Расчет кирпичной колоннына прочность и устойчивость. Расчет кирпичной кладки на устойчивость Iii. расчет каменных конструкций

В случае самостоятельного проектирования кирпичного дома возникает острая необходимость рассчитать, сможет ли выдержать кирпичная кладка те нагрузки, которые заложены в проекте. Особенно серьёзная ситуация складывается на участках кладки, ослабленных оконными и дверными проёмами. В случае большой нагрузки эти участки могут не выдержать и подвергнуться разрушению.

Точный расчет устойчивости простенка к сжатию вышележащими этажами достаточно сложен и определяется формулами, заложенными в нормативном документе СНиП-2-22-81 (далее ссылка – <1>). В инженерных расчетах прочности стены к сжатию учитывается множество факторов, включая конфигурацию стены, сопротивление сжатию, прочность данного типа материалов и многое другое. Однако приблизительно, «на глазок», можно прикинуть резистентность стены к сжатию, воспользовавшись ориентировочными таблицами, в которых прочность (в тоннах) увязана в зависимость от ширины стенки, а также марок кирпича и раствора. Таблица составлена для показателя высоты стены 2,8 м.

Таблица прочность кирпичной стенки, тонн (пример)

Марки		Ширина участка, см
кирпич	раствор	25	51	77	100	116	168	194	220	246	272	298
50	25	4	7	11	14	17	31	36	41	45	50	55
100	50	6	13	19	25	29	52	60	68	76	84	92

В случае, если значение ширины простенка находится в интервале между указанными, необходимо ориентироваться на минимальное число. Вместе с тем, следует помнить, что в таблицах учтены не все факторы, которые могут корректировать устойчивость, прочность конструкции и сопротивление кирпичной стенки к сжатию в достаточно широком диапазоне.

По времени нагрузки бывают временные и постоянные.

Постоянные:

• вес элементов сооружений (вес ограждений, несущих и других конструкций);
• давление грунтов и горных пород;
• гидростатическое давление.

Временные:

• вес временных сооружений;
• нагрузки от стационарных систем и оборудования;
• давление в трубопроводах;
• нагрузки от складируемых изделий и материалов;
• климатические нагрузки (снеговые, гололёдные, ветровые и т.д.);
• и многие другие.

При анализе нагруженности конструкций обязательно следует учитывать суммарные эффекты. Ниже приведён пример подсчёта основных нагрузок на простенки первого этажа здания.

Нагруженность кирпичной кладки

Для учёта воздействующей на проектируемый участок стены силы нужно суммировать нагрузки:

В случае малоэтажного строительства задача сильно упрощается, и многими факторами временной нагрузки можно пренебречь, задавая определённый запас прочности на этапе проектирования.

Однако в случае строительства 3 и более этажных сооружений необходим тщательный анализ по специальным формулам, учитывающим сложение нагрузок от каждого этажа, угол приложения силы и многое другое. В отдельных случаях прочность простенка достигается армированием.

Пример расчёта нагрузок

Данный пример показывает анализ действующих нагрузок на простенки 1-го этажа. Здесь учтены только постоянно действующие нагрузка от различных конструкционных элементов здания, с учётом неравномерности веса конструкции и углом приложения сил.

Исходные данные для анализа:

• количество этажей – 4 этажа;
• толщина стены из кирпичей Т=64см (0,64 м);
• удельный вес кладки (кирпич, раствор, штукатурка) М=18 кН/м3 (показатель взят из справочных данных, табл. 19 <1>);
• ширина оконных проемов составляет: Ш1=1,5 м;
• высота оконных проемов — В1=3 м;
• сечение простенка 0,64*1,42 м (нагружаемая площадь, куда приложен вес вышележащих конструктивных элементов);
• высота этажа Вэт=4,2 м (4200 мм):
• давление распределено под углом 45 градусов.

1. Пример определения нагрузки от стены (слой штукатурки 2 см)

Нст=(3-4Ш1В1)(h+0,02)Мyf = (*3-4*3*1,5)* (0,02+0,64) *1,1 *18=0, 447МН.

Ширина нагруженной площади П=Вэт*В1/2-Ш/2=3*4,2/2,0-0,64/2,0=6 м

Нп =(30+3*215)*6 = 4,072МН

Нд=(30+1,26+215*3)*6 = 4,094МН

Н2=215*6 = 1,290МН,

в том числе Н2l=(1,26+215*3)*6= 3,878МН

1. Собственный вес простенков

Нпр=(0,02+0,64)*(1,42+0,08)*3*1,1*18= 0,0588 МН

Общая нагрузка будет результатом сочетания указанных нагрузок на простенки здания, для её подсчета выполняется суммирование нагрузок от стенки, от перекрытий 2второго этажа и веса проектируемого участка).

Схема анализа нагрузки и прочности конструкции

Для подсчета простенка кирпичной стенки потребуются:

• протяжённость этажа (она же высота участка) (Вэт);
• число этажей (Чэт);
• толщина стены (Т);
• ширина кирпичной стены (Ш);
• параметры кладки (тип кирпича, марка кирпича, марка раствора);

1. Площадь простенка (П)

1. По таблице 15 <1> необходимо определить коэффициент а (характеристика упругости). Коэффициент зависит от типа, марки кирпича и раствора.
2. Показатель гибкости (Г)

1. В зависимости от показателей а и Г, по таблице 18 <1> нужно посмотреть коэффициент изгиба ф.
2. Нахождение высоты сжатой части

где е0 – показатель экстренсиситета.

1. Нахождение площади сжатой части сечения

Псж = П*(1-2 е0/Т)

1. Определение гибкости сжатой части простенка

Гсж=Вэт/Всж

1. Определение по табл. 18 <1> коэффициент фсж, исходя из Гсж и коэффициента а.
2. Расчет усредненного коэффициента фср

Фср=(ф+фсж)/2

1. Определение коэффициента ω (таблица 19 <1>)

ω =1+э/Т<1,45

1. Расчет силы, воздействующей на сечение
2. Определение устойчивости

У=Кдв*фср*R*Псж* ω

Кдв – коэффициент длительного воздействия

R – сопротивление кладки сжатию, можно определить по таблице 2 <1>, в МПа

1. Сверка

Пример расчета прочности кладки

— Вэт — 3,3 м

— Чэт — 2

— Т — 640 мм

— Ш — 1300 мм

— параметры кладки (глиняный кирпич, изготовленный методом пластического прессования, цементно-песчаный раствор, марка кирпича — 100, марка раствора — 50)

1. Площадь (П)

П=0,64*1,3=0,832

1. По таблице 15 <1> определяем коэффициент а.

1. Гибкость (Г)

Г =3,3/0,64=5,156

1. Коэффициент изгиба (таблица 18 <1>).

1. Высота сжатой части

Всж=0,64-2*0,045=0,55 м

1. Площадь сжатой части сечения

Псж = 0,832*(1-2*0,045/0,64)=0,715

1. Гибкость сжатой части

Гсж=3,3/0,55=6

1. фсж=0,96
2. Расчет фср

Фср=(0,98+0,96)/2=0,97

1. По табл. 19 <1>

ω =1+0,045/0,64=1,07<1,45

Для определения действующей нагрузки необходим расчет веса всех элементов конструкции, оказывающих воздействие на проектируемый участок здания.

1. Определение устойчивости

У=1*0,97*1,5*0,715*1,07=1,113 МН

1. Сверка

Условие выполнено, прочность кладки и прочность её элементов достаточна

Недостаточное сопротивление простенка

Что делать, если расчетное сопротивление простенков давлению недостаточно? В этом случае необходимо укрепление стенки при помощи армирования. Ниже приведён пример анализа необходимой модернизации конструкции при недостаточном сопротивлении сжатию.

Для удобства можно воспользоваться табличными данными.

В нижней строке представлены показатели для стенки, армированной проволочной сеткой диаметра 3 мм, с ячейкой 3 см, класса В1. Армирование каждого третьего ряда.

Прирост прочности составляет около 40 %. Обычно данное сопротивление сжатию оказывается достаточным. Лучше сделать подробный анализ, подсчитав изменение прочностных характеристик в соответствии с применяемым способом усиления конструкции.

Ниже приведён пример подобного вычисления

Пример расчета усиления простенков

Исходные данные – см. предыдущий пример.

• высота этажа — 3,3 м;
• толщина стены– 0,640 м;
• ширина кладки 1,300 м;
• типовые характеристики кладки (тип кирпичей – глиняные кирпичи, изготовленные методом прессования, тип раствора – цементный с песком, марка кирпичей — 100, раствора — 50)

В этом случае условие У>=Н не выполняется (1,113<1,5).

Требуется увеличить сопротивление сжатию и прочность конструкции.

Коэффициент усиления

k=У1/У=1,5/1,113=1,348,

т.е. надо увеличить прочность конструкции на 34,8%.

Усиление железобетонной обоймой

Усиление производится обоймой из бетона В15 толщиной 0,060 м. Вертикальные стержни 0,340 м2, хомуты 0,0283 м2 с шагом 0,150 м.

Размеры сечения усиленной конструкции:

Ш_1=1300+2*60=1,42

Т_1=640+2*60=0,76

При таких показателях условие У>=Н выполняется. Сопротивление сжатию и прочность конструкции достаточны.

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.

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 P 1 =1,8т и вышележащих этажей G=G п +P 2 +G 2 = 3,7т:

N = G + P 1 = 3,7т +1,8т = 5,5т

Плита перекрытия опирается на стену на расстоянии а=150мм. Продольная сила P 1 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 (P 1) 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:

e 0 = 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:

e 0 = 2,5 + 2 = 4,5 см

y=h/2=12,5см

При e 0 =4,5 см < 0,7y=8,75 расчет по раскрытию трещин в швах кладки можно не производить.

Прочность кл адки внецентренно сжатого элемента определяется по формуле:

N ≤ m g φ 1 R A c ω

Коэффициенты m g и φ 1 в рассматриваемом сечении I-I равны 1.

III. РАСЧЕТ КАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Нагрузка на простенок (рис. 30) в уровне низа ригеля перекрытия первого этажа, кН:

снеговая для II снегового района

рулонный ковер кровли – 100 Н/м 2

асфальтовая стяжка при Н/м 3 толщиной 15 мм

утеплитель – древесно-волокнистые плиты толщиной 80 мм при плотности Н/м 3

пароизоляция – 50 Н/м 2

сборные железобетонные плиты покрытия – 1750 Н/м 2

вес железобетонной фермы

вес карниза на кирпичной кладке стены при Н/м 3

вес кирпичной кладки выше отметки +3,03

сосредоточенная от ригелей перекрытий (условно без учета неразрезности ригелей)

вес оконного заполнения при Н/м 2

суммарная расчетная нагрузка на простенок в уровне отм. +3,03

Согласно п. 6.7.5 и 8.2.6 допускается считать стену расчлененной по высоте на однопролетные элементы с расположением опорных шарниров в уровне опирания ригелей. При этом нагрузка от верхних этажей принимается приложенной в центре тяжести сечения стены вышележащего этажа, а все нагрузки кН в пределах данного этажа считаются приложенными с фактическим эксцентриситетом относительно центра тяжести сечения стены.

Согласно п. 6.9 , п. 8.2.2 расстояние от точки приложения опорных реакций ригеля P до внутренней грани стены при отсутствии опор, фиксирующих положение опорного давления, принимается не более одной трети глубины заделки ригеля и не более 7 см (рис. 31).

При глубине заделки ригеля в стену а з = 380 мм, а з: 3 = 380: 3 =

127 мм > 70 мм принимаем точку приложения опорного давления

Р = 346,5 кН на расстоянии 70 мм от внутренней грани стены.

Расчетная высота простенка в нижнем этаже

За расчетную схему простенка нижнего этажа здания принимаем стойку с защемлением в уровне обреза фундамента и с шарнирным опиранием в уровне перекрытия.

Гибкость простенка, выполненного из силикатного кирпича марки 100 на растворе марки 25, при R = 1,3 МПа по табл. 2 , определяется согласно примечанию 1 к табл. 15 при упругой характеристике кладки a= 1000;

коэффициент продольного изгиба по табл. 18 j = 0,96. Согласно п. 4.14 в стенах с жесткой верхней опорой продольный прогиб в опорных сечениях может не учитываться (j = 1,0). В средней трети высоты простенка коэффициент продольного изгиба равен расчетной величине j = 0,96. В приопорных третях высоты j изменяется линейно от j = 1,0 до расчетной величины j = 0,96 (рис. 32). Значения коэффициента продольного изгиба в расчетных сечениях простенка, в уровнях верха и низа оконного проема

Рис. 31

величины изгибающих моментов в уровне опирания ригеля и в расчетных сечениях простенка на уровне верха и низа оконного проема

кНм;

кНм;

Рис.32

Величина нормальных сил в тех же сечениях простенка

Эксцентриситеты продольных сил е 0 = М : N :

Мм < 0,45 y = 0,45 × 250 = 115 мм;

Мм < 0,45 y = 115 мм;

Мм < 0,45 y = 115 мм;

Несущая способность внецентренно сжатого простенка прямоугольного сечения согласно п.4.7 определяется по формуле

где (j- коэффициент продольного прогиба для всего сечения элемента прямоугольной формы; ); m g – коэффициент, учитывающий влияние длительного действия нагрузки (при h = 510 мм > 300 мм принимают m g = 1,0); А – площадь сечения простенка.

Нагрузка на простенок в уровне низа ригеля перекрытия первого этажа, кН	Значения, кН
снеговая для IIснегового района	1000*6,74*(23,0*0,5+0,51+0,25)*1,4*0,001=115,7
рулонный ковер кровли-100Н/м 2	100*6,74*(23,0*0,5+0,51+0,25)*1,1*0,001=9,1
асфальтовая стяжка при р=15000Н/м 3 толщиной 15 мм	15000*0,015*6,74*23,0*0,5*1,2*0,001=20,9
утеплитель-древесно-волокнистые плиты толщиной 80мм при плотности р=3000Н/м 3	3000*0,08*6,74*23,0*0,5*1,2*0,001=22,3
Пароизоляция - 50Н/м 2	50*6,74*23,0*0,5*1,2*0,001=4,7
сборные ж/б плиты покрытия – 1750Н/м 2	1750*6,74*23,0*0,5*1,1*0,001=149,2
вес ж/б фермы	6900*1,1*0,01=75,9
вес карниза на кирпичной кладке стены при р=18000Н/м 3	18000*((0,38+0,43)*0,5*0,51-0,13*0,25)* *6,74*1,1*0,001=23,2
вес кирпичной кладки выше отметки +3,17	18000*((18,03-3,17)*6,74 - 2,4*2,1*3)*0,51*1,1*0,001=857
сосредоточенная от ригелей перекрытий (условно)	119750*5,69*0,5*3*0,001=1022
вес оконного заполнения при V n =500Н/м 2	500*2,4*2,1*3*1,1*0,001=8,3

Суммарная расчетная нагрузка на простенок в уровне отм. +3,17:

N=115,7+9,1+20,9+22,3+4,7+149,2+75,9+23,2+857,1+1022+8,3=2308,4.

Допускается считать стену расчленненной по высоте на однопролетные элементы с расположением опорных шарниров в уровне опирания ригелей. При этом нагрузка от верхних этажей принимается приложенной в центре тяжести сечения стены вышележащего этажа, а все нагрузки Р=119750*5,69*0,5*0,001=340,7 кН в пределах данного этажа считаются приложенными с фактическим экцентриситетом относительно центра тяжести сечения.

Расстояние от точки приложения опорных реакций ригеля Р до внутренней грани стены при отсутствии опор, фиксирующих положение опорного давления, принимается не более трети глубины заделки ригеля и не более 7 см.

При глубине заделки ригеля в стену а 3 =380мм, а 3:3=380:3=127 мм>70 мм принимаем точку приложения опорного давления Р=340,7 кН на расстоянии 70мм от внутренней грани стены.

Расчетная высота простенка в нижнем этаже

l 0 =3170+50=3220 мм.

За расчетную схему простенка нижнего этаже здания принимаем стойку с защемлением в уровне обреза фундамента и с шарнирным опиранием в уровне перекрытия.

Гибкость простенка выполненного из силикатного кирпича марки 100 на растворе марки 25, при R=1.3Мпа при характеристике кладки α=1000

λ h =l 0:h=3220:510=6,31

Коэффициент продольного изгиба φ=0.96, в стенах с жесткой верхней опорой продольный изгиб в опорных сечениях может не учитывается (φ=1) В средней трети высоты простенка коэффициент продольного изгиба равен расчетной величине φ=0,96. В приопорных третях высоты φ изменяется линейно от φ=1 до расчетной величины φ=0.96

Значения коэффициента продольного изгиба в расчетных сечениях простенках, в уровнях верха и низа оконного проема:

φ 1 =0,96+(1-0,96)

φ 2 =0,96+(1-0,96)

Величины изгибающих моментов в уровне опирания ригеля и в расчетных сечениях простенка на уровне верха и низа оконного проема, кНм:

M=Pe=340,7*(0.51*0.5-0.07)=63,0

M 1 =63,0

M 11 =63,0

Величина нормальных сил в тех же сечениях простенка, кН:

N 1 =2308,4+0.51*6,74*0.2*1800*1.1*0.01=2322,0

N 11 =2322+(0.51*(6,74-2.4)*2.1*1800*1.1+50*2.1*2.4*1.1)*0.01=2416,8

N 111 =2416,8+0.51*0.8*6,74*1800*1.1*0.01=2471,2.

