устойчивость стены в один кирпич
Как рассчитать стены из кладки на устойчивость
Разберемся с вопросом устойчивоcти стен.
Первый вопрос, возникающий у «непосвященного» человека: ну куда может деться стена? Найдем ответ с помощью аналогии. Возьмем книгу в твердом переплете и поставим ее на ребро. Чем больше формат книги, тем меньше будет ее устойчивость; с другой стороны, чем книга будет толще, тем лучше она будет стоять на ребре. Со стенами та же ситуация. Устойчивость стены зависит от высоты и толщины.
Рассмотрим вопросы определения устойчивости стен на примерах.
Пример 1. Дана перегородка из газобетона марки М25 на растворе марки М4 высотой 3,5 м, толщиной 200 мм, шириной 6 м, не связанная с перекрытием. В перегородке дверной проем 1х2,1 м. Необходимо определить устойчивость перегородки.
Находим коэффициенты k из таблиц ы 29:
Окончательно β = 1,26*9,8 = 12.3.
Пример 2. Дана наружная ненесущая стена из облегченной кладки из кирпича марки М50 на растворе марки М25. Высота стены 3 м, толщина 0,38 м, длина стены 6 м. Стена с двумя окнами размером 1,2х1,2 м. Необходимо определить устойчивость стены.
Находим коэффициенты k из таблиц ы 29:
Окончательно β = 0,94*15,4 = 14,5.
Еще полезные статьи:
Внимание! Для удобства ответов на ваши вопросы создан новый раздел «БЕСПЛАТНАЯ КОНСУЛЬТАЦИЯ».
профили арматуру не заменят
Вернёмся пока к стенам, тут вычитал ещё интересный вариант tilt-up
на фундаменте отливается прямо стена с утелпением сразу (в утеплении есть углубления для армирования, т.е. слой бетона не везде одинаковый, как бы та же ребристая структура)
потом это ставится уже краном (свариваются, скручиаются выносы арматуры) а стыки и углы монолитятся и утепляются отдельно (в стыках из плиты и потом в перекрытие отдельно арматура закладывается)
Как Вам такая технология? Несущая стена получится 150мм с утолщениями до 250мм из керазитобетона M50 с умеренным армированием
а значит будут проблемы в растянутой зоне плиты и в местах анкеровки арматуры.
Для стен же, тем более для одноэтажного дома, керамзитобетон вполне подходит. Конечно, нужно соблюсти все нормативные требования для лёгких бетонов.
стяжка не армируется
почитал СНИП по легким бетонам, там довольно интересные есть моменты.
1. похоже можно делать керамзитобетон без мелкого наполнителя, я думаю использовать 10-20
2. есть разные сорта керамзита по прочности, и требования для каждой марки керамзитобетона
Кладка стен в один кирпич. Рекомендации.
Довольно часто при общении со строителями можно получить рекомендацию для кладки стен дома в полтора-два камня. При этом, согласно СНиП, отношение высоты кладки к её толщине для каменных стен принимается как 1 к 20 либо 1 к 25, в зависимости от марки раствора.
Имеются некоторые ограничения в применении данных соотношений, но, как правило, при строительстве частного дома, такие ограничения не присутствуют. Поэтому соотношения 1:20 и 1:25 можно использовать смело.
Если взять наименьшее соотношение – 1:20 и кладку в один кирпич, то мы получим возможность класть стену высотой в 5 метров, а шириной в 25 сантиметров (длина кирпича). Практически всегда таких размеров более чем достаточно для того, чтобы выполнять кладку одноэтажных домов или вторых этажей двухэтажных домов. Во втором случае первый этаж рекомендуется строить в 2 кирпича, а второй этаж уже выкладывать в 1 кирпич.
Сторонники кладки в 1.5-2 кирпича приводят, в основном, два аргумента в пользу данной технологии:
Однако, если разобраться в вопросе, то утолщённая кладка в 1,5-2 камня для одноэтажного дома не является необходимостью. Как уже было сказано выше, при кладке в 1 кирпич можно строить стену высотой в 5 метров, и она будет проходить по всем нормам, а нормы уже перезакладывают коэффициент надёжности. Однако практически никому не нужны стены высотой в 5 метров – как правило, высота потолков частных домов колеблется в пределах 3-3,20 метров. Иными словами, согласно нормам, кладка в 1 кирпич при высоте стен в 3 метра, является очень качественным решением, при этом несущая способность дома будет более чем высокой.
Второй аргумент, связанный с теплоизоляцией наружной конструкции, также не имеет под собой твёрдого основания. Стены и при кладке в 1 камень, и при кладке в 1,5-2 камня, не будут нести в себе каких-либо высоких теплоизоляционных качеств – в любом случае их придётся утеплять.
Такие «мифы» о предпочтении кладки в 1,5-2 камня берут свои корни ещё из советского союза, где дома не утепляли в принципе. Поэтому считалось, что если уменьшить толщину стены до 1 кирпича, то можно будет очень замёрзнуть, поскольку стены состояли только из этого слоя. Сейчас же существует огромное количество утеплителей (которые придётся использовать и при кладке в 1,5-2 кирпича, если хочется комфортно переживать зимы); так что вопрос сохранения тепла в доме ложится в основном именно на них, а не на количество кирпичей стены.
Таким образом, если Вы хотите иметь комфортный тепловой режим внутри дома и в холодное время года, и в тёплое, нужно будет утеплять и стены в 1 кирпич, и более толстые стены в 1,5-2 кирпича.
Летом утеплители полезны тем, что без них стены будут чрезмерно прогреваться, и в доме будет очень душно. Так что даже в жарких климатических областях лучше не обходить вопрос утепления стен стороной.
Почему же сами строители рекомендуют строить дома с утолщёнными стенами? Этому есть несколько причин. Самая банальная – при увеличенной кладке, соответственно, увеличивается и объём материалов, и время и сложность работы, а значит, и стоимость услуг строительной бригады. Это будет касаться не только кладки стен, но и фундамента.
Если подойти к вопросу внимательнее, то можно понять, что абсолютно все работы, за небольшим исключением объёма земляных работ, для установки фундамента при кладка в 1 кирпич или в 1,5-2, будут абсолютно одинаковыми – и объём опалубки, и объём вязки арматур – разницы практически нет. Но при этом объём бетона, который будут использовать строители при заливке фундамента, будет значительно отличаться в устройстве вертикальной части фундамента. А так как в повальном большинстве случаев расценки на фундамент исходят из объёма потраченного бетона, строители, соответственно, заинтересованы в увеличении ширины вертикальных стен фундамента.
Также стоит заметить, что при утолщении стен, растут не только затраты на бетон и услуги рабочей бригады по заложению фундамента. Во-первых, значительная часть денег будет потрачена на закупку дополнительных материалов – кирпича, раствора, кладочной сетки. Во-вторых, за кладку утолщённых стен, строители, опять же, возьмут больше, чем за кладку стен в один кирпич.
Второй причиной навязывания строителями утолщённой каменной кладки является такая неочевидная вещь, как перестраховка строительной бригады. Дело в том, что при кладке в 1,5, а тем более в 2 кирпича, можно намного проще скрыть некоторые её изъяны – подтасовать вертикальность стен, если стена завалилась, выровнять оси и так далее. Соответственно, для строителей такая кладка является более выгодной с точки зрения выполнения работ. Таким образом, если бригада во всю уговаривает застройщика сделать стены толще и отказывается выполнять кладку в 1 кирпич, возможно, они просто непрофессионалы либо недобросовестно выполняют свою работу.
Тем не менее, правды ради, стоит сказать, что кладка в один кирпич – шириной 25 сантиметров – требует большего внимания строителей, а также большей вовлеченности и сознательности частного застройщика. На первый взгляд это может прозвучать очень серьёзно, но, на самом деле, ничего сложного тут нет. Далее мы осветим основные моменты, на которые необходимо обратить внимание. Используя эти рекомендации, Вы сможете быть абсолютно уверены, что кладка стен Вашего дома или дачи будет выполнена качественно.
Первое, на что стоит обратить внимание – это тот факт, что для кладки в один камень необходимо использовать качественный кирпич. В данном случае необходим кирпич марки не ниже М100, при этом он обязательно должен быть полнотелым.
Сразу стоит отметить, что кирпич необходимо покупать не на стройбазах или рынках, а непосредственно у заводов. Тем самым вы гарантируете для себя намного высшее качество кирпича и его марку.
Следующий момент заключается в чередовании тычковых и ложковых рядов кирпичей.
Тычковый ряд – это ряд кирпичей, который кладут узкой стороной вдоль стены.
Ложковый ряд – ряд кирпичей, который кладут на плоскости своей длинной стороной.
Если для кладки в полтора кирпича достаточно на 6 рядов ложковой кладки выполнять 1 тычковый ряд, то при кладке в 1 кирпич это соотношение необходимо уменьшить, тем самым увеличив жесткость конструкции. Наилучшим вариантом такого соотношения будет кладка 1 к 3 либо 1 к 4, то есть, на 3-4 ложковых ряда нужен 1 тычковый (например, как на изображении выше).
Всегда помните о качестве кладочного раствора. Многие частные застройщики пытаются сэкономить на цементе, покупая марку М400, причём где-нибудь на мелких и непроверенных стройбазах. Рекомендуется использовать марку цемента М500, и обязательно от проверенного производителя. Если Вы раньше не работали ни с одним производителем цемента, лучше купить у них 1-2 мешка, сделать пробные растворы и посмотреть на качество кладки.
Используя качественный цемент, а также качественный чистый песок, Вы сможете гарантировать себе высокую марку кладочного раствора.
Также не стоит забывать о необходимости использования кладочной сетки. Как правило, при кладке в 1 кирпич, необходимо устраивать её каждые 4 ряда.
Как говорилось ранее, утолщённая кладка для строителей даёт возможность скрыть некоторые изъяны в соблюдении вертикальности стен, а также осей дома. С кладкой в 1 кирпич это сделать сложнее. Тем не менее, команда строителей даже средней квалификации при чуть большем внимании к выставлению углов, сумеет сделать достойную кладку.
Как правило, для проверки вертикальности кладки стен используются строительный уровень и отвес.
Однако, есть ещё один надёжный способ проверки вертикальности швов посредством косвенной проверки соблюдения диагоналей дома. Ещё при установке опалубки должно обязательно проверяться соблюдение диагоналей четырёх крайних точек дома. Рекомендуется записать эти размеры для дальнейшей проверки. Позже, когда будет выполняться кладка стен, можно будет проверить эти диагонали по кладке.
Если в каком-либо месте нарушается диагональ – это означает, что нарушена вертикальность кладки.
Всегда обращайте внимание на качество швов, как горизонтальных, так и вертикальных.
Для горизонтальных швов показателем качества будет являться соблюдение толщины – 10-12мм. При значительном увеличении толщины шва, качество кладки будет значительно ухудшаться.
Вертикальные швы должны быть максимально заполнены.
Кроме того, необходимо обращать внимание на качественное выполнение армопояса. Его главной задачей является максимально равномерная передача нагрузок кровли и фронтонной части на стены и фундамент.
Жесткость стеновой конструкции также увеличится благодаря перевязыванию армопояса с оконными и дверными перемычками, что, естественно, пойдёт в плюс постройке.
Выполняя все вышеописанные рекомендации, вы можете гарантировать себе качественную кладку стен вашего дома. Данный тип кладки может смело быть использован при устройстве несущей конструкции одноэтажных домов или верхних этажей многоэтажных строений.
Расчет кирпичной стены на устойчивость пример. Как рассчитать стены из кладки на устойчивость
Оставьте комментарий 6,950
Разберемся с вопросом устойчивоcти стен.
Первый вопрос, возникающий у «непосвященного» человека: ну куда может деться стена? Найдем ответ с помощью аналогии. Возьмем книгу в твердом переплете и поставим ее на ребро. Чем больше формат книги, тем меньше будет ее устойчивость; с другой стороны, чем книга будет толще, тем лучше она будет стоять на ребре. Со стенами та же ситуация. Устойчивость стены зависит от высоты и толщины.
Рассмотрим вопросы определения устойчивости стен на примерах.
Пример 1. Дана перегородка из газобетона марки М25 на растворе марки М4 высотой 3,5 м, толщиной 200 мм, шириной 6 м, не связанная с перекрытием. В перегородке дверной проем 1х2,1 м. Необходимо определить устойчивость перегородки.
значит k = k 1 k 3 = 1,4*0,9 = 1,26.
Окончательно β = 1,26*9,8 = 12.3.
Пример 2. Дана наружная ненесущая стена из облегченной кладки из кирпича марки М50 на растворе марки М25. Высота стены 3 м, толщина 0,38 м, длина стены 6 м. Стена с двумя окнами размером 1,2х1,2 м. Необходимо определить устойчивость стены.
Находим коэффициенты k из таблиц ы 29:
значит k = k 1 k 2 = 1,2*0,78 = 0,94.
Окончательно β = 0,94*15,4 = 14,5.
Найдем отношение высоты перегородки к толщине: H /h = 3/0,38 = 7,89
при центральном сжатии
Проектируется: Терраса размерами 5х8 м. Три колонны (одна посредине и две по краям) из лицевого пустотелого кирпича сечением 0,25х0,25 м. Расстояние между осями колонн 4 м. Марка кирпича по прочности М75.
N с кровли = (180·1,25 +75)·5·8/4 = 3000 кг или 3 тонны
Так как действующие нагрузки от материала перекрытия и от людей, восседающих на террасе, мебели и др. пока не известны, но железобетонная плита точно не планируется, а предполагается, что перекрытие будет деревянным, из отдельно лежащих обрезных досок, то для расчетов нагрузки от террасы можно принять равномерно распределенную нагрузку 600 кг/м², тогда сосредоточенная сила от террасы, действующая на центральную колонну, составит:
N с террасы = 600·5·8/4 = 6000 кг или 6 тонн
Собственный вес колонн длиной 3 м будет составлять:
N с колонны = 1500·3·0,38·0,38 = 649,8 кг или 0,65 тонн
Таким образом суммарная нагрузка на среднюю нижнюю колонну в сечении колонны возле фундамента составит:
N с об = 3000 + 6000 + 2·650 = 10300 кг или 10,3 тонн
Однако в данном случае можно учесть, что существует не очень большая вероятность того, что временная нагрузка от снега, максимальная в зимнее время, и временная нагрузка на перекрытие, максимальная в летнее время, будут приложены одновременно. Т.е. сумму этих нагрузок можно умножить на коэффициент вероятности 0,9, тогда:
N с об = (3000 + 6000)·0.9 + 2·650 = 9400 кг или 9,4 тонн
Расчетная нагрузка на крайние колонны будет почти в два раза меньше:
N кр = 1500 + 3000 + 1300 = 5800 кг или 5,8 тонн
2. Определение прочности кирпичной кладки.
10300/625 = 16,48 кг/см² > R = 12 кгс/см²
Таким образом для обеспечения необходимой прочности колонны нужно или использовать кирпич большей прочности, например М150 (расчетное сопротивление сжатию при марке раствора М100 составит 22·0,8 = 17,6 кг/см²) или увеличивать сечение колонны или использовать поперечное армирование кладки. Пока остановимся на использовании более прочного лицевого кирпича.
3. Определение устойчивости кирпичной колонны.
а) при неподвижных шарнирных опорах l o = Н ;
в) для свободно стоящих конструкций l o = 2Н ;
3. Сделать диафрагму жесткости в плоскости, параллельной плоскости стены. Например по краям выложить не колонны, а скорее простенки. Это также позволит рассматривать и верхнюю и нижнюю опору колонны, как шарнирные, но в этом случае необходимо дополнительно рассчитывать диафрагму жесткости.
Теперь, зная расчетную длину колонны, можно определить коэффициент гибкости:
Теперь, зная значение коэффициента гибкости, можно наконец-то определить коэффициент продольного изгиба по таблице:
При этом упругая характеристика кладки α определяется по таблице:
В итоге значение коэффициента продольного изгиба составит около 0,6 (при значении упругой характеристики α = 1200, согласно п.6). Тогда предельная нагрузка на центральную колонну составит:
N р = m g φγ с RF = 1·0,6·0,8·22·625 = 6600 кг N с об = 9400 кг
Это означает, что сечения 38х38 см для обеспечения устойчивости нижней центральной центрально-сжатой колонны хватает с запасом и даже можно уменьшить марку кирпича. Например, при первоначально принятой марке М75 предельная нагрузка составит:
N р = m g φγ с RF = 1·0,8·0,8·12·1300 = 9984 кг > N с об = 9400 кг
Вроде бы все, но желательно учесть еще одну деталь. Фундамент в этом случае лучше делать ленточным (единым для всех трех колонн), а не столбчатым (отдельно для каждой колонны), в противном случае даже небольшие просадки фундамента приведут к дополнительным напряжениям в теле колонны и это может привести к разрушению. С учетом всего вышеизложенного наиболее оптимальным будет сечение колонн 0,51х0,51 м, да и с эстетической точки зрения такое сечение является оптимальным. Площадь сечения таких колонн составит 2601 см².
Пример расчета кирпичной колонны на устойчивость
при внецентренном сжатии
Таким образом даже при очень большом эксцентриситете приложения нагрузки у нас имеется более чем двукратный запас по прочности.
Примечание: СНиП II-22-81 (1995) «Каменные и армокаменные конструкции» рекомендует использовать другую методику расчета сечения, учитывающую особенности каменных конструкций, однако результат при этом будет приблизительно таким же, поэтому методика расчета, рекомендуемая СНиПом здесь не приводится.
При этом возникает естественный вопрос: какое минимальное сечение колонн обеспечит требуемую прочность и устойчивость? Конечно же, идея выложить колонны из глиняного кирпича, а тем более стены дома, является далеко не новой и все возможные аспекты расчетов кирпичных стен, простенков, столбов, которые есть суть колонны, достаточно подробно изложены в СНиП II-22-81 (1995) «Каменные и армокаменные конструкции». Именно этим нормативным документом и следует руководствоваться при расчетах. Приводимый ниже расчет, не более, чем пример использования указанного СНиПа.
Чтобы определить прочность и устойчивость колонн, нужно иметь достаточно много исходных данных, как то: марка кирпича по прочности, площадь опирания ригелей на колонны, нагрузка на колонны, площадь сечения колонны, а если на этапе проектирования ничего из этого не известно, то можно поступить следующим образом:
Пример расчета кирпичной колонны на устойчивость при центральном сжатии
Проектируется:
Терраса размерами 5х8 м. Три колонны (одна посредине и две по краям) из лицевого пустотелого кирпича сечением 0.25х0.25 м. Расстояние между осями колонн 4 м. Марка кирпича по прочности М75.
Расчетные предпосылки:
N с кровли = (180·1.25 + 75)·5·8/4 = 3000 кг или 3 тонны
N с террасы = 600·5·8/4 = 6000 кг или 6 тонн
Собственный вес колонн длиной 3 м будет составлять:
N с колонны = 1500·3·0.38·0.38 = 649.8 кг или 0.65 тонн
Таким образом суммарная нагрузка на среднюю нижнюю колонну в сечении колонны возле фундамента составит:
N с об = 3000 + 6000 + 2·650 = 10300 кг или 10.3 тонн
Однако в данном случае можно учесть, что существует не очень большая вероятность того, что временная нагрузка от снега, максимальная в зимнее время, и временная нагрузка на перекрытие, максимальная в летнее время, будут приложены одновременно. Т.е. сумму этих нагрузок можно умножить на коэффициент вероятности 0.9, тогда:
N с об = (3000 + 6000)·0.9 + 2·650 = 9400 кг или 9.4 тонн
Расчетная нагрузка на крайние колонны будет почти в два раза меньше:
N кр = 1500 + 3000 + 1300 = 5800 кг или 5.8 тонн
2. Определение прочности кирпичной кладки.
10300/625 = 16.48 кг/см 2 > R = 12 кгс/см 2
Таким образом для обеспечения необходимой прочности колонны нужно или использовать кирпич большей прочности, например М150 (расчетное сопротивление сжатию при марке раствора М100 составит 22·0.8 = 17.6 кг/см 2) или увеличивать сечение колонны или использовать поперечное армирование кладки. Пока остановимся на использовании более прочного лицевого кирпича.
3. Определение устойчивости кирпичной колонны.
Примечание : Вообще-то с коэффициентом m g все не так просто, подробности можно посмотреть в комментариях к статье.
а) при неподвижных шарнирных опорах l 0 = Н ;
в) для свободно стоящих конструкций l 0 = 2Н ;
1. Применить принципиально другую конструктивную схему
3. Сделать диафрагму жесткости
в плоскости, параллельной плоскости стены. Например по краям выложить не колонны, а скорее простенки. Это также позволит рассматривать и верхнюю и нижнюю опору колонны, как шарнирные, но в этом случае необходимо дополнительно рассчитывать диафрагму жесткости.
4. Не обращать внимания на вышеприведенные варианты и рассчитывать колонны, как отдельно стоящие с жесткой нижней опорой, т.е l 0 = 2Н
В конце концов древние греки ставили свои колонны (правда, не из кирпича) без каких-либо знаний о сопротивлении материалов, без использования металлических анкеров, да и столь тщательно выписанных строительных норм и правил в те времена не было, тем не менее некоторые колонны стоят и по сей день.
Теперь, зная расчетную длину колонны, можно определить коэффициент гибкости:
Теперь, зная значение коэффициента гибкости, можно наконец-то определить коэффициент продольного изгиба по таблице:
При этом упругая характеристика кладки α определяется по таблице:
В итоге значение коэффициента продольного изгиба составит около 0.6 (при значении упругой характеристики α = 1200, согласно п.6). Тогда предельная нагрузка на центральную колонну составит:
N р = m g φγ с RF = 1х0.6х0.8х22х625 = 6600 кг N с об = 9400 кг
Это означает, что сечения 38х38 см для обеспечения устойчивости нижней центральной центрально-сжатой колонны хватает с запасом и даже можно уменьшить марку кирпича. Например, при первоначально принятой марке М75 предельная нагрузка составит:
N р = m g φγ с RF = 1х0.8х0.8х12х1300 = 9984 кг > N с об = 9400 кг
Пример расчета кирпичной колонны на устойчивость при внецентренном сжатии
Таким образом даже при очень большом эксцентриситете приложения нагрузки у нас имеется более чем двукратный запас по прочности.
Примечание: СНиП II-22-81 (1995) «Каменные и армокаменные конструкции» рекомендует использовать другую методику расчета сечения, учитывающую особенности каменных конструкций, однако результат при этом будет приблизительно таким же, поэтому методику расчета, рекомендуемую СНиПом здесь не привожу.
Проверим прочность кирпичного простенка несущей стены жилого дома переменной этажности в г. Вологде.
Площадь сечения простенка-А=1.04м 2 ;
Длина опорной площадки плит перекрытия на кладку
Сбор нагрузки от покрытия и перекрытий представлен в таблицах 2.13, 2.14, 2.15. Расчетный простенок представлен на рис. 2.5.
Таблица 2.13. Сбор нагрузок на покрытие, кН/м 2
Нормативное значение кН/м2
Расчетное значение кН/м2
1. Слой линокрома ТКП, t=3,7 мм,
вес 1м2 материала 4,6 кг/м2, =1100 кг/м3
2. Слой линокрома ХПП, t=2,7 мм
вес 1м2 материала 3,6 кг/м2, =1100 кг/м3
3. Грунтовка «Праймер битумный»
4. Цементно-песчаная стяжка, t=40 мм, =1800 кг/м3
5. Керамзитовый гравий, t=180 мм, =600 кг/м3,
8. Железобетонная плита перекрытия
S0н =0,7ЧSqмЧСeЧСt= 0,7Ч2,4 1Ч1Ч1
Таблица 2.14. Сбор нагрузок на чердачное перекрытие, кН/м2
Таблица 2.15. Сбор нагрузок на междуэтажное перекрытие, кН/м2
Таблица 2.16. Сбор нагрузок на 1 м.п. от наружной стены t=680 мм, кН/м2
Определим ширину грузового участка по формуле 2.12
где b-расстояние между разбивочными осями, м;
Длина грузовой площади простенка определяется по формуле (2.13).
Определение грузовой площади (соответственно рисунку 2.6) производится по формуле (2.14)
Рисунок 2.13. Схема определения грузовой площади простенка
Подсчет усилия N на простенок от вышерасположенных этажей на уровне низа перекрытий первого этажа, ведем исходя из грузовой площади и действующих нагрузок на перекрытия, покрытия и кровлю, нагрузки от веса наружной стены.
Таблица 2.17. Сбор нагрузок, кН/м
Расчетное значение кН/м
1. Конструкция покрытия
2. Чердачное перекрытие
3. Междуэтажное перекрытие
4. Наружная стена t=680 мм
Расчет внецентренно сжатых неармированных элементов каменных конструкций следует производить по формуле 13