V primeru samozasnove opečna hiša nujno je treba izračunati, ali lahko opeka prenese obremenitve, ki so vključene v projekt. Še posebej resne razmere se razvijejo na območjih zidane, oslabljene z oknom in vrata... V primeru velike obremenitve ta območja morda ne bodo zdržala in se uničila.

Natančen izračun stabilnosti stene na stiskanje z zgornjimi tlemi je precej zapleten in je določen s formulami, določenimi v normativni dokument SNiP-2-22-81 (v nadaljevanju kot<1>). Inženirski izračuni tlačne trdnosti stene upoštevajo številne dejavnike, vključno s konfiguracijo stene, tlačno trdnostjo, trdnostjo določene vrste materiala in drugo. Vendar pa lahko približno "na oko" ocenite odpornost stene na stiskanje z uporabo okvirnih tabel, v katerih je trdnost (v tonah) vezana glede na širino stene, pa tudi znamke opeke. in malto. Tabela temelji na višini stene 2,8 m.

Tabela trdnosti opečne stene, tone (primer)

Če je širina stene v intervalu med navedenimi, se je treba osredotočiti na najmanjše število. Hkrati je treba spomniti, da tabele ne upoštevajo vseh dejavnikov, ki lahko prilagodijo stabilnost, strukturno trdnost in odpornost opečne stene na stiskanje v precej širokem razponu.

Časovno so obremenitve začasne in trajne.

stalno:

• teža konstrukcijskih elementov (teža ograj, nosilnih in drugih konstrukcij);
• tlak tal in kamnin;
• hidrostatični tlak.

začasno:

• teža začasnih konstrukcij;
• obremenitve iz stacionarni sistemi in oprema;
• tlak v cevovodih;
• obremenitve shranjenih izdelkov in materialov;
• klimatske obremenitve (sneg, led, veter itd.);
• in mnogi drugi.

Pri analizi obremenitve konstrukcij je nujno upoštevati skupne učinke. Spodaj je primer izračuna glavnih obremenitev na stenah prvega nadstropja stavbe.

Obremenitev opeke

Če želite upoštevati silo, ki deluje na načrtovani del stene, morate povzeti obremenitve:

V primeru nizke gradnje je naloga močno poenostavljena, številne dejavnike začasne obremenitve pa je mogoče zanemariti in v fazi projektiranja določiti določeno mejo varnosti.

Vendar pa je v primeru gradnje 3 ali več nadstropnih konstrukcij potrebna temeljita analiza s posebnimi formulami, ki upoštevajo dodajanje obremenitev iz vsakega nadstropja, kota delovanja sile in še veliko več. V nekaterih primerih je moč stene dosežena z ojačitvijo.

Primer za izračun obremenitve

Ta primer prikazuje analizo delujočih obremenitev na stenah 1. nadstropja. Tukaj samo trajne obremenitve iz različnih strukturnih elementov stavbe, ob upoštevanju neenakomerne teže konstrukcije in kota uporabe sil.

Začetni podatki za analizo:

• število nadstropij - 4 nadstropja;
• debelina stene opeke T = 64cm (0,64 m);
• specifična teža zidane (opeka, malta, omet) M = 18 kN / m3 (indikator je vzet iz referenčnih podatkov, tabela 19<1>);
• premer okenske odprtine je: Ш1 = 1,5 m;
• višina okenskih odprtin - B1 = 3 m;
• prerez stene je 0,64 * 1,42 m (obremenjeno območje, kjer se nanese teža prekritih konstrukcijskih elementov);
• višina tal Mokro = 4,2 m (4200 mm):
• tlak se porazdeli pod kotom 45 stopinj.

1. Primer določanja obremenitve stene (plast ometa 2 cm)

Hst = (3-4SH1V1) (h + 0,02) Myf = (* 3-4 * 3 * 1,5) * (0,02 + 0,64) * 1,1 * 18 = 0,447MN.

Širina obremenjene površine P = Mokro * 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,

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

1. Neto teža sten

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

Skupna obremenitev bo rezultat kombinacije navedenih obremenitev na stenah stavbe; za izračun se seštejejo obremenitve stene, tal 2. nadstropja in teža predvidene površine).

Diagram analize konstrukcijske obremenitve in trdnosti

Za izračun stene opečne stene boste potrebovali:

• dolžina tal (to je višina mesta) (veterinar);
• število nadstropij (Chat);
• debelina stene (T);
• širina opečne stene (W);
• zidarski parametri (vrsta opeke, znamka opeke, znamka malte);

1. Površina stene (P)

1. Glede na tabelo 15<1>treba je določiti koeficient a (karakteristika elastičnosti). Koeficient je odvisen od vrste, znamke opeke in malte.
2. Indeks fleksibilnosti (G)

1. Glede na indikatorja a in D, v skladu s tabelo 18<1>pogledati morate upogibni koeficient f.
2. Iskanje višine stisnjenega dela

kjer je e0 indikator izrednih razmer.

1. Iskanje površine stisnjenega dela odseka

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

1. Določanje prožnosti stisnjenega dela stene

Gszh = Mokro / Wszh

1. Določitev po tabeli. osemnajst<1>koeficient fszh, ki temelji na Gszh in koeficientu a.
2. Izračun povprečnega koeficienta fsr

Fsr = (f + fszh) / 2

1. Določanje koeficienta ω (tabela 19<1>)

ω = 1 + e / T<1,45

1. Izračun sile, ki deluje na odsek
2. Določitev stabilnosti

Y = Kdv * fsr * R * Pszh * ω

Kdv - koeficient dolgotrajne izpostavljenosti

R - odpornost zida na stiskanje, se lahko določi iz tabele 2<1>, v MPa

1. Sprava

Primer izračuna trdnosti zidane

- Veterinar - 3,3 m

- Klepet - 2

- T - 640 mm

- Š - 1300 mm

- zidarski parametri (glinena opeka, izdelana s plastičnim stiskanjem, cementno-peščena malta, razred opeke - 100, razred raztopine - 50)

1. Območje (P)

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

1. Glede na tabelo 15<1>določimo koeficient a.

1. Prilagodljivost (G)

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

1. Upogibni koeficient (tabela 18<1>).

1. Stisnjena višina

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

1. Stisnjeno območje odseka

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

1. Prilagodljivost stisnjenega dela

Gszh = 3,3 / 0,55 = 6

1. fszh = 0,96
2. Izračun Fsr

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

1. Glede na tabelo. 19<1>

ω = 1 + 0,045 / 0,64 = 1,07<1,45

Za določitev dejanske obremenitve je treba izračunati težo vseh konstrukcijskih elementov, ki vplivajo na projektirani del stavbe.

1. Določitev stabilnosti

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

1. Sprava

Pogoj je izpolnjen, trdnost zidane in trdnost njenih elementov zadostujeta

Nezadostna odpornost sten

Kaj storiti, če konstrukcijska odpornost ni dovolj tlačnih sten? V tem primeru je treba steno okrepiti z ojačitvijo. Spodaj je primer analize potrebne konstrukcijske posodobitve z nezadostno kompresijsko odpornostjo.

Za udobje lahko uporabite tabelarne podatke.

Spodnja vrstica prikazuje indikatorje za steno, ojačano z žično mrežo premera 3 mm, s celico 3 cm, razred B1. Okrepitev vsake tretje vrstice.

Povečanje moči je približno 40%. Običajno je ta odpornost proti stiskanju zadostna. Bolje je narediti podrobno analizo z izračunom spremembe lastnosti trdnosti v skladu z uporabljeno metodo krepitve konstrukcije.

Spodaj je primer takšnega izračuna.

Primer izračuna ojačitve sten

Začetni podatki - glej prejšnji primer.

• višina tal - 3,3 m;
• debelina stene - 0,640 m;
• širina zidane 1.300 m;
• tipične značilnosti zidane (vrsta opeke - glinene opeke, izdelane s stiskanjem, vrsta malte - cement s peskom, opeka - 100, malta - 50)

V tem primeru pogoj Y> = H ni izpolnjen (1.113<1,5).

Potrebno je povečati tlačno trdnost in trdnost konstrukcije.

Dobiček

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

tiste. je treba povečati trdnost konstrukcije za 34,8%.

Ojačitev z armiranobetonsko sponko

Armatura je izdelana s sponko betona B15 debeline 0,060 m Vertikalne palice 0,340 m2, objemke 0,0283 m2 s korakom 0,150 m.

Prerezne dimenzije ojačane konstrukcije:

W_1 = 1300 + 2 * 60 = 1,42

T_1 = 640 + 2 * 60 = 0,76

S takšnimi kazalniki je izpolnjen pogoj Y> = H. Kompresijska odpornost in strukturna trdnost zadoščata.

Potrebno je določiti konstrukcijsko nosilnost dela stene stavbe s togo konstrukcijsko shemo *

Izračun nosilnosti dela nosilne stene stavbe s togo konstrukcijsko shemo.

Izračunana vzdolžna sila deluje na odsek stene pravokotnega prereza N= 165 kN (16,5 tf), iz neprekinjenih obremenitev N g= 150 kN (15 tf), kratkotrajno N st= 15 kN (1,5 tf). Velikost odseka - 0,40x1,00 m, višina tal - 3 m, spodnji in zgornji stenski nosilci - tečajni, fiksni. Stena je bila zasnovana iz štirislojnih blokov konstrukcijskega razreda M50 z uporabo malte M50.

Pri gradnji stavbe v poletnih razmerah je potrebno preveriti nosilnost stenskega elementa na sredini višine tal.

V skladu s točko za nosilne stene debeline 0,40 m naključne ekscentričnosti ne smemo upoštevati. Izračun se izvede po formuli

N ≤ m g  RA  ,

kje N je izračunana vzdolžna sila.

Primer izračuna, ki je naveden v tem dodatku, je narejen v skladu s formulami, tabelami in odstavki SNiP P-22-81 * (prikazano v oglatih oklepajih) in temi priporočili.

Območje odseka elementa

A= 0,40 ∙ 1,0 = 0,40 m.

Konstrukcijska odpornost proti stiskanju zidov R po tabeli 1 teh priporočil, ob upoštevanju koeficienta delovnih pogojev  z= 0,8, glej str. Enako

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

Primer izračuna, ki je naveden v tem dodatku, je narejen v skladu s formulami, tabelami in odstavki SNiP P-22-81 * (prikazano v oglatih oklepajih) in temi priporočili.

Izračunana dolžina elementa po risbi je enaka

l 0 = Η = W m.

Fleksibilnost elementa je

.

Elastična lastnost zidane  , vzeto v skladu s temi "priporočili", je enako

Koeficient upogibanja  določimo po tabeli.

Koeficient, ki upošteva učinek dolgotrajne obremenitve z debelino stene 40 cm, je m g = 1.

koeficient  za zidanje iz štirislojnih blokov je vzeto iz tabele. enako 1,0.

Ocenjena nosilnost stenskega dela N cc je enako

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).

Izračunana vzdolžna sila N manjši N cc :

N= 165 kN< N cc= 268,6 kN.

Posledično stena izpolnjuje zahteve glede nosilnosti.

II primer izračuna odpornosti na prenos toplote sten stavb iz štirislojnih toplotno učinkovitih blokov

Primer. Določite upor prenosa toplote 400 mm debele stene iz štirislojnih toplotno učinkovitih blokov. Notranja površina stene s strani prostora je obložena s ploščami iz mavčnih plošč.

Stena je zasnovana za prostore z normalno vlažnostjo in zmerno zunanjo klimo, gradbeno območje - Moskva in moskovska regija.

Pri izračunu vzamemo zid iz štirislojnih blokov s plastmi, ki imajo naslednje značilnosti:

Notranji sloj - ekspandirani glineni beton debeline 150 mm, z gostoto 1800 kg / m 3 -  = 0,92 W / m ∙ 0 С;

Zunanji sloj - porozni ekspandirani beton debeline 80 mm, z gostoto 1800 kg / m 3 -  = 0,92 W / m ∙ 0 С;

Toplotna izolacijska plast - polistiren debeline 170 mm,  - 0,05 W / m ∙ 0 С;

Suhi omet iz mavčnih oblog debeline 12 mm -  = 0,21 W / m ∙ 0 С.

Zmanjšana odpornost proti prenosu toplote zunanje stene se izračuna glede na glavni konstrukcijski element, ki je v objektu najbolj ponovljiv. Struktura stene stavbe z glavnim konstrukcijskim elementom je prikazana na slikah 2, 3. Zahtevana zmanjšana odpornost na prenos toplote stene je določena v skladu s SNiP 23-02-2003 "Toplotna zaščita stavb", ki temelji na pogoji varčevanja z energijo v skladu s tabelo 1b * za stanovanjske stavbe.

Za razmere Moskve in moskovske regije je potrebna odpornost na prenos toplote sten stavb (II.

GSOP = (20 + 3,6) ∙ 213 = 5027 stopinj. dnevi

Celotna odpornost na prenos toplote R o sprejeta struktura sten je določena s formulo

,(1)

kje in - koeficienti prenosa toplote notranje in zunanje površine stene,

sprejeto po SNiP 23-2-2003- 8,7 W / m 2 ∙ 0 С in 23 W / m 2 ∙ 0 С

oziroma;

R 1 ,R 2 ...R n- toplotna odpornost posameznih plasti blokovnih konstrukcij

 n- debelina plasti (m);

 n- koeficient toplotne prevodnosti sloja (W / m 2 ∙ 0 С)

= 3,16 m 2 ∙ 0 С / W.

Določite zmanjšano odpornost na prenos toplote stene R o brez notranje plasti ometa.

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

Če je treba s strani prostora uporabiti notranjo ometno plast mavčnih plošč, se odpornost na toplotni prenos stene poveča za

R PCS. =
= 0,571 m 2 ∙ 0 С / W.

Toplotna odpornost stene bo

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

Tako ima struktura zunanje stene štirislojnih toplotno učinkovitih blokov debeline 400 mm z notranjo ometno plastjo mavčnih plošč debeline 12 mm s skupno debelino 412 mm zmanjšano odpornost proti prenosu toplote, ki je enaka 4,38 m ograjenih konstrukcij. zgradb v podnebnih razmerah Moskve in moskovske regije.

V.V. Gabrusenko

Standardi oblikovanja (SNiP II-22-81) omogočajo sprejem minimalne debeline nosilnih kamnitih sten za zidane skupine I v območju od 1/20 do 1/25 višine tal. Z višino tal do 5 m se te omejitve dobro prilegajo Zid debeline le 250 mm (1 opeka), kar oblikovalci uporabljajo - še posebej pogosto v zadnjem času.

Kar zadeva formalne zahteve, oblikovalci ravnajo zakonito in se odločno upirajo, ko skuša nekdo ovirati njihove namene.

Medtem se tanke stene najmočneje odzivajo na vse vrste odstopanj od konstrukcijskih značilnosti. Še več, tudi tisti, ki so uradno dovoljeni z normami pravil za proizvodnjo in prevzem del (SNiP 3.03.01-87). Med njimi: odmiki sten s premikom osi (10 mm), z debelino (15 mm), z odstopanjem enega nadstropja od navpičnice (10 mm), s premikom nosilcev talnih plošč v načrtu (6 ... 8 mm) itd.

Kaj vodijo ta odstopanja, razmislimo na primeru notranje stene visoke 3,5 m in debeline 250 mm iz opeke razreda 100 na malti razreda 75, ki nosi konstrukcijsko obremenitev od prekrivanja 10 kPa (ploče z razponom 6 m na obeh straneh) in težo zgornjih sten ... Stena je zasnovana za centralno stiskanje. Njegova konstrukcijska nosilnost, določena v skladu s SNiP II-22-81, je 309 kN / m.

Recimo, da je spodnja stena zamaknjena od osi za 10 mm v levo, zgornja stena pa za 10 mm v desno (slika). Poleg tega so talne plošče premaknjene 6 mm v desno od osi. To je obremenitev tal N 1= 60 kN / m naneseno z ekscentričnostjo 16 mm in obremenitvijo zgornje stene N 2- z ekscentričnostjo 20 mm, potem bo ekscentričnost rezultanta 19 mm. S tako ekscentričnostjo se bo nosilnost stene zmanjšala na 264 kN / m, t.j. za 15 %. In to - ob prisotnosti le dveh odstopanj in pod pogojem, da odstopanja ne presegajo vrednosti, ki jih dovoljujejo standardi.

Če k temu dodamo še asimetrično obremenitev tal z začasno obremenitvijo (bolj na desni kot na levi) in "tolerance", ki si jih dopuščajo gradbeniki - odebelitev horizontalnih šivov, tradicionalno slabo zapolnjevanje navpičnih šivov, nekvalitetna obloga , ukrivljenost ali naklon površine, "pomlajevanje" malte, prekomerna uporaba pol lesa itd. itd., Potem se lahko nosilnost zmanjša za vsaj 20 ... 30%. Posledično bo preobremenitev stene presegla 50 ... 60%, po katerem se začne nepovraten proces uničenja. Ta proces se ne kaže vedno takoj, zgodi se - leta po zaključku gradnje. Poleg tega je treba upoštevati, da manjši kot je prerez (debelina) elementov, močnejši je negativni učinek preobremenitev, saj se z zmanjšanjem debeline zmanjša možnost prerazporeditve napetosti znotraj odseka zaradi plastičnih deformacij zidane.

Če dodamo še več neenakomernih deformacij temeljev (zaradi premočenja tal), preobremenjenih z zasukom temelja, "visenjem" zunanjih sten na notranje nosilne stene, nastankom razpok in zmanjšanjem stabilnost, potem ne bomo govorili le o preobremenitvi, ampak o nenadnem zlomu.

Zagovorniki tankih sten lahko trdijo, da vse to zahteva preveč kombinacije napak in neugodnih odstopanj. Naj jim odgovorimo: velika večina nesreč in nesreč v gradbeništvu se zgodi ravno takrat, ko je na enem mestu zbranih več negativnih dejavnikov in hkrati - v tem primeru se jih "preveč" ne zgodi.

sklepi

Nosilne stene morajo biti debele najmanj 1,5 opeke (380 mm). Stene debeline 1 opeke (250 mm) je dovoljeno uporabljati samo za enonadstropne stavbe ali za zadnja nadstropja večnadstropnih stavb.

To zahtevo bi bilo treba vključiti v prihodnje teritorialne norme za načrtovanje gradbenih konstrukcij in zgradb, katerih razvoj je že dolgo zamujen. Medtem lahko projektantom le priporočamo, da se izogibajo uporabi nosilnih sten, debelih manj kot 1,5 opeke.

Opeka je precej močan gradbeni material, zlasti trden, in pri gradnji hiš z 2-3 nadstropji stene iz navadne keramične opeke običajno ne potrebujejo dodatnih izračunov. Kljub temu so situacije drugačne, na primer načrtovana je dvonadstropna hiša s teraso v drugem nadstropju. Kovinske nosilce, na katere bodo podprti tudi kovinski nosilci prekrivanja terase, je predvideno, da se podprejo na opečne stebre iz obrnjene votle opeke višine 3 metre, več bo stebrov višine 3 metre, na katerih bo slonela streha:

To postavlja naravno vprašanje: kakšen je najmanjši prerez stebra, ki bo zagotovil zahtevano trdnost in stabilnost? Seveda je ideja o postavitvi stebrov iz glinenih opek in še bolj sten hiše daleč od novih in vseh možnih vidikov izračuna opečnih zidov, pomolov, stebrov, ki so bistvo stebra, so dovolj podrobno opisani v SNiP II-22-81 (1995) "Kamnite in ojačane kamnite konstrukcije". Prav ta normativni dokument je treba voditi pri izračunih. Spodnji izračun ni nič drugega kot primer uporabe določenega SNiP.

Za določitev trdnosti in stabilnosti stebrov morate imeti veliko začetnih podatkov, kot so: trdnost opeke, nosilna površina prečk na stebrih, obremenitev stebrov, prečnica stebrov. območje preseka, in če v fazi načrtovanja nič od tega ni znano, lahko to storite na naslednji način:

s centralno kompresijo

Oblikovano od: Terasa dimenzij 5x8 m Trije stebri (eden na sredini in dva na robovih) iz obrnjenih votle opeke s prerezom 0,25x0,25 m Razdalja med osemi stebrov je 4 m. Trdnost opeke M75.

S to načrtovalno shemo bo največja obremenitev na srednjem spodnjem stolpcu. Prav nanjo je treba računati na moč. Obremenitev stebra je odvisna od številnih dejavnikov, zlasti od območja gradnje. Na primer, snežna obremenitev na strehi v Sankt Peterburgu je 180 kg / m & sup2, v Rostovu na Donu - 80 kg / m & sup2. Ob upoštevanju teže same strehe 50-75 kg / m in sup2 je lahko obremenitev stebra s strehe za Puškin, Leningradska regija:

N od strehe = (180 1,25 +75) 5 8/4 = 3000 kg ali 3 tone

Ker dejanske obremenitve od talnega materiala in ljudi, ki sedijo na terasi, pohištva ipd., še niso znane, vendar armiranobetonska plošča ni ravno načrtovana, predvideva pa se, da bo tla lesena, iz ločeno ležečega roba. deske, potem je za izračun obremenitve s terase mogoče vzeti enakomerno porazdeljeno obremenitev 600 kg / m & sup2, potem bo koncentrirana sila s terase, ki deluje na osrednji steber:

N od terase = 600 5 8/4 = 6000 kg oz 6 ton

Lastna teža stebrov z dolžino 3 m bo:

N iz stolpca = 1500 3 0,38 0,38 = 649,8 kg oz 0,65 tone

Tako bo skupna obremenitev srednjega spodnjega stebra v odseku stebra blizu temelja:

N z vrt. = 3000 + 6000 + 2 · 650 = 10300 kg oz 10,3 tone

Vendar pa v v tem primeru pri tem lahko upoštevamo, da ni zelo velika verjetnost, da bosta hkrati uporabljena živa obremenitev snega, največja pozimi, in začasna obremenitev tal, največja poleti. tiste. vsoto teh obremenitev je mogoče pomnožiti s faktorjem verjetnosti 0,9, nato:

N z vrt. = (3000 + 6000) 0,9 + 2 650 = 9400 kg oz 9,4 tone

Konstrukcijska obremenitev zunanjih stebrov bo skoraj dvakrat manjša:

N cr = 1500 + 3000 + 1300 = 5800 kg oz 5,8 tone

2. Določanje trdnosti zidanje.

Razred opeke M75 pomeni, da mora opeka vzdržati obremenitev 75 kgf / cm & sup2, vendar sta trdnost opeke in trdnost opeke različni stvari. Spodnja tabela vam bo pomagala razumeti to:

Tabela 1... Izračunana tlačna trdnost za zid

Ampak to še ni vse. Vse isto SNiP II-22-81 (1995) klavzula 3.11 a) priporoča, da se s površino stebrov in sten manj kot 0,3 m & sup2 pomnoži vrednost konstrukcijske odpornosti s koeficientom delovnih pogojev γ c = 0,8... In ker je površina preseka našega stebra 0,25x0,25 = 0,0625 m & sup2, boste morali uporabiti to priporočilo. Kot lahko vidite, za opeko razreda M75, tudi pri uporabi zidarske malte M100, trdnost zidane ne bo presegla 15 kgf / cm2. Posledično bo izračunani upor za naš steber 15 0,8 = 12 kg / cm & sup2, potem bo največja tlačna napetost:

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

Tako, da zagotovite zahtevano trdnost stebra, uporabite opeko večje trdnosti, na primer M150 (izračunana tlačna trdnost za razred raztopine M100 bo 22 0,8 = 17,6 kg / cm2) ali povečajte prerez stebra ali uporabite prečna ojačitev zidane. Za zdaj se osredotočimo na uporabo bolj trpežne opeke.

3. Določanje stabilnosti opečnega stebra.

Moč opeke in stabilnost opečnega stebra sta tudi različni stvari in še vedno enaki SNiP II-22-81 (1995) priporoča določitev stabilnosti opečnega stebra z naslednjo formulo:

N ≤ m g φRF (1.1)

m g- koeficient, ki upošteva učinek dolgotrajne obremenitve. V tem primeru smo, relativno gledano, imeli srečo, saj na višini odseka h≤ 30 cm, lahko vrednost tega koeficienta vzamemo enako 1.

φ - koeficient upogibanja, odvisen od prožnosti stebra λ ... Za določitev tega koeficienta morate poznati ocenjeno dolžino stolpca l o, in ne sovpada vedno z višino stolpca. Potankosti pri določanju projektne dolžine konstrukcije tukaj niso določene, ugotavljamo le, da v skladu s členom 4.3 SNiP II-22-81 (1995) "Načrtovalne višine sten in stebrov l o pri določanju koeficientov upogibanja φ glede na pogoje njihove podpore na vodoravnih nosilcih je treba sprejeti naslednje:

a) s fiksnimi zgibnimi ležaji l o = H;

b) z elastično zgornjo oporo in togim ščipanjem v spodnjem nosilcu: za zgradbe z enim razponom l o = 1,5H, za večrazponske zgradbe l o = 1,25 H;

c) za prostostoječe konstrukcije l o = 2H;

d) za konstrukcije z delno omejenimi nosilnimi odseki - ob upoštevanju dejanske stopnje zadrževanja, vendar ne manj l o = 0,8H, kje N- razdalja med tlemi ali drugimi vodoravnimi nosilci, z armiranobetonskimi horizontalnimi podporami, razdalja med njimi v svetlobi."

Na prvi pogled se lahko šteje, da naša načrtovalna shema izpolnjuje pogoje iz točke b). to pomeni, da lahko vzamete l o = 1,25 H = 1,25 3 = 3,75 metra ali 375 cm... Vendar pa lahko samozavestno uporabimo to vrednost le, če je spodnja opora res tog. Če bo opečni steber položen na plast hidroizolacije iz strešnega materiala, položenega na temelj, potem je treba takšno oporo raje obravnavati kot tečajno in ne togo vpeto. In v tem primeru je naša struktura v ravnini, vzporedni z ravnino stene, geometrijsko spremenljiva, saj struktura tal (ločeno ležeče deske) ne zagotavlja zadostne togosti v navedeni ravnini. Obstajajo 4 izhodi iz te situacije:

1. Uporabite bistveno drugačno shemo oblikovanja, na primer - kovinski stebri, togo vgrajeni v temelj, na katerega bodo privarjeni talni nosilci, nato pa iz estetskih razlogov lahko kovinske stebre obložite z obrnjeno opeko katere koli znamke, saj bo kovina nosila celotno obremenitev. V tem primeru je res, da morate izračunati kovinske stebre, vendar je mogoče vzeti ocenjeno dolžino l o = 1,25 H.

2. Naredite še eno prekrivanje, na primer iz listnih materialov, kar bo v tem primeru omogočilo obravnavanje zgornje in spodnje podpore stebra kot tečaja l o = H.

3. Naredite togost diafragme v ravnini, vzporedni z ravnino stene. Na primer, na robovih ne položite stolpcev, temveč pomole. To bo tudi omogočilo, da se zgornji in spodnji nosilec stebra obravnavata kot zglobna, vendar je v tem primeru potrebno dodatno izračunati togostno membrano.

4. Prezrite zgornje možnosti in izračunajte stebre kot samostoječe s togo spodnjo podporo, t.j. l o = 2H... Na koncu so stari Grki postavili svoje stebre (čeprav ne iz opeke) brez poznavanja odpornosti materialov, brez uporabe kovinskih sider in še tako skrbno napisanih gradbene kode in takrat še ni bilo pravil, kljub temu pa nekateri stolpci stojijo še danes.

Zdaj, če poznate izračunano dolžino stolpca, lahko določite faktor vitkosti:

λ h = l o / h (1.2) oz

λ jaz = l o (1.3)

h- višino ali širino odseka stolpca, in jaz- polmer vrtenja.

Načeloma ni težko določiti polmera vrtenja, vztrajnostni moment odseka morate deliti s površino preseka in nato izvleči iz rezultata Kvadratni koren, vendar v tem primeru to ni zelo potrebno. Tako λ h = 2 300/25 = 24.

Zdaj, ko poznamo vrednost faktorja vitkosti, lahko končno določimo faktor upogibanja iz tabele:

tabela 2... Koeficienti upogibanja za kamnite in armirane zidane konstrukcije
(po SNiP II-22-81 (1995))

Hkrati je elastična lastnost zidane α določeno s tabelo:

Tabela 3... Elastična lastnost zidane α (po SNiP II-22-81 (1995))

Posledično bo vrednost koeficienta upogibanja približno 0,6 (z vrednostjo elastične karakteristike α = 1200, po 6. točki). Potem končna obremenitev za osrednji stolpec bo:

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

To pomeni, da sprejeti prerez 25x25 cm ni dovolj za zagotovitev stabilnosti spodnjega centralno stisnjenega stebra. Za povečanje stabilnosti bi bilo najbolj optimalno povečati prerez stebra. Če na primer postavite steber s praznino znotraj ene in pol opek, z dimenzijami 0,38x0,38 m, se ne bo le presečna površina stebra povečala na 0,13 m & sup2 ali 1300 cm & sup2, vendar se bo vztrajnostni polmer stebra povečal tudi na jaz= 11,45 cm... Potem λ i = 600 / 11,45 = 52,4 in vrednost koeficienta φ = 0,8... V tem primeru bo končna obremenitev osrednjega stebra:

N p = m g φγ z RF = 1 0,8 0,8 22 1300 = 18304 kg> N z vrt. = 9400 kg

To pomeni, da so odseki 38x38 cm dovolj za zagotovitev stabilnosti spodnjega centralno stisnjenega stebra z robom in je možno celo zmanjšati razred opeke. Na primer, pri prvotno sprejetem razredu M75 bo največja obremenitev:

N p = m g φγ z RF = 1 0,8 0,8 12 1300 = 9984 kg> N z vrt. = 9400 kg

Zdi se, da je vse, vendar je zaželeno upoštevati še eno podrobnost. V tem primeru je bolje narediti temeljni trak (enoten za vse tri stebre) in ne stebričen (ločeno za vsak steber), sicer bo že majhno posedanje temelja povzročilo dodatne napetosti v telesu stebra in to lahko privede do uničenja. Ob upoštevanju vsega naštetega bo najbolj optimalen odsek stebrov 0,51x0,51 m, z estetskega vidika pa je ta odsek optimalen. Površina prečnega prereza takšnih stebrov bo 2601 cm & sup2.

Primer izračuna opečnega stebra za stabilnost
ekscentrično stiskanje

Zunanji stebri v načrtovani hiši ne bodo centralno stisnjeni, saj bodo nosilci le na eni strani naslonjeni nanje. In tudi če so nosilci položeni na celoten steber, se bo zaradi upogibanja nosilcev obremenitev s tal in strehe prenesla na skrajne stebre, ki niso v središču stebra. Na katerem mestu se bo prenesla rezultanta te obremenitve, je odvisno od kota naklona prečk na nosilcih, elastičnih modulov prečk in stebrov ter številnih drugih dejavnikov. Ta premik se imenuje ekscentričnost aplikacije obremenitve eo. V tem primeru nas zanima najbolj neugodna kombinacija dejavnikov, pri kateri se bo obremenitev s tal na stebre prenašala čim bližje robu stebra. To pomeni, da bo poleg same obremenitve na stebre vplival tudi upogibni moment, enak M = Ne o, in to točko je treba upoštevati pri izračunih. V splošni primer preskus stabilnosti se lahko izvede z naslednjo formulo:

N = φRF - MF / W (2.1)

W- uporni moment odseka. V tem primeru se lahko obremenitev spodnjih skrajnih stebrov s strehe običajno šteje za centralno uporabljeno, ekscentričnost pa bo ustvarila le obremenitev s tal. Z ekscentričnostjo 20 cm

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

Tako imamo tudi pri zelo veliki ekscentričnosti aplikacije obremenitve več kot dvakrat večjo varnostno mejo.

Opomba: SNiP II-22-81 (1995) "Kamnite in ojačane zidane konstrukcije" priporoča uporabo drugačne metode za izračun prereza ob upoštevanju značilnosti kamnitih konstrukcij, vendar bo rezultat približno enak, zato je priporočena metoda izračuna. SNiP tukaj ni podan.