Каменные конструкции

 

1. Методические указания по расчёту кирпичных несущих стен многоэтажного здания.Стены здания помимо несущей способности должны обладать теплоограждающими свойствами. Часто последние диктуют назначение толщины стены. В таком случае задачей экономического проектирования становится выбор оптимальных марок кирпича и раствора, при которых несущая способность стен используется без излишних запасов. Несущие стены вместе с перекрытиями и покрытием образуют пространственную систему, воспринимающую все действующие на здание нагрузки. При этом стены рассматривают опирающимися в горизонтальном направлении на поперечные конструкции, перекрытия и покрытие. По степени деформативности опоры делятся на жёсткие и упругие. Жёсткими опорами считают поперечные рамы с замоноличенными узлами и поперечные стены толщиной не менее 12 см. При жёсткой конструктивной схеме стену рассчитывают расчленённой по высоте на однопролётные балки (рис. 1) с расположением шарниров в плоскостях опирания перекрытий. Нагрузку от верхних этажей принимают приложенной в центре тяжести сечения стены вышележащего этажа, а нагрузку в пределах данного этажа считают приложенной с фактическим эксцентриситетом. Расстояние от точки приложения опорной реакции балок или плит до внутренней поверхности стены принимают равным одной трети глубины заделки, но не более 7 см.


а)              б)       в) Расчет простенка Рис. 1. К расчёту несущей кирпичной стены: а – конструктивная схема; б – расчётная схема; в – эпюра изгибающих моментов.

Для наружных стен зданий массового строительства при нормальной влажности помещений требуется марка раствора для кладки не ниже М10. Сплошную кладку из кирпича марки не ниже М50 на растворе М10 и выше относят к первой группе кладок.

Установлены предельные отношения высоты этажа к толщине стены без проёмов, например при первой группе кладок: H/h ≤ 20. Для стен, ослабленных проёмами, эта величина умножается на коэффициент k= Расчет простенка ,где Ant и Abr определяют по горизонтальному сечению стены.

 

 

На стены воздействуют постоянная (собственный вес) и временные нагрузки (ветровая, снеговая и эксплутационная на перекрытиях) в различных сочетаниях: с одной или несколькими (не менее двух) временными нагрузками. В последних сочетаниях все временные нагрузки принимают с коэффициентом сочетания 0,9. Для производственных зданий со значительными эксплутационными нагрузками (более 3 кН/м2), если высота зданий не превышает их ширину, наиболее невыгодным будет сочетание постоянной и эксплутационной нагрузок без уменьшенного коэффициента. В других случаях для высоких


высоких зданий относительно малой ширины может потребоваться учёт сочетаний нагрузок вместе с ветровой.

 

2. Сбор нагрузки на простенок первого этажа. Задана толщина стены h=64см. Нормативный удельный вес сплошной кладки из полнотелого кирпича и тяжёлого раствора для штукатурки по табл. 23 [7] g=18 кН/м3. Размеры оконных проёмов: ширина В1=1,5 м; высота Н1=3 м. Сечение простенков: 64×142 см (2×5,5 кирпичей). Высота каждого из пяти этажей Н=4,2 м (см. рис. 1).

Расчет простенка а)   б) Рис. 2. Схема распределения давления от опоры ригеля в кирпичной стене: а – фасад; б — план

Давление в каменной кладке распределяется под углом 45°. Пирамида продавливания от опоры ригеля не пересекает перемычек (рис. 2) и давление от ригелей воспринимает только один простенок. Другой соседний простенок несёт только вес стены.


А. Нагрузка от веса стены и слоя внутренней штукатурки со средней толщиной 2 см и шириной 3 м:

Nc= {[4H+0,5(HH1)]3-4B1H1}(h+0,02)gyf = {[4·4,2+0,5(4,2-3)]3-4·1,5·3} (0,64+0,02)18·1,1 = 447кН.

Б. Нагрузка от совмещённой кровли и трёх перекрытий при ширине грузовой площади стены l2/2-h/2=4,2·3/2-0,64/2=6,0 м

Nn=(30+215·3)·6,0= 4072кН

в том числе длительная нагрузка

Nt=(30+1,26+215·3)·6,0= 4094кН

В. Нагрузка от перекрытия второго этажа

N2=215·6,0= 1290кН,

в том числе N2l=(1,26+215·3)·6,0= кН

Расчёт сечений простенка первого этажа.

А. Общие данные. Расчётная длина простенка равна высоте этажа l0=H=4,2м. Упругая характеристика кладки из керамического кирпича на растворе М75, α=1000.

Приведённая гибкость простенка

λred= Расчет простенка Расчет простенка = Расчет простенка Расчет простенка =6,56 Расчет простенка


Коэффициент продольного изгиба — φ=1.

Коэффициент, учитывающий влияние длительности действия нагрузки, при h=64см > 30см φl=1.

Б. Простенок, воспринимающий вес стены. Нагрузка от веса стены Nс=447кН.

Вес простенка g1=(0,64+0,02)(1,42+0,08)·3·18·1,1= 58,8кН.

Полная нагрузка на уровне низа проёма N=Nc+g1=506кН.

Требуемое расчётное сопротивление сжатию кладки, находимое из уравнения,

RN/(φAk)= 506/(0,84·64·142)=0,07 кН/см2=0,7 МПа

 R=0,7 МПа соответствуют два вида кладки: из кирпича М75 на растворе М10 или кирпича М50 на растворе М25. Окончательный выбор материалов следует сделать после расчёта более нагруженного простенка.

В. Простенок, воспринимающий вес стены и нагрузку от перекрытий и покрытия. Нагрузка от перекрытия второго этажа N2=1290 кН приложена на расстоянии от внутренней поверхности стены, равном ар/3≤7см, где ар=38см (глубина заделки ригеля в стену): 38/3=12,7см >7см.

Изгибающий момент от внецентренного приложения нагрузки в уровне перекрытия

M=N2(h/2-7)=1290(32-7)=32250 кН·см.

То же, в верхнем сечении простенка (см. рис. 1)

Mb=М(Н-0,3)/Н=32250(4,2-0,3)/4,2=29250 кН·см.


Продольная сила в верхнем сечении простенка

Nb=Nc+Nn+N2=447+4072+1290=5809 кН.

Эксцентриситет приложения продольной силы

е0=Mb/Nb=29950/5809=5,16см.

Величина коэффициента ω

ω=1+ е0/(1,5h)=1+5,16/(1,5·64)=1,05<1,25.

Коэффициент продольного изгиба при внецентренном сжатии

φ1=φ Расчет простенка =0,8 Расчет простенка =0,98. Расчет простенка

Требуемое расчётное сопротивление сжатию кладки с сетчатым армированием

Rskb= Расчет простенка = Расчет простенка =0,74 кН/см2= 7,4МПа.

Допустимое расчётное сопротивление неармированной кладки

RRskb/1,8= 7,4/1,8= 4,1 МПа.

Выбираю кладку из кирпича М150 на растворе М100, для которой R=2,2 МПа (-5%, что допустимо).

Требуемый процент косвенного армирования из проволоки ø5Вр-1 с Rs=200 МПа

μ= Расчет простенка = Расчет простенка =0,98%>0,1%.


Параметры арматурной сетки можно определить по таблице. При расположении сеток через один ряд кладки, т.е. 7,5 см, необходима сетка 50/50/5/5.

Проверка:

μ=2Аs/(shsv)=2·0,196·100/(5·7,5)=1,05% ~ 0,98%.

4. Расчёт сечений простенка верхнего этажа. Нагрузки: от веса стены N3=(0,9·3+1,5·3)0,66·18·1,1=94кН; от веса совмещённой кровли N4=30·6,0=180 кН. Изгибающий момент от внецентренного приложения нагрузки

М=180(32-7)(4,2-0,3)/4,2=4180 кН·см.

Эксцентриситет приложения продольной силы N=94+180=274 кН

е0=4180/274=15,3 см.

Коэффициент ω=1+15,3/(1,5·64)=1,16<1,25.

Требуемое расчётное сопротивление сжатию кладки

RРасчет простенка =0,032 кН/см2=0,32 МПа.

Так же рассчитывают другие простенки, несущие нагрузку от перекрытий. Можно сделать вывод, что вся кладка стен должна выполняться из кирпича М50 на растворе М25, кроме простенков с 1-го по 4-й этаж, на которые опираются ригели, выполняемые из кирпича М150 на растворе М100 с сетчатым армированием.

Расчет простенка а)   б)     Рис. 3. Армирование простенка: а – вид сбоку; б – план; 1 – сварная сетка

5. Проверка кирпичной кладки на местное сжатие (смятие) под опорами ригелей. Максимальная опорная реакция ригеля Qа=215 кН. Ширина ригеля b=30 см. Глубина заделки ригеля в стену ар=38 см. Площадь смятия Аloc=bap=30·38=1140 см2.

Расчётная площадь сечения стены

Ak=(b+2h)ap=(30+2·51)38=6004 см2.

γk = Расчет простенка = Расчет простенка =1,74<2.

Коэффициент полноты треугольной эпюры давления μ=0,5.

 ν=1,5-0,5μ=1,5-0,5·0,5=1,25.

Требуемое расчётное сопротивление сжатию кладки при Nloc=Qa=215 кН

RNloc/(γμνАloc)=215/(1,74·0,5·1,25·1140)=0,17 кН/см2=1,7 МПа <2,2 МПа.

Следует кладку протенков из кирпича М150 на растворе М100 с сетчатым армированием (50/50/5/5) через один ряд кладки доводить до опор                        .                                                       ригелей (рис. 3).

studopedia.net


На глазок прикинул стена продольная, плиты опираются с двух пролетов, один из пролетов даже более 6.3м. Торцевая стена если между блок секциями 380 мм, даже при заведении боковых граней плит на торцевую стену и сборе нагрузок от боковых сторон плит разница более 30%. Да плюс проемы по дурацки расположены.

Хотя можно заниматься доказательствами исходя из п.7.11 пособия, любой эксперт ткнет в п 4.7 и все.

п.7.11: [quote]Если стены взаимно перпендикулярного направления соединены перевязкой или другими достаточно жесткими и прочными связями, то следует учитывать совместную работу рассчитываемой стены и участков примыкающих к ней стен. В этом случае расчетное горизонтальное составное сечение может иметь форму двутавра, швеллера, тавра и т.п. Достаточная прочность или трещиностойкость перевязки или соединений должна быть подтверждена расчетом на горизонтальные и вертикальные нагрузки [п.6.11].
6.11. СНиП При расчете стен (или их отдельных вертикальных участков) на вертикальные и горизонтальные нагрузки должны быть проверены:
а) горизонтальные сечения на сжатие или внецентренное сжатие;
б) наклонные сечения на главные растягивающие напряжения при изгибе в плоскости стены;
в) раскрытие трещин от вертикальной нагрузки разнонагруженных, связанных между собой стен или разной жесткости смежных участков стен.
При учете совместной работы поперечных и продольных стен при действии горизонтальной нагрузки должно быть обеспечено восприятие сдвигающих усилий в местах их взаимного примыкания


Здесь же еще не до конца понятный момент из по 7.6: В стене с проемами каждый простенок рассчитывается на нагрузку, соответствующую участку стены, расположенному над этим простенком между осями соседних проемов. При этом не учитывается возможное перераспределение этой нагрузки на соседние, менее напряженные простенки через перемычки. Разгрузка этих простенков за счет перераспределения нагрузки на смежные простенки не учитывается в связи с возможным появлением трещин в перемычках при неравномерной осадке здания, изменениях температуры и др.
Если на простенок опирается сплошная стена (или стена с редкими нерегулярно расположенными проемами), обеспечивающая перераспределение давления между простенками, то сечение стены допускается рассматривать как одно целое с учетом ослаблений проемами (сечение "нетто").
При этом если равнодействующая вертикальных нагрузок приложена к центру рассчитываемого сечения, то напряжения распределяются равномерно по длине сечения; если же равнодействующая смещена по отношению к центру сечения (например, при несимметричном расположении проемов), то при расчете следует учитывать эксцентриситет в плоскости стены.

forum.dwg.ru

n1.doc

Расчет простенка многоэтажного здания

Простенок – часть стены между проемами (окнами, дверьми).

Вертикальными нагрузками , действующими на простенок несущей стены в пределах каждого этажа, являются:


а) Собственный все N1 стен всех вышележащих этажей, приложенный по оси вышележащего этажа;

б) Вес покрытий и перекрытий вышележащих этажей;

в) Вес перекрытия F1, расположенного над рассматриваемым этажом, приложенный с фактическим эксцентриситетом ℮1 относительно оси простенка (при отсутствии специальных опор, фиксирующих положение опорного давления, допускается принимать расстояние от точки приложения силы F1 до внутренней грани стены ℮=1/3t, но не более 7 см, где t – глубина заделки).

Если сечение наружной стены несимметрично изменяется на уровне перекрытия над данным этажом, то учитывают изгибающий момент от силы N1 , приложенной с эксцентриситетом ℮2 , относительно расчетной оси сечения простенка. Расчетное сечение простенка принимают на уровне верха оконного проема где изгибающий момент имеет довольно большую величину (сечение 1-1). Максимальный изгибающий момент в простенке равен сумме моментов от сил N1 и F:

М = F11 + (N1 + F) ℮2

Изгибающий момент в расчетном сечении 1-1:

М1-1 = МН1 / Нэт,

Где Нэт – расстояние от низа перекрытия нижележащего этажа до расчетного сечения 1-1, Нэт – высота этажа.

Продольная сила в сечении 1-1 простенка:

N1-1 = N1 + F + F1 + ∆ F,

где ∆ F – собственный вес надоконного участка стены.

Сечение простенка рассчитывают на внецентренное сжатие по формуле:

N ? mg?1RA(1 — 2℮0/h)?

Если толщина стены h?25 см, то при расчете несущих и самонесущих стен учитывают случайный эксцентриситет ℮?, который суммируют с расчетным эксцентриситетом ℮0, для несущих стен ℮?=2 см, а для самонесущих стен зданий ℮?=1 см.

Если несущая способность простенка в расчетном сечении оказалась недостаточной, т.е. N ? N1-1, то необходимо или увеличить сечение простенка, или повысить марку камня и раствора, или, если вышеперечисленные меры неосуществимы, усилить каменную кладку простенка поперечным армированием.
Пример.

Проверить прочность простенка наружной каменной несущей стены многоэтажного здания при следующих исходных данных.

Расчет простенка
Размеры здания в плане L1ЧL2=15.6Ч76.0 м; сетка колонн l1Чl2=5,2Ч7,6 м, число этажей n=5; временная нагрузка на перекрытие ?=7 кН/м2, высота этажей Нэт=4,2 м, ширина и высота оконного проема bпЧhп=1,5Ч1,8 м, толщина наружной стены 2,5 кирпича h=64 см.

Материалы: кирпич керамический пластического прессования, полнотелый, марка кирпича 75, марка раствора 50, плотность кладки ?=1800 кг/м3, кладка сплошная, район строительства – г. Горький (нормативная снеговая нагрузка – 1,5 кН/м3).

Принимают по два оконных проема в каждом пролете, тогда ширина простенка bпр=230 см.

1) Определение расчетных усилий.

Собственный вес стены всех вышележащих этажей:

N1=25,0+174,5*4=723 кН.

Нагрузка от покрытия и перекрытий вышележащих этажей:

F=162,2+284,7*3=1016,3 кН.

Нагрузка от перекрытия, расположенного над рассматриваемым этажом:

F1=284,7 кН.

Расчетная продольная сила в сечении 1-1:

N1-1=N1+F+F1+∆F=6 723,0+1016,3+284,7+60,0=2084 кН=2084*103 Н.

Расстояние от точки приложения опорной реакции до внутренней грани стены при глубине заделки ригеля t=250 мм:

3=t/3=250/3=83 мм > 70 мм, принимаем ℮3=70.

Эксцентриситет нагрузки F1 относительно центра тяжести сечения простенка ℮1 = h/2 – 70 = 640/2 – 70 = 250 мм.

Расчетный изгибающий момент в сечении 1-1:

М1-1 = F11М1эт = 284,7 Ч 0,25 Ч 3,75/4,20 = 63,55 кНм = 63,55*106 Нмм.
2) Расчетные характеристики.

Площадь сечения простенка:

А = 2300*640 = 1 72 000 мм2;

Коэффициент условий работы кладки:

?с = 1,0, т.к. А = 1,472 м2 > 0,3 м2;

Расчетная длина простенка:

l0 = Н = 4200 мм, гибкость простенка ? = l0/h = 4200/640 = 6,56;

Коэффициент продольного изгиба всего сечения простенка в плоскости действия изгибающего момента ? = 0,95;

Расчетное сопротивление сжатию кладки из обыкновенного кирпича марки 75 на растворе марки 50 R = 1,3 МПа;

Временное сопротивление сжатию материала кладки:

RU = kR = 2*1,3 = 2,6 МПа. Упругая характеристика кладки из обыкновенного кирпича пластического прессования ? = 1000.

3) Проверка несущей способности простенка.

Эксцентриситет расчетной продольной силы N1-1 относительно центра тяжести сечения ℮0 = М1-1/N1-1 = 63,55*106/(2084*103) = 30,5 мм;

Высота сжатой части поперечного сечения простенка:

hс = h — 2℮0 = 640 – 2*30,5 = 579 мм;

Гибкость сжатой части поперечного сечения простенка:

?= l0/hс = 4200/579 = 7,25;

Коэффициент продольного изгиба для сжатой части сечения ?с = 0,94;

Коэффициент продольного изгиба при внецентренном сжатии

?1=(? + ?с)/2= (0,95 + 0,94)/2 = 0,945;

Коэффициент ? = 1 + ℮0/h = 1 + 30,5/640 = 1,047 < 1,45; Несущая способность простенка в сечении 1-1 как внецентренно сжатого элемента: N ? mg?RA(1-2℮0/h)? = 1,0*0,945*1,3*1 472 000*(1–2*30,5/640)*1,047=

=1 636 000 Н=1 636 кН < N1-1,

Здесь mg = 1,0, так как h>30 см;

Несущая способность простенка меньше расчетного усилия, следовательно, необходимо усилить простенок поперечным армированием. Проверяют условия эффективности применения поперечного армирования: высота ряда кладки hкл=80< 150 мм, расчетный эксцентриситет ℮0=30,5 мм < 0,17 h = 108,8 мм, гибкость простенка ?h=6,56 < 15. Условия соблюдаются, следовательно, можно применить усиление кладки поперечным армированием. Принимают армирование прямоугольными сетками из арматуры класса Вр-1, d=5 мм, Аst=0,196 см2=19,6 мм2, размер ячейки с=50 мм, Rs=360 МПа, Rs,ser=395 МПа.

Коэффициент условий работы арматуры в каменной кладке ?cs=0,6;

Rs= ?cs Rs=0,6*360=216 МПа,

Rs,ser= ?cs Rs,ser =0,6*395=237 МПа.

Требуемое расчетное сопротивление сжатию армированной кладки из условия экономического проектирования:

Расчет простенкаРасчет простенка

1,58 МПа < 2R = 2,6 МПа Требуемый коэффициент армирования кладки: Расчет простенка

где Расчет простенкаy=h/2=640/2=320 мм.

Минимальный процент армирования кладки сетчатой арматурой при внецентренном сжатии ?min=0.1%.

4) Расчетные характеристики армированной кладки.

Временное сопротивление сжатию армированной кладки:

Rsku=k·R+2Rs,ser·?/100=2*1,3+2*237*0,1/100=3,07 МПа

Расчетное сопротивление сжатию армированной кладки:

Расчет простенка

Упругая характеристика армированной кладки:

Расчет простенка

При ?h=6,56 и ?sk=847 ?=0,945,

При ?hc=7,25 и ?sk=847 ?c=0,930.

Коэффициент продольного изгиба армированной кладки при внецентренном сжатии:

Расчет простенка

Коэффициенты mg=1,0, ?=1,047

Расчет простенка

Проверяют несущую способность простенка в сечении 1-1, армированного сетками,

Расчет простенка

Условие прочности N>N1-1 удовлетворяется, следовательно, прочность армированной кладки простенка достаточна.

Относительный эксцентриситет e0/y=30,5/320=0,095 < 0,7, поэтому расчет по раскрытию трещин не производят. Требуемый шаг сеток из проволочной арматуры диаметром 5 мм Вр-1 по высоте кладки простенка Расчет простенка

Средняя высота ряда кирпичной кладки составляет 80 мм, тогда количество рядов кладки, через которое укладывают сетки, составляет n=784/80=10 рядов.

Нормы рекомендуют укладывать сетки не реже чем через пять рядов кирпичной кладки из обыкновенного кирпича. Следовательно, принимают шаг сеток s=400 мм, или n=5 рядам кладки.

Проверяют процент армирования кладки простенка:

Расчет простенка

Максимальный процент армирования кладки:

Расчет простенка

Следовательно, принятая схема армирования кладки простенка удовлетворяет нормативным требованиям и условию прочности.

nashaucheba.ru

Расчет кирпичной кладки на прочность

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

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

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

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

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

Пример расчета кирпичной стены.

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

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.

Расчет кирпичной стены на прочность

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.

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

N = G + P1 = 3,7т +1,8т = 5,5т

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

Нагрузка от вышележащих этажей G считается приложенной по центру.

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

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

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

Тогда эксцентриситет продольной силы N составит:

e0 = M / N = 13,5 / 5,5 = 2,5 см

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

e0 = 2,5 + 2 = 4,5 см

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

Прочность кл адки внецентренно сжатого элемента определяется по формуле:

Коэффициенты 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:

Расчет кирпичной стены на прочность

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

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

— ω — коэффициент, определяемый по формуле:

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

Несущая способность кладки равна:

Расчет кирпичной стены на прочность

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

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

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

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

Расчет кирпичной стены на прочностьРис.1. Схема к расчету кирпичного простенка

Подсчет нагрузок на простенок

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

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

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

Расчет кирпичной стены на прочностьПроверка прочности простенка

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

Расчет кирпичной стены на прочность Площадь сечения простенка: F=b·h2=1·0.51=0.51 м 2 .

Момент сопротивления сечения:

Расчет кирпичной стены на прочность Наибольшие напряжения сжатия возникают в ребре А. Проверим прочность простенка по формуле:

Расчет кирпичной стены на прочностьт.е. прочность простенка обеспечена.

Минимальная толщина стены из кирпича или блоков

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

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

Расчет кирпичной стены на прочность 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