Расчет кирпичной кладки на прочность
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 (Мрз) 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.
Выбор расчетного сечения.
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 mg и φ минимальны.
В стенах с проемами сечение принимается на уровне низа перемычек.
Давайте рассмотрим сечение I-I.
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:
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:
Тогда эксцентриситет продольной силы N составит:
Так как несущая стена толщиной 25см, то в расчете следует учесть величину случайного эксцентриситета eν=2см, тогда общий эксцентриситет равен:
Прочность кл адки внецентренно сжатого элемента определяется по формуле:
Коэффициенты mg и φ1 в рассматриваемом сечении I-I равны 1.
ω = 1 + e0/h = 1 + 0,045/0,25 = 1,18 ≤ 1,45 условие выполняется
Несущая способность кладки равна:
Прочность кладки обеспечена.
Статья была для Вас полезной?
Как рассчитать стены из кладки на устойчивость
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.
Находим коэффициенты k из таблиц ы 29:
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:
Окончательно β = 0,94*15,4 = 14,5.
Еще полезные статьи:
Внимание! Для удобства ответов на ваши вопросы создан новый раздел «БЕСПЛАТНАЯ КОНСУЛЬТАЦИЯ».
профили арматуру не заменят
Вернёмся пока к стенам, тут вычитал ещё интересный вариант tilt-up
на фундаменте отливается прямо стена с утелпением сразу (в утеплении есть углубления для армирования, т.е. слой бетона не везде одинаковый, как бы та же ребристая структура)
потом это ставится уже краном (свариваются, скручиаются выносы арматуры) а стыки и углы монолитятся и утепляются отдельно (в стыках из плиты и потом в перекрытие отдельно арматура закладывается)
Как Вам такая технология? Несущая стена получится 150мм с утолщениями до 250мм из керазитобетона M50 с умеренным армированием
а значит будут проблемы в растянутой зоне плиты и в местах анкеровки арматуры.
Для стен же, тем более для одноэтажного дома, керамзитобетон вполне подходит. Конечно, нужно соблюсти все нормативные требования для лёгких бетонов.
стяжка не армируется
почитал СНИП по легким бетонам, там довольно интересные есть моменты.
1. похоже можно делать керамзитобетон без мелкого наполнителя, я думаю использовать 10-20
2. есть разные сорта керамзита по прочности, и требования для каждой марки керамзитобетона
Расчет нагрузки на кирпичную стену – пример определения несущей способности конструкции
Проектирование и возведение сооружений из кирпича требует дополнительного расчета нагрузки. Несущая способность кирпичной кладки при неправильной закладке приводит к разрушению стены. Поэтому инженеры с максимальной точностью рассчитывают показатели. Для этого нужно знать марку кирпича по плотности, осуществляемую нагрузку, устойчивость, сопротивление сжатию и теплопередаче.
Виды нагрузок на кирпичную стену
Нагруженность элементов конструкции подразделяют на 2 вида:
К постоянным относят удельную массу перегородок, перестенок, стен и других элементов, а также постоянное влияние подземных вод, горных пород и их гидростатика. Временные, как становится ясно из названия, это сбор нагрузок характерного типа, которые могут изменяться. К ним относят:
Если сооружение проектируется с малым количеством этажей, то строители могут пренебрегать данными касательно временных напряжений на здание, однако только при условии создания повышенного запаса прочности на этапах его строительства.
От чего зависит нагруженность кирпичной кладки?
Для проведения расчета первым делом необходимо определить все факторы, влияющие на прочность участка проектирования, а именно:
Для зданий более 2-х этажей проводят расчет для определения способности их сопротивляемости. С помощью формул высчитывают нагрузки от каждого отдельного этажа конструкции и точки давления. Высокие нагрузки образовываются в нижних частях кирпичного столба. Если условия по правильному соотношению величин толщины и высоты не будут выполнены, то с увеличением срока эксплуатации стена начнет выгибаться и может полностью разрушиться от перенапряжения.
В строительной индустрии предусматривается толщина кладки из кирпича для несущих стен от 1,5 до 2,5 изделия. Но окончательное вычисление зависит от высотности объекта. Определяется устойчивость к нагрузкам непосредственно с помощью расчета, но в случае строительства 3 и более этажных зданий нужен тщательный анализ по формулам, которые учитывают сложение нагрузок от каждого этажа, угол приложения силы и возможные дополнительные напряжения.
При планировании конструкции несущего типа материал стоит укладывать не менее, чем в 1,5 камня. Вернуться к оглавлению
Пример расчета нагруженности кирпичной стены
Чтобы разобраться в вопросе нагрузок несущих конструкций, можно изучить пример выполнения проекта, в котором не учитываются временные эксплуатационные нагрузки. Например, здание 4-х этажей с толщиной стен 64 см (Т), удельный вес с учетом всех элементов — кирпича, штукатурки и раствора составляет М=18 кН/м3. По ГОСТу 11214—86, выполнена закладка окон, их размеры по ширине 100—150 см (Ш) по высоте 100—130 см (В).
Приложение веса на простенок от элементов, находящихся выше, согласно замерам, равен 0,64*1,42 м, а высота одного этажа (Вэт) 4200 мм. При этом сила давления на участок происходит под углом 45°. При слое штукатурки в 2 см определяют нагрузку от стен следующим алгоритмом: Нстен=(4Вэт+0,5(Вэт-В1)3—4Ш1*В1)(h+0,02)М. Подставив значения, получают 0, 447 МН. Определение требуемой нагруженной площади П=Вэт*В½-Ш/2. В этом случае значение равно 6 м. Нп =(30+3*215)*6 = 4,072МН. Получаемая нагрузка на кладку из кирпича от перекрытий 2-го этажа равняется: Н2=215*6 = 1,290МН, в том числе Н2l=(1,26+215*3)*6= 3,878МН. Удельный вес кирпичного простенка высчитывается по формуле: Нпр=(0,02+0,64)*(1,42+0,08)*3*1,1*18= 0,0588 МН.
Необходимый показатель для данной конструкции можно вычислить, используя некоторые данные и формулы.
Расчет несущей способности кирпичной стены выполняется по максимально загруженным простенкам нижнего этажа.
При обследовании элемента выбирают части стены с минимальной шириной и толщиной. Чаще всего они расположенными в проемах дверей или окон. Если условие У >= Н на устойчивость стены при расчетах подтверждается, то проект выполнен верно и прочность конструктивных элементов достаточна. Расчет простенка для каждого этажа и суммирование значений показывают общую нагрузку здания и выполняются согласно СНиП II-22—81.
Недостаточное сопротивление стены из кирпича
Если при определении расчетного сопротивления данные устойчивости менее ее нагрузки, следует выполнять армирование стенок и перегородок. При упрочнении материала прирост показателей прочности составляет 40%. Далее следует заново пересчитать показатели устойчивости, учитывая усиление стальными элементами. Зная что У = 1,5, а Н = 1,113, рассчитывается коэффициент усиления, поделив значения, К = 1,348. Таким образом, увеличить прочностные показатели нужно на 34,8%. Проводя армирование железной обоймой, можно достичь нужных показателей прочности, если правильно выбрать марку кирпича, усиление, определить конструкцию фундамента и характеристики грунта под фундаментом.
Сбор нагрузок на стену первого этажа
Начинаем публикацию статей по расчету кирпичных стен. Прежде, чем приступить к расчетам, необходимо собрать нагрузки. На стены здания в пределах каждого этажа действуют нагрузки от вышележащих этажей, нагрузки от плит перекрытия рассматриваемого этажа и собственный вес отдельных участков стен.
Для начала давайте определимся, какие же нагрузки бывают?
Нагрузки бывают:
Также они классифицируются на:
— временные, которые в свою очередь бывают:
К постоянным относится собственный вес конструкций, который находится путем умножения объема на плотность.
К кратковременным относятся нагрузки от людей, снега, ветра (полные значения) и пр.
В СНиПе указаны дополнительно особые нагрузки, но в данном примере они нас не интересуют.
Давайте для наглядности представим, что нам необходимо произвести сбор нагрузок на стену первого этажа двухэтажного коттеджа. Высота этажа 3м, длина 6м. Перекрытия железобетонные толщиной 220мм. Для упрощения расчетов принимаем плоскую рулонную кровлю.
Для начала произведем подсчет нагрузок на 1 м 2 перекрытия и покрытия и внесем данные в таблицу. Предположим, что пол второго этажа состоит из стяжки, поверх которой уложен ламинат. Покрытие второго этажа состоит из пароизоляции, утеплителя, цементно-песчаной стяжки и трехслойного гидроизоляционного ковра.
Собственный вес плиты перекрытия 0,22м*1м*1м*2,5 т/м 3
Теперь нам нужно определить грузовую площадь. Чтобы лучше понять, что такое грузовая площадь, посмотрим на картинку ниже.
Если нагрузка собирается для 1 погонного метра стены, то грузовая площадь будет равна произведению 1-го метра на половину расстояния между наружной и внутренней несущей стеной.
Таким образом, для рассматриваемого нами участка кладки грузовая площадь будет равна 1м*2м=2м 2
Перемножив грузовую площадь на значения из таблицы, получим нагрузку от перекрытия и покрытия для 1 погонного метра кирпичной кладки.
От покрытия:
Полная P2= 0,994*2=1,988 тонны
От перекрытия:
Полная P1= 0,89*2=1,8 тонн
Вес 1 погонного метра равен:
Полная нагрузка, которая действует на 1 пог.м кладки первого этажа составит:
Для дальнейших расчетов нам также понадобится значение длительной продольной силы. Она равна сумме постоянной нагрузки от перекрытий и покрытий, веса вышележащих стен и длительной временной от перекрытий и покрытий. В нашем примере длительную временную мы не рассматривали.
Теперь, когда все нагрузки собраны, можно приступать к Расчету стены на прочность.
Статья была для Вас полезной?
Какой толщины должны быть несущие стены дома
Проведение капитального ремонта довольно часто связано с перепланировкой внутренних помещений. При выполнении этих работ нельзя затрагивать несущие стены. Что значит несущая стена? — попробуем разобраться в этом вопросе.
Что такое несущая стена и как ее определить
Несущая стена, являясь основным силовым элементом всего здания, принимает на себя нагрузку вышерасположенных элементов конструкции, балок, перекрытий, крыши. Ее разрушение может привести к необратимым последствиям для здания в целом, поэтому очень важно научиться определять, какие из стен являются несущими.
Проще всего это сделать, посмотрев конструктивный план здания, где несущие стены четко обозначены, нанесены они и на чертеже в техническом паспорте, который есть у каждого собственника, но тут требуется умение читать строительные чертежи. Если документы по каким-либо причинам недоступны, то определить несущие стены можно по расположению и стандартной толщине стен. Наружные стены всегда являются несущими, кроме того, несущими являются стены, разделяющие соседние квартиры и выходящие на лестничную клетку, если речь идет о много квартирном доме.
Помимо этого, такие стены внутри дома можно определить по местам опирания межэтажных перекрытий. Если в вашем доме перекрытия сделаны из железобетонных плит, то, как правило, они имеют стандартную длину 6 метров. Соответственно, если длина дома больше 6 метров, то одна из несущих стен должна находиться внутри здания на стыке межэтажных перекрытий.
Толщина несущих стен
Толщина стен может различаться в зависимости строительного материала, из которого возводилось здание и его конструктивных особенностей. Если, например, дом выложен кирпичной кладкой, то минимальная толщина такой несущей стены определяется количеством кирпичей в одном ряду. Если она превышает значение в тридцать восемь сантиметров, то стена является несущей.
Толщина стен из керамзитобетонных блоков составляет в основном четырнадцать сантиметров, размеры несущих стен превышают эти значения и составляют примерно 90 сантиметров.
Толщина стен из газосиликатных блоков зависит от их плотности. При плотности 400 кг/м3 из них можно строить наружные стены одноэтажных домов, хозяйственных построек, подсобных помещений. Плотность газосиликатных блоков 500 кг/м3 дает возможность использовать их при возведении несущих стен при строительстве домов, высотой до трех этажей. Плотность в 700 кг/м3 обеспечивает их использование при строительстве многоэтажных жилых и административных зданий.
Как правило, несущие газобетонные стены изготавливают из блоков, толщиной 30-40 сантиметров. Подробнее о размерах газобетонных блоков мы рассказывали в статье про сравнение газобетона и пенобетона.
Толщина стен из арболита также зависит от его плотности. Арболит представляет собой уникальный материал, в состав которого может входить до девяноста процентов древесной щепы, поэтому по своим качествам он близок к дереву. Блоки из арболита плотностью менее 500 кг/м3 и используют для теплоизоляции, плотность более 500 кг/м3 является конструкционной.
Для сравнения приведем стандартную толщину несущих стен их разных материалов:
Что такое несущий остов дома
При строительстве частных домов существует такое понятие, как несущий остов дома. Он представляет собой совокупность элементов, таких как колонны, балки, перекрытия, фундамент, обеспечивающих прочность, жесткость и устойчивость всей постройки. Остов служит для того, чтобы противостоять нагрузкам, таким как вес конструкции, людей, мебели, давлению ветра и снега и так далее.
Под жесткостью остова понимается его способность не менять форму под воздействием нагрузок. Устойчивость определяется сопротивлением опрокидыванию.
Несущий остов дома чаще всего бывает стеновым бескаркасным, который применяется при возведении частных домов и коттеджей. Он представляет собой связанные с фундаментом несущие стены, на которые уложены перекрытия и лестницы, придающие остову жесткость по вертикали. Можно представить его в виде жесткой коробки из связанных между собой стен и перекрытий.
Толщина несущих стен в нижней части больше, чем наверху, так как на основание нагружается больше. В стеновом бескаркасном остове толщина капитальных стен в зависимости от используемого материала может колебаться в пределах от 300 до 800 мм, толщина перегородок составляет около 120 мм.
При возведении частных домов, имеющих вытянутую прямоугольную форму, бескаркасный остов выполняется на продольных несущих стенах, то есть капитальные стены располагаются вдоль длинной стороны дома, а потолочные блоки укладываются поперек. Расстояние между продольными несущими стенами чаще всего определяется размерами плиты перекрытия, длина у которых бывает разная.
Бескаркасный остов может выполняться на поперечных несущих стенах, в этом случае наружные перекрытия укладываются вдоль протяженной стороны здания. Стены вдоль протяженного периметра здания необходимо изготовлять в виде перегородок. Недочетом такой компоновки является то, что ширина внутренних помещений остается раз и навсегда заданной величиной, ограниченной несущими стенами, но по сравнению с конструкцией, выполненной на продольных несущих стенах, она обладает большей жесткостью и устойчивостью.
Если частный дом возводится по архитектурному проекту, предполагающему необычность его внешнего облика, то бескаркасный остов выполняется на комбинации из продольных и поперечных несущих стен, на которые соответствующим образом укладываются перекрытия. Такая строительная схема применяется в том случае, если сложность архитектурной формы возводимого частного дома не позволяет использовать только такое расположение капитальных стен. Устойчивость в этом случае обеспечивается взаимосвязью всех конструктивных элементов, образующих единый каркас
