стен и столбов

Расстояние l_ст между попе- речными конструкциями, м, при группе кладки
Вид перекрытия или покрытия
I	II	III	IV
Деревянные Из сборных железобетонных конструкций или стальных балок с настилом Железобетонные и армокаменные сборно-монолитные и монолитные	— —

К другим типам жестких поперечных конструкций относятся поперечные каменные стены толщиной не менее 12 см, железобетонные стены толщиной не менее 6 см, контрфорсы, поперечные рамы с жесткими узлами, фермы и железобетонные пояса, способные воспринимать горизонтальные нагрузки от стен. Если конструкция здания соответствует данным, приведенным в табл. 21.3, то в этом случае горизонтальные опоры стен (покрытия и перекрытия) считаются жесткими, а само здание рассчитывается по жесткой конструктивной схеме (рис. 21.1, в,г), в противном случае перекрытия считаются податливыми и расчет выполняется по упругой (гибкой) конструктивной схеме (рис. 21.1, д,е).

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Проверка толщины стены из условий предельной гибкости

Отношение высоты стены (этажа) Н к ее толщине h не должно быть больше предельной величины b с учетом поправочного коэффициента k:

(2.1)

где b определяется по таблице 2.1 (таблица 28 [1]).

Т а б л и ц а 2.1 – Значение предельных отношений b для стен без проемов при свободной длине стен l£ 2,5Н

Марка раствора Отношение b при группе кладки

I II

50 и выше

Примечания 1 Группа кладки устанавливается в зависимости от вида кладки по таблице 26 [1]. К группе I относится сплошная кладка из кирпича или камней марки 50 и выше на растворе марки 10 и выше; ко II группе – кладка из кирпича или камней марок 25 и 35 на растворе марки 10 и выше. 2 Свободная длина стены – это расстояние между примыкающими поперечными стенами или колоннами.

Отношениеb для стен и перегородок при условиях, отличающихся от указанных в таблице 2.1, принимают с поправочными коэффициентами:

– для стен с проемами – k₁ – коэффициент, учитывающий наличие проемов в стене,

(2.2)

где A_n – площадь сечения нетто иA_b – площадь сечения брутто определяются по горизонтальному сечению стены;

– для стен при свободной длине от 2,5 до 3,5Н –k₂ = 0,9;

– для стен при свободной длине больше 3,5Н –k₂ = 0,8.

Общий коэффициент снижения отношенияb, определяемый путем умножения отдельных коэффициентов снижения k_i, принимается не ниже коэффициента снижения k_p:

где k_p – поправочный коэффициент для столбов, равный 0,6 при h 3,5Н.

Расчет прочности стены

Многоэтажные здания с несущими кирпичными стенами относятся, как правило, к зданиям с жесткой конструктивной схемой.

Наружная стена такого здания представляет собой многопролетную вертикальную неразрезную балку, неподвижными шарнирными опорами которой являются перекрытия. Стена загружена горизонтальной ветровой нагрузкой и вертикальными нагрузками от собственного веса стены, опирающихся на нее перекрытий и покрытия, снега и эксплуатационной нагрузки на перекрытиях. С целью упрощения расчета допускается стену считать разделенной по высоте на отдельные балки с расположением опорных шарниров в плоскости опирания перекрытий(рисунок 2.1, а). При этом нагрузками на стену в каждом этаже является: нормальная сжимающая сила N₁ от веса вышерасположенных участков стены и перекрытий и нагрузка N₂ от перекрытия над рассматриваемым этажом.

а)

б)

Рисунок 2.1 – К расчету стены на вертикальные нагрузки:

а– при постоянной толщине стены;б – при изменении толщины стены на уровне перекрытия

Нагрузка N₁ приложена в центре тяжести сечения стены, расположенной над рассматриваемым этажом. Если толщина стены h постоянная, то сила N₁вызывает только центральное сжатие, если толщина стены увеличивается (см. рисунок 2.1, б), то сила N₁ имеет эксцентриситет e₁ относительно центра тяжести сечения стены в рассчитываемом этаже и создает момент М₁:

Здесь h_в – толщина стены, расположенной над рассматриваемым этажом; h_н – толщина стены рассчитываемого этажа.

Нагрузка N₂ всегда имеет эксцентриситет е₂ относительно центра тяжести стены и создает момент М₂ = N₂e₂.

Эксцентриситет е₂ зависит от глубины заделки «с» ригеля в стену (рисунок 2.2, а, б), которая назначается из условия обеспечения прочности кладки стены на местное смятие, а также увязывается с размерами кирпича (камней).

Эпюра распределения давления ригеля перекрытия на стену принимается треугольной. Если же под элементом перекрытия имеется жесткая подкладка, то точка приложения силы N₂ принимается в середине подкладки (рисунок 2.2, в).

а) б) в)

Рисунок 2.2 – Схемы приложения вертикальной нагрузки:

а– при постоянной толщине стены;б – при изменении толщины стены;

в – в случае опирания на центральную подкладку

Эпюра моментов от сосредоточенного момента М₂, а при изменении толщины стены от суммарного момента М₁ + М₂, имеет вид треугольника (см. рисунок 2.1) с максимальной ординатой на уровне низа перекрытия.

Таким образом, на стену рассчитываемого этажа действует сжимающая сила N = N₁ + N₂ и момент М₂ или М₁ + М₂, то есть стена работает на внецентренное сжатие.

Расчетными элементами стены являются простенки, на которые передается нагрузка с покрытия и перекрытия.

Грузовые площади, учитываемые при определении нагрузок с покрытия и перекрытий, равны половине пролета стропильной балки(фермы) покрытия или ригеля междуэтажного перекрытия, умноженного на шаг балок или ригелей.

Собственный вес стены (с учетом внутренней штукатурки d = 2 см плотностью r = 1800 кг/м 3 ) вычисляют для полосы, ширина которой равна расстоянию между осями оконных проемов. При расположении между осями ригелей перекрытия нескольких оконных проемов расчету подлежат простенки, на которые передается нагрузка с покрытия и перекрытий. Остальные простенки загружены только собственным весом стены.

При расчете простенка наиболее опасными являются сечениеI–I в уровне верха простенка (верха оконного проема) и сечениеII–II, отстоящее на расстоянии 1 /₃ высоты этажа от плоскости опирания ригеля (см. рисунок 2.1).

Подсчитав в этих сечениях М и N, определяют эксцентриситет е₀ = М/N и производят проверку прочности по формуле для внецентренно сжатых неармированных элементов:

(2.3)

где m_g – коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки. При толщине стены h³ 30 см он принимается равным единице (в курсовом проекте толщина стен 38 см и более); – коэффициент продольного изгиба для внецентренно сжатых элементов; j – коэффициентпродольного изгиба для всего сечения, определяют по таблице 18 [1] при расчетной высоте стены l₀ = 0,9Н в зависимости от гибкости стены и упругой характеристики кладки a, принимаемой по таблице 15 [1];j_с – коэффициент продольного изгиба для сжатой части сечения, определяемый по таблице 18 [1] в зависимости от гибкости сжатой части сечения ; h_c = h – 2e₀ – высота сжатой части сечения; R – расчетное сопротивление сжатию кладки, для кладок из кирпича всех видов на тяжелых растворах приведено в таблице 2 [1]; – площадь сжатой части сечения; А – площадь сечения простенка; – коэффициент, учитывающий повышение расчетного сопротивления кладки при внецентренном сжатии. Для кладки из камней и крупных блоков, изготовленных из ячеистых и крупнопористых бетонов w = 1, для всех других видов кладки w£ 1,45.

Если прочность простенка в расчетных сечениях при принятых марках кирпича и раствора не обеспечена, повышают расчетное сопротивление кладки за счет применения более высоких марок кирпича и раствора или применяют сетчатое армирование горизонтальных швов кладки.

Источник

Расчет кирпичной стены на устойчивость пример. Как рассчитать стены из кладки на устойчивость

Оставьте комментарий 6,950

Разберемся с вопросом устойчивоcти стен.

Первый вопрос, возникающий у «непосвященного» человека: ну куда может деться стена? Найдем ответ с помощью аналогии. Возьмем книгу в твердом переплете и поставим ее на ребро. Чем больше формат книги, тем меньше будет ее устойчивость; с другой стороны, чем книга будет толще, тем лучше она будет стоять на ребре. Со стенами та же ситуация. Устойчивость стены зависит от высоты и толщины.

Рассмотрим вопросы определения устойчивости стен на примерах.

Пример 1. Дана перегородка из газобетона марки М25 на растворе марки М4 высотой 3,5 м, толщиной 200 мм, шириной 6 м, не связанная с перекрытием. В перегородке дверной проем 1х2,1 м. Необходимо определить устойчивость перегородки.

значит k = k 1 k 3 = 1,4*0,9 = 1,26.

Окончательно β = 1,26*9,8 = 12.3.

Пример 2. Дана наружная ненесущая стена из облегченной кладки из кирпича марки М50 на растворе марки М25. Высота стены 3 м, толщина 0,38 м, длина стены 6 м. Стена с двумя окнами размером 1,2х1,2 м. Необходимо определить устойчивость стены.

Находим коэффициенты k из таблиц ы 29:

значит k = k 1 k 2 = 1,2*0,78 = 0,94.

Окончательно β = 0,94*15,4 = 14,5.

Найдем отношение высоты перегородки к толщине: H /h = 3/0,38 = 7,89
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.

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&sup2, 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.

10300/625 = 16,48 кг/см&sup2 > R = 12 кгс/см&sup2

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&sup2) или увеличивать сечение колонны или использовать поперечное армирование кладки. Пока остановимся на использовании более прочного лицевого кирпича.

3. Определение устойчивости кирпичной колонны.

а) при неподвижных шарнирных опорах l o = Н ;

в) для свободно стоящих конструкций l o = 2Н ;

3. Сделать диафрагму жесткости в плоскости, параллельной плоскости стены. Например по краям выложить не колонны, а скорее простенки. Это также позволит рассматривать и верхнюю и нижнюю опору колонны, как шарнирные, но в этом случае необходимо дополнительно рассчитывать диафрагму жесткости.

Теперь, зная расчетную длину колонны, можно определить коэффициент гибкости:

Теперь, зная значение коэффициента гибкости, можно наконец-то определить коэффициент продольного изгиба по таблице:

При этом упругая характеристика кладки α определяется по таблице:

В итоге значение коэффициента продольного изгиба составит около 0,6 (при значении упругой характеристики α = 1200, согласно п.6). Тогда предельная нагрузка на центральную колонну составит:

N р = m g φγ с RF = 1·0,6·0,8·22·625 = 6600 кг N с об = 9400 кг

Это означает, что сечения 38х38 см для обеспечения устойчивости нижней центральной центрально-сжатой колонны хватает с запасом и даже можно уменьшить марку кирпича. Например, при первоначально принятой марке М75 предельная нагрузка составит:

N р = m g φγ с RF = 1·0,8·0,8·12·1300 = 9984 кг > N с об = 9400 кг

Вроде бы все, но желательно учесть еще одну деталь. Фундамент в этом случае лучше делать ленточным (единым для всех трех колонн), а не столбчатым (отдельно для каждой колонны), в противном случае даже небольшие просадки фундамента приведут к дополнительным напряжениям в теле колонны и это может привести к разрушению. С учетом всего вышеизложенного наиболее оптимальным будет сечение колонн 0,51х0,51 м, да и с эстетической точки зрения такое сечение является оптимальным. Площадь сечения таких колонн составит 2601 см&sup2.

Пример расчета кирпичной колонны на устойчивость
при внецентренном сжатии

Таким образом даже при очень большом эксцентриситете приложения нагрузки у нас имеется более чем двукратный запас по прочности.

Примечание: СНиП II-22-81 (1995) «Каменные и армокаменные конструкции» рекомендует использовать другую методику расчета сечения, учитывающую особенности каменных конструкций, однако результат при этом будет приблизительно таким же, поэтому методика расчета, рекомендуемая СНиПом здесь не приводится.

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:

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

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

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.

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.

Примечание : Вообще-то с коэффициентом m g все не так просто, подробности можно посмотреть в комментариях к статье.

а) при неподвижных шарнирных опорах l 0 = Н ;

в) для свободно стоящих конструкций l 0 = 2Н ;

1. Применить принципиально другую конструктивную схему

3. Сделать диафрагму жесткости

в плоскости, параллельной плоскости стены. Например по краям выложить не колонны, а скорее простенки. Это также позволит рассматривать и верхнюю и нижнюю опору колонны, как шарнирные, но в этом случае необходимо дополнительно рассчитывать диафрагму жесткости.

4. Не обращать внимания на вышеприведенные варианты и рассчитывать колонны, как отдельно стоящие с жесткой нижней опорой, т.е l 0 = 2Н

В конце концов древние греки ставили свои колонны (правда, не из кирпича) без каких-либо знаний о сопротивлении материалов, без использования металлических анкеров, да и столь тщательно выписанных строительных норм и правил в те времена не было, тем не менее некоторые колонны стоят и по сей день.

Теперь, зная расчетную длину колонны, можно определить коэффициент гибкости:

При этом упругая характеристика кладки α определяется по таблице:

В итоге значение коэффициента продольного изгиба составит около 0.6 (при значении упругой характеристики α = 1200, согласно п.6). Тогда предельная нагрузка на центральную колонну составит:

N р = m g φγ с RF = 1х0.6х0.8х22х625 = 6600 кг N с об = 9400 кг

N р = m g φγ с RF = 1х0.8х0.8х12х1300 = 9984 кг > N с об = 9400 кг

Пример расчета кирпичной колонны на устойчивость при внецентренном сжатии

Примечание: СНиП II-22-81 (1995) «Каменные и армокаменные конструкции» рекомендует использовать другую методику расчета сечения, учитывающую особенности каменных конструкций, однако результат при этом будет приблизительно таким же, поэтому методику расчета, рекомендуемую СНиПом здесь не привожу.

Проверим прочность кирпичного простенка несущей стены жилого дома переменной этажности в г. Вологде.

Площадь сечения простенка-А=1.04м 2 ;

Длина опорной площадки плит перекрытия на кладку

Сбор нагрузки от покрытия и перекрытий представлен в таблицах 2.13, 2.14, 2.15. Расчетный простенок представлен на рис. 2.5.

Таблица 2.13. Сбор нагрузок на покрытие, кН/м 2

Нормативное значение кН/м2

Расчетное значение кН/м2

1. Слой линокрома ТКП, t=3,7 мм,

вес 1м2 материала 4,6 кг/м2, =1100 кг/м3

2. Слой линокрома ХПП, t=2,7 мм

вес 1м2 материала 3,6 кг/м2, =1100 кг/м3

3. Грунтовка «Праймер битумный»

4. Цементно-песчаная стяжка, t=40 мм, =1800 кг/м3

5. Керамзитовый гравий, t=180 мм, =600 кг/м3,

8. Железобетонная плита перекрытия

S0н =0,7ЧSqмЧСeЧСt= 0,7Ч2,4 1Ч1Ч1

Таблица 2.14. Сбор нагрузок на чердачное перекрытие, кН/м2

Таблица 2.15. Сбор нагрузок на междуэтажное перекрытие, кН/м2

Таблица 2.16. Сбор нагрузок на 1 м.п. от наружной стены t=680 мм, кН/м2

Определим ширину грузового участка по формуле 2.12

где b-расстояние между разбивочными осями, м;

Длина грузовой площади простенка определяется по формуле (2.13).

Определение грузовой площади (соответственно рисунку 2.6) производится по формуле (2.14)

Рисунок 2.13. Схема определения грузовой площади простенка

Подсчет усилия N на простенок от вышерасположенных этажей на уровне низа перекрытий первого этажа, ведем исходя из грузовой площади и действующих нагрузок на перекрытия, покрытия и кровлю, нагрузки от веса наружной стены.

Таблица 2.17. Сбор нагрузок, кН/м

Расчетное значение кН/м

1. Конструкция покрытия

2. Чердачное перекрытие

3. Междуэтажное перекрытие

4. Наружная стена t=680 мм

Расчет внецентренно сжатых неармированных элементов каменных конструкций следует производить по формуле 13

Источник