Экцентриситеты продольных сил е 0 =М:N:

е 0 =(66,0:2308,4)*1000=27 мм<0.45y=0.45*255=115мм

е 01 =(56,3:2322)*1000=24 мм<0.45y=0.45*255=115мм

е 011 =(15,7:2416,8)*1000=6 мм<0.45y=0.45*255=115мм

е 0111 =0 ммy=0,5*h=0.5*510=255мм.

Несущая способность внецентренно сжатого простенка прямоугольного сечения

определяется по формуле:

N=m g φ 1 RA*(1-)ω, гдеω=1+<=1.45,
, гдеφ- коэффициент продольного изгиба для всего сечения элемента прямоугольной формыh c =h-2e 0 ,m g - коэффициент, учитывающий влияние длительного действия нагрузки (приh=510мм>300мм принимают 1), А- площадь сечения простенка.

Несущая способность (прочность) простенка в уровне опирания ригеля при φ=1,00, е 0 =27 мм, λ с =l 0:h с =l 0:(h-2е 0)=3220:(510-2*27)=7,1,φ с =0,936,

φ 1 =0,5*(φ+φ с)=0,5*(1+0,936)=0,968,ω=1+
<1.45

N=1*0.968* 1.3*6740*510*(1-
)1.053=4073 кН >2308 кН

Несущая способность (прочность) простенка в сечении 1-1 при φ=0,987, е 0 =24 мм, λ с =l 0:h с =l 0:(h-2е 0)=3220:(510-2*24)=6,97,φ с =0,940,

φ 1 =0,5*(φ+φ с)=0,5*(0,987+0,940)=0,964,ω=1+
<1.45

N 1 =1*0.964* 1.3*4340*510*(1-
)1.047=2631 кН >2322 кН

Несущая способность (прочность) простенка в сечении II-IIприφ=0,970, е 0 =6 мм, λ с =l 0:h с =l 0:(h-2е 0)=3220:(510-2*6)=6,47,φ с =0,950,

φ 1 =0,5*(φ+φ с)=0,5*(0,970+0,950)=0,960,ω=1+
<1.45

N 11 =1*0.960* 1.3*4340*510*(1-)1.012=2730 кН >2416,8 кН

Несущая способность (прочность) простенка в сечении III-IIIв уровне обреза фундамента при центральном сжатии приφ=1, е 0 =0 мм,

N 111 =1*1* 1.3*6740*510=4469 кН >2471 кН

Т.о. прочность простенка обеспечена во всех сечениях нижнего этажа здания.

Рабочая арматура	Расчетное сечение	Расчетное усилие М, Н мм	Р а с ч е т н ы е х а р а к т е р и с т и к и						Расчетная арматура	Принятая арматура
			, мм		, мм			Класс арматуры
В нижней зоне	В крайних пролётах	123,80*10								, А s =760мм 2 в двух плоских каркасах
	В средних пролётах	94,83*10								, А s =628мм 2 в двух плоских каркасах
В верхней зоне	Во втором пролёте	52,80*10								, А s =308мм 2 в двух каркасах
	Во всех средних пролётах	41,73*10								, А s =226мм 2 в двух каркасах
	На опореВ	108,38*10								, А s =628мм 2 в одной П-образной сетке
	На опореС	94,83*10								, А s =628мм 2 в одной П-образной сетке

Таблица 3

Схема загружения

Поперечные силы, кНм

М

В крайних пролётах

М

В средних пролётах

М

М

М

М

М

Q

Q

Q

Q

Таблица 7

Расположение стержней		Арматура в сечении, мм			Р а с ч ё т н ы е х а р к те р и с т и к и
		До обрыва стержней А	Обрываемая	После обрыва стержней А			mmx10			Aпо табл. 9
В нижней зоне ригеля	В крайнем проёте: у опоры А
	у опоры В
	В среднем проёте: у опоры В
В верхней зоне ригеля	У опоры В: со стороны крайнего пролёта
	со стораны среднего пролёта

Расчетное сечение	Расчетное усилие М, кН*м	Размеры сечения, мм		Расчетные характеристики		Продольная рабочая арматура класса АIII, мм		Фактическая несущая способность, кН*м
				R b =7.65 МПа		R s =355 МПа	Фактическая принятая
В нижней зоне крайних пролетов
В верхней зоне над опорами В у грани колонны
В нижней зоне средних пролётов
В верхней зоне над опорами С у грани колонны

Ординаты

И з г и б а ю щ и е м о м е н т ы, к Н м

В крайних пролётах

М

В средних пролётах

М

М

М

М

М

Ординаты основной эпюры моментов при загружении по схемам 1+4

на величину

М=145,2 кНм

Ординаты перераспределения эпюры IIа

Ординаты основной эпюры моментов при загружении по схемам 1+5

Перераспределение усилий за счёт уменьшения опорного момента Мна величину

Ординаты добавочной эпюры при М=89,2 кНм

Ординаты перераспределения эпюры IIIа

Схема загружения

И з г и б а ю щ и е м о м е н т ы, к Н м

Поперечные силы, кНм

М

В крайних пролётах

М

В средних пролётах

М

М

М

М

М

Q

Q

Q

Q

		Продольная арматура Обрываемая арматура	Поперечная арматура шаг	Поперечная сила в месте обрывания стержней, кН		Длина запуска обрываемых стержней за место теоретического обрыва, мм	Минимальное значение ω=20d, мм	Принятая величина ω,мм	Расстояние от оси опоры, мм
									До места теоретического обрыва (в масштабе по эпюре материалов)	До фактического места обрыва
В нижней зоне ригеля	В крайнем проёте: у опоры А
	у опоры В
	В среднем проёте: у опоры В
В верхней зоне ригеля	У опоры В: со стороны крайнего пролёта
	со стораны среднего пролёта

Вр1 с Rs=360 МПа, АIII с Rs=355 МПа

На крайних участках между осями 1-2 и 6-7

В крайних пролетах

В средних пролетах

На средних участках между осями 2-6

В крайних пролетах

В средних пролетах

Расположение стержней		Арматура в сечении, мм 2			Расчетные характеристики
		До обрыва стержней	обрываемая	После обрыва стержней			b*h 0 , мм 2 *10 -2				М=R b *b*h 0 *A 0 , кН*м
В нижней зоне ригеля	В крайнем пролете: у опоры А
	у опоры В
	В среднем пролете: у опоры В
	у опоры С
В верхней зоне ригеля	У опоры В: со стороны крайнего пролета
	со стороны среднего пролета
	У опоры С со стороны обоих пролетов

Место расположения обрываемых стержней		Продольная __арматура__ обрываемая арматура	Поперечная арматура _количество_	Поперечная сила в месте теоретического обрыва стержней, кН		Длина запуска обрываемых стержней за место теоретического обрыва, мм	Минимальное значение w=20d	Принятая величина w, мм	Расстояние от оси опоры, мм
									До места теоретического обрыва (по эпюре материалов)	До фактического места обрыва
В нижней зоне ригеля	В крайнем пролете: у опоры А
	у опоры В
	В среднем пролете: у опоры В
	у опоры С
В верхней зоне ригеля	У опоры В: со стороны крайнего пролета
	со стороны среднего пролета
	У опоры С со стороны обоих пролетов

Необходимость расчета кирпичной кладки при строительстве частного дома очевидна любому застройщику. При строительстве жилых зданий используется клинкерный и красный кирпич, отделочный кирпич применяется для создания привлекательного внешнего вида наружной поверхности стен. Каждая марка кирпича имеет свои специфические параметры и свойства, но различие в размерах между разными марками минимально.

Максимальное количество материала можно рассчитать, определив общий объем стен и разделив его на объем одного кирпича.

Клинкерный кирпич используется для строительства элитных домов. У него большой удельный вес, привлекательный внешний вид, высокая прочность. Ограниченное использование вызвано высокой стоимостью материала.

Наиболее популярным и востребованным материалом является красный кирпич. Он обладает достаточной прочностью при сравнительно небольшом удельном весе, легко обрабатывается, мало подвержен воздействию окружающей среды. Недостатки — неряшливые поверхности с большой шероховатостью, способность впитывать воду при высокой влажности. В нормальных условиях эксплуатации эта способность не проявляется.

Для укладки кирпичей существует два метода:

• тычковый;
• ложковый.

При укладке тычковым методом кирпич укладывается поперек стены. Толщина стены должна быть не менее 250 мм. Наружная поверхность стены будет состоять из торцевых поверхностей материала.

При ложковом методе кирпич укладывается вдоль. Снаружи оказывается боковая поверхность. Этим способом можно выкладывать стены в полкирпича — толщиной 120 мм.

Что нужно знать для расчета

Максимальное количество материала можно рассчитать, определив общий объем стен и разделив его на объем одного кирпича. Полученный результат будет приблизительным и завышенным. Для более точного расчета необходимо учесть следующие факторы:

• размер кладочного шва;
• точные размеры материала;
• толщина всех стен.

Производители довольно часто по разным причинам не выдерживают стандартные размеры изделий. Красный кладочный кирпич по ГОСТу должен иметь размеры 250х120х65 мм. Во избежание ошибок, лишних материальных затрат желательно уточнить у поставщиков размеры имеющегося в наличии кирпича.

Оптимальная толщина наружных стен для большинства регионов равна 500 мм, или в 2 кирпича. Такой размер обеспечивает высокую прочность здания, хорошую теплоизоляцию. Недостатком является большой вес строения и, как следствие, давление на фундамент и нижние слои кладки.

Размер кладочного шва в первую очередь будет зависеть от качества раствора.

Если для приготовления смеси использовать крупнозернистый песок, ширина шва увеличится, с мелкозернистым — шов можно сделать тоньше. Оптимальная толщина кладочных швов равна 5-6 мм. При необходимости допускается выполнять швы толщиной от 3 до 10 мм. В зависимости от размера швов и способа укладки кирпича можно сэкономить некоторое его количество.

Для примера возьмем толщину шва 6 мм и ложковый способ укладки кирпичных стен. При толщине стены 0,5 м нужно уложить в ширину 4 кирпича.

Суммарная ширина зазоров составит 24 мм. Укладка 10 рядов по 4 кирпича даст суммарную толщину всех зазоров в 240 мм, что почти равно длине стандартного изделия. Общая площадь кладки при этом будет примерно 1,25 м 2 . Если кирпичи уложены вплотную, без зазоров, в 1 м 2 помещается 240 шт. С учетом зазоров расход материала составит примерно 236 штук.

Вернуться к оглавлению

Методика расчета несущих стен

При планировании наружных размеров здания желательно выбирать значения кратные 5. С такими цифрами проще выполнять расчет, затем выполнять в реальности. При планировании строительства 2 этажей следует просчитывать количество материала поэтапно, для каждого этажа.

Вначале выполняется расчет наружных стен на первом этаже. Для примера можно взять здание с размерами:

• длина = 15 м;
• ширина = 10 м;
• высота = 3 м;
• толщина стен в 2 кирпича.

По этим размерам нужно определить периметр строения:

(15 + 10) х 2 = 50

3 х 50 = 150 м 2

Рассчитав общую площадь, можно определить максимальное количество кирпича для строительства стены. Для этого нужно умножить определенное ранее количество кирпичей для 1 м 2 на общую площадь:

236 х 150 = 35 400

Результат неокончательный, стены должны иметь проемы для установки дверей и окон. Количество входных дверей может варьироваться. У небольших частных домов обычно одна дверь. Для зданий больших размеров желательно планировать два входа. Количество окон, их размеры и место расположения определяются внутренней планировкой здания.

В качестве примера можно взять 3 оконных проема на 10-метровую стену, по 4 на 15-метровые стены. Одну из стен желательно выполнять глухой, без проемов. Объем дверных проемов можно определить по стандартным размерам. При отличии размеров от стандартных объем можно рассчитать по габаритным размерам, добавив к ним ширину монтажного зазора. Для расчета следует воспользоваться формулой:

2 х (А х В) х 236 = С

где: А — ширина дверного проема, В — высота, С — объем в количестве кирпичей.

Подставив стандартные значения, получим:

2 х (2 х 0,9) х 236 = 849 шт.

Объем оконных проемов рассчитывается аналогично. При размерах окон 1,4 х 2,05 м объем составит 7450 штук. Определить количество кирпичей на температурный зазор просто: нужно длину периметра умножить на 4. В результате получится 200 штук.

35400 — (200 + 7450 + 849) = 26 901.

Приобретать необходимое количество следует с небольшим запасом, потому что во время работы возможны ошибки и прочие непредвиденные ситуации.