Immagine 1. Schema di calcolo per colonne in mattoni dell'edificio progettato.
In questo caso, sorge spontanea una domanda: qual è la sezione minima delle colonne che fornirà la resistenza e la stabilità richieste? Certo, l'idea di posare colonne in mattoni di argilla, e ancor di più le pareti di casa, è tutt'altro che nuova e tutti i possibili aspetti dei calcoli muri di mattoni, pilastri, pilastri, che sono l'essenza della colonna, sono descritti in modo sufficientemente dettagliato in SNiP II-22-81 (1995) "Strutture in pietra e muratura armata". Questo documento normativo e dovrebbe essere preso in considerazione nei calcoli. Il calcolo seguente non è altro che un esempio dell'utilizzo dello SNiP specificato.
Per determinare la resistenza e la stabilità delle colonne, è necessario disporre di molti dati iniziali, come: la marca del mattone per resistenza, l'area di appoggio delle traverse sulle colonne, il carico sulle colonne, il area della sezione della colonna, e se nulla di tutto ciò è noto in fase di progettazione, è possibile procedere nel modo seguente:
Terrazzo di dimensioni 5x8 M. Tre colonne (una centrale e due lungo i bordi) realizzate in laterizio forato faccia a vista di sezione 0,25x0,25 M. La distanza tra gli assi delle colonne è di 4 M. La resistenza del mattone il grado è M75.
Con un tale schema di progettazione, il carico massimo sarà sulla colonna centrale inferiore. È lei che dovrebbe contare sulla forza. Il carico sulla colonna dipende da molti fattori, in particolare dall'area di costruzione. Ad esempio, a San Pietroburgo è 180 kg / m 2 e a Rostov-on-Don - 80 kg / m 2. Tenendo conto del peso del tetto stesso 50-75 kg / m 2, il carico sulla colonna dal tetto per Pushkin, nella regione di Leningrado, può essere:
N dal tetto = (180 1,25 + 75) 5 8/4 = 3000 kg o 3 tonnellate
Poiché non sono ancora noti i carichi effettivi del materiale del pavimento e delle persone sedute sul terrazzo, mobili, ecc., ma la soletta in cemento armato non è esattamente pianificata, ma si presume che il pavimento sarà in legno, da bordato disteso separatamente tavole, quindi per il calcolo del carico dal terrazzo si può prelevare un carico uniformemente distribuito di 600 kg/mq, quindi la forza concentrata dal terrazzo, agendo sulla colonna centrale, sarà:
N dal terrazzo = 600 5 8/4 = 6000 kg o 6 tonnellate
Il peso proprio delle colonne lunghe 3 m sarà:
N per colonna = 1500 3 0,38 0,38 = 649,8 kg o 0,65 tonnellate
Pertanto, il carico totale sulla colonna centrale inferiore nella sezione della colonna vicino alla fondazione sarà:
N con circa \u003d 3000 + 6000 + 2 650 \u003d 10300 kg o 10,3 tonnellate
Tuttavia, in questo caso, si può tenere conto che non c'è una probabilità molto alta che il carico temporaneo da neve, che è massimo in orario invernale, e il carico temporaneo sul soffitto, massimo in estate, verrà applicato contemporaneamente. Quelli. la somma di questi carichi può essere moltiplicata per un fattore di probabilità di 0,9, quindi:
N con circa \u003d (3000 + 6000) 0,9 + 2 650 \u003d 9400 kg o 9,4 tonnellate
Il carico calcolato sulle colonne esterne sarà quasi due volte inferiore:
N cr = 1500 + 3000 + 1300 = 5800 kg o 5,8 tonnellate
La marca del mattone M75 significa che il mattone deve sopportare un carico di 75 kgf/cm 2, tuttavia, la forza del mattone e la forza muratura- Cose differenti. La tabella seguente ti aiuterà a capirlo:
Tabella 1. Resistenza alla compressione calcolata per muratura (secondo SNiP II-22-81 (1995))
Ma non è tutto. Ancora lo stesso SNiP II-22-81 (1995) p.3.11 a) raccomanda che se l'area dei pilastri e dei pilastri è inferiore a 0,3 m 2, moltiplicare il valore della resistenza di progetto per coefficiente delle condizioni di lavoro γs =0,8. E poiché l'area della sezione trasversale della nostra colonna è 0,25x0,25 \u003d 0,0625 m 2, dovremo utilizzare questa raccomandazione. Come puoi vedere, per un mattone del marchio M75, anche quando si utilizza la malta per muratura M100, la resistenza della muratura non supererà i 15 kgf / cm 2. Di conseguenza, la resistenza calcolata per la nostra colonna sarà 15 0,8 = 12 kg / cm 2, quindi la massima sollecitazione di compressione sarà:
10300/625 \u003d 16,48 kg / cm 2\u003e R \u003d 12 kgf / cm 2
Pertanto, per garantire la resistenza necessaria della colonna, è necessario utilizzare un mattone di maggiore resistenza, ad esempio M150 (la resistenza alla compressione calcolata con una marca di malta M100 sarà 22 0,8 = 17,6 kg / cm 2) o aumentare la sezione della colonna o utilizzare il rinforzo trasversale della muratura. Per ora, concentriamoci sull'utilizzo di un mattone frontale più resistente.
Anche la forza della muratura e la stabilità di una colonna di mattoni sono cose diverse e tutte uguali SNiP II-22-81 (1995) raccomanda di determinare la stabilità di una colonna di mattoni utilizzando la seguente formula:
N ≤ m g φRF (1.1)
dove m g- coefficiente che tiene conto dell'influenza del carico a lungo termine. In questo caso, relativamente parlando, siamo fortunati, poiché all'altezza della sezione h≈ 30 cm, il valore di questo coefficiente può essere preso uguale a 1.
Nota: In realtà, con il coefficiente m g, non è tutto così semplice, i dettagli li trovi nei commenti all'articolo.
φ - coefficiente di instabilità, in funzione della flessibilità della colonna λ . Per determinare questo coefficiente, è necessario conoscere la lunghezza stimata della colonna l 0 , ma non sempre coincide con l'altezza della colonna. Le sottigliezze per determinare la lunghezza stimata della struttura sono esposte separatamente, qui notiamo solo che secondo SNiP II-22-81 (1995) p. 4.3: "Le altezze stimate di muri e pilastri l 0 quando si determinano i coefficienti di instabilità φ a seconda delle condizioni del loro supporto su supporti orizzontali, si dovrebbe prendere:
a) con supporti fissi incernierati l 0 = H;
b) con supporto superiore elastico e pizzicamento rigido nel supporto inferiore: per edifici a campata unica l 0=1,5 ore, per edifici a più campate l 0=1,25 ore;
c) per strutture autoportanti l 0 = 2N;
d) per strutture con sezioni di supporto parzialmente pizzicate - tenendo conto del grado effettivo di pizzicamento, ma non inferiore a l 0 = 0,8 N, dove H- la distanza tra soffitti o altri supporti orizzontali, con supporti orizzontali in cemento armato, la distanza tra loro alla luce.
A prima vista, il nostro schema di calcolo può ritenersi conforme alle condizioni di cui al paragrafo b). cioè puoi prendere l 0 = 1,25H = 1,25 3 = 3,75 metri o 375 cm. Tuttavia, possiamo utilizzare con sicurezza questo valore solo se il supporto inferiore è davvero rigido. Se una colonna di mattoni verrà posata su uno strato impermeabilizzante in materiale di copertura posato su una fondazione, tale supporto dovrebbe piuttosto essere considerato incernierato e non rigidamente bloccato. E in questo caso, la nostra costruzione su un piano parallelo al piano del muro è geometricamente variabile, poiché la costruzione del soffitto (tavole separate) non fornisce una rigidità sufficiente su questo piano. Ci sono 4 modi per uscire da questa situazione:
ad esempio - colonne metalliche incassate rigidamente nella fondazione, alle quali verranno saldate le traverse del pavimento, quindi, per motivi estetici, le colonne metalliche possono essere rivestite con qualsiasi marca di laterizio, poiché il metallo sosterrà l'intero carico. In questo caso è vero che le colonne metalliche devono essere calcolate, ma si può prendere la lunghezza stimata l 0=1,25 ore.
ad esempio da materiali in lamiera, che ci permetterà di considerare incernierato sia il supporto superiore che inferiore della colonna, in questo caso l 0=H.
in un piano parallelo al piano del muro. Ad esempio, lungo i bordi, non disponi colonne, ma piuttosto pilastri. Questo ci permetterà anche di considerare incernierati sia i supporti della colonna superiore che inferiore, ma in questo caso è necessario calcolare ulteriormente il diaframma di rigidezza.
Alla fine, gli antichi greci eressero le loro colonne (anche se non di mattoni) senza alcuna conoscenza della resistenza dei materiali, senza l'uso di ancoraggi metallici, e a quei tempi non esistevano codici di costruzione così accuratamente scritti, tuttavia alcune colonne stare in piedi e fino ad oggi.
Ora, conoscendo la lunghezza stimata della colonna, puoi determinare il coefficiente di flessibilità:
λ h = l 0 /h (1.2) o
λ io = l 0 /io (1.3)
dove h- l'altezza o la larghezza della sezione della colonna, e io- raggio di inerzia.
In linea di principio non è difficile determinare il raggio di rotazione, bisogna dividere il momento d'inerzia della sezione per l'area della sezione, quindi estrarre la radice quadrata dal risultato, ma in questo caso questo non è molto necessario. In questo modo λh = 2 300/25 = 24.
Ora, conoscendo il valore del coefficiente di flessibilità, possiamo finalmente determinare il coefficiente di instabilità dalla tabella:
Tavolo 2. Coefficienti di instabilità per pietra e armo strutture in pietra(secondo SNiP II-22-81 (1995))
Allo stesso tempo, la caratteristica elastica della muratura α determinato dalla tabella:
Tabella 3. Caratteristica elastica della muratura α (secondo SNiP II-22-81 (1995))
Di conseguenza, il valore del coefficiente di instabilità sarà di circa 0,6 (con il valore della caratteristica elastica α = 1200, secondo il punto 6). Quindi il carico massimo sulla colonna centrale sarà:
N p \u003d m g φγ con RF \u003d 1x0,6x0,8x22x625 \u003d 6600 kg< N с об = 9400 кг
Ciò significa che la sezione accettata di 25x25 cm non è sufficiente per garantire la stabilità della colonna centrale inferiore compressa centralmente. Per aumentare la stabilità, il modo più ottimale sarebbe aumentare la sezione della colonna. Ad esempio, se disponi una colonna con un vuoto all'interno di un mattone e mezzo, con dimensioni di 0,38x0,38 m, in questo modo non solo l'area della sezione trasversale della colonna aumenterà a 0,13 m 2 o 1300 cm 2, ma anche il raggio di rotazione della colonna aumenterà a io= 11,45 cm. Quindi λ io = 600/11,45 = 52,4, e il valore del coefficiente φ = 0,8. In questo caso il carico massimo sulla colonna centrale sarà:
N p \u003d m g φγ con RF \u003d 1x0,8x0,8x22x1300 \u003d 18304 kg\u003e N con circa \u003d 9400 kg
Ciò significa che è sufficiente una sezione di 38x38 cm per garantire la stabilità della colonna centrale inferiore compressa centralmente con un margine, e anche la marca del mattone può essere ridotta. Ad esempio, con il marchio M75 originariamente adottato, il carico finale sarà:
N p \u003d m g φγ con RF \u003d 1x0,8x0,8x12x1300 \u003d 9984 kg\u003e N con circa \u003d 9400 kg
Sembra essere tutto, ma è opportuno tenere conto di un dettaglio in più. In questo caso, è meglio realizzare il nastro di fondazione (singolo per tutte e tre le colonne) e non colonnare (separatamente per ogni colonna), altrimenti anche un piccolo cedimento della fondazione comporterà ulteriori sollecitazioni nel corpo della colonna e questo può portare alla distruzione. Tenendo conto di tutto quanto sopra, la sezione delle colonne 0,51x0,51 m sarà la più ottimale e, dal punto di vista estetico, tale sezione è ottimale. L'area della sezione trasversale di tali colonne sarà di 2601 cm 2.
Le colonne estreme nella casa progettata non saranno compresse centralmente, poiché le traverse poggeranno su di esse solo su un lato. E anche se le traverse sono posate sull'intera colonna, lo stesso, a causa della deflessione delle traverse, il carico dal pavimento e dal tetto verrà trasferito alle colonne estreme non al centro della sezione della colonna. Il punto in cui verrà trasmesso il risultante di questo carico dipende dall'angolo di inclinazione delle traverse sui supporti, dai moduli elastici delle traverse e delle colonne e da una serie di altri fattori, che sono discussi in dettaglio nell'articolo "Calcolo della sezione di supporto della trave per il collasso". Questo spostamento è chiamato eccentricità di applicazione del carico e o. In questo caso, siamo interessati alla combinazione di fattori più sfavorevole, in cui il carico del pavimento sulle colonne verrà trasferito il più vicino possibile al bordo della colonna. Ciò significa che, oltre al carico stesso, il momento flettente agirà anche sulle colonne, pari a M = Neo, e questo momento deve essere preso in considerazione nei calcoli. In generale, i test di stabilità possono essere eseguiti utilizzando la seguente formula:
N = φRF - MF/W (2.1)
dove w- modulo di sezione. In questo caso, il carico per le colonne estreme inferiori dal tetto può essere considerato condizionatamente applicato centralmente e l'eccentricità sarà creata solo dal carico dal soffitto. Con un'eccentricità di 20 cm
N p \u003d φRF - MF / W \u003d1x0,8x0,8x12x2601- 3000 20 2601· 6/51 3 = 19975, 68 - 7058,82 = 12916,9 kg >Ncr = 5800 kg
Pertanto, anche con un'eccentricità di applicazione del carico molto ampia, abbiamo più di un doppio margine di sicurezza.
Nota: SNiP II-22-81 (1995) "Strutture in pietra e muratura rinforzata" consiglia di utilizzare un metodo diverso per calcolare la sezione, tenendo conto delle caratteristiche delle strutture in pietra, ma il risultato sarà approssimativamente lo stesso, quindi non lo faccio fornisci qui il metodo di calcolo consigliato da SNiP.
Verifichiamo la resistenza del muro di mattoni del muro portante di un edificio residenziale numero di piani variabile nella città di Vologda.
Dati iniziali:
Altezza pavimento - Netto=2,8 m;
Numero di piani - 8 piani;
Fare un passo muri portanti- a=6,3 m;
Dimensioni dell'apertura della finestra - 1,5x1,8 m;
Le dimensioni della sezione trasversale del molo sono -1,53x0,68 m;
Lo spessore della versta interna è di 0,51 m;
Area in sezione della parete-A=1,04m 2 ;
La lunghezza della piattaforma di supporto delle solette per muratura
Materiali: frontale in mattoni di silicato addensato (250CH120CH88) GOST 379-95, grado SUL-125/25, pietra porosa di silicato (250CH120CH138) GOST 379-95, grado SRP -150/25 e mattoni cavi in silicato addensato (250x120x88) GOST 379-95 marca SURP-150/25. Per la posa di 1-5 piani viene utilizzata malta cemento-sabbia M75, per 6-8 piani, densità della muratura \u003d 1800 kg / m 3, muratura multistrato, isolamento - polistirene espanso marca PSB-S-35 n \u003d 35 kg / m3 (GOST 15588- 86). Con la muratura multistrato, il carico verrà trasferito verso interiore parete esterna, quindi quando si calcola lo spessore verso esterno e il riscaldatore non viene preso in considerazione.
La raccolta del carico dalla pavimentazione e dai pavimenti è presentata nelle tabelle 2.13, 2.14, 2.15. Il muro di design è mostrato in fig. 2.5.
Figura 2.12. Muro di insediamento: a - planimetria; b - sezione verticale del muro; schema di calcolo c; d - trama di momenti
Tabella 2.13. Raccolta dei carichi sul rivestimento, kN / m 2
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Carica nome |
Valore standard kN/m2 |
Valore di progetto kN/m2 |
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Costante: 1. Strato linocromatico TKP, t=3,7 mm, peso di 1m2 di materiale 4,6 kg/m2, =1100 kg/m3 2. Strato HPP linocromatico, t=2,7 mm peso di 1m2 materiale 3,6 kg/m2, =1100 kg/m3 3. Primer "Primer bituminoso" |
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4. Massetto cemento-sabbia, t=40 mm, =1800 kg/m3 5. Ghiaia argillosa espansa, t=180 mm, =600 kg/m3, 6. Isolamento - polistirene espanso PSB-S-35, t=200 mm, =35 kg/m3 7. Paroizol 8. Solaio in cemento armato |
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Temporaneo: S0n \u003d 0.7HSqmHSeChSt \u003d 0.7H2.4 1H1H1 |
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Tabella 2.14. Raccolta carichi al piano sottotetto, kN/m2
Tabella 2.15. Raccolta dei carichi sulla sovrapposizione interpiano, kN/m2
Tabella 2.16. Raccolta carichi per 1 r.m. dalla parete esterna t=680 mm, kN/m2
Determiniamo la larghezza del vano di carico secondo la formula 2.12
dove b è la distanza tra gli assi centrali, m;
a - il valore del supporto del solaio, m.
La lunghezza dell'area di carico del molo è determinata dalla formula (2.13).
dove l è la larghezza della partizione;
lf - larghezza aperture delle finestre, m.
La determinazione dell'area di carico (secondo la Figura 2.6) viene effettuata secondo la formula (2.14)
Figura 2.13. Schema per determinare l'area di carico del molo
Il calcolo della forza N sulla parete dai piani superiori a livello del fondo dei solai del primo piano si basa sull'area di carico e sui carichi esistenti sui solai, rivestimenti e coperture, sul carico dal peso di il muro esterno.
Tabella 2.17. Raccolta di carichi, kN/m
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Carica nome |
Valore di progetto kN/m |
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1. Disegno del rivestimento |
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2. Piano mansardato |
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3. Sovrapposizione interpiano |
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4. muro esterno t=680 mm |
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Il calcolo degli elementi non rinforzati compressi eccentricamente delle strutture in pietra deve essere effettuato secondo la formula 13
Durante la costruzione casa di campagna molti artigiani penseranno non solo a quali strutture murarie in mattoni e portanti è meglio scegliere, ma anche a come determinare lo spessore di un muro di mattoni per effettuare il corretto calcolo del consumo di materiali per costruire pareti a casa.
spessore del muro
Vale la pena sapere che quando si sceglie un mattone pieno o cavo, la larghezza delle pareti della casa può essere diversa. Pertanto, il calcolo del mattone richiesto varierà notevolmente. Il mattone pieno ha un'elevata resistenza, ma in termini di proprietà di isolamento termico è inferiore a molti altri materiali da costruzione.
Ad esempio, per una temperatura esterna di -30°C, le pareti di casa sono fatte di mattone pieno disposto in 64 centimetri (2,5 mattoni). Mentre, a parità di temperatura, lo spessore delle pareti in travi di legno è di 16-18 centimetri.
Pertanto, per ridurre il consumo totale di mattoni, ridurre il carico sulla fondazione, e anche ridurre la massa dei muri, viene spesso utilizzato un mattone cavo (fessurato o forato) o pieno, ma con formazione di vuoti. Inoltre, ne usano tutti i tipi materiali di isolamento termico, nonché efficaci intonaci e riempimenti.
Come già accennato in precedenza, la muratura, che è realizzata in mattoni pieni, risulta essere economicamente inopportuna. Ad esempio, per una casa di tre stanze con uno spessore della parete di 64 centimetri, sono necessari circa 25 mila mattoni con un peso totale di 80-100 tonnellate. Certo, questo è un calcolo approssimativo, ma la cifra, espressa soprattutto in tonnellate, è sbalorditiva.
E questo è solo per le pareti esterne. E se prendiamo in considerazione il volume richiesto per le partizioni, la casa si trasforma effettivamente in un magazzino in mattoni con fondamenta piuttosto ingombranti.
È anche importante tenere conto del fatto che i muri in mattoni hanno un'inerzia termica sufficientemente ampia. Cioè, è necessario un tempo sufficiente per riscaldarsi e raffreddarsi. E più il muro è spesso, più tempo ci vorrà per riscaldarsi. Cioè, la temperatura nella stanza cambia poco durante il giorno. Pertanto, per casa di mattoni, eretto da un vero mattone, è necessario calcolare correttamente l'impianto di riscaldamento.
posa di mattoni
Questo è un enorme vantaggio di muri di mattoni. Tuttavia, tale inerzia termica non è sempre favorevole per i cottage che possono essere gestiti stagionalmente. Le pareti ghiacciate del paese si riscalderanno a lungo. E gli sbalzi di temperatura spesso portano alla formazione di condensa all'interno. Pertanto, di norma, tali case sono rivestite di assi.
Quindi, tuttavia, passiamo alla domanda su come calcolare lo spessore di un muro di mattoni, a seconda dell'uno o dell'altro tipo di mattone? Il calcolo non è difficile da fare, perché esiste una tabella speciale in cui, a seconda del tipo di mattone, della costruzione del muro e della temperatura dell'aria, viene determinato lo spessore corrispondente delle pareti della casa.
Vari muri di mattoni, la determinazione dello spessore in essi sarà descritta di seguito. Nel diagramma riassuntivo.
recinzione in mattoni
Lo spessore delle pareti in centimetri è indicato tenendo conto dei giunti verticali, il cui spessore è di 1 centimetro. Anche le cuciture orizzontali sono fatte di 1 centimetro di spessore se alla malta sono state aggiunte argilla e calce. Se non ci fossero additivi, lo spessore delle cuciture orizzontali è di 1,2 centimetri. Lo spessore più grande delle cuciture è di 1,5 centimetri, il più piccolo di 0,8 centimetri.
Quando si costruiscono muri in mattoni, vengono spesso utilizzate malte di cemento-argilla, cemento-calce e cemento-sabbia. Quest'ultimo è molto duro e resistente, quindi viene aggiunto un impasto di argilla e calce (per plasticità).
L'impasto di lime viene preparato raffreddando i singoli pezzi di lime in una fossa creativa con acqua. Quindi la miscela viene lasciata per 2 settimane. L'impasto di argilla viene preparato immergendo pezzi di argilla in acqua per 3-5 giorni.
Schema di posa di un muro di mattoni con uno strato
Dopo completa ammollo, viene accuratamente miscelato con acqua e filtrato. Il resto dell'acqua defluisce. Questo impasto può essere conservato per molto tempo. La malta per muratura viene preparata prima dell'inizio dei lavori. E si consiglia di usarlo nelle prossime due ore (non di più).
Per il rivestimento di facciate, i mattoni faccia a vista in ceramica sono considerati i migliori. Puoi anche usare pietra di cemento o un mattone inspessito di vuoti.
Tutto quanto sopra suggerisce che se calcoli correttamente lo spessore del muro della casa, non solo puoi ridurre il consumo di materiali spesi per la costruzione di una casa di campagna, ma anche ridurre il carico sulla fondazione, che è anche un indicatore economico. Dopotutto, puoi ridurre il costo delle fondamenta della casa stessa. Anche se va notato che il calcolo può essere eseguito solo se si conosce esattamente quale mattone verrà utilizzato nella costruzione.
Oggi, molti sviluppatori suburbani che spendono tutto lavori di costruzione sul area suburbana con le proprie mani, non prestano molta attenzione a un aspetto come il calcolo dello spessore delle pareti della casa. E fanno un errore. E potresti risparmiare denaro.
