El ladrillo es bastante duradero. Material de construcción, especialmente sólido, y al construir casas de 2-3 pisos, paredes de ordinario ladrillos cerámicos Como regla general, no se necesitan cálculos adicionales. Sin embargo, las situaciones son diferentes, por ejemplo, está previsto casa de dos pisos Con terraza en el segundo piso. Travesaños metálicos sobre los que también se apoyarán vigas metalicas techos de terraza, se prevé que se apoye sobre columnas de ladrillo hueco caravista de 3 metros de altura, encima habrá más columnas de 3 m de altura, sobre las que descansará el techo:
Esto plantea una pregunta natural: ¿qué sección mínima¿Las columnas proporcionarán 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 de los cálculos de paredes de ladrillo, pilares, pilares, que son la esencia de la columna. , se describen con suficiente detalle en SNiP II-22-81 (1995) "Estructuras de piedra y piedra reforzada". Es este documento reglamentario el que debe utilizarse como guía a la hora de realizar cálculos. El cálculo a continuación no es más que un ejemplo del uso del SNiP especificado.
Para determinar la resistencia y estabilidad de las columnas, es necesario tener una gran cantidad de datos iniciales, tales como: la marca del ladrillo en términos de resistencia, el área de apoyo de las barras transversales sobre las columnas, la carga sobre las columnas. , el área de la sección transversal de la columna, y si nada de esto se conoce en la etapa de diseño, se puede proceder de la siguiente manera:
Diseñado: Dimensiones de terraza 5x8 m. Tres columnas (una en el medio y dos en los bordes) de ladrillo hueco caravista de 0,25x0,25 m de sección. La distancia entre los ejes de las columnas es de 4 m. El ladrillo es M75.
Con tal esquema de cálculo. carga máxima estará en la columna inferior del medio. Esto es exactamente con lo que debes contar para tener fuerza. La carga sobre la columna depende de muchos factores, en particular del área de construcción. Por ejemplo, carga de nieve para tejados en San Petersburgo es de 180 kg/m2, y en Rostov del Don, de 80 kg/m2. Teniendo en cuenta el peso del techo en sí, 50-75 kg/m2, la carga sobre la columna del techo en 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 actuales del material del piso y de las personas sentadas en la terraza, muebles, etc., definitivamente no está prevista una losa de hormigón armado, pero se supone que el piso será de madera, ya que se colocará por separado. tableros con bordes, entonces para calcular la carga de la terraza, se puede tomar una carga uniformemente distribuida de 600 kg/m², entonces la fuerza concentrada de la terraza que actúa sobre la columna central será:
N de terraza = 600 5 8/4 = 6000 kg o 6 toneladas
El peso propio de columnas de 3 m de longitud será:
N de la columna = 1500 3 0,38 0,38 = 649,8 kg o 0,65 toneladas
Por lo tanto, la carga total sobre la columna media inferior en la sección de la columna cerca de la base será:
N con revoluciones = 3000 + 6000 + 2 650 = 10300 kg o 10,3 toneladas
Sin embargo, en en este caso Se puede tener en cuenta que no existe una probabilidad muy alta de que la carga temporal de nieve, máxima en horario de invierno, y la carga temporal sobre el suelo, máxima en Hora de verano, se aplicarán simultáneamente. Aquellos. la suma de estas cargas se puede multiplicar por un coeficiente de probabilidad de 0,9, entonces:
N con rev = (3000 + 6000) 0,9 + 2 650 = 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 de la mampostería.
El grado de ladrillo M75 significa que el ladrillo debe soportar una carga de 75 kgf/cm2; sin embargo, la resistencia del ladrillo y la resistencia de la mampostería son dos cosas diferentes. La siguiente tabla le ayudará a entender esto:
tabla 1. Diseño de resistencias a la compresión para albañilería.
Pero eso no es todo. El mismo SNiP II-22-81 (1995) cláusula 3.11 a) recomienda que para el área de pilares y pilares inferior a 0,3 m², multiplicar el valor de la resistencia de diseño por el coeficiente de condiciones de operación. γ s = 0,8. Y como el área de la sección transversal de nuestra columna es 0,25x0,25 = 0,0625 m², tendremos que utilizar esta recomendación. Como puede ver, para ladrillos de la marca 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/cm², entonces la tensión de compresión máxima será:
10300/625 = 16,48 kg/cm2 > R = 12 kgf/cm2
Por tanto, para garantizar la resistencia requerida de la columna, es necesario utilizar un ladrillo de mayor resistencia, por ejemplo M150 (la resistencia a la compresión calculada para el grado de mortero M100 será 22·0,8 = 17,6 kg/cm2) o aumentar la sección transversal de la columna o utilizar refuerzo transversal de la mampostería. Por ahora, centrémonos en utilizar ladrillos de revestimiento más duraderos.
3. Determinación de la estabilidad de una columna de ladrillo.
La resistencia de un ladrillo y la estabilidad de una 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 ladrillos utilizando la siguiente fórmula:
norte ≤ mg φRF (1.1)
mg- coeficiente que tiene en cuenta la influencia de la carga a largo plazo. En este caso tuvimos, relativamente, suerte, ya que a la altura del tramo h≤ 30 cm, el valor de este coeficiente se puede tomar igual a 1.
φ - coeficiente de flexión longitudinal, dependiendo de la flexibilidad de la columna λ . Para determinar este coeficiente, necesita saber. longitud efectiva columnas yo oh, y no siempre coincide con la altura de la columna. Las sutilezas de determinar la longitud de diseño de una estructura no se describen aquí, solo observamos que según SNiP II-22-81 (1995) cláusula 4.3: “Cálculo de alturas de paredes y pilares yo oh al determinar los coeficientes de pandeo φ Dependiendo de las condiciones para apoyarlos sobre soportes horizontales, se debe tomar lo siguiente:
a) con soportes fijos con bisagras yo o = norte;
b) con soporte superior elástico y pinzamiento rígido en el soporte inferior: para edificios de una sola luz yo o = 1,5H, para edificios de varios vanos yo o = 1,25H;
c) para estructuras independientes yo o = 2H;
d) para estructuras con secciones de soporte parcialmente pellizcadas, teniendo en cuenta el grado real de pellizcado, pero no menos yo o = 0,8N, Dónde norte- la distancia entre pisos u otros soportes horizontales, con soportes horizontales de hormigón armado, la distancia libre entre ellos."
A primera vista, se puede considerar que nuestro esquema de cálculo satisface las condiciones del punto b). es decir, puedes tomarlo yo o = 1,25H = 1,25 3 = 3,75 metros o 375 cm. Sin embargo, podemos utilizar con seguridad este valor sólo en el caso de que el soporte inferior sea realmente rígido. Si se coloca una columna de ladrillo sobre una capa de impermeabilización de material para tejados colocada sobre los cimientos, entonces dicho soporte debe considerarse más bien con bisagras que con abrazaderas rígidas. Y en este caso, nuestro diseño en un plano paralelo al plano de la pared es geométricamente variable, ya que la estructura del piso (tablas separadas) no proporciona suficiente rigidez en el plano especificado. De situación similar Son posibles 4 salidas:
1. Aplicar un esquema de diseño fundamentalmente diferente, Por ejemplo - columnas metalicas, rígidamente incrustado en la base, al que se soldarán las vigas del piso, luego, por razones estéticas, las columnas metálicas se pueden cubrir con ladrillos caravista de cualquier marca, ya que toda la carga la soportará el metal. En este caso, es cierto que es necesario calcular las columnas metálicas, pero la longitud calculada se puede tomar yo o = 1,25H.
2. Hacer otra superposición, por ejemplo de materiales laminares, lo que nos permitirá considerar tanto el soporte superior como el inferior de la columna como articulados, en este caso yo o = H.
3. Hacer un diafragma rígido. en un plano paralelo al plano de la pared. Por ejemplo, a lo largo de los bordes, no coloque columnas, sino pilares. Esto también nos permitirá considerar como articulados tanto los soportes superior como 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, yo o = 2H. Al final, los antiguos griegos erigieron sus columnas (aunque no eran de ladrillo) sin ningún conocimiento de la resistencia de los materiales, sin el uso de anclajes metálicos, y en aquellos días no existían códigos ni normas de construcción tan cuidadosamente escritos. algunas columnas se mantienen en pie y hasta el día de hoy.
Ahora, conociendo la longitud de diseño de la columna, podemos determinar el coeficiente de flexibilidad:
λ h = yo oh /h (1.2) o
λ i = yo oh (1.3)
h- altura o ancho de la sección de la columna, y i- radio de inercia.
En principio, determinar el radio de giro no es difícil; es necesario dividir el momento de inercia de la sección por el área de la sección transversal y luego extraerlo del resultado; Raíz cuadrada Sin embargo, en este caso esto no es muy necesario. De este modo λh = 2 300/25 = 24.
Ahora, conociendo el valor del coeficiente de flexibilidad, finalmente podemos determinar el coeficiente de pandeo a partir de la tabla:
Tabla 2. Coeficientes de pandeo para piedra y hormigón armado. estructuras de piedra
(según SNiP II-22-81 (1995))
En este caso, las características elásticas de la mampostería. α determinado por la tabla:
Tabla 3. Características elásticas de la mampostería. α (según SNiP II-22-81 (1995))
Como resultado, el valor del coeficiente de flexión longitudinal será aproximadamente 0,6 (con el valor característico elástico α = 1200, según el apartado 6). Entonces la carga máxima sobre la columna central será:
N р = m g φγ con RF = 1 0,6 0,8 22 625 = 6600 kg< N с об = 9400 кг
Esto significa que la sección transversal adoptada de 25x25 cm no es suficiente para garantizar la estabilidad de la columna central inferior comprimida centralmente. Para aumentar la estabilidad, lo más óptimo es aumentar la sección transversal de la columna. Por ejemplo, si coloca una columna con un vacío dentro de un ladrillo y medio, que mide 0,38 x 0,38 m, entonces no solo el área de la sección transversal de la columna aumentará a 0,13 mo 1300 cm, sino que también El radio de inercia de la columna también aumentará a i= 11,45 centímetros. Entonces λi = 600/11,45 = 52,4, y el valor del coeficiente ϕ = 0,8. En este caso la carga máxima sobre la columna central será:
N р = m g φγ con RF = 1 0,8 0,8 22 1300 = 18304 kg > N con rev = 9400 kg
Esto significa que una sección de 38x38 cm es suficiente para garantizar la estabilidad de la columna central inferior comprimida centralmente e incluso es posible reducir la calidad del ladrillo. Por ejemplo, con el grado M75 adoptado inicialmente, la carga máxima será:
N р = m g φγ con RF = 1 0,8 0,8 12 1300 = 9984 kg > N con rev = 9400 kg
Eso parece ser todo, pero conviene tener en cuenta un detalle más. En este caso, es mejor hacer una tira de cimentación (unida para las tres columnas) en lugar de una columna (por separado para cada columna), de lo contrario, incluso un pequeño hundimiento de la cimentación 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 0,51x0,51 m, y desde un punto de vista estético dicha sección es óptima. El área de la sección transversal de dichas columnas será de 2601 cm2.
Las columnas exteriores de la casa diseñada no estarán comprimidas centralmente, ya que las vigas transversales descansarán sobre ellas solo en un lado. E incluso si las barras transversales se colocan en toda la columna, aún así, debido a la deflexión de las barras transversales, la carga del piso y el techo se transferirá a las columnas exteriores que no están en el centro de la sección de la columna. Dónde se transmitirá exactamente la resultante de esta carga depende del ángulo de inclinación de las barras transversales sobre los soportes, los módulos elásticos de las barras transversales y columnas y varios otros factores. Este desplazamiento se llama excentricidad de la aplicación de carga e o. En este caso, nos interesa la combinación de factores más desfavorable, en la que la carga del piso a las columnas se transferirá lo más cerca posible del borde de la columna. Esto significa que además de la carga misma, las columnas también estarán sujetas a un momento flector igual a M = Ne o, y este punto debe tenerse en cuenta a la hora de calcular. En general, las pruebas de estabilidad se pueden realizar utilizando la siguiente fórmula:
N = φRF - MF/W (2.1)
W.- momento de resistencia de la sección. En este caso, la carga para las columnas inferiores más externas del techo se puede considerar condicionalmente aplicada centralmente, y la excentricidad solo será creada por la carga del piso. Con excentricidad 20 cm.
norte р = 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 de aplicación de carga muy grande, tenemos un margen de seguridad de más del doble.
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 que el método de cálculo recomendado por SNiP no se proporciona aquí.
III. CÁLCULO DE ESTRUCTURAS DE PIEDRA
Carga sobre el pilar (Fig.30) al nivel de la parte inferior de la viga del primer piso, kN:
nieve para la II región nevada
alfombra para tejados enrollada – 100 N/m2
solera asfáltica a N/m 3, 15 mm de espesor
aislamiento – tableros de fibra de madera de 80 mm de espesor con una densidad de N/m 3
barrera de vapor – 50 N/m 2
prefabricado losas de hormigón armado revestimiento – 1750 N/m 2
peso de la armadura de hormigón armado
peso de la cornisa sobre el ladrillo del muro en N/m 3
el peso del ladrillo es superior a +3,03
concentrado desde los travesaños del piso (condicionalmente sin tener en cuenta la continuidad de los travesaños)
peso del relleno de ventana en N/m 2
Carga total de diseño sobre el muelle al nivel de elevación. +3.03
 |
De acuerdo con los párrafos 6.7.5 y 8.2.6, está permitido considerar el muro dividido en altura en elementos de un solo vano con las bisagras de soporte ubicadas al nivel del soporte de las vigas transversales. En este caso, se supone que la carga de los pisos superiores se aplica en el centro de gravedad de la sección de pared del piso suprayacente, y se considera que todas las cargas en kN dentro de un piso determinado se aplican con excentricidad real con respecto al centro de gravedad. gravedad de la sección de la pared.
De acuerdo con la cláusula 6.9, cláusula 8.2.2, la distancia desde el punto de aplicación de las reacciones del soporte de la barra transversal PAG hasta el borde interior de la pared, en ausencia de soportes que fijen la posición de la presión del soporte, no se toma más de un tercio de la profundidad de empotramiento del travesaño y no más de 7 cm (Fig. 31).
A la profundidad de incrustación del travesaño en la pared. A altura = 380 mm, A h: 3 = 380: 3 =
127 mm > 70 mm aceptar el punto de aplicación de la presión de referencia
R= 346,5 kN a una distancia de 70 mm del borde interior de la pared.
Altura estimada del muelle en el piso inferior.
Para el esquema de diseño del muelle del piso inferior del edificio, tomamos un poste con pellizco al nivel del borde de la cimentación y con soporte articulado al nivel del piso.
Flexibilidad de la pared hecha de ladrillo silicocalcáreo grado 100 sobre una solución de grado 25, con R= 1,3 MPa según tabla. 2, se determina según la Nota 1 de la Tabla. 15 con características elásticas de la mampostería a= 1000;
coeficiente de pandeo según tabla. 18 j = 0,96. Según el apartado 4.14, en muros con soporte superior rígido no se podrá tener en cuenta la flecha longitudinal en las secciones de soporte (j = 1,0). En el tercio medio de la altura de la pila, el coeficiente de pandeo es igual al valor calculado j = 0,96. En los tercios de apoyo de la altura j varía linealmente desde j = 1,0 hasta el valor calculado j = 0,96 (Fig. 32). Valores del coeficiente de flexión longitudinal en las secciones de diseño del muelle, en los niveles superior e inferior del vano de ventana.
 |
la magnitud de los momentos de flexión en el nivel del soporte de la barra transversal y en las secciones de diseño del pilar en el nivel de la parte superior e inferior de la abertura de la ventana
kN·m;
kN·m;
 |
La magnitud de las fuerzas normales en las mismas secciones del muelle.
Excentricidades de fuerzas longitudinales. mi 0 = METRO:norte:
mmm< 0,45 y= 0,45 × 250 = 115 mm;
mmm< 0,45 y= 115 milímetros;
mmm< 0,45 y= 115 milímetros;
Capacidad de carga de un muelle comprimido excéntricamente sección rectangular de acuerdo con la cláusula 4.7 está determinado por la fórmula
Dónde 
(j- coeficiente de deflexión longitudinal para toda la sección del elemento forma rectangular; 
); mg– coeficiente que tiene en cuenta la influencia de la acción de carga a largo plazo (con h= 510 mm > 300 mm aceptar mg = 1,0); A– área de la sección transversal del muelle.
Los muros de carga externos deben, como mínimo, diseñarse para brindar resistencia, estabilidad, colapso local y resistencia a la transferencia de calor. Descubrir ¿Qué espesor debe tener una pared de ladrillos? , necesitas calcularlo. En este artículo veremos el cálculo. capacidad de carga ladrillos, y en los siguientes artículos, los cálculos restantes. Para no perderte la publicación de un nuevo artículo, suscríbete a la newsletter y descubrirás 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, construcciones de poca altura, consideraremos todos los cálculos específicamente para esta categoría.
Cojinete Se denominan muros a los que toman la carga de losas, revestimientos, vigas, etc. que se apoyan sobre ellos.
También se debe tener en cuenta la marca del ladrillo para su resistencia a las heladas. Dado que cada uno se construye una casa durante al menos cien años, en condiciones secas y de humedad normal del local, se acepta una marca (M rz) de 25 y superior.
Al construir una casa, cabaña, garaje, dependencias y otras estructuras en 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, durante los cálculos de ingeniería térmica, el espesor del aislamiento será menor, lo que permitirá ahorrar dinero a la hora de comprarlo. Los ladrillos macizos para paredes exteriores deben utilizarse sólo cuando sea necesario para garantizar la resistencia de la mampostería.
Refuerzo de albañilería. solo está permitido si el aumento de la calidad del ladrillo y el mortero no proporciona la capacidad de carga requerida.
Ejemplo de cálculo pared de ladrillo.
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 determinación del esquema de diseño. Al calcular muros para cargas verticales, se considera que el muro está sostenido por soportes fijos y con bisagras. Al calcular paredes para cargas horizontales (viento), la pared se considera rígidamente sujeta. Es importante no confundir estos diagramas, ya que los diagramas de momentos serán diferentes.
Selección de sección de diseño..
En muros macizos, la sección de diseño se toma como la sección I-I al nivel del fondo del piso con una fuerza longitudinal N y un momento flector máximo M. A menudo es peligroso sección II-II, ya que el momento flector es ligeramente menor que el máximo y es igual a 2/3M, y los coeficientes mg y φ son mínimos.
En muros con huecos, la sección se toma a la altura de la parte inferior de los dinteles.
Veamos la sección I-I.
Del artículo anterior Recogida de cargas en la pared del primer piso. Tomemos el valor resultante de la carga total, que incluye la carga del piso del primer piso P 1 = 1,8 t y los pisos superpuestos G = G p+P 2 +G 2 = 3,7t:
N = G + P 1 = 3,7t +1,8t = 5,5t
La losa del suelo se apoya en la pared a una distancia de a=150 mm. La fuerza longitudinal P 1 desde el techo estará a una distancia a / 3 = 150 / 3 = 50 mm. ¿Por qué 1/3? Debido a que el diagrama de tensiones está bajo área de apoyo tendrá la forma de un triángulo y el centro de gravedad del triángulo será exactamente 1/3 de la longitud del soporte.
Se considera que la carga de los pisos suprayacentes G se aplica centralmente.
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,
entonces creará un momento flector (M) en sección I-I. El momento es el producto de la fuerza y el brazo.
M = P 1 * e = 1,8t * 7,5cm = 13,5t*cm
Entonces la excentricidad de la fuerza longitudinal N será:
mi 0 = M / N = 13,5 / 5,5 = 2,5 cm
Porque muro de carga 25 cm de espesor, entonces el cálculo debe tener en cuenta el valor de la excentricidad aleatoria e ν = 2 cm, entonces la excentricidad total es igual a:
mi 0 = 2,5 + 2 = 4,5 cm
y=alto/2=12,5 cm
En e 0 = 4,5 cm< 0,7y=8,75 расчет по раскрытию трещин в швах кладки можно не производить.
La resistencia de la mampostería de un elemento comprimido excéntricamente está determinada por la fórmula:
norte ≤ mg φ 1 R UN C ω
Impares mg Y φ1 en la sección considerada, I-I son iguales a 1.
Cuando diseño independiente casa de ladrillo existe una necesidad urgente de calcular si puede resistir Enladrillado aquellas cargas que están incluidas 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 destruirse.
El cálculo exacto de la resistencia del muelle a la compresión por los forjados superpuestos es bastante complejo y está determinado por las fórmulas incluidas en documento regulatorio SNiP-2-22-81 (en adelante denominado<1>). Los cálculos de ingeniería de la resistencia a la compresión de un muro tienen en cuenta muchos factores, incluida la configuración del muro, su resistencia a la compresión, la resistencia del tipo de material y más. Sin embargo, aproximadamente “a ojo” se puede estimar la resistencia a la compresión del muro, utilizando tablas indicativas en las que la resistencia (en toneladas) está vinculada al ancho del muro, así como a las marcas de ladrillo y mortero. La mesa está preparada para una altura de pared de 2,8 m.
Tabla de resistencia de paredes de ladrillo, toneladas (ejemplo)
| Sellos | Ancho del área, 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 de la pared está en el rango 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 estructural y la resistencia de una pared de ladrillos a la compresión en un rango bastante amplio.
En términos de tiempo, las cargas pueden ser temporales o permanentes.
Permanente:
Temporario:
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.
Para tener en cuenta la fuerza que actúa sobre la sección diseñada de la pared, es necesario sumar las cargas:
Cuando construcción de poca altura la tarea se simplifica enormemente y muchos factores de carga viva pueden ignorarse 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 tienen en cuenta la suma de cargas de cada piso, el ángulo de aplicación de la fuerza y mucho más. En algunos casos, la resistencia del muro se consigue mediante refuerzo.
Este ejemplo muestra el análisis de las cargas actuales en los pilares del 1er piso. Aquí sólo cargas permanentes de varios elementos estructurales edificio, teniendo en cuenta el peso desigual de la estructura y el ángulo de aplicación de fuerzas.
Datos iniciales para el análisis:
Nst = (3-4Ш1В1)(h+0.02)Myf = (*3-4*3*1.5)* (0.02+0.64) *1.1 *18=0.447MN.
Ancho del área cargada P=Mojado*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,
incluyendo H2l=(1,26+215*3)*6= 3,878MN
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 sobre las paredes del edificio; para calcularla se realiza la suma de las cargas de la pared, de los pisos del segundo piso y el peso del área diseñada; ).
Para calcular el muelle de una pared de ladrillos necesitarás:
donde e0 es un indicador de extrañeza.
Pszh = P*(1-2 e0/T)
Gszh=Vet/Vszh
Fsr=(f+fszh)/2
ω =1+e/T<1,45
U=Kdv*fsr*R*Pszh* ω
Kdv – coeficiente de exposición a largo plazo
R – resistencia a la compresión de la mampostería, se puede determinar a partir de la Tabla 2<1>, en MPa
— Mojado — 3,3 m
— Charla — 2
— T — 640 mm
— Ancho — 1300 mm
- parámetros de mampostería (ladrillos de arcilla hechos mediante prensado de plástico, mortero de cemento y arena, grado de ladrillo - 100, grado de mortero - 50)
P=0,64*1,3=0,832
G=3,3/0,64=5,156
Vszh=0,64-2*0,045=0,55 m
Pszh = 0,832*(1-2*0,045/0,64)=0,715
Gszh=3,3/0,55=6
Fsr=(0,98+0,96)/2=0,97
ω=1+0,045/0,64=1,07<1,45
Para determinar la carga efectiva, es necesario calcular el peso de todos los elementos estructurales que afectan el área diseñada del edificio.
Y=1*0,97*1,5*0,715*1,07=1,113 MN
Se cumple la condición, la resistencia de la mampostería y la resistencia de sus elementos son suficientes.
¿Qué hacer si la resistencia a la presión calculada de las paredes es insuficiente? En este caso, es necesario reforzar la pared con refuerzo. A continuación se muestra un ejemplo de 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 indicadores para un muro reforzado con malla de alambre de 3 mm de diámetro, con una celda de 3 cm, clase B1. Refuerzo de cada tercera fila.
El aumento de fuerza es de aproximadamente el 40%. Normalmente esta resistencia a la compresión es suficiente. Es mejor realizar un análisis detallado calculando el cambio en las características de resistencia de acuerdo con el método de refuerzo de la estructura utilizada.
A continuación se muestra un ejemplo de dicho cálculo.
Ejemplo de cálculo de armadura de pila.
Datos iniciales: ver el ejemplo anterior.
En este caso, la condición У>=Н no se cumple (1.113<1,5).
Se requiere aumentar la resistencia a la compresión y la resistencia estructural.
Ganar
k=U1/U=1,5/1,113=1,348,
aquellos. es necesario aumentar la resistencia estructural en un 34,8%.
Refuerzo con marco de hormigón armado.
El refuerzo se realiza mediante pórtico de hormigón B15 de 0,060 m de espesor, varillas verticales de 0,340 m2, abrazaderas de 0,0283 m2 con un paso de 0,150 m.
Dimensiones de la sección de la estructura reforzada:
Ø_1=1300+2*60=1,42
T_1=640+2*60=0,76
Con tales indicadores, se cumple la condición У>=Н. La resistencia a la compresión y la resistencia estructural son suficientes.
|
Carga sobre el muelle al nivel de la parte inferior de la viga del primer piso, kN |
Valores, kN |
|
nieve para la II región nevada |
1000*6,74*(23,0*0,5+0,51+0,25)*1,4*0,001=115,7 |
|
alfombra para tejados enrollada-100N/m 2 |
100*6,74*(23,0*0,5+0,51+0,25)*1,1*0,001=9,1 |
|
solera asfáltica a p=15000N/m 3 15 mm de espesor |
15000*0,015*6,74*23,0*0,5*1,2*0,001=20,9 |
|
aislamiento - tableros de fibra de madera de 80 mm de espesor con una densidad p = 3000 N/m 3 |
3000*0,08*6,74*23,0*0,5*1,2*0,001=22,3 |
|
Barrera de vapor - 50N/m 2 |
50*6,74*23,0*0,5*1,2*0,001=4,7 |
|
Losas prefabricadas de revestimiento de hormigón armado – 1750N/m2 |
1750*6,74*23,0*0,5*1,1*0,001=149,2 |
|
peso de la armadura de hormigón armado |
6900*1,1*0,01=75,9 |
|
peso de la cornisa sobre el ladrillo del muro a p = 18000N/m 3 |
18000*((0,38+0,43)*0,5*0,51-0,13*0,25)* *6,74*1,1*0,001=23,2 |
|
el peso del ladrillo está por encima de +3,17 |
18000*((18,03-3,17)*6,74 - 2,4*2,1*3)*0,51*1,1*0,001=857 |
|
concentrado desde las barras transversales del piso (condicionalmente) |
119750*5,69*0,5*3*0,001=1022 |
|
peso del relleno de ventana a V n = 500 N/m2 |
500*2,4*2,1*3*1,1*0,001=8,3 |
La carga total de diseño sobre el muelle al nivel de elevación. +3.17:
N=115,7+9,1+20,9+22,3+4,7+149,2+75,9+23,2+857,1+1022+8,3=2308,4.
Está permitido considerar el muro dividido en altura en elementos de un solo tramo con la ubicación de las bisagras de soporte al nivel del soporte de las barras transversales. En este caso, se supone que la carga de los pisos superiores se aplica en el centro de gravedad de la sección de pared del piso suprayacente, y se consideran todas las cargas P = 119750 * 5,69 * 0,5 * 0,001 = 340,7 kN dentro de un piso determinado. a aplicarse con excentricidad real relativa al centro de gravedad de la sección.
La distancia desde el punto de aplicación de las reacciones de soporte de la barra transversal P hasta el borde interior de la pared en ausencia de soportes que fijen la posición de la presión de soporte se considera no superior a un tercio de la profundidad de empotramiento de la barra transversal. y no más de 7 cm.
Cuando la profundidad de empotramiento del travesaño en la pared es a 3 = 380 mm, y 3: 3 = 380: 3 = 127 mm > 70 mm, se acepta el punto de aplicación de la presión de apoyo P = 340,7 kN a distancia de 70 mm desde el borde interior de la pared.
Altura estimada del muelle en el piso inferior.
l 0 =3170+50=3220 mm.
Para el esquema de diseño del muelle del piso inferior del edificio tomamos un poste con pellizco al nivel del borde de la cimentación y con soporte articulado al nivel del piso.
Flexibilidad del muro de ladrillo silicocalcáreo grado 100 sobre mortero grado 25, a R=1,3 MPa con característica de mampostería α=1000
λ h =l 0:h=3220:510=6.31
El coeficiente de flexión longitudinal es φ=0,96; en muros con soporte superior rígido no se podrá tener en cuenta la flexión longitudinal en los tramos de soporte (φ=1). igual al valor calculado φ=0,96. En los tercios de la altura del apoyo, φ cambia linealmente de φ=1 al valor calculado φ=0,96
Valores del coeficiente de flexión longitudinal en las secciones de diseño de los pilares, en los niveles superior e inferior del vano de ventana:
φ1 =0,96+(1-0,96)
φ2 =0,96+(1-0,96) 
Los valores de los momentos flectores al nivel de apoyo de la barra transversal y en las secciones de diseño del muelle al nivel de la parte superior e inferior de la abertura de la ventana, kNm:
M=Pe=340,7*(0,51*0,5-0,07)=63,0
M1 =63,0 
M11 =63,0 
Magnitud de las fuerzas normales en los mismos tramos del muelle, kN:
N 1 =2308,4+0,51*6,74*0,2*1800*1,1*0,01=2322,0
N11 =2322+(0,51*(6,74-2,4)*2,1*1800*1,1+50*2,1*2,4*1,1)*0,01=2416,8
N111 =2416,8+0,51*0,8*6,74*1800*1,1*0,01=2471,2.
Excentricidades de las fuerzas longitudinales e 0 =M:N:
mi 0 =(66,0:2308,4)*1000=27 mm<0.45y=0.45*255=115мм
mi 01 =(56,3:2322)*1000=24 mm<0.45y=0.45*255=115мм
mi 011 =(15,7:2416,8)*1000=6 mm<0.45y=0.45*255=115мм
e 0111 =0 mmy=0,5*h=0,5*510=255mm.
Capacidad de carga de un muelle comprimido excéntricamente de sección rectangular
determinado por la fórmula:
N=m g φ 1 RA*(1- 
)ω, dondeω=1+ 
<=1.45,
, donde φ es el coeficiente de flexión longitudinal para toda la sección transversal de un elemento rectangular h c = h-2e 0 , m g es un coeficiente que tiene en cuenta la influencia de la carga a largo plazo (para h = 510 mm > 300 mm, tome 1), A es el área de la sección transversal del muelle.
Capacidad portante (resistencia) del pilote al nivel de apoyo del travesaño en φ=1,00, e 0 =27 mm, λ с =l 0:h с =l 0:(h-2е 0)=3220:(510 -2*27 )=7,1,φ s =0,936,
φ 1 =0.5*(φ+φ s)=0.5*(1+0.936)=0.968,ω=1+ 
<1.45
N=1*0,968* 1,3*6740*510*(1- 
)1,053=4073 kN >2308 kN
Capacidad de carga (resistencia) del muro en la sección 1-1 en φ=0.987, e 0 =24 mm, λ c =l 0:h c =l 0:(h-2e 0)=3220:(510-2*24 ) =6,97,φs =0,940,
φ 1 =0.5*(φ+φ s)=0.5*(0.987+0.940)=0.964,ω=1+ 
<1.45
norte 1 =1*0.964* 1.3*4340*510*(1- 
)1,047=2631 kN >2322 kN
Capacidad portante (resistencia) del muelle en la sección II-IIatφ=0.970, e 0 =6 mm, λ c =l 0:h c =l 0:(h-2e 0)=3220:(510-2*6)= 6.47,φs =0.950,
φ 1 =0.5*(φ+φ s)=0.5*(0.970+0.950)=0.960,ω=1+ 
<1.45
norte 11 =1*0.960* 1.3*4340*510*(1- 
)1,012=2730 kN >2416,8 kN
Capacidad portante (resistencia) del pilote en la sección III-III al nivel del borde de cimentación bajo compresión central en φ = 1, e 0 = 0 mm,
N 111 =1*1* 1,3*6740*510=4469 kN >2471 kN
Eso. La resistencia del muelle está asegurada en todos los tramos de la planta inferior del edificio.
|
Accesorios de trabajo |
Sección transversal de diseño |
Fuerza de diseño M, N mm |
Características de diseño |
Refuerzo de diseño |
Accesorios aceptados |
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|
|
|
Clase de refuerzo |
|||||||
|
en la zona baja |
En los tramos extremos |
123,80*10 |
en dos marcos planos |
|||||||
|
En luces medias |
94,83*10 |
en dos marcos planos |
||||||||
|
en la zona alta |
en el segundo vuelo |
52,80*10 |
en dos cuadros |
|||||||
|
En todos los tramos medianos |
41,73*10 |
en dos cuadros |
||||||||
|
sobre un soporte |
108,38*10 |
en una malla en forma de U |
||||||||
|
Sobre un soporteC |
94,83*10 |
en una malla en forma de U |
||||||||
Tabla 3
|
Esquema de carga |
Fuerzas cortantes, kNm |
||||||||||||||||
|
METRO |
En los tramos extremos |
METRO |
En luces medias |
METRO |
|||||||||||||
|
METRO |
METRO |
METRO |
METRO |
q |
q |
q |
q |
||||||||||
Tabla 7
|
Disposición de varillas |
Sección transversal de refuerzo, mm |
Características calculadas |
|||||||||
|
Antes de las cañas Un descanso |
Quebradizo |
Después de la rotura de las varillas A |
milímetros |
|
|
según tabla 9 |
|
||||
|
En la zona baja del travesaño |
Al final del día: en el soporte A | ||||||||||
|
en el soporte B | |||||||||||
|
De media: en el soporte B | |||||||||||
|
En la zona superior del travesaño |
En el soporte B: desde el tramo extremo | ||||||||||
|
desde el lado del tramo medio | |||||||||||
|
Sección transversal de diseño |
Fuerza de diseño M, kN*m |
Dimensiones de la sección, mm |
Características de diseño |
Clase de refuerzo de trabajo longitudinal AIII, mm |
Capacidad de carga real, kN*m
|
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|
R b = 7,65 MPa |
|
R s = 355 MPa |
Aceptado real
|
|||||
|
En la zona inferior de los vanos extremos. | ||||||||
|
En la zona superior encima de los soportes B en el borde de la columna. | ||||||||
|
En la zona baja de los vanos medios. | ||||||||
|
En la zona superior sobre los soportes C en el borde de la columna. | ||||||||
|
ordenadas |
MOMENTOS FLEXIBLES, k N m |
|||||||||||||
|
En los tramos extremos |
METRO |
En luces medias |
METRO |
|||||||||||
|
METRO |
METRO |
METRO |
METRO |
|||||||||||
|
Ordenadas del diagrama principal de momentos al cargar según esquemas 1+4. |
|
|||||||||||||
|
| ||||||||||||||
|
Ordenadas de redistribución del diagrama IIa | ||||||||||||||
|
Ordenadas del diagrama principal de momentos al cargar según esquemas 1+5. |
Redistribución de fuerzas reduciendo el momento de apoyo M. |
|||||||||||||
|
Ordenadas del diagrama adicional en | ||||||||||||||
|
Ordenadas de redistribución del diagrama IIIa | ||||||||||||||
|
Esquema de carga |
MOMENTOS FLEXIBLES, k N m |
Fuerzas cortantes, kNm |
|||||||||||||||
|
METRO |
En los tramos extremos |
METRO |
En luces medias |
METRO |
|||||||||||||
|
METRO |
METRO |
METRO |
METRO |
q |
q |
q |
q |
||||||||||
|
Refuerzo longitudinal Refuerzo rompible |
Refuerzo transversal paso |
Fuerza transversal en el punto de rotura de las varillas, kN |
|
Longitud de lanzamiento de varillas rompibles más allá del punto de rotura teórico, mm
|
Valor mínimo ω=20d, mm |
Valor aceptado ω,mm |
Distancia desde el eje de soporte, mm |
|||
|
Al lugar de la pausa teórica (escalado según diagrama de materiales) |
A la ubicación real de la ruptura. |
|||||||||
|
En la zona baja del travesaño |
Al final del día: en el soporte A | |||||||||
|
en el soporte B | ||||||||||
|
De media: en el soporte B | ||||||||||
|
En la zona superior del travesaño |
En el soporte B: desde el tramo extremo | |||||||||
|
desde el lado del tramo medio | ||||||||||
|
Вр1 con Rs=360 MPa, АIII con Rs=355 MPa |
En las zonas extremas entre los ejes 1-2 y 6-7
En los tramos extremos
En los tramos medios
En las secciones intermedias entre los ejes 2-6
En los tramos extremos
En los tramos medios
|
Disposición de varillas |
Sección transversal de refuerzo, mm 2 |
Características de diseño |
|||||||||
|
Antes de que las varillas se rompan |
arrancado |
Después de que las varillas se rompan |
b*h 0, mm 2 *10 -2 |
|
|
|
М=R b *b*h 0 *A 0 , kN*m |
||||
|
En la zona baja del travesaño |
En el lapso extremo: en el soporte A |
|
|
| |||||||
|
en el soporte B |
|
|
| ||||||||
|
En el tramo medio: en el soporte B |
|
|
| ||||||||
|
en el soporte C |
|
|
| ||||||||
|
En la zona superior del travesaño |
En el soporte B: desde el tramo extremo |
|
|
| |||||||
|
desde el tramo medio |
|
|
| ||||||||
|
En el soporte C de ambos tramos |
|
|
| ||||||||
|
Ubicación de varillas rompibles. |
Longitudinal__ guarniciones__ refuerzo rompible |
Refuerzo transversal _cantidad_ |
Fuerza transversal en el punto de rotura teórica de las varillas, kN |
|
Longitud de lanzamiento de varillas rompibles más allá del punto de rotura teórico, mm |
Valor mínimo w=20d |
Valor aceptado w, mm |
Distancia desde el eje de soporte, mm |
||
|
Hasta el punto de ruptura teórica (según esquema de materiales) |
A la ubicación real de la ruptura. |
|||||||||
|
En la zona baja del travesaño |
En el lapso extremo: en el soporte A |
|
| |||||||
|
en el soporte B |
|
| ||||||||
|
En el tramo medio: en el soporte B |
|
| ||||||||
|
en el soporte C |
|
| ||||||||
|
En la zona superior del travesaño |
En el soporte B: desde el tramo extremo |
|
| |||||||
|
desde el tramo medio |
|
| ||||||||
|
En el soporte C de ambos tramos |
|
| ||||||||
, mm
, mm
, A s = 760 mm 2
, A s = 628 mm 2
, Como = 308 mm 2
, Como = 226 mm 2
, A s = 628 mm 2
, A s = 628 mm 2
x10 
por la cantidad
METRO 
=145,2 kNm
por la cantidad
METRO 
=89,2 kNm
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