Tính toán cường độ của gạch. Tính toán ổn định của gạch Tính toán cường độ tường gạch chịu lực

Tường chịu lực bên ngoài tối thiểu phải được thiết kế có độ bền, độ ổn định, độ sập cục bộ và khả năng chống truyền nhiệt. Tim ra một bức tường gạch nên dày bao nhiêu? , bạn cần tính toán nó. Trong bài viết này chúng ta sẽ xem xét việc tính toán khả năng chịu lực gạch xây, và trong các bài viết sau - các phép tính còn lại. Để không bỏ lỡ việc phát hành một bài viết mới, hãy đăng ký nhận bản tin và bạn sẽ biết độ dày của bức tường là bao nhiêu sau tất cả các tính toán. Vì công ty chúng tôi hoạt động trong lĩnh vực xây dựng các ngôi nhà nhỏ, tức là xây dựng nhà thấp tầng, nên chúng tôi sẽ xem xét tất cả các tính toán cụ thể cho hạng mục này.

Ổ đỡ trục được gọi là tường chịu tải trọng từ các tấm sàn, tấm trải, dầm,… tác dụng lên chúng.

Bạn cũng nên tính đến thương hiệu gạch chống sương giá. Vì mọi người đều xây dựng một ngôi nhà cho riêng mình trong ít nhất một trăm năm, trong điều kiện khô ráo và độ ẩm bình thường của khuôn viên, điểm (M rz) từ 25 trở lên được chấp nhận.

Khi xây nhà, nhà tranh, nhà để xe, nhà phụ và các công trình khác có điều kiện khô ráo và độ ẩm bình thường, nên sử dụng nó cho các bức tường bên ngoài. gạch rỗng, vì độ dẫn nhiệt của nó thấp hơn chất rắn. Theo đó, trong quá trình tính toán kỹ thuật nhiệt, độ dày của lớp cách nhiệt sẽ ít hơn, điều này sẽ tiết kiệm được tiền khi mua nó. Chỉ nên sử dụng gạch đặc cho tường ngoài khi cần thiết để đảm bảo độ bền của khối xây.

Gia cố gạch chỉ được phép nếu việc tăng cấp gạch và vữa không cung cấp khả năng chịu tải cần thiết.

Một ví dụ về tính toán một bức tường gạch.

Khả năng chịu tải của gạch phụ thuộc vào nhiều yếu tố - nhãn hiệu gạch, nhãn hiệu vữa, sự hiện diện của các lỗ và kích thước của chúng, tính linh hoạt của tường, v.v. Việc tính toán khả năng chịu lực bắt đầu bằng việc xác định sơ đồ thiết kế. Khi tính toán tường chịu tải trọng thẳng đứng, tường được coi là được đỡ bởi các gối tựa bản lề và cố định. Khi tính toán tường chịu tải trọng ngang (gió), tường được coi là tường được kẹp cứng. Điều quan trọng là không nhầm lẫn giữa các biểu đồ này vì các biểu đồ mô men sẽ khác nhau.

Lựa chọn phần thiết kế.

Trong tường đặc, tiết diện thiết kế lấy tiết diện I-I cao trình đáy sàn với lực dọc N và mô men uốn lớn nhất M. Thường rất nguy hiểm. phần II-II, vì mômen uốn nhỏ hơn một chút so với giá trị cực đại và bằng 2/3M, đồng thời các hệ số m g và φ là nhỏ nhất.

Trong các bức tường có lỗ hở, mặt cắt ngang được lấy ở mức đáy của các thanh ngang.

Hãy xem phần I-I.

Từ bài viết trước Tập tải trọng lên tường tầng 1 Lấy giá trị kết quả của tổng tải trọng, bao gồm tải trọng từ sàn của tầng một P 1 = 1,8 t và các tầng bên trên G = G p + P 2 +G 2 = 3,7t:

N = G + P 1 = 3,7t +1,8t = 5,5t

Tấm sàn tựa vào tường một khoảng a=150mm. Lực dọc P 1 từ trần nhà sẽ ở khoảng cách a / 3 = 150 / 3 = 50 mm. Tại sao là 1/3? Vì biểu đồ ứng suất dưới phần đỡ sẽ có dạng hình tam giác, trọng tâm của tam giác nằm ở 1/3 chiều dài đỡ.

Tải trọng từ các tầng G phía trên được coi là tác dụng tập trung.

Vì tải trọng từ tấm sàn (P 1) không tác dụng vào tâm của mặt cắt mà cách nó một khoảng bằng:

e = h/2 - a/3 = 250mm/2 - 150mm/3 = 75 mm = 7,5 cm,

thì nó sẽ tạo ra mômen uốn (M) trong phần I-I. Moment là tích của lực và cánh tay.

M = P 1 * e = 1,8t * 7,5cm = 13,5t*cm

Khi đó độ lệch tâm của lực dọc N sẽ là:

e 0 = M / N = 13,5 / 5,5 = 2,5 cm

Bởi vì tường chịu lực dày 25 cm thì khi tính toán cần xét đến giá trị độ lệch tâm ngẫu nhiên e ν = 2 cm thì độ lệch tâm tổng cộng bằng:

e 0 = 2,5 + 2 = 4,5 cm

y=h/2=12,5cm

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

Cường độ khối xây của phần tử chịu nén lệch tâm được xác định theo công thức:

N ≤ mg φ 1 R A c ω

Tỷ lệ cược tôi Và φ 1 trong phần đang xem xét, I-I bằng 1.

Nhu cầu tính toán gạch khi xây nhà riêng là điều hiển nhiên đối với bất kỳ chủ đầu tư nào. Trong quá trình xây dựng tòa nhà dân cư Gạch clinker và gạch đỏ được sử dụng, gạch hoàn thiện được sử dụng để tạo vẻ ngoài hấp dẫn cho bề mặt bên ngoài của bức tường. Mỗi thương hiệu gạch có các thông số và đặc tính riêng, nhưng sự khác biệt về kích thước giữa các thương hiệu khác nhau là rất nhỏ.

Lượng vật liệu tối đa có thể được tính bằng cách xác định tổng khối lượng của các bức tường và chia cho khối lượng của một viên gạch.

Gạch Clinker được sử dụng trong xây dựng ngôi nhà sang trọng. Nó có trọng lượng riêng lớn, hấp dẫn vẻ bề ngoài, cường độ cao. Hạn chế sử dụng do giá thành vật liệu cao.

Vật liệu phổ biến nhất và có nhu cầu là gạch đỏ. Nó có đủ sức mạnh với tương đối ít trọng lượng riêng, dễ xử lý, tác động thấp môi trường. Nhược điểm - bề mặt nhếch nhác, độ nhám cao, khả năng hút nước ở độ ẩm cao. Trong điều kiện hoạt động bình thường, khả năng này không thể hiện rõ.

Có hai phương pháp đặt gạch:

• tychkovy;
• thìa

Khi đặt bằng phương pháp đối đầu, gạch được đặt ngang qua tường. Độ dày của tường phải ít nhất là 250 mm. Bề mặt bên ngoài của bức tường sẽ bao gồm các bề mặt cuối của vật liệu.

Với phương pháp thìa, gạch được đặt theo chiều dọc. Bên ngoài hóa ra bề mặt bên. Sử dụng phương pháp này, bạn có thể bố trí những bức tường nửa gạch - dày 120 mm.

Những điều bạn cần biết để tính toán

Lượng vật liệu tối đa có thể được tính bằng cách xác định tổng khối lượng của các bức tường và chia cho khối lượng của một viên gạch. Kết quả thu được sẽ là gần đúng và được đánh giá quá cao. Để tính toán chính xác hơn, cần tính đến các yếu tố sau:

• kích thước khớp xây;
• kích thước chính xác của vật liệu;
• độ dày của tất cả các bức tường.

Các nhà sản xuất khá thường xuyên, vì nhiều lý do, không duy trì kích thước sản phẩm tiêu chuẩn. Màu đỏ gạch xây theo GOST, nó phải có kích thước 250x120x65 mm. Để tránh sai sót và tốn kém vật liệu không cần thiết, nên kiểm tra với nhà cung cấp về kích thước gạch có sẵn.

Độ dày tối ưu tường ngoài cho hầu hết các khu vực là 500 mm, hoặc 2 viên gạch. Kích thước này đảm bảo độ bền cao cho công trình và khả năng cách nhiệt tốt. Nhược điểm là trọng lượng lớn của kết cấu và do đó gây áp lực lên nền móng và các lớp xây thấp hơn.

Kích thước của mối nối xây chủ yếu sẽ phụ thuộc vào chất lượng của vữa.

Nếu bạn sử dụng cát hạt thô để chuẩn bị hỗn hợp thì chiều rộng của đường may sẽ tăng lên, với cát hạt mịn, đường may có thể được làm mỏng hơn. Độ dày tối ưu của mối nối xây là 5-6 mm. Nếu cần thiết, được phép tạo các đường nối có độ dày từ 3 đến 10 mm. Tùy thuộc vào kích thước của các đường nối và phương pháp đặt gạch, bạn có thể tiết kiệm một phần.

Ví dụ: hãy lấy độ dày đường may là 6 mm và phương pháp đặt thìa để đặt tường gạch. Nếu độ dày của tường là 0,5 m thì bạn cần đặt 4 viên gạch rộng.

Tổng chiều rộng của các khoảng trống sẽ là 24 mm. Xếp 10 hàng 4 viên gạch sẽ cho tổng độ dày của tất cả các khoảng trống là 240 mm, gần bằng chiều dài của một sản phẩm tiêu chuẩn. Tổng diện tích của khối xây sẽ vào khoảng 1,25 m2. Nếu các viên gạch được xếp sát nhau, không có khoảng trống thì 240 viên gạch sẽ vừa với 1 m2. Có tính đến các khoảng trống, mức tiêu thụ nguyên liệu sẽ vào khoảng 236 chiếc.

Quay lại nội dung

Phương pháp tính toán tường chịu lực

Khi quy hoạch các kích thước bên ngoài của tòa nhà, nên chọn các giá trị là bội số của 5. Với những con số như vậy, việc thực hiện các phép tính sẽ dễ dàng hơn và sau đó thực hiện chúng trong thực tế. Khi quy hoạch xây dựng 2 tầng, bạn nên tính toán lượng vật liệu theo từng giai đoạn cho mỗi tầng.

Đầu tiên, việc tính toán các bức tường bên ngoài ở tầng một được thực hiện. Ví dụ: bạn có thể lấy một tòa nhà có kích thước:

• chiều dài = 15 m;
• chiều rộng = 10 m;
• chiều cao = 3 m;
• Độ dày của tường là 2 viên gạch.

Sử dụng các kích thước này, bạn cần xác định chu vi của tòa nhà:

(15 + 10) x 2 = 50

3 x 50 = 150 m2

Bằng cách tính tổng diện tích, bạn có thể xác định số tiền tối đa gạch để xây tường. Để làm điều này, bạn cần nhân số lượng gạch đã xác định trước đó cho 1 m2 với tổng diện tích:

236 x 150 = 35.400

Kết quả không thể kết luận được, tường phải có lỗ để lắp cửa ra vào và cửa sổ. Số lượng cửa ra vào có thể thay đổi. Nhà riêng nhỏ thường có một cửa. Đối với các tòa nhà lớn, nên quy hoạch hai lối vào. Số lượng cửa sổ, kích thước và vị trí của chúng được xác định bố trí nội bộ xây dựng.

Ví dụ: bạn có thể lấy 3 cửa sổ mở trên bức tường 10 mét, 4 cửa sổ trên bức tường 15 mét. Nên làm một trong những bức tường trống, không có khe hở. Khối lượng của các ô cửa có thể được xác định bằng kích thước tiêu chuẩn. Nếu kích thước khác với kích thước tiêu chuẩn thì thể tích có thể được tính bằng cách sử dụng kích thước tổng thể, thêm vào chúng chiều rộng của khoảng cách cài đặt. Để tính toán, sử dụng công thức:

2 x (A x B) x 236 = C

Trong đó: A là chiều rộng của ô cửa, B là chiều cao, C là thể tích của số viên gạch.

Thay thế giá trị tiêu chuẩn, chúng tôi nhận được:

2 x (2 x 0,9) x 236 = 849 chiếc.

Âm lượng cửa sổ mởđược tính toán tương tự. Với kích thước cửa sổ 1,4 x 2,05 m, khối lượng sẽ là 7450 miếng. Việc xác định số lượng viên gạch trên mỗi khe nhiệt độ rất đơn giản: bạn cần nhân chiều dài chu vi với 4. Kết quả là 200 viên.

35400 — (200 + 7450 + 849) = 26 901.

Mua khối lượng bắt buộc nên được thực hiện với một biên độ nhỏ, vì có thể xảy ra lỗi và các tình huống không lường trước khác trong quá trình vận hành.

Khi thiết kế độc lập nhà gạch Cần phải tính toán xem liệu gạch có thể chịu được tải trọng của dự án hay không. Một tình huống đặc biệt nghiêm trọng phát triển ở những khu vực xây bị suy yếu bởi cửa sổ và những ô cửa. Trong trường hợp tải nặng, những khu vực này có thể không chịu được và bị phá hủy.

Việc tính toán chính xác khả năng chịu nén của trụ do các tầng phía trên khá phức tạp và được xác định bằng các công thức nêu trong văn bản quy phạm SNiP-2-22-81 (sau đây gọi là<1>). Tính toán kỹ thuật về cường độ nén của tường có tính đến nhiều yếu tố, bao gồm hình dạng tường, cường độ nén, cường độ thuộc loại này vật liệu và nhiều hơn nữa. Tuy nhiên, gần như "bằng mắt", bạn có thể ước tính khả năng chịu nén của tường bằng cách sử dụng các bảng biểu thị trong đó cường độ (tính bằng tấn) được liên kết với chiều rộng của tường, cũng như nhãn hiệu gạch và vữa. Bàn được thiết kế cho chiều cao tường 2,8 m.

Bảng cường độ tường gạch, tấn (ví dụ)

Tem		Chiều rộng diện tích, cm
gạch	giải pháp	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

Nếu giá trị của chiều rộng tường nằm trong khoảng giữa giá trị được chỉ định thì cần tập trung vào số lượng tối thiểu. Đồng thời, cần nhớ rằng các bảng không tính đến tất cả các yếu tố có thể điều chỉnh độ ổn định, cường độ kết cấu và khả năng chống nén của tường gạch trong phạm vi khá rộng.

Về mặt thời gian, tải trọng có thể là tạm thời hoặc vĩnh viễn.

Vĩnh viễn:

• trọng lượng của các bộ phận xây dựng (trọng lượng của hàng rào, chịu lực và các kết cấu khác);
• áp lực đất, đá;
• áp lực nước.

Tạm thời:

• trọng lượng của kết cấu tạm thời;
• tải từ hệ thống và thiết bị cố định;
• áp lực trong đường ống;
• tải từ các sản phẩm và vật liệu được lưu trữ;
• tải trọng khí hậu (tuyết, băng, gió, v.v.);
• và nhiều người khác.

Khi phân tích tải trọng của kết cấu cần phải tính đến các tác động tổng hợp. Dưới đây là một ví dụ về tính toán tải trọng chính tác dụng lên tường tầng một của tòa nhà.

Tải gạch

Để tính lực tác dụng lên tiết diện thiết kế của tường, cần tính tổng các tải trọng:

Trong trường hợp xây dựng thấp tầng, nhiệm vụ được đơn giản hóa rất nhiều và có thể bỏ qua nhiều yếu tố tải trọng tạm thời bằng cách đặt ra một giới hạn an toàn nhất định ở giai đoạn thiết kế.

Tuy nhiên, trong trường hợp xây dựng các kết cấu từ 3 tầng trở lên, cần phải phân tích kỹ lưỡng bằng cách sử dụng các công thức đặc biệt có tính đến việc bổ sung tải trọng từ mỗi tầng, góc tác dụng của lực, v.v. Trong một số trường hợp, sức mạnh của bức tường đạt được bằng cách gia cố.

Ví dụ tính toán tải

Ví dụ này thể hiện việc phân tích tải trọng hiện tại trên các trụ của tầng 1. Ở đây, chỉ tính đến tải trọng vĩnh viễn từ các phần tử kết cấu khác nhau của tòa nhà, có tính đến sự không đồng đều về trọng lượng của kết cấu và góc tác dụng của lực.

Dữ liệu ban đầu để phân tích:

• số tầng – 4 tầng;
• tường gạch dày T=64cm (0,64 m);
• trọng lượng riêng của khối xây (gạch, vữa, thạch cao) M = 18 kN/m3 (chỉ tiêu lấy từ số liệu tham khảo, bảng 19<1>);
• chiều rộng của cửa sổ là: W1=1,5 m;
• chiều cao cửa sổ mở - B1=3 m;
• phần trụ 0,64*1,42 m (diện tích chịu tải nơi tác dụng trọng lượng của các bộ phận kết cấu phía trên);
• chiều cao sàn ướt=4,2 m (4200 mm):
• áp suất được phân bố một góc 45 độ.

1. Ví dụ xác định tải trọng của tường (lớp thạch cao 2 cm)

Nst = (3-4Ш1В1)(h+0,02)Myf = (*3-4*3*1.5)* (0,02+0,64) *1,1 *18=0,447MN.

Chiều rộng vùng chịu tải P=Ướt*H1/2-W/2=3*4.2/2.0-0.64/2.0=6 m

Nn =(30+3*215)*6 = 4,072MN

ND=(30+1,26+215*3)*6 = 4,094MN

H2=215*6 = 1.290MN,

bao gồm H2l=(1,26+215*3)*6= 3,878MN

1. Trọng lượng riêng của tường

Npr=(0,02+0,64)*(1,42+0,08)*3*1,1*18= 0,0588 MN

Tổng tải trọng sẽ là kết quả của sự kết hợp của các tải trọng được chỉ định trên các bức tường của tòa nhà; để tính toán nó, tổng tải trọng từ tường, từ các tầng của tầng hai và trọng lượng của khu vực được thiết kế được thực hiện ).

Sơ đồ phân tích tải trọng và cường độ kết cấu

Để tính toán trụ của một bức tường gạch, bạn sẽ cần:

• chiều dài của sàn (hay còn gọi là chiều cao của khu đất) (Ướt);
• số tầng (Chat);
• độ dày thành (T);
• chiều rộng của tường gạch (W);
• thông số xây (loại gạch, nhãn hiệu gạch, nhãn hiệu vữa);

1. Diện tích tường (P)

1. Theo bảng 15<1>cần xác định hệ số a (đặc tính đàn hồi). Hệ số này phụ thuộc vào loại và nhãn hiệu gạch vữa.
2. Chỉ số linh hoạt (G)

1. Tùy theo chỉ tiêu a và G theo bảng 18<1>bạn cần nhìn vào hệ số uốn f.
2. Tìm chiều cao của phần bị nén

trong đó e0 là chỉ số về tính dư thừa.

1. Tìm diện tích phần bị nén của mặt cắt

Pszh = P*(1-2 e0/T)

1. Xác định độ dẻo của phần chịu nén của trụ

Gszh=Bác/Vszh

1. Xác định theo bảng. 18<1>hệ số fszh, dựa trên gszh và hệ số a.
2. Tính hệ số trung bình fsr

Fsr=(f+fszh)/2

1. Xác định hệ số ω (Bảng 19<1>)

ω =1+e/T<1,45

1. Tính lực tác dụng lên tiết diện
2. Định nghĩa về tính bền vững

U=Kdv*fsr*R*Pszh* ω

Kdv – hệ số phơi nhiễm dài hạn

R - khả năng chịu nén của khối xây, có thể xác định từ Bảng 2<1>, tính bằng MPa

1. Hòa giải

Ví dụ về tính toán cường độ của khối xây

— Ướt — 3,3 m

— Trò chuyện — 2

— T — 640 mm

— Rộng — 1300 mm

- thông số xây dựng (gạch đất sét ép nhựa, vữa xi măng-cát, mác gạch - 100, mác vữa - 50)

1. Diện tích (P)

P=0,64*1,3=0,832

1. Theo bảng 15<1>xác định hệ số a.

1. Tính linh hoạt (G)

G =3,3/0,64=5,156

1. Hệ số uốn (Bảng 18<1>).

1. Chiều cao của phần nén

Vszh=0,64-2*0,045=0,55 m

1. Diện tích phần bị nén của mặt cắt

Pszh = 0,832*(1-2*0,045/0,64)=0,715

1. Tính linh hoạt của phần nén

Gszh=3,3/0,55=6

1. fsj=0,96
2. tính toán FSR

Fsr=(0,98+0,96)/2=0,97

1. Theo bảng 19<1>

ω =1+0,045/0,64=1,07<1,45

Để xác định tải trọng hiệu dụng cần tính trọng lượng của tất cả các bộ phận kết cấu ảnh hưởng đến diện tích thiết kế của công trình.

1. Định nghĩa về tính bền vững

Y=1*0,97*1,5*0,715*1,07=1,113 MN

1. Hòa giải

Điều kiện được đáp ứng, cường độ của khối xây và cường độ của các phần tử của nó là đủ

Sức cản của tường không đủ

Phải làm gì nếu khả năng chịu áp lực tính toán của tường không đủ? Trong trường hợp này, cần phải gia cố tường bằng cốt thép. Dưới đây là một ví dụ về phân tích về sự hiện đại hóa cần thiết của một cấu trúc có khả năng chịu nén không đủ.

Để thuận tiện, bạn có thể sử dụng dữ liệu dạng bảng.

Dòng dưới cùng hiển thị các chỉ số cho một bức tường được gia cố bằng lưới thép có đường kính 3 mm, có ô 3 cm, loại B1. Gia cố mỗi hàng thứ ba.

Sự gia tăng sức mạnh là khoảng 40%. Thông thường khả năng chịu nén này là đủ. Tốt nhất nên phân tích chi tiết, tính toán sự thay đổi đặc tính cường độ theo phương pháp gia cố kết cấu được sử dụng.

Dưới đây là một ví dụ về tính toán như vậy

Ví dụ tính toán cốt thép trụ

Dữ liệu ban đầu - xem ví dụ trước.

• chiều cao sàn - 3,3 m;
• độ dày tường – 0,640 m;
• khối xây rộng 1.300 m;
• đặc điểm điển hình của khối xây (loại gạch - gạch đất sét ép, loại vữa - xi măng với cát, nhãn hiệu gạch - 100, vữa - 50)

Trong trường hợp này, điều kiện У>=Н không được thỏa mãn (1.113<1,5).

Nó là cần thiết để tăng khả năng chịu nén và cường độ kết cấu.

Nhận được

k=U1/U=1,5/1,113=1,348,

những thứ kia. cần tăng cường độ kết cấu lên 34,8%.

Gia cố bằng khung bê tông cốt thép

Gia cố bằng khung bê tông B15 dày 0,060 m Thanh dọc 0,340 m2, kẹp 0,0283 m2 bước 0,150 m.

Kích thước mặt cắt của kết cấu gia cố:

Ш_1=1300+2*60=1,42

T_1=640+2*60=0,76

Với các chỉ số như vậy, điều kiện У>=Н được thỏa mãn. Khả năng chịu nén và cường độ kết cấu là đủ.

Bức tranh 1. Sơ đồ tính toán cột gạch của công trình được thiết kế.

Một câu hỏi tự nhiên được đặt ra: mặt cắt ngang tối thiểu của cột sẽ cung cấp độ bền và độ ổn định cần thiết là bao nhiêu? Tất nhiên, ý tưởng đặt các cột bằng gạch đất sét, và thậm chí hơn thế nữa là các bức tường của một ngôi nhà, không phải là mới và tất cả các khía cạnh có thể có của việc tính toán tường gạch, trụ, cột, vốn là bản chất của cột. , được mô tả đầy đủ chi tiết trong SNiP II-22-81 (1995) "Các công trình bằng đá và đá gia cố." Tài liệu quy định này nên được sử dụng làm hướng dẫn khi thực hiện tính toán. Phép tính bên dưới không gì khác hơn là một ví dụ về việc sử dụng SNiP được chỉ định.

Để xác định cường độ và độ ổn định của cột, bạn cần phải có khá nhiều số liệu ban đầu như: thương hiệu gạch xét về cường độ, diện tích đỡ các xà ngang trên cột, tải trọng lên cột. , diện tích mặt cắt ngang của cột và nếu không biết điều này ở giai đoạn thiết kế, thì bạn có thể tiến hành theo cách sau:

Ví dụ tính toán ổn định của cột gạch khi chịu nén trung tâm

Được thiết kế:

Kích thước sân thượng 5x8 m, ba cột (một ở giữa và hai ở mép) làm bằng gạch rỗng ốp mặt tiết diện 0,25x0,25 m, khoảng cách giữa các trục của cột là 4 m. gạch là M75.

Điều kiện tiên quyết tính toán:

.

Với sơ đồ thiết kế này, tải trọng tối đa sẽ dồn vào cột giữa phía dưới. Đây chính xác là những gì bạn nên dựa vào để có được sức mạnh. Tải trọng tác dụng lên cột phụ thuộc vào nhiều yếu tố, đặc biệt là diện tích công trình. Ví dụ, ở St. Petersburg là 180 kg/m2 và ở Rostov-on-Don - 80 kg/m2. Có tính đến trọng lượng của mái nhà là 50-75 kg/m2, tải trọng lên cột từ mái đối với vùng Pushkin, vùng Leningrad có thể là:

N từ mái nhà = (180 1,25 + 75) 5 8/4 = 3000 kg hoặc 3 tấn

Do chưa xác định được tải trọng hiện tại từ vật liệu sàn và từ những người ngồi trên sân thượng, đồ nội thất, v.v., nhưng tấm bê tông cốt thép chắc chắn không được lên kế hoạch và người ta cho rằng sàn sẽ bằng gỗ, không có viền nằm riêng biệt. thì để tính tải trọng từ sân thượng có thể chấp nhận tải trọng phân bố đều 600 kg/m2 thì lực tập trung từ sân thượng tác dụng lên cột trung tâm sẽ là:

N từ sân thượng = 600 5 8/4 = 6000 kg hoặc 6 tấn

Trọng lượng toàn phần của cột dài 3 m sẽ là:

N từ cột = 1500 3 0,38 0,38 = 649,8 kg hoặc 0,65 tấn

Như vậy, tổng tải trọng tác dụng lên cột giữa phía dưới trong phần cột gần móng sẽ là:

N với vòng tua = 3000 + 6000 + 2 650 = 10300 kg hoặc 10,3 tấn

Tuy nhiên, trong trường hợp này, có thể tính đến khả năng không cao lắm là tải trọng tạm thời từ tuyết, tối đa vào mùa đông và tải trọng tạm thời trên sàn, tối đa vào mùa hè, sẽ được áp dụng đồng thời. Những thứ kia. tổng của các tải này có thể được nhân với hệ số xác suất là 0,9 thì:

N với vòng quay = (3000 + 6000) 0,9 + 2 650 = 9400 kg hoặc 9,4 tấn

Tải trọng thiết kế trên các cột bên ngoài sẽ ít hơn gần hai lần:

Ncr = 1500 + 3000 + 1300 = 5800 kg hoặc 5,8 tấn

2. Xác định cường độ của gạch.

Mác gạch M75 có nghĩa là gạch phải chịu được tải trọng 75 kgf/cm2, tuy nhiên cường độ của gạch và cường độ của gạch là hai thứ khác nhau. Bảng dưới đây sẽ giúp bạn hiểu điều này:

Bảng 1. Thiết kế cường độ chịu nén cho gạch (theo SNiP II-22-81 (1995))

Nhưng đó không phải là tất cả. Tất cả đều giống nhau SNiP II-22-81 (1995) khoản 3.11 a) khuyến cáo rằng đối với diện tích cột và trụ nhỏ hơn 0,3 m 2, nhân giá trị sức kháng thiết kế với yếu tố điều kiện làm việc γ s = 0,8. Và vì diện tích mặt cắt ngang của cột của chúng tôi là 0,25x0,25 = 0,0625 m2 nên chúng tôi sẽ phải sử dụng khuyến nghị này. Như bạn có thể thấy, đối với gạch loại M75, ngay cả khi sử dụng vữa xây M100, cường độ của khối xây sẽ không vượt quá 15 kgf/cm2. Do đó, sức kháng tính toán cho cột của chúng ta sẽ là 15·0,8 = 12 kg/cm2 thì ứng suất nén cực đại sẽ là:

10300/625 = 16,48 kg/cm2 > R = 12 kgf/cm2

Vì vậy, để đảm bảo cường độ yêu cầu của cột cần sử dụng gạch có cường độ lớn hơn, ví dụ M150 (sức kháng nén tính toán cho mác vữa M100 sẽ là 22·0,8 = 17,6 kg/cm2) hoặc sử dụng gạch tăng tiết diện của cột hoặc sử dụng cốt thép ngang của khối xây. Hiện tại, hãy tập trung vào việc sử dụng gạch ốp mặt bền hơn.

3. Xác định độ ổn định của cột gạch.

Độ bền và độ ổn định của gạch cột gạch- đây cũng là những thứ khác nhau và vẫn giống nhau SNiP II-22-81 (1995) khuyến nghị xác định độ ổn định của cột gạch bằng công thức sau:

N ≤ mg φRF (1.1)

Ở đâu tôi- hệ số có xét đến ảnh hưởng của tải trọng dài hạn. Trong trường hợp này, nói một cách tương đối thì chúng tôi đã may mắn vì ở đỉnh cao của đoạn đường h≈ 30 cm thì giá trị của hệ số này có thể lấy bằng 1.

Ghi chú: Thực ra, với hệ số mg, mọi chuyện không đơn giản như vậy, chi tiết có thể xem ở phần bình luận của bài viết.

φ - hệ số uốn dọc, phụ thuộc vào độ mềm của cột λ . Để xác định hệ số này, bạn cần biết độ dài ước tính của cột tôi 0 và không phải lúc nào nó cũng trùng với chiều cao của cột. Sự tinh tế trong việc xác định chiều dài thiết kế của một kết cấu được đặt ra riêng biệt, ở đây chúng tôi chỉ lưu ý rằng theo SNiP II-22-81 (1995) khoản 4.3: “Chiều cao tính toán của tường và cột tôi 0 khi xác định hệ số uốn φ tùy theo điều kiện đỡ chúng trên các gối nằm ngang, cần lấy như sau:

a) với các giá đỡ có bản lề cố định tôi 0 = N;

b) với giá đỡ đàn hồi phía trên và kẹp cứng ở giá đỡ phía dưới: đối với các tòa nhà một nhịp tôi 0 = 1,5H, đối với nhà nhiều nhịp tôi 0 = 1,25H;

c) miễn phí cấu trúc đứng tôi 0 = 2H;

d) đối với kết cấu có tiết diện đỡ bị kẹp một phần - có tính đến mức độ kẹp thực tế nhưng không nhỏ hơn tôi 0 = 0,8N, Ở đâu N- khoảng cách giữa các tầng hoặc các giá đỡ ngang khác, với các giá đỡ ngang bằng bê tông cốt thép, khoảng cách thông thoáng giữa chúng.”

Thoạt nhìn, sơ đồ tính toán của chúng tôi có thể coi là thỏa mãn điều kiện ở điểm b). tức là bạn có thể lấy nó tôi 0 = 1,25H = 1,25 3 = 3,75 mét hoặc 375 cm. Tuy nhiên, chúng ta có thể tự tin chỉ sử dụng giá trị này trong trường hợp giá đỡ phía dưới thực sự cứng. Nếu một cột gạch được đặt trên một lớp lợp nỉ chống thấm được đặt trên nền móng, thì giá đỡ như vậy nên được coi là bản lề hơn là được kẹp cứng. Và trong trường hợp này, thiết kế của chúng tôi trong một mặt phẳng song song với mặt phẳng của bức tường có thể thay đổi về mặt hình học, do cấu trúc của sàn (các tấm ván nằm riêng biệt) không cung cấp đủ độ cứng trong mặt phẳng quy định. Có 4 cách có thể thoát khỏi tình huống này:

1. Áp dụng một sơ đồ thiết kế khác biệt cơ bản

ví dụ - cột kim loại, được gắn chặt vào nền móng, mà dầm sàn sẽ được hàn vào; sau đó, vì lý do thẩm mỹ, các cột kim loại có thể được che phủ mặt gạch bất kỳ thương hiệu nào, vì toàn bộ tải trọng sẽ được vận chuyển bằng kim loại. Trong trường hợp này đúng là cột kim loại cần phải tính toán nhưng chiều dài tính toán có thể lấy tôi 0 = 1,25H.

2. Tạo một sự chồng chéo khác,

ví dụ từ vật liệu tấm, điều này sẽ cho phép chúng ta coi cả phần đỡ trên và phần đỡ dưới của cột là bản lề, trong trường hợp này tôi 0 = H.

3. Làm màng cứng

trong mặt phẳng song song với mặt phẳng của tường. Ví dụ, dọc theo các cạnh, không bố trí các cột mà là các trụ. Điều này cũng sẽ cho phép chúng ta coi cả phần đỡ trên và phần đỡ dưới của cột là bản lề, nhưng trong trường hợp này cần phải tính toán thêm độ cứng của màng ngăn.

4. Bỏ qua các tùy chọn ở trên và tính toán các cột ở dạng đứng tự do với giá đỡ đáy cứng, tức là. tôi 0 = 2H

Cuối cùng, người Hy Lạp cổ đại đã dựng lên những chiếc cột của họ (dù không phải bằng gạch) mà không hề biết gì về khả năng chịu lực của vật liệu, không sử dụng neo kim loại, và thậm chí còn được viết rất cẩn thận. luật Xây dựng và thời đó không có quy định nào, tuy nhiên, một số cột vẫn còn tồn tại cho đến ngày nay.

Bây giờ, khi biết chiều dài thiết kế của cột, bạn có thể xác định hệ số linh hoạt:

λ h = tôi 0 /h (1.2) hoặc

λ Tôi = tôi 0 /Tôi (1.3)

Ở đâu h- chiều cao hoặc chiều rộng của phần cột, và Tôi- bán kính quán tính.

Việc xác định bán kính hồi chuyển về nguyên tắc không khó, bạn cần chia mômen quán tính của tiết diện cho diện tích mặt cắt ngang rồi rút ra kết quả Căn bậc hai, tuy nhiên, trong trường hợp này không có nhu cầu lớn về việc này. Như vậy λ h = 2 300/25 = 24.

Bây giờ, khi biết giá trị của hệ số linh hoạt, cuối cùng bạn có thể xác định hệ số mất ổn định từ bảng:

ban 2. Hệ số uốn cho kết cấu khối xây và khối xây có cốt thép (theo SNiP II-22-81 (1995))

Trong trường hợp này, đặc tính đàn hồi của khối xây α xác định theo bảng:

bàn số 3. Đặc tính đàn hồi của khối xây α (theo SNiP II-22-81 (1995))

Kết quả giá trị hệ số uốn dọc sẽ vào khoảng 0,6 (với giá trị đặc tính đàn hồi α = 1200, theo đoạn 6). Khi đó tải trọng tối đa trên cột trung tâm sẽ là:

N р = m g φγ với RF = 1х0,6х0,8х22х625 = 6600 kg< N с об = 9400 кг

Điều này có nghĩa là mặt cắt ngang 25x25 cm được chấp nhận là không đủ để đảm bảo sự ổn định của cột nén trung tâm phía dưới. Để tăng độ ổn định, tối ưu nhất là tăng tiết diện của cột. Ví dụ: nếu bạn bố trí một cột có khoảng trống bên trong một viên gạch rưỡi, có kích thước 0,38x0,38 m, thì không chỉ diện tích mặt cắt ngang của cột sẽ tăng lên 0,13 m2 hoặc 1300 cm2, mà còn bán kính quán tính của cột cũng tăng lên Tôi= 11,45 cm. Sau đó λi = 600/11,45 = 52,4, và giá trị hệ số φ = 0,8. Trong trường hợp này, tải tối đa lên cột trung tâm sẽ là:

N r = m g φγ với RF = 1x0,8x0,8x22x1300 = 18304 kg > N với vòng quay = 9400 kg

Điều này có nghĩa là tiết diện 38x38 cm là đủ để đảm bảo độ ổn định của cột nén trung tâm phía dưới và thậm chí có thể giảm cấp gạch. Ví dụ: với cấp M75 được áp dụng ban đầu, tải tối đa sẽ là:

N r = m g φγ với RF = 1x0,8x0,8x12x1300 = 9984 kg > N với vòng quay = 9400 kg

Có vẻ như vậy là xong, nhưng nên tính đến một chi tiết nữa. Trong trường hợp này, tốt hơn là làm dải móng (thống nhất cho cả ba cột) chứ không phải là cột (riêng cho từng cột), nếu không, ngay cả sự sụt lún nhỏ của móng cũng sẽ dẫn đến ứng suất bổ sung trong thân cột và điều này có thể dẫn đến sự hủy diệt. Có tính đến tất cả những điều trên, phần cột tối ưu nhất sẽ là 0,51x0,51 m và theo quan điểm thẩm mỹ, phần cột như vậy là tối ưu. Diện tích mặt cắt ngang của các cột như vậy sẽ là 2601 cm2.

Ví dụ tính toán độ ổn định của cột gạch khi chịu nén lệch tâm

Các cột bên ngoài của ngôi nhà được thiết kế sẽ không bị nén tập trung vì các thanh ngang sẽ chỉ tựa vào một bên. Và ngay cả khi các thanh ngang được đặt trên toàn bộ cột, thì do sự biến dạng của các thanh ngang, tải trọng từ sàn và mái sẽ được truyền sang các cột bên ngoài không nằm ở giữa phần cột. Vị trí chính xác của tổng lực này sẽ được truyền đi phụ thuộc vào góc nghiêng của thanh ngang trên các giá đỡ, mô đun đàn hồi của thanh ngang và cột và một số yếu tố khác, được thảo luận chi tiết trong bài viết "Tính toán phần đỡ của dầm để chịu lực”. Sự dịch chuyển này được gọi là độ lệch tâm của ứng dụng tải e o. Trong trường hợp này, chúng tôi quan tâm đến sự kết hợp bất lợi nhất của các yếu tố, trong đó tải trọng từ sàn lên cột sẽ được truyền càng gần mép cột càng tốt. Điều này có nghĩa là ngoài tải trọng, các cột còn phải chịu mômen uốn bằng M = Nê o, và điểm này phải được tính đến khi tính toán. Nói chung, việc kiểm tra độ ổn định có thể được thực hiện bằng công thức sau:

N = φRF - MF/W (2.1)

Ở đâu W- mô men phần của lực cản. Trong trường hợp này, tải trọng cho các cột phía dưới ngoài cùng từ mái nhà có thể được coi là tác dụng tập trung một cách có điều kiện và độ lệch tâm sẽ chỉ được tạo ra bởi tải trọng từ sàn. Ở độ lệch tâm 20 cm

N р = φRF - MF/W =1x0,8x0,8x12x2601- 3000 20 2601· 6/51 3 = 19975, 68 - 7058,82 = 12916,9 kg >Ncr = 5800 kg

Do đó, ngay cả với ứng dụng tải có độ lệch tâm rất lớn, chúng tôi vẫn có biên độ an toàn cao hơn gấp đôi.

Lưu ý: SNiP II-22-81 (1995) “Kết cấu xây bằng đá và cốt thép” khuyến nghị sử dụng một phương pháp khác để tính toán tiết diện, có tính đến các đặc điểm của kết cấu đá, nhưng kết quả sẽ gần giống nhau, do đó tôi không trình bày phương pháp tính toán do SNiP đề xuất tại đây.

Bài báo trình bày một ví dụ về tính toán khả năng chịu tải của tường gạch của tòa nhà ba tầng không khung, có tính đến các khuyết tật được phát hiện trong quá trình kiểm tra. Những tính toán như vậy thuộc loại “xác minh” và thường được thực hiện như một phần của việc kiểm tra chi tiết bằng hình ảnh và công cụ của các tòa nhà.

Khả năng chịu lực của cột đá chịu nén tâm và lệch tâm được xác định trên cơ sở số liệu cường độ thực tế của vật liệu xây (gạch, vữa) theo mục 4.

Để tính đến các khuyết tật được xác định trong quá trình kiểm tra, hệ số giảm bổ sung được đưa vào công thức SNiP, có tính đến sự giảm khả năng chịu tải của kết cấu đá (Ktr) tùy thuộc vào tính chất và mức độ hư hỏng được phát hiện theo các bảng của Chương. 4 .

VÍ DỤ TÍNH TOÁN

Hãy kiểm tra khả năng chịu tải của giá đỡ bên trong bức tường đá Tầng 1 dọc theo trục “8” m/o “B” - “B” chịu tác động của tải trọng vận hành, có tính đến các khuyết tật và hư hỏng được xác định trong quá trình kiểm tra.

Dữ liệu ban đầu:

- Độ dày của tường: dst=0,38 m
- Chiều rộng của tường: b=1,64 m
- Chiều cao từ trụ đến đáy bản sàn tầng 1: H=3,0m
- Chiều cao cột xây phía trên: h=6,5m
– Khu vực tập trung tải trọng từ sàn và lớp phủ: Sgr=9,32 m2
- Tính chịu nén của khối xây: R=11,05 kg/cm2

Trong quá trình kiểm tra bức tường dọc theo trục số 8, đã ghi nhận các khuyết tật và hư hỏng sau (xem ảnh bên dưới): mất nhiều vữa từ các mối nối khối xây đến độ sâu hơn 4 cm; chuyển vị thẳng đứng (độ cong) của các hàng gạch ngang lên tới 3 cm; nhiều vết nứt định hướng thẳng đứng với độ mở 2-4 mm (kể cả dọc theo các mối nối vữa), giao nhau từ 2 đến 4 hàng gạch ngang (tối đa 2 vết nứt trên 1 m tường).

Pustoshovka	nứt gạch	Độ cong của hàng gạch

Dựa trên tổng số các khuyết tật được xác định (có tính đến tính chất, mức độ phát triển và diện tích phân bố), theo quy định, khả năng chịu lực của trụ cầu được đề cập phải giảm ít nhất 30%. Những thứ kia. hệ số suy giảm khả năng chịu lực của trụ lấy Ktr = 0,7. Sơ đồ thu tải lên tường được thể hiện trong Hình 1 dưới đây.

HÌNH 1. Sơ đồ thu tải trên bến tàu

I. Thu tải trọng thiết kế trên bến tàu

II. Tính toán sức chịu tải của trụ

(khoản 4.1 SNiP II-22-81)

Đánh giá định lượng khả năng chịu tải thực tế của trụ gạch nén tập trung (có tính đến ảnh hưởng của các khuyết tật được phát hiện) dưới tác dụng của lực dọc tính toán N tác dụng không có độ lệch tâm nhằm kiểm tra việc đáp ứng điều kiện sau (công thức 10) ):

Nс=mg×φ×R×A×Ktr ≥ N(1)

Theo kết quả thí nghiệm cường độ, khả năng chịu nén tính toán của tường xây dọc theo trục “8” là R=11,05 kg/cm2.
Đặc tính đàn hồi của khối xây theo điều 9 của Bảng 15(K) bằng: α=500.
Chiều cao cột ước tính: l0=0,8×H=0,8×300=240cm.
Tính linh hoạt của một phần tử hình chữ nhật rắn: λh=l0 / dst=240/38=6,31.
Hệ số mất ổn định φ Tại α=500 Và λh=6,31(theo Bảng 18): φ=0,90.
Diện tích mặt cắt ngang của cột (trụ): A=b×dst=164×38=6232 cm2.
Bởi vì chiều dày tường tính toán lớn hơn 30 cm (dst = 38 cm), hệ số mgđược lấy bằng đơn vị: mg=1.

Thay các giá trị thu được vào vế trái của công thức (1), ta xác định khả năng chịu tải thực tế của tường gạch không cốt thép chịu nén tập trung Nс:

Nс=1×0,9×11,05×6232×0,7=43,384 kgf

III. Kiểm tra việc thỏa mãn điều kiện cường độ (1)

[ Nc=43384 kgf ] > [ N=36340,5 kgf ]

Điều kiện cường độ được thỏa mãn: khả năng chịu tải cột gạch Nс có tính đến ảnh hưởng của các khiếm khuyết được xác định, hóa ra giá trị lớn hơn tổng tải N.

Danh sách các nguồn:
1. SNiP II-22-81* “Kết cấu xây bằng đá và cốt thép.”
2. Khuyến nghị về việc gia cố kết cấu đá của các tòa nhà và công trình. TsNISK họ. Kurchenko, Gosstroy.