В случай на самостоятелно проектиране тухлена къщаима спешна нужда да се изчисли дали тухлената зидария може да издържи натоварванията, които са включени в проекта. Особено сериозна ситуация се развива в области на зидария, отслабена от прозорец и врати... В случай на голямо натоварване тези зони може да не издържат и да се разрушат.

Точното изчисляване на устойчивостта на стената към компресия от горните подове е доста сложно и се определя от формулите, посочени в нормативен документ SNiP-2-22-81 (наричан по-долу<1>). Инженерните изчисления на якостта на натиск на стена отчитат много фактори, включително конфигурация на стената, якост на натиск, здравина на даден вид материал и др. Въпреки това, приблизително "на око", можете да оцените устойчивостта на стената на компресия, като използвате индикативни таблици, в които силата (в тонове) е обвързана в зависимост от ширината на стената, както и марките тухли и хоросан. Масата е базирана на височина на стената от 2,8 м.

Таблица за якост на тухлените стени, тонове (пример)

Ако ширината на стената е в интервала между посочените, е необходимо да се съсредоточите върху минималния брой. В същото време трябва да се помни, че таблиците не отчитат всички фактори, които могат да регулират стабилността, конструктивната якост и устойчивостта на тухлена стена на компресия в доста широк диапазон.

По време натоварванията са временни и постоянни.

постоянен:

• тегло на конструктивните елементи (тегло на огради, носещи и други конструкции);
• натиск на почвата и скалите;
• хидростатично налягане.

временен:

• теглото на временните конструкции;
• товари от стационарни системии оборудване;
• налягане в тръбопроводите;
• товари от складирани продукти и материали;
• климатични натоварвания (сняг, лед, вятър и др.);
• и много други.

При анализиране на натоварването на конструкциите е задължително да се вземат предвид общите ефекти. По-долу е даден пример за изчисляване на основните натоварвания върху стените на първия етаж на сграда.

Натоварване на тухлена зидария

За да вземете предвид силата, действаща върху проектираната част на стената, трябва да обобщите натоварванията:

В случай на нискоетажно строителство задачата е значително опростена и много фактори на временно натоварване могат да бъдат пренебрегнати, като се задава определена граница на безопасност на етапа на проектиране.

Въпреки това, в случай на изграждане на 3 или повече етажни конструкции, е необходим задълбочен анализ, като се използват специални формули, които отчитат добавянето на товари от всеки етаж, ъгъла на приложение на силата и много други. В някои случаи здравината на стената се постига чрез армировка.

Пример за изчисляване на товари

Този пример показва анализа на действащите натоварвания върху стените на 1-вия етаж. Тук само постоянни натоварвания от различни конструктивни елементисгради, като се вземе предвид неравномерното тегло на конструкцията и ъгълът на приложение на силите.

Първоначални данни за анализ:

• брой етажи - 4 етажа;
• дебелина на стената от тухли Т = 64см (0,64 м);
• специфично тегло на зидарията (тухла, хоросан, мазилка) M = 18 kN / m3 (индикаторът е взет от референтните данни, таблица 19<1>);
• ширина отвори за прозорцие: Ш1 = 1,5 m;
• височина на прозоречните отвори - B1 = 3 m;
• напречното сечение на стената е 0,64 * 1,42 m (натоварената площ, където се прилага теглото на горните конструктивни елементи);
• височина на пода Мокро = 4,2 м (4200 мм):
• налягането се разпределя под ъгъл от 45 градуса.

1. Пример за определяне на натоварването от стената (слой мазилка 2 см)

Hst = (3-4SH1B1) (h + 0,02) Myf = (* 3-4 * 3 * 1,5) * (0,02 + 0,64) * 1,1 * 18 = 0,447MN.

Ширина на натоварената площ P = Wet * B1 / 2-W / 2 = 3 * 4,2 / 2,0-0,64 / 2,0 = 6 m

Np = (30 + 3 * 215) * 6 = 4,072MN

Nd = (30 + 1,26 + 215 * 3) * 6 = 4,094MN

H2 = 215 * 6 = 1,290MN,

включително H2l = (1,26 + 215 * 3) * 6 = 3,878MN

1. Нетно тегло на стените

Npr = (0,02 + 0,64) * (1,42 + 0,08) * 3 * 1,1 * 18 = 0,0588 MN

Общото натоварване ще бъде резултат от комбинация от посочените натоварвания върху стените на сградата; за да се изчисли, натоварванията от стената, от подовете на 2-ия етаж и теглото на проектираната площ се сумират).

Диаграма за анализ на натоварването и якостта на конструкцията

За да изчислите стената на тухлена стена, ще ви трябва:

• дължината на пода (това е височината на обекта) (ветеринар);
• брой етажи (Чат);
• дебелина на стената (T);
• ширина на тухлена стена (W);
• параметри на зидарията (вид тухла, марка тухла, марка хоросан);

1. Площ на стената (P)

1. Според таблица 15<1>е необходимо да се определи коефициентът a (характеристика на еластичност). Коефициентът зависи от вида, марката тухла и хоросан.
2. Индекс на гъвкавост (G)

1. В зависимост от показателите a и D, съгласно таблица 18<1>трябва да погледнете коефициента на огъване f.
2. Намиране на височината на компресираната част

където e0 е индикатор за аварийна ситуация.

1. Намиране на площта на компресираната част от секцията

Pszh = P * (1-2 e0 / T)

1. Определяне на гъвкавостта на компресираната част на стената

Gszh = Мокро / Wszh

1. Определяне по табл. осемнадесет<1>fszh коефициент, базиран на Gszh и коефициент a.
2. Изчисляване на осреднения коефициент на fsr

Fsr = (f + fszh) / 2

1. Определяне на коефициента ω (таблица 19<1>)

ω = 1 + e / T<1,45

1. Изчисляване на силата, действаща върху сечението
2. Определяне на стабилността

Y = Kdv * fsr * R * Pszh * ω

Kdv - коефициент на дълготрайна експозиция

R - устойчивост на зидария на натиск, може да се определи от таблица 2<1>, в MPa

1. Помирение

Пример за изчисляване на якостта на зидарията

- Ветеринар - 3,3м

- Чат - 2

- Т - 640 мм

- Ш - 1300 мм

- параметри на зидарията (глинена тухла, изработена чрез пластично пресоване, циментово-пясъчен разтвор, степен на тухла - 100, степен на разтвор - 50)

1. Площ (P)

P = 0,64 * 1,3 = 0,832

1. Според таблица 15<1>определяме коефициента a.

1. Гъвкавост (G)

G = 3,3 / 0,64 = 5,156

1. Коефициент на огъване (таблица 18<1>).

1. Компресирана височина

Vszh = 0,64-2 * 0,045 = 0,55 m

1. Компресирана площ на секцията

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

1. Гъвкавост на компресираната част

Gszh = 3,3 / 0,55 = 6

1. fszh = 0,96
2. Изчисление на Fsr

Fsr = (0,98 + 0,96) / 2 = 0,97

1. Според таблицата. 19<1>

ω = 1 + 0,045 / 0,64 = 1,07<1,45

За да се определи действителното натоварване, е необходимо да се изчисли теглото на всички конструктивни елементи, засягащи проектираната секция на сградата.

1. Определяне на стабилността

Y = 1 * 0,97 * 1,5 * 0,715 * 1,07 = 1,113 MN

1. Помирение

Условието е изпълнено, здравината на зидарията и здравината на нейните елементи са достатъчни

Недостатъчно съпротивление на стената

Какво да правя, ако съпротивление на дизайнаняма ли достатъчно стени под налягане? В този случай е необходимо да се укрепи стената с армировка. По-долу е даден пример за анализ на необходимата структурна модернизация с недостатъчна устойчивост на компресия.

За удобство можете да използвате таблични данни.

Долният ред показва индикаторите за стена, подсилена с телена мрежа с диаметър 3 мм, с клетка 3 см, клас В1. Подсилване на всеки трети ред.

Повишаването на силата е около 40%. Обикновено тази устойчивост на компресия е достатъчна. По-добре е да се направи подробен анализ, като се изчисли промяната в якостните характеристики в съответствие с прилагания метод за укрепване на конструкцията.

По-долу е даден пример за такова изчисление.

Пример за изчисляване на армировката на стените

Първоначални данни - вижте предишния пример.

• височина на пода - 3,3 м;
• дебелина на стената - 0,640 m;
• ширина на зидарията 1300 м;
• типични характеристики на зидарията (вид тухли - глинени тухли, направени чрез пресоване, вид разтвор - цимент с пясък, степен на тухла - 100, хоросан - 50)

В този случай условието Y> = H не е изпълнено (1.113<1,5).

Необходимо е да се увеличи якостта на натиск и здравината на конструкцията.

Печалба

k = Y1 / Y = 1,5 / 1,113 = 1,348,

тези. необходимо е да се увеличи здравината на конструкцията с 34,8%.

Армировка със стоманобетонна скоба

Армировката се извършва с щипка от бетон В15 с дебелина 0,060 м. Вертикални пръти 0,340 m2, скоби 0,0283 m2 със стъпка 0,150 m.

Размери на сечението на подсилената конструкция:

W_1 = 1300 + 2 * 60 = 1,42

T_1 = 640 + 2 * 60 = 0,76

При такива показатели е изпълнено условието Y> = H. Устойчивостта на натиск и здравината на конструкцията са достатъчни.

Необходимо е да се определи проектната носеща способност на участък от стената на сграда с твърда конструктивна схема *

Изчисляване на носещата способност на участък от носещата стена на сграда с твърда конструктивна схема.

Изчислена надлъжна сила се прилага към участък от стена на правоъгълен участък н= 165 kN (16,5 tf), от непрекъснати натоварвания н ж= 150 kN (15 tf), краткотрайно н ул= 15 kN (1,5 tf). Размер на секцията - 0,40x1,00 m, височина на пода - 3 m, долни и горни стенни опори - шарнирни, фиксирани. Стената е проектирана от четирислойни блокове с проектна степен М50, като се използва хоросан от проектния клас М50.

Изисква се проверка на носещата способност на стенен елемент в средата на височината на пода при издигане на сграда в летни условия.

Съгласно клауза за носещи стени с дебелина 0,40 m, случайният ексцентриситет не трябва да се взема предвид. Изчислението се извършва по формулата

н ≤ м ж  РА  ,

където не изчислената надлъжна сила.

Примерът за изчисление, даден в това приложение, е направен съгласно формулите, таблиците и параграфите на SNiP P-22-81 * (показани в квадратни скоби) и тези препоръки.

Площ на секцията на елемента

А= 0,40 ∙ 1,0 = 0,40 м.

Проектна устойчивост на натиск на зидария Рсъгласно таблица 1 от тези препоръки, като се вземе предвид коефициентът на условията на труд  с= 0,8, виж стр., Равно

Р= 9,2-0,8 = 7,36 kgf / cm 2 (0,736 MPa).

Примерът за изчисление, даден в това приложение, е направен съгласно формулите, таблиците и параграфите на SNiP P-22-81 * (показани в квадратни скоби) и тези препоръки.

Изчислената дължина на елемента според чертежа, елемент е равна на

л 0 = Η = W m.

Гъвкавостта на елемента е

.

Еластична характеристика на зидарията  , взето съгласно тези "Препоръки", е равно на

Коефициент на изкривяване  определяме според табл.

Коефициентът, отчитащ ефекта от дълготрайното натоварване с дебелина на стената 40 cm, е м ж = 1.

Коефициент  за зидария от четирислойни блокове се взема от табл. равно на 1,0.

Прогнозна носеща способност на участък от стена н куб.сме равно на

н куб.см= mg м ж ∙ ∙Р∙А∙ = 1,0 ∙ 0,9125 ∙ 0,736 ∙ 10 3 ∙ 0,40 ∙ 1,0 = 268,6 kN (26,86 tf).

Изчислена надлъжна сила нпо-малък н куб.см :

н= 165 kN< н куб.см= 268,6 kN.

Следователно стената отговаря на изискванията за носене на натоварване.

II пример за изчисляване на устойчивостта на топлопреминаване на стени на сгради от четирислойни топлоефективни блокове

Пример. Определете съпротивлението на топлопреминаване на стена с дебелина 400 mm, изработена от четирислойни топлоефективни блокове. Вътрешната повърхност на стената отстрани на помещението е облицована с листове от гипсокартон.

Стената е предназначена за помещения с нормална влажност и умерен външен климат, строителна зона - Москва и Московска област.

При изчисляване вземаме зидария от четирислойни блокове със слоеве, които имат следните характеристики:

Вътрешният слой - експандиран глинен бетон с дебелина 150 mm, с плътност 1800 kg / m 3 -  = 0,92 W / m ∙ 0 С;

Външен слой - порест експандиран бетон с дебелина 80 mm, с плътност 1800 kg / m 3 -  = 0,92 W / m ∙ 0 С;

Топлоизолационен слой - полистирол с дебелина 170 мм,  - 0,05 W / m ∙ 0 С;

Суха мазилка от гипсови обшивки с дебелина 12 мм -  = 0,21 W / m ∙ 0 С.

Намаленото съпротивление на топлопреминаване на външната стена се изчислява според основния конструктивен елемент, който е най-повторяем в сградата. Структурата на стената на сградата с основния конструктивен елемент е показана на фиг. 2, 3. Необходимото намалено съпротивление на топлопреминаване на стената се определя съгласно SNiP 23-02-2003 "Термична защита на сгради", на базата на условия за пестене на енергия съгласно Таблица 1б * за жилищни сгради.

За условията на Москва и Московска област, необходимата устойчивост на пренос на топлина на стените на сградите (етап II)

GSOP = (20 + 3,6) ∙ 213 = 5027 градуса. дни

Пълна устойчивост на топлопреминаване Р оприетата структура на стената се определя по формулата

,(1)

където и - коефициенти на топлопреминаване на вътрешната и външната повърхност на стената,

приет съгласно SNiP 23-2-2003- 8,7 W / m 2 ∙ 0 С и 23 W / m 2 ∙ 0 С

съответно;

Р 1 ,Р 2 ...Р н- термична устойчивост на отделни слоеве от блокови конструкции

 н- дебелина на слоя (m);

 н- коефициент на топлопроводимост на слоя (W / m 2 ∙ 0 С)

= 3,16 m 2 ∙ 0 С / W.

Определете намаленото съпротивление на топлопреминаване на стената Р обез вътрешен слой мазилка.

Р о =
= 0,115 + 0,163 + 3,4 + 0,087 + 0,043 = 3,808 m 2 ∙ 0 C / W.

Ако е необходимо да се използва вътрешен слой мазилка от гипсокартон от страната на помещението, устойчивостта на топлопреминаване на стената се увеличава с

Р PCS. =
= 0,571 m 2 ∙ 0 С / W.

Топлинното съпротивление на стената ще бъде

Р о= 3,808 + 0,571 = 4,379 m 2 ∙ 0 С / W.

По този начин структурата на външната стена от четирислойни топлоефективни блокове с дебелина 400 мм с вътрешен слой мазилка от гипсокартонени листове с дебелина 12 мм с обща дебелина 412 мм има намалено съпротивление на топлопреминаване, равно на 4,38 m ограждащи конструкции на сгради в климатичните условия на Москва и Московска област.

В.В. Габрусенко

Стандартите за проектиране (SNiP II-22-81) позволяват да се приеме минималната дебелина на носещите каменни стени за зидария от група I в диапазона от 1/20 до 1/25 от височината на пода. При височина на пода до 5 m тези ограничения се вписват добре Тухлена стенадебелина от само 250 мм (1 тухла), което дизайнерите използват - особено често напоследък.

По отношение на формалните изисквания, дизайнерите действат законно и се съпротивляват енергично, когато някой се опита да попречи на намеренията им.

Междувременно тънките стени реагират най-силно на всякакви отклонения от конструктивните характеристики. Освен това, дори тези, които са официално разрешени от Нормите на правилата за производство и приемане на работи (SNiP 3.03.01-87). Сред тях: отклонения на стените от изместването на осите (10 mm), от дебелината (15 mm), от отклонението на един етаж от вертикалата (10 mm), от изместването на опорите на подовата плоча в план (6 ... 8 мм) и др.

До какво водят тези отклонения, нека разгледаме като използваме примера на вътрешна стена с височина 3,5 м и дебелина 250 мм, изработена от тухла клас 100 върху хоросан от клас 75, носеща проектното натоварване от пода от 10 kPa (плочи с размах 6 м от двете страни) и теглото на горните стени ... Стената е проектирана за централно компресиране. Проектната му носеща способност, определена съгласно SNiP II-22-81, е 309 kN / m.

Да предположим, че долната стена е изместена от оста с 10 mm наляво, а горната стена е изместена с 10 mm вдясно (фигура). Освен това подовите плочи са изместени с 6 мм вдясно от оста. Тоест натоварването на пода N 1= 60 kN / m, приложен с ексцентриситет 16 mm, и натоварването от горната стена N 2- с ексцентриситет 20 mm, тогава ексцентриситетът на резултата ще бъде 19 mm. При такъв ексцентриситет носещата способност на стената ще намалее до 264 kN / m, т.е. с 15%. И това - при наличие само на две отклонения и при условие, че отклоненията не надвишават стойностите, разрешени от стандартите.

Ако добавим тук асиметричното натоварване на подовете от временното натоварване (повече отдясно, отколкото отляво) и "допуските", които си позволяват строителите - удебеляване на хоризонтални шевове, традиционно лошо запълване на вертикални шевове, некачествена превръзка , кривина или наклон на повърхността, "подмладяване" на хоросана, прекомерно използване на половин дървен материал и т.н. и т.н., тогава носещата способност може да намалее с най-малко 20 ... 30%. В резултат на това претоварването на стената ще надхвърли 50 ... 60%, след което започва необратим процес на разрушаване. Този процес не винаги се проявява веднага, той се случва - години след завършване на строителството. Освен това трябва да се има предвид, че колкото по-малка е сечението (дебелината) на елементите, толкова по-силен е отрицателният ефект от претоварванията, тъй като с намаляване на дебелината, възможността за преразпределение на напрежението в секцията поради пластични деформации на зидарията намалява.

Ако добавим още неравномерни деформации на основите (поради накисване на почвата), изпълнени с обръщане на основата на основата, "окачване" на външните стени върху вътрешните носещи стени, образуване на пукнатини и намаляване на стабилност, тогава ще говорим не само за претоварване, а за внезапен срив.

Поддръжниците на тънките стени могат да твърдят, че всичко това изисква твърде много комбинация от дефекти и неблагоприятни отклонения. Нека им отговорим: преобладаващото мнозинство от авариите и бедствията в строителството се случват именно когато няколко негативни фактора са събрани на едно място и в същото време – в този случай „твърде много” от тях не се случват.

заключения

Носещите стени трябва да са с дебелина най-малко 1,5 тухли (380 мм). Стените с дебелина 1 тухла (250 мм) са разрешени да се използват само за едноетажни сгради или за последните етажи на многоетажни сгради.

Това изискване трябва да бъде включено в бъдещите Териториални норми за проектиране на строителни конструкции и сгради, необходимостта от разработване на които е отдавна назряла. Междувременно можем само да препоръчаме на дизайнерите да избягват използването на носещи стени с дебелина под 1,5 тухли.

Тухлата е доста здрав строителен материал, особено масивен, и при изграждането на къщи с 2-3 етажа стените от обикновени керамични тухли обикновено не се нуждаят от допълнителни изчисления. Въпреки това ситуациите са различни, например се планира двуетажна къща с тераса на втория етаж. Металните греди, върху които също ще се поддържат металните греди на припокриването на терасата, се предвижда да се поддържат върху тухлени колони, изработени от облицовъчни кухи тухли с височина 3 метра, ще има още колони с височина 3 метра, върху които ще се опира покривът:

Това повдига естествен въпрос: какво е минималното напречно сечение на колоната, което ще осигури необходимата здравина и стабилност? Разбира се, идеята за излагане на колони от глинени тухли и още повече стените на къща далеч не е нова и всички възможни аспекти на изчисляване на тухлени стени, кейове, стълбове, които са същността на колоната, са изложени достатъчно подробно в SNiP II-22-81 (1995) "Каменни и подсилени каменни конструкции". Именно този нормативен документ трябва да се ръководи при изчисленията. Изчислението, дадено по-долу, не е нищо повече от пример за използване на посочения SNiP.

За да определите здравината и стабилността на колоните, трябва да имате много първоначални данни, като например: степента на якост на тухлата, носещата площ на напречните прътове върху колоните, натоварването на колоните, напречността на колоната площ на сечение и ако на етапа на проектиране нищо от това не е известно, тогава можете да направите по следния начин:

с централна компресия

Проектирана от:Тераса с размери 5х8 м. Три колони (една в средата и две по краищата) от облицовъчни кухи тухли със сечение 0,25х0,25 м. Разстоянието между осите на колоните е 4 м. Якостта на тухлата е М75.

С тази схема на проектиране максималното натоварване ще бъде върху средната долна колона. Именно на нея трябва да се разчита за сила. Натоварването на колоната зависи от много фактори, по-специално от площта на конструкцията. Например, натоварването от сняг на покрива в Санкт Петербург е 180 kg / m & sup2, а в Ростов на Дон - 80 kg / m & sup2. Като се вземе предвид теглото на самия покрив 50-75 kg / m & sup2, натоварването на колоната от покрива за Пушкин, Ленинградска област, може да бъде:

N от покрива = (180 1,25 +75) 5 8/4 = 3000 кг или 3 тона

Тъй като действителните натоварвания от подовия материал и от хора, седнали на терасата, мебели и др., все още не са известни, но стоманобетонната плоча не е точно планирана, но се предполага, че подът ще бъде дървен, от отделно лежащи кантове дъски, тогава за изчисляване на натоварването от терасата е възможно да се вземе равномерно разпределен товар от 600 kg / m & sup2, тогава концентрираната сила от терасата, действаща върху централната колона, ще бъде:

N от терасата = 600 5 8/4 = 6000 кгили 6 тона

Собственото тегло на колоните с дължина 3 m ще бъде:

N от колоната = 1500 3 0,38 0,38 = 649,8 кгили 0,65 тона

По този начин общото натоварване на средната долна колона в секцията на колоната близо до основата ще бъде:

N с оборот = 3000 + 6000 + 2 · 650 = 10300 кгили 10,3 тона

Въпреки това, в в такъв случайможе да се вземе предвид, че не е много голяма вероятността да се прилагат едновременно живото натоварване от сняг, максимално през зимата, и временно натоварване на пода, максимално през лятото. Тези. сумата от тези натоварвания може да се умножи по вероятностен коефициент 0,9, тогава:

N с оборот = (3000 + 6000) 0,9 + 2 650 = 9400 кгили 9,4 тона

Проектното натоварване на външните колони ще бъде почти два пъти по-малко:

N cr = 1500 + 3000 + 1300 = 5800 кгили 5,8 тона

2. Определяне на якост тухлена зидария.

Класът на тухла M75 означава, че тухлата трябва да издържа на натоварване от 75 kgf / cm & sup2, но здравината на тухлата и здравината на тухлената зидария са различни неща. Следната таблица ще ви помогне да разберете това:

маса 1... Изчислена якост на натиск за зидария

Но това не е всичко. Същият SNiP II-22-81 (1995) клауза 3.11 а) препоръчва при площта на стълбовете и стените по-малка от 0,3 m & sup2, да се умножи стойността на проектното съпротивление по коефициента на работните условия γ c = 0,8... И тъй като площта на напречното сечение на нашата колона е 0,25x0,25 = 0,0625 m & sup2, ще трябва да използвате тази препоръка. Както можете да видите, за тухла клас M75, дори когато се използва разтвор за зидария M100, якостта на зидарията няма да надвишава 15 kgf / cm2. В резултат на това изчисленото съпротивление за нашата колона ще бъде 15 0,8 = 12 kg / cm & sup2, тогава максималното напрежение на натиск ще бъде:

10300/625 = 16,48 kg / cm & sup2> R = 12 kgf / cm & sup2

По този начин, за да осигурите необходимата якост на колоната, или използвайте тухла с по-голяма якост, например M150 (изчислената якост на натиск за степента на разтвор M100 ще бъде 22 0,8 = 17,6 kg / cm2), или увеличете сечението на колоната или използвайте напречно укрепване на зидарията. Засега нека се съсредоточим върху използването на по-издръжлива облицовъчна тухла.

3. Определяне на стабилността на тухлена колона.

Здравината на тухлената зидария и стабилността на тухлената колона също са различни неща и все пак едни и същи SNiP II-22-81 (1995) препоръчва да се определи стабилността на тухлена колона по следната формула:

N ≤ m g φRF (1.1)

m g- коефициент, отчитащ ефекта от дълготрайното натоварване. В този случай, относително казано, имахме късмет, тъй като на височина на секцията з≤ 30 cm, стойността на този коефициент може да се приеме равна на 1.

φ - коефициент на изкривяване, в зависимост от гъвкавостта на колоната λ ... За да определите този коефициент, трябва да знаете прогнозната дължина на колоната ло, и не винаги съвпада с височината на колоната. Тънкостите при определяне на проектната дължина на конструкцията не са изложени тук, ние само отбелязваме, че според SNiP II-22-81 (1995) клауза 4.3: "Проектни височини на стени и стълбове лопри определяне на коефициентите на изкривяване φ в зависимост от условията на тяхната опора върху хоризонтални опори, трябва да се вземе следното:

а) с фиксирани шарнирни лагери л o = H;

б) с еластична горна опора и твърдо прищипване в долната опора: за едноетажни сгради ло = 1,5Н, за многоетажни сгради ло = 1,25Н;

в) за свободно стоящи конструкции ло = 2Н;

г) за конструкции с частично задържани опорни секции - като се вземе предвид действителната степен на задържане, но не по-малко ло = 0,8Н, където н- разстоянието между етажите или други хоризонтални опори, със стоманобетонни хоризонтални опори, разстоянието между тях в светлината."

На пръв поглед нашата проектна схема може да се счита за удовлетворяваща условията на т. б). тоест можете да вземете ло = 1,25Н = 1,25 3 = 3,75 метра или 375 см... Въпреки това можем уверено да използваме тази стойност само когато долната опора е наистина твърда. Ако тухлена колона ще бъде положена върху слой хидроизолация, изработен от покривен материал, положен върху основата, тогава такава опора трябва по-скоро да се счита за шарнирна, а не здраво затегната. И в този случай нашата структура в равнина, успоредна на равнината на стената, е геометрично променлива, тъй като структурата на пода (отделно лежащи дъски) не осигурява достатъчна твърдост в посочената равнина. Има 4 изхода от тази ситуация:

1. Приложете принципно различна дизайнерска схема, например - метални колони, здраво вградени в основата, към която ще бъдат заварени подовите греди, тогава по естетически причини металните колони могат да бъдат покрити с облицовъчни тухли от всяка марка, тъй като металът ще понесе цялото натоварване. В този случай е вярно, че трябва да изчислите металните колони, но може да се вземе прогнозната дължина ло = 1,25Н.

2. Направете още едно припокриване, например от листови материали, което ще позволи да се разглеждат както горната, така и долната опора на колоната като шарнирна, в този случай л o = H.

3. Направете твърдост на диафрагматав равнина, успоредна на равнината на стената. Например, не поставяйте колони по краищата, а по-скоро кейове. Това също така ще позволи да се счита както горната, така и долната опора на колоната като шарнирна, но в този случай е необходимо допълнително да се изчисли диафрагмата на коравина.

4. Игнорирайте горните опции и изчислете колоните като свободно стоящи с твърда долна опора, т.е. ло = 2Н... В крайна сметка древните гърци са издигнали колоните си (макар и не от тухли) без никакви познания за устойчивостта на материалите, без използването на метални котви и дори толкова внимателно написани строителни нормии по това време нямаше правила, въпреки това някои от колоните стоят и до днес.

Сега, като знаете изчислената дължина на колоната, можете да определите коефициента на стройност:

λ з = ло / ч (1.2) или

λ и = ло (1.3)

з- височината или ширината на секцията на колоната, и и- радиус на въртене.

По принцип не е трудно да определите радиуса на въртене, трябва да разделите момента на инерция на секцията на площта на сечението и след това да извлечете от резултата Корен квадратен, обаче в този случай това не е много необходимо. Поради това λ h = 2 300/25 = 24.

Сега, знаейки стойността на коефициента на стройност, най-накрая можем да определим коефициента на изкривяване от таблицата:

таблица 2... Коефициенти на изкривяване за каменни и армирани зидани конструкции
(съгласно SNiP II-22-81 (1995))

В същото време еластичната характеристика на зидарията α определя се от таблицата:

Таблица 3... Еластична характеристика на зидарията α (съгласно SNiP II-22-81 (1995))

В резултат на това стойността на коефициента на изкривяване ще бъде около 0,6 (със стойността на еластичната характеристика α = 1200, съгласно т. 6). Тогава крайно натоварванеза централната колона ще бъде:

N p = m g φγ с RF = 1 0,6 0,8 22 625 = 6600 kg< N с об = 9400 кг

Това означава, че приетото сечение от 25x25 cm не е достатъчно, за да се гарантира стабилността на долната централно компресирана колона. За да се увеличи стабилността, най-оптималното би било да се увеличи сечението на колоната. Например, ако поставите колона с празнина вътре в тухли и половина, с размери 0,38x0,38 m, тогава не само площта на сечението на колоната ще се увеличи до 0,13 m & sup2 или 1300 cm & sup2, но радиусът на инерция на колоната също ще се увеличи до и= 11,45 см... Тогава λ i = 600 / 11,45 = 52,4, и стойността на коефициента φ = 0,8... В този случай крайното натоварване на централната колона ще бъде:

N p = m g φγ с RF = 1 0,8 0,8 22 1300 = 18304 kg> N с оборот = 9400 kg

Това означава, че секциите от 38x38 см са достатъчни, за да осигурят стабилността на долната централно компресирана колона с марж и дори е възможно да се намали степента на тухла. Например, с първоначално приетия клас M75, максималното натоварване ще бъде:

N p = m g φγ с RF = 1 0,8 0,8 12 1300 = 9984 kg> N с оборот = 9400 kg

Изглежда, че е всичко, но е желателно да се вземе предвид още една подробност. В този случай е по-добре да направите фундаментната лента (единична за всичките три колони), а не колонна (отделно за всяка колона), в противен случай дори малкото слягане на основата ще доведе до допълнителни напрежения в тялото на колоната и това може да доведе до унищожение. Като се вземе предвид всичко по-горе, най-оптималният участък на колоните ще бъде 0,51x0,51 m, а от естетическа гледна точка този участък е оптимален. Площта на напречното сечение на такива колони ще бъде 2601 cm & sup2.

Пример за изчисляване на тухлена колона за стабилност
ексцентрична компресия

Външните колони в проектираната къща няма да бъдат централно компресирани, тъй като носачите ще се опират върху тях само от едната страна. И дори ако гредите са положени върху цялата колона, все пак, поради отклонението на носачите, натоварването от пода и покрива ще се прехвърли към крайните колони, които не са в центъра на секцията на колоната. На кое място ще се предаде резултатът от това натоварване зависи от ъгъла на наклон на напречните греди върху опорите, модулите на еластичност на напречните греди и колоните и редица други фактори. Това изместване се нарича ексцентриситет на приложението на натоварването eo. В този случай се интересуваме от най-неблагоприятната комбинация от фактори, при която натоварването от пода към колоните ще се предава възможно най-близо до ръба на колоната. Това означава, че освен самото натоварване, колоните ще бъдат засегнати и от огъващ момент, равен на M = Ne o, и тази точка трябва да се вземе предвид при изчисленията. V общ случайтестът за стабилност може да се извърши по следната формула:

N = φRF - MF / W (2.1)

У- моментът на съпротивление на участъка. В този случай натоварването за долните крайни колони от покрива може условно да се счита за централно приложено, а ексцентриситетът ще бъде създаден само от натоварването от пода. С ексцентриситет 20 см

N p = φRF - MF / W =1 0,8 0,8 12 2601- 3000 20 2601· 6/51 3 = 19975,68 - 7058,82 = 12916,9 кг>N кр = 5800 кг

По този начин, дори при много голям ексцентриситет на приложение на натоварването, ние имаме повече от два пъти по-голяма безопасност.

Забележка: SNiP II-22-81 (1995) "Каменни и подсилени зидани конструкции" препоръчва използването на различен метод за изчисляване на сечението, като се вземат предвид характеристиките на каменните конструкции, но резултатът ще бъде приблизително същият, следователно препоръчаният метод за изчисляване от SNiP не е дадено тук.