Несущая способность кирпичного столба

Обновлено: 19.05.2024

Столбчатый фундамент

Эта статья продолжает цикл публикаций, посвящённых строительству фундаментов. Настало время уделить внимание столбчатому фундаменту, разобраться, в каких условиях он покажет свои лучшие характеристики, понять, как он устроен и по какому принципу работает, изучить основные технологические операции по его возведению.

Особенности столбчатых фундаментов

Столбчатый фундамент можно считать младшим братом более индустриального свайного фундамента, так как он имеет схожую конструкцию и принцип работы. В обоих случаях по осям здания располагается система отдельных вертикальных опор прямоугольного или круглого сечения, которые есть во всех точках пересечения несущих стен, по углам, под особо нагруженными участками (каменные печи, межкомнатные перегородки основания лестничных маршей, колонны). И там и там может применяться ростверк для связки основных элементов фундамента, пространство между стойками заполняется — выполняется так называемая «забирка».

Главное отличие заключается в следующем — столбы не заводят ниже глубины промерзания (это уже будут сваи, длина которых в земле стартует с 2 метров), поэтому они оказывают только подошвенное сдавливающее воздействие на грунт, тогда как сила трения в зоне боковых стенок имеет незначительные показатели. Исходя из этого обстоятельства, технологически столбчатый фундамент может быть не только цельным/монолитным, но и собираться из готовых штучных элементов. Согласитесь, выполнить кирпичную кладку, например, в трёхметровом шурфе просто нереально, а при заглублении в 40–70 см — без проблем.

Фото prom.ua Фото prom.ua

Столбчатый фундамент имеет свои явные преимущества:

сравнительно невысокая стоимость — он примерно в 1,5–2 раза дешевле своего прямого конкурента, мелкозаглублённого ленточного монолитного фундамента (меньше материалов и земляных работ, не нужна техника);
малая трудоёмкость;
строить его можно даже в одиночку, поэтапно изготавливая отдельные элементы.

Естественно, этот фундамент не является универсальным, иначе все бы строили на столбах, и просто не существовало бы других вариантов. Не будем называть это его недостатком, правильнее будет — специфика.

Из-за небольшой суммарной опорной поверхности столбчатый фундамент не может корректно передать на грунт массу тяжёлого дома. Сжимающие силы под подошвами опор оказываются настолько велики, что основание не способно выдержать вес строения, требуется увеличение количества столбов и площади их поперечного сечения, что нейтрализует экономическую выгоду от применения такого фундамента. Поэтому столбчатые фундаменты целесообразно применять только для лёгких домов из древесины (каркасных, из бруса, из бревна), для строений из облегчённых минеральных материалов, только если они небольшие, малоэтажные, с деревянными перекрытиями. В любом случае, нагрузки и сопротивляемость грунта следует считать, об этом будет ниже.

Вытекающее из первого пункта ограничение — нельзя такой фундамент закладывать на водонасыщенных, слабонесущих и пучинистых грунтах. Заболоченные и слабонесущие основания не могут выдержать концентрированных нагрузок и просаживаются, а возможные силы морозного пучения легко преодолевают небольшую загруженность фундамента от лёгкого здания (с весовым моментом мы уже определились). На рыхлых нестабильных участках лучше работают сваи, которые либо «достают» до плотных пород, либо, благодаря своей длине и большой наружной поверхности, цепляются, используя силы трения.

Опасно использовать столбы на крутых склонах (если перепад высот под домом приближается к 1,5–2 метрам). В таких условиях слишком активно действуют горизонтально направленные сдвигающие силы, которые способны просто опрокинуть строение. Тем более что глубина залегания столбчатого фундамента маленькая по определению, а, следовательно, и цепляется дом за основание сравнительно слабо.

Конструктивно этот фундамент не предполагает устройства заглублённых помещений. Если нужен подвал или подземный гараж, то лучше (во всех отношениях выгоднее) возвести монолитную, либо сборную ленту, которая сама по себе будет формировать стены в грунту.

Ну, и чтобы завершить наше вступление, заметим, что конструктивно и по материалу изготовления столбчатые фундаменты разделяют на:

деревянные (в шурфе располагают брёвна со всевозможными расширениями на торце — стулья);
сборные (кладка из обожжённого кирпича, готовые железобетонные изделия);
монолитные (самые надёжные, бетон заливают в скважину непосредственно на участке);
бутобетонные (в раствор вводится бутовый камень).

Проектирование столбчатого фундамента

Разработка конструкции фундамента — это наиболее сложная и очень ответственная задача для частного застройщика. Ведь нам нужно учесть массу важнейших моментов, главными среди них будут свойства грунта, на котором мы возводим дом, а также уровень нагрузок, которые будет оказывать на дом во время эксплуатации. В статье «Ленточный фундамент. Часть 1: типы, грунты, проектирование, стоимость» мы очень подробно рассказали о том, как рассчитать нагрузки, а также определить тип и, соответственно, несущие характеристики грунта. Что касается столбчатого фундамента, то здесь проектировочных вопросов никак не меньше.

Длина столбчатых опор

Уже было сказано, что столбчатый фундамент закладывают выше глубины промерзания. При качественном исполнении каждой единичной опоры, уже при глубине заглубления фундамента в 40–50 см дом нормально зацепится за естественное основание. Есть смысл углубиться на несколько десятков сантиметров, только если ниже располагаются более устойчивые пласты и на них можно опереться. Стойки, проходящие ниже глубины промерзания, давайте всё же отнесём к набивным сваям и поговорим о них в следующей статье.

Теперь о высоте над землёй. Чтобы на достаточное расстояние удалить пол и стеновые конструкции от земли, оголовки столбов примерно на 30–50 см поднимают над поверхностью. Это положительно сказывается на влаго- и теплоизоляции первого перекрытия, позволяет создать цоколь в виде забирки, и тем самым защитить нижнюю часть деревянных стен.

Сечение столбов

Сборный столбчатый фундамент придётся устраивать в прямоугольном или квадратном шурфе, монолит можно изготовить круглого сечения, а следовательно, применить для разработки грунта буры, облегчающие работу, и позволяющие уйти от использования съёмной опалубки.

В большинстве случаев сечение опор делают неравномерным — внизу организовывают расширение, а к поверхности выходят с меньшим поперечным размером. Благодаря такой конструкции увеличивается суммарная площадь опоры всего фундамента и снижается нагрузка на грунт. Вариантов несколько:

Для деревянного столба это «стулья» (перпендикулярно расположенные к стойкам отрезки брёвен), пятно бетона на дне скважины, куда торцом «насырую» утапливается опора, иногда в каждую выборку просто укладывают крупный плоский камень.
Для кирпичного фундамента это расширенные 3–4 ряда в два кирпича, тогда как последующие ряды кладутся в полтора кирпича или в один кирпич.
Монолитные столбы могут стартовать с плоской плиты толщиной примерно в 100–150 мм, которая на 200–250 мм шире самой стойки, в известной технологии ТИСЭ опорная платформа получается сферической.
Для сборного фундамента ЖБ иногда применяют более крупные блоки, или, например, элементы ФЛ.

К оголовку столбы выводят шириной, как правило, не более 60 см, тогда как минимум составляет 200 мм (для стоек с несъёмной стальной оболочкой). В среднем же самым распространённым и технически оправданным считается сечение столба в 40–50 см.

Количество столбов, расстояние между опорами

На практике стойки фундамента удаляются друг от друга на расстояние от 1,5 до 3 метров. Точные показатели можно получить, если мы знаем, сколько нужно использовать столбов. Для проведения необходимых вычислений мы должны понять, какой вес передаётся от каждой подошвы, и какую массу способен выдерживать грунт.

Сначала высчитываем опорную площадь столба:

для квадратной стойки/плиты с сечением 40x40 см — это 1600 см2 (перемножаем стороны сечения);
круглую подошву, например, диаметром 40 см, рассчитаем по формуле S = πr2 (3,14 * 202 = 1256 см2), или как вариант — S = 3,14D2/4.

Разбираемся с типом грунта (особое внимание уделяем слоям, которые примут нагрузку — от 50 см и ниже). По таблице определяем несущую способность основания. Например, суглинки средней твёрдости/пластичности успешно сопротивляются нагрузкам в 2,5 кг/см2.

Выходит, что квадратного сечения столб с подошвой 40 см должен нагружаться на плотных суглинках не более чем на 4 тонны (1600 * 2,5 = 4000 кг).

Чтобы вы увидели соотношение типа почвы и проектной нагрузки на отдельный столб, приведём ещё примеры для стойки того же сечения: если строим на пластичных суглинках (несущая способность в среднем составляет 1,5 кг/см2) — грузить можно не более 2,4 тонны, для очень мокрых песков (1 кг/см2) — не более 1,6 т.

Зная общий вес всех строительных конструкций здания, добавив к этому массу возможного снежного покрова и эксплуатационные нагрузки (люди, предметы интерьера…), получим расчётную массу строения. Для примера возьмём дом 100 тонн.

При несущей способности грунта 2,5 кг/см2 дом массой 100 тонн необходимо будет установить не менее чем на 25 столбов (100 т./4 т. = 25 шт.).

Если наше гипотетическое здание имеет площадь 10x10 метров, при этом есть одна центральная несущая стена, то суммарная длина всех осей фундамента составит 50 м. п. — это нагрузка 2 тонны на один погонный метр. Зная, сколько максимально должен нести один столб (в нашем случае это 4 т.), можем предварительно высчитать минимально допустимое расстояние между опорами — 4 т./2 т. = 2 метра.

Разметка и подготовительные работы

Перед началом работ необходимо в обязательном порядке: произвести исследования грунта, сделать замеры перепадов высот, создать план-схему фундамента, выполнить временный водоотвод в виде дренирующих канав, очистить площадку от дёрна.

Масловский АВ - Таблицы для определения несущей способности кирпичных стен и столбов (Киев 1977г 36)

Спасибо.
Сравним с расчетными результатами, согласуется ли, интересно.
А далее, сгодится для применения в предварительного назначения. Вот только пересканировать бы нечеткие страницы для распознавания и форматирования в Ворд. Хорошее пособие, как впрочем и многое другое выпускающее Будивильником в советское время.

А. В. Гусаров , 04 мая 2006 в 10:01

У меня:
1. При попытке извлечения из архива - ошибки;
2. Напрямую открыть файл формата DjVu - открывает пустые страницы и пишет ошибку "DjVu Decoder: Cannot decode DjVu files with version > = 25

Расчет кирпичной колонны на прочность и устойчивость.

Кирпич - достаточно прочный строительный материал, особенно полнотелый, и при строительстве домов в 2-3 этажа стены из рядового керамического кирпича в дополнительных расчетах как правило не нуждаются. Тем не менее ситуации бывают разные, например, планируется двухэтажный дом с террасой на втором этаже. Металлические ригеля, на которые будут опираться также металлические балки перекрытия террасы, планируется опереть на кирпичные колонны из лицевого пустотелого кирпича высотой 3 метра, выше будут еще колонны высотой 3 м, на которые будет опираться кровля:

Рисунок 1. Расчетная схема для кирпичных колонн проектируемого здания.

При этом возникает естественный вопрос: какое минимальное сечение колонн обеспечит требуемую прочность и устойчивость? Конечно же, идея выложить колонны из глиняного кирпича, а тем более стены дома, является далеко не новой и все возможные аспекты расчетов кирпичных стен, простенков, столбов, которые есть суть колонны, достаточно подробно изложены в СНиП II-22-81 (1995) "Каменные и армокаменные конструкции". Именно этим нормативным документом и следует руководствоваться при расчетах. Приводимый ниже расчет, не более, чем пример использования указанного СНиПа.

Чтобы определить прочность и устойчивость колонн, нужно иметь достаточно много исходных данных, как то: марка кирпича по прочности, площадь опирания ригелей на колонны, нагрузка на колонны, площадь сечения колонны, а если на этапе проектирования ничего из этого не известно, то можно поступить следующим образом:

Пример расчета кирпичной колонны на устойчивость при центральном сжатии

Проектируется:

Терраса размерами 5х8 м. Три колонны (одна посредине и две по краям) из лицевого пустотелого кирпича сечением 0.25х0.25 м. Расстояние между осями колонн 4 м. Марка кирпича по прочности М75.

Расчетные предпосылки:

1. Расчетная нагрузка на колонны .

При такой расчетной схеме максимальная нагрузка будет на среднюю нижнюю колонну. Именно ее и следует рассчитывать на прочность. Нагрузка на колонну зависит от множества факторов, в частности от района строительства. Например, снеговая нагрузка на кровлю Санкт-Петербурге составляет 180 кг/м 2 , а в Ростове-на-Дону - 80 кг/м 2 . С учетом веса самой кровли 50-75 кг/м 2 нагрузка на колонну от кровли для Пушкина Ленинградской области может составить:

N с _кровли = (180·1.25 + 75)·5·8/4 = 3000 кг или 3 тонны

Так как действующие нагрузки от материала перекрытия и от людей, восседающих на террасе, мебели и др. пока не известны, но железобетонная плита точно не планируется, а предполагается, что перекрытие будет деревянным, из отдельно лежащих обрезных досок, то для расчетов нагрузки от террасы можно принять равномерно распределенную нагрузку 600 кг/м 2 , тогда сосредоточенная сила от террасы, действующая на центральную колонну, составит:

N с _{террасы} = 600·5·8/4 = 6000 кг или 6 тонн

Собственный вес колонн длиной 3 м будет составлять:

N с _{колонны} = 1500·3·0.38·0.38 = 649.8 кг или 0.65 тонн

Таким образом суммарная нагрузка на среднюю нижнюю колонну в сечении колонны возле фундамента составит:

N с _об = 3000 + 6000 + 2·650 = 10300 кг или 10.3 тонн

Однако в данном случае можно учесть, что существует не очень большая вероятность того, что временная нагрузка от снега, максимальная в зимнее время, и временная нагрузка на перекрытие, максимальная в летнее время, будут приложены одновременно. Т.е. сумму этих нагрузок можно умножить на коэффициент вероятности 0.9, тогда:

N с _об = (3000 + 6000)·0.9 + 2·650 = 9400 кг или 9.4 тонн

Расчетная нагрузка на крайние колонны будет почти в два раза меньше:

N кр = 1500 + 3000 + 1300 = 5800 кг или 5.8 тонн

2. Определение прочности кирпичной кладки.

Марка кирпича М75 означает, что кирпич должен выдерживать нагрузку 75 кгс/см 2 , однако прочность кирпича и прочность кирпичной кладки - разные вещи. Понять это поможет следующая таблица:

Таблица 1. Расчетные сопротивления сжатию для кирпичной кладки (согласно СНиП II-22-81 (1995))

Но и это еще не все. Все тот же СНиП II-22-81 (1995) п.3.11 а) рекомендует при площади столбов и простенков менее 0.3 м 2 умножать значение расчетного сопротивления на коэффициент условий работы γ_с=0.8. А так как площадь сечения нашей колонны составляет 0.25х0.25 = 0.0625 м 2 , то придется этой рекомендацией воспользоваться. Как видим, для кирпича марки М75 даже при использовании кладочного раствора М100 прочность кладки не будет превышать 15 кгс/см 2 . В итоге расчетное сопротивление для нашей колонны составит 15·0.8 = 12 кг/см 2 , тогда максимальное сжимающее напряжение составит:

10300/625 = 16.48 кг/см 2 > R = 12 кгс/см 2

Таким образом для обеспечения необходимой прочности колонны нужно или использовать кирпич большей прочности, например М150 (расчетное сопротивление сжатию при марке раствора М100 составит 22·0.8 = 17.6 кг/см 2 ) или увеличивать сечение колонны или использовать поперечное армирование кладки. Пока остановимся на использовании более прочного лицевого кирпича.

3. Определение устойчивости кирпичной колонны.

Прочность кирпичной кладки и устойчивость кирпичной колонны - это тоже разные вещи и все тот же СНиП II-22-81 (1995) рекомендует определять устойчивость кирпичной колонны по следующей формуле :

где m_g - коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки. В данном случае нам, условно говоря, повезло, так как при высоте сечения h ≈ 30 см, значение данного коэффициента можно принимать равным 1.

Примечание: Вообще-то с коэффициентом m_g все не так просто, подробности можно посмотреть в комментариях к статье.

φ - коэффициент продольного изгиба, зависящий от гибкости колонны λ. Чтобы определить этот коэффициент, нужно знать расчетную длину колонны l₀, а она далеко не всегда совпадает с высотой колонны. Тонкости определения расчетной длины конструкции изложены отдельно, здесь лишь отметим, что согласно СНиП II-22-81 (1995) п.4.3: "Расчетные высоты стен и столбов l₀ при определении коэффициентов продольного изгиба φ в зависимости от условий опирания их на горизонтальные опоры следует принимать:

а) при неподвижных шарнирных опорах l₀ = Н;

б) при упругой верхней опоре и жестком защемлении в нижней опоре: для однопролетных зданий l₀ = 1,5H, для многопролетных зданий l₀ = 1,25H;

в) для свободно стоящих конструкций l₀ = 2Н;

г) для конструкций с частично защемленными опорными сечениями — с учетом фактической степени защемления, но не менее l₀ = 0,8Н, где Н — расстояние между перекрытиями или другими горизонтальными опорами, при железобетонных горизонтальных опорах расстояние между ними в свету."

На первый взгляд, нашу расчетную схему можно рассматривать, как удовлетворяющую условиям пункта б). т.е можно принимать l₀ = 1.25H = 1.25·3 = 3.75 метра или 375 см. Однако уверенно использовать это значение мы можем лишь в том случае, когда нижняя опора действительно жесткая. Если кирпичная колонна будет выкладываться на слой гидроизоляции из рубероида, уложенный на фундамент, то такую опору скорее следует рассматривать как шарнирную, а не жестко защемленную. И в этом случае наша конструкция в плоскости, параллельной плоскости стены, является геометрически изменяемой, так как конструкция перекрытия (отдельно лежащие доски) не обеспечивает достаточную жесткость в указанной плоскости. Из подобной ситуации возможны 4 выхода:

1. Применить принципиально другую конструктивную схему

например - металлические колонны, жестко заделанные в фундамент, к которым будут привариваться ригеля перекрытия, затем из эстетических соображений металлические колонны можно обложить лицевым кирпичом любой марки, так как всю нагрузку будет нести металл. В этом случае, правда нужно рассчитывать металлические колонны, но расчетную длину можно приниматьl₀ = 1.25H.

2. Сделать другое перекрытие ,

например из листовых материалов, что позволит рассматривать и верхнюю и нижнюю опору колонны, как шарнирные, в этом случае l₀ = H.

3. Сделать диафрагму жесткости

в плоскости, параллельной плоскости стены. Например по краям выложить не колонны, а скорее простенки. Это также позволит рассматривать и верхнюю и нижнюю опору колонны, как шарнирные, но в этом случае необходимо дополнительно рассчитывать диафрагму жесткости.

4. Не обращать внимания на вышеприведенные варианты и рассчитывать колонны, как отдельно стоящие с жесткой нижней опорой, т.е l₀ = 2Н

В конце концов древние греки ставили свои колонны (правда, не из кирпича) без каких-либо знаний о сопротивлении материалов, без использования металлических анкеров, да и столь тщательно выписанных строительных норм и правил в те времена не было, тем не менее некоторые колонны стоят и по сей день.

Теперь, зная расчетную длину колонны, можно определить коэффициент гибкости:

где h - высота или ширина сечения колонны, а i - радиус инерции.

Определить радиус инерции в принципе не сложно, нужно разделить момент инерции сечения на площадь сечения, а затем из результата извлечь квадратный корень, однако в данном случае в этом нет большой необходимости. Таким образом λ_h = 2·300/25 = 24.

Теперь, зная значение коэффициента гибкости, можно наконец-то определить коэффициент продольного изгиба по таблице:

Таблица 2. Коэффициенты продольного изгиба для каменных и армокаменных конструкций (согласно СНиП II-22-81 (1995))

При этом упругая характеристика кладки α определяется по таблице:

Таблица 3. Упругая характеристика кладки α (согласно СНиП II-22-81 (1995))

В итоге значение коэффициента продольного изгиба составит около 0.6 (при значении упругой характеристики α = 1200, согласно п.6). Тогда предельная нагрузка на центральную колонну составит:

N_р = m_gφγ_сRF = 1х0.6х0.8х22х625 = 6600 кг < N с _об = 9400 кг

Это означает, что принятого сечения 25х25 см для обеспечения устойчивости нижней центральной центрально-сжатой колонны недостаточно. Для увеличения устойчивости наиболее оптимальным будет увеличение сечения колонны. Например, если выкладывать колонну с пустотой внутри в полтора кирпича, размерами 0.38х0.38 м, то таким образом не только увеличится площадь сечения колонны до 0.13 м 2 или 1300 см 2 , но увеличится и радиус инерции колонны до i = 11.45 см. Тогда λ_i = 600/11.45 = 52.4, а значение коэффициента φ = 0.8. В этом случае предельная нагрузка на центральную колонну составит:

N_р = m_gφγ_сRF = 1х0.8х0.8х22х1300 = 18304 кг > N с _об = 9400 кг

Это означает, что сечения 38х38 см для обеспечения устойчивости нижней центральной центрально-сжатой колонны хватает с запасом и даже можно уменьшить марку кирпича. Например, при первоначально принятой марке М75 предельная нагрузка составит:

N_р = m_gφγ_сRF = 1х0.8х0.8х12х1300 = 9984 кг > N с _об = 9400 кг

Вроде бы все, но желательно учесть еще одну деталь. Фундамент в этом случае лучше делать ленточным (единым для всех трех колонн), а не столбчатым (отдельно для каждой колонны), в противном случае даже небольшие просадки фундамента приведут к дополнительным напряжениям в теле колонны и это может привести к разрушению. С учетом всего вышеизложенного наиболее оптимальным будет сечение колонн 0.51х0.51 м, да и с эстетической точки зрения такое сечение является оптимальным. Площадь сечения таких колонн составит 2601 см 2 .

Пример расчета кирпичной колонны на устойчивость при внецентренном сжатии

Крайние колонны в проектируемом доме не будут центрально сжатыми, так как на них будут опираться ригеля только с одной стороны. И даже если ригеля будут укладываться на всю колонну, то все равно из-за прогиба ригелей нагрузка от перекрытия и кровли будет передаваться крайним колоннам не по центру сечения колонны. В каком именно месте будет передаваться равнодействующая этой нагрузки, зависит от угла наклона ригелей на опорах, модулей упругости ригелей и колонн и ряда других факторов, которые подробно рассматриваются в статье "Расчет опорного участка балки на смятие". Это смещение называется эксцентриситетом приложения нагрузки е_о. В данном случае нас интересует наиболее неблагоприятное сочетание факторов, при котором нагрузка от перекрытия на колонны будет передаваться максимально близко к краю колонны. Это означает, что на колонны кроме самой нагрузки будет также действовать изгибающий момент, равный M = Ne_о, и этот момент нужно учесть при расчетах. В общем случае проверку на устойчивость можно выполнять по следующей формуле:

N = φRF - MF/W (2.1)

где W - момент сопротивления сечения. В данном случае нагрузку для нижних крайних колонн от кровли можно условно считать центрально приложенной, а эксцентриситет будет создавать только нагрузка от перекрытия. При эксцентриситете 20 см

N_р = φRF - MF/W = 1х0.8х0.8х12х2601 - 3000·20·2601·6/51 3 = 19975, 68 - 7058.82 = 12916.9 кг > N кр = 5800 кг

Таким образом даже при очень большом эксцентриситете приложения нагрузки у нас имеется более чем двукратный запас по прочности.

Примечание: СНиП II-22-81 (1995) "Каменные и армокаменные конструкции" рекомендует использовать другую методику расчета сечения, учитывающую особенности каменных конструкций, однако результат при этом будет приблизительно таким же, поэтому методику расчета, рекомендуемую СНиПом здесь не привожу.

P.S. Я прекрасно понимаю, что человеку, впервые столкнувшемуся с расчетом строительных конструкций, разобраться в тонкостях и особенностях вышеизложенного материала бывает не просто, но тратить тысячи или даже десятки тысяч рублей на услуги проектной организации вы все равно не хотите. Что ж, я готов помочь. Больше подробностей смотрите в статье "Записаться на прием к доктору".

На этом пока все.

Доступ к полной версии этой статьи и всех остальных статей на данном сайте стоит всего 30 рублей. После успешного завершения перевода откроется страница с благодарностью, адресом электронной почты и продолжением статьи. Если вы хотите задать вопрос по расчету конструкций, пожалуйста, воспользуйтесь этим адресом. Зараннее большое спасибо.)). Если страница не открылась, то скорее всего вы осуществили перевод с другого Яндекс-кошелька, но в любом случае волноваться не надо. Главное, при оформлении перевода точно указать свой e-mail и я обязательно с вами свяжусь. К тому же вы всегда можете добавить свой комментарий. Больше подробностей в статье "Записаться на прием к доктору"

Для терминалов номер Яндекс Кошелька 410012390761783

Номер карты Ymoney 4048 4150 0452 9638 SERGEI GUTOV

Для Украины - номер гривневой карты (Приватбанк) 5168 7422 4128 9630

30-09-2013: Владимир

Пункт 3
"где mg - коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки. В данном случае нам, условно говоря, повезло, так как при высоте сечения h ? 30 см, значение данного коэффициента можно принимать равным 1."
Всё наоборот h больше или равно 30 см должно быть по СНиП, а у вас 25, поэтому вам не повезло и необходимо считать радиус инерции!

30-09-2013: Доктор Лом

Когда речь идет о расчете элементов на центральное сжатие, то формулировка СНиП II-22-81 п.4.1 звучит так: "При меньшем размере прямоугольного поперечного сечения элементов h ? 30 см (или с меньшим радиусом инерции элементов любого сечения i ? 8,7 см) коэффициент mg следует принимать равным единице". А вот при расчетах внецентренно сжатых элементов, действительно п.4.7: "При h ? 30 см или i ? 8,7 см коэффициент mg следует принимать равным единице". Я намеренно воспользовался неточностью формулировки п.4.1 при расчете центрально сжатой колонны по ряду причин:
1. Коэффициент mg - это как бы дополнительная страховка, используемая при расчетах с минимальным запасом прочности. В данном примере расчет производился с достаточным запасом, что позволяет принимать значение mg =1.
2. Коэффициент mg = 1 - nNg/N (при центральном сжатии) - эмпирическая величина, значение которой даже при самых неблагоприятных обстоятельствах не может быть меньше 0.69 для кладки из глиняного кирпича (так как n не может быть больше 0.31) и если длительная нагрузка Ng равна общей нагрузке N. Пользоваться этой величиной нужно с пониманием. Например, если при ширине колонны 30 см допускается принимать mg = 1 даже при бесконечно большой длине колонны, то по логике при ширине 25 см значение mg не должно быть значительно меньше 1. Однако значение mg будет зависеть не только от ширины колонны, но и от расчетной длины и даже при ширине колонны, чисто теоретически равной 29.99 см, и при достаточно большой длине колонны mg может иметь указанное значение 0.69. Что формально правильно, но логически никак не обосновано.
3. Для определения коэффициента mg требуется предварительно определить соотношение длительной и постоянной нагрузки и определить значение расчетной длины. Это означает, что алгоритм расчета, и так не вполне простой и очевидный, следует еще более усложнить, расширить описание, добавить еще таблиц и формул, чтобы показать, что значение расчетной нагрузки может быть на 5-10% меньше. И все это нужно сделать до того, как сконцентрировать внимание читателя на самом главном - правильном определении расчетной длины и соответственно коэффициента продольного изгиба. Между тем при сборе нагрузок был использован достаточно большой запас, например, при определении временной нагрузки на перекрытие. И еще расчетную нагрузку можно было принять значительно меньше с учетом того, что максимальная нагрузка от снега и максимальная нагрузка на перекрытие в летнее время - это абсолютно разные во времени нагрузки. Таким образом указанный запас значительно перекрывает возможное уменьшение допустимой нагрузки на 5-10% при mg = 0.95-0.9. Для примера следующий возможный вариант: расчетная схема позволяет рассматривать колонну, как шарнирно закрепленную на опорах, в этом случае расчетная длина колонны равна реальной длине колонны, т.е. 300 см, при этом ?h = 300/25 = 12 и тогда значение коэффициента n составит n = 0.04 по таблице 20 СНиПа (в статье не приводится). Тогда, даже при равенстве длительной нагрузки и постоянной значение mg = 1 -0.04x1 = 0.96.
Возможно, мое понимание проблемы неправильно, именно поэтому я и рекомендую при расчетах руководствоваться СНиПом, а не данным примером расчета.
И еще. Таблица 2 позволяет определить значение коэффициента продольного изгиба без расчета радиуса инерции. К тому же расчет радиуса инерции никак не связан с определением коэффициента mg, учитывающего влияние длительной нагрузки.

10-01-2014: Кирилл

Я вообще обыватель. Поэтому вопрос. Кладка колонны из пустотелого кирпича. По современным нормам это допустимо? Во всех учебниках указывается, что пустотелый кирпич только для стен и перегородок. п.6 таблицы 3 не указывает на пустотелость керамического камня! Кроме того, нагруженная калонна находится вне помещения, под влиянием атмосферных осадков. Как ба обыватели сомневаются.

10-01-2014: Доктор Лом

Ваши сомнения вполне понятны и обоснованы, именно поэтому я и рекомендую производить расчет согласно действующего СНиПа, а данная статья - не более, чем пример расчета.
Несущие стены, выложенные с использованием лицевого кирпича, также нуждаются в расчете на прочность и устойчивость, и принципы расчета такие же как и в данной статье, вот только такой расчет будет более сложным.
Лицевой кирпич как правило рассчитан на влияние атмосферных осадков и низких температур, потому он и лицевой.
Керамические камни как правило пустотелые (иначе будут иметь слишком большой вес), но в принципе вы правы - более правильно использовать значение а по пункту 7. Тем не менее использование коэффициента надежности по нагрузке 1.25 значительно перекрывает возникающие погрешности расчета.

10-01-2014: Кирилл

Благодарю Доктор Лом! На Ваших расчётах учимся.

22-02-2014: Станислав

Не понимаю: почему
Nсоб = 3000 + 6000 + 2·650 = 10300 кг или 10.3 тонн

почему 2·650 ? Откуда 2? Ведь 650 - это уже все колонны, нет?

22-02-2014: Доктор Лом

650 - это вес одной колонны высотой 3 м.

Добрый день! Большое спасибо за разъяснения и ответы!
И вот еще вопрос: а если перекрытие все-таки из пустотных плит? Если я правильно понимаю, по кирпичным столбам укладываются ж/б подушки, по ним прогоны и на них плиты. А как идет кладка столба выше (2-й этаж)? Нужно ли заполнять бетонными вкладышами пустоты плиты и перекрывать ими (плитами) всю колонну или достаточно стандартного опирания? Может быть есть узел? Особенно