Изчисляване на тухлена колона

Изчисляване на тухлена колона

пример за типично изчисление

Тухла - доста силен строителен материал, особено твърд, а когато се строят къщи на 2-3 етажа, стените от обикновени керамични тухли в допълнителните изчисления обикновено не се нуждаят. Въпреки това, ситуацията е различна, например, е планирана двуетажна къща с тераса на втория етаж. Метални щифтове, които също са базирани метални греди припокриват тераса, планирани граничат тухла колона на лицето тухла височина от 3 метра над височината на колоната ще продължат да са 3 м, което ще се основава на покрива:

Това поражда естествен въпрос: кое минимално напречно сечение на колоните ще осигури необходимата сила и стабилност? Разбира се, идеята е да се постави на колоната от глина тухла, и колкото повече стените на къщата, е далеч от нови, и всички аспекти на изчисленията на тухлени стени, кейове, колони, което е същността на колони са изложени подробно в парченце II-22-81 (1995) "Камък и подсилени конструкции." Този нормативен документ трябва да бъде следван при изчисляването. Изчисленията, дадени по-долу, не са нищо повече от пример за използването на горния SNiPa.

За да се определи силата и стабилността на колони, трябва да има много сурови данни, като: сила марка тухла, районът носещи напречни греди върху колоните на натоварване на колоната, площта на колона на напречното сечение и ако фазата на проектиране нищо от това не е известно, че е възможно да се направи както следва:

Пример за изчисляване на тухлена колона за стабилност

с централно компресиране

Прогнозира тераса размери 5x8 m три колони (един в средата и две по краищата) на лицето тухла раздел 0,25h0,25 разстоянието между осите на колоните на тухли 4 m Марка M75 за сила ....

1. Натоварване върху колоните.

С този дизайн максималното натоварване ще бъде на средната долна колона. Тя е тази, която трябва да се брои на силата. Зареждането на колоната зависи от много фактори, по-специално от областта на строителството. Например, натоварването на снега на покрива в Санкт Петербург е 180 kg / msup2, а в Ростов на Don - 80 kg / msup2. Като се вземе предвид теглото на самия покрив, 50-75 кг / м2, натоварването на колоната от покрива за Пушкин от Ленинградския регион може да бъде:

N от покрива = (180 · 1,25 +75) · 5 · 8/4 = 3000 kg или 3 тона

Тъй като натоварването на припокриването на материала и на хората, седнали на терасата, мебели и т.н. не са известни все още, но плочата не се планира точно, но се предполага, че припокриването ще бъдат направени от дърво, от отделните базисни Дъски, изчисляване на товара от терасата можете да вземете равномерно разпределен товар от 600 кг / msup2 след това се концентрира сила от терасите, въздействащи върху централната колона, е:

N от терасата = 600 · 5 · 8/4 = 6000 кг или 6 тона

Собственото тегло на колоните с дължина 3 m ще бъде:

N от колоната = 1500 · 3 · 0,38 · 0,38 = 649,8 kg или 0,65 тона

По този начин общото натоварване на средната долна колона в участъка на колоната в близост до основата е:

N с о = 3000 + 6000 + 2 · 650 = 10,300 кг или 10,3 тона

Въпреки това, в този случай, можем да считаме, че не е много висока степен на вероятност, че на живо натоварване от сняг, максималната през зимата, и временен товар на покрива, максималната през лятото, ще се прилагат едновременно. Т.е. сумата от тези натоварвания може да бъде умножена по коефициент на вероятност от 0,9, след това:

N с o = (3000 + 6000) · 0.9 + 2. 650 = 9.400 кг или 9.4 тона

Изчисленото натоварване на крайните колони ще бъде почти два пъти по-малко:

N cr = 1500 + 3000 + 1300 = 5800 кг или 5.8 тона

2. Определяне на здравината на зидарията.

Тухлената маса M75 означава, че тухлата трябва да издържа на товар от 75 kgf / cmup2, но силата на тухла и якостта на зидарията са различни. Следната таблица ще ви помогне да разберете това:

Таблица 1. Оценка на устойчивостта на компресия за зидария (съгласно SNiP II-22-81 (1995))

Но това не е всичко. Същият изрезка II-22-81 (1995) 3.11 а) препоръчва квадратни колони и преградни стени поне 0.3 msup2 умножава изчислената стойност на коефициента на съпротивление при условията на работа? С = 0.8. И тъй като площта на напречното сечение на нашата колона е 0.25x0.25 = 0.0625 msup2, тази препоръка трябва да се използва. Както виждаме, при M75 тухли, дори при зидария M100, силата на зидарията няма да надвишава 15 kgf / cmsup2. В резултат на това съпротивлението на дизайна за нашата колона ще бъде 15 · 0.8 = 12 kg / cmup2, тогава максималното напрежение при натиск ще бъде:

10300/625 = 16,48 kg / cmsup2 > R = 12 kgf / cm2

По този начин да се осигури достатъчна здравина колона необходимо да се използва тухла или по-голяма сила, например M150 (изчислено съпротивление на натиск в разтвор марка M100 бъде 22 · 0.8 = 17.6 кг / smsup2) или разширят част на колоната или използване напречно укрепване на зидария. Докато ние се фокусираме върху използването на по-трайни облицовъчни тухли.

3. Определяне на стабилността на тухлената колона.

Силата на тухлата и стабилността на тухлената колона също са различни и същият SNiP II-22-81 (1995) препоръчва да се определи стабилността на тухлената колона според следната формула:

N? mg? RF (1.1)

където

mg е коефициент, който отчита ефекта от продължителното натоварване. В този случай, за нас, относително казано, късмет, тъй като на височина на напречното сечение h? 30 см, стойността на този коефициент може да бъде равна на 1.

? - изкълчване коефициент, който зависи от гъвкавостта на колоната ?. За да се определи това съотношение, необходимо е да се знае, очакваната продължителност на колона л о. но тя не винаги съвпада с височината на колоната. Тънкостите на определяне на прогнозната продължителност на структурата не е представен, ние отбелязваме само, че в съответствие с парченце II-22-81 (1995) точка 4.3: "Очакваната височина на стените и ето стълба при определяне на коефициентите на изкълчване в зависимост от условията за подпомагане на тяхната хоризонтална подкрепа трябва предприеме:

а) за фиксирани окачващи опори l o = H;

б) с еластична горна опора и твърдо захващане в долната опора: за едноетажни сгради l o = 1,5H. за сгради с много размери l o = 1.25H;

в) за свободно стоящи структури 10 = 2Н;

г) за конструкции с частично закрепени подпорни секции - като се вземе предвид действителната степен на притискане, но не по-малка от l o = 0,8N. където H е разстоянието между тавани или други хоризонтални подпори, като стоманобетонният хоризонт поддържа разстоянието между тях в светлина. "

На пръв поглед нашата изчислителна схема може да се счита за отговаряща на условията на буква б). т.е. можете да вземете л о = 1,25H = 1,25 · 3 = 3,75 м или 375 см. Въпреки това уверено да използва тази стойност, ние може само в случаите, когато по-ниската подкрепа е наистина трудно. Ако тухлената колона се полага върху слоя от хидроизолацията от покривния материал, поставен върху основата, тогава такава опора би трябвало да се смята за шарнирна, а не за твърда захващане. И в този случай нашата конструкция в равнина, успоредна на равнината на стената, е геометрично променлива, тъй като структурата на припокриването (отделно разположените дъски) не осигурява достатъчна твърдост в определената равнина. От подобна ситуация има 4 изхода:

1. Прилагане на фундаментално различна схема на проектиране. например - метална колона, неподвижно вградени в основата на които са заварени щифтове се припокриват, тогава естетически причини, метални колони могат да налагат облицовъчни тухли всяка марка, тъй като целия товар ще се поемат от метал. В този случай, вярно е, че металните колони трябва да бъдат изчислени, но изчислената дължина може да бъде приета като l o = 1,25H.

2. Направете още едно припокриване. например от листови материали, което ни позволява да разглеждаме горната и долната подпори на колоните като шарнирни, в този случай l o = H.

3. Направете укрепваща диафрагма в равнина, успоредна на равнината на стената. Например, по ръбовете не полагайте колони, а по-скоро кейове. Това също така ще позволи на горната и долната опорна стойка да се считат за шарнирно свързани, но в този случай е необходимо допълнително да се изчисли укрепващата диафрагма.

4. Не обръщайте внимание на горните опции и изчислявайте колоните като самостоятелни с твърда долна опора, т.е. l o = 2H. В крайна сметка, гърците поставят своите колони (макар и не от тухли), без да знаят нищо за силата на материали, без използване на метални котви, и така внимателно изготвени строителни регулации в тези дни не е, обаче, някои колони са и до днес.

Сега, знаейки прогнозната дължина на колоната, можете да определите коефициента на гъвкавост:

където

h е височината или ширината на секцията на колоната и i е радиусът на инерцията.

Определете радиуса на инерцията по принцип не е трудно, трябва да разделите момента на инерция на секцията от областта на напречното сечение и след това извлечете квадратния корен от резултата, но в този случай няма голяма нужда от това. По този начин, Н = 2. 300/25 = 24.

Сега, знаейки стойността на коефициента на гъвкавост, можете най-накрая да определите коефициента на надлъжно огъване в таблицата:

Таблица 2. Коефициенти на надлъжно огъване за каменни и армирани конструкции

(съгласно SNIP II-22-81 (1995))

В този случай еластичната характеристика на зидарията? се определя от таблицата:

Таблица 3. Еластична характеристика на зидарията? (съгласно SNIP II-22-81 (1995))

В резултат на това стойността на коефициента на надлъжно огъване ще бъде около 0,6 (за еластична характеристика £ = 1200, съгласно параграф 6). Тогава максималното натоварване на централната колона е:

Np = mg с RF = 1, 0.6, 0.8, 22, 625 = 6600 kg < N>о = 9400 кг

Това означава, че полученото сечение 25x25 см за стабилизиране на долната част на централната колона централно сгъстен достатъчно. За да се увеличи съпротивлението ще увеличи оптимална част на колоната. Например, ако разпространението колона невалидни в рамките на половин тухла размери 0,38h0,38 m, така че не само да увеличи сечение на колоната 0,13 msup2 smsup2 или 1300, но ще увеличи радиусът на въртене и колоната докато = 11,45 см. След това ,? I = 600 / 11,45 = 52,4. и стойността на коефициента? = 0.8. В този случай граница натоварването на централния стълб е:

Np = mg с RF = 1, 0.8, 0.8, 22, 1300 = 18304 kg > N с об = 9400 кг

Това означава, че раздели 38х38 см, за да се гарантира стабилността на долната централна централно компресирана колона е достатъчно с марж и дори можете да намалите марката тухли. Например, с оригиналната марка M75, максималното натоварване е:

Np = mg с RF = 1, 0.8, 0.8, 12, 1300 = 9984 kg > N с об = 9400 кг

Изглежда, че всичко, но е желателно да се вземат предвид още един детайл. В основата на този случай е по-добре да се направи една лента (еднаква за всички три колони), а не с колони (поотделно за всяка колона), в противен случай дори и малък пропадане на фундамент доведе до допълнителни напрежения в колоните на организма и това може да доведе до унищожение. С оглед на изложеното по-горе, оптимално напречно сечение ще 0,51h0,51 м колони, и от естетична гледна точка на тази част е оптимално. Площта на напречното сечение на такива колони ще бъде 2601 cmsup2.

Пример за изчисляване на тухлена колона за стабилност

с ексцентрично компресиране

Изключителните колони в проектираната къща няма да бъдат централно притиснати, тъй като те ще бъдат подкрепени от болтове само от едната страна. И дори ако закотвите ще бъдат положени върху цялата колона, все още се дължи на огъването на напречните ребра, че натоварването от тавана и покрива ще бъде прехвърлено към външните колони, които не са в центъра на секцията на колоната. На кое място ще се прехвърли резултатът от това натоварване, зависи от ъгъла на наклона на напречните носаци на опорите, модулите на еластичност на напречните и колоните и редица други фактори. Това отместване се нарича ексцентрицитета на приложението на натоварване eo. В този случай се интересуваме от най-неблагоприятната комбинация от фактори, при които натоварването от припокриване върху колоните ще бъде предадено колкото е възможно по-близо до края на колоната. Това означава, че огъващият момент, равен на M = Neo, също ще действа върху колоните, с изключение на самия товар. и тази точка трябва да се вземе предвид при изчисленията. Като цяло, тестът за стабилност може да се извърши, като се използва следната формула:

N = RF - MF / W (2.1)

където

W е моментът на съпротивление на сечението. В този случай натоварването на долните крайни колони от покрива може да се разглежда като централно свързано и ексцентрицитетът ще създаде само натоварване от припокриването. С ексцентричност 20 см

Np = - RF - 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 кг

По този начин, дори при много голяма ексцентричност на натоварването, имаме повече от два пъти границата на безопасност.

Забележка: SNP II-22-81 (1995) "Stone и подсилена структура" препоръчва използването на друга техника изчисление сечение взема предвид характеристиките на зидани конструкции, но резултатът ще бъде приблизително същата, така метод за изчисление препоръчва заострена пропусне.