Cálculo de uma coluna de tijolo para resistência e estabilidade. Cálculo da resistência da alvenaria no cais Cálculo da resistência de uma parede de tijolos portante

Vamos verificar a resistência do pilar de tijolo da parede de suporte de um edifício residencial de número variável de andares em Vologda.

Dados iniciais:

Altura do piso - Líquido=2,8 m;

Número de pisos – 8 pisos;

O passo das paredes estruturais é a=6,3 m;

As dimensões da abertura da janela são 1,5x1,8 m;

As dimensões da seção transversal do cais são 1,53x0,68 m;

A espessura da milha interna é de 0,51 m;

Área transversal do cais-A=1,04m2;

Comprimento plataforma de suporte lajes para alvenaria

Materiais: tijolo de silicato de revestimento espessado (250X120X88) GOST 379-95, grau SUL-125/25, pedra de silicato poroso (250X120X138) GOST 379-95, grau SRP -150/25 e tijolo de silicato oco espessado (250x120x88) GOST 379 -95 marca SURP-150/25. Usado para assentamento de 1 a 5 andares argamassa de cimento e areia M75, para 6-8 andares, densidade de alvenaria = 1800 kg/m3, alvenaria multicamadas, isolamento - espuma de poliestireno marca PSB-S-35 n = 35 kg/m3 (GOST 15588-86). Na alvenaria multicamadas, a carga será transferida para a versta interna da parede externa, portanto, no cálculo da espessura da versta externa e do isolamento, não levamos em consideração.

A coleta de carga do pavimento e pisos é apresentada nas tabelas 2.13, 2.14, 2.15. O cais calculado é mostrado na Fig. 2.5.

Figura 2.12. Cais de projeto: a - planta; b - seção vertical da parede; esquema de cálculo c; d - diagrama de momentos

Tabela 2.13. Coleta de cargas no revestimento, kN/m 2

Nome da carga	Valor padrão kN/m2		Valor de projeto kN/m2
Constante: 1. Camada de linocrom TKP, t=3,7 mm, peso de 1 m2 de material 4,6 kg/m2, =1100 kg/m3 2. Camada de linocrom KhPP, t=2,7 mm peso de 1 m2 de material 3,6 kg/m2, =1100 kg/m3 3. Primer “Primer Betume”
4. Betonilha de cimento-areia, t=40 mm, =1800 kg/m3 5. Cascalho de argila expandida, t = 180 mm, = 600 kg/m3, 6. Isolamento - espuma de poliestireno PSB-S-35, t=200 mm, =35 kg/m3 7. Parosol 8. Laje de concreto armado
Temporário: S0н =0,7ХSqмЧСeЧСt= 0,7Ч2,4 1Ч1Ч1

Tabela 2.14. Coleta de cargas em sótão,kN/m2

Tabela 2.15. Coleta de cargas em revestimento entre pisos,kN/m2

Tabela 2.16. Coleta de cargas por 1 m.p. da parede externa t=680 mm, kN/m2

Vamos determinar a largura da área de carga usando a fórmula 2.12

onde b é a distância entre os eixos de alinhamento, m;

a é a quantidade de apoio da laje, m.

O comprimento da área de carga da divisória é determinado pela fórmula (2.13).

onde l é a largura da parede;

eu f - largura aberturas de janela, m.

A determinação da área de carga (conforme Figura 2.6) é realizada conforme fórmula (2.14)

Figura 2.13. Esquema para determinação da área de carga da divisória

Calculamos a força N na divisória dos andares superiores ao nível da base dos andares do primeiro andar com base na área de carga e nas cargas atuais nos pisos, revestimentos e telhado, e na carga do peso do parede externa.

Tabela 2.17. Coleta de carga, kN/m

Nome da carga	Valor de projeto kN/m
1. Design da capa
2. Sótão
3. Revestimento entre pisos
4. Parede exterior t = 680 mm

O cálculo de elementos não reforçados comprimidos excentricamente de estruturas de alvenaria deve ser realizado de acordo com a fórmula 13

As paredes estruturais externas devem, no mínimo, ser projetadas para resistência, estabilidade, colapso local e resistência à transferência de calor. Descobrir qual deve ser a espessura de uma parede de tijolos? , você precisa calculá-lo. Neste artigo veremos o cálculo da capacidade de carga alvenaria, e nos artigos seguintes - os demais cálculos. Para não perder a saída novo artigo, assine a newsletter e você saberá qual deve ser a espessura da parede depois de todos os cálculos. Como a nossa empresa atua na construção de chalés, ou seja, construções baixas, consideraremos todos os cálculos especificamente para esta categoria.

Consequência são chamadas de paredes que suportam a carga de lajes, revestimentos, vigas, etc.

Você também deve levar em consideração a marca do tijolo para resistência ao gelo. Como cada um constrói uma casa para si há pelo menos cem anos, em condições secas e de umidade normal do local, é aceita uma nota (M rz) de 25 e superior.

Na construção de casa, chalé, garagem, anexos e outras estruturas com condições secas e de umidade normal, recomenda-se a utilização de tijolos vazados para paredes externas, pois sua condutividade térmica é inferior à dos tijolos maciços. Assim, durante os cálculos de engenharia térmica, a espessura do isolamento será menor, o que economizará dinheiro ao comprá-lo. Tijolo maciço para paredes externas deve ser utilizado somente quando for necessário garantir a resistência da alvenaria.

Reforço de alvenaria só é permitido se o aumento do grau do tijolo e da argamassa não fornecer a capacidade de carga necessária.

Exemplo de cálculo parede de tijolos.

A capacidade de carga da alvenaria depende de muitos fatores - a marca do tijolo, a marca da argamassa, a presença de aberturas e suas dimensões, a flexibilidade das paredes, etc. O cálculo da capacidade de carga começa com a determinação do esquema de projeto. No cálculo de paredes para cargas verticais, considera-se que a parede é sustentada por suportes articulados e fixos. Ao calcular paredes para cargas horizontais (vento), a parede é considerada rigidamente fixada. É importante não confundir estes diagramas, pois os diagramas de momentos serão diferentes.

Seleção da seção de design.

Em paredes sólidas, a seção de projeto é considerada a seção I-I ao nível da parte inferior do piso com uma força longitudinal N e um momento fletor máximo M. Muitas vezes é perigoso seção II-II, uma vez que o momento fletor é ligeiramente menor que o máximo e é igual a 2/3M, e os coeficientes m g e φ são mínimos.

Nas paredes com vãos, a secção é medida ao nível do fundo das vergas.

Vejamos a seção II-I.

Do artigo anterior Coleta de cargas na parede do primeiro andar Tomemos o valor resultante da carga total, que inclui a carga do piso do primeiro andar P 1 = 1,8 t e ​​dos pisos sobrepostos G = G p +P 2 +G 2 = 3,7t:

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

A laje assenta na parede a uma distância de a=150mm. A força longitudinal P 1 do teto estará a uma distância a / 3 = 150/3 = 50 mm. Por que 1/3? Porque o diagrama de tensões sob a seção de suporte terá a forma de um triângulo, e o centro de gravidade do triângulo está localizado em 1/3 do comprimento do suporte.

A carga dos pisos sobrepostos G é considerada aplicada centralmente.

Como a carga da laje (P 1) não é aplicada no centro da seção, mas a uma distância dela igual a:

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

então criará um momento fletor (M) em seção I-I. O momento é o produto da força e do braço.

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

Então a excentricidade da força longitudinal N será:

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

Como a parede de suporte tem 25 cm de espessura, o cálculo deve levar em consideração o valor da excentricidade aleatória e ν = 2 cm, então a excentricidade total é igual a:

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

y=h/2=12,5cm

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

Resistência da alvenaria excêntrica elemento comprimido determinado pela fórmula:

N ≤ m g φ 1 R A c ω

Chances mg E φ1 na seção em consideração, I-I são iguais a 1.

As paredes estruturais externas devem, no mínimo, ser projetadas para resistência, estabilidade, colapso local e resistência à transferência de calor. Descobrir qual deve ser a espessura de uma parede de tijolos? , você precisa calculá-lo. Neste artigo veremos o cálculo da capacidade de carga da alvenaria e nos artigos subsequentes veremos outros cálculos. Para não perder o lançamento de um novo artigo, assine a newsletter e você saberá qual deve ser a espessura da parede depois de todos os cálculos. Como a nossa empresa atua na construção de chalés, ou seja, construções baixas, consideraremos todos os cálculos especificamente para esta categoria.

Consequência são chamadas de paredes que suportam a carga de lajes, revestimentos, vigas, etc.

Você também deve levar em consideração a marca do tijolo para resistência ao gelo. Como cada um constrói uma casa para si há pelo menos cem anos, em condições secas e de umidade normal do local, é aceita uma nota (M rz) de 25 e superior.

Na construção de casa, chalé, garagem, anexos e outras estruturas com condições secas e de umidade normal, recomenda-se a utilização de tijolos vazados nas paredes externas, pois sua condutividade térmica é inferior à dos tijolos maciços. Assim, durante os cálculos de engenharia térmica, a espessura do isolamento será menor, o que economizará dinheiro na compra. Tijolos maciços para paredes externas devem ser utilizados somente quando for necessário garantir a resistência da alvenaria.

Reforço de alvenaria só é permitido se o aumento do grau do tijolo e da argamassa não fornecer a capacidade de carga necessária.

Um exemplo de cálculo de uma parede de tijolos.

A capacidade de carga da alvenaria depende de muitos fatores - a marca do tijolo, a marca da argamassa, a presença de aberturas e suas dimensões, a flexibilidade das paredes, etc. O cálculo da capacidade de carga começa com a determinação do esquema de projeto. No cálculo de paredes para cargas verticais, considera-se que a parede é sustentada por suportes articulados e fixos. Ao calcular paredes para cargas horizontais (vento), a parede é considerada rigidamente fixada. É importante não confundir estes diagramas, pois os diagramas de momentos serão diferentes.

Seleção da seção de design.

Em paredes sólidas, a seção de projeto é considerada a seção I-I ao nível da parte inferior do piso com uma força longitudinal N e um momento fletor máximo M. Muitas vezes é perigoso seção II-II, uma vez que o momento fletor é ligeiramente menor que o máximo e é igual a 2/3M, e os coeficientes m g e φ são mínimos.

Nas paredes com vãos, a secção é medida ao nível do fundo das vergas.

Vejamos a seção II-I.

Do artigo anterior Coleta de cargas na parede do primeiro andar Tomemos o valor resultante da carga total, que inclui a carga do piso do primeiro andar P 1 = 1,8 t e ​​dos pisos sobrepostos G = G p +P 2 +G 2 = 3,7t:

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

A laje assenta na parede a uma distância de a=150mm. A força longitudinal P 1 do teto estará a uma distância a / 3 = 150/3 = 50 mm. Por que 1/3? Porque o diagrama de tensões sob a seção de suporte terá a forma de um triângulo, e o centro de gravidade do triângulo está localizado em 1/3 do comprimento do suporte.

A carga dos pisos sobrepostos G é considerada aplicada centralmente.

Como a carga da laje (P 1) não é aplicada no centro da seção, mas a uma distância dela igual a:

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

então criará um momento fletor (M) na seção II. O momento é o produto da força e do braço.

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

Então a excentricidade da força longitudinal N será:

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

Como a parede de suporte tem 25 cm de espessura, o cálculo deve levar em consideração o valor da excentricidade aleatória e ν = 2 cm, então a excentricidade total é igual a:

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

y=h/2=12,5cm

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

A resistência da alvenaria de um elemento comprimido excentricamente é determinada pela fórmula:

N ≤ m g φ 1 R A c ω

Chances mg E φ1 na seção em consideração, I-I são iguais a 1.

Para realizar um cálculo de estabilidade de paredes, primeiro você precisa entender sua classificação (ver SNiP II -22-81 “Estruturas de pedra e alvenaria armada”, bem como um manual para SNiP) e entender quais tipos de paredes existem:

1. Paredes estruturais - estas são as paredes sobre as quais repousam lajes, estruturas de telhado, etc. A espessura destas paredes deve ser de pelo menos 250 mm (para alvenaria). Estas são as paredes mais importantes da casa. Eles precisam ser projetados para oferecer resistência e estabilidade.

2. Paredes autoportantes - são paredes sobre as quais nada repousa, mas estão sujeitas à carga de todos os pisos superiores. Na verdade, numa casa de três andares, por exemplo, tal parede terá três andares de altura; a carga sobre ela apenas proveniente do próprio peso da alvenaria é significativa, mas ao mesmo tempo a questão da estabilidade de tal parede também é muito importante - quanto mais alta a parede, maior o risco de sua deformação.

3. Paredes de cortina- são paredes externas que ficam no teto (ou em outro elementos estruturais) e a carga sobre eles vem da altura do piso apenas do próprio peso da parede. A altura das paredes não estruturais não deve ser superior a 6 metros, caso contrário tornam-se autoportantes.

4. As partições são paredes interiores menos de 6 metros de altura, suportando apenas a carga do seu próprio peso.

Vejamos a questão da estabilidade da parede.

A primeira pergunta que surge para uma pessoa “não iniciada” é: para onde pode ir o muro? Vamos encontrar a resposta usando uma analogia. Vamos pegar um livro de capa dura e colocá-lo na borda. Como formato maior livro, menor será sua estabilidade; por outro lado, quanto mais grosso o livro, melhor ele ficará na borda. A situação é a mesma com as paredes. A estabilidade da parede depende da altura e espessura.

Agora vamos pegar o pior cenário: um notebook fino e de grande formato e colocá-lo na borda - ele não apenas perderá estabilidade, mas também entortará. Da mesma forma, a parede, se as condições para a relação entre espessura e altura não forem atendidas, começará a se curvar fora do plano e, com o tempo, rachar e desabar.

O que é necessário para evitar tal fenômeno? Você precisa estudar pp. 6.16...6.20 SNiP II-22-81.

Consideremos as questões de determinação da estabilidade das paredes usando exemplos.

Exemplo 1. Dada uma divisória de concreto aerado grau M25 sobre argamassa grau M4, 3,5 m de altura, 200 mm de espessura, 6 m de largura, não conectada ao teto. A divisória tem um vão de porta de 1x2,1 m. É necessário determinar a estabilidade da divisória.

A partir da Tabela 26 (item 2) determinamos o grupo de alvenaria - III. Nas tabelas encontramos 28? = 14. Porque a partição não é fixada na seção superior, é necessário reduzir o valor de β em 30% (conforme cláusula 6.20), ou seja, β = 9,8.

k 1 = 1,8 - para uma divisória que não suporta carga com espessura de 10 cm, e k 1 = 1,2 - para uma divisória com 25 cm de espessura. Por interpolação, encontramos para nossa divisória 20 cm de espessura k 1 = 1,4;

k 3 = 0,9 - para divisórias com aberturas;

isso significa k = k 1 k 3 = 1,4 * 0,9 = 1,26.

Finalmente β = 1,26*9,8 = 12,3.

Vamos encontrar a relação entre a altura da divisória e a espessura: H /h = 3,5/0,2 = 17,5 > 12,3 - a condição não é atendida, uma divisória dessa espessura não pode ser feita com a geometria dada.

Como esse problema pode ser resolvido? Vamos tentar aumentar o grau da argamassa para M10, então o grupo de alvenaria passará a ser II, respectivamente β = 17, e levando em consideração os 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 - a condição é atendida. Também foi possível, sem aumentar o grau do concreto aerado, colocar reforço estrutural na divisória conforme cláusula 6.19. Então β aumenta em 20% e a estabilidade da parede é garantida.

Exemplo 2. Dana externa parede cortina em alvenaria de tijolo leve grau M50 sobre argamassa grau M25. Altura da parede 3 m, espessura 0,38 m, comprimento da parede 6 m Parede com duas janelas medindo 1,2x1,2 m.

A partir da Tabela 26 (item 7) determinamos o grupo de alvenaria - I. Na Tabela 28 encontramos β = 22. Porque a parede não está fixada na seção superior, é necessário reduzir o valor de β em 30% (conforme cláusula 6.20), ou seja, β = 15,4.

Encontramos os coeficientes k nas tabelas 29:

k 1 = 1,2 - para uma parede que não suporta carga com espessura de 38 cm;

k 2 = √A n /A b = √1,37/2,28 = 0,78 - para uma parede com aberturas, onde A b = 0,38*6 = 2,28 m 2 - área seccional horizontal da parede, levando em consideração janelas, A n = 0,38*(6-1,2*2) = 1,37 m2;

isso significa k = k 1 k 2 = 1,2*0,78 = 0,94.

Finalmente β = 0,94*15,4 = 14,5.

Vamos encontrar a relação entre a altura da divisória e a espessura: H /h = 3/0,38 = 7,89< 14,5 - условие выполняется.

Também é necessário verificar a condição indicada na cláusula 6.19:

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

Atenção! Para maior comodidade de esclarecer suas dúvidas, foi criada uma nova seção “CONSULTA GRATUITA”.

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Comentários

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

Cito Irina:

perfis não substituirão o reforço

Cito Irina:

quanto à fundação: são permitidos vazios no corpo de concreto, mas não por baixo, para não reduzir a área portante, responsável pela capacidade portante. Ou seja, por baixo deve haver uma fina camada de concreto armado.
Que tipo de fundação é uma faixa ou laje? Quais solos?

Os solos ainda não são conhecidos, muito provavelmente será um campo aberto de todo tipo de argila, inicialmente pensei em uma laje, mas vai ficar um pouco baixo, quero mais alto, e também terei que retirar o topo camada fértil, então estou inclinado para uma base com nervuras ou mesmo em forma de caixa. Capacidade de carga Não preciso de muita terra - afinal a casa foi construída no 1º andar, e o concreto de argila expandida não é muito pesado, o congelamento não passa de 20 cm (embora pelos antigos padrões soviéticos seja 80) .

Estou pensando em alugar camada superior 20-30 cm, dispor geotêxteis, cobrir com areia de rio e nivelar com compactação. Então fácil mesa preparatória- para nivelar (parece que nem colocaram reforço, embora não tenha certeza), impermeabilize com primer por cima
e então surge um dilema - mesmo se você amarrar estruturas de reforço com uma largura de 150-200 mm x 400-600 mm de altura e colocá-las em passos de um metro, ainda precisará formar vazios com algo entre essas estruturas e, idealmente, esses vazios devem ficar em cima do reforço (sim também com alguma distância da preparação, mas ao mesmo tempo também precisarão ser reforçados em cima camada fina sob uma mesa de 60-100 mm) - estou pensando em monolítico as lajes PPS como vazios - teoricamente seria possível preencher isso de uma só vez com vibração.

Aqueles. Parece uma laje de 400-600mm com reforço poderoso a cada 1000-1200mm, a estrutura volumétrica é uniforme e leve em outros locais, enquanto dentro de cerca de 50-70% do volume haverá espuma plástica (em locais descarregados) - ou seja, em termos de consumo de concreto e armadura - bastante comparável a uma laje de 200 mm, mas + muita espuma de poliestireno relativamente barata e mais trabalho.

Se de alguma forma você substituísse a espuma por terra/areia simples, seria ainda melhor, mas então, em vez de uma preparação leve, seria mais sensato fazer algo mais sério com reforço e remoção do reforço nas vigas - em em geral aqui Me falta teoria e experiência prática.

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

Citar:

É uma pena, em geral eles apenas escrevem que o concreto leve (concreto de argila expandida) tem uma má ligação com a armadura - como lidar com isso? eu entendo o que mais forte que o concreto e com o que área maior superfície do reforço - melhor será a conexão, ou seja, você precisa de concreto de argila expandida com adição de areia (e não apenas argila expandida e cimento) e reforço fino, mas com mais frequência

por que lutar contra isso? você só precisa levar isso em consideração nos cálculos e no projeto. Veja bem, concreto de argila expandida é muito bom parede material com sua própria lista de vantagens e desvantagens. Assim como qualquer outro material. Agora, se você quiser usá-lo para teto monolítico, eu iria dissuadi-lo, porque
Citar:

O tijolo é bastante durável material de construção, especialmente sólido, e na construção de casas de 2 a 3 andares, paredes feitas de madeira comum tijolos cerâmicos Via de regra, não são necessários cálculos adicionais. No entanto, as situações são diferentes, por exemplo, está previsto casa de dois andares com terraço no segundo andar. Barras transversais de metal nas quais também repousarão vigas metálicas a cobertura do terraço está prevista para ser apoiada em colunas de tijolos aparentes de tijolos ocos de 3 metros de altura, haverá mais colunas de 3 metros de altura, sobre as quais repousará a cobertura:

Surge uma pergunta natural: qual é a seção transversal mínima dos pilares que proporcionará a resistência e estabilidade necessárias? Claro, a ideia é dispor colunas de tijolo de argila, e especialmente as paredes de uma casa, está longe de ser novo e todos os aspectos possíveis dos cálculos de paredes de tijolos, pilares, pilares, que são a essência da coluna, são descritos com detalhes suficientes no SNiP II-22-81 (1995 ) “Estruturas de pedra e alvenaria armada”. Isso é exatamente o que documento normativo e deve ser usado como guia ao fazer cálculos. O cálculo abaixo nada mais é do que um exemplo de utilização do SNiP especificado.

Para determinar a resistência e estabilidade dos pilares, é necessário ter muitos dados iniciais, como: a marca do tijolo em termos de resistência, a área de apoio das travessas dos pilares, a carga nos pilares , a área da seção transversal do pilar, e se nada disso for conhecido na fase de projeto, você pode proceder da seguinte forma:

com compressão central

Projetado: Dimensões do terraço 5x8 m. Três colunas (uma no meio e duas nas bordas) em tijolo vazado aparente com seção transversal de 0,25x0,25 m. do tijolo é M75.

Com tal esquema de cálculo Carga máxima estará na coluna inferior do meio. É exatamente com isso que você deve contar para ter força. A carga no pilar depende de muitos fatores, principalmente da área de construção. Por exemplo, carga de neve para coberturas em São Petersburgo é de 180 kg/m² e em Rostov-on-Don - 80 kg/m². Levando em consideração o peso do próprio telhado, 50-75 kg / m & sup2 de carga na coluna do telhado para Pushkin Região de Leningrado pode equivaler a:

N do telhado = (180 1,25 +75) 5 8/4 = 3.000 kg ou 3 toneladas

Porque cargas efetivas do material do piso e das pessoas sentadas no terraço, móveis, etc. ainda não são conhecidos, mas laje de concreto armado Não está exatamente planejado, mas presume-se que o teto será de madeira, de separado tábuas afiadas, então para calcular a carga do terraço podemos assumir uniformemente carga distribuída 600 kg/m², então a força concentrada do terraço atuando na coluna central será:

N do terraço = 600 5 8/4 = 6.000 kg ou 6 toneladas

O peso próprio das colunas com 3 m de comprimento será:

N da coluna = 1500 3 0,38 0,38 = 649,8 kg ou 0,65 toneladas

Assim, a carga total no pilar central inferior na seção do pilar próximo à fundação será:

N com rotação = 3.000 + 6.000 + 2.650 = 10.300 kg ou 10,3 toneladas

No entanto, em nesse caso pode-se levar em conta que não há uma probabilidade muito alta de que a carga temporária da neve, máxima em inverno, e a carga temporária no chão, máxima em horário de verão, será aplicado simultaneamente. Aqueles. a soma dessas cargas pode ser multiplicada por um coeficiente de probabilidade de 0,9, então:

N com rotação = (3.000 + 6.000) 0,9 + 2.650 = 9.400 kg ou 9,4 toneladas

A carga calculada nas colunas externas será quase duas vezes menor:

N cr = 1.500 + 3.000 + 1.300 = 5.800 kg ou 5,8 toneladas

2. Determinação da resistência da alvenaria.

A classe de tijolo M75 significa que o tijolo deve suportar uma carga de 75 kgf/cm2, no entanto, a resistência do tijolo e a resistência da alvenaria são duas coisas diferentes. A tabela a seguir ajudará você a entender isso:

tabela 1. Dimensionar resistências à compressão para alvenaria

Mas isso não é tudo. O mesmo SNiP II-22-81 (1995) cláusula 3.11 a) recomenda que para áreas de pilares e pilares inferiores a 0,3 m², multiplique o valor da resistência de projeto pelo coeficiente das condições de operação γs =0,8. E como a área da seção transversal da nossa coluna é 0,25x0,25 = 0,0625 m², teremos que usar esta recomendação. Como você pode ver, para tijolos da marca M75, mesmo usando argamassa de alvenaria M100, a resistência da alvenaria não ultrapassará 15 kgf/cm2. Eventualmente resistência de projeto para nossa coluna será 15·0,8 = 12 kg/cm², então a tensão de compressão máxima será:

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

Assim, para garantir a resistência exigida do pilar, é necessário utilizar um tijolo de maior resistência, por exemplo M150 (a resistência à compressão calculada para o grau de argamassa M100 será 22·0,8 = 17,6 kg/cm²) ou aumentar a secção transversal do pilar ou utilizar armadura transversal da alvenaria. Por enquanto, vamos nos concentrar no uso de tijolos de revestimento mais duráveis.

3. Definição de sustentabilidade coluna de tijolo.

A resistência da alvenaria e a estabilidade de uma coluna de tijolo também são coisas diferentes e continuam iguais SNiP II-22-81 (1995) recomenda determinar a estabilidade de uma coluna de tijolo usando a seguinte fórmula:

N ≤ m g φRF (1.1)

mg- coeficiente que leva em consideração a influência da carga de longo prazo. Neste caso tivemos, relativamente falando, sorte, pois no auge do troço h≤ 30 cm, o valor deste coeficiente pode ser considerado igual a 1.

φ - coeficiente flexão longitudinal, dependendo da flexibilidade da coluna λ . Para determinar este coeficiente, você precisa saber o comprimento estimado da coluna euó, e nem sempre coincide com a altura da coluna. As sutilezas de determinar o comprimento de projeto de uma estrutura não são descritas aqui, apenas observamos que de acordo com SNiP II-22-81 (1995) cláusula 4.3: “Cálculo de alturas de paredes e pilares euó ao determinar os coeficientes de flambagem φ dependendo das condições de apoiá-los em apoios horizontais, deve-se observar o seguinte:

a) com suportes articulados fixos eu o = N;

b) com apoio superior elástico e pinçamento rígido no apoio inferior: para edifícios de vão único eu o = 1,5H, para edifícios com vários vãos eu o = 1,25H;

c) para estruturas independentes eu o = 2H;

d) para estruturas com seções de suporte parcialmente pinçadas - levando em consideração o grau real de pinçamento, mas não menos eu o = 0,8N, Onde N- a distância entre pisos ou outros apoios horizontais, com apoios horizontais de betão armado, a distância livre entre eles."

À primeira vista, o nosso esquema de cálculo pode ser considerado como satisfazendo as condições do ponto b). ou seja, você pode pegar eu o = 1,25H = 1,25 3 = 3,75 metros ou 375 cm. No entanto, podemos usar este valor com segurança apenas no caso em que o suporte inferior é realmente rígido. Se uma coluna de tijolo for colocada sobre uma camada de impermeabilização de feltro colocada na fundação, esse suporte deve ser considerado articulado e não rigidamente fixado. E neste caso, nosso design está no plano, paralelo ao plano parede, é geometricamente variável, uma vez que o desenho do piso (tábuas colocadas separadamente) não fornece rigidez suficiente no plano especificado. Existem 4 maneiras possíveis de sair desta situação:

1. Aplique um completamente diferente diagrama de projeto , Por exemplo - colunas metálicas, rigidamente embutido na fundação, à qual serão soldadas as vigas do piso, então, por questões estéticas, os pilares metálicos podem ser revestidos com tijolo aparente de qualquer marca, já que toda a carga será suportada pelo metal. Neste caso, é verdade que as colunas metálicas precisam ser calculadas, mas o comprimento calculado pode ser tomado eu o = 1,25H.

2. Faça outra sobreposição, por exemplo de materiais em folha, o que nos permitirá considerar os apoios superior e inferior do pilar como articulados, neste caso eu o = H.

3. Faça um diafragma de reforço num plano paralelo ao plano da parede. Por exemplo, ao longo das bordas, não coloque colunas, mas sim pilares. Isto também nos permitirá considerar os apoios superior e inferior do pilar como articulados, mas neste caso é necessário calcular adicionalmente o diafragma de rigidez.

4. Ignore as opções acima e calcule as colunas como independentes com um suporte inferior rígido, ou seja, eu o = 2H. No final, os antigos gregos ergueram as suas colunas (embora não fossem de tijolo) sem qualquer conhecimento da resistência dos materiais, sem o uso de âncoras metálicas, e mesmo assim cuidadosamente escritas códigos de construção e não havia regras naquela época, no entanto, algumas colunas ainda existem até hoje.

Agora, conhecendo o comprimento de projeto do pilar, você pode determinar o coeficiente de flexibilidade:

λ h = euó /h (1.2) ou

λ eu = euó (1.3)

h- altura ou largura da seção do pilar, e eu- raio de inércia.

Determinar o raio de giração não é difícil em princípio, é necessário dividir o momento de inércia da seção pela área da seção transversal e depois extrair do resultado; Raiz quadrada, entretanto, neste caso não há grande necessidade disso. Por isso λ h = 2 300/25 = 24.

Agora, conhecendo o valor do coeficiente de flexibilidade, você pode finalmente determinar o coeficiente de flambagem na tabela:

mesa 2. Coeficientes de encurvadura para estruturas de alvenaria e alvenaria armada
(de acordo com SNiP II-22-81 (1995))

Neste caso, as características elásticas da alvenaria α determinado pela tabela:

Tabela 3. Características elásticas da alvenaria α (de acordo com SNiP II-22-81 (1995))

Como resultado, o valor do coeficiente de flexão longitudinal será de cerca de 0,6 (com o valor da característica elástica α = 1200, conforme parágrafo 6). Então a carga máxima na coluna central será:

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

Isto significa que a seção transversal adotada de 25x25 cm não é suficiente para garantir a estabilidade da coluna central inferior comprimida centralmente. Para aumentar a estabilidade, é ideal aumentar a seção transversal da coluna. Por exemplo, se você colocar uma coluna com um vazio dentro de um tijolo e meio, medindo 0,38 x 0,38 m, então não apenas a área da seção transversal da coluna aumentará para 0,13 m ou 1300 cm, mas o o raio de inércia da coluna também aumentará para eu= 11,45 centímetros. Então λi = 600/11,45 = 52,4, e o valor do coeficiente φ = 0,8. Neste caso, a carga máxima no pilar central será:

N р = m g φγ com RF = 1 0,8 0,8 22 1300 = 18304 kg > N com rev = 9400 kg

Isto significa que uma secção de 38x38 cm é suficiente para garantir a estabilidade da coluna central inferior comprimida centralmente e é ainda possível reduzir a qualidade do tijolo. Por exemplo, com a classe M75 inicialmente adotada, a carga máxima será:

N р = m g φγ com RF = 1 0,8 0,8 12 1300 = 9984 kg > N com rev = 9400 kg

Parece ser tudo, mas é aconselhável levar em conta mais um detalhe. Neste caso, é melhor fazer a faixa de fundação (unida para todos os três pilares) do que colunar (separadamente para cada pilar), caso contrário, mesmo um pequeno afundamento da fundação levará a tensões adicionais no corpo do pilar e isso pode levar à destruição. Levando em consideração tudo o que foi dito acima, a seção ideal das colunas será de 0,51x0,51 m e, do ponto de vista estético, tal seção é ótima. A área da seção transversal de tais colunas será de 2.601 cm2.

Um exemplo de cálculo de uma coluna de tijolos para estabilidade
com compressão excêntrica

As colunas externas da casa projetada não serão comprimidas centralmente, pois as travessas ficarão apoiadas nelas apenas de um lado. E mesmo que as travessas sejam colocadas em todo o pilar, ainda assim, devido à deflexão das travessas, a carga do piso e do telhado será transferida para os pilares externos, não no centro da seção do pilar. Onde exatamente a resultante desta carga será transmitida depende do ângulo de inclinação das travessas nos apoios, dos módulos elásticos das travessas e pilares e de uma série de outros fatores. Esse deslocamento é chamado de excentricidade da aplicação de carga e o. Neste caso, estamos interessados ​​na combinação de fatores mais desfavorável, em que a carga do piso para os pilares será transferida o mais próximo possível da borda do pilar. Isso significa que além da carga em si, os pilares também estarão sujeitos a um momento fletor igual a M = Ne o, e este ponto deve ser levado em consideração no cálculo. Em geral, o teste de estabilidade pode ser realizado utilizando a seguinte fórmula:

N = φRF - MF/W (2.1)

C- momento de resistência da seção. Neste caso, a carga para as colunas mais externas inferiores do telhado pode ser condicionalmente considerada aplicada centralmente, e a excentricidade será criada apenas pela carga do piso. Na excentricidade 20 cm

N р = φRF - MF/W =1 0,8 0,8 12 2601- 3000 20 2601· 6/51 3 = 19.975,68 - 7.058,82 = 12.916,9 kg >N cr = 5800 kg

Assim, mesmo com uma excentricidade de aplicação de carga muito grande, temos uma margem de segurança mais que o dobro.

Observação: SNiP II-22-81 (1995) “Estruturas de pedra e alvenaria armada” recomenda a utilização de um método diferente de cálculo da seção, levando em consideração as características das estruturas de pedra, mas o resultado será aproximadamente o mesmo, portanto o método de cálculo recomendado por SNiP não é fornecido aqui.