Як розрахувати несучі стіни. Розрахунок цегляної колонини на міцність і стійкість. Вихідні дані для аналізу

Малюнок 1. Розрахункова схема для цегляних колонпроектованої будівлі.

При цьому виникає природне питання: який мінімальний переріз колон забезпечить необхідну міцність та стійкість? Звичайно ж, ідея викласти колони з глиняної цегли, а тим більше стіни будинку, є далеко не новою і всі можливі аспекти розрахунків цегляних стін, простінків, стовпів, які є суть колони, досить докладно викладені в СНіП II-22-81 (1995) "Кам'яні та армокам'яні конструкції". Саме цим нормативним документом слід керуватися при розрахунках. Наведений нижче розрахунок, трохи більше, ніж приклад використання зазначеного СНиПа.

Щоб визначити міцність і стійкість колон, потрібно мати досить багато вихідних даних, як-от: марка цегли по міцності, площа спирання ригелів на колони, навантаження на колони, площа перерізу колони, а якщо на етапі проектування нічого з цього не відомо, то можна вчинити наступним чином:

Приклад розрахунку цегляної колони на стійкість при центральному стисканні

Проектується:

Тераса розмірами 5х8 м. Три колони (одна посередині і дві по краях) з лицьової цегли порожнистої перетином 0.25х0.25 м. Відстань між осями колон 4 м. Марка цегли по міцності М75.

Розрахункові передумови:

За такої розрахункової схеми максимальне навантаження буде на нижню середню колону. Саме її слід розраховувати на міцність. Навантаження на колону залежить від багатьох факторів, зокрема від району будівництва. Наприклад, Санкт-Петербурзі становить 180 кг/м 2 , а Ростові-на-Дону - 80 кг/м 2 . З урахуванням ваги покрівлі 50-75 кг/м 2 навантаження на колону від покрівлі для Пушкіна Ленінградської областіможе скласти:

N з покрівлі = (180 · 1.25 + 75) · 5 · 8/4 = 3000 кг або 3 тонни

Так як навантаження, що діють, від матеріалу перекриття і від людей, що сидять на терасі, меблів та ін. поки не відомі, але залізобетонна плитаточно не планується, а передбачається, що перекриття буде дерев'яним, з тих, що окремо лежать обрізних дощокдля розрахунків навантаження від тераси можна прийняти рівномірно розподілене навантаження 600 кг/м 2 тоді зосереджена сила від тераси, що діє на центральну колону, складе:

N з тераси = 600 · 5 · 8 / 4 = 6000 кг або 6 тонн

Власна вага колон довжиною 3 м складатиме:

N з колони = 1500 · 3 · 0.38 · 0.38 = 649.8 кг або 0.65 тонн

Таким чином, сумарне навантаження на середню нижню колону в перерізі колони біля фундаменту складе:

N з об = 3000 + 6000 + 2 · 650 = 10300 кг або 10.3 тонн

Однак у даному випадкуможна врахувати, що існує не дуже велика ймовірність того, що тимчасове навантаження від снігу, максимальне в зимовий час, та тимчасове навантаження на перекриття, максимальне в літній час, будуть додані одночасно. Тобто. суму цих навантажень можна помножити на коефіцієнт ймовірності 0.9, тоді:

N з об = (3000 + 6000) · 0.9 + 2 · 650 = 9400 кг або 9.4 тонн

Розрахункове навантаження на крайні колони буде майже вдвічі менше:

N кр = 1500 + 3000 + 1300 = 5800 кг або 5.8 тонн

2. Визначення міцності цегляної кладки.

Марка цегли М75 означає, що цегла повинна витримувати навантаження 75 кгс/см 2 , проте міцність цегли та міцність цегляної кладки – різні речі. Зрозуміти це допоможе наступна таблиця:

Таблиця 1. Розрахункові опори стиску для цегляної кладки (відповідно до СНиП II-22-81 (1995))

Але це ще не все. Все той же СНиП II-22-81 (1995) п.3.11 а) рекомендує при площі стовпів і простінків менше 0.3 м 2 множити значення розрахункового опору накоефіцієнт умов роботи γ з =0.8. Оскільки площа перетину нашої колони становить 0.25х0.25 = 0.0625 м 2 , то доведеться цією рекомендацією скористатися. Як бачимо, для цеглини марки М75 навіть при використанні розчину кладкиМ100 міцність кладки не перевищуватиме 15 кгс/см 2 . У результаті розрахунковий опір для нашої колони складе 15 · 0.8 = 12 кг/см 2 тоді максимальна стискаюча напруга складе:

10300/625 = 16.48 кг/см 2 > R = 12 кгс/см 2

Таким чином, для забезпечення необхідної міцності колони потрібно або використовувати цеглу більшої міцності, наприклад М150 (розрахунковий опір стиску при марці розчину М100 складе 22 0.8 = 17.6 кг/см 2) або збільшувати переріз колони або використовувати поперечне армування кладки. Поки що зупинимося на використанні більш міцної лицьової цегли.

3. Визначення стійкості цегляної колони.

Міцність цегляної кладки та стійкість цегляної колони- це теж різні речі і все той же СНиП II-22-81 (1995) рекомендує визначати стійкість цегляної колони за такою формулою:

N ≤ m g φRF (1.1)

де m g- Коефіцієнт, що враховує вплив тривалого навантаження. У разі нам, умовно кажучи, пощастило, оскільки за висоті перерізу h≈ 30 см, значення даного коефіцієнтаможна приймати рівним 1.

Примітка: Взагалі-то з коефіцієнтом mg все не так просто, подробиці можна переглянути в коментарях до статті.

φ - Коефіцієнт поздовжнього вигину, що залежить від гнучкості колони λ . Щоб визначити цей коефіцієнт, потрібно знати розрахункову довжину колони l 0 А вона далеко не завжди збігається з висотою колони. Тонкощі визначення розрахункової довжини конструкції викладені окремо, тут лише зазначимо, що згідно зі СНиП II-22-81 (1995) п.4.3: "Розрахункові висоти стін та стовпів l 0 при визначенні коефіцієнтів поздовжнього вигину φ залежно від умов спирання їх на горизонтальні опори слід приймати:

а) при нерухомих шарнірних опорах l 0 = Н;

б) при пружній верхній опорі та жорсткому затисканні в нижній опорі: для однопрогонових будівель l 0 = 1,5Ндля багатопрогонових будівель l 0 = 1,25H;

в) для конструкцій, що вільно стоять l 0 = 2Н;

г) для конструкцій з частково защемленими опорними перерізами - з урахуванням фактичного ступеня затискання, але не менше l 0 = 0,8Н, де Н- Відстань між перекриттями або іншими горизонтальними опорами, при залізобетонних горизонтальних опорах відстань між ними у світлі."

На перший погляд, нашу розрахункову схемуможна розглядати як відповідну умовам пункту б). тобто можна приймати l 0 = 1.25H = 1.25 · 3 = 3.75 метра або 375 см. Однак впевнено використовувати це значення ми можемо лише у тому випадку, коли нижня опора справді жорстка. Якщо цегляна колона викладатиметься на шар гідроізоляції з руберойду, покладений на фундамент, то таку опору швидше слід розглядати як шарнірну, а не жорстко защемлену. І в цьому випадку наша конструкція в площині, паралельній площині стіни, є геометрично змінюваною, так як конструкція перекриття (дошки, що лежать окремо) не забезпечує достатню жорсткість у зазначеній площині. З такої ситуації можливі 4 виходи:

1. Застосувати принципово іншу конструктивну схему

наприклад - металеві колони, жорстко закріплені в фундамент, до яких приварюватимуться ригеля перекриття, потім з естетичних міркувань металеві колони можна обкласти лицьовою цеглою будь-якої марки, так як все навантаження нестиме метал. У цьому випадку, правда, потрібно розраховувати металеві колони, але розрахункову довжину можна приймати l 0 = 1.25Н.

2. Зробити інше перекриття,

наприклад з листових матеріалів, що дозволить розглядати і верхню та нижню опору колони, як шарнірні, у цьому випадку l 0 = H.

3. Зробити діафрагму жорсткості

у площині, паралельної площині стіни. Наприклад по краях викласти не колони, а скоріше простінки. Це також дозволить розглядати верхню і нижню опору колони, як шарнірні, але в цьому випадку необхідно додатково розраховувати діафрагму жорсткості.

4. Не звертати уваги на наведені вище варіанти і розраховувати колони, як окремо стоять з жорсткою нижньою опорою, тобто l 0 = 2Н

Зрештою, давні греки ставили свої колони (щоправда, не з цегли) без будь-яких знань про опір матеріалів, без використання металевих анкерів, та й настільки ретельно виписаних. будівельних нормі правил у ті часи не було, проте деякі колони стоять і донині.

Тепер, знаючи розрахункову довжину колони, можна визначити коефіцієнт гнучкості:

λ h = l 0 /h (1.2) або

λ i = l 0 /i (1.3)

де h- Висота або ширина перерізу колони, а i- Радіус інерції.

Визначити радіус інерції в принципі не складно, потрібно розділити момент інерції перетину на площу перерізу, а потім витягти з результату квадратний коріньОднак у цьому випадку в цьому немає великої необхідності. Таким чином λ h = 2 · 300/25 = 24.

Тепер, знаючи значення коефіцієнта гнучкості, можна визначити коефіцієнт поздовжнього вигину по таблиці:

Таблиця 2. Коефіцієнти поздовжнього вигину для кам'яних та армо кам'яних конструкцій(відповідно до СНиП II-22-81 (1995))

При цьому пружна характеристика кладки α визначається за таблицею:

Таблиця 3. Пружна характеристика кладки α (відповідно до СНиП II-22-81 (1995))

У результаті значення коефіцієнта поздовжнього вигину становитиме близько 0.6 (при значенні пружної характеристики α = 1200, згідно з п.6). Тоді граничне навантаження на центральну колону становитиме:

N р = m g φγ з RF = 1х0.6х0.8х22х625 = 6600 кг< N с об = 9400 кг

Це означає, що прийнятого перерізу 25х25 см для забезпечення стійкості нижньої центральної центрально-стиснутої колони недостатньо. Для збільшення стійкості найбільш оптимальним буде збільшення перерізу колони. Наприклад, якщо викладати колону з порожнечею всередині півтора цегли, розмірами 0.38х0.38 м, то таким чином не тільки збільшиться площа перерізу колони до 0.13 м 2 або 1300 см 2 , але збільшиться і радіус інерції колони до i= 11.45 см. Тоді λ i = 600/11.45 = 52.4, а значення коефіцієнта φ = 0.8. У цьому випадку граничне навантаження на центральну колону становитиме:

N р = m g φγ з RF = 1х0.8х0.8х22х1300 = 18304 кг > N з об = 9400 кг

Це означає, що перерізу 38х38 см для забезпечення стійкості нижньої центральної центрально-стиснутої колони вистачає із запасом і навіть можна зменшити марку цегли. Наприклад, при спочатку прийнятій марці М75 граничне навантаження становитиме:

N р = m g φγ з RF = 1х0.8х0.8х12х1300 = 9984 кг > N з об = 9400 кг

Начебто все, але бажано врахувати ще одну деталь. Фундамент у цьому випадку краще робити стрічковим (єдиним для всіх трьох колон), а не стовпчастим (окремо для кожної колони), інакше навіть невеликі просідання фундаменту призведуть до додаткових напруг у тілі колони і це може призвести до руйнування. З урахуванням всього вищевикладеного найбільш оптимальним буде перетин колон 0.51х0.51 м, та й з естетичної точки зору такий переріз є оптимальним. Площа перерізу таких колон становитиме 2601 см 2 .

Приклад розрахунку цегляної колони на стійкість при позацентровому стисканні

Крайні колони в проектованому будинку не будуть центрально стиснутими, тому що на них спиратимуться ригелі лише з одного боку. І навіть якщо ригеля укладатимуться на всю колону, то все одно через прогин ригелів навантаження від перекриття і покрівлі передаватиметься крайнім колонам не по центру перерізу колони. В якому саме місці буде передаватися рівнодіюче це навантаження, залежить від кута нахилу ригелів на опорах, модулів пружності ригелів і колон та ряду інших факторів, які докладно розглядаються у статті "Розрахунок опорної ділянки балки на зминання". Це усунення називається ексцентриситетом програми навантаження е о. У разі нас цікавить найбільш несприятливе поєднання чинників, у якому навантаження від перекриття на колони буде передаватися максимально близько до краю колони. Це означає, що на колони крім самого навантаження буде також діяти згинальний момент, що дорівнює M = Ne про, і цей момент потрібно врахувати під час розрахунків. У загальному випадкуперевірку на стійкість можна виконувати за такою формулою:

N = φRF - MF/W (2.1)

де W- Момент опору перерізу. В даному випадку навантаження для нижніх крайніх колон від покрівлі можна умовно вважати центрально прикладеним, а ексцентриситет створюватиме лише навантаження від перекриття. При ексцентриситеті 20 см

N р = φRF - MF/W =1х0.8х0.8х12х2601- 3000 · 20 · 2601· 6/51 3 = 19975, 68 - 7058.82 = 12916.9 кг >N кр = 5800 кг

Таким чином, навіть при дуже великому ексцентриситеті програми навантаження у нас є більш ніж дворазовий запас по міцності.

Примітка: СНиП II-22-81 (1995) "Кам'яні та армокам'яні конструкції" рекомендує використовувати іншу методику розрахунку перерізу, що враховує особливості кам'яних конструкцій, проте результат при цьому буде приблизно таким же, тому методику розрахунку, рекомендовану СНиП тут не наводжу.

В разі самостійного проектування цегляного будинкувиникає гостра потреба розрахувати, чи зможе витримати цегляна кладкаті навантаження, які закладено у проекті. Особливо серйозна ситуація складається на ділянках кладки, ослаблених віконними та дверними отворами. У разі великого навантаження ці ділянки можуть не витримати і зазнати руйнування.

Точний розрахунок стійкості простінка до стиснення поверховими поверхами досить складний і визначається формулами, закладеними в нормативному документіСНиП-2-22-81 (далі посилання –<1>). В інженерних розрахунках міцності стіни до стиску враховується безліч факторів, включаючи конфігурацію стіни, опір стиску, міцність даного типуматеріалів та багато іншого. Однак, приблизно, «на вічко», можна прикинути резистентність стіни до стиснення, скориставшись орієнтовними таблицями, в яких міцність (в тоннах) пов'язана в залежність від ширини стінки, а також марок цегли та розчину. Таблиця складена для показника висоти стіни 2,8 м-коду.

Таблиця міцність цегляної стінки, тонн (приклад)

Марки		Ширина ділянки, см
цегла	розчин	25	51	77	100	116	168	194	220	246	272	298
50	25	4	7	11	14	17	31	36	41	45	50	55
100	50	6	13	19	25	29	52	60	68	76	84	92

У разі, якщо значення ширини простінка знаходиться в інтервалі між зазначеними, необхідно орієнтуватися на мінімальне число. Разом з тим слід пам'ятати, що в таблицях враховані не всі фактори, які можуть коригувати стійкість, міцність конструкції та опір цегляної стінки до стиснення в досить широкому діапазоні.

За часом навантаження бувають тимчасові та постійні.

Постійні:

вага елементів споруд (вага огорож, несучих та інших конструкцій);
тиск ґрунтів та гірських порід;
гідростатичний тиск.

Тимчасові:

вага тимчасових споруд;
навантаження від стаціонарних систем та обладнання;
тиск у трубопроводах;
навантаження від складованих виробів та матеріалів;
кліматичні навантаження (снігові, ожеледиці, вітрові тощо);
і багато інших.

При аналізі навантаження конструкцій обов'язково слід враховувати сумарні ефекти. Нижче наведено приклад підрахунку основних навантажень на простінки першого поверху будівлі.

Навантаженість цегляної кладки

Для обліку сили, що впливає на проектовану ділянку стіни, потрібно підсумовувати навантаження:

В разі малоповерхового будівництваЗавдання сильно спрощується, і багатьма факторами тимчасового навантаження можна знехтувати, задаючи певний запас міцності на етапі проектування.

Однак у разі будівництва 3 і більше поверхових споруд необхідний ретельний аналіз за спеціальними формулами, що враховують складання навантажень від кожного поверху, кут докладання сили та багато іншого. В окремих випадках міцність простінка досягається армуванням.

Приклад розрахунку навантажень

Даний приклад показує аналіз діючих навантажень на простінки 1-го поверху. Тут враховано лише постійно діючі навантаженнявід різних конструкційних елементівбудівлі, з урахуванням нерівномірності ваги конструкції та кутом докладання сил.

Вихідні дані для аналізу:

кількість поверхів – 4 поверхи;
товщина стіни із цегли Т=64см (0,64 м);
питома вага кладки (цегла, розчин, штукатурка) М=18 кН/м3 (показник взятий із довідкових даних, табл. 19<1>);
ширина віконних отворівскладає: Ш1 = 1,5 м;
висота віконних прорізів - В1 = 3 м;
перетин простінка 0,64*1,42 м (площа, що навантажується, куди прикладена вага вищележачих конструктивних елементів);
висота поверху Вет = 4,2 м (4200 мм):
тиск розподілено під кутом 45 градусів.

Приклад визначення навантаження від стіни (шар штукатурки 2 см)

Нст = (3-4Ш1В1) (h + 0,02) Myf = ( * 3-4 * 3 * 1,5) * (0,02 +0,64) * 1,1 * 18 = 0, 447МН.

Ширина навантаженої площі П=Вет*В1/2-Ш/2=3*4,2/2,0-0,64/2,0=6 м

Нп = (30 +3 * 215) * 6 = 4,072 МН

Нд = (30 +1,26 +215 * 3) * 6 = 4,094 МН

Н2 = 215 * 6 = 1,290 МН,

зокрема Н2l=(1,26+215*3)*6= 3,878МН

Власна вага простінків

Нпр = (0,02 +0,64) * (1,42 +0,08) * 3 * 1,1 * 18 = 0,0588 МН

Загальне навантаження буде результатом поєднання зазначених навантажень на простінки будівлі, для її підрахунку виконується підсумовування навантажень від стінки, від перекриттів другого поверху і ваги проектованої ділянки).

Схема аналізу навантаження та міцності конструкції

Для підрахунку простінка цегляної стіни знадобляться:

довжина поверху (вона ж висота ділянки) (Вет);
кількість поверхів (Чет);
товщина стінки (Т);
ширина цегляної стіни(Ш);
параметри кладки (тип цегли, марка цегли, марка розчину);

Площа простінка (П)

За таблицею 15<1>необхідно визначити коефіцієнт а (характеристика пружності). Коефіцієнт залежить від типу, марки цегли та розчину.
Показник гнучкості (Г)

Залежно від показників а та Р, за таблицею 18<1>потрібно подивитися коефіцієнт вигину ф.
Знаходження висоти стиснутої частини

де е0 – показник екстренсиситету.

Знаходження площі стиснутої частини перерізу

Псж = П * (1-2 е0 / Т)

Визначення гнучкості стиснутої частини простінка

Гсж = Вет / Всж

Визначення за табл. 18<1>коефіцієнт фсж, виходячи з Гсж та коефіцієнта а.
Розрахунок усередненого коефіцієнта фср

Фср = (ф + фсж) / 2

Визначення коефіцієнта ω (таблиця 19<1>)

ω =1+е/Т<1,45

Розрахунок сили, що впливає на переріз
Визначення стійкості

У = Кдв * фср * R * Псж * ω

Кдв - коефіцієнт тривалого впливу

R – опір кладки стиску, можна визначити за таблицею 2<1>у МПа

Звірка

Приклад розрахунку міцності кладки

- Вет - 3,3 м

- Чет - 2

- Т - 640 мм

- Ш - 1300 мм

- Параметри кладки (глиняна цегла, виготовлена методом пластичного пресування, цементно-піщаний розчин, марка цегли - 100, марка розчину - 50)

Площа (П)

П = 0,64 * 1,3 = 0,832

За таблицею 15<1>визначаємо коефіцієнт а.

Гнучкість (Г)

Р =3,3/0,64=5,156

Коефіцієнт вигину (таблиця 18<1>).

Висота стиснутої частини

Всж = 0,64-2 * 0,045 = 0,55 м

Площа стиснутої частини перерізу

Псж = 0,832 * (1-2 * 0,045 / 0,64) = 0,715

Гнучкість стиснутої частини

Гсж = 3,3 / 0,55 = 6

фсж = 0,96
Розрахунок фср

Фср = (0,98 +0,96) / 2 = 0,97

За табл. 19<1>

ω =1+0,045/0,64=1,07<1,45

Для визначення діючого навантаження необхідний розрахунок ваги всіх елементів конструкції, що впливають на ділянку будівлі, що проектується.

Визначення стійкості

У = 1 * 0,97 * 1,5 * 0,715 * 1,07 = 1,113 МН

Звірка

Умова виконана, міцність кладки та міцність її елементів достатня

Недостатній опір простінка

Що робити, якщо розрахунковий опір простінків тиску недостатньо? В цьому випадку необхідно зміцнення стіни за допомогою армування. Нижче наведено приклад аналізу необхідної модернізації конструкції за недостатнього опору стиску.

Для зручності можна скористатися табличними даними.

У нижньому рядку представлені показники для стінки, армованої дротяною сіткою діаметром 3 мм, з коміркою 3 см, класу В1. Армування кожного третього ряду.

Приріст міцності становить близько 40%. Зазвичай цей опір стиску виявляється достатнім. Краще зробити докладний аналіз, підрахувавши зміну характеристик міцності відповідно до застосовуваного способу посилення конструкції.

Нижче наведено приклад такого обчислення

Приклад розрахунку посилення простінків

Вихідні дані – див. попередній приклад.

висота поверху - 3,3 м;
товщина стіни – 0,640 м;
ширина кладки 1300 м;
типові характеристики кладки (тип цегли – глиняна цегла, виготовлена методом пресування, тип розчину – цементний з піском, марка цегли – 100, розчину – 50)

І тут умова У>=Н виконується (1,113<1,5).

Потрібно збільшити опір стиску та міцність конструкції.

Коефіціент посилення

k=У1/У=1,5/1,113=1,348,

тобто. треба збільшити міцність конструкції на 348%.

Посилення залізобетонної обойми

Посилення проводиться обоймою з бетону В15 завтовшки 0,060 м. Вертикальні стрижні 0,340 м2, хомути 0,0283 м2 з кроком 0,150 м.

Розміри перерізу посиленої конструкції:

Ш_1 = 1300 +2 * 60 = 1,42

Т_1 = 640 +2 * 60 = 0,76

За таких показників умова У>=Н виконується. Опір стиску та міцність конструкції достатні.

В.В. Габрусенка

Норми проектування (СНиП II-22-81) дозволяють приймати мінімальну товщину несучих кам'яних стін для кладки І групи в межах від 1/20 до 1/25 висоти поверху. При висоті поверху до 5 м у ці обмеження цілком вписується цегляна стіна завтовшки всього 250 мм (1 цегла), чим і користуються проектувальники - особливо часто останнім часом.

З погляду формальних вимог, проектувальники діють цілком законно і енергійно опираються, коли хтось намагається їх намірам перешкоджати.

Тим часом тонкі стіни найбільше сильно реагують на всілякі відхилення від проектних характеристик. Причому навіть такі, які офіційно допустимі Нормами правил виробництва та приймання робіт (СНиП 3.03.01-87). У тому числі: відхилення стін зі зміщення осей (10 мм), по товщині (15 мм), по відхилення однією поверх від вертикалі (10 мм), по зміщення опор плит перекриття плані (6…8 мм) та інших.

До чого приводять ці відхилення, розглянемо на прикладі внутрішньої стіни висотою 3,5 м і товщиною 250 мм з цегли марки 100 на розчині марки 75, що несе розрахункове навантаження від перекриття 10 кПа (плити прольотом по 6 м з обох сторін) і ваги вищележачих . Стіна розрахована на центральний стиск. Її розрахункова несуча здатність, визначена за СНиП II-22-81, становить 309 кН/м.

Припустимо, що нижня стіна зміщена від осі на 10 мм вліво, а верхня стіна – на 10 мм вправо (малюнок). Крім того, на 6 мм праворуч від осі зміщені плити перекриття. Тобто навантаження від перекриття N 1= 60 кН/м прикладена з ексцентриситетом 16 мм, а навантаження від стіни, що знаходиться вище. N 2- з ексцентриситетом 20 мм, тоді ексцентриситет рівнодіє 19 мм. За такого ексцентриситете несуча здатність стіни знизиться до 264 кН/м, тобто. на 15%. І це - за наявності всього двох відхилень та за умови, що відхилення не перевищують допустимі Нормами значення.

Якщо додати сюди несиметричне навантаження перекриттів тимчасовим навантаженням (праворуч більше, ніж ліворуч) та «допуски», які дозволяють собі будівельники, - потовщення горизонтальних швів, традиційно погане заповнення вертикальних швів, неякісна перев'язка, викривлення або нахил поверхні, «підмолодження» розчину, надмірне використання половняку і т. д. і т. п., - то здатність, що несе, може знизитися ще не менш ніж на 20 ... 30%. Через війну навантаження стіни перевищить величину 50…60%, яку починається незворотний процес руйнації. Процес цей проявляється не завжди одразу, буває – через роки після завершення будівництва. Причому треба мати на увазі, що чим менше перетин (товщина) елементів, тим сильніший негативний вплив перевантажень, оскільки зі зменшенням товщини зменшується можливість перерозподілу напруги в межах перерізу за рахунок пластичних деформацій кладки.

Якщо додати ще нерівномірні деформації основ (внаслідок замочування ґрунтів), що загрожують поворотом підошви фундаменту, «зависанням» зовнішніх стін на внутрішніх несучих стінах, утворенням тріщин і зниженням стійкості, то мова вже піде не просто про навантаження, а про раптове обвалення.

Прихильники тонких стін можуть заперечити, що для цього потрібно занадто велике поєднання дефектів і несприятливих відхилень. Відповімо їм: переважна більшість аварій і катастроф у будівництві відбувається саме тоді, коли в одному місці й одночасно збирається кілька негативних факторів - у цьому випадку «занадто багато» їх не буває.

Висновки

Товщина несучих стін повинна становити не менше ніж 1,5 цегли (380 мм). Стіни товщиною в 1 цеглу (250 мм) допускається застосовувати тільки для одноповерхових або останніх поверхів багатоповерхових будівель.

Цю вимогу слід внести до майбутніх Територіальних норм проектування будівельних конструкцій та будівель, необхідність у розробці яких давно назріла. Поки ж можна лише порекомендувати проектувальникам уникати застосування несучих стін завтовшки менше 1,5 цегли.

Зовнішні несучі стіни повинні бути, як мінімум, розраховані на міцність, стійкість, місцеве зминання та опір теплопередачі. Щоб дізнатися, якої товщини має бути цегляна стіна , Треба зробити її розрахунок. У цій статті ми розглянемо розрахунок несучої здатності цегляної кладки, а наступних статтях - інші розрахунки. Щоб не пропустити вихід нової статті, підпишіться на розсилку і ви дізнаєтесь якою має бути товщина стіни після всіх розрахунків. Оскільки наша компанія займається будівництвом котеджів, тобто малоповерховим будівництвом, всі розрахунки ми розглядатимемо саме для цієї категорії.

Несучими називаються стіни, які сприймають навантаження від плит, що спираються на них, перекриттів, покриттів, балок і т.д.

Також слід врахувати марку цеглини за морозостійкістю. Так як кожен будує будинок для себе, як мінімум на сто років, то при сухому та нормальному вологому режимі приміщень приймається марка (М рз) від 25 і вище.

При будівництві будинку, котеджу, гаража, хоз.построек та інших споруд з сухим і нормальним вологим режимом рекомендується застосовувати для зовнішніх стін пустотіла цегла, так як його теплопровідність нижче, ніж у повнотілого. Відповідно, при теплотехнічному розрахунку товщина утеплювача вийде менше, що заощадить кошти при його купівлі. Повнотілу цеглу для зовнішніх стін необхідно застосовувати лише за необхідності забезпечення міцності кладки.

Армування цегляної кладки допускається тільки в тому випадку, коли збільшення марки цегли і розчину не дозволяє забезпечити необхідну здатність, що несе.

Приклад розрахунку цегляної стінки.

Несуча здатність цегляної кладки залежить від багатьох факторів - від марки цегли, марки розчину, наявності прорізів та їх розмірів, від гнучкості стін і т.д. Розрахунок несучої можливості починається з визначення розрахункової схеми. При розрахунку стін на вертикальні навантаження стіна вважається опертою на шарнірно-нерухомі опори. При розрахунку стін на горизонтальні навантаження (вітрові) стіна вважається жорстко защемленою. Важливо не плутати ці схеми, оскільки епюри моментів будуть різними.

Вибір розрахункового перерізу.

У глухих стінах за розрахунковий приймається переріз I-I на рівні низу перекриття з поздовжньою силою N і максимальним згинальним моментом М. Часто небезпечним буває переріз II-II, так як момент, що згинає трохи менше максимального і дорівнює 2/3М, а коефіцієнти m g і φ мінімальні.

У стінах з прорізами перетин приймається лише на рівні низу перемичок.

Давайте розглянемо перетин І-І.

З минулої статті Збір навантажень на стіну першого поверхувізьмемо отримане значення повного навантаження, яке включає навантаження від перекриття першого поверху P 1 =1,8т і вищележачих поверхів G=G п +P 2 +G 2 = 3,7т:

N = G + P 1 = 3,7 т +1,8 т = 5,5 т

Плита перекриття спирається на стіну з відривом а=150мм. Поздовжня сила P 1 від перекриття перебуватиме на відстані а/3 = 150/3 = 50 мм. Чому на 1/3? Тому що епюра напруги під опорною ділянкою буде у вигляді трикутника, а центр тяжіння трикутника якраз знаходиться на 1/3 довжини спирання.

Навантаження від верхніх поверхів G вважається прикладеним по центру.

Так як навантаження від плити перекриття (P 1) прикладена не по центру перерізу, а на відстані від нього дорівнює:

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

то вона буде створювати згинальний момент (М) у перерізі I-I. Момент - це витвір сили на плече.

M = P 1 * e = 1,8 т * 7,5 см = 13,5 т * см

Тоді ексцентриситет поздовжньої сили N складе:

e 0 = M/N = 13,5/5,5 = 2,5 см

Так як несуча стіна завтовшки 25см, то в розрахунку слід врахувати величину випадкового ексцентриситету e ν =2см, тоді загальний ексцентриситет дорівнює:

e 0 = 2,5 + 2 = 4,5 см

y=h/2=12,5см

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

Міцність кладки позацентрово стисненого елемента визначається за формулою:

N ≤ m g φ 1 R A c ω

Коефіцієнти m gі φ 1у аналізованому перерізі I-I дорівнюють 1.