Расчет кирпичной стены

Характеристики кирпичной кладки

 При строительстве кирпичного дома важно знать о свойствах кирпичной кладки:

  • прочность;
  • плотность;
  • сопротивление теплопередаче.

Прочность кирпичной кладки

зависит от свойств кирпича и раствора. Так, прочность на сжатие кирпичной кладки с использованием достаточно прочного раствора и стандартных методов возведения – не более 40-50% от прочности самого кирпича. Причина в следующем: поверхность кирпича, а также шва кладки не является идеально плоской; толщина и плотность слоя раствора горизонтального шва – неравномерна. По этой причине неравномерно распределяется и давление по поверхности кирпича, вызывая тем самым напряжения изгиба. Кирпич же, подобно бетону, хорошо сопротивляется сжатию, но плохо растяжению, изгибу – предел прочности кирпича на изгиб в 4-6 раз меньше предела прочности на сжатие. В результате разрушение кирпичной кладки происходит раньше достижения напряжением предела прочности кирпича на сжатие.

Разрушение кирпичной кладки начинается с появления в отдельных кирпичах вертикальных трещин в местах, расположенных под вертикальными швами, так как именно в них наблюдается концентрация напряжений растяжения и изгиба (рисунок а). Рост нагрузок приводит к увеличению трещин и разделению кирпичной кладки на столбики (рисунок б). В последствии столбики теряют устойчивость, выпучиваются, происходит окончательное разрушение кладки (рисунок в).

а – возникновение трещин в кирпиче;
б – расчленение кирпичной кладки на столбики;
в – выпучивание и разрушение кладки.
Свойства раствора также влияют на прочность кладки. Более слабый раствор легче сжимается, вызывая большие деформации кладки.

19. Факторы, влияющие на прочность каменной кладки при сжатии.

Поэтому для повышения прочности используют раствор более высокой марки. Вместе с тем, повышение прочности раствора увеличивает прочность кладки незначительно. Большее влияние оказывает пластичность раствора, которая позволяет лучше расстилаться раствору по постели кирпича. В результате можно получить шов равномерной толщины и плотности, что повысит прочность кладки посредством уменьшения напряжений изгиба в отдельных кирпичах.

Влияние размера и формы кирпича на прочность кладки. При увеличении толщины кирпича количество горизонтальных швов кладки уменьшается, а сопротивление кирпича изгибу, наоборот, увеличивается. Поэтому при прочих равных условиях кладка из кирпичей большей толщины является прочнее. В свою очередь правильная форма кирпича позволяет лучше заполнять раствором шов кладки, лучше передавать нагрузки, лучше перевязывать кладку. В результате прочность кирпичной кладки увеличивается.

Качественный шов кладки  — необходимее условие повышение её прочности. Горизонтальные и вертикальные швы должны быть: хорошо заполнены раствором, равномерно уплотнены; одной толщины. При большей толщине шва трудно достигнуть его равномерной плотности, кирпич больше работает на изгиб, увеличивается деформация кладки и снижается её прочность.

В соответствии с п. 7.6 СНиП   3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции» толщина горизонтального шва кирпичной кладки должна составлять — 12 мм, допустимые отклонения -2;+3 мм; вертикального шва — 10 мм (-2;+2 мм).

Для выявления зависимости прочности кладки от качества швов был проведен эксперимент: одновременно двумя каменщиками была выполнена кладка с использованием одинаковых материалов. Каменщики имели разную квалификацию – высокую и низкую. В результате прочность кладки, выполненной высококвалифицированным каменщиком, составила 5 МПа, кладка низкоквалифицированного каменщика имела прочность 2,8 МПа, что в 1,8 раза меньше.

Плотность и теплосопротивление кирпичной кладки.

С одной стороны, долговечность кирпичных домов, их огнестойкость, бо’льшая химическая стойкость обусловлены плотной структурой кирпича. С другой стороны, большая плотность кирпича увеличивает теплопроводность кладки. Поэтому часто наружные кирпичные стены дома необходимо делать толще, чем требуется по расчетам прочности и устойчивости. При уменьшении плотности кирпича с 1800 кг/см3 до 800 кг/см3 толщина стен /потребность в материалах сокращаются на 55%, а масса стен уменьшается на 80%. Таким образом, кладка из кирпича более низкой плотности обладает более лучшими теплотехническими свойствами и требует меньшего количества строительных материалов.

Ниже приведены теплотехнические характеристики сплошных кирпичных кладок в соответствии с таблицей Г.2 ГОСТ530-2007:

Качество швов также влияет на теплотехнические свойства кирпичной кладки: стена, у которой плохо заполнены раствором швы, легко продувается и промерзает зимой.

Расчет несущей способности кирпичных стен здания

Расчет выполняется на действие расчетных нагрузок. Несущая способность стен кирпичных зданий определяется по несущей способности наиболее загруженных простенков 1-го этажа с учетом выявленных дефектов и повреждений. По результатам выполненных в ходе обследования технических обмеров фасадных стен выбирается простенок, имеющий минимальную ширину bп и расположенный между оконными или дверными проемами, имеющими наибольшую ширину bоп, а также имеющий максимальное количество повреждений.

По нормам простенки допускается рассчитывать расчлененными по высоте как вертикальные однопролетные балки с расположением шарниров в плоскостях опирания перекрытий.

Расчет простенка осуществляется в следующей последовательности:

1. Определение вертикальной нормальной продольной силы N1, которая включает собственный вес наружной стены высотой Н1 и шириной bпр с учетом размеров оконных проемов; линия действия этой силы – ось стены:

,

Где высота стены над оконным проемом 1ого этажа

как получили?

— расчетная ширина простенка, равная:

– толщина наружной стены;

кг/м3 – удельный вес кирпичной кладки;

– коэффициент оконного заполнения, определяемый по формуле:

— площадь оконного проема;

— расчетная площадь поверхности стены;

n=5 – количество оконных проемов в пределах высоты Н1;

– коэффициент надежности по нагрузке для собственного веса кирпичных стен.

2. Определение силы N2 от собственного веса покрытий и перекрытий, лежащих в пределах грузовой площади 2,5 же…..

где — расчетные значения весовых нагрузок на покрытие и

перекрытия над первым этажом ( табл. 5.1);

— консольный вылет кровли за наружную грань стены ;

Линия действия этой силы считается совпадающей с геометрической осью стены. Она равна:

3. Определение силы от временных полезных нагрузок на покрытие и перекрытия; при этом в запас не учитывается коэффициент сочетаний для временных полезных нагрузок на междуэтажные перекрытия

где — расчетные временные полезные нагрузки на перекрытия (табл. 5.1);

— расчетная снеговая нагрузка.

Линия действия этой силы считается совпадающей с геометрической осью стены.

4. Определение момента М силы Nn, который возникает от нагрузки на перекрытие второго этажа и прикладываемой с эксцентриситетом в соответствии со схемой на рис. 5.1:

Рис. 5.1 К расчету несущей способности кирпичной стены

,

где lз – глубина заделки несущих конструкций перекрытия в кирпичную кладку стены принимаемая 0,33 lз = 7см.

5. Определение эксцентриситета приложения всех сил e0:

6. Несущая способность простенка будет обеспечена при выполнении условия:

,

Где:

– коэффициент, зависящий от длительности действия нагрузки, гибкости простенка и вида кладки, при :

– коэффициент зависит от формы сечения, принимаемый равным для прямоугольных сечений:

– площадь сжатой части сечения простенка, для прямоугольных сечений определяемая по формуле:

R=12,06 кгс/см2 – расчетное сопротивление кладки

– коэффициент продольного изгиба при внецентренном сжатии: ,

где – коэффициент продольного изгиба для элементов постоянного по высоте сечения, которое определяется в зависимости от гибкости простенка для прямоугольного сечения:

– коэффициент продольного изгиба для сжатой части сечения, которое определяется в зависимости от гибкости простенка для прямоугольного сечения:

Следовательно, необходимо провести некоторые мероприятия, чтобы применение модели линейно-деформируемой среды было допустимым.

Список литературы

1. Обследование и испытание зданий и сооружений. Поверочные расчеты. Методические указания. Сост.: В.А. Соколов, Л.Н. Синяков, Д.А. Страхов. СПб: Изд-во Политехн. Ун-та,2007, 68 стр.

Расчет кирпичной кладки на прочность

Конспект лекций.

3. СНиП 2.02.01-83* “Основания зданий и сооружений.”

4. СП 50-101-2004 “Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений.”

5. Пособие по химическому закреплению грунтов инъекцией в промышленном и гражданском строительстве (к СНиП 3.02.01-83).

Просмотров: 2997

Вернуться в категорию: Почва

Исходные данные.

1. Геометрия: назначаем геометрические параметры простенка:

— толщина простенка h=38 см;

— ширина простенка b=100 см;

— коэффициент расчетной длины m=1;

— высота этажа 300 см.

2. Материалы:

— тип кладки: глиняный обыкновенный;

— марка кирпича: 150 (назначаем первоначально);

— марка раствора: 100 (назначаем по заданию);

— тип раствора: тяжелый без добавок;

— качество кладки: обычное;

— тип кирпича: пустотный до 15%.

3. Характеристики армирования:

— арматура сетки: Вр-I;

— тип армирования: сетки;

— высота ряда кирпичной кладки: 77 мм;

— расчетный размер ячейки сетчатого армирования: 90 мм (назначаем по ручному расчету);

— расчетный диаметр сеток: 5 мм.

4. Усилия:

— продольная сила: -172 тс;

— изгибающий момент: 1,36 тс*м.

!!!. Если армирование не обеспечивает прочность сечения или армирование превышает оптимальное, необходимо подобрать требуемую марку кирпича (в некоторых случаях марку раствора).

===== ППП <<КАМЕННЫЕ И АРМОКАМЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ>> ЛИРА СОФТ V:3.01 (C) ===== РАСЧЕТ КИРПИЧНЫХ И АРМОКИРПИЧНЫХ СТЕН И ПОДБОР АРМАТУРЫ === 02.03.2007 ======== ПРОВЕРКА ПРОЧНОСТИ ЗАДАННОГО УСИЛЕНИЯ КИРПИЧНЫХ СЕЧЕНИЙ ==================———————————————————————————МАРКА КИРПИЧА : М200 : МАРКА РАСТВОРА : М100 ТИП МАТЕРИАЛА : глиняный обыкновенный Т.2ТИП РАСТВОРА : тяжелый без добавокКАЧЕСТВО КЛАДКИ : обычноеТИП КИРПИЧА(Пустотность) : пустотный до 15%ВЫСОТА РЯДА КЛАДКИ : 77 (мм)КОЕФФ.ПОЛЗУЧЕСТИ КЛАДКИ : 2.200 ПРЕДЕЛЬ.ДЕФОРМАЦИИ КЛАДКИ : 0.000 (т.25 СНиП)ХАРАКТЕРИСТИКИ АРМИРОВАНИЯ ——————————————————ТИП АРМИРОВАНИЯ СЕЧЕНИЯ : сетки КЛАСС СЕТОК : BP-I КЛАСС ВЕРТИКАЛЬН.АРМАТУРЫ : A-I Временное сопротивл.разрыву сеток SWax (тc/м*2) : 70000.00 Времен.сопротивл.разрыву вертик арматуры SWaZ : 35000.00 Pасчетн.сопротивление сеток RsаX (тc/м*2) : 27000.00 Pасчетн.сопротивл.вертикальн.армат.RsаZ (тc/м*2) : 18000.00 Pасчетн.шаг арматурных сеток SaCalc ( mm ) : 77 Pасчетн.размер ячейки сеток R_Box ( mm ) : 90 Pасчетн.диаметр армиров. сетками daCalc ( mm ) : 5 Pасчетн.диаметр вертик.армиров. daCalcZ( mm ) : 6 Коефф. услов.работы кладки 1-е ПС, 2-е ПС : GamB1=1.00 GamB2=1.00 Коефф. к прочности на сжатие, растяжение : GamRс=1.00 GamRr=1.25 Коефф. услов.работы арматуры 1-е ПС, 2-е ПС : GamA1=0.60 GamA2=1.00 Коефф. Длительности действ.нагр.2-е ПС Т.24 СНиП : Gam_Длит. =1.20 Коефф. Пустотности (дополн.к СНиП БСТ 2003г. №11) : k_Пустотн.=1.00 ——————————————————————————— =РСУ= НAГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ НА СЕЧЕНИЕ ЗАГРУЖЕНИЕ № 1———————————————————————————| CУММАРНОЕ ОСНОВНОЕ СОЧЕТАНИЕ | ДЛИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ |———————————————————————————| Ni (тс) | Qi (тс) | Mi (тс*м)| eo (м) | Nдлит. | Qдлит.

Как рассчитать стены из кладки на устойчивость

| Mдлит. | eo длит.|———————————————————————————| -172.0 | 0.0 | 1.4 | 0.008 | -143.3 | 0.0 | 1.1 | 0.008 |——————————————————————————— РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КЛАДКИ ПО СНИП II-22-81 ——————————-УПРУГАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КЛАДКИ : 1000.0 УПРУГАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АРМИРОВ.КЛАДКИ : 562.9 НАЧАЛЬНЫЙ МОДУЛЬ УПРУГОСТИ КЛАДКИ : Ео = 432000 (тс/м2)———————————————————————————НОРМАТИВНАЯ ПРОЧН.: РАСЧЕТНАЯ ПЕРЕВЯЗ. : НЕ ПЕРЕВЯЗ.СЕЧЕНИЕ :СЖАТИЕ : Rc =540.0 RbcR =270.0 (тс/м2)РАСТЯЖ.: Rbr= 50.0 RbrRp= 25.0 RbrRn= 8.0 СДВИГ : Rtc=200.0 RtcRp=100.0 RtcRn= 16.0 ИЗГИБ : RbiRp= 40.0 RbiRn= 12.0 СЖАТИЕ АРМИРОВ.СЕЧ.: Rsku=959.33 Rsk =521.60 РАСЧЕТНОЕ АРМИРОВАНИЕ СЕЧЕНИЯ —————————————————КОЛИЧ.РЯДОВ КЛАДКИ : 1 РАСЧЕТН.% АРМИРОВ.СЕТКАМИ : 0.567 ПЛОЩАДЬ:21.533 см2КОЛИЧ.ВЕРТИК.СТЕРЖНЕЙ: 0 РАСЧЕТН.% ВЕРТИК.АРМИРОВ. : 0.000 ПЛОЩАДЬ:0.000 см2 КОЕФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КЛАДКИ : 1.818 КОЕФФИЦИЕНТ ЗАПАСА КЛАДКИ : 0.550 КОЕФФИЦИЕНТ ЗАПАСА АРМИРОВАННОЙ КЛАДКИ : 1.006 ——————————————————————————— ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СЕЧЕНИЯ ———————————————————————————ТИП СЕЧЕНИЯ : ПРЯМОУГОЛЬНОЕДЛИНА L = 1.00 ВЫСОТА H = 3.00 ТОЛЩИНА Dt = 0.38 (м)КОЕФФИЦ. К РАСЧЕТНОЙ ДЛИНЕ : KHdr= 1.00 Ix= 0.00457 Iy= 0.03167РАСЧЕТНАЯ ВЫСОТА ПРОСТЕНКА : Hr = 3.00 Rix= 0.10970 Riy= 0.28868РАСЧЕТНЫЙ ЦЕНТР ТЯЖЕСТИ : Xc = 0.500 Yc= 0.190РАСЧЕТНАЯ ПЛОЩАДЬ СЕЧЕНИЯ : A_s=0.3800 (м2) Коефф. продольного Изгиба : Fi_о= 0.922 РАСЧЕТН.ГИБКОСТЬ СЕЧЕНИЯ : LamdaIi= 27.35 LamdaHi= 7.89ДЕФОРМ.КЛАДКИ СРЕДНИЕ КРАТКОВР.: Def_Кр.=-0.002192 ДЕФОРМ.КЛАДКИ ПОЛЗУЧЕСТИ : Def_Дл.=-0.002305

Расхождение между ручным и программным расчетом:

— армирование:

Расхождение допустимо. Расчеты достоверны.

Расчет кирпичного простенка включает в себя схему армирования !

ПРИЛОЖЕНИЕ 4.

Пример выполнения расчетно-графической работы №4.

Расчет и конструирование железобетонной рамы одноэтажного промышленного здания

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

Национальная академия природоохранного и курортного строительства



Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *