Расчетное сопротивление сжатию кладки

КАМЕННЫЕ И АРМОКАМЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Расчет колонн с учетом продольного изгиба

Конструкции металлических колонн одноэтажных промышленных зданий даны в п. 5.3.2.

Стержни колонн могут быть сплошными и сквозными (безраскосными с планками, раскосными в двух плоскостях и раскосными в четырех плоскостях).

Сплошные колонны целесообразно получать соединением (сваркой) нескольких типовых прокатных профилей (двутавров, швеллеров, уголков). Особенно это касается центрально-сжатых колонн, поскольку гибкости проката в различных плоскостях сильно различаются (для двутавров радиусы инерции относительно осей x и y представлены отношением i_x = 2*i_y ).

Внецентренно сжатые колонны имеют обычно развитую сжатую подкрановую часть стержня (например, сжатый швеллер соединен листом с двутавром). Верхняя надкрановая часть колонн чаще всего имеет форму двутавра.

Внецентренно сжатые колонны рассчитываются на прочность и устойчивость.

На прочность выполняется расчет при упругой работе материала:

N /A_n (+ | -) M_x*y/I_xn (+ | -) M_y*x/I_yn <= R_y*g_c, (63)

где N – сжимающая сила;

A_n – площадь сечения стержня колонны "нетто";

M_x и M_y – изгибающие моменты;

x и y – расстояния от нейтральной оси до крайнего волокна;

I_xn и I_yn – моменты инерции "нетто";

R_y – расчетное сопротивление;

g_c – коэффициент условий работы конструкции.

Устойчивость внецентренно сжатых и сжато-изогнутых колонн проверяется по условию

N / (ph_e * A) <= R_y * g_c, (64)

где ph_e – коэффициент понижения расчетного сопротивления при внецентренном сжатии, определяемый в зависимости от условной гибкости LL_ef = LL*sqrt(R_y/E) и приведенного эксцентриситета m_ef = et*M*A/(N*W);

A – площадь сечения стержня колонны "брутто";

LL = l_0/ i – гибкость колонны;

l_0 – расчетная длина колонны;

i – радиус инерции сечения;

et – коэффициент влияния формы сечения.

Значения коэффициентов ph_e и et определяются по таблицам СНиП.

Проектирование и расчет каменных и армокаменных конструкций выполняется в соответствии со СНиП II-В.2-71 [12].

По временному сопротивлению сжатию приняты (в кгс/кв. см) следующие марки камней:

4,7,10,15,25,35,50,75,100,125,150,200,250,300,400,500,600,800,1000.

Каменные материалы делятся на три группы:

высокой прочности (марки 300…1000);

средней прочности (марки 35…250);

низкой прочности (марки 4…25).

Долговечность каменных материалов характеризуется маркой по морозостойкости, определяемой числом циклов замораживания – оттаивания (Мрз10…Мрз300).

Завод-изготовитель указывает в паспорте прочность, морозостойкость и объемную массу. При отсутствии паспорта параметры каменного материала определяются в лаборатории.

Каменные материалы представлены следующими основными видами:

кирпич;

камни обыкновенные;

крупные блоки.

Имеются следующие виды кирпича:

глиняный обыкновенный (марки 75,100,125 и реже 150);

силикатный (марки 75…250);

пустотелый (марки 75…150).

Размеры кирпича 250x120x65 мм или 250x120x88 мм.

Камни обыкновенные имеют следующий вид:

сплошные или пустотелые бетонные камни (из тяжелого бетона или из бетона с пористым заполнителем, размерами 390 x 190 x 188 мм или 390 x 90 x 188 мм, с массой отдельных камней до 32 кг);

природные камни (пиленые известняки и туфы массой до 1.8 т/куб. м и размерами 390x190x188 мм, 390x190x238 мм, 490x240x188 мм);

бутовый камень;

грунтобетонные камни.

Крупными блоками являются:

бетонные и силикатные блоки (с толщиной наружных стеновых блоков 300…600 мм и внутренних – 200…400 мм);

блоки из кирпича и керамических камней, способствующие индустриализации строительства;

блоки из природных камней марок 25…100.

Для связи камней используются растворы марок (в кгс/кв. см):

4,10,25,50,75,100,150,200.

По виду вяжущего различают цементные, известковые, цементно-известковые и цементно-глиняные растворы.

Прочность каменной кладки зависит от марки камня, марки раствора и условий работы конструкции. Временное сопротивление кладки сжатию (R_u) получено по результатам испытаний. Делением R_u на коэффициенты безопасности получены расчетные сопротивления сжатию кладки (R), приведенные в таблицах СНиП.

Кроме того, расчетные сопротивления должны умножаться на коэффициенты условий работы конструкции m_k и m_k1. Для столба или простенка площадью сечения меньше или равно 0.3 кв.м – m_k = 0.8. Для элементов круглого сечения из обычного кирпича без армирования – m_k = 0.6. Если эксплуатационные нагрузки будут приложены более чем, через год – m_k = 1.1. Коэффициент m_k1 учитывает снижение прочности кладки, возводимой методом замораживания.

Расчетное сопротивление кладки осевому растяжению R_p = 0.1…0.8 кгс/кв. см в расчетах не учитывается.

Расчетные сопротивления сжатию кладки в таблицах СНиП для различных видов изделий приводятся как функция марки камня и марки раствора (при этом раствор имеет решающее значение). Например, для кирпича марки 125 при растворе марки 10 расчетное сопротивление кладки R = 12 кгс/кв. см; тот же кирпич с раствором марки 100 – R = 20 кгс/кв. см.

Для увеличения несущей способности конструкции применяют армирование кладки горизонтальными сетками и продольное армирование.

Сетки с прямоугольными и квадратными ячейками изготавливают из проволоки класса В-I диаметром 5 мм. При большем диаметре проволоки применяют сетки типа "зигзаг". Расстояние между стержнями сеток (c) принимают 30…120 мм; по высоте кладки расстояния между сеток (s) не более 400 мм и не более 0.75 наименьшего размера сечения элемента.

Расчетное сопротивление сжатию для армированной горизонтальными сетками кладки (на растворе марки 25 и выше)

R_ak = R + 2*p*R_a/100 <= 1.8*R, (65)

где p – процент армирования;

R_a – расчетное сопротивление арматуры.

Процент армирования представлен зависимостью

p = 2*100*f_a/(c*s), (66)

где f_a – площадь сечения арматуры в расчетном направлении.

Процент армирования обычно принимается в диапазоне 0.1…1%.

studopedia.ru

Минимальная толщина стены из кирпича или блоков

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

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

Стена оказалась слишком тонкой для этого дома.

Прочность стены дома определяется расчетом

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Дефекты, снижающие прочность, устойчивость стен

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

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

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

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

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

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

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

Советы застройщику

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

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

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

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

Уважаемый читатель!

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

Минимальная толщина стены из кирпича или блоков: 3 комментария

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

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

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

kirpich-sbm.ru

При расчетах по предельным состояниям первой и второй групп в качестве главного прочностного показателя материала устанавливается его сопротивление, которое может принимать нормативные и расчетные значения:

R^н – нормативное сопротивление материала (по СНиП);

R – расчетное сопротивление материала, определяется по формуле

 

R=R^н/γ_m (1.5)

где γ_m – коэффициент надежности по материалу, учитывает возможные отклонения сопротивления материала в неблагоприятную сторону от нормативных значений, γ_m>1. (Фактическая работа материала в конструкциях не всегда соответствует его работе при испытании в образцах, или в конструкции попадает материал со свойствами ниже установленных ГОСТ).

Расчетные сопротивления в расчетах следует принимать с коэффициентом условий работы γ_с, который учитывает особенности работы материалов, элементов и соединений конструкций, а также зданий и сооружений в целом, если эти особенности имеют систематический характер, но не отражаются в расчетах прямым путем (учет температуры, влажности, агрессивности среды).

Нормативные и расчетные значения устанавливаются и для нагрузок, учитывая изменчивость их величин или невозможность точного определения.

N^н – нормативная нагрузка(по СНиП);

N – расчетная нагрузка, определяемая по формуле

 

N=N^нγ_f (1.6)

 

где γ_f – коэффициент надежности по нагрузкам, учитывающий возможные отклонения в неблагоприятную сторону от нормативных значений (γ_f>1).

При выполнении расчетов необходимо уметь правильно определять нормативные и расчетные сопротивления конкретных материалов, модуль упругости и коэффициенты условий работы.

Стальные конструкции: нормативные и расчетные сопротивления стали принимаются по таблице 51 СНиП II-23-81* в зависимости от стали, вида проката (фасонный или листовой) и толщины проката.

R_уп – нормативное сопротивление стали, принятое по пределу текучести;

R_у – расчетное сопротивление стали, принятое по пределу текучести;

R_ип – нормативное сопротивление стали, принятое по временному сопротивлению.

Расчетные сопротивления должны умножаться на коэффициенты условий работы.

К сталям могут предъявляться требования по ударной вязкости (способность противостоять разрушению при воздействии ударной нагрузки), которые определяются категорией стали. Для ряда расчетов необходимо знать модуль упругости (Е=2,06*10⁵ МПа). Все данные приводятся в СНиП II-23-81*.

Деревянные конструкции: расчетные сопротивления древесины сосны, ели приведены в таблице 3 СНиП II-25-80. Расчетные сопротивления вдоль волокон на изгиб, сжатие, смятие принимают с учетом размеров сечения элементов, т.к. чем меньше элемент, тем больше повреждены волокна при распиле. Также приводятся значения расчетных сопротивлений древесины при работе поперек волокон и под произвольным углом α. В случае применения древесины других пород необходимо использовать переходной коэффициент т_п.

Условия эксплуатации, отличающиеся от стандартных, учитываются умножением расчетных сопротивлений на соответствующие коэффициенты условий работы т_i. К ним относятся: т_в –учитывает условия эксплуатации конструкций; т_т –учитывает влияние повышенных температур; т_д –учитывает влияние длительных нагрузок; т_о –учитывает наличие ослаблений и т.д. При совместном действии нескольких факторов перемножаются соответствующие им коэффициенты условий работы.

Модуль упругости древесины (Е=10000 МПа) также необходимо умножать на соответствующие коэффициенты условий работы.

Железобетонные конструкции: это комплексный строительный материал, в котором совместно работают бетон и стальная арматура. Рассмотрим каждый из входящих в его состав материалов.

Нормативные (R_bn, R_btn) и расчетные (R_b, R_bt) сопротивления бетона определяются по таблицам 12, 13 СНиП 2.03.01-84* в зависимости от класса прочности бетона на сжатие. Расчетные сопротивления бетона R_b, R_bt снижаются (или повышаются ) путем умножения их значений на коэффициенты условий работы бетона γ_bi, учитывающие особенности свойств бетона, длительность действия нагрузки, многократную повторяемость нагрузки, условия и стадию работы конструкции, способ ее изготовления, размеры сечения и т.д.

Модуль упругости бетона Е_b=tgα, он зависит от класса прочности бетона на сжатие и способа твердения бетона.

Арматурав ЖБК принимается в зависимости от типа конструкции, наличия предварительного напряжения, а также условий эксплуатации зданий и сооружений.

Расчетные сопротивления арматуры, установленные для продольной арматуры при работе на растяжение – R_s, при работе на сжатие – R_sc. Для арматуры поперечных стержней – R_sw. Модуль упругости Е_s. Все данные приводятся в СНиП 2.03.01-84*.

Каменные конструкции: прочность каменной кладки зависит в основном от прочности кирпича и раствора.

Расчетные сопротивления сжатию каменной кладки приводятся в таблицах 2-9 СНиП II-22-81. Они зависят от состава каменной кладки: марок кирпича, камней, блоков, раствора, от высоты ряда кладки и др.

Зависимость между модулем упругости каменной кладки Е_о и временным сопротивлением R_и принимается по уравнению

Е_о=α R_и (1.7)

где α – упругая характеристика каменной кладки.

В каменных конструкциях кроме работы на сжатие возможны случаи работы кладки на растяжение, изгиб или срез. Более подробно смотри СНиП II-22-81.

2ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Область применения

Железобетонные конструкции широко используют в капитальном строительстве при воздействии температур не выше 50 ºС и не ниже 70 ºС.

Во многих случаях конструкции из железобетона (особенно предварительно напряженного) целесообразнее каменных или стальных.

Их применяют:

· в атомных реакторах, мощных прессовых устройствах, морских сооружениях, мостах, аэродромах, дорогах, фабрично-заводских , складских и общественных зданиях и сооружениях;

· в тонкостенных пространственных конструкциях, силосах, бункерах и резервуарах;

· напорных трубопроводах;

· фундаментах под прокатные станы и машины с динамическими нагрузками, башнях, высоких дымовых трубах, сваях, подпорных стенах и многих других массивных сооружениях;

· устройство набережных, тепло- и гидроэлектростанций, плотин, шлюзов и других гидротехнических сооружений;

· в санитарно-техническом и подземном строительстве, горных разработках.

ЖБК имеют широкую перспективу для дальнейшего развития. Основными направлениями в совершенствовании ЖБК (снижение стоимости при повышении качества) являются:

· применение конструктивных решений, снижающих массу конструкций; использование местных строительных материалов, легких бетонов;

· повышение долговечности, надежности и технологичности конструкций, снижение их приведенных затрат, материалоемкости, энергоемкости, трудоемкости изготовления и монтажа;

· разработка новых, уточнение существующих методов расчета конструкций;

· развитие методов расчета с использованием ЭВМ;

· повышение сейсмической и динамической стойкости конструкций;

· увеличение долговечности конструкций в зданиях с агрессивными средами, а также при эксплуатации в низких и высоких температурах.

poznayka.org

Что такое расчетное сопротивление сжатия кирпичей?

Это предельное напряжение, которое может выдержать материал на основе выбранной теории прочности. Расчет проводится путем деления установленных нормативных актами значений сопротивляемости на коэффициенты, определяющие надежность материала. По кирпичу такими является сопротивление сжатию. В назначении этих коэффициентов в учет принимаются как разбросанные значения прочности, так и другие факторы, оказывающие влияние на надежность конструкции. Расчетные сопротивления кладки сжатию являются реальным показателем противодействия воздействиям со стороны и определяется СНиП (строительными нормами и правилами) 11—22—81 (1995) «Каменные и армокаменные конструкции».

Их нужно использовать с установленными коэффициентами надежности.

Вернуться к оглавлению

От чего зависит?

Кирпич, особенно полнотелый, является довольно прочным, строительным материалом. Чтобы выяснить его возможности сопротивляться сжатию, нужно руководствоваться СНиП и учитывать следующие характеристики:

• марку раствора, кирпича;
• высоту выкладки ряда;
• время года, климат;
• вид напряженного состояния во время изгиба.

R сжатию кирпичной кладки при наличии щелевидных пустот, расположенных по вертикали, ширина которых в пределах 12 мм, высота 50—150, а в укладке используются тяжелые растворы — определено табл. 2 (в документе), сырцового кирпича, разрешенного к использованию в сооружении стен с 25-летним сроком службы — табл. 7. Столкнувшись с расчетом строительных нормативов, в тонкостях этой темы будет разобраться не просто, не прибегая к платным услугам проектных организаций, но — возможно, при внимательном изучении СНиП.

Вернуться к оглавлению

Как рассчитывают?

Для проведения расчета следует найти в СНиП 11—22—81 название соответствующего материала, рядом указанного коэффициента надежности и таблицу показателей нормативных сопротивлений, которые по определенным видам кирпича умножаются на значение этого коэффициента, по остальным R рассчитывается путем деления. Например, к сжатию кирпичной кладки, выстроенной с использованием силикатных 88 мм пустотелых кирпичей, применяются:

• при нулевой или 0,2 МПа прочности растворов (2 кгс/см2—0,8);
• марок 4, 10, 25 и выше — коэффициент 0,85, 0,9 и 1.

Для кладки с использованием сырцового кирпича:

• в районах с сухим климатом — 0,7;
• в других зонах — 0,5;
• внутри конструкции — 0,8.

Расчетные сопротивления с использованием растворов от 4 до 50 марок нужно снизить, за счет коэффициента 0,85 с цементов жесткого характера, легких, а также известковых, 0,9 — таких же, но с добавлением органических пластификаторов. Снижение проводить не нужно при использовании высококачественных кладок.

etokirpichi.ru