Nosnost zdiva je 250 mm. Výpočet pevnosti mola s přihlédnutím ke zjištěným vadám. Zatížení cihel
Je nutné určit výpočtovou únosnost stěnového dílce budovy s pevným konstrukčním návrhem*
Výpočet únosnosti části nosné stěny budovy s tuhou konstrukcí.
Vypočtená podélná síla se aplikuje na část stěny s obdélníkovým průřezem N= 165 kN (16,5 tf), z dlouhodobého zatížení N G= 150 kN (15 tf), krátkodobě N Svatý= 15 kN (1,5 tf). Rozměr sekce je 0,40x1,00 m, výška podlahy 3 m, spodní a horní podpěry stěny jsou sklopné a pevné. Stěna je navržena ze čtyřvrstvých bloků konstrukční třídy pevnosti M50 s použitím malty konstrukční třídy M50.
Při stavbě objektu v letních podmínkách je nutné zkontrolovat nosnost stěnového prvku v polovině výšky podlahy.
V souladu s ustanovením by se u nosných stěn o tloušťce 0,40 m neměla brát v úvahu náhodná excentricita. Výpočet provedeme pomocí vzorce
N ≤ m G R.A. ,
Kde N- vypočítaný podélná síla.
Příklad výpočtu uvedený v této příloze je proveden podle vzorců, tabulek a odstavců SNiP P-22-81 * (uvedeno v hranatých závorkách) a těchto doporučení.
Plocha průřezu prvku
A= 0,40 ∙ 1,0 = 0,40 m.
Návrhová pevnost zdiva v tlaku R podle tabulky 1 těchto Doporučení s přihlédnutím ke koeficientu provozních podmínek S= 0,8, viz odstavec, rovná se
R= 9,2-0,8 = 7,36 kgf/cm2 (0,736 MPa).
Příklad výpočtu uvedený v této příloze je proveden podle vzorců, tabulek a odstavců SNiP P-22-81 * (uvedeno v hranatých závorkách) a těchto doporučení.
Odhadovaná délka prvku podle výkresu, str
l 0 = Η = Z m.
Flexibilita prvku je
.
Elastické vlastnosti zdiva , přijaté podle těchto „Doporučení“, se rovná
Součinitel vzpěru určeno z tabulky.
Je brán koeficient zohledňující vliv dlouhodobého zatížení při tloušťce stěny 40 cm m G = 1.
Součinitel pro zdění čtyřvrstvých bloků se bere podle tabulky. rovná 1,0.
Výpočtová únosnost stěnové sekce N cc rovná
N cc= mg m G ∙ ∙R∙A∙ =1,0 ∙ 0,9125 ∙ 0,736 ∙ 10 3 ∙ 0,40 ∙ 1,0 = 268,6 kN (26,86 tf).
Návrhová podélná síla N méně N cc :
N= 165 kN< N cc= 268,6 kN.
Stěna tedy splňuje požadavky na nosnost.
II příklad výpočtu odporu prostupu tepla stěn budovy ze čtyřvrstvých tepelně účinných tvárnic
Příklad. Určete odpor prostupu tepla stěny o tloušťce 400 mm ze čtyřvrstvých tepelně účinných tvárnic. Vnitřní povrch stěny ze strany místnosti je obložen sádrokartonovými deskami.
Stěna je určena do místností s normální vlhkostí a mírným venkovním klimatem, oblast výstavby je Moskva a Moskevská oblast.
Při výpočtu akceptujeme zdivo ze čtyřvrstvých bloků s vrstvami, které mají následující vlastnosti:
Vnitřní vrstva - keramzit beton tloušťky 150 mm, hustota 1800 kg/m 3 - = 0,92 W/m ∙ 0 C;
Vnější vrstva - pórovitý keramzit beton tloušťky 80 mm, hustota 1800 kg/m 3 - = 0,92 W/m ∙ 0 C;
Tepelně izolační vrstva - polystyren tl.170 mm, - 0,05 W/m ∙ 0 C;
Suchá omítka ze sádrových obkladových desek tloušťky 12 mm - = 0,21 W/m ∙ 0 C.
Snížený odpor prostupu tepla vnější stěny je vypočítán na základě hlavního konstrukčního prvku, který se v budově nejvíce opakuje. Provedení stěny budovy s hlavním konstrukčním prvkem je na obr. 2, 3. Požadovaný snížený odpor stěny prostupem tepla je stanoven podle SNiP 23/2003 " Tepelná ochrana budovy“, na základě podmínek úspory energie podle tabulky 1b* pro obytné budovy.
Pro podmínky Moskvy a moskevské oblasti je požadovaný odpor prostupu tepla stěn budovy (etapa II)
GSOP = (20 + 3,6)∙213 = 5027 stupňů. dní
Celkový odpor přenosu tepla R Ó použitý design stěny je určen vzorcem
,(1)
Kde 
A 
- koeficienty prostupu tepla vnitřního a vnějšího povrchu stěny,
přijato podle SNiP 23-2-2003 - 8,7 W/m 2 ∙ 0 C a 23 W/m 2 ∙ 0 C
respektive;
R 1 ,R 2 ...R n- tepelný odpor jednotlivých vrstev blokových konstrukcí
n- tloušťka vrstvy (m);
n- součinitel tepelné vodivosti vrstvy (W/m 2 ∙ 0 C)
= 3,16 m 2 ∙ 0 C/W.
Určete snížený tepelný odpor stěny R Ó bez vnitřní vrstvy omítky.
R Ó
=
= 0,115 + 0,163 + 3,4 + 0,087 + 0,043 = 3,808 m2 ∙ 0 C/W.
Pokud je nutné použít vnitřní omítkovou vrstvu ze strany místnosti sádrokartonové desky odpor prostupu tepla stěny se zvýší o
R PC.
=
= 0,571 m 2 ∙ 0 C/W.
Tepelný odpor stěny bude
R Ó= 3,808 + 0,571 = 4,379 m2 ∙ 0 C/W.
Návrh vnější stěny ze čtyřvrstvých tepelně účinných tvárnic tloušťky 400 mm s vnitřní omítkovou vrstvou ze sádrokartonových desek o tloušťce 12 mm o celkové tloušťce 412 mm má tedy snížený odpor prostupu tepla rovný 4,38 m 2 ∙ 0 C/W a splňuje požadavky na tepelně izolační vlastnosti vnějších obvodových konstrukcí budov v klimatických podmínkách Moskvy a Moskevské oblasti.
Nutnost výpočtu zdivo při stavbě soukromého domu je to zřejmé každému developerovi. Při stavbě obytných budov se používají klinker a červené cihly, dokončovací cihla slouží k vytvoření atraktivního vzhledu vnějšího povrchu stěn. Každá značka cihel má své specifické parametry a vlastnosti, ale mezi nimi je rozdíl ve velikosti různé značky minimální.
Maximální množství materiálu lze vypočítat stanovením celkového objemu stěn a jeho vydělením objemem jedné cihly.
Klinkerové cihly se používají pro stavbu luxusních domů. Má velkou specifickou hmotnost, atraktivní vzhled, vysoká síla. Omezené použití kvůli vysoké ceně materiálu.
Nejoblíbenějším a nejžádanějším materiálem jsou červené cihly. Má dostatečnou pevnost při relativně malé měrné hmotnosti, snadno se zpracovává a je málo ovlivněn životní prostředí. Nevýhody - nedbalé povrchy s vysokou drsností, schopnost absorbovat vodu při vysoké vlhkosti. V normální podmínky provozu se tato schopnost neprojevuje.
Existují dva způsoby pokládání cihel:
- připnutý;
- lžíce
Při pokládce metodou na tupo se cihla pokládá napříč stěnou. Tloušťka stěny musí být minimálně 250 mm. Vnější povrch zeď se bude skládat z koncové plochy materiál.
Lžíčkovou metodou se cihla pokládá podélně. Boční plocha se objeví vně. Pomocí této metody můžete vyskládat poloviční cihlové zdi o tloušťce 120 mm.
Co potřebujete vědět k výpočtu
Maximální množství materiálu lze vypočítat stanovením celkového objemu stěn a jeho dělením objemem jedné cihly. Získaný výsledek bude přibližný a nadhodnocený. Pro přesnější výpočet je třeba vzít v úvahu následující faktory:
- velikost spáry zdiva;
- přesné rozměry materiálu;
- tloušťka všech stěn.
Výrobci poměrně často z různých důvodů nedodržují standardní velikosti výrobků. Červené zdivo cihla podle GOST by měl mít rozměry 250x120x65 mm. Aby nedošlo ke zbytečným chybám materiálové náklady Je vhodné se informovat u dodavatelů o velikostech dostupných cihel.
Optimální tloušťka vnější stěny pro většinu regionů je 500 mm, nebo 2 cihly. Tato velikost zajišťuje vysokou pevnost budovy, dobrá tepelná izolace. Nevýhodou je velká hmotnost konstrukce a v důsledku toho tlak na základ a spodní vrstvy zdiva.
Velikost spáry zdiva bude záviset především na kvalitě malty.
Pokud k přípravě směsi použijete hrubozrnný písek, u jemnozrnného písku se šířka švu zvětší, šev může být tenčí. Optimální tloušťka spár zdiva je 5-6 mm. V případě potřeby je povoleno provádět švy o tloušťce 3 až 10 mm. V závislosti na velikosti švů a způsobu pokládky cihly můžete část ušetřit.
Vezměme si například tloušťku švu 6 mm a způsob pokládání lžičkou. cihlové zdi. Pokud je tloušťka stěny 0,5 m, musíte položit 4 cihly na šířku.
Celková šířka mezer bude 24 mm. Položením 10 řad po 4 cihlách vznikne celková tloušťka všech spár 240 mm, což se téměř rovná délce standardního výrobku. Celková plocha zdiva bude cca 1,25 m2. Pokud jsou cihly položeny těsně, bez mezer, vejde se na 1 m2 240 kusů. S přihlédnutím k mezerám bude spotřeba materiálu cca 236 kusů.
Návrat k obsahu
Metoda výpočtu pro nosné stěny
Při plánování vnějších rozměrů budovy je vhodné volit hodnoty, které jsou násobky 5. S takovými čísly je snazší provádět výpočty, než je provádět ve skutečnosti. Při plánování výstavby 2 podlaží byste měli vypočítat množství materiálu v etapách pro každé podlaží.
Nejprve se provede výpočet vnějších stěn v prvním patře. Můžete například vzít budovu s rozměry:
- délka = 15 m;
- šířka = 10 m;
- výška = 3 m;
- Tloušťka stěn je 2 cihly.
Pomocí těchto rozměrů musíte určit obvod budovy:
(15 + 10) x 2 = 50
3 x 50 = 150 m2
Výpočtem celkové plochy můžete určit maximální množství cihel pro stavbu zdi. Chcete-li to provést, musíte vynásobit dříve stanovený počet cihel na 1 m2 celkovou plochou:
236 x 150 = 35 400
Výsledek je neprůkazný, stěny musí mít otvory pro instalaci dveří a oken. Množství vstupní dveře se může lišit. Malé soukromé domy mají obvykle jedny dveře. Pro budovy velké velikosti Je vhodné naplánovat dva vchody. Určuje se počet oken, jejich velikosti a umístění vnitřní dispozice budova.
Jako příklad si můžete vzít 3 okenní otvory na 10metrovou stěnu, 4 na 15metrové stěny. Je vhodné udělat jednu ze stěn prázdnou, bez otvorů. Hlasitost dveře lze určit podle standardní velikosti. Pokud se velikosti liší od standardních, lze objem vypočítat pomocí celkové rozměry, přičemž se k nim přidá šířka instalační mezery. Pro výpočet použijte vzorec:
2 x (A x B) x 236 = C
kde: A je šířka dveřního otvoru, B je výška, C je objem v počtu cihel.
Nahrazením standardních hodnot dostaneme:
2 x (2 x 0,9) x 236 = 849 ks.
Hlasitost okenní otvory se počítá podobně. Při rozměrech oken 1,4 x 2,05 m bude objem 7450 kusů. Určení počtu cihel na teplotní mezeru je jednoduché: je třeba vynásobit délku obvodu číslem 4. Výsledkem je 200 kusů.
35400 — (200 + 7450 + 849) = 26 901.
Nákup požadované množství by mělo být provedeno s malou rezervou, protože během provozu jsou možné chyby a další nepředvídané situace.
Obrázek 1. Výpočtové schéma pro zděné sloupy navrhovaného objektu.
Nabízí se přirozená otázka: jaký je minimální průřez sloupů, který zajistí požadovanou pevnost a stabilitu? Samozřejmě, myšlenkou je rozmístit sloupce od hliněná cihla, a zejména stěny domu, není ani zdaleka nové a všechny možné aspekty výpočtů cihlových zdí, pilířů, pilířů, které jsou podstatou sloupu, jsou dostatečně podrobně popsány v SNiP II-22-81 (1995 ) „Kámen a vyztužené kamenné konstrukce"To je přesně ono." normativní dokument a měl by být použit jako vodítko při provádění výpočtů. Níže uvedený výpočet není nic jiného než příklad použití zadaného SNiP.
Chcete-li určit pevnost a stabilitu sloupů, musíte mít poměrně mnoho počátečních údajů, jako jsou: značka cihel z hlediska pevnosti, plocha podepření příčníků na sloupech, zatížení sloupů , plocha průřezu sloupu, a pokud nic z toho není známo ve fázi návrhu, můžete postupovat následujícím způsobem:
Příklad výpočtu zděného sloupu pro stabilitu při centrálním stlačení
Navrženo:
Rozměry terasy 5x8 m Tři sloupy (jeden uprostřed a dva na okrajích) z lícové duté cihly o průřezu 0,25x0,25 m cihla je M75.
Předpoklady pro výpočet:
.S tímto konstrukčním schématem bude maximální zatížení na střední spodní sloup. To je to, s čím byste měli počítat pro sílu. Zatížení sloupu závisí na mnoha faktorech, zejména na konstrukční ploše. Například v Petrohradě je to 180 kg/m2 a v Rostově na Donu - 80 kg/m2. S přihlédnutím k hmotnosti samotné střechy je 50-75 kg/m2, zatížení sloupu od střechy pro Puškina Leningradská oblast může činit:
N ze střechy = (180 1,25 + 75) 5 8/4 = 3000 kg nebo 3 tuny
Protože efektivní zátěže z materiálu podlahy a z lidí sedících na terase, nábytek atd. zatím nejsou známy, ale železobetonová deska Není to přesně v plánu, ale předpokládá se, že strop bude dřevěný, oddělený hraněné desky, pak pro výpočet zatížení z terasy můžete vzít rovnoměrně rozložené zatížení 600 kg/m2, pak koncentrovaná síla z terasy působící na středový sloup bude:
N z terasy = 600 5 8/4 = 6000 kg nebo 6 tun
Vlastní hmotnost sloupů o délce 3 m bude:
N ze sloupce = 1500 3 0,38 0,38 = 649,8 kg nebo 0,65 tuny
Celkové zatížení středního spodního sloupu v části sloupu poblíž základu tedy bude:
N s otáčkami = 3000 + 6000 + 2 650 = 10300 kg nebo 10,3 tuny
V tomto případě však lze vzít v úvahu, že není příliš vysoká pravděpodobnost, že dočasné zatížení sněhem, maximálně v zimní čas, a dočasné zatížení podlahy, maximálně v létě, bude aplikováno současně. Tito. součet těchto zatížení lze vynásobit koeficientem pravděpodobnosti 0,9, pak:
N s otáčkami = (3000 + 6000) 0,9 + 2 650 = 9400 kg nebo 9,4 tuny
Návrhové zatížení na vnějších sloupech bude téměř dvakrát menší:
N cr = 1500 + 3000 + 1300 = 5800 kg nebo 5,8 tuny
2. Stanovení pevnosti cihelného zdiva.
Třída cihel M75 znamená, že cihla musí vydržet zatížení 75 kgf/cm2, avšak pevnost cihly a pevnost zdiva jsou dvě různé věci. Následující tabulka vám pomůže pochopit:
stůl 1. Navrhněte pevnosti v tlaku pro zdivo (podle SNiP II-22-81 (1995))
Ale to není vše. Pořád to samé SNiP II-22-81 (1995) bod 3.11 a) doporučuje, aby se pro plochu pilířů a pilířů menší než 0,3 m 2 vynásobila hodnota návrhové odolnosti faktor pracovních podmínek ys = 0,8. A protože plocha průřezu našeho sloupu je 0,25x0,25 = 0,0625 m2, budeme muset použít toto doporučení. Jak vidíte, pro cihlu značky M75 i při použití zdicí malta M100, pevnost zdiva nepřesáhne 15 kgf/cm2. Výsledkem je, že vypočítaný odpor pro náš sloup bude 15·0,8 = 12 kg/cm2, pak maximální tlakové napětí bude:
10300/625 = 16,48 kg/cm2 > R = 12 kgf/cm2
Pro zajištění požadované pevnosti sloupu je tedy nutné buď použít cihlu větší pevnosti, například M150 (vypočítaná pevnost v tlaku pro maltu M100 bude 22·0,8 = 17,6 kg/cm2) nebo zvětšit průřez sloupu nebo použít příčnou výztuž zdiva. Prozatím se zaměřme na použití odolnějších lícových cihel.
3. Stanovení stability zděného sloupu.
Pevnost a stabilita zdiva cihlový sloup- to jsou také různé věci a stále stejné SNiP II-22-81 (1995) doporučuje určit stabilitu cihlového sloupu pomocí následujícího vzorce:
N ≤ mg φRF (1.1)
Kde m g- koeficient zohledňující vliv dlouhodobé zátěže. V tomto případě jsme měli, relativně vzato, štěstí, protože ve výšce úseku h≈ 30 cm, hodnotu tohoto koeficientu lze brát rovnou 1.
Poznámka: Ve skutečnosti s koeficientem m g není vše tak jednoduché, podrobnosti najdete v komentářích k článku.
φ - koeficient podélného ohybu v závislosti na pružnosti sloupu λ . K určení tohoto koeficientu potřebujete znát odhadovanou délku sloupce l 0 a ne vždy se shoduje s výškou sloupce. Jemnosti určování konstrukční délky konstrukce jsou uvedeny samostatně, zde pouze poznamenáváme, že podle SNiP II-22-81 (1995) klauzule 4.3: „Vypočítané výšky stěn a pilířů; l 0 při určování součinitelů vzpěru φ v závislosti na podmínkách jejich podepření na vodorovných podpěrách je třeba vzít v úvahu následující:
a) s pevnými sklopnými podpěrami l 0 = N;
b) s elastickou horní podpěrou a pevným sevřením ve spodní podpěře: pro budovy s jedním polem l 0 = 1,5H, pro budovy o více polích l 0 = 1,25H;
c) zdarma stojící konstrukce l 0 = 2H;
d) pro konstrukce s částečně sevřenými nosnými sekcemi - s přihlédnutím ke skutečnému stupni sevření, ne však méně l 0 = 0,8 N, Kde N- vzdálenost mezi podlahami nebo jinými vodorovnými podpěrami, u železobetonových vodorovných podpěr světlá vzdálenost mezi nimi."
Naše schéma výpočtu lze na první pohled považovat za splňující podmínky bodu b). tj. můžete si to vzít l 0 = 1,25 H = 1,25 3 = 3,75 metru nebo 375 cm. Tuto hodnotu však můžeme s jistotou použít pouze v případě, kdy je spodní podpěra opravdu tuhá. Pokud je cihlový sloup položen na vrstvu hydroizolace ze střešní lepenky položenou na základ, měla by být taková podpěra spíše považována za kloubovou, nikoli pevně upnutou. A v tomto případě je náš návrh v rovině rovnoběžné s rovinou stěny geometricky variabilní, jelikož konstrukce podlahy (samostatně ležící desky) neposkytuje dostatečnou tuhost ve stanovené rovině. Z této situace existují 4 možné cesty:
1. Použijte zásadně odlišné schéma návrhu
Například - kovové sloupy, pevně zapuštěné do základu, ke kterému budou přivařeny podlahové nosníky, lze pak z estetických důvodů zakrýt kovové sloupy lícová cihla jakékoli značky, protože celý náklad ponese kov. V tomto případě je pravda, že kovové sloupy je potřeba spočítat, ale lze vzít vypočtenou délku l 0 = 1,25H.
2. Udělejte další přesah,
například z plošné materiály, což nám umožní považovat v tomto případě horní i spodní podpěry sloupu za kloubové l 0 = H.
3. Vytvořte výztužnou membránu
v rovině rovnoběžné s rovinou stěny. Například podél okrajů nepokládejte sloupy, ale spíše mola. To nám také umožní považovat horní i spodní podpěry sloupu za kloubové, ale v tomto případě je nutné dodatečně vypočítat tuhost diafragmy.
4. Ignorujte výše uvedené možnosti a počítejte sloupky jako volně stojící s pevnou spodní podpěrou, tzn. l 0 = 2H
Nakonec staří Řekové stavěli své sloupy (i když ne z cihel) bez jakékoli znalosti odolnosti materiálů, bez použití kovových kotev a dokonce tak pečlivě napsaných stavební předpisy a v té době neexistovala žádná pravidla, nicméně některé sloupy stojí dodnes.
Nyní, když znáte návrhovou délku sloupu, můžete určit koeficient flexibility:
λ h = l 0 /h (1.2) popř
λ i = l 0 /i (1.3)
Kde h- výška nebo šířka části sloupu a i- poloměr setrvačnosti.
Určení poloměru otáčení není v zásadě obtížné, musíte vydělit moment setrvačnosti průřezu plochou průřezu a poté z výsledku extrahovat Odmocnina, nicméně v tomto případě to není příliš potřeba. Tím pádem Ah = 2 300/25 = 24.
Nyní, když znáte hodnotu koeficientu pružnosti, můžete konečně určit koeficient vzpěru z tabulky:
tabulka 2. Součinitele vzpěru pro kámen a železobeton kamenné stavby(podle SNiP II-22-81 (1995))
V tomto případě elastické charakteristiky zdiva α určuje tabulka:
Tabulka 3. Elastické vlastnosti zdiva α (podle SNiP II-22-81 (1995))
V důsledku toho bude hodnota koeficientu podélného ohybu asi 0,6 (s elastickou charakteristickou hodnotou α = 1200, podle odstavce 6). Maximální zatížení centrálního sloupku pak bude:
N р = m g φγ s RF = 1x0,6x0,8x22x625 = 6600 kg< N с об = 9400 кг
To znamená, že převzatý průřez 25x25 cm nestačí k zajištění stability spodního centrálního středově stlačeného sloupu. Pro zvýšení stability je nejoptimálnější zvětšit průřez sloupu. Pokud například rozložíte sloup s dutinou uvnitř jedné a půl cihly o rozměrech 0,38 x 0,38 m, nejen že se plocha průřezu sloupu zvětší na 0,13 m2 nebo 1300 cm2, ale poloměr setrvačnosti kolony se také zvýší na i= 11,45 cm. Pak Xi = 600/11,45 = 52,4 a hodnotu koeficientu φ = 0,8. V tomto případě bude maximální zatížení centrálního sloupku:
N r = m g φγ s RF = 1x0,8x0,8x22x1300 = 18304 kg > N s otáčkami = 9400 kg
To znamená, že úsek 38x38 cm je dostatečný pro zajištění stability spodního středového středově stlačeného sloupu a dokonce je možné snížit jakost cihly. Například u původně přijaté třídy M75 bude maximální zatížení:
N r = m g φγ s RF = 1x0,8x0,8x12x1300 = 9984 kg > N s otáčkami = 9400 kg
Zdá se, že je to vše, ale je vhodné vzít v úvahu ještě jeden detail. V tomto případě je lepší provést základový pás (sjednocený pro všechny tři sloupy) spíše než sloupový (pro každý sloup samostatně), jinak i malé sedání základu povede k dalším pnutím v těle sloupu a to může vést ke zničení. S přihlédnutím ke všemu výše uvedenému by byl nejoptimálnější úsek sloupu 0,51x0,51 m a z estetického hlediska je takový úsek optimální. Plocha průřezu těchto sloupů bude 2601 cm2.
Příklad výpočtu zděného sloupu pro stabilitu při excentrickém stlačení
Vnější sloupy v navrženém domě nebudou centrálně stlačeny, protože na nich budou příčníky spočívat pouze na jedné straně. A i když jsou příčníky položeny na celý sloup, přesto se v důsledku vychýlení příčníků zatížení z podlahy a střechy přenese na vnější sloupy, které nejsou ve středu části sloupu. Kam přesně se bude výslednice tohoto zatížení přenášet, závisí na úhlu sklonu příčníků na podpěrách, modulu pružnosti příčníků a sloupů a řadě dalších faktorů, které jsou podrobně rozebrány v článku „ Výpočet nosná část nosníku pro uložení“. Toto posunutí se nazývá excentricita působení zatížení e o. V tomto případě nás zajímá nejnepříznivější kombinace faktorů, při které se zatížení z podlahy na sloupy přenese co nejblíže k okraji sloupu. To znamená, že kromě samotného zatížení budou sloupy také vystaveny ohybovému momentu rovnému M = Ne o, a tento bod je třeba vzít v úvahu při výpočtu. V obecný případ Test stability lze provést pomocí následujícího vzorce:
N = φRF - MF/W (2.1)
Kde W- úsekový moment odporu. V tomto případě lze zatížení pro spodní krajní sloupy od střechy podmíněně považovat za středově působící a excentricita bude vytvořena pouze zatížením od podlahy. Při excentricitě 20 cm
Nr = φRF - MF/W =1x0,8x0,8x12x2601- 3000 20 2601· 6/51 3 = 19975, 68 - 7058,82 = 12916,9 kg >Ncr = 5800 kg
I při velmi velké excentricitě zatížení máme tedy více než dvojnásobnou bezpečnostní rezervu.
Poznámka: SNiP II-22-81 (1995) „Kamenné a vyztužené zděné konstrukce“ doporučuje použít jinou metodu pro výpočet řezu s přihlédnutím k vlastnostem kamenných konstrukcí, ale výsledek bude přibližně stejný, proto ne zde prezentujte metodu výpočtu doporučenou SNiP.
Cihla je docela odolná konstrukční materiál, obzvláště pevné, a při stavbě domů 2-3 podlaží, stěny z obyčejných keramické cihly Dodatečné výpočty zpravidla nejsou nutné. Přesto jsou situace různé, například se plánuje dvoupatrový dům s terasou ve druhém patře. Kovové příčníky, na kterých budou spočívat i kovové trámy terasy, se plánují podepřít na zděné sloupy z lícových dutých cihel o výšce 3 m nad nimi budou sloupy o výšce 3 m, na kterých bude spočívat střecha:
Nabízí se přirozená otázka: jaký je minimální průřez sloupů, který zajistí požadovanou pevnost a stabilitu? Samozřejmě, myšlenka pokládání sloupů z hliněných cihel, a ještě více stěn domu, není zdaleka nová a všechny možné aspekty výpočtů cihlových zdí, pilířů, pilířů, které jsou podstatou sloupu , jsou dostatečně podrobně popsány v SNiP II-22-81 (1995) "Kamenné a vyztužené kamenné konstrukce." Právě tento regulační dokument by měl být použit jako vodítko při provádění výpočtů. Níže uvedený výpočet není nic jiného než příklad použití zadaného SNiP.
Chcete-li určit pevnost a stabilitu sloupů, musíte mít poměrně mnoho počátečních údajů, jako jsou: značka cihel z hlediska pevnosti, plocha podepření příčníků na sloupech, zatížení sloupů , plocha průřezu sloupu, a pokud nic z toho není známo ve fázi návrhu, můžete postupovat následujícím způsobem:
s centrální kompresí
Navrženo: Rozměr terasy 5x8m Tři sloupy (jeden uprostřed a dva na krajích) z lícové duté cihly o průřezu 0,25x0,25m Vzdálenost os sloupů je 4m cihly je M75.
S tímto konstrukčním schématem bude maximální zatížení na střední spodní sloup. To je to, s čím byste měli počítat pro sílu. Zatížení sloupu závisí na mnoha faktorech, zejména na konstrukční ploše. Například, zatížení sněhem pro střešní krytinu v Petrohradě je 180 kg/m² a v Rostově na Donu - 80 kg/m². Vezmeme-li v úvahu hmotnost samotné střechy, 50–75 kg/m², zatížení sloupu od střechy pro Puškina v Leningradské oblasti může být:
N ze střechy = (180 1,25 +75) 5 8/4 = 3000 kg nebo 3 tuny
Vzhledem k tomu, že aktuální zatížení od materiálu podlahy a od osob sedících na terase není zatím známo, nábytek apod., ale rozhodně se neplánuje železobetonová deska a předpokládá se, že podlaha bude dřevěná, ze samostatně ležících hraněných prkna, pak pro výpočet zatížení z terasy můžete přijmout rovnoměrně rozložené zatížení 600 kg/m², pak koncentrovaná síla z terasy působící na středový sloup bude:
N z terasy = 600 5 8/4 = 6000 kg nebo 6 tun
Vlastní hmotnost sloupů o délce 3 m bude:
N ze sloupce = 1500 3 0,38 0,38 = 649,8 kg nebo 0,65 tuny
Celkové zatížení středního spodního sloupu v části sloupu poblíž základu tedy bude:
N s otáčkami = 3000 + 6000 + 2 650 = 10300 kg nebo 10,3 tuny
V tomto případě však lze vzít v úvahu, že není příliš vysoká pravděpodobnost, že dočasné zatížení od sněhu, maximálně v zimě, a dočasné zatížení podlahy, maximálně v létě, bude aplikováno současně. Tito. součet těchto zatížení lze vynásobit koeficientem pravděpodobnosti 0,9, pak:
N s otáčkami = (3000 + 6000) 0,9 + 2 650 = 9400 kg nebo 9,4 tuny
Návrhové zatížení na vnějších sloupech bude téměř dvakrát menší:
Ncr = 1500 + 3000 + 1300 = 5800 kg nebo 5,8 tuny
2. Stanovení pevnosti cihelného zdiva.
Třída cihel M75 znamená, že cihla musí vydržet zatížení 75 kgf/cm2, avšak pevnost cihly a pevnost zdiva jsou dvě různé věci. Následující tabulka vám pomůže pochopit:
stůl 1. Navrhněte pevnosti v tlaku pro zdivo
Ale to není vše. Stejný SNiP II-22-81 (1995) bod 3.11 a) doporučuje, aby se pro plochu pilířů a pilířů menší než 0,3 m² vynásobila hodnota návrhové odolnosti koeficientem provozních podmínek ys = 0,8. A protože plocha průřezu našeho sloupu je 0,25x0,25 = 0,0625 m², budeme muset použít toto doporučení. Jak vidíte, u cihel třídy M75 i při použití zdicí malty M100 nepřesáhne pevnost zdiva 15 kgf/cm2. Výsledkem je, že vypočítaný odpor pro náš sloup bude 15·0,8 = 12 kg/cm², pak maximální tlakové napětí bude:
10300/625 = 16,48 kg/cm² > R = 12 kgf/cm²
Pro zajištění požadované pevnosti sloupu je tedy nutné buď použít cihlu větší pevnosti, například M150 (vypočítaná pevnost v tlaku pro maltu M100 bude 22·0,8 = 17,6 kg/cm²) nebo zvýšit průřezu sloupu nebo použít příčnou výztuž zdiva. Prozatím se zaměřme na použití odolnějších lícových cihel.
3. Stanovení stability zděného sloupu.
Pevnost zdiva a stabilita zděného sloupu jsou také různé věci a stále stejné SNiP II-22-81 (1995) doporučuje určit stabilitu cihlového sloupu pomocí následujícího vzorce:
N ≤ mg φRF (1.1)
m g- koeficient zohledňující vliv dlouhodobé zátěže. V tomto případě jsme měli, relativně vzato, štěstí, protože ve výšce úseku h≤ 30 cm, hodnotu tohoto koeficientu lze brát rovnou 1.
φ - koeficient podélného ohybu v závislosti na pružnosti sloupu λ . K určení tohoto koeficientu potřebujete znát odhadovanou délku sloupce lÓ a ne vždy se shoduje s výškou sloupce. Jemnosti určování návrhové délky konstrukce zde nejsou nastíněny, pouze poznamenáváme, že podle SNiP II-22-81 (1995) odstavec 4.3: „Výpočet výšek stěn a pilířů lÓ při určování součinitelů vzpěru φ v závislosti na podmínkách jejich podepření na vodorovných podpěrách je třeba vzít v úvahu následující:
a) s pevnými sklopnými podpěrami l o = N;
b) s elastickou horní podpěrou a pevným sevřením ve spodní podpěře: pro budovy s jedním polem l o = 1,5H, pro budovy o více polích l o = 1,25H;
c) pro volně stojící konstrukce l o = 2H;
d) pro konstrukce s částečně sevřenými nosnými sekcemi - s přihlédnutím ke skutečnému stupni sevření, ne však méně l o = 0,8N, Kde N- vzdálenost mezi podlahami nebo jinými vodorovnými podpěrami, u železobetonových vodorovných podpěr světlá vzdálenost mezi nimi."
Naše schéma výpočtu lze na první pohled považovat za splňující podmínky bodu b). tj. můžete si to vzít l o = 1,25H = 1,25 3 = 3,75 metru nebo 375 cm. Tuto hodnotu však můžeme s jistotou použít pouze v případě, kdy je spodní podpěra opravdu tuhá. Pokud je cihlový sloup položen na vrstvu hydroizolace ze střešní lepenky položenou na základ, měla by být taková podpěra spíše považována za kloubovou, nikoli pevně upnutou. A v tomto případě je náš návrh v rovině rovnoběžné s rovinou stěny geometricky variabilní, jelikož konstrukce podlahy (samostatně ležící desky) neposkytuje dostatečnou tuhost ve stanovené rovině. Z této situace existují 4 možné cesty:
1. Aplikujte úplně jinak návrhový diagram např. - kovové sloupy pevně zapuštěné do základu, ke kterým budou přivařeny podlahové nosníky, pak z estetických důvodů mohou být kovové sloupy obloženy lícovými cihlami libovolné značky, protože celé zatížení ponese; kov. V tomto případě je pravda, že kovové sloupy je potřeba spočítat, ale lze vzít vypočtenou délku l o = 1,25H.
2. Udělejte další přesah, např. z plošných materiálů, což nám umožní považovat horní i spodní podpěry sloupu za kloubové, v tomto případě l o = H.
3. Vytvořte výztužnou membránu v rovině rovnoběžné s rovinou stěny. Například podél okrajů nepokládejte sloupy, ale spíše mola. To nám také umožní považovat horní i spodní podpěry sloupu za kloubové, ale v tomto případě je nutné dodatečně vypočítat tuhost diafragmy.
4. Ignorujte výše uvedené možnosti a počítejte sloupky jako volně stojící s pevnou spodní podpěrou, tzn. l o = 2H. Nakonec staří Řekové stavěli své sloupy (i když ne z cihel) bez znalosti pevnosti materiálů, bez použití kovových kotev a v té době neexistovaly žádné tak pečlivě sepsané stavební předpisy a předpisy, nicméně některé sloupy stojí a dodnes.
Nyní, když znáte návrhovou délku sloupu, můžete určit koeficient flexibility:
λ h = lÓ /h (1.2) popř
λ i = lÓ (1.3)
h- výška nebo šířka části sloupu a i- poloměr setrvačnosti.
Určení poloměru setrvačnosti není v zásadě obtížné, musíte vydělit moment setrvačnosti průřezu a poté vzít druhou odmocninu výsledku, ale v tomto případě to není potřeba; pro tohle. Tím pádem Ah = 2 300/25 = 24.
Nyní, když znáte hodnotu koeficientu pružnosti, můžete konečně určit koeficient vzpěru z tabulky:
tabulka 2. Součinitele vzpěru pro zděné a vyztužené zděné konstrukce
(podle SNiP II-22-81 (1995))
V tomto případě elastické charakteristiky zdiva α určuje tabulka:
Tabulka 3. Elastické vlastnosti zdiva α (podle SNiP II-22-81 (1995))
V důsledku toho bude hodnota koeficientu podélného ohybu asi 0,6 (s elastickou charakteristickou hodnotou α = 1200, podle odstavce 6). Maximální zatížení centrálního sloupku pak bude:
N р = m g φγ s RF = 1 0,6 0,8 22 625 = 6600 kg< N с об = 9400 кг
To znamená, že převzatý průřez 25x25 cm nestačí k zajištění stability spodního centrálního středově stlačeného sloupu. Pro zvýšení stability je nejoptimálnější zvětšit průřez sloupu. Pokud například rozložíte sloup s dutinou uvnitř jedné a půl cihel o rozměrech 0,38 x 0,38 m, nejen že se plocha průřezu sloupu zvětší na 0,13 m nebo 1300 cm, ale poloměr setrvačnosti kolony se také zvýší na i= 11,45 cm. Pak Xi = 600/11,45 = 52,4 a hodnotu koeficientu φ = 0,8. V tomto případě bude maximální zatížení centrálního sloupku:
N р = m g φγ s RF = 1 0,8 0,8 22 1300 = 18304 kg > N s otáčkami = 9400 kg
To znamená, že úsek 38x38 cm je dostatečný pro zajištění stability spodního středového středově stlačeného sloupu a dokonce je možné snížit jakost cihly. Například u původně přijaté třídy M75 bude maximální zatížení:
N р = m g φγ s RF = 1 0,8 0,8 12 1300 = 9984 kg > N s otáčkami = 9400 kg
Zdá se, že je to vše, ale je vhodné vzít v úvahu ještě jeden detail. V tomto případě je lepší provést základový pás (sjednocený pro všechny tři sloupy) spíše než sloupový (pro každý sloup samostatně), jinak i malé sedání základu povede k dalším pnutím v těle sloupu a to může vést ke zničení. S přihlédnutím ke všemu výše uvedenému bude nejoptimálnější řez sloupů 0,51x0,51 m a z estetického hlediska je takový řez optimální. Plocha průřezu těchto sloupů bude 2601 cm2.
Příklad výpočtu zděného sloupu pro stabilitu
s excentrickou kompresí
Vnější sloupy v navrženém domě nebudou centrálně stlačeny, protože na nich budou příčníky spočívat pouze na jedné straně. A i když jsou příčníky položeny na celý sloup, přesto se v důsledku vychýlení příčníků zatížení z podlahy a střechy přenese na vnější sloupy, které nejsou ve středu části sloupu. Kam přesně se bude výslednice tohoto zatížení přenášet, závisí na úhlu sklonu příčníků na podpěrách, modulech pružnosti příčníků a sloupů a řadě dalších faktorů. Toto posunutí se nazývá excentricita působení zatížení e o. V tomto případě nás zajímá nejnepříznivější kombinace faktorů, při které se zatížení z podlahy na sloupy přenese co nejblíže k okraji sloupu. To znamená, že kromě samotného zatížení budou sloupy také vystaveny ohybovému momentu rovnému M = Ne o, a tento bod je třeba vzít v úvahu při výpočtu. Obecně lze testování stability provést pomocí následujícího vzorce:
N = φRF - MF/W (2.1)
W- úsekový moment odporu. V tomto případě lze zatížení pro spodní krajní sloupy od střechy podmíněně považovat za středově působící a excentricita bude vytvořena pouze zatížením od podlahy. Při excentricitě 20 cm
Nr = φRF - MF/W =1 0,8 0,8 12 2601- 3000 20 2601· 6/51 3 = 19975,68 – 7058,82 = 12916,9 kg >Ncr = 5800 kg
I při velmi velké excentricitě zatížení máme tedy více než dvojnásobnou bezpečnostní rezervu.
Poznámka: SNiP II-22-81 (1995) „Kamenné a vyztužené zděné konstrukce“ doporučuje použít jinou metodu pro výpočet řezu s přihlédnutím k vlastnostem kamenných konstrukcí, ale výsledek bude přibližně stejný, proto je metoda výpočtu doporučená SNiP zde není uveden.
Chcete-li provést výpočet stability stěny, musíte nejprve porozumět jejich klasifikaci (viz SNiP II -22-81 „Kamenné a vyztužené zděné konstrukce“, stejně jako příručka pro SNiP) a pochopit, jaké typy stěn existují:
1. Nosné stěny- jedná se o stěny, na kterých spočívají podlahové desky, střešní konstrukce atd. Tloušťka těchto stěn musí být minimálně 250 mm (u zdiva). To jsou nejdůležitější stěny v domě. Musí být navrženy pro pevnost a stabilitu.
2. Samonosné stěny - jedná se o stěny, na kterých nic neleží, ale jsou zatěžovány ze všech výše uvedených podlaží. Ve skutečnosti například v třípatrovém domě bude taková zeď vysoká tři patra; zatížení na ni pouze od vlastní váhy zdiva je významné, ale zároveň je velmi důležitá i otázka stability takové stěny - čím vyšší stěna, tím větší riziko její deformace.
3. Závěsové stěny- jedná se o vnější stěny, které spočívají na stropě (nebo na jiném konstrukční prvky) a zatížení na ně vychází z výšky podlahy pouze od vlastní hmotnosti stěny. Výška nenosných stěn by neměla být větší než 6 metrů, jinak se stanou samonosnými.
4. Příčky jsou vnitřní stěny necelých 6 metrů vysoký, podpírá pouze náklad vlastní hmotností.
Podívejme se na problematiku stability stěny.
První otázka, která vyvstává pro „nezasvěceného“ člověka, je: kam může zeď jít? Pojďme najít odpověď pomocí analogie. Vezmeme vázanou knihu a položíme ji na její okraj. Čím větší formát knihy, tím méně stabilní bude; na druhou stranu, čím tlustší kniha, tím lépe bude stát na okraji. U stěn je situace stejná. Stabilita stěny závisí na výšce a tloušťce.
Nyní si vezmeme nejhorší scénář: tenký, velkoformátový notebook a položíme ho na jeho okraj – nejenže ztratí stabilitu, ale také se prohne. Stejně tak stěna, pokud nejsou splněny podmínky pro poměr tloušťky a výšky, se začne ohýbat z roviny a časem praskne a zhroutí se.
Co je potřeba, aby se tomuto jevu zabránilo? Je třeba studovat pp. 6.16...6.20 SNiP II -22-81.
Zvažme otázky určování stability stěn pomocí příkladů.
Příklad 1 Daná příčka z pórobetonu třídy M25 na maltu M4, výška 3,5 m, tloušťka 200 mm, šířka 6 m, nespojená se stropem. Příčka má dveřní otvor 1x2,1m Je nutné určit stabilitu příčky.
Z tabulky 26 (položka 2) určíme skupinu zdiva - III. Z tabulek najdeme 28? = 14. Protože přepážka není v horní části pevná, je nutné snížit hodnotu β o 30 % (dle čl. 6.20), tzn. p = 9,8.
k 1 = 1,8 - pro příčku, která nenese zatížení o tloušťce 10 cm, a k 1 = 1,2 - pro příčku tloušťky 25 cm Interpolací zjistíme pro naši příčku tloušťku 20 cm k 1 = 1,4;
k 3 = 0,9 - pro příčky s otvory;
to znamená k = k 1 k 3 = 1,4*0,9 = 1,26.
Nakonec β = 1,26 x 9,8 = 12,3.
Najděte poměr výšky příčky k tloušťce: H /h = 3,5/0,2 = 17,5 > 12,3 - podmínka není splněna, přepážku takové tloušťky nelze při dané geometrii vyrobit.
Jak lze tento problém vyřešit? Zkusme zvýšit jakost malty na M10, pak se skupina zdiva stane II, respektive β = 17, a při zohlednění koeficientů β = 1,26*17*70% = 15< 17,5 - этого оказалось недостаточно. Увеличим марку газобетона до М50, тогда группа кладки станет I , соответственно β = 20, а с учетом коэффициентов β = 1,26*20*70% = 17.6 >17.5 - podmínka splněna. Rovněž bylo možné bez zvýšení jakosti pórobetonu položit do příčky konstrukční výztuž v souladu s článkem 6.19. Poté se β zvýší o 20 % a stabilita stěny je zajištěna.
Příklad 2 Dana externí opona z lehčeného cihelného zdiva třídy M50 na maltu třídy M25. Výška stěny 3 m, tloušťka 0,38 m, délka stěny 6 m Stěna se dvěma okny o rozměru 1,2x1,2 m. Nutno určit stabilitu stěny.
Z tabulky 26 (bod 7) určíme skupinu zdiva - I. Z tabulky 28 najdeme β = 22. Protože stěna není v horní části upevněna, je nutné snížit hodnotu β o 30 % (podle čl. 6.20), tzn. p = 15,4.
Najdeme koeficienty k z tabulek 29:
k 1 = 1,2 - pro stěnu, která nenese zatížení o tloušťce 38 cm;
k 2 = √A n /A b = √1,37/2,28 = 0,78 - pro stěnu s otvory, kde A b = 0,38*6 = 2,28 m 2 - vodorovná plocha průřezu stěny, s přihlédnutím k oknům, A n = 0,38*(6-1,2*2) = 1,37 m2;
to znamená k = k1k2 = 1,2*0,78 = 0,94.
Nakonec β = 0,94 x 15,4 = 14,5.
Zjistíme poměr výšky příčky k tloušťce: H /h = 3/0,38 = 7,89< 14,5 - условие выполняется.
Je také nutné zkontrolovat stav uvedený v článku 6.19:
H + L = 3 + 6 = 9 min< 3kβh = 3*0,94*14,5*0,38 = 15.5 м - условие выполняется, устойчивость стены обеспечена.
Pozornost! Pro usnadnění zodpovězení vašich dotazů byla vytvořena nová sekce „BEZPLATNÁ KONZULTACE“.
class="eliadunit">
Komentáře
« 3 4 5 6 7 8
0 #212 Alexey 21.02.2018 07:08
Cituji Irinu:
profily nenahradí výztuž
Cituji Irinu:
Ohledně základu: dutiny v betonovém tělese jsou přípustné, ale ne zespodu, aby se nezmenšila nosná plocha, která je odpovědná za nosnost. To znamená, že pod ním by měla být tenká vrstva železobeton.
Jaký druh základu - pás nebo deska? Jaké půdy?
Půdy ještě nejsou známy, nejspíš to bude volné pole všelijaké hlíny, původně jsem myslel na desku, ale bude trochu nízká, chci ji vyšší a také budu muset odstranit vršek úrodnou vrstvu, takže se přikláním k žebrovanému nebo dokonce krabicovitému základu. Nepotřebuji velkou únosnost půdy - přeci jen, dům byl postaven v 1. patře a keramzit není moc těžký, zamrznutí tam není víc než 20 cm (i když podle starých sovětských norem je to 80).
Přemýšlím o pronájmu horní vrstva 20-30 cm, položte geotextilii, zasypte říčním pískem a vyrovnejte zhutněním. Pak lehký přípravný potěr - na vyrovnání (zdá se, že do něj ani nedělají výztuž, i když si nejsem jistý), hydroizolace se základním nátěrem nahoře
a pak je tu dilema - i když svážete výztužné rámy o šířce 150-200 mm x 400-600 mm na výšku a položíte je v krocích po metru, pak stále potřebujete mezi těmito rámy vytvořit mezery a ideálně tyto dutiny by měly být nahoře na výztuži (ano také s určitým odstupem od přípravy, ale zároveň bude potřeba je vyztužit i nahoře tenkou vrstvou pod potěrem 60-100mm) - myslím, že desky PPS budou být monolitován jako prázdné prostory - teoreticky to bude možné vyplnit vibrací na jeden zátah.
Tito. Vypadá to jako deska 400-600mm s mohutnou výztuží každých 1000-1200mm, objemová struktura je jinde jednotná a lehká, přičemž uvnitř cca 50-70% objemu bude pěnový plast (na nezatížených místech) - tzn. co se týče spotřeby betonu a výztuže - celkem srovnatelné s 200mm deskou, ale + spousta relativně levného pěnového polystyrenu a více práce.
Kdybychom ten pěnový plast nějak nahradili jednoduchou zeminou/pískem, bylo by to ještě lepší, ale pak by bylo rozumnější místo lehké přípravy udělat něco vážnějšího s vyztužením a posunutím výztuže do nosníků - obecně postrádám jak teorie, tak praktické zkušenosti zde.
0 #214 Irina 22.02.2018 16:21
Citát:
proč s tím bojovat? jen je potřeba to zohlednit ve výpočtech a návrhu. Vidíte, keramzitový beton je docela dobrý stěna materiál s vlastním seznamem výhod a nevýhod. Stejně jako jakékoli jiné materiály. Nyní, pokud jste to chtěli použít monolitický strop, odradil bych vás, protožeJe to škoda, obecně jen píšou, že lehký beton (expandovaný beton) má špatné spojení s výztuží - jak se s tím vypořádat? Chápu co pevnější než beton a s čím větší plocha povrch výztuže - tím lepší bude spojení, tzn. potřebujete keramzitový beton s přídavkem písku (a nejen keramzit a cement) a tenkou výztuž, ale častěji
Citát:
