0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Формула расчета прочности кирпича

Формула расчета прочности кирпича

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.

Исходные данные:

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).

Рис.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):

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:

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

Проверка 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:
и изгибающий момент, равный:

Площадь сечения простенка: F=b·h2=1·0.51=0.51 м 2 .

Момент сопротивления сечения:

Наибольшие напряжения сжатия возникают в ребре А. Проверим прочность простенка по формуле:

т.е. прочность простенка обеспечена.

Наружная кирпичная стена, расчёты прочности и устойчивости

Проектирую наружную кирпичную стену здания с полным ж.б. каркасом. г. Оленегорск.
Высота кирпичной стены 19 м, толщина 380 мм, расстояние между колоннами или поперечными самонесущими кирпичными стенами не более 7,2 м.
Марка кирпича предварительно М150, марка раствора предварительно М100.

На стену по низу изнутри здания каждые примерно 4 м опираются шарнирно плиты перекрытия 2 и 3 этажа с малыми нагрузками. Под каждую плиту в стене выполняется ж.б. балка с выступом между ж.б. колоннами.

На стене висит вентфасад: утеплитель 200 мм плотностью 90 кг/м3, кронштейны и плитка из керамогранита толщиной 8 мм.
Вес вентфасада на 1 кв.м 0,2*0,09*9,81+0,1/1000*9,81+0,4/1000*9,81+0,008*2,400*9,81=0,37 кН/м2 * 1,1 =0,41 кН/м2
Вес 1 м длины стены 1800*19/1000*9,81=335,50 кПа * 1,1= 369,05 кПа.
Нормативная нагрузка от ветра 0,52 кПа, коэф. надёжности по нагрузке 1,4, расчётная нагрузка от ветра 0,73 кПа.

С форума скачал презентацию одного известного расчётчика преподающего SCAD на курсах. Может быть что-то в ней устарело или не соответствует новым нормам и т.п., не знаю.

Теперь это всё мне надо как-то рассчитать. Прошу уточнить или опровергнуть технологию расчёта и расчётные ситуации.

1) В СКАД создаётся полная модель здания с кирпичной кладкой пластинами из бетона с изменёнными согласно презентации параметрами.
2) Получаются вертикальные напряжения Nx из модели скада, обрабатывая которые, в дальнейшем можно рассчитать стену на внецентренное сжатие по новому СП
2а) Вопрос. Поскольку каждая стена в 3Д будет изгибаемой во всех плоскостях оболочкой, то и Nx в каждой точке сечения будет разный. СКАД выдаст 3 точки (и 3 Nx) в каждой пластине — наружную, среднюю, внутреннюю относительно здания. Какую точку и Nx мне брать для расчёта ?
Пока думаю, что среднюю в середине толщины кирпичной кладки ? Это верно ? Или надо брать максимальные напряжения в крайней точке сечения (снаружи здания) ?
2б) В методике из презентации все коэффициенты, эксцентриситеты и прочее засовывается в некий коэф. ke , который в дальнейшем рекомендуется назначать для моей ситуации 1,35. Расчёт пойдёт в экспертизу. Как обосновать Ke ? Считать руками по каждой пластине ?
3) Далее можно получить усилия среза сдвигающие кладку относительно ж.б. колонн. В принципе, вроде бы понял как это сделать.
Посчитаю плоскость касания колонн и стен на срез.
4) Далее в методичке расчёт стен по раскрытию трещин. Пренебрегаем деформацией от усадки стены. Теперь можно использовать цифры деформации полученные в СКАД. Но для этого методика требует отрезать стены от колонн.
Им то там хорошо так считать, ибо считают они кирпичное здание с высотой стены = высоте этажа. У меня же стена высотой 19 м. Отрезаю от колонн = стена падает, или уж точно не проходит ни по каким проверкам.
Можно ли не отрезать стены от колонн ?
5) Это всё были расчёты кирпичной неармированной кладки.
Допустим, а скорее всего так и произойдёт, что неармированная стена высотой 19 м не выдержит ветра. Ни по прочности, ни по раскрытию трещин.
Придётся вводить арматуру. Как эту арматуру тогда считать в СКАД или руками ?
С учётом экспертизы ПД и расчёта.
6) Как-то в древние времена считали же стены без скада. И ничего не падало. СНиП же, не даёт возможности рассчитать стену на одновременно изгиб от ветра и сжатие от перекрытий и собственного веса с учётом опирания на ж.б. колонны в теле кладки.
Или даёт ? Как получали напряжения в стенах при ручном расчёте ?
7) Что ещё надо проверять в таких стенах ?
Прочность по нижнему горизонтальному сечению на сжатие ?
Что ещё ?
8) Сетчатое армирование стен помещений с влажным режимом пособием к СНиП запрещено. Почему понятно, но тогда что делать ? Как армировать стены ?

Читать еще:  Назовите размеры обыкновенного кирпича

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.

Читать еще:  Как строить калькулятор кирпичей

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.

    Читать еще:  Раствор для имитации кирпича

    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.

    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?

  • Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector