Расчет кирпичной кладки на устойчивость

Расчет кирпичной стены на устойчивость

Здравствуйте, СНиП II-22-81 в пункте 6.1. говориться про проверку прочности и устойчивости стен. В пунктах 4,1; 4,7 говориться про прочность, а как проверять на устойчивость?

Просмотров: 25442
Регистрация: 10.04.2007
с берегов Забобурыхи
Сообщений: 4,989

В каменных конструкциях под устойчивостью понимают прежде всего устойчивость положения, которая отличается от «традиционной» устойчивости стержневых элементов.

__________________
Велика Россия, а колонну поставить некуда
Сообщений: n/a
Олег, чего вы тупите, проверка на прочность с коэффициентом фи это и есть проверка на устойчивость.
Регистрация: 08.04.2011
Сообщений: 23
Про устойчивость я понял, а на прочность по другому считать или это одно и тоже?
Регистрация: 29.02.2008
Сообщений: 115

Здравствуйте. Поясните, пожалуйста.
СНиП Каменные и армокаменные конструкции п. 6,17:
Отношение b = H/h (где Н — высота этажа, h — толщина стены или меньшая сторона прямоугольного сечения столба) для стен без проемов, несущих нагрузки от перекрытий или покрытий, при свободной длине стены l < 2,5 H не должно превышать величин, приведенных в табл. 28 (для кладки из каменных материалов правильной формы).
п. 6,19:
. При расстояниях между связанными со стенами поперечными устойчивыми конструкциями l < kbh высота стен H не ограничивается и определяется расчетом на прочность.

Правильно ли я понимаю, что если условие п. 6.17 не выполняется, но выполняется условие п. 6,19, то стена устойчива (при условии расчета по прочности)?

Регистрация: 12.03.2017
Сообщений: 146

при реконструкции и демонтаже перекрытий оставшиеся наружные стены отделили от нескольких поперечных, согласно новым планировкам,для новых лифтовых шахт и лестничных клеток. Осталась отдельно стоящая стена с оконными проемами высотой 20 м длиной ок 40 м. При реконструкции вроде ставят распорки , но тут пока нет. согласно табл.30 СП 15 , соотношения приведены при развязке стен поперечными устойчивыми конструкциями.. распорки из труб непосредственно трудно признать такими, нужно наличие именно поперечных жестких конструкций, не правда ли ?
Как обеспечить устойчивость такой стены? Нормативных методов похоже нет,не нашел..

dima_kuzminki

Посмотреть профиль

Найти ещё сообщения от dima_kuzminki

Регистрация: 10.04.2007
с берегов Забобурыхи
Сообщений: 4,989
Сообщение от dima_kuzminki

при реконструкции и демонтаже перекрытий оставшиеся наружные стены отделили от нескольких поперечных, согласно новым планировкам,для новых лифтовых шахт и лестничных клеток. Осталась отдельно стоящая стена с оконными проемами высотой 20 м длиной ок 40 м. При реконструкции вроде ставят распорки , но тут пока нет. согласно табл.30 СП 15 , соотношения приведены при развязке стен поперечными устойчивыми конструкциями.. распорки из труб непосредственно трудно признать такими, нужно наличие именно поперечных жестких конструкций, не правда ли ?
Как обеспечить устойчивость такой стены? Нормативных методов похоже нет,не нашел..

Есть серия про каменные перегородки производственных зданий — там в том числе разрисовываются способы обеспечения устойчивости длинных и высоких перегородок.

__________________
Велика Россия, а колонну поставить некуда

Расчет кирпичной кладки на прочность в программе КАМИН

Расчет кирпичной кладки на прочность в п рограмме КАМИН, а также расчет перемычек и армирование металлической и базальтовой сеткой СТЕКЛОНиТ по СП 15.13330.2012 и СНиП II-22-81.
Программа КАМИН входит в число программ-сателлитов популярного комплекса расчетных модулей SCAD Office. Для ее использования не требуются серьезные навыки в создании расчетных моделей. Надо сказать, что существует очень немного программ, ориентированных на расчет кирпичной кладки на прочность. Ниже на рисунке приведены все виды расчета каменных конструкций, которые производит программа КАМИН.

Чтобы выполнить расчет кирпичной кладки на прочность в программе КАМИН, достаточно только знания СП (СНиП). В процессе анализа проверяются элементы каменных, армокаменных и реконструируемых конструкций на соответствие требованиям СНиП II-22-81 или СП 15.13330.2012 с определением коэффициента использования.

Сразу после активизации программы открывается меню с кнопками, часть из которых обеспечивает доступ к справочной информации, а часть отвечает за расчеты.

К справочным относится информация об объемном весе материалов и таблицы классификации повреждений, к расчетным — проверка центрально- и внецентренно нагруженных столбов, наружных и внутренних стен, расчет перемычек , расчет местной прочности. Отдельная группа реализует расчет столбов и стен, усиленных обоймами.

Рассмотрим процесс использования программы на примере расчета перемычек.

Процесс расчета перемычек

Вначале выберите СНиП 81 года или СП 2012 года и нажмите кнопку Перемычки .

Чтобы выполнить расчет перемычек, необходимо ввести исходные данные на каждой из закладок.

На закладке Общие данные вводится информация о кирпичной кладке и применяемых материалах.

На закладке Конструкция выбирается тип перемычки (рядовая, клинчатая, арочная или железобетонная) и заносятся основные размеры.

Расчет кирпичной кладки на прочность

Наружные несущие стены должны быть, как минимум, рассчитаны на прочность, устойчивость, местное смятие и сопротивление теплопередаче. Чтобы узнать, какой толщины должна быть кирпичная стена, нужно произвести ее расчет. В этой статье мы рассмотрим расчет несущей способности кирпичной кладки, а в следующих статьях — остальные расчеты. Чтобы не пропустить выход новой статьи, подпишитесь на рассылку и вы узанете какой должна быть толщина стены после всех расчетов. Так как наша компания занимается строительством коттеджей, то есть малоэтажным строительством, то все расчеты мы будем рассматривать именно для этой категории.

Несущими называются стены, которые воспринимают нагрузку от опирающихся на них плит перекрытий, покрытий, балок и т.д.

Также следует учесть марку кирпича по морозостойкости. Так как каждый строит дом для себя, как минимум на сто лет, то при сухом и нормальном влажностном режиме помещений принимается марка (М_рз) от 25 и выше.

При строительстве дома, коттеджа, гаража, хоз.построек и др.сооружений с сухим и нормальным влажностным режимом рекомендуется применять для наружных стен пустотелый кирпич, так как его теплопроводность ниже, чем у полнотелого. Соответственно, при теплотехническом расчете толщина утеплителя получится меньше, что сэкономит денежные средства при его покупке. Полнотелый кирпич для наружных стен необходимо применять только при необходимости обеспечения прочности кладки.

Армирование кирпичной кладки допускается только лишь в том случае, когда увеличение марки кирпича и раствора не позволяет обеспечить требуемую несущую способность.

Пример расчета кирпичной стены.

Исходные данные: Рассчитать стену первого этажа двухэтажного коттеджа на прочность. Стены выполнены из кирпича М75 на растворе М25 толщиной h=250мм, длина стены L=6м. Высота этажа H=3м.

Несущая способность кирпичной кладки зависит от многих факторов — от марки кирпича, марки раствора, от наличия проемов и их размеров, от гибкости стен и т.д. Расчет несущей способности начинается с определения расчетной схемы. При расчете стен на вертикальные нагрузки, стена считается опертой на шарнирно-неподвижные опоры. При расчете стен на горизонтальные нагрузки (ветровые), стена считается жестко защемленной. Важно не путать эти схемы, так как эпюры моментов будут разными.

Выбор расчетного сечения.

В глухих стенах за расчетное принимается сечение I-I на уровне низа перекрытия с продольной силой N и максимальным изгибающим моментом М. Часто опасным бывает сечение II-II, так как изгибающий момент чуть меньше максимального и равен 2/3М, а коэффициенты m_g и φ минимальны.

В стенах с проемами сечение принимается на уровне низа перемычек.

Давайте рассмотрим сечение I-I.

Из прошлой статьи Сбор нагрузок на стену первого этажа возьмем полученное значение полной нагрузки, которая включает в себя нагрузки от перекрытия первого этажа P₁=1,8т и вышележащих этажей G=G _п +P ₂ +G ₂= 3,7т:

N = G + P₁ = 3,7т +1,8т = 5,5т

Плита перекрытия опирается на стену на расстоянии а=150мм. Продольная сила P₁ от перекрытия будет находиться на расстоянии а / 3 = 150 / 3 = 50 мм. Почему на 1/3? Потому что эпюра напряжений под опорным участком будет в виде треугольника, а центр тяжести треугольника как раз находится на 1/3 длины опирания.

Нагрузка от вышележащих этажей G считается приложенной по центру.

Так как нагрузка от плиты перекрытия (P₁) приложена не по центру сечения, а на расстоянии от него равном:

e = h/2 — a/3 = 250мм/2 — 150мм/3 = 75 мм = 7,5 см,

то она будет создавать изгибающий момент (М) в сечении I-I. Момент — это произведение силы на плечо.

M = P_1*e = 1,8т * 7,5см = 13,5 т*см

Тогда эксцентриситет продольной силы N составит:

e₀ = M / N = 13,5 / 5,5 = 2,5 см

Так как несущая стена толщиной 25см, то в расчете следует учесть величину случайного эксцентриситета e_ν=2см, тогда общий эксцентриситет равен:

e₀ = 2,5 + 2 = 4,5 см

Прочность кл адки внецентренно сжатого элемента определяется по формуле:

N ≤ m_g φ₁ R A_c ω

Коэффициенты m_g и φ₁ в рассматриваемом сечении I-I равны 1.

— R — расчетное сопротивление кладки сжатию. Определяем по таблице 2 СНиП II-22-81 (скачать СНиП II-22-81). Расчетное сопротивление кладки из кирпича М75 на растворе М25 равно 11 кг/см 2 или 110 т/м 2

— A_c — площадь сжатой части сечения, определяется по формуле:

A — площадь поперечного сечения. Так как сбор нагрузок считали на 1 пог. метр, то и площадь поперечного сечения определяем от одного метра стены A = L * h = 1 * 0,25 = 0,25 м 2

A_c = 0,25 (1 — 2*0,045/0,25) = 0,16 м 2

— ω — коэффициент, определяемый по формуле:

ω = 1 + e₀/h = 1 + 0,045/0,25 = 1,18 ≤ 1,45 условие выполняется

Несущая способность кладки равна:

N ≤ 1*1*110*0,16*1,18=20,8 т

Прочность кладки обеспечена.

Статья была для Вас полезной?

Оставьте свой отзыв в комментарии

Расчет наружной кирпичной стены толщиной 250 мм на прочность и устойчивость

Данный расчет представляет собой проверку несущей наружной стены дома по проекту SDT-172-2K.G.

1. Исходные данные

Регион строительства: г. Москва

Длина стены (L): 8,03 м.

Высота стены (H): 3,01 м.

Толщина стены (t): 0,25 м.

Кирпич для кладки: полнотелый керамический кирпич размером 250х120х65 мм марки М150.

Раствор для кладки: цементно-песчаный раствор марки М50.

Армирование кладки: не предусмотрено (в проекте арматурная сетка заложена, но в расчете это учитываться не будет).

Требуется рассчитать стену 1 этажа в осях 1/А-Б на прочность.

Рис. 1. План 1 -го этажа

Рис. 2. План 2-го этажа

2. Сбор нагрузок

Рис. 4. Таблица сбора нагрузок с перекрытий и крыши

3. Расчет

Расчет производится на 1 погонный метр стены согласно разделу 7 СП 15.13330.2012 «Каменные и армокаменные конструкции».

3.1. Расчет наружной несущей стены на прочность

Расчет стены на прочность производим для самой нагруженной наружной стены. В нашем случае это стена в осях 1/А-Б.

Рис. 5. Расчетная схема

Определение полной нагрузки, которая действует на 1 пог.м кладки под перекрытием 1 этажа:

N = G + Pкр + P₁ + P₂ = 1,60 т + 0,77 т + 2,28 т + 0,40 т = 5,05 т,

G = 2,97 м * 1 м * 0,25 м * 1,8 т / м 3 * 1,1 + 0,2 м * 0,25 м * 1 м * 2,5 т/м 3 * 1,1 = 1,47 т + + 0,13 т = 1,60 т – вес кладки выше перекрытия 1 этажа;

P_кр = 0,24 т/м 2 * 3,2 м * 1 м = 0,77 т – полная расчетная нагрузка от крыши;

P₁ = 1,00 т/м 2 * 2,275 м * 1 м = 2,28 т – полная расчетная нагрузка от перекрытия 1 этажа.

P₂ = 0,175 т/м 2 * 2,275 м * 1 м = 0,40 т – полная расчетная нагрузка от перекрытия 2 этажа.

Определение места приложения нагрузки от перекрытия 1 этажа:

e₁ = 120 мм / 3 = 40 мм

В проекте плита перекрытия 1-го этажа опирается на всю толщину стены. Для данного расчета же возьмем более худший вариант – предположим, что плита опирается на 120 мм, т. е. величина, а = 120 мм.

В связи с этим продольная сила P1 от перекрытия будет действовать на расстоянии 40 мм (120*1/3 – центр тяжести эпюры напряжений в виде треугольника).

Определение места приложения нагрузки от вышележащих этажей:

е₂ = 250 мм / 2 = 125 мм

Нагрузка от вышележащих этажей G приложена по центру стены.

Определение эксцентриситета расчетной силы N относительно центра тяжести сечения:

e = e₂ – e1 = 125 мм – 40 мм = 85 мм = 8,5 см.

3.1.1. Расчет по сечению 1-1

Данный расчет осуществляется для глухих стен, где расчетное сечение находится на уровне низа перекрытия 1-го этажа. В этом сечение действует продольная сила N и максимальный изгибающий момент М.

Определение изгибающего момента:

M = P1 * e = 2,30 т * 8,5 см = 19,38 т*см

Определение эксцентриситета продольной силы N:

e₀₀ = М / N = 19,38 т*см / 5,05 т = 3,84 см

Определение общего эксцентриситета:

e_v – величина случайного эксцентриситета равная 2 см, принятая согласно п. 7.9, так как толщина стены 250 мм.

Проверка необходимости в расчете по раскрытию трещин в швах кладки согласно п. 7.8:

y = t / 2 = 250 мм / 2 = 125 мм = 12,5 см.

Расчет по раскрытию трещин в швах кладки не требуется.

Определение прочности кладки внецентренно сжатого элемента:

N ≤ m_g * φ₁ * R * A_c * ω = 1 * 0,79 * 0,018 т/см 2 * 1332 см 2 * 1,242 = 23,52 т.

φ = 1 — коэффициент продольного изгиба для всего сечения в плоскости действия изгибающего момента, принятый согласно п. 7.4.

φс = 0,58 — коэффициент продольного изгиба для сжатой части сечения, определяемый по фактической высоте элемента Н по таблице 19 в плоскости действия изгибающего момента при отношении:

t_c = t – 2e₀ = 25 см – 2 * 5,84 см = 13,32 см.

Для определения φ_с также требуется знать упругую характеристику α, которая в свою очередь находится по таблице 17 в зависимости от вида кладки и марки раствора. В нашем случае α = 1000.

m_g = 1 — коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки, принятый согласно п. 7.4.

R = 1,8 Мпа = 18 кг/см 2 = 0,018 т/см 2 — расчетное сопротивление кладки сжатию, определяемое по таблице 2 в зависимости от марки кирпича М150 и марки раствора М50.

A_c = 1332 см 2 — площадь сжатой части сечения, определяемая по формуле:

A = 2500 см 2 — площадь поперечного сечения, которая в нашем случае считается на 1 п.м., определяемая по формуле:

А = L * t = 100 см * 25 см = 2500 см 2

ω = 1,234 — коэффициент, определяемый по формулам, приведенным в таблице 20. В нашем случае данный коэффициент определяется по формуле:

Вывод: прочность наружной стены толщиной 250 мм из керамического кирпича марки М150 на цементно-песчаном растворе марки М50 в расчетном сечении I-I обеспечена без дополнительного армирования сетками.

3.1.2 Расчет по сечению 2-2

Данный расчет выполняется в месте, где действует момент 2/3М. Бывают случаи, когда именно это сечение оказывается критичным из-за минимальных коэффициентов m_g и φ.

Определение продольной силы с учетом кладки:

N = G + G_кл + P_кр + P₁ + P₂= 1,60 т + 0,5 т + 0,77 т + 2,28 т + 0,40 т = 5,55 т,

Так как сечение 2-2 находится на расстоянии Н/3 от перекрытия 1-го этажа, то нам необходимо к общей нагрузке прибавить еще вес кладки между сечениями 1-1 и 2-2. Определяем его по следующей формуле:

ρ = 1,8 т/м 3 — плотность кладки;

L₁ = 1 м – длина 1 погонного метра стены;

γ_f = 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке.

P_кр = 0,24 т/м 2 * 3,2 м * 1 м = 0,77 т – полная расчетная нагрузка от крыши;

P₁ = 1,00 т/м 2 * 2,275 м * 1 м = 2,28 т – полная расчетная нагрузка от перекрытия 1 этажа.

P₂ = 0,175 т/м 2 * 2,275 м * 1 м = 0,40 т – полная расчетная нагрузка от перекрытия 2 этажа.

Определение изгибающего момента:

Определение эксцентриситета продольной силы N:

e₀₀ = М / N = 12,92 т*см / 5,55 т = 2,33 см

Определение общего эксцентриситета с учетом случайного:

Проверка необходимости в расчете по раскрытию трещин в швах кладки согласно п. 7.8:

Расчет по раскрытию трещин в швах кладки не требуется.

Определение прочности кладки внецентренно сжатого элемента на расстоянии 2/3Н:

N ≤ m_g *φ₁ * R *A_c * ω = 0,956 * 0,875 * 0,018 т/см 2 * 1634 см 2 * 1,173 = 28,86 т.

φ = 0,92 – определяется по таблице 19 в зависимости от гибкости элемента:

l₀ = 2,01 м = 201 см – расчетная высота (длина) элемента, определяемая согласно указаниям 7.3. В нашем случае l₀ = 2H/3.

Коэффициент α = 1000 (не меняется, так как кладка та же).

φ_с = 0,83 — определяется по таблице 19 в зависимости от гибкости сжатой части сечения:

t_c = t – 2e₀ = 25 см – 2 * 4,33 см = 16,34 см.

m_g — коэффициент, определяемый по формуле:

N_g = G + G_кл + P_кр,g + P_1,g + P_2,g = 1,60 т + 0,5 т + 0,1 т + 1,84 т + 0,20 т = 4,24 т – расчетная продольная сила от длительных и постоянных нагрузок.

P_кр,g = 0,03 т/м 2 * 3,2 м * 1 м = 0,1 т – расчетная нагрузка от крыши (длительные + постоянные);

P_1,g = 0,81 т/м 2 * 2,275 м * 1 м = 1,84 т – полная расчетная нагрузка от перекрытия 1 этажа (длительные + постоянные);

P_2,g = 0,084 т/м 2 * 2,275 м * 1 м = 0,20 т – полная расчетная нагрузка от перекрытия 2 этажа (длительные + постоянные).

η = 0,046 – коэффициент, принимаемый по таблице 21;

e_0g = 5,05 см – эксцентриситет от продольной силы (длительные + постоянные нагрузки), который в сечении 2-2 равен:

e_0g = М / Ng = 12,92 т*см / 4,24 т = 3,05 см

при этом полный эксцентриситет с учетом случайного будет равен:

e_0g = e_0g + e_vg = 3,05 см + 2 см = 5,05 см

A_c = 1634 см 2 — площадь сжатой части сечения, определяемая по формуле:

ω = 1,173 — коэффициент, определяемый по формулам, приведенным в таблице 20. В нашем случае данный коэффициент определяется по формуле:

Вывод: прочность наружной стены толщиной 250 мм из керамического кирпича марки М150 на цементно-песчаном растворе марки М50 в расчетном сечении II-II обеспечена без дополнительного армирования сетками.

3.2. Расчет наружной несущей стены на устойчивость

Расчет кирпичной стены толщиной 250 мм на устойчивость производим для стены в осях 3/А-Б. Расчет производим по разделу 9 СП 15.13330.2016 «Каменные и армокаменные конструкции».

Согласно п. 9.17 должно выполняться условие:

По таблице 27 определяем группу кладки из кирпича марки М150 и раствора марки М50. В данном случае группа кладки – I.

Находим значение отношения H/t:

По таблице 29 определяем значение β. Для данного вида кладки β = 25.

Так как условия отличаются от указанных в п. 9.17, значение β принимаем с учетом поправочного коэффициента k, который приведен в таблице 30.

В свою очередь данный коэффициент является произведением, назовём их, подкоэффициенты, зависящие от характеристик стены. В нашем случае это следующие коэффициенты:

1. Стена с проемами

A_b = 803 см * 25 см = 20075 см 2 – площадь брутто определяются по горизонтальному сечению стены;

A_n = 20075 см2 – (160 см + 120 см) * 25 см = 13075 см 2 – площадь нетто.

Стены и перегородки при свободной их длине между примыкающими поперечными стенами или колоннами от 2,5 до 3,5 H

Определяем общий коэффициент k:

Проверка дополнительных требований:

Коэффициент k должен быть не ниже коэффициента k_p, указанного в таблице 31 (для столбов).

Для стены толщиной 25 см и кладки из камней правильной формы k_p = 0,6, что меньше 0,726. Значит, окончательно принимаем k = 0,726.

Определение значения β с учетом поправочного коэффициента:

β = 25 * 0,726 = 18,15

Проверка основного условия:

18,15 ≥ 12,04 – условие выполняется.

Вывод: устойчивость наружной стены толщиной 250 мм обеспечена.

Заключение

Наружные стены дома по проекту SDT-172-2K.G удовлетворяют требованиям по прочности и устойчивости.