Расчет кирпичной стены на нагрузку: пример, от чего зависит

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:

  • временная;
  • постоянная.

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:

На данный показатель может влиять наличие снега.

  • вес временно привезенного оборудования либо стационарных объектов;
  • разность перепадов давления в проложенных трубах здания;
  • нагрузки климатического характера влияния окружающей среды (снег, дождь, ветер).

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:

Перед началом проведения калькуляций следует учесть, что в конструкции есть подоконники.

  • защитные возвышения по периметру кровли;
  • подоконники;
  • простенки;
  • участки над окнами с учетом полного веса всех составляющих стены;
  • допустимые нагрузки на плиту и между перекрытиями;
  • удельную массу настила;
  • для зимнего периода также учитывают вес снежного покрытия на крыше и влияние сильных порывов ветра.

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.

Расчет кирпичной кладки на прочность

  • Стены, перегородки
  • Полы
  • Потолки
  • Проемы
  • Сантехмонтаж
  • Рассрочка/Кредит
  • Фотогалерея
  • Вопрос-ответ
  • Контакты

    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 (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.

    Читайте также:
    Плетистая роза: выращивание и уход (фото и видео)

    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.

    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:

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

    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.

    – 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

    – Ac – 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

    – ω – коэффициент, определяемый по формуле:

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

    Несущая способность кладки равна:

    Прочность кладки обеспечена.

    Статья была для Вас полезной?

    Нужен совет по правильном расчете кирпичной стены

    Страница 1 из 2 1 2 >

    Нужен совет по правильном расчете кирпичной стены. Так как геометрию в плане и на фасаде мне менять не можно (по требованию архитектора)
    Попробую описать максимально свои действия.

    1.Сбор нагрузок (см. фрагмент плана балок):
    а. нагрузка на балку (шаг балок 6 м, на которые опираються панели)
    6м х (0,33 т/м.кв + 0,4 т/м.кв х 1,2 х 0,95) + 0,15 т/м.кв = 4,87 т/м, где
    0,15-собственный вес балки, 0,4 т/м.кв-нормативная нагрузка на панели для торгового зала.

    б. реакция балки (длиной 4,5м) на стену
    4,87 т/м х 4,5 м / 2 = 10,95 т

    в. реакция от перемычки первого этажа:
    нагрузка от балки 2 эт. 10,96 т / 7,38 м = 1,49 т/м
    вес кирпичной кладки над перемычкой (8,4м – 2,3м – 0,7м) х 1,2 х 0,42 х 1,8 = 4,9т/м,где
    0,42-толщина стены 0,38м+0,02х2(штукатурка).Хотя вопрос тут спорный, по СниПу ІІ-22-81,
    п.6.47 нужно брать квадрат со стороной равной длине проема, это получается 2,63х1,2х0,42х1,8=2,39т/м. Тут честно говоря не знаю.
    Брал нагрузку от всего что находиться сверху, это грубо говоря 4,9 т/м

    реакция от перемычки (2,63 + 2 х 0,1) х (1,49 т/м + 4,9 т/м) / 2 = 9,05т

    Общая нагрузка на простенок составляет 9,05+10,95=20 т.

    2. Расчет на смятие (для первого этажа), кирпич М75, раствор М50:
    N=1 х 1 х 13кг/см.кв х 0,85 х 38см х 58см = 24,35 т, где
    13-расчетное сопротивление кладки, 0,85-коэфициент для раствора М50, ну и есть коэфициент 0,8, который вводиться до расчетного сопротивления
    для столбов и простенков площадью менее 0,3м.кв (п.3.11). Но здесь не сказано, 0,3м.кв это расчетная площадь или вообще площадь сечения простенка.
    Потому что в моем случае расчетная площадь это 0,38х0,58=0,22м.кв (тогда нужно вводить коеф. 0,8), а общая площадь простенка 0,38х3,37=1,28м.кв (коеф. вводить не нужно).
    Насколько я понял что идет речь о общей площади сечения, потому я коэф. не вводил

    По словам нашего конструктора, нужно расчитывать каменные конструкции так, чтобы в результате они были загружены на 60-70%
    от их несущей способности.
    Тогда я заармировал простенок арм диаметром 3мм Вр-1 через два ряда кладки (см. фрагмент плана)
    Расчетное сопротивление будет:
    мю (1)= 50 х (13х0,85/3750х0,6)=0,245
    мю (2)= (2х7/30х150)х100=0,311, принимаем мю=0,245
    R(sk)= 13х0,85+(2х0,245х3750х0,6/100)=22,07кг/см.кв.,
    тогда на смятие N= 1 х 1 х 22,07кг/см.кв х 38см х 58см = 48,6т

    3. Расчет по прочности кладки
    фи=0,91 (низ балки на отм +3,15м, 3150/380=8,3).
    а. по верхнем сечении N=1х1х22,07кг/см.кв х 58см х 38см = 48,6т (опять же коеф 0,8 для простенков площадью меннее 0,3м.кв я не вводил).
    б. в среденем сечении N= 1х0.91х22,07кг/см.кв х58см х 38 см = 44,2 т.
    в. в нижнем сечении N= 1 х 0,91 х 20,38кг/см.кв х 0,85 х38см х150см =89,85т (где 20,38кг/см.кв-расчетное сопротивление кладки в нижнем сечении, нижние 9 рядов армированы сеткой через 3 ряда кладки).
    Хотя реально простенок составляет 3,37м х 0,38 м, из них 1,5м х 0,38 м – армирован сеткой. И опять же в СниПе я не нашел пункта, где бы говорилось
    о расчета простенка, на которую действует сосредоточенная сила, которая потом распределяеться.
    Нагрузка в нижнем сечении составляет:
    (8,4м х 0,42м х 1,2 х 1,8) + (10,95т х 2 /6м)=11,27т/м, N=11,27 х 6м =67,62т

    Читайте также:
    Рулонные шторы с узором

    4. Устойчивость стены. Как видно с фрагмента плана, наружная стена имеет длину 36,0м и высоту 8,4м, на которую опираються только балки с шагом 6,0м
    и заходят ж/б панели на 30-40мм. В СниПе не нашел тоже конкретного пункта, в котором говорилось о устойчивости стены на которую опиралась бы балка.

    Если считать что это свободно стоящая стена (так как панели полноценно не оприаються на эту стену, менее 100-120м), то
    бэтта(1)=8400/380=22,10, Исходя из п.6,16, 6,17, 6,18, 6,20 бэтта(2)=25х0,8х0,7=14. Тоесть получаеться, что стена стоять не будет.

    Если считать что все-таки (я думаю что реально оно будет так) опирание балок через 6м и опирание панелей (хотя и маленькое)
    шарниром, то
    бэтта(1)=3750/380=9,87 бэтта(2)=25х0,75=18,75. Тогда стена будет стоять.

    Вопросы у меня такие
    1. Правильно ли собрал нагрузки?
    2. Разъясните про коэф. 0,8 для сечений с сечением менее 0,3м.кв.
    3. Правильно я выполнил расчеты?
    4. На счет устойчивости стены я прав?
    5. И вообще будет стоять такая стенка?
    [ATTACH]1134038261.jpg[/ATTACH]

    Как рассчитать стены из кладки на устойчивость

    Чтобы выполнить расчет стены на устойчивость, нужно в первую очередь разобраться с их классификацией (см. СНиП II -22-81 «Каменные и армокаменные конструкции», а также пособие к СНиП) и понять, какие бывают виды стен:

    1. Несущие стены – это стены, на которые опираются плиты перекрытия, конструкции крыши и т.п. Толщина этих стен должна быть не менее 250 мм (для кирпичной кладки). Это самые ответственные стены в доме. Их нужно рассчитывать на прочность и устойчивость.

    2. Самонесущие стены – это стены, на которые ничто не опирается, но на них действует нагрузка от всех вышележащих этажей. По сути, в трехэтажном доме, например, такая стена будет высотой в три этажа; нагрузка на нее только от собственного веса кладки значительная, но при этом очень важен еще вопрос устойчивости такой стены – чем стена выше, тем больше риск ее деформаций.

    3. Ненесущие стены – это наружные стены, которые опираются на перекрытие (или на другие конструктивные элементы) и нагрузка на них приходится с высоты этажа только от собственного веса стены. Высота ненесущих стен должна быть не более 6 метров, иначе они переходят в категорию самонесущих.

    4. Перегородки – это внутренние стены высотой менее 6 метров, воспринимающие только нагрузку от собственного веса.

    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.

    Теперь возьмем наихудший вариант: тонкую тетрадь большого формата и поставим на ребро – она не просто потеряет устойчивость, но еще и изогнется. Так и стена, если не будут соблюдены условия по соотношению толщины и высоты, начнет выгибаться из плоскости, а со временем – трещать и разрушаться.

    Что нужно, чтобы избежать такого явления? Нужно изучить п.п. 6.16. 6.20 СНиП II -22-81.

    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.

    Из таблицы 26 (п. 2) определяем группу кладки – III . Из таблиц ы 28 находим ? = 14. Т.к. перегородка не закреплена в верхнем сечении, нужно снизить значение β на 30% (согласно п. 6.20), т.е. β = 9,8.

    Находим коэффициенты k из таблиц ы 29:

    k 1 = 1,8 – для перегородки, не несущей нагрузки при ее толщине 10 см, и k 1 = 1,2 – для перегородки толщиной 25 см. По интерполяции находим для нашей перегородки толщиной 20 см k 1 = 1,4;

    k3 = 0,9 – для перегородки с проемами;

    Окончательно β = 1,26*9,8 = 12.3.

    Найдем отношение высоты перегородки к толщине: H / h = 3,5/0,2 = 17,5 > 12.3 – условие не выполняется, перегородку такой толщины при заданной геометрии делать нельзя.

    Каким способом можно решить эту проблему? Попробуем увеличить марку раствора до М10, тогда группа кладки станет II , соответственно β = 17, а с учетом коэффициентов β = 1,26*17*70% = 15 I , соответственно β = 20, а с учетом коэффициентов β = 1,26*20*70% = 17.6 > 17,5 – условие выполняется. Также можно было не увеличивая марку газобетона, заложить в перегородке конструктивное армирование согласно п. 6.19. Тогда β увеличивается на 20% и устойчивость стены обеспечена.

    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.

    Из таблицы 26 (п. 7) определяем группу кладки – I . Из таблиц ы 28 находим β = 22. Т.к. стена не закреплена в верхнем сечении, нужно снизить значение β на 30% (согласно п. 6.20), т.е. β = 15,4.

    Читайте также:
    Ревизионные люки под плитку: нажимной напольный под кафель, размеры, установка, как сделать

    Находим коэффициенты k из таблиц ы 29:

    k 1 = 1,2 – для стены, не несущей нагрузки при ее толщине 38 см;

    k2 = √А n / Ab = √1,37/2,28 = 0,78 – для стены с проемами, где Ab = 0,38*6 = 2,28 м 2 – площадь горизонтального сечения стены с учетом окон, А n = 0,38*(6-1,2*2) = 1,37 м 2 ;

    Окончательно β = 0,94*15,4 = 14,5.

    Найдем отношение высоты перегородки к толщине: H / h = 3/0,38 = 7,89 L = 3 + 6 = 9 м kβh = 3*0,94*14,5*0,38 = 15.5 м – условие выполняется, устойчивость стены обеспечена.

    Еще полезные статьи:

    профили арматуру не заменят

    насчет фундамента: допустимы пустоты в теле бетона, но не снизу, чтобы не уменьшать площадь опирания, которая отвечает за несущую способность. То есть снизу должен быть тонкий слой армированного бетона.
    А какой фундамент – лента или плита? Какие грунты?

    жаль, вообще просто пишут что в легких бетонах (керамзитобетон) плохая связь с арматурой – как с этим бороться? я так понимаю чем прочнее бетон и чем больше площадь поверхности арматуры – тем лучше будет связь, т.е. надо керамзитобетон с добавлением песка (а не только керамзит и цемент) и арматуру тонкую, но чаще

    Груны пока не известны, вероятнее всего будет чистое поле суглинки всякие, изначально думал плиту, но низковато выйдет, хочется по-выше, а ещё же придётся верхний плодородный слой снимать, поэтому склоняюсь к ребристому или даже коробчатому фундаменту. Несущей способности грунта много мне не надо – дом всё-таки решили в 1 этаж, да и керамзитобетон не очень тяжёлый, промерзание там не более 20 см (хотя по старым советским нормативам 80).

    Думаю снять верхний слой 20-30 см, выложить геотекстиль, засыпать песочком речным и разровнять с уплотнением. Затем легкая подготовительна я стяжка – для выравнивая (в неё вроде бы даже арматуру не делают, хотя не уверен), поверх гидроизоляция праймером
    а дальше вот уже диллема – даже если связать каркасы арматуры ширина 150-200мм х 400-600мм высоты и уложить их с шагом в метр, то надо ещё пустоты чем-то сформировать между этими каркасами и в идеале эти пустоты должны оказаться поверх арматуры (да ещё и с некоторым расстоянием от подготовки, но при этом сверху их тоже надо будет проармировать тонким слоем под 60-100мм стяжку) – думаю ППС плиты замонолитить в качестве пустот – теоретически можно будет такое залить в 1 заход с вибрированием.

    Т.е. как бы с виду плита 400-600мм с мощным армированием каждые 1000-1200мм объемная структура единая и легким в остальных местах, при этом внутри примерно 50-70% объёма будет пенопласт (в не нагруженных местах) – т.е. по расходу бетона и арматуры – вполне сравнимо с плитой 200мм, но + куча относительно дешового пенопласта и работы больше.

    Если как-то бы ещё заменить пенопласт на простой грунт/песок – будет ещё лучше, но тогда вместо легкой подготовки разумнее делать нечто более серьёзное с армированием и выносом арматуры в балки – в общем тут не хватает мне и теории и практического опыта.

    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)

    я думаю заменить тяжёлый бетон 50-150 мм, на керамзитобетон заводской 150-250 мм 1000-1200кг/м3 – арматурный каркас там из 12й арматуры в прорези между утеплителем (шаг 1м в утолщениях стены), а по внутренней стене дополнительно кладочную сетку 6ку вроде с шагом 100мм

    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)

    немного смущает слабая связь стен с фундаментом (только по стыкам и углам), но при монолитном перекрытии – это вроде как достаточно жестко, можно в фундаменте и стеновых плитах сделать закладные и сварить до кучи

    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

    Класс бетона по прочности на сжатие – Минимальная марка заполнителя по прочности

    При этом я вижу что для фракции 10-20 есть варианты керамзита как П25 (дешового 250кг/м3), так и П50 – более дорогой и у него насыпная плотность уже 400кг/м3

    т.е. в принципе можно получить относительно дорогой конструкционно- теплоизоляционн ый D600 – D700 M100-B7.5 из которого даже относительно тонким слоем при качественном армировании можно хоть в 3-4 этажа лепить

    а можно получить дешовый D500 M50-B3.5 на 1-2 этажа хватит и такого за глаза, даже если будет пирог 120мм-100 ППС-80мм с армированием по 1 слою в обоих слоях керамбитобетона , связанных стеклоплатсиков ой арматурой между собой (как только это посчитать – не понятно, одиночной стены в 120мм мало, но учитывая что пенопласт будет не сплошным слоем, а с шагом в метр будут рёбра из чистого керамзитобетона с армированием, т.е. рёбра в 300мм толщиной по сути)
    я думаю прочности тут с большим запасом (скидка на качество изготовления самомесом, но планирую вибрировать поверхностным вибратором, плиты будут отливаться на фундаменте горизонтально с выносом арматуры для связи плит, и через неделю подниматься – размер плиты 1.1-1.2 х 2.4-3 м вес примерно 300-400кг всего, стыки плит будут заливаться отдельно тем же керамзитобетоном)

    Читайте также:
    Почему в погребе мокрый потолок: причины появления и способы устранения конденсата

    Ещё есть мысль закупить б/у труб d50 и в плите в слое 120мм их замуровать с шагом 600мм с выносом, чтобы потом за них поднимать было удобно тельфером на полтонны думаю справиться, но и под них сделать дырки в фундаменте и поставить трубами в дырки + потом сверху будет перекрытие с армпоясом одновременно на всю 120мм часть стеновой плиты – эти трубы там замонолитить.

    Пример расчет несущей способности стен. Расчётные сопротивления каменных кладок. Определение несущей способности кирпичных стен

    В статье представлен пример расчета несущей способности кирпичной стены трехэтажного бескаркасного здания с учетом выявленных в ходе ее осмотра дефектов. Подобные расчеты относятся к категории «проверочных» и выполняются обычно в рамках детального визуально-инструментального обследования зданий.

    Несущая способность центрально- и внецентренно — сжатых каменных столбов определяется на основании данных о фактической прочности материалов кирпичной кладки (кирпича, раствора) в соответствии с разделом 4 .

    Для учета выявленных в ходе обследования дефектов в формулы СНиП вводится дополнительный понижающий коэффициент, учитывающий снижение несущей способности каменных конструкций (Ктр) в зависимости от характера и степени обнаруженных повреждений по таблицам гл. 4 .

    ПРИМЕР РАСЧЕТА

    Проверим несущую способность внутренней несущей каменной стены 1-го этажа по оси «8» м/о «Б»-«В» на действие эксплуатационных нагрузок с учетом выявленных в ходе ее обследования дефектов и повреждений.

    Исходные данные:

    — Толщина стены: dст=0,38 м
    — Ширина простенка: b=1,64 м
    — Высота простенка до низа плит перекрытий 1 этажа: H=3,0 м
    — Высота вышележащего столба кладки: h=6,5 м
    — Площадь сбора нагрузок от перекрытий и покрытия: Sгр=9,32 м2
    — Расчетное сопротивление кладки cжатию: R=11,05 кг/см2

    В ходе осмотра стены по оси «8» зафиксированы следующие дефекты и повреждения (см. фото ниже): массовое выпадение раствора из швов кладки на глубину более 4 см; смещение (искривление) горизонтальных рядов кладки по вертикали до 3 см; множественные вертикально ориентированные трещины раскрытием 2-4 мм (в т.ч. по растворным швам), пересекающие от 2 до 4 горизонтальных рядов кладки (до 2-х трещин на 1 м стены).

    По совокупности выявленных дефектов (с учетом их характера, степени развития и площади распространения), в соответствии с , несущая способность рассматриваемого простенка должна быть снижена не менее чем на 30%. Т.е. коэффициент снижения несущей способности простенка принимается равным — Ктр=0,7. Схема для сбора нагрузок на простенок приведена ниже на Рис.1.

    РИС.1. Схема для сбора нагрузок на простенок

    I. Сбор расчетных нагрузок на простенок

    II. Расчет несущей способности простенка

    (п. 4.1 СНиП II-22-81)

    Количественная оценка фактической несущей способности кирпичного центрально сжатого простенка (с учетом влияния обнаруженных дефектов) на действие расчетной продольной силы N, приложенной без эксцентриситета, сводится к проверке выполнения следующего условия (формула 10 ):

    Nс=mg×φ×R×A×Kтр ≥ N (1)

    Согласно результатам прочностных испытаний расчетное сопротивление кладки стены по оси «8» сжатию составляет R=11,05 кг/см2 .
    Упругая характеристика кладки согласно п.9 Таблицы 15(К) равна: α=500.
    Расчетная высота столба: l0=0,8×H=0,8×300=240 см.
    Гибкость элемента прямоугольного сплошного сечения: λh=l0 / dст=240/38=6,31.
    Коэффициент продольного изгиба φ при α=500 и λh=6,31 (по Таблице 18): φ=0,90.
    Площадь поперечного сечения столба (простенка): A=b×dст=164×38=6232 см2.
    Т.к. толщина рассчитываемой стены более 30 см (dст=38 см), коэффициент mg принимается равным единице: mg=1.

    Подставив полученные значения в левую часть формулы (1), определим фактическую несущую способность центрально-сжатого неармированного кирпичного простенка :

    Nс=1×0,9×11,05×6232×0,7=43 384 кгс

    III. Проверка выполнения условия прочности (1)

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

    Условие прочности выполнено: несущая способность кирпичного столба с учетом влияния выявленных дефектов оказалась больше значения суммарной нагрузки N .

    Список источников:
    1. СНиП II-22-81* «Каменные и армокаменные конструкции».
    2. Рекомендации по усилению каменных конструкций зданий и сооружений. ЦНИИСК им. Курченко, Госстрой.

    В расчетах каменных конструкций возможные снижения прочности, связанные с естественным разбросом механических свойств, учитываются коэффициентом безопасности. Для всех видов каменных кладок, работающих на сжатие (кроме вибрированной), принимается К=2, а при растяжении К = 2,25. Расчетное сопротивление R, принимаемое в расчетах конструкций:

    Обстоятельства, которые не принимаются во внимание непосредственно при установлении расчетных характеристик, но могут повлиять на несущую способность или деформативность конструкции, учитываются коэффициентами условий работы т, т. е. расчетные сопротивления умножают на соответствующие коэффициенты. Так, при расчете прочности каменных и армокаменных конструкций площадью сечения 0,3 м2 и менее, расчетное сопротивление кладки умножают на коэффициент 0,8; при расчете кладки на сжатие при нагрузках, которые будут приложены после твердения раствора более одного года, коэффициент равен 1,1.

    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.

    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.

    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.

    Читайте также:
    Особенности спальни в синих тонах и сочетание цветов, примеры дизайнерских решений

    Перед строительством дома важно грамотно запроектировать его несущие конструкции. Расчет нагрузки на фундамент позволит обеспечить надежность опор под здание. Его проводят перед подбором фундамента после определения характеристик грунта.

    Самый главный документ при определении веса конструкций дома — СП «Нагрузки и воздействия». Именно он регламентирует, какие нагрузки приходятся на фундамент и как их определить. По этому документу можно разделить нагрузки на следующие типы:

    • постоянные;
    • временные.

    Временные в свою очередь делятся на длительные и кратковременные. К постоянным относят те, которые не исчезают при эксплуатации дома (вес стен, перегородок, перекрытий, кровли, фундамента). Временные длительные — это масса мебели и оборудования, кратковременные — снег и ветер.

    Постоянные нагрузки

    • размеры элементов дома;
    • материал, из которого они изготовлены;
    • коэффициенты надежности по нагрузке.

    Тип конструкции Масса
    Стены
    Из керамического и силикатного полнотелого кирпича толщиной 380 мм (1,5 кирпича) 684 кг/м 2
    То же толщиной 510 мм (2 кирпича) 918 кг/м 2
    То же толщиной 640 мм (2,5 кирпича) 1152 кг/м 2
    То же толщиной 770 мм (3 кирпича) 1386 кг/м 2
    Из керамического пустотелого кирпича толщиной 380 мм 532 кг/м 2
    То же 510 мм 714 кг/м 2
    То же 640 мм 896 кг/м 2
    То же 770 мм 1078 кг/м 2
    Из силикатного пустотелого кирпича толщиной 380 мм 608 кг/м 2
    То же 510 мм 816 кг/м 2
    То же 640 мм 1024 кг/м 2
    То же 770 мм 1232 кг/м 2
    Из бруса (сосна) толщиной 200 мм 104 кг/м 2
    То же толщиной 300 мм 156 кг/м 2
    Каркасные с утеплением толщиной 150 мм 50 кг/м 2
    Перегородки и внутренние стены
    Из керамического и силикатного кирпича (полнотелого) толщиной 120 мм 216 кг/м 2
    То же толщиной 250 мм 450 кг/м 2
    Из керамического кирпича пустотелого толщиной 120 мм (250 мм) 168 (350) кг/м 2
    Из силикатного кирпича пустотелого толщиной 120 мм (250 мм) 192 (400) кг/м 2
    Из гипсокартона 80 мм без утеплителя 28 кг/м 2
    Из гипсокартона 80 мм с утеплителем 34 кг/м 2
    Перекрытия
    Железобетонные сплошные толщиной 220 мм с цементно-песчаной стяжкой 30 мм 625 кг/м 2
    Железобетонные из пустотных плит 220 мм со стяжкой 30 мм 430 кг/м 2
    Деревянное по балкам высотой 200 мм с условием укладки утеплителя плотностью не более 100 кг/м 3 (при меньших значениях обеспечивается запас по прочности, поскольку самостоятельные расчеты не имеют высокой точности) с укладкой в качестве напольного покрытия паркета, ламината, линолеума или ковролина 160 кг/м 2
    Кровля
    С покрытием из керамической черепицы 120 кг/м 2
    Из битумной черепицы 70 кг/м 2
    Из металлической черепицы 60 кг/м 2
    • глубина промерзания почвы;
    • уровень расположения грунтовых вод;
    • наличие подвала.

    При залегании на участке крупнообломочных и песчаных грунтов (средний, крупный) можно не углублять подошву дома на величину промерзания. Для глин, суглинков, супесей и других неустойчивых оснований, необходима закладка на глубину промерзания грунта в зимний период. Определить ее можно по формуле в СП «Основания и фундаменты» или по картам в СНиП «Строительная климатология» (этот документ сейчас отменен, но в частном строительстве может быть использован в ознакомительных целях).

    При определении залегания подошвы фундамента дома важно контролировать, чтобы она располагалась на расстоянии не менее 50 см от уровня грунтовых вод. Если в здании предусмотрен подвал, то отметка основания принимается на 30-50 см ниже отметки пола помещения.

    Определившись с глубиной промерзания, потребуется подобрать ширину фундамента. Для ленточного и столбчатого ее принимают в зависимости от толщины стены здания и нагрузки. Для плитного назначают так, чтобы опорная часть выходила за пределы наружных стен на 10 см. Для свай сечение назначается расчетом, а ростверк подбирается в зависимости от нагрузки и толщины стен. Можно воспользоваться рекомендациями по определению из таблицы ниже.

