При 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 зони на зидария, отслабени от прозорец и врати. При голямо натоварване тези зони може да не издържат и да се разрушат.

Точното изчисляване на съпротивлението на кея на натиск от горните подове е доста сложно и се определя от формулите, включени в нормативен документ SNiP-2-22-81 (наричан по-долу<1>). Инженерните изчисления на якостта на натиск на стената вземат предвид много фактори, включително конфигурацията на стената, нейната якост на натиск, якостта на вида на материала и др. Въпреки това, приблизително „на око“ можете да оцените устойчивостта на стената на компресия, като използвате индикативни таблици, в които якостта (в тонове) е свързана с ширината на стената, както и марките тухли и хоросан. Масата е съставена за височина на стената 2,8м.

Таблица на якостта на тухлената стена, тонове (пример)

Ако стойността на ширината на стената е в диапазона между посочените, е необходимо да се съсредоточите върху минималния брой. В същото време трябва да се помни, че таблиците не вземат предвид всички фактори, които могат да регулират стабилността, структурната здравина и устойчивостта на тухлена стена на компресия в доста широк диапазон.

По отношение на времето натоварванията могат да бъдат временни и постоянни.

Постоянно:

• тегло на строителните елементи (тегло на огради, носещи и други конструкции);
• почвен и скален натиск;
• хидростатично налягане.

Временно:

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

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

Натоварване на тухлена зидария

За да вземете предвид силата, действаща върху проектирания участък от стената, трябва да обобщите натоварванията:

В случай на нискоетажно строителство задачата е значително опростена и много фактори на временно натоварване могат да бъдат пренебрегнати чрез задаване на определен запас 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 прилагане на силата и много други. В някои случаи здравината на стената се постига чрез армировка.

Пример за изчисляване на натоварването

Този пример показва анализа на текущите натоварвания на стълбовете на 1-вия етаж. Тук само постоянни товари от различни структурни елементисграда, като се вземе предвид неравномерното тегло на конструкцията и ъгълът на прилагане на силите.

Изходни данни за анализ:

• етажност – 4 етажа;
• дебелина на тухлен зид Т=64см (0,64м);
• специфично тегло на зидария (тухла, хоросан, мазилка) M = 18 kN/m3 (показател, взет от референтни данни, таблица 19<1>);
• ширина прозоречни отворие: Ш1=1,5 m;
• височина на прозоречните отвори - В1=3 м;
• участък на кея 0,64*1,42 m (натоварена площ, където се прилага теглото на надлежащите конструктивни елементи);
• височина на пода Wet=4,2 m (4200 mm):
• налягането се разпределя под ъгъл от 45 градуса.

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

Nst = (3-4Ш1В1)(h+0.02)Myf = (*3-4*3*1.5)* (0.02+0.64) *1.1 *18=0.447MN.

Ширина на натоварената площ P=Wet*H1/2-W/2=3*4.2/2.0-0.64/2.0=6 m

Nn =(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. Собствено 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 комбинацията от посочените натоварвания върху стените на сградата, за да се изчисли сумирането на натоварванията от стената, от подовете на втория етаж и теглото на проектираната площ; ).

Схема за анализ на натоварването и здравината на конструкцията

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

• дължина на пода (също и височината на площадката) (мокро);
• брой етажи (Чат);
• дебелина на стената (Т);
• ширина на тухлената стена (W);
• параметри на зидарията (вид тухла, марка тухла, марка хоросан);

1. Площ на стената (P)

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

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

където e0 е индикатор за екстра.

1. Намиране на площта на компресираната част на секцията

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

1. Определяне на гъвкавостта на компресираната част на кея

Гсж=Вет/Всж

1. Определяне по табл. 18<1>коефициент fszh, базиран на gszh и коефициент a.
2. Изчисляване на средния коефициент 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. Определение за устойчивост

U=Kdv*fsr*R*Pszh* ω

Kdv – коефициент на дълготрайна експозиция

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

1. Помирение

Пример за изчисляване на якостта на зидария

— Мокро — 3,3 м

— Чат — 2

— Т — 640 мм

— Ш — 1300 мм

- параметри на зидарията (глинена тухла, направена чрез пластично пресоване, циментово-пясъчен разтвор, клас тухли - 100, клас на хоросан - 50)

1. Площ (P)

Р=0,64*1,3=0,832

1. Според таблица 15<1>определяне на коефициента a.

1. Гъвкавост (G)

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

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

1. Височина на компресираната част

Всж=0,64-2*0,045=0,55м

1. Площ на компресираната част на секцията

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

1. Гъвкавост на компресираната част

Гсж=3,3/0,55=6

1. fsj=0,96
2. Изчисляване 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 ефективното натоварване, е необходимо да се изчисли теглото на всички конструктивни елементи, засягащи проектираната площ на сградата.

1. Определение за устойчивост

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 направите, ако изчислената устойчивост на натиск на стените е недостатъчна? В този случай е необходимо да се укрепи стената с армировка. По-долу е даден пример за анализ на необходимата модернизация на конструкция с недостатъчна устойчивост на натиск.

За удобство можете да използвате таблични данни.

На долния ред са показани показатели за стена, армирана с телена мрежа с диаметър 3 мм, с клетка 3 см, клас В1. Армировка на всеки трети ред.

Увеличението на якостта е около 40%. Обикновено тази устойчивост на натиск е достатъчна. По-добре е да се направи подробен анализ, като се изчисли промяната в якостните характеристики в съответствие с метода за укрепване на използваната конструкция.

По-долу е даден пример за такова изчисление

Пример за изчисляване на армировката на стълба

Първоначални данни - виж предишния пример.

• височина на пода - 3,3 м;
• дебелина на зидовете – 0,640 м;
• ширина на зидарията 1300 м;
• типични характеристики на зидарията (вид тухли - глинени тухли, направени чрез пресоване, вид хоросан - цимент с пясък, марка тухли - 100, хоросан - 50)

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

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

Печалба

k=U1/U=1,5/1,113=1,348,

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

Укрепване със стоманобетонна рамка

Армировката се извършва с бетонна рамка B15 с дебелина 0,060 m Вертикални пръти 0,340 m2, скоби 0,0283 m2 със стъпка 0,150 m.

Размери на сечението на подсилената конструкция:

Ш_1=1300+2*60=1.42

T_1=640+2*60=0,76

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

Необходимо е да се определи изчислената носеща способност на стенен участък на сграда с твърд конструктивен дизайн *

Изчисляване на носещата способност на участък от носеща стена на сграда с твърда конструкция.

Изчислена надлъжна сила се прилага към участък от стена с правоъгълно напречно сечение н= 165 kN (16,5 tf), от продължителни натоварвания н ж= 150 kN (15 tf), краткотрайно н ул= 15 kN (1,5 tf). Размерът на сечението е 0,40х1,00 м, височината на пода е 3 м, долната и горната опора на стената са шарнирно закрепени. Стената е проектирана от четирислойни блокове с проектна якост М50, използвайки хоросан с проектна якост М50.

При изграждане на сграда в летни условия е необходимо да се провери носимоспособността на стенен елемент в средата на етажната височина.

Съгласно клауза, за носещи стени с дебелина 0,40 m не трябва да се взема предвид случаен ексцентрицитет. Правим изчислението по формулата

н ≤ м ж  Р.А.  ,

Където н- проектна надлъжна сила.

Примерът за изчисление, даден в това приложение, е направен съгласно формули, таблици и параграфи на SNiP P-22-81 * (посочен в квадратни скоби) и тези препоръки.

Площ на напречното сечение на елемента

А= 0,40 ∙ 1,0 = 0,40m.

Проектна якост на натиск на зидарията Рсъгласно таблица 1 от тези препоръки, като се вземе предвид коефициентът на условията на работа  с= 0,8, виж параграф, равно на

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

Примерът за изчисление, даден в това приложение, е направен съгласно формули, таблици и параграфи на SNiP P-22-81 * (посочен в квадратни скоби) и тези препоръки.

Прогнозната дължина на елемента според чертежа е равна на

л 0 = Η = Z m.

Гъвкавостта на елемента е

.

Еластични характеристики на зидарията  , приети съгласно тези „Препоръки“, е равно на

Коефициент на изкълчване  определен от таблицата.

Взема се коефициентът, отчитащ влиянието на дългосрочно натоварване с дебелина на стената 40 cm м ж = 1.

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

Изчислителна носеща способност на стената н ввравна на

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

Проектна надлъжна сила нпо-малко н вв :

н= 165 kN< н вв= 268,6 kN.

Следователно стената отговаря на изискванията за носеща способност.

II пример за изчисляване на съпротивлението на топлопреминаване на стени на сграда от четирислойни термично ефективни блокове

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

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

При изчисляване приемаме зидария от четирислойни блокове със слоеве със следните характеристики:

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

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

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

Суха мазилка от гипсови листове с дебелина 12 mm -  = 0,21 W/m ∙ 0 C.

Намаленото съпротивление на топлопреминаване на външната стена се изчислява въз основа на основния структурен елемент, който се повтаря най-често в сградата. Дизайнът на стената на сградата с основния конструктивен елемент е показан на фиг. 2, 3. Необходимото намалено съпротивление на топлопреминаване на стената се определя съгласно SNiP 23-02-2003 „Топлинна защита на сгради“, въз основа на енергията спестяващи условия съгласно таблица 1б* за жилищни сгради.

За условията на Москва и Московска област необходимата устойчивост на топлопредаване на стените на сградата (етап II)

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

Общо съпротивление на топлопреминаване Р оприетият дизайн на стената се определя от формулата

,(1)

Където И - коефициенти на топлопреминаване на вътрешната и външната повърхност на стената,

прието съгласно SNiP 23-2-2003 - 8,7 W/m 2 ∙ 0 C и 23 W/m 2 ∙ 0 C

съответно;

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

 н- дебелина на слоя (m);

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

= 3,16 m 2 ∙ 0 C/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 гипсокартонени листове от страната на помещението, съпротивлението на топлопреминаване на стената се увеличава с

Р НАСТОЛЕН КОМПЮТЪР. =
= 0,571 m 2 ∙ 0 C/W.

Топлинното съпротивление на стената ще бъде

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

Така конструкцията на външна стена, изработена от четирислойни топлоефективни блокове с дебелина 400 mm с вътрешен слой мазилка от гипсокартонени листове с дебелина 12 mm с обща дебелина 412 mm, има намалено съпротивление на топлопреминаване, равно на 4,38 m 2 ∙ 0 C/W и отговаря на изискванията за топлоизолационни качества на външни ограждащи конструкции на сгради в климатичните условия на Москва и Московска област.

В.В. Габрусенко

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

От гледна точка на формалните изисквания дизайнерите действат на напълно законна основа и се съпротивляват енергично, когато някой се опита да им попречи на намеренията.

Междувременно тънките стени реагират най-силно на всички видове отклонения от характеристиките на дизайна. Освен това, дори и тези, които са официално разрешени от Стандартите за производство и приемане на работа (SNiP 3.03.01-87). Те включват: отклонения на стените чрез изместване на осите (10 mm), по дебелина (15 mm), по отклонение на един етаж от вертикалата (10 mm), по изместване на опорите на подовата плоча в план (6...8 mm). ) и т.н.

Нека разгледаме до какво водят тези отклонения, използвайки примера на вътрешна стена с височина 3,5 m и дебелина 250 mm, изработена от тухла клас 100 върху хоросан клас 75, носеща проектно натоварване от тавана от 10 kPa (плочи с разстояние от 6 m от двете страни) и теглото на горните стени. Стената е проектирана за централно компресиране. Неговата изчислена носеща способност, определена съгласно SNiP II-22-81, е 309 kN / m.

Да приемем, че долната стена е изместена спрямо оста с 10 mm наляво, а горната стена е изместена с 10 mm надясно (фигура). Освен това подовите плочи се изместват на 6 mm вдясно от оста. Тоест натоварването от пода N 1= 60 kN/m се прилага при ексцентричност 16 mm, а натоварването е от надлежащата стена N 2- с ексцентричност 20 мм, тогава ексцентрицитетът на резултата ще бъде 19 мм. При такава ексцентричност, носещата способност на стената ще намалее до 264 kN/m, т.е. с 15%. И това е при наличие само на две отклонения и при условие, че отклоненията не надвишават допустимите от стандартите стойности.

Ако добавим тук асиметричното натоварване на подовете с временно натоварване (отдясно повече, отколкото отляво) и „допустимите отклонения“, които строителите си позволяват - удебеляване на хоризонтални шевове, традиционно лошо запълване на вертикални шевове, лошо качество на обличане , кривина или наклон на повърхността, „подмладяване“ на разтвора, прекомерно използване на половината 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 появява веднага, понякога се случва години след завършване на строителството. Освен това трябва да се има предвид, че колкото по-малко е напречното сечение (дебелината) на елементите, толкова по-силно е отрицателното въздействие на претоварванията, тъй като с намаляването на дебелината се увеличава възможността за преразпределение на напрежението в напречното сечение поради пластични деформации на зидарията намалява.

Ако добавим неравномерни деформации на основите (поради накисване на почвата), изпълнени с въртене на основата на основата, „окачване“ на външните стени върху вътрешните носещи стени, образуване на пукнатини и намаляване на стабилност, тогава говорим не просто за претоварване, а за внезапен срив.

Привържениците на тънките стени биха могли да твърдят, че всичко това изисква твърде голяма комбинация от дефекти и неблагоприятни отклонения. Нека им отговорим: преобладаващата част от авариите и бедствията в строителството се случват именно когато няколко негативни фактора се съберат на едно място и в един момент - в този случай няма "твърде много" от тях.

заключения

Дебелината на носещите стени трябва да бъде най-малко 1,5 тухли (380 mm). Стени с дебелина 1 тухла (250 мм) могат да се използват само за едноетажни сгради или за последните етажи на многоетажни сгради.

Това изискване следва да бъде включено в бъдещите Териториални норми за проектиране на строителни конструкции и сгради, чиято необходимост от разработване отдавна е назряла. Междувременно можем само да препоръчаме на дизайнерите да избягват използването на носещи стени с дебелина по-малка от 1,5 тухли.

Тухлата е доста издръжлив строителен материал, особено масивен, а при изграждането на къщи с 2-3 етажа стените от обикновени керамични тухли обикновено не изискват допълнителни изчисления. Въпреки това ситуациите са различни, например е планирана двуетажна къща с тераса на втория етаж. Металните напречни греди, върху които ще лежат и металните греди на терасата, се предвижда да бъдат подпрени на тухлени колони от облицовъчни кухи тухли с височина 3 метра, отгоре ще има колони с височина 3 метра, върху които ще лежи покривът:

Възниква естествен въпрос: какво е минималното напречно сечение на колоните, което ще осигури необходимата здравина и стабилност? Разбира се, идеята за полагане на колони от глинени тухли и още повече стените на къща далеч не е нова и всички възможни аспекти на изчисленията на тухлени стени, стълбове, стълбове, които са същността на колоната , са описани достатъчно подробно в SNiP II-22-81 (1995) "Каменни и армирани каменни конструкции." Именно този регулаторен документ трябва да се използва като ръководство при извършване на изчисления. Изчислението по-долу не е нищо повече от пример за използване на посочения SNiP.

За да определите здравината и стабилността на колоните, трябва да имате доста първоначални данни, като например: марката тухла по отношение на якостта, площта на опора на напречните греди върху колоните, натоварването на колоните , площта на напречното сечение на колоната и ако нищо от това не е известно на етапа на проектиране, тогава можете да продължите по следния начин:

с централна компресия

Проектиран:Размери на терасата 5х8 м. Три колони (една в средата и две по краищата) от облицовъчна тухла с напречно сечение 0,25х0,25 м. Разстоянието между осите на колоните е 4м на тухлата е М75.

С тази схема на проектиране максималното натоварване ще бъде върху средната долна колона. Това е, на което трябва да разчитате за сила. Натоварването на колоната зависи от много фактори, по-специално от строителната зона. Например снежното натоварване на покрива в Санкт Петербург е 180 кг/м2, а в Ростов на Дон - 80 кг/м2. Като се вземе предвид теглото на самия покрив, 50-75 kg/m², натоварването на колоната от покрива за Пушкин, Ленинградска област може да бъде:

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

Тъй като все още не са известни текущите натоварвания от материала на пода и от хора, седнали на терасата, мебели и др., но категорично не се предвижда стоманобетонна плоча, а се предполага, че подът ще бъде дървен, от отделно лежащи кантове дъски, тогава за да изчислите натоварването от терасата, можете да приемете равномерно разпределено натоварване от 600 kg/m², тогава концентрираната сила от терасата, действаща върху централната колона, ще бъде:

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

Собственото тегло на колоните с дължина 3 m ще бъде:

N от колона = 1500 3 0,38 0,38 = 649,8 kgили 0,65 тона

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

N с обороти = 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 временното натоварване от сняг, максимално през зимата, и временното натоварване на пода, максимално през лятото, да бъдат приложени едновременно. Тези. сумата от тези натоварвания може да бъде умножена по коефициент на вероятност от 0,9, след което:

N с обороти = (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 якостта тухлена зидария.

Степента на тухла M75 означава, че тухлата трябва да издържа на натоварване от 75 kgf / cm2, но здравината на тухлата и здравината на тухлената зидария са две различни неща. Следната таблица ще ви помогне да разберете това:

маса 1. Проектиране на якости на натиск за тухлена зидария

Но това не е всичко. Същият SNiP II-22-81 (1995) клауза 3.11 а) препоръчва за площта на стълбове и колони по-малка от 0,3 m², умножете стойността на проектното съпротивление по коефициента на работни условия γ s =0,8. И тъй като площта на напречното сечение на нашата колона е 0,25x0,25 = 0,0625 m², ще трябва да използваме тази препоръка. Както можете да видите, за тухла от клас M75, дори при използване на хоросан 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/cm², тогава максималното напрежение на натиск ще бъде:

10300/625 = 16,48 kg/cm² > R = 12 kgf/cm²

По този начин, за да се осигури необходимата якост на колоната, е необходимо или да се използва тухла с по-голяма якост, например M150 (изчислената устойчивост на натиск за класа на хоросан M100 ще бъде 22·0,8 = 17,6 kg/cm²) или да се увеличи напречното сечение на колоната или да се използва напречна армировка на зидарията. Засега нека се съсредоточим върху използването на по-издръжливи облицовъчни тухли.

3. Определяне на устойчивостта на тухлена колона.

Здравината на тухлената зидария и стабилността на тухлената колона също са различни неща и все пак са еднакви SNiP II-22-81 (1995) препоръчва определяне на стабилността на тухлена колона по следната формула:

N ≤ m g φRF (1.1)

m g- коефициент, отчитащ влиянието на дългосрочното натоварване. В случая имахме, условно казано, късмет, тъй като на височината на участъка ч≤ 30 cm, стойността на този коефициент може да се приеме равна на 1.

φ - коефициент на надлъжно огъване, в зависимост от гъвкавостта на колоната λ . За да определите този коефициент, трябва да знаете очакваната дължина на колоната ло, и не винаги съвпада с височината на колоната. Тънкостите на определяне на проектната дължина на конструкцията не са описани тук, ние само отбелязваме, че според SNiP II-22-81 (1995) клауза 4.3: „Изчислителни височини на стени и стълбове лопри определяне на коефициентите на изкълчване φ в зависимост от условията на поддържането им върху хоризонтални опори трябва да се вземе следното:

а) с фиксирани шарнирни опори ло = N;

б) с еластична горна опора и твърдо прищипване в долната опора: за еднопролетни сгради ло = 1.5H, за многоетажни сгради ло = 1.25H;

в) за свободностоящи конструкции ло = 2Н;

г) за конструкции с частично прищипани опорни участъци - като се вземе предвид действителната степен на прищипване, но не по-малко ло = 0,8N, Където н- разстоянието между етажите или други хоризонтални опори, със стоманобетонни хоризонтални опори, светлото разстояние между тях."

На пръв поглед нашата изчислителна схема може да се счита за удовлетворяваща условията на точка б). т.е. можете да го вземете ло = 1.25H = 1,25 3 = 3,75 метра или 375 cm. Но можем уверено да използваме тази стойност само в случай, че долната опора е наистина твърда. Ако тухлена колона е положена върху слой хидроизолация от покривен филц, положен върху основата, тогава такава опора трябва по-скоро да се счита за шарнирна, а не за твърдо закрепена. И в този случай нашият дизайн в равнина, успоредна на равнината на стената, е геометрично променлива, тъй като подовата конструкция (отделно разположени дъски) не осигурява достатъчна твърдост в определената равнина. Има 4 възможни изхода от тази ситуация:

1. Приложете принципно различна схема на проектиране, Например - метални колони, здраво вграден в основата, към която ще бъдат заварени гредите на пода, след това по естетически причини металните колони могат да бъдат покрити с облицовъчна тухла от всяка марка, тъй като целият товар ще се носи от метала. В този случай е вярно, че трябва да се изчислят металните колони, но може да се вземе изчислената дължина ло = 1.25H.

2. Направете още едно припокриване, например от листови материали, което ще ни позволи да считаме както горната, така и долната опора на колоната за шарнирни, в този случай ло = Н.

3. Направете втвърдяваща диафрагмав равнина, успоредна на равнината на стената. Например, по краищата, поставете не колони, а по-скоро колони. Това също ще ни позволи да считаме както горната, така и долната опора на колоната за шарнирни, но в този случай е необходимо допълнително да изчислим диафрагмата на коравина.

4. Игнорирайте горните опции и изчислете колоните като свободностоящи с твърда долна опора, т.е. ло = 2Н. В крайна сметка древните гърци издигнали своите колони (макар и не направени от тухли) без никакви познания за устойчивостта на материалите, без използването на метални котви и дори толкова внимателно написани строителни нормии в онези дни не е имало правила, но някои колони все още стоят и до днес.

Сега, знаейки проектната дължина на колоната, можете да определите коефициента на гъвкавост:

λ ч = ло /ч (1.2) или

λ аз = ло (1.3)

ч- височина или ширина на секцията на колоната, и аз- радиус на инерция.

Определянето на радиуса на въртене по принцип не е необходимо да се раздели инерционният момент на напречното сечение и след това да се извлече от резултата; Корен квадратен, но в този случай няма голяма нужда от това. По този начин λ h = 2 300/25 = 24.

Сега, знаейки стойността на коефициента на гъвкавост, можете най-накрая да определите коефициента на изкълчване от таблицата:

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

В този случай еластичните характеристики на зидарията α определени от таблицата:

Таблица 3. Еластични характеристики на зидарията α (съгласно SNiP II-22-81 (1995))

В резултат на това стойността на коефициента на надлъжно огъване ще бъде около 0,6 (със стойността на еластичната характеристика α = 1200, съгласно параграф 6). Тогава крайно натоварванев централната колона ще бъде:

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

Това означава, че възприетото напречно сечение от 25x25 cm не е достатъчно, за да осигури стабилност на долната централна централно компресирана колона. За да се увеличи стабилността, най-оптимално е да се увеличи напречното сечение на колоната. Например, ако поставите колона с празнина вътре от една и половина тухли, с размери 0,38 х 0,38 м, тогава не само площта на напречното сечение на колоната ще се увеличи до 0,13 м или 1300 см, но и радиусът на инерцията на колоната също ще се увеличи до аз= 11,45 см. Тогава λi = 600/11,45 = 52,4, и стойността на коефициента φ = 0,8. В този случай максималното натоварване на централната колона ще бъде:

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

Това означава, че сечение от 38x38 cm е достатъчно, за да се осигури стабилност на долната централна централно компресирана колона и дори е възможно да се намали степента на тухла. Например, с първоначално приетия клас M75, максималното натоварване ще бъде:

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

Изглежда това е всичко, но е препоръчително да вземете предвид още една подробност. В този случай е по-добре фундаментната лента (обединена за трите колони), а не колонна (поотделно за всяка колона), в противен случай дори малкото слягане на основата ще доведе до допълнителни напрежения в тялото на колоната и това може водят до унищожение. Като се има предвид всичко по-горе, най-оптималната секция на колоните ще бъде 0,51x0,51 m, а от естетическа гледна точка такава секция е оптимална. Площта на напречното сечение на такива колони ще бъде 2601 cm².

Пример за изчисляване на тухлена колона за стабилност
с ексцентрична компресия

Външните колони в проектираната къща няма да бъдат централно компресирани, тъй като напречните греди ще лежат върху тях само от едната страна. И дори ако напречните греди са положени върху цялата колона, тогава все пак, поради отклонението на напречните греди, натоварването от пода и покрива ще бъде прехвърлено към външните колони, които не са в центъра на секцията на колоната. Къде точно ще се предаде резултатната от това натоварване зависи от ъгъла на наклона на напречните греди върху опорите, еластичните модули на напречните греди и колоните и редица други фактори. Това изместване се нарича ексцентричност на приложението на натоварването e o. В този случай се интересуваме от най-неблагоприятната комбинация от фактори, при която натоварването от пода към колоните ще се пренесе възможно най-близо до ръба на колоната. Това означава, че в допълнение към самото натоварване, колоните ще бъдат подложени и на огъващ момент, равен на M = Ne o, и тази точка трябва да се вземе предвид при изчисляването. IN общ случайТестът за стабилност може да се извърши по следната формула:

N = φRF - MF/W (2.1)

У- съпротивителен момент на сечението. В този случай натоварването за долните крайни колони от покрива може условно да се счита за централно приложено, а ексцентричността ще бъде създадена само от натоварването от пода. При ексцентричност 20см

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

По този начин, дори при много голям ексцентрицитет на прилагане на натоварване, ние имаме повече от двоен резерв на безопасност.

Забележка: SNiP II-22-81 (1995) „Каменни и армирани 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 методът на изчисление, препоръчан от SNiP не е даден тук.