Ampliaciones y superestructuras 

Cálculo de la carga sobre el ladrillo. Sobre el espesor mínimo de las paredes de ladrillo de carga. Espesor de la pared de ladrillo y tasas de resistencia a la transferencia de calor

En el caso del auto-diseño casa de ladrillo Existe una necesidad urgente de calcular si el ladrillo puede soportar las cargas que se incluyen en el proyecto. Una situación particularmente grave se desarrolla en áreas de mampostería debilitadas por ventanas y puertas... En caso de carga pesada, estas áreas pueden no resistir y sufrir destrucción.

El cálculo exacto de la resistencia del muro a la compresión por los pisos suprayacentes es bastante complicado y está determinado por las fórmulas establecidas en documento normativo SNiP-2-22-81 (en adelante denominado<1>). Los cálculos de ingeniería de la resistencia a la compresión de una pared tienen en cuenta muchos factores, incluida la configuración de la pared, la resistencia a la compresión, la resistencia. de este tipo materiales y mucho más. Sin embargo, aproximadamente, "a ojo", se puede estimar la resistencia de la pared a la compresión, utilizando tablas indicativas, en las que se ata la resistencia (en toneladas) según el ancho de la pared, así como las marcas de ladrillo y mortero. La mesa está diseñada para una altura de pared de 2,8 m.

Tabla de resistencia de la pared de ladrillo, toneladas (ejemplo)

Sellos Ancho de la parcela, cm
ladrillo solución 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

Si el valor del ancho del pilar está en el intervalo entre los indicados, es necesario centrarse en el número mínimo. Al mismo tiempo, debe recordarse que las tablas no tienen en cuenta todos los factores que pueden ajustar la estabilidad, la resistencia de la estructura y la resistencia de la pared de ladrillos a la compresión en un rango bastante amplio.

En términos de tiempo, las cargas son temporales y permanentes.

Permanente:

  • peso de elementos estructurales (peso de cercas, estructuras portantes y otras);
  • presión de suelo y rocas;
  • presion hidrostatica.

Temporal:

  • el peso de las estructuras temporales;
  • cargas de sistemas y equipos estacionarios;
  • presión en tuberías;
  • cargas de productos y materiales almacenados;
  • cargas climáticas (nieve, hielo, viento, etc.);
  • y muchos otros.

Al analizar la carga de estructuras, es imperativo tener en cuenta los efectos totales. A continuación se muestra un ejemplo de cálculo de las cargas principales en las paredes del primer piso de un edificio.

Carga de albañilería

Para tener en cuenta la fuerza que actúa sobre la sección proyectada del muro, debe resumir las cargas:


Cuando construcción de poca altura la tarea se simplifica enormemente y muchos factores de la carga de tiempo se pueden ignorar estableciendo un cierto margen de seguridad en la etapa de diseño.

Sin embargo, en el caso de la construcción de estructuras de 3 o más pisos, se requiere un análisis exhaustivo utilizando fórmulas especiales que tengan en cuenta la suma de cargas de cada piso, el ángulo de aplicación de la fuerza y ​​mucho más. En algunos casos, la resistencia de la pared se logra mediante refuerzo.

Ejemplo de cálculo de cargas

Este ejemplo muestra el análisis de las cargas actuantes en las paredes del 1er piso. Aquí, solo se tienen en cuenta las cargas permanentes de varios elementos estructurales del edificio, teniendo en cuenta el peso desigual de la estructura y el ángulo de aplicación de las fuerzas.

Datos iniciales para análisis:

  • número de pisos - 4 pisos;
  • espesor de la pared de los ladrillos T = 64 cm (0,64 m);
  • gravedad específica de la mampostería (ladrillo, mortero, yeso) M = 18 kN / m3 (el indicador se toma de los datos de referencia, Tabla 19<1>);
  • el ancho de las aberturas de las ventanas es: Ш1 = 1,5 m;
  • altura de las aberturas de las ventanas - B1 = 3 m;
  • la sección transversal del muro es de 0,64 * 1,42 m (el área cargada, donde se aplica el peso de los elementos estructurales suprayacentes);
  • altura del suelo Húmedo = 4,2 m (4200 mm):
  • la presión se distribuye en un ángulo de 45 grados.
  1. Ejemplo de determinación de la carga desde la pared (capa de yeso 2 cm)

Hst = (3-4SH1B1) (h + 0.02) Myf = (* 3-4 * 3 * 1.5) * (0.02 + 0.64) * 1.1 * 18 = 0.447MN.

El ancho del área cargada P = Húmedo * B1 / 2-W / 2 = 3 * 4.2 / 2.0-0.64 / 2.0 = 6 m

Hp = (30 + 3 * 215) * 6 = 4.072MN

Nd = (30 + 1.26 + 215 * 3) * 6 = 4.094MN

H2 = 215 * 6 = 1.290MN,

incluyendo H2l = (1.26 + 215 * 3) * 6 = 3.878MN

  1. Peso neto de las paredes

Npr = (0.02 + 0.64) * (1.42 + 0.08) * 3 * 1.1 * 18 = 0.0588 MN

La carga total será el resultado de una combinación de las cargas indicadas en los muros del edificio; para su cálculo se suman las cargas desde el muro, desde los pisos del 2do piso y el peso de la sección proyectada).

Diagrama de análisis de resistencia y carga estructural

Para calcular la pared de una pared de ladrillos, necesitará:

  • la longitud del piso (es la altura del sitio) (Vet);
  • número de pisos (Chat);
  • espesor de pared (T);
  • ancho pared de ladrillo(NS);
  • parámetros de mampostería (tipo de ladrillo, marca de ladrillo, marca de mortero);
  1. Área de la pared (P)
  1. Según tabla 15<1>es necesario determinar el coeficiente a (característica de elasticidad). El coeficiente depende del tipo, marca de ladrillo y mortero.
  2. Índice de flexibilidad (G)
  1. Según los indicadores a y D, según tabla 18<1>necesitas mirar el coeficiente de flexión f.
  2. Encontrar la altura de la pieza comprimida

donde e0 es un indicador de emergencia.

  1. Encontrar el área de la parte comprimida de la sección

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

  1. Determinación de la flexibilidad de la parte comprimida de la pared.

Gszh = húmedo / Wszh

  1. Determinación según tabla. Dieciocho<1>coeficiente fszh, basado en Gszh y coeficiente a.
  2. Cálculo del coeficiente promedio de fsr

Fsr = (f + fszh) / 2

  1. Determinación del coeficiente ω (tabla 19<1>)

ω = 1 + e / T<1,45

  1. Cálculo de la fuerza que actúa sobre la sección.
  2. Determinación de estabilidad

Y = Kdv * fsr * R * Pszh * ω

Kdv - coeficiente de exposición a largo plazo

R - resistencia de la mampostería a la compresión, se puede determinar a partir de la tabla 2<1>, en MPa

  1. Reconciliación

Ejemplo de cálculo de la resistencia de la mampostería.

- Veterinario - 3,3 m

- Chat - 2

- T - 640 mm

- Ancho - 1300 mm

- parámetros de mampostería (ladrillo de arcilla hecho por prensado de plástico, mortero de cemento y arena, grado de ladrillo - 100, grado de solución - 50)

  1. Área (P)

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

  1. Según tabla 15<1>determinamos el coeficiente a.
  1. Flexibilidad (G)

G = 3.3 / 0.64 = 5.156

  1. Coeficiente de flexión (tabla 18<1>).
  1. Altura comprimida

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

  1. Área comprimida de la sección

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

  1. Flexibilidad de la pieza comprimida

Gszh = 3,3 / 0,55 = 6

  1. fszh = 0,96
  2. Cálculo de FSR

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

  1. Según la tabla. 19<1>

ω = 1 + 0.045 / 0.64 = 1.07<1,45


Para determinar la carga real, es necesario calcular el peso de todos los elementos estructurales que afectan la sección diseñada del edificio.

  1. Determinación de estabilidad

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

  1. Reconciliación

Se cumple la condición, la resistencia de la mampostería y la resistencia de sus elementos son suficientes.

Resistencia de pared insuficiente

¿Qué pasa si la resistencia a la presión de diseño de las paredes no es suficiente? En este caso, es necesario fortalecer la pared con refuerzo. A continuación se muestra un ejemplo del análisis de la necesaria modernización de una estructura con insuficiente resistencia a la compresión.

Para mayor comodidad, puede utilizar datos tabulares.

La línea inferior muestra los indicadores para un muro reforzado con una malla de alambre de 3 mm de diámetro, con una celda de 3 cm, clase B1. Refuerzo de cada tercera fila.

La ganancia de fuerza es de aproximadamente un 40%. Por lo general, esta resistencia a la compresión es suficiente. Es mejor hacer un análisis detallado calculando el cambio en las características de resistencia de acuerdo con el método aplicado para fortalecer la estructura.

A continuación se muestra un ejemplo de dicho cálculo.

Un ejemplo de cálculo del refuerzo de muros.

Datos iniciales: consulte el ejemplo anterior.

  • altura del piso - 3,3 m;
  • espesor de pared - 0,640 m;
  • ancho de mampostería 1.300 m;
  • características típicas de la mampostería (tipo de ladrillos - ladrillos de arcilla hechos por prensado, tipo de mortero - cemento con arena, grado de ladrillo - 100, mortero - 50)

En este caso, la condición Y> = H no se cumple (1.113<1,5).

Se requiere aumentar la resistencia a la compresión y la resistencia de la estructura.

Ganar

k = Y1 / Y = 1,5 / 1,113 = 1,348,

aquellos. es necesario incrementar la resistencia estructural en un 34,8%.

Refuerzo con clip de hormigón armado

El refuerzo se realiza con un clip de hormigón B15 de 0,060 m de espesor, varillas verticales de 0,340 m2, pinzas de 0,0283 m2 con un paso de 0,150 m.

Dimensiones seccionales de la estructura reforzada:

W_1 = 1300 + 2 * 60 = 1,42

T_1 = 640 + 2 * 60 = 0,76

Con tales indicadores, se cumple la condición Y> = H. La resistencia a la compresión y la resistencia estructural son suficientes.

V.V. Gabrusenko

Los estándares de diseño (SNiP II-22-81) permiten aceptar el espesor mínimo de muros de piedra de carga para mampostería del grupo I en el rango de 1/20 a 1/25 de la altura del piso. Con una altura de piso de hasta 5 m, una pared de ladrillos con un grosor de solo 250 mm (1 ladrillo) encaja bien en estas restricciones, que es lo que usan los diseñadores, especialmente a menudo últimamente.

En términos de requisitos formales, los diseñadores son legítimos y se resisten enérgicamente cuando alguien intenta obstaculizar sus intenciones.

Mientras tanto, las paredes delgadas reaccionan con más fuerza a todo tipo de desviaciones de las características de diseño. Además, incluso para aquellos que están oficialmente permitidos por las Normas de las reglas para la producción y aceptación del trabajo (SNiP 3.03.01-87). Entre ellos: desviaciones de los muros por el desplazamiento de los ejes (10 mm), por el espesor (15 mm), por la desviación de un piso de la vertical (10 mm), por el desplazamiento de los apoyos de la losa del piso en el plano (6 ... 8 mm), etc.

A qué conducen estas desviaciones, consideremos el ejemplo de una pared interna de 3,5 m de altura y 250 mm de espesor hecha de ladrillo de grado 100 sobre mortero de grado 75, que soporta la carga de diseño desde el techo de 10 kPa (losas con un tramo de 6 m en ambos lados) y el peso de las paredes suprayacentes ... La pared está diseñada para compresión central. Su capacidad de carga de diseño, determinada según SNiP II-22-81, es de 309 kN / m.

Suponga que la pared inferior está desplazada del eje 10 mm hacia la izquierda y la pared superior está desplazada 10 mm hacia la derecha (figura). Además, las losas del suelo se desplazan 6 mm a la derecha del eje. Es decir, la carga del piso N 1= 60 kN / m aplicado con una excentricidad de 16 mm, y la carga de la pared suprayacente N 2- con una excentricidad de 20 mm, entonces la excentricidad de la resultante será de 19 mm. Con tal excentricidad, la capacidad de carga del muro disminuirá a 264 kN / m, es decir en un 15%. Y esto es en presencia de solo dos desviaciones y siempre que las desviaciones no excedan los valores permitidos por las Normas.

Si agregamos aquí la carga asimétrica de los pisos por la carga temporal (más a la derecha que a la izquierda) y las "tolerancias" que los constructores se permiten: engrosamiento de las costuras horizontales, relleno tradicionalmente pobre de las costuras verticales, revestimiento de mala calidad. , curvatura o inclinación de la superficie, "rejuvenecimiento" del mortero, uso excesivo de media madera, etc., etc., entonces la capacidad portante puede disminuir en al menos un 20 ... 30%. Como resultado, la sobrecarga de la pared superará el 50 ... 60%, después de lo cual comienza un proceso irreversible de destrucción. Este proceso no siempre se manifiesta de inmediato, sucede, años después de la finalización de la construcción. Además, hay que tener en cuenta que cuanto menor es la sección (espesor) de los elementos, mayor es el efecto negativo de las sobrecargas, ya que al disminuir el espesor, disminuye la posibilidad de redistribución de tensiones dentro de la sección por deformaciones plásticas de la mampostería.

Si agregamos deformaciones más desiguales de los cimientos (debido al remojo del suelo), plagadas de un giro de la base de los cimientos, "colgando" de las paredes exteriores en los muros de carga internos, la formación de grietas y una disminución. en estabilidad, entonces hablaremos no solo de sobrecarga, sino de un colapso repentino.

Los defensores de la pared delgada pueden argumentar que todo esto requiere una combinación excesiva de defectos y desviaciones desfavorables. Respondamos: la inmensa mayoría de los accidentes y desastres en la construcción ocurren precisamente cuando se juntan varios factores negativos en un solo lugar y al mismo tiempo; en este caso, "demasiados" no ocurren.

conclusiones

    Los muros de carga deben tener un espesor mínimo de 1,5 ladrillos (380 mm). Las paredes de 1 ladrillo (250 mm) de espesor solo se pueden utilizar para edificios de una sola planta o para los últimos pisos de edificios de varios pisos.

    Este requisito debe incluirse en las futuras normas territoriales para el diseño de estructuras de edificios y edificios, cuya necesidad de desarrollo está muy atrasada. Mientras tanto, solo podemos recomendar que los diseñadores eviten el uso de muros de carga de menos de 1,5 ladrillos de espesor.

Los muros de carga exteriores deben, como mínimo, dimensionarse para tener resistencia, estabilidad, aplastamiento localizado y resistencia a la transferencia de calor. Descubrir ¿Qué tan gruesa debe ser la pared de ladrillos? , necesitas calcularlo. En este artículo, consideraremos el cálculo de la capacidad de carga de la mampostería, y en los siguientes artículos, el resto de los cálculos. Para no perderse el lanzamiento de un nuevo artículo, suscríbase al boletín y descubrirá cuál debe ser el grosor de la pared después de todos los cálculos. Dado que nuestra empresa se dedica a la construcción de cabañas, es decir, construcción de poca altura, consideraremos todos los cálculos para esta categoría.

Transportistas Se denominan muros a los que perciben la carga de forjados, revestimientos, vigas, etc. que descansan sobre ellos.

También debe tener en cuenta la marca del ladrillo para la resistencia a las heladas. Dado que todos construyen una casa para ellos mismos, al menos durante cien años, luego, con condiciones de humedad secas y normales de las instalaciones, se adopta una marca (M rz) de 25 y más.

Al construir una casa, una cabaña, un garaje, edificios de servicios públicos y otras estructuras con condiciones secas y de humedad normal, se recomienda utilizar ladrillos huecos para las paredes exteriores, ya que su conductividad térmica es menor que la de los ladrillos macizos. En consecuencia, con un cálculo de ingeniería térmica, el grosor del aislamiento resultará ser menor, lo que ahorrará dinero al comprarlo. Los ladrillos macizos para paredes externas deben usarse solo cuando sea necesario para garantizar la resistencia de la mampostería.

Refuerzo de albañilería Se permite solo si un aumento en la calidad del ladrillo y el mortero no permite proporcionar la capacidad de carga requerida.

Un ejemplo de cálculo de una pared de ladrillos.

La capacidad de carga del ladrillo depende de muchos factores: la marca del ladrillo, la marca del mortero, la presencia de aberturas y sus tamaños, la flexibilidad de las paredes, etc. El cálculo de la capacidad de carga comienza con la definición del esquema de diseño. Al calcular muros para cargas verticales, se considera que el muro está apoyado sobre soportes fijos con bisagras. Al calcular muros para cargas horizontales (de viento), el muro se considera rígidamente restringido. Es importante no confundir estos diagramas, ya que los diagramas de momentos serán diferentes.

La elección de la sección de diseño..

En paredes ciegas, la sección de diseño es I-I al nivel del fondo del piso con una fuerza longitudinal N y un momento flector máximo M. A menudo peligroso sección II-II, ya que el momento flector es ligeramente menor que el máximo y es igual a 2 / 3M, y los coeficientes m g y φ son mínimos.

En muros con vanos, la sección se toma al nivel del fondo de los dinteles.

Echemos un vistazo a la sección I-I.

De un artículo anterior Recogiendo cargas en la pared del primer piso tomar el valor obtenido de la carga total, que incluye las cargas de la superposición del primer piso P 1 = 1.8 ty los pisos suprayacentes G = G n + p 2 + G 2 = 3,7 t:

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

La losa del piso descansa sobre la pared a una distancia de a = 150 mm. La fuerza longitudinal P 1 del solapamiento estará a una distancia de a / 3 = 150/3 = 50 mm. ¿Por qué 1/3? Porque el diagrama de tensión debajo de la sección de soporte tendrá la forma de un triángulo, y el centro de gravedad del triángulo es solo 1/3 de la longitud del soporte.

Se considera que la carga de los pisos G suprayacentes se aplica en el centro.

Dado que la carga de la losa del piso (P 1) no se aplica en el centro de la sección, sino a una distancia de ella igual a:

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

luego creará un momento flector (M) en la sección I-I. El momento es producto de la fuerza sobre el hombro.

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

Entonces la excentricidad de la fuerza longitudinal N será:

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

Dado que el muro de apoyo tiene un espesor de 25 cm, el cálculo debe tener en cuenta el valor de la excentricidad aleatoria e ν = 2 cm, entonces la excentricidad total es:

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

y = h / 2 = 12,5 cm

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

La resistencia de la jaula de un elemento comprimido excéntricamente está determinada por la fórmula:

N ≤ m g φ 1 R A c ω

Impares m g y φ 1 en la sección considerada I-I son iguales a 1.

El ladrillo es un material de construcción bastante fuerte, especialmente sólido, y cuando se construyen casas con 2-3 pisos, las paredes hechas de ladrillos de cerámica ordinarios generalmente no necesitan cálculos adicionales. Sin embargo, las situaciones son diferentes, por ejemplo, se planea una casa de dos pisos con una terraza en el segundo piso. Las vigas metálicas, sobre las que también se apoyarán las vigas metálicas del techo de la terraza, están previstas para apoyarse en columnas de ladrillo hechas de ladrillos huecos cara vista con una altura de 3 metros, habrá más columnas de 3 metros de altura sobre las que se colocará el techo. descansará:

Esto plantea una pregunta natural: ¿cuál es la sección transversal mínima de la columna que proporcionará la resistencia y estabilidad requeridas? Por supuesto, la idea de colocar columnas de ladrillos de arcilla, y más aún las paredes de una casa, está lejos de ser nueva y todos los aspectos posibles del cálculo de paredes de ladrillo, pilares, pilares, que son la esencia de la columna, se exponen con suficiente detalle en SNiP II-22-81 (1995) "Estructuras de piedra y piedra reforzada". Es este documento normativo el que debe guiarse en los cálculos. El cálculo que se proporciona a continuación no es más que un ejemplo del uso del SNiP especificado.

Para determinar la resistencia y estabilidad de las columnas, debe tener muchos datos iniciales, como: un grado de resistencia del ladrillo, el área de soporte de las barras transversales en las columnas, la carga en las columnas, la sección transversal área de la columna, y si en la etapa de diseño no se sabe nada de esto, puede hacerlo de la siguiente manera:


con compresión central

Diseñada por: Terraza de 5x8 m. Tres columnas (una en el medio y dos en los bordes) de ladrillo hueco caravista con una sección de 0,25x0,25 m. La distancia entre los ejes de las columnas es de 4 m. La resistencia del ladrillo es M75.

Con este esquema de diseño, la carga máxima estará en la columna central inferior. Es ella con quien se debe contar para obtener fuerza. La carga de la columna depende de muchos factores, en particular del área de construcción. Por ejemplo, la carga de nieve en el techo en San Petersburgo es 180 kg / m & sup2, y en Rostov-on-Don - 80 kg / my sup2. Teniendo en cuenta el peso del techo en sí 50-75 kg / m & sup2, la carga en la columna desde el techo para Pushkin, región de Leningrado, puede ser:

N desde el techo = (180 1.25 +75) 5 8/4 = 3000 kg o 3 toneladas

Dado que aún no se conocen las cargas reales del material del piso y de las personas sentadas en la terraza, muebles, etc., pero la losa de hormigón armado no está exactamente planificada, pero se supone que el piso será de madera, con bordes separados. tableros, luego para calcular la carga desde la terraza es posible tomar una carga uniformemente distribuida de 600 kg / m & sup2, entonces la fuerza concentrada de la terraza que actúa sobre la columna central será:

N de la terraza = 600 5 8/4 = 6000 kg o 6 toneladas

El peso muerto de las columnas con una longitud de 3 m será:

N de la columna = 1500 3 0,38 0,38 = 649,8 kg o 0,65 toneladas

Por lo tanto, la carga total en la columna central inferior en la sección de la columna cerca de la base será:

N con rev = 3000 + 6000 + 2 · 650 = 10300 kg o 10,3 toneladas

Sin embargo, en este caso, se puede tener en cuenta que no existe una probabilidad muy alta de que la carga viva de nieve, la máxima en invierno, y la carga temporal en el piso, la máxima en verano, se apliquen simultáneamente. Aquellos. la suma de estas cargas se puede multiplicar por un factor de probabilidad de 0,9, luego:

N con rev = (3000 + 6000) 0,9 + 2650 = 9400 kg o 9,4 toneladas

La carga de diseño en las columnas exteriores será casi dos veces menor:

N cr = 1500 + 3000 + 1300 = 5800 kg o 5,8 toneladas

2. Determinación de la resistencia del ladrillo.

El grado de ladrillo M75 significa que el ladrillo debe soportar una carga de 75 kgf / cm & sup2, sin embargo, la resistencia del ladrillo y la resistencia del ladrillo son cosas diferentes. La siguiente tabla le ayudará a comprender esto:

tabla 1... Resistencias a la compresión calculadas para mampostería

Pero eso no es todo. De todos modos SNiP II-22-81 (1995) cláusula 3.11 a) recomienda que, con el área de pilares y muros inferior a 0,3 m & sup2, multiplique el valor de la resistencia de diseño por el coeficiente de condiciones de trabajo γ c = 0,8... Y dado que el área de la sección transversal de nuestra columna es 0.25x0.25 = 0.0625 my sup2, tendrá que usar esta recomendación. Como puede ver, para el grado de ladrillo M75, incluso cuando se usa mortero de mampostería M100, la resistencia de la mampostería no excederá los 15 kgf / cm2. Como resultado, la resistencia calculada para nuestra columna será 15 0.8 = 12 kg / cm & sup2, entonces el esfuerzo de compresión máximo será:

10300/625 = 16,48 kg / cm y sup2> R = 12 kgf / cm y sup2

Por lo tanto, para asegurar la resistencia requerida de la columna, use un ladrillo de mayor resistencia, por ejemplo, M150 (la resistencia a la compresión calculada para un grado de solución M100 será 22 0.8 = 17.6 kg / cm2) o aumente la cruz de la columna. Sección o uso de refuerzo transversal de la mampostería. Por ahora, centrémonos en utilizar un ladrillo de revestimiento más duradero.

3. Determinación de la estabilidad de una columna de ladrillo.

La resistencia del ladrillo y la estabilidad de la columna de ladrillo también son cosas diferentes y siguen siendo las mismas. SNiP II-22-81 (1995) recomienda determinar la estabilidad de una columna de ladrillo mediante la siguiente fórmula:

N ≤ m g φRF (1.1)

m g- coeficiente que tiene en cuenta el efecto de la carga a largo plazo. En este caso, relativamente hablando, tuvimos suerte, ya que a una altura de sección h≤ 30 cm, el valor de este coeficiente puede tomarse igual a 1.

φ - coeficiente de pandeo, en función de la flexibilidad de la columna λ ... Para determinar este coeficiente, necesita conocer la longitud estimada de la columna l o, y no siempre coincide con la altura de la columna. Las sutilezas de determinar la longitud de diseño de la estructura no se describen aquí, solo notamos que de acuerdo con la cláusula 4.3 de SNiP II-22-81 (1995): "Las alturas de diseño de muros y pilares l o al determinar los coeficientes de pandeo φ dependiendo de las condiciones de su apoyo sobre soportes horizontales, se debe tomar lo siguiente:

a) con soportes de bisagra fijos l o = H;

b) con un soporte superior elástico y pellizco rígido en el soporte inferior: para edificios de un solo vano l o = 1,5 H, para edificios de varios vanos l o = 1,25 H;

c) para estructuras independientes l o = 2H;

d) para estructuras con secciones de soporte parcialmente restringidas, teniendo en cuenta el grado real de restricción, pero no menos l o = 0,8 H, dónde H- la distancia entre pisos u otros soportes horizontales, con soportes horizontales de hormigón armado, la distancia entre ellos a la luz. "

A primera vista, se puede considerar que nuestro esquema de diseño satisface las condiciones del punto b). es decir, puedes tomar l o = 1,25 H = 1,25 3 = 3,75 metros o 375 cm... Sin embargo, podemos usar con confianza este valor solo cuando el soporte inferior es realmente rígido. Si se colocará una columna de ladrillo sobre una capa de impermeabilización hecha de fieltro para techos colocada sobre la base, entonces dicho soporte debe considerarse con bisagras y no rígidamente pellizcado. Y en este caso, nuestra estructura en un plano paralelo al plano de la pared es geométricamente variable, ya que la estructura del suelo (tablones separados) no aporta suficiente rigidez en el plano indicado. Hay 4 formas de salir de esta situación:

1. Aplicar un esquema de diseño fundamentalmente diferente, por ejemplo - columnas de metal, incrustados rígidamente en la cimentación, a los que se soldarán las vigas del piso, luego, por razones estéticas, las columnas metálicas se pueden recubrir con ladrillos de revestimiento de cualquier marca, ya que el metal soportará toda la carga. En este caso, sin embargo, debe calcular las columnas de metal, pero se puede tomar la longitud estimada l o = 1,25 H.

2. Haz otra superposición, por ejemplo de materiales de hoja, lo que permitirá considerar tanto el soporte superior como el inferior de la columna como abisagrados, en este caso l o = H.

3. Hacer rigidez del diafragma en un plano paralelo al plano de la pared. Por ejemplo, no coloque columnas en los bordes, sino muelles. Esto también permitirá considerar articulados tanto el soporte superior como el inferior de la columna, pero en este caso es necesario calcular adicionalmente la rigidez del diafragma.

4. Ignore las opciones anteriores y calcule las columnas como independientes con un soporte inferior rígido, es decir. l o = 2H... Al final, los antiguos griegos erigieron sus columnas (aunque no de ladrillos) sin ningún conocimiento de la resistencia de los materiales, sin el uso de anclajes metálicos, e incluso tan cuidadosamente escritas construyendo códigos y no había reglas en esos días, sin embargo, algunas de las columnas permanecen hasta el día de hoy.

Ahora, conociendo la longitud calculada de la columna, puede determinar el factor de esbeltez:

λ h = l o / h (1.2) o

λ I = l o (1.3)

h- la altura o el ancho de la sección de la columna, y I- Radio de giro.

En principio, no es difícil determinar el radio de giro, debe dividir el momento de inercia de la sección por el área de la sección y luego extraer el resultado Raíz cuadrada sin embargo, en este caso, esto no es muy necesario. Por lo tanto λ h = 2300/25 = 24.

Ahora, conociendo el valor del factor de esbeltez, finalmente podemos determinar el factor de pandeo de la tabla:

Tabla 2... Coeficientes de pandeo para estructuras de piedra y mampostería reforzada
(según SNiP II-22-81 (1995))

Al mismo tiempo, la característica elástica de la mampostería. α determinado por la tabla:

Tabla 3... Característica elástica de la mampostería. α (según SNiP II-22-81 (1995))

Como resultado, el valor del coeficiente de pandeo será de aproximadamente 0,6 (con el valor de la característica elástica α = 1200, según ítem 6). Entonces la carga última en la columna central será:

N p = m g φγ con RF = 1 0,6 0,8 22 625 = 6600 kg< N с об = 9400 кг

Esto significa que la sección aceptada de 25x25 cm no es suficiente para garantizar la estabilidad de la columna central inferior comprimida centralmente. Para aumentar la estabilidad, lo más óptimo sería aumentar la sección de la columna. Por ejemplo, si coloca una columna con un vacío dentro de un ladrillo y medio, de 0.38x0.38 m de tamaño, entonces no solo el área de la sección de la columna aumentará a 0.13 m & sup2 o 1300 cm & sup2 , pero el radio de inercia de la columna también aumentará a I= 11,45 cm... Luego λ i = 600 / 11,45 = 52,4, y el valor del coeficiente φ = 0,8... En este caso, la carga última en la columna central será:

N p = m g φγ con RF = 1 0.8 0.8 22 1300 = 18304 kg> N con rev = 9400 kg

Esto significa que las secciones transversales de 38x38 cm son suficientes para asegurar la estabilidad de la columna central inferior comprimida centralmente con un margen, e incluso es posible reducir la rasante del ladrillo. Por ejemplo, con el grado M75 adoptado originalmente, la carga máxima será:

N p = m g φγ con RF = 1 0.8 0.8 12 1300 = 9984 kg> N con rev = 9400 kg

Parece ser todo, pero conviene tener en cuenta un detalle más. En este caso, es mejor hacer la cinta de base (única para las tres columnas) y no columnar (por separado para cada columna); de lo contrario, incluso un pequeño hundimiento de la base provocará tensiones adicionales en el cuerpo de la columna y esto puede conducir a la destrucción. Teniendo en cuenta todo lo anterior, la sección más óptima de las columnas será de 0,51x0,51 m, y desde el punto de vista estético, esta sección es óptima. El área de la sección transversal de tales columnas será de 2601 cm & sup2.

Un ejemplo de cálculo de una columna de ladrillos para la estabilidad.
con compresión excéntrica

Las columnas extremas en la casa proyectada no estarán comprimidas centralmente, ya que las vigas se apoyarán sobre ellas solo en un lado. E incluso si las vigas se colocan en toda la columna, aún así, debido a la deflexión de las vigas, la carga del piso y el techo se transferirá a las columnas extremas que no están en el centro de la sección de la columna. El lugar donde se transmitirá la resultante de esta carga depende del ángulo de inclinación de las vigas sobre los soportes, los módulos elásticos de las vigas y columnas, y varios otros factores. Este desplazamiento se denomina excentricidad de la aplicación de carga eo. En este caso, nos interesa la combinación de factores más desfavorable, en la que la carga del suelo a las columnas se transmitirá lo más cerca posible del borde de la columna. Esto significa que, además de la carga en sí, las columnas también se verán afectadas por un momento flector igual a M = Ne o, y este punto debe tenerse en cuenta en los cálculos. En general, las pruebas de estabilidad se pueden realizar utilizando la siguiente fórmula:

N = φRF - MF / W (2.1)

W- el momento de resistencia de la sección. En este caso, la carga para las columnas del extremo inferior del techo se puede considerar convencionalmente que se aplica de manera centralizada, y la excentricidad será creada solo por la carga del piso. Con una excentricidad de 20 cm

N p = φRF - MF / W =1 0,8 0,8 12 2601- 3000 20 2601· 6/51 3 = 19975,68 - 7058,82 = 12916,9 kg>N cr = 5800 kg

Por lo tanto, incluso con una excentricidad muy grande de la aplicación de carga, tenemos más de dos veces el margen de seguridad.

Nota: SNiP II-22-81 (1995) "Estructuras de piedra y mampostería reforzada" recomienda utilizar un método diferente para calcular la sección, teniendo en cuenta las características de las estructuras de piedra, pero el resultado será aproximadamente el mismo, por lo tanto, el método de cálculo recomendado por SNiP no se da aquí.

Para calcular la estabilidad de una pared, primero debe comprender su clasificación (consulte SNiP II -22-81 "Estructuras de piedra y piedra reforzada", así como un manual de SNiP) y comprender qué tipos de paredes hay:

1. Muros de carga - estos son muros sobre los que se apoyan losas de piso, estructuras de techo, etc. El espesor de estas paredes debe ser de al menos 250 mm (para mampostería). Estas son las paredes más importantes de la casa. Se debe contar con ellos por su fuerza y ​​estabilidad.

2. Paredes autoportantes - estos son muros sobre los que nada descansa, pero la carga de todos los pisos suprayacentes actúa sobre ellos. De hecho, en una casa de tres pisos, por ejemplo, tal pared tendría tres pisos de altura; la carga sobre ella solo por el propio peso de la mampostería es significativa, pero la cuestión de la estabilidad de dicha pared también es muy importante: cuanto más alta es la pared, mayor es el riesgo de deformaciones.

3. Muros cortina- estas son paredes externas que descansan en el piso (o en otros elementos estructurales) y la carga sobre ellos cae desde la altura del piso solo por el propio peso de la pared. La altura de los muros cortina no debe ser superior a 6 metros, de lo contrario se vuelven autoportantes.

4. Las particiones son paredes interiores menos de 6 metros de altura, tomando solo la carga de su propio peso.

Tratemos el tema de la estabilidad de la pared.

La primera pregunta que surge de la persona "no iniciada": bueno, ¿a dónde puede ir el muro? Encontremos la respuesta usando una analogía. Tome un libro de tapa dura y colóquelo en su borde. Cuanto mayor sea el formato del libro, menor será su sostenibilidad; por otro lado, cuanto más grueso sea el libro, mejor se mantendrá en el borde. La situación es la misma con las paredes. La estabilidad de la pared depende de la altura y el grosor.

Ahora tomemos la peor opción: coloque una computadora portátil delgada de gran formato en el borde; no solo perderá estabilidad, sino que también se doblará. Entonces, la pared, si no se cumplen las condiciones para la relación de espesor y altura, comenzará a doblarse fuera del plano y, con el tiempo, se agrietará y colapsará.

¿Qué se necesita para evitar tal fenómeno? Es necesario estudiar párrafos. 6.16 ... 6.20 SNiP II -22-81.

Considere los problemas de determinar la estabilidad de las paredes usando ejemplos.

Ejemplo 1. Se presenta un tabique de hormigón celular M25 sobre mortero M4 con una altura de 3,5 m, un espesor de 200 mm, un ancho de 6 m, no asociado a superposición. En la partición, la puerta es de 1x2,1 m. Es necesario determinar la estabilidad de la partición.

De la tabla 26 (p. 2) determinamos el grupo de mampostería - III. ¿De la tabla 28 encontramos? = 14. Dado que la partición no está fija en la sección superior, es necesario reducir el valor β en un 30% (de acuerdo con la cláusula 6.20), es decir β = 9,8.

k 1 = 1.8 - para un tabique que no soporta una carga con su espesor de 10 cm, y k 1 = 1.2 - para un tabique de 25 cm de espesor Por interpolación, encontramos para nuestro tabique de 20 cm de espesor k 1 = 1.4;

k 3 = 0,9 - para una partición con aberturas;

significa k = k 1 k 3 = 1.4 * 0.9 = 1.26.

Finalmente, β = 1,26 * 9,8 = 12,3.

Encontremos la relación entre la altura de la partición y el espesor: H / h = 3.5 / 0.2 = 17.5> 12.3 - la condición no se cumple, no se puede hacer una partición de tal espesor con una geometría dada.

¿Cómo puedes solucionar este problema? Intentemos aumentar el grado de la solución a M10, luego el grupo de mampostería se convertirá en II, respectivamente β = 17, y teniendo en cuenta los coeficientes β = 1.26 * 17 * 70% = 15< 17,5 - этого оказалось недостаточно. Увеличим марку газобетона до М50, тогда группа кладки станет I , соответственно β = 20, а с учетом коэффициентов β = 1,26*20*70% = 17.6 >17.5 - se cumple la condición. También fue posible, sin aumentar el grado del hormigón celular, colocar armaduras constructivas en el tabique de acuerdo con la cláusula 6.19. Entonces β aumenta en un 20% y se asegura la estabilidad de la pared.

Ejemplo 2. Se proporciona un muro cortina externo hecho de ladrillo ligero de grado M50 sobre mortero de grado M25. La altura del muro es de 3 m, el espesor es de 0,38 m, la longitud del muro es de 6 m. Un muro con dos ventanas de 1,2 x 1,2 m. Es necesario determinar la estabilidad del muro.

De la tabla 26 (p. 7) determinamos el grupo de mampostería: I. De la tabla s 28 encontramos β = 22. la pared no está fijada en la sección superior, el valor β debe reducirse en un 30% (de acuerdo con la cláusula 6.20), es decir, β = 15,4.

Encontramos los coeficientes k de la tabla s 29:

k 1 = 1.2 - para una pared, no una carga de apoyo con un grosor de 38 cm;

k 2 = √А n / A b = √1.37 / 2.28 = 0.78 - para un muro con aberturas, donde A b = 0.38 * 6 = 2.28 m 2 es el área de la sección horizontal del muro, teniendo en cuenta ventanas, Y n = 0,38 * (6-1,2 * 2) = 1,37 m 2;

significa k = k 1 k 2 = 1.2 * 0.78 = 0.94.

Finalmente, β = 0,94 * 15,4 = 14,5.

Encuentre la relación entre la altura de la partición y el espesor: H / h = 3 / 0.38 = 7.89< 14,5 - условие выполняется.

También es necesario comprobar la condición indicada en la cláusula 6.19:

H + L = 3 + 6 = 9 m< 3kβh = 3*0,94*14,5*0,38 = 15.5 м - условие выполняется, устойчивость стены обеспечена.

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Comentarios (1)

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0 # 212 Alexey 21/02/2018 07:08

Cito a Irina:

los perfiles no sustituirán a los accesorios


Cito a Irina:

sobre la cimentación: se permiten huecos en el cuerpo de hormigón, pero no desde abajo, para no reducir el área de apoyo, que es responsable de la capacidad de carga. Es decir, debe haber una fina capa de hormigón armado debajo.
¿Y qué tipo de base, cinta o losa? ¿Qué son los suelos?

Los suelos aún no se conocen, lo más probable es que haya un campo abierto de todo tipo de marga, inicialmente pensé que era una losa, pero saldrá baja, la quiero más alta, y también tendré que rematar. capa fértil para disparar, así que me inclino hacia una base acanalada o incluso en forma de caja. Capacidad de carga No necesito mucha tierra: la casa todavía se decidió en el primer piso, y el concreto de arcilla expandida no es muy pesado, no hay más de 20 cm de congelación (aunque según los antiguos estándares soviéticos, 80).

Pienso quitar la capa superior de 20-30 cm, colocar geotextiles, cubrir con arena de río y nivelar con compactación. Luego una regla preparatoria ligera - para nivelar (parece que ni siquiera hacen refuerzo, aunque no estoy seguro), encima de la impermeabilización con una imprimación
y luego ya existe un dilema: incluso si ata los marcos de refuerzo con un ancho de 150-200 mm x 400-600 mm de altura y los coloca en incrementos de un metro, entonces todavía necesita formar algunos vacíos entre estos marcos e, idealmente , estos huecos deben estar en la parte superior del refuerzo (sí, también con cierta distancia de la preparación, pero al mismo tiempo, también deberán reforzarse con una capa delgada debajo de una regla de 60-100 mm en la parte superior). Las losas de PPS deben ser monolíticas como huecos; teóricamente, será posible verter esto en una pasada con vibración.

Aquellos. como si fuera una losa de 400-600 mm en apariencia con un poderoso refuerzo cada 1000-1200 mm, la estructura volumétrica es uniforme y liviana en otros lugares, mientras que en el interior alrededor del 50-70% del volumen habrá espuma (en lugares descargados), es decir. en términos de consumo de hormigón y refuerzo, es bastante comparable a una losa de 200 mm, pero + un montón de espuma relativamente barata y más trabajo.

Si de alguna manera aún reemplaza la espuma con tierra / arena simple, será aún mejor, pero entonces, en lugar de una preparación ligera, es más prudente hacer algo más serio con el refuerzo y la eliminación del refuerzo en las vigas; en general, me faltan ambos. teoría y experiencia práctica.

0 # 214 Irina 22/02/2018 16:21

Cita:

Es una pena, en general, simplemente escriben que en el concreto liviano (concreto de arcilla expandida) hay una mala conexión con el refuerzo, ¿cómo lidiar con esto? Según tengo entendido, cuanto más fuerte sea el hormigón y mayor sea la superficie del refuerzo, mejor será la conexión, es decir, necesita hormigón de arcilla expandida con la adición de arena (y no solo arcilla expandida y cemento) y refuerzo delgado, pero más a menudo

¿Por qué luchar? solo hay que tenerlo en cuenta en el cálculo y en el diseño. Verá, el hormigón de arcilla expandida es lo suficientemente bueno pared material con su propia lista de ventajas y desventajas. Como cualquier otro material. Ahora, si quisieras usarlo para piso monolítico, Te desanimaría, porque
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