    Тип фундамента Способ определения массы
    Ленточный железобетонный Умножают ширину ленты на ее высоту и протяженность. Полученный объем нужно перемножить на плотность железобетона — 2500 кг/м 3 . Рекомендуем: .
    Плитный железобетонный Умножают ширину и длину здания (к каждому размеру прибавляют по 20 см на выступы на границы наружных стен), далее выполняют умножение на толщину и плотность железобетона. Рекомендуем: .
    Столбчатый железобетонный Площадь сечения умножают на высоту и плотность железобетона. Полученное значение нужно помножить на количество опор. При этом вычисляют массу ростверка. Если у элементов фундамента имеется уширение, его также необходимо учесть в расчетах объема. Рекомендуем: .
    Свайный буронабивной То же, что и в предыдущем пункте, но нужно учесть массу ростверка. Если ростверк изготавливается из железобетона, то его объем перемножают на 2500 кг/м 3 , если из древесины (сосны), то на 520 кг/м 3 . При изготовлении ростверка из металлопроката потребуется ознакомиться с сортаментом или паспортом на изделия, в которых указывается масса одного погонного метра. Рекомендуем: .
    Свайный винтовой Для каждой сваи изготовитель указывает массу. Нужно умножить на количество элементов и прибавить массу ростверка (см. предыдущий пункт). Рекомендуем: .

    На этом расчет нагрузки на фундамент не заканчивается. Для каждой конструкции в массе нужно учесть коэффициент надежности по нагрузке. Его значение для различных материалов приведено в СП «Нагрузки и воздействия». Для металла он будет равен 1,05, для дерева — 1,1, для железобетона и армокаменных конструкций заводского производства — 1,2, для железобетона, который изготавливается непосредственно на стройплощадке — 1,3.

    Временные нагрузки

    Проще всего здесь разобраться с полезной. Для жилых зданий она равняется 150 кг/м2 (определяется исходя из площади перекрытия). Коэффициент надежности в этом случае будет равен 1,2.

    Читайте также:
    Снегоуборочная машина своими руками из бензопилы

    Снеговая зависит от района строительства. Чтобы определить снеговой район потребуется СП «Строительная климатология». Далее по номеру района находят величину нагрузки в СП «Нагрузки и воздействия». Коэффициент надежности равен 1,4. Если уклон кровли более 60 градусов, то снеговую нагрузку не учитывают.

    Определение значения для расчета

    При расчете фундамента дома потребуется не общая его масса, а та нагрузка, которая приходится на определенный участок. Действия здесь зависят от типа опорной конструкции здания.

    Тип фундамента Действия при расчете
    Ленточный Для расчета ленточного фундамента по несущей способности нужна нагрузка на погонный метр, исходя из нее рассчитывается площадь подошвы для нормальной передачи массы дома на основание, исходя из несущей способности грунта (точное значение несущей способности грунта можно узнать только с помощью геологических изысканий). Полученную в сборе нагрузок массу нужно разделить на длину ленты. При этом учитываются и фундаменты под внутренние несущие стены. Это самый простой способ. Для более подробного вычисления потребуется воспользоваться методом грузовых площадей. Для этого определяют площадь, с которой передается нагрузка на определенный участок. Это трудоемкий вариант, поэтому при строительстве частного дома можно воспользоваться первым, более простым, способом.
    Плитный Потребуется найти массу, приходящуюся на каждый квадратный метр плиты. Найденную нагрузку делят на площадь фундамента.
    Столбчатый и свайный Обычно в частном домостроении заранее задают сечение свай и потом подбирают их количество. Чтобы рассчитать расстояние между опорами с учетом выбранного сечения и несущей способности грунта, нужно найти нагрузку, как в случае с ленточным фундаментом. Делят массу дома на длину несущих стен, под которые будут установлены сваи. Если шаг фундаментов получится слишком большим или маленьким, то сечение опор меняют и выполняют расчет заново.

    Пример выполнения вычислений

    Удобнее всего сбор нагрузок на фундамент дома делать в табличной форме. Пример рассмотрен для следующих исходных данных:

    0,6 м * 2 м * (6 м * 4 + 6 м) = 36 м 3 — объем фундамента

    36 м 3 *2500 кг/м 3 = 90000 кг = 90 тонн

    6 м * 4 шт = 24 м — протяженность стен

    24 м * 3 м = 72 м 2 -площадь в пределах одного этажа

    (72 м 2 * 2) *918 кг/м 2 — 132192 кг = 133 тонны — масса стен двух этажей

    6 м * 2 шт * 3 м = 36 м 2 площадь стен на протяжении двух этажей

    36 м 2 * 450 кг/м 2 = 16200 кг = 16,2 тонн — масса

    6 м * 6 м = 36 м 2 — площадь перекрытий

    36 м 2 *625 кг/м 2 = 22500 кг = 22, 5 тонн — масса одного перекрытия

    22,5 т * 3 = 67,5 тонн — масса подвального, междуэтажного и чердачного перекрытий

    10 м * 2,7 м (здесь берется не высота этажа, а высота помещения) = 27 м 2 — площадь

    27 м 2 * 28 кг/м 2 = 756 кг = 0,76 т

    (6 м * 6 м)/cos 45ᵒ (угла наклона кровли) = (6 * 6)/0,7 = 51,5 м 2 — площадь кровли

    51,5 м 2 * 60 кг/м 2 = 3090 кг — 3,1 тонн — масса

    36м 2 * 150 кг/м 2 * 3 = 16200 кг = 16,2 тонн (площадь перекрытий и их количество взяты из предыдущих расчетов)

    51,5 м 2 * 120 кг/м 2 = 6180 кг = 6,18 тонн (площадь кровля взята из предыдущих расчетов)

    Чтобы понять пример, эту таблицу нужно смотреть совместно с той, в которой приведены массы конструкций.

    Далее необходимо сложить все полученные значения. Итого нагрузка для данного примера на фундамент с учетом собственного веса составляет 409,7 тонн. Чтобы найти нагрузку на один погонный метр ленты, необходимо разделить полученное значение на протяженность фундамента (посчитано в первой строке таблицы в скобках): 409,7 тонн /30 м = 13,66 т/м.п. Это значение берут для расчета.

    При нахождении массы дома важно выполнять действия внимательно. Лучше всего уделить этому этапу проектирования достаточное количество времени. Если совершить ошибку в этой части расчетов, потом возможно придется переделывать весь расчет по несущей способности, а это дополнительные затраты времени и сил. По завершении сбора нагрузок рекомендуется перепроверить его, для исключения опечаток и неточностей.

    Совет! Если вам нужны подрядчики, есть очень удобный сервис по их подбору. Просто отправьте в форме ниже подробное описание работ которые нужно выполнить и к вам на почту придут предложения с ценами от строительных бригад и фирм. Вы сможете посмотреть отзывы о каждой из них и фотографии с примерами работ. Это БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает.

    Расчет кирпичной колонны
    на прочность и устойчивость

    пример типового расчета

    Кирпич – достаточно прочный строительный материал, особенно полнотелый, и при строительстве домов в 2-3 этажа стены из рядового керамического кирпича в дополнительных расчетах как правило не нуждаются. Тем не менее ситуации бывают разные, например, планируется двухэтажный дом с террасой на втором этаже. Металлические ригеля, на которые будут опираться также металлические балки перекрытия террасы, планируется опереть на кирпичные колонны из лицевого пустотелого кирпича высотой 3 метра, выше будут еще колонны высотой 3 м, на которые будет опираться кровля:

    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.

    1. Расчетная нагрузка на колонны.

    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, снеговая нагрузка на кровлю в Санкт-Петербурге составляет 180 кг/м&sup2, а в Ростове-на-Дону – 80 кг/м&sup2. С учетом веса самой кровли 50-75 кг/м&sup2 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&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.

    Марка кирпича М75 означает, что кирпич должен выдерживать нагрузку 75 кгс/см&sup2, 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&sup2 умножать значение расчетного сопротивления на коэффициент условий работы γс=0,8. А так как площадь сечения нашей колонны составляет 0,25х0,25 = 0,0625 м&sup2, 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&sup2. В итоге расчетное сопротивление для нашей колонны составит 15·0,8 = 12 кг/см&sup2, тогда максимальное сжимающее напряжение составит:

    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.

    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 :

    mg – коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки. В данном случае нам, условно говоря, повезло, так как при высоте сечения h ≤ 30 см, значение данного коэффициента можно принимать равным 1.

    φ – коэффициент продольного изгиба, зависящий от гибкости колонны λ. Чтобы определить этот коэффициент, нужно знать расчетную длину колонны lo, а она далеко не всегда совпадает с высотой колонны. Тонкости определения расчетной длины конструкции здесь не изложены, лишь отметим, что согласно СНиП II-22-81 (1995) п.4.3: “Расчетные высоты стен и столбов lo при определении коэффициентов продольного изгиба φ в зависимости от условий опирания их на горизонтальные опоры следует принимать:

    а) при неподвижных шарнирных опорах lo = Н;

    б) при упругой верхней опоре и жестком защемлении в нижней опоре: для однопролетных зданий lo = 1,5H, для многопролетных зданий lo = 1,25H;

    в) для свободно стоящих конструкций lo = 2Н;

    г) для конструкций с частично защемленными опорными сечениями — с учетом фактической степени защемления, но не менее lo = 0,8Н, где Н — расстояние между перекрытиями или другими горизонтальными опорами, при железобетонных горизонтальных опорах расстояние между ними в свету.”

    На первый взгляд, нашу расчетную схему можно рассматривать, как удовлетворяющую условиям пункта б). т.е можно принимать lo = 1,25H = 1,25·3 = 3,75 метра или 375 см. Однако уверенно использовать это значение мы можем лишь в том случае, когда нижняя опора действительно жесткая. Если кирпичная колонна будет выкладываться на слой гидроизоляции из рубероида, уложенный на фундамент, то такую опору скорее следует рассматривать как шарнирную, а не жестко защемленную. И в этом случае наша конструкция в плоскости, параллельной плоскости стены, является геометрически изменяемой, так как конструкция перекрытия (отдельно лежащие доски) не обеспечивает достаточную жесткость в указанной плоскости. Из подобной ситуации возможны 4 выхода:

    1. Применить принципиально другую конструктивную схему, например – металлические колонны, жестко заделанные в фундамент, к которым будут привариваться ригеля перекрытия, затем из эстетических соображений металлические колонны можно обложить лицевым кирпичом любой марки, так как всю нагрузку будет нести металл. В этом случае, правда нужно рассчитывать металлические колонны, но расчетную длину можно принимать lo = 1,25H.

    2. Сделать другое перекрытие, например из листовых материалов, что позволит рассматривать и верхнюю и нижнюю опору колонны, как шарнирные, в этом случае lo = H.

    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 lo = 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:

    λh = lo/ h (1.2) или

    h – высота или ширина сечения колонны, а i – радиус инерции.

    Определить радиус инерции в принципе не сложно, нужно разделить момент инерции сечения на площадь сечения, а затем из результата извлечь квадратный корень, однако в данном случае в этом нет большой необходимости. Таким образом λh = 2·300/25 = 24.

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

    Таблица 2. Коэффициенты продольного изгиба для каменных и армокаменных конструкций
    (согласно СНиП II-22-81 (1995))

    При этом упругая характеристика кладки α определяется по таблице:

    Таблица 3. Упругая характеристика кладки α (согласно СНиП II-22-81 (1995))

    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:

    Это означает, что принятого сечения 25х25 см для обеспечения устойчивости нижней центральной центрально-сжатой колонны недостаточно. Для увеличения устойчивости наиболее оптимальным будет увеличение сечения колонны. Например, если выкладывать колонну с пустотой внутри в полтора кирпича, размерами 0,38х0,38 м, то таким образом не только увеличится площадь сечения колонны до 0,13 м&sup2 или 1300 см&sup2, но увеличится и радиус инерции колонны до i = 11,45 см. Тогда λi = 600/11,45 = 52,4, а значение коэффициента φ = 0,8. В этом случае предельная нагрузка на центральную колонну составит:

    Nр = mgφγсRF = 1·0,8·0,8·22·1300 = 18304 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:

    Nр = mgφγсRF = 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

    Крайние колонны в проектируемом доме не будут центрально сжатыми, так как на них будут опираться ригеля только с одной стороны. И даже если ригеля будут укладываться на всю колонну, то все равно из-за прогиба ригелей нагрузка от перекрытия и кровли будет передаваться крайним колоннам не по центру сечения колонны. В каком именно месте будет передаваться равнодействующая этой нагрузки, зависит от угла наклона ригелей на опорах, модулей упругости ригелей и колонн и ряда других факторов. Это смещение называется эксцентриситетом приложения нагрузки ео. В данном случае нас интересует наиболее неблагоприятное сочетание факторов, при котором нагрузка от перекрытия на колонны будет передаваться максимально близко к краю колонны. Это означает, что на колонны кроме самой нагрузки будет также действовать изгибающий момент, равный M = Neо, и этот момент нужно учесть при расчетах. В общем случае проверку на устойчивость можно выполнять по следующей формуле:

    N = φRF – MF/W (2.1)

    W – момент сопротивления сечения. В данном случае нагрузку для нижних крайних колонн от кровли можно условно считать центрально приложенной, а эксцентриситет будет создавать только нагрузка от перекрытия. При эксцентриситете 20 см

    Nр = φRF – MF/W = 1·0,8·0,8·12·2601 – 3000·20·2601·6/51 3 = 19975,68 – 7058,82 = 12916,9 кг > N кр = 5800 кг

    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.

    Методы расчета электрических нагрузок: формулы, коэффициенты, таблицы данных

    От чего зависит толщина стены из кирпича?

    Этот вопрос очень актуален для всех людей, которые строят собственный кирпичный дом и только постигают азы строительства. На первый взгляд кирпичная стена весьма простая конструкция, она имеет высоту, ширину и толщину. Интересующая нас грузность стены зависит в первую очередь от ее конечной общей площади. То есть, чем шире и выше стена, тем толще она должна быть.

    Но, причем здесь толщина стены из кирпича? – спросите вы. При том, что в строительстве, многое завязано на прочности материала. У кирпича, как и у других строительных материалов, есть свой ГОСТ, который учитывает его прочность. Также грузность кладки зависит от ее устойчивости. Чем уже и выше будет несущая поверхность, тем толще она обязана быть, особенно это касается основания.

    Еще один параметр, который влияет на общую грузность поверхности, это теплопроводность материала. У обыкновенного полнотелого блока теплопроводность довольно высокая. Это значит, что он, сам по себе, плохая теплоизоляция. Поэтому чтобы выйти на стандартизированные показатели теплопроводности, строя дом исключительно из силикатных или любых других блоков, стены должны быть очень толстыми.

    Но, в целях экономии средств и сохранения здравого смысла, люди отказались от идей строить дома напоминающие бункер. Чтобы иметь прочные несущие поверхности и при этом хорошую теплоизоляцию, стали применять многослойную схему. Где одним слоем выступает силикатная кладка, достаточной грузности, чтобы выдерживать все нагрузки, которым она подвержена, второй слой – это утепляющий материал, а третий – облицовка, которой так же может выступать кирпич.

    Основные понятия

    Любое металлическое изделие состоит из кристаллической решетки. Через нее проходят электроны, подвижные частицы, из-за чего электричество трансформируется в тепловую энергию. Данное свойство с успехом используется производителями обогревателей и осветительных приборов. Однако в обычных электрических системах перегрев кабеля недопустим, поскольку он со временем приведет к нарушению изоляцию и воспламенению. Поэтому важно подобрать правильное сечение проводников, чтобы те выдерживали допустимые (потенциальные) токовые нагрузки сети.

    Для этого учитываются два термина:

    • сечение провода;
    • плотность тока.

    Зависимость плотности тока от сечения
    Даже если будет подобрано правильное сечение провода, он все равно может перегреться. Причин несколько: слабый контакт в местах соединения или окисления, связанные с недопустимой скруткой алюминиевой и медной жил.

    Сечение провода

    Для выбора сечения токоведущей жилы (проводника, а не всего кабеля с оболочкой и изоляцией) ориентируются по двум параметрам:

    • нагрев в допустимых пределах;
    • потеря напряжения.

    Опасным является перегрев подземного кабеля, помещенного в пластиковые трубки рукава. В воздушных линиях электропередач уделяется внимание потери напряжения. Для комбинированных отрезков с двумя разными сечениями следует выбрать большее, округлив его до стандартного значения. Перед расчетом сечения или поиском подходящих табличных величин следует определить, какими будут условия эксплуатации.


    Неверный выбор сечения кабеля может привести к перегреву и возгоранию
    Для расчета потенциального нагрева нужно учитывать длительно допустимую температуру. Величина напрямую зависит от возможной силы тока Iп. После использования формулы вы получите расчетный ток Iр, который должен отличаться от Iп и быть меньше его значения (ни в коем случае не больше!). При выборе сечения используют следующую формулу:

    • Pн — номинальная мощность, Вт;
    • Uн — номинальное напряжение, В.

    Пользоваться данной формулой можно для расчета токов в проводниках с уже устоявшейся температурой при условии, что на кабель не влияют другие охлаждающие или согревающие факторы. Величина длительно допустимого тока Iп зависит от разных параметров: сечение, материал изготовления, изоляционная оболочка и способ монтажа.

    Чтобы проверить падение напряжения на воздушной линии электропередач, пользуются следующей формулой:

    • Uп = (U — Uн) *100/ Uн,
    • U — напряжения от источника;
    • Uн — напряжение в месте, где подключается приемник напряжения.

    Максимально допустимое отклонение напряжения — 10%.

    Плотность тока

    Данная физическая величина является векторной. Для ее обозначения используют латинскую букву J. Формула расчета выглядит следующим образом:

    • I — сила тока, А;
    • S — площадь поперечного сечения, кв. мм.


    Предельная плотность тока для алюминиевых и медных проводов
    Плотностью тока называют объем тока, который проходит через проводник заданного сечения за определенный отрезок времени. Измеряется в А/кв. мм.

    Выбор кирпича

    В зависимости от того, какой должна быть толщина несущей стены из кирпича, нужно выбирать определенный вид материала, имеющий разные размеры и даже структуру. Так, по структуре их можно разделить на полнотелые и дырчатые. Полнотелые материалы имеют большую прочность, стоимость, и теплопроводность.

    Стройматериал с полостями внутри в виде сквозных отверстий не так прочен, имеет меньшую стоимость, но при этом способность к теплоизоляции у дырчатого блока выше. Это достигается за счет наличия в нем воздушных карманов.

    Размеры любых видов рассматриваемого материала также могут разниться. Он может быть:

    • Одинарным;
    • Полуторным;
    • Двойным;
    • Половинчатым.

    Одинарный блок, это стройматериал, стандартных размеров, такой к которому мы все привыкли. Его размеры таковы: 250Х120Х65 мм.

    Полуторный или утолщенный – имеет большую грузность, и его размеры выглядят так: 250Х120Х88 мм. Двойной – соответственно, имеет сечение двух одинарных блоков 250Х120Х138 мм.

    Половинчатый – это малыш среди своих собратьев, он имеет, как вы, вероятно, уже догадались, половину толщины одинарного – 250Х120 Х12 мм.

    Как видно, единственные отличия в размерах этого стройматериала в его толщине, а длина и ширина одинаковые.

    В зависимости от того, какой будет толщина стены из кирпича, экономически целесообразн, выбирать более крупные при возведении массивных поверхностей, например, такими часто бывают несущие поверхности и более мелкие блоки, для перегородок.

    Толщина стены

    Мы уже рассмотрели параметры, от которых зависит толщина наружных стен из кирпича. Как мы помним, это устойчивость, прочность, теплоизоляционные свойства. Кроме этого, разные виды поверхностей, должны иметь совершенно разную размерность.

    Несущие поверхности это, по сути, опора всего здания, они берут на себя основную нагрузку, от всей конструкции, включая вес крыши, на них же влияют внешние факторы, такие как ветра, осадки, кроме того на них давит их собственный вес. Поэтому их грузность, по сравнению с поверхностями ненесущего характера и внутренними перегородками, должна быть наиболее высокой.

    В современных реалиях большинству двух и трехэтажных домов, достаточно 25 см толщины или одного блока, реже в полтора или 38 см. Прочности у такой кладки будет достаточно для здания таких размеров, но как быть с устойчивостью. Здесь все гораздо сложнее.

    Для того чтобы рассчитать будет ли устойчивость достаточной нужно обратиться к нормам СНиП II-22-8. Давайте рассчитаем, будет ли устойчив наш кирпичный дом, со стенами толщиной в 250 мм, длинною в 5 метров и высотой в 2.5 метра. Для кладки будем использовать материал М50, на растворе М25, расчет проведем для одной несущей поверхности, без окон. Итак, приступим.

    По данным из таблицы выше, нам известно, что характеристика нашей кладки относится к первой группе, а также для нее справедливо описание из пункта 7. Табл. 26. После этого, смотрим в таблицу 28 и находим значение β, которое означает допустимое соотношение грузности стены к ее высоте, учитывая, вид используемого раствора. Для нашего примера это значение равно 22.

    Далее, нам нужно найти коэффициент k из таблицы 29.

    • k1 для сечения нашей кладки равно 1.2 (k1=1.2).
    • k2=√Аn/Аb где:

    Аn – площадь сечения несущей поверхности по горизонтали, расчет прост 0.25*5=1.25 кв. м

    Ab – площадь сечения стены по горизонтали учитывая оконные проемы у нас таковые отсутствуют, поэтому k2 = 1.25

    • Значение k4 задано, и для высоты 2.5 м равно 0.9.

    Теперь узнав, все переменные можно найти общий коэффициент «k», путем перемножения всех значений. K=1.2*1.25*0.9=1.35 Далее узнаем совокупное значение поправочных коэффициентов и фактически узнаем насколько устойчива рассматриваемая поверхность 1.35*22=29.7, а допустимое соотношение высоты и толщины равно 2.5:0.25=10, что значительно меньше, полученного показателя 29.7. Это означает, что кладка толщиной в 25 см шириной 5 м и высотой в 2.5 метра обладает устойчивость почти в три раза выше, чем это необходимо по нормам СНиП.

    Хорошо с несущими поверхностями разобрались, а что с перегородками и с теми что не несут на себе нагрузку. Перегородки, целесообразно делать в половину толщины – 12 см. Для поверхностей, которые не несут на себе нагрузки, так же справедлива формула устойчивости, которую мы рассмотрели выше. Но так как сверху, такая стена будет не закреплена, показатель коэффициента β нужно уменьшить на треть, и продолжить расчеты с уже другим значением.

    Расчет мощности

    Самый простой способ – это рассчитать суммарную мощность, которую будет потреблять дом или квартира. Этот расчет будет использован для подбора сечения провода от столба ЛЭП до вводного автомата в коттедж или от подъездного щита в квартиру на первую распределительную коробку. Точно так же рассчитываются провода по шлейфам или комнатам. Понятно, что входной кабель будет иметь самое большое сечение. И чем дальше от первой распределительной коробки, тем данный показатель будет уменьшаться.

    Но вернемся к расчетам. Итак, в первую очередь необходимо определить суммарную мощность потребителей. У каждого из них (бытовые приборы и лампы освещения) на корпусе этот показатель обозначен. Если не нашли, смотрите в паспорте или в инструкции.


    Мощность потребления некоторых электроприборов

    После чего все мощности необходимо сложить. Это и есть суммарная мощность дома или квартиры. Точно такой же расчет необходимо сделать и по контурам. Но тут есть один спорный момент. Некоторые специалисты рекомендуют умножить суммарный показатель на понижающий коэффициент 0,8, придерживаясь того правила, что не все приборы будут одновременно включаться в цепь. Другие же, наоборот, предлагают умножить на повышающий коэффициент 1,2, тем самым создавая некий запас на будущее, ввиду того, что есть большая вероятность появления в доме или квартире дополнительных бытовых приборов. По нашему мнению второй вариант – оптимальный.

    Выбор кабеля

    Теперь, зная суммарный показатель мощности, можно выбрать и сечение проводки. В ПУЭ установлены таблицы, по которым легко сделать этот выбор. Приведем несколько примеров для электрической линии, находящейся под напряжением 220 вольт.

    • Если суммарная мощность составила 4 кВт, то сечение провода будет 1,5 мм².
    • Мощность 6 кВт, сечение 2,5 мм².
    • Мощность 10 кВт – сечение 6 мм².

    Кладка в полкирпича, кирпич, полтора, два кирпича

    В заключение давайте рассмотрим, как проводится кладка кирпича в зависимости от грузности поверхности. Кладка в полкирпича, самая простая из всех, так как нет необходимости делать сложные перевязки рядов. Достаточно, положить первый ряд материала, на идеально ровное основание и следить за тем, чтобы раствор равномерно ложился, и не превышал 10 мм в толщину.

    Главным критерием качественной кладки сечением в 25 см, является осуществление качественной перевязки вертикальных швов, которые не должны совпадать. Для этого варианта кладки важно от начала до конца соблюдать выбранную систему, которых есть как минимум две, однорядная и многорядная. Отличаются они, способом перевязки и кладки блоков.

    Кладка размером в полтора кирпича строится по такой системе: в первом ряду, блоки кладутся перпендикулярно друг другу, таким образом, чтобы с внешней стороны находилась тычковая часть, а с внутренней стороны – ложковая. Следующий ряд кладется, так же, но уже снаружи находится ложковая часть, а внутри тычковая.

    Система кладки толщиной в два кирпича, схожа с кладкой в один кирпич, различие в том что горизонтальное сечение поверхности увеличится с 250 до 500 – 520 мм если учитывать размер швов.

    Общепринятые нормы

    В наше время разновидностей кирпича много. Для каждого вида своя нагрузка. Например, наряду с полнотелым кирпичом сегодня применяют дырчатый, который еще называют эффективным. Он лучше сохраняет тепло и считается самым популярным при малоэтажном строительстве.

    Создавая стены, необходимо понимать, какая толщина будет наиболее приемлема. Делая облицовку, достаточно выложить стену в один кирпич. Для несущей кирпичной стены и расчета ее толщины важно знать, до какого уровня опускаются отрицательные температуры, и какой требуется режим отопления помещений.

    Удобно пользоваться общепринятыми расчетами, которые давно применяются в строительной практике. Для создания стен часто используют сплошную кладку на холодном растворе. Такую стену с внутренней стороны, как правило, штукатурят. Если температура в среднем не опускается ниже -10 градусов, достаточная толщина — 380 мм. При более низких температурах (от -20 до -30) толщина кирпичной стены должна быть не менее 640 мм. При -40 градусах лучше сделать стену шириной 770 мм.

    Когда для строительства используется эффективный или многодырчатый кирпич, стены можно делать тоньше. Например, если температура опускается от — 40 до — 48 градусов, будет достаточно ширины в 640 мм.

    Для создания внутренних стен кирпич используется любой. Однако и здесь нужно учитывать нагрузку. Если она повышенная, специалисты не рекомендуют использовать марку кирпича М75.

    Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: