Снимка 1. Изчислителна схема за тухлени колони на проектираната сграда.
В този случай възниква естествен въпрос: какво е минималното сечение на колоните, което ще осигури необходимата здравина и стабилност? Разбира се, идеята за полагане на колони от глинени тухли и още повече стените на къщата далеч не е нова и всички възможни аспекти на изчисленията тухлени стени, колони, стълбове, които са същността на колоната, са описани достатъчно подробно в SNiP II-22-81 (1995) „Каменни и армирани зидани конструкции". Точно това нормативен документи трябва да се вземат предвид при изчисленията. Изчислението по-долу не е нищо повече от пример за използване на посочения SNiP.
За да определите здравината и стабилността на колоните, трябва да имате много първоначални данни, като например: марката тухла за якост, площта на опора на напречните греди върху колоните, натоварването на колоните, секционната площ на колоната и ако нищо от това не е известно на етапа на проектиране, тогава можете да направите по следния начин:
Тераса с размери 5х8 м. Три колони (една в средата и две по краищата) от облицовъчна куха тухла със сечение 0,25х0,25 м. Разстоянието между осите на колоните е 4 м. Якостта на тухлата степента е M75.
При такава схема на проектиране максималното натоварване ще бъде върху средната долна колона. Именно тя трябва да се разчита на сила. Натоварването на колоната зависи от много фактори, по-специално от областта на строителството. Например в Санкт Петербург е 180 kg / m 2, а в Ростов на Дон - 80 kg / m 2. Като се вземе предвид теглото на самия покрив 50-75 kg / m 2, натоварването на колоната от покрива за Пушкин, Ленинградска област, може да бъде:
N от покрива = (180 1,25 + 75) 5 8/4 = 3000 kg или 3 тона
Тъй като все още не са известни действителните натоварвания от подовия материал и от седящи на терасата, мебели и т.н., но стоманобетонната плоча не е точно предвидена, но се предполага, че подът ще бъде дървен, от отделно лежащи кантове дъски, тогава за изчисляване на натоварването от терасата можете да вземете равномерно разпределено натоварване от 600 kg / m 2, тогава концентрираната сила от терасата, действаща върху централната колона, ще бъде:
N от терасата = 600 5 8/4 = 6000 кг или 6 тона
Собственото тегло на колони с дължина 3 m ще бъде:
N на колона = 1500 3 0,38 0,38 = 649,8 kg или 0,65 тона
По този начин общото натоварване на средната долна колона в участъка на колоната близо до основата ще бъде:
N с около \u003d 3000 + 6000 + 2 650 \u003d 10300 кг или 10,3 тона
В този случай обаче може да се вземе предвид, че няма много голяма вероятност временното натоварване от сняг, което е максимално в зимно време, и временно натоварване на тавана, максимално през лятото, ще се прилага едновременно. Тези. сумата от тези натоварвания може да се умножи по коефициент на вероятност от 0,9, след което:
N с около \u003d (3000 + 6000) 0,9 + 2 650 \u003d 9400 kg или 9,4 тона
Изчисленото натоварване на външните колони ще бъде почти два пъти по-малко:
N cr = 1500 + 3000 + 1300 = 5800 кг или 5,8 тона
Марката тухла M75 означава, че тухлата трябва да издържа на натоварване от 75 kgf / cm 2, но здравината на тухлата и здравината тухлена зидария- Различни неща. Следната таблица ще ви помогне да разберете това:
маса 1. Изчислена якост на натиск за тухлена зидария (съгласно SNiP II-22-81 (1995))
Но това не е всичко. Все същото SNiP II-22-81 (1995) p.3.11 a) препоръчва, ако площта на стълбовете и колоните е по-малка от 0,3 m 2, умножете стойността на проектното съпротивление покоефициент на условия на труд γ s =0,8. И тъй като площта на напречното сечение на нашата колона е 0,25x0,25 \u003d 0,0625 m 2, ще трябва да използваме тази препоръка. Както можете да видите, за тухла от марката M75, дори при използване на хоросан за зидария M100, якостта на зидарията няма да надвишава 15 kgf / cm 2. В резултат на това изчисленото съпротивление за нашата колона ще бъде 15 0,8 = 12 kg / cm 2, тогава максималното напрежение на натиск ще бъде:
10300/625 \u003d 16,48 kg / cm 2\u003e R \u003d 12 kgf / cm 2
По този начин, за да се осигури необходимата якост на колоната, е необходимо или да се използва тухла с по-голяма якост, например M150 (изчислената якост на натиск с марка хоросан M100 ще бъде 22 0,8 = 17,6 kg / cm 2) или увеличете сечението на колоната или използвайте напречна армировка на зидарията. Засега нека се съсредоточим върху използването на по-издръжлива лицева тухла.
Здравината на тухлената зидария и стабилността на тухлената колона също са различни неща и всички са еднакви SNiP II-22-81 (1995) препоръчва определяне на стабилността на тухлена колона по следната формула:
N ≤ m g φRF (1.1)
където m g- коефициент, отчитащ влиянието на дългосрочното натоварване. В този случай, относително казано, имаме късмет, тъй като на височината на участъка ч≈ 30 cm, стойността на този коефициент може да се приеме равна на 1.
Забележка: Всъщност с коефициента m g всичко не е толкова просто, подробности можете да намерите в коментарите към статията.
φ - коефициент на изкълчване, в зависимост от гъвкавостта на колоната λ . За да определите този коефициент, трябва да знаете очакваната дължина на колоната л 0 , но не винаги съвпада с височината на колоната. Тънкостите на определяне на прогнозната дължина на конструкцията са изложени отделно, тук просто отбелязваме, че според SNiP II-22-81 (1995) стр. 4.3: „Оценените височини на стени и стълбове л 0 при определяне на коефициентите на изкълчване φ в зависимост от условията на тяхното поддържане върху хоризонтални опори, трябва да се вземат:
а) с фиксирани шарнирни опори л 0 = H;
б) с еластична горна опора и твърдо прищипване в долната опора: за еднопролетни сгради л 0=1.5H, за многоетажни сгради л 0=1.25H;
в) за свободностоящи конструкции л 0 = 2N;
г) за конструкции с частично притиснати опорни участъци - като се вземе предвид действителната степен на прищипване, но не по-малко от л 0 = 0,8N, където з- разстоянието между таваните или други хоризонтални опори, със стоманобетонни хоризонтални опори, разстоянието между тях на светлина.
На пръв поглед нашата изчислителна схема може да се счита за удовлетворяваща условията на параграф б). т.е. можете да вземете л 0 = 1,25 H = 1,25 3 = 3,75 метра или 375 cm. Въпреки това можем уверено да използваме тази стойност само ако долната опора е наистина твърда. Ако тухлена колона ще бъде положена върху хидроизолационен слой от покривен материал, положен върху основа, тогава такава опора трябва по-скоро да се счита за шарнирна, а не твърдо закрепена. И в този случай нашата конструкция в равнина, успоредна на равнината на стената, е геометрично променлива, тъй като конструкцията на тавана (отделно лежащи дъски) не осигурява достатъчна твърдост в тази равнина. Има 4 изхода от тази ситуация:
например - метални колони, здраво вградени в основата, към които ще бъдат заварени напречните греди на пода, след това по естетически причини металните колони могат да бъдат покрити с всяка марка лицева тухла, тъй като металът ще носи целия товар. В този случай е вярно, че трябва да се изчислят металните колони, но може да се вземе прогнозната дължина л 0=1.25H.
например от листови материали, което ще ни позволи да считаме както горната, така и долната опора на колоната за шарнирни, в този случай л 0=Н.
в равнина, успоредна на равнината на стената. Например, по краищата не поставете колони, а по-скоро колони. Това също ще ни позволи да считаме както горната, така и долната опора на колоната като шарнирни, но в този случай е необходимо допълнително да изчислим диафрагмата на коравина.
В крайна сметка древните гърци са поставили своите колони (макар и не от тухли) без никакви познания за устойчивостта на материалите, без използването на метални котви и в онези дни не е имало толкова внимателно написани строителни норми, въпреки това някои колони стоят и до днес.
Сега, знаейки очакваната дължина на колоната, можете да определите коефициента на гъвкавост:
λ ч =л 0 /ч (1.2) или
λ аз =л 0 /i (1.3)
където ч- височината или ширината на секцията на колоната, и аз- радиус на инерция.
По принцип не е трудно да се определи радиусът на въртене, трябва да разделите инерционния момент на сечението на площта на сечението и след това да извлечете квадратния корен от резултата, но в този случай това не е много необходимо. По този начин λh = 2 300/25 = 24.
Сега, знаейки стойността на коефициента на гъвкавост, най-накрая можем да определим коефициента на изкълчване от таблицата:
таблица 2. Коефициенти на изкълчване за камък и броня каменни конструкции(съгласно SNiP II-22-81 (1995))
В същото време еластичната характеристика на зидарията α определени от таблицата:
Таблица 3. Еластична характеристика на зидарията α (съгласно SNiP II-22-81 (1995))
В резултат на това стойността на коефициента на изкълчване ще бъде около 0,6 (със стойността на еластичната характеристика α = 1200, съгласно т. 6). Тогава максималното натоварване на централната колона ще бъде:
N p \u003d m g φγ с RF \u003d 1x0.6x0.8x22x625 \u003d 6600 kg< N с об = 9400 кг
Това означава, че приетото сечение от 25x25 cm не е достатъчно, за да осигури стабилност на долната централна централно компресирана колона. За да се увеличи стабилността, най-оптималното би било да се увеличи сечението на колоната. Например, ако поставите колона с празнина вътре в тухла и половина, с размери 0,38x0,38 m, тогава по този начин не само площта на напречното сечение на колоната ще се увеличи до 0,13 m 2 или 1300 cm 2, но радиусът на въртене на колоната също ще се увеличи до аз= 11,45 см. Тогава λ i = 600/11,45 = 52,4, и стойността на коеф φ = 0,8. В този случай максималното натоварване на централната колона ще бъде:
N p \u003d m g φγ с RF \u003d 1x0.8x0.8x22x1300 \u003d 18304 kg\u003e N с около \u003d 9400 kg
Това означава, че секция от 38x38 см е достатъчна, за да се осигури стабилността на долната централна централно компресирана колона с марж и дори марката тухла може да бъде намалена. Например, с първоначално приетата марка M75, крайният товар ще бъде:
N p \u003d m g φγ с RF \u003d 1x0.8x0.8x12x1300 \u003d 9984 kg\u003e N с около \u003d 9400 kg
Изглежда всичко, но е желателно да се вземе предвид още една подробност. В този случай е по-добре да направите фундаментната лента (единична за трите колони), а не колонна (поотделно за всяка колона), в противен случай дори малкото слягане на основата ще доведе до допълнителни напрежения в тялото на колоната и това може да доведе до унищожение. Като се има предвид всичко по-горе, най-оптималното ще бъде участъкът от колони 0,51x0,51 m, а от естетическа гледна точка такъв участък е оптимален. Площта на напречното сечение на такива колони ще бъде 2601 cm 2.
Крайните колони в проектираната къща няма да бъдат централно компресирани, тъй като напречните греди ще лежат върху тях само от едната страна. И дори ако напречните греди са положени върху цялата колона, тогава все пак, поради отклонението на напречните греди, натоварването от пода и покрива ще бъде прехвърлено към крайните колони, които не са в центъра на секцията на колоната. На кое място ще се предаде резултатът от това натоварване зависи от ъгъла на наклона на напречните греди върху опорите, еластичните модули на напречните греди и колоните и редица други фактори, които са разгледани подробно в статията „Изчисляване на опорния участък на гредата за срутване". Това изместване се нарича ексцентричност на прилагане на натоварване e o. В този случай се интересуваме от най-неблагоприятната комбинация от фактори, при която натоварването на пода върху колоните ще се пренесе възможно най-близо до ръба на колоната. Това означава, че в допълнение към самото натоварване, огъващият момент също ще действа върху колоните, равен на M = Ne o, и този момент трябва да се вземе предвид при изчисленията. Като цяло тестът за стабилност може да се извърши по следната формула:
N = φRF - MF/W (2.1)
където У- модул на сечението. В този случай натоварването за долните крайни колони от покрива може условно да се счита за централно приложено, а ексцентричността ще бъде създадена само от натоварването от тавана. С ексцентричност 20см
N p \u003d φRF - MF / W \u003d1x0.8x0.8x12x2601- 3000 20 2601· 6/51 3 = 19975, 68 - 7058,82 = 12916,9 kg >N cr = 5800 кг
По този начин, дори при много голям ексцентрицитет на прилагане на натоварване, ние имаме повече от двойна граница на безопасност.
Забележка: SNiP II-22-81 (1995) "Каменни и армирани зидани конструкции" препоръчва използването на различен метод за изчисляване на сечението, като се вземат предвид характеристиките на каменните конструкции, но резултатът ще бъде приблизително същият, затова не дайте метода на изчисление, препоръчан от SNiP тук.
Нека проверим здравината на тухлената стена на носещата стена на жилищна сграда променлив брой етажив град Вологда.
Първоначални данни:
Етажна височина - Нето=2,8 м;
Етажност - 8 етажа;
стъпка носещи стени- а=6,3 м;
Размери на отвора на прозореца - 1,5х1,8 м;
Размерите на напречното сечение на кея са -1,53х0,68м;
Дебелината на вътрешната верста е 0,51 m;
Площ на сечението на стената-A=1.04m 2 ;
Дължината на носещата платформа от подови плочи на зидария
Материали: силикатна тухла удебелена лицева (250CH120CH88) GOST 379-95, клас SUL-125/25, силикатен порест камък (250CH120CH138) GOST 379-95, клас SRP -150/25 и куха силикатна тухла удебелена (250x120x88) GOST 379-95 марка SURP-150/25. За полагане на 1-5 етажа се използва цименто-пясъчен разтвор M75, за 6-8 етажа, плътност на зидарията \u003d 1800 kg / m 3, многослойна зидария, изолация - експандиран полистирол марка PSB-S-35 n \u003d 35 kg / m3 (ГОСТ 15588-86). При многопластова зидария товарът ще бъде прехвърлен към вътрешна верставъншна стена, така че при изчисляване на дебелината външна верстаи нагревателят не е взет предвид.
Събирането на натоварване от настилката и подовете е представено в таблици 2.13, 2.14, 2.15. Проектната стена е показана на фиг. 2.5.
Фигура 2.12. Селищна стена: а - план; b - вертикално сечение на стената; в-изчислителна схема; d - графика на моментите
Таблица 2.13. Събиране на натоварвания върху покритието, kN / m 2
|
Заредете име |
Стандартна стойност kN/m2 |
Проектна стойност kN/m2 |
|
|
Константа: 1. Линохромен слой TKP, t=3,7 mm, тегло на 1m2 материал 4,6 kg/m2, =1100 kg/m3 2. Линохром HPP слой, t=2,7 мм тегло на 1m2 материал 3,6 kg/m2, =1100 kg/m3 3. Грунд "Битумен грунд" |
|||
|
4. Циментово-пясъчна замазка, t=40 mm, =1800 kg/m3 5. Керамзитов чакъл, t=180 mm, =600 kg/m3, 6. Изолация - пенополистирол PSB-S-35, t=200 mm, =35 kg/m3 7. Пароизол 8. Стоманобетонна подова плоча |
|||
|
Временно: S0n \u003d 0,7HSqmHSeChSt \u003d 0,7H2,4 1H1H1 |
|||
Таблица 2.14. Събиране на товари на таванския етаж, kN/m2
Таблица 2.15. Събиране на товари върху междуетажното припокриване, kN/m2
Таблица 2.16. Събиране на товари на 1 r.m. от външната стена t=680 mm, kN/m2
Определяме ширината на товарното пространство по формулата 2.12
където b е разстоянието между централните оси, m;
a - стойността на опората на подовата плоча, m.
Дължината на зоната за товарене на кея се определя по формула (2.13).
където l е ширината на преградата;
l f - ширина прозоречни отвори, м.
Определянето на товарната площ (съгласно фигура 2.6) се извършва по формулата (2.14)
Фигура 2.13. Схема за определяне на товарната площ на кея
Изчисляването на силата N върху стената от по-високите етажи на нивото на дъното на етажите на първия етаж се основава на товарната площ и съществуващите натоварвания върху подовете, покритията и покривите, натоварването от теглото на външната стена.
Таблица 2.17. Събиране на товари, kN/m
|
Заредете име |
Проектна стойност kN/m |
|
1. Дизайн на покритието |
 |
|
2. Тавански етаж |
 |
|
3. Междуетажно припокриване |
|
|
4. външна стена t=680 мм |
|
Изчисляването на ексцентрично компресирани неармирани елементи от каменни конструкции трябва да се извършва по формула 13
Когато строят селска къща, много майстори ще мислят не само за това кои тухлени и носещи стенни конструкции е най-добре да изберат, но и за това как да определят дебелината на тухлена стена, за да направят правилното изчисляване на потреблението на материали за изграждане на стени у дома.
дебелина на стената
Струва си да знаете, че при избора на твърда или куха тухла ширината на стените на къщата може да бъде различна. Следователно изчисляването на необходимата тухла ще варира значително. Масивната тухла има висока якост, но по отношение на топлоизолационните свойства е по-ниска от много други строителни материали.
Например, за външна температура от - 30 ° C, стените на къщата са направени от масивна тухлаизложени в 64 сантиметра (2,5 тухли). Докато при същата температура дебелината на стените от дървени греди е 16-18 сантиметра.
Ето защо, за да се намали общото потребление на тухли, да се намали натоварването на основата, както и да се намали масата на стените, често се използва куха (прорезна или перфорирана) тухла или твърда, но с образуване на празнини. Освен това те използват всякакви топлоизолационни материали, както и ефектни мазилки и обратни насипи.
Както вече беше споменато по-горе, зидарията, която е изградена от масивна тухла, се оказва икономически нецелесъобразна. Например за тристайна къща с дебелина на стената 64 сантиметра са необходими около 25 хиляди тухли с общо тегло 80-100 тона. Разбира се, това е приблизително изчисление, но цифрата, особено изразена в тонове, е потресаваща.
И това е само за външните стени. И ако вземем предвид обема, необходим за прегради, тогава къщата всъщност се превръща в тухлен склад с доста обемна основа.
Също така е важно да се вземе предвид, че тухлените стени имат достатъчно голяма топлинна инерция. Тоест, необходимо е достатъчно време, за да се затоплят и охладят. И колкото по-дебела е стената, толкова повече време отнема затоплянето. Това означава, че температурата в стаята се променя малко през деня. Следователно, за тухлена къща, издигнат от пълноценна тухла, е необходимо правилно да се изчисли отоплителната система.
полагане на тухли
Това е огромен плюс на тухлените стени. Такава топлинна инерция обаче не винаги е благоприятна за вили, които могат да се експлоатират сезонно. Замръзналите стени в страната ще се затоплят дълго време. А внезапните промени в температурата често водят до образуване на конденз на закрито. Следователно, като правило, такива къщи са облицовани с дъски.
Така че, въпреки това, нека да преминем към въпроса как да изчислим дебелината на тухлена стена, в зависимост от един или друг вид тухла? Изчислението не е трудно да се направи, защото има специална таблица, в която в зависимост от вида на тухлата, конструкцията на стените и температурата на въздуха се определя съответната дебелина на стените на къщата.
Различни тухлени стени, определянето на дебелината в тях ще бъдат описани по-долу. В обобщената диаграма.
тухлена ограда
Дебелината на стените в сантиметри е посочена, като се вземат предвид вертикалните фуги, чиято дебелина е 1 сантиметър. Хоризонталните шевове също се правят с дебелина 1 сантиметър, ако към хоросана са добавени глина и вар. Ако нямаше добавки, тогава дебелината на хоризонталните шевове е 1,2 сантиметра. Най-голямата дебелина на шевовете е 1,5 сантиметра, най-малката 0,8 сантиметра.
При изграждането на тухлени стени често се използват циментово-глинести, цименто-варови и цименто-пясъчни разтвори. Последният е много твърд и издръжлив, така че към него се добавя тесто от глина и вар (за пластичност).
Варовото тесто се приготвя чрез гасене на отделни парчета вар в творческа яма с вода. След това сместа се оставя за 2 седмици. Глиненото тесто се приготвя чрез накисване на парчета глина във вода за 3-5 дни.
Схема на полагане на тухлена стена със слой
След пълно накисване се смесва добре с вода и се филтрира. Останалата вода се оттича. Това тесто може да се съхранява доста дълго време. Разтворът за зидария се приготвя преди започване на работа. И се препоръчва да го използвате в следващите два часа (не повече).
За фасадни облицовки керамичните облицовъчни тухли се считат за най-добри. Можете също да използвате бетонен камъкили тухла, удебелена с празнини.
Всичко по-горе предполага, че ако правилно изчислите дебелината на стената на къщата, можете не само да намалите консумацията на материали, изразходвани за изграждането на селска къща, но и да намалите натоварването на основата, което също е икономически показател. В крайна сметка можете да намалите разходите за основата на самата къща. Въпреки че трябва да се отбележи, че изчислението може да се направи само ако знаете точно коя тухла ще се използва в строителството.
Днес, много крайградски разработчици, които харчат всички строителни работина крайградска зонасъс собствените си ръце, не обръщайте много внимание на такъв аспект като изчисляване на дебелината на стените на къщата. И правят грешка. И бихте могли да спестите пари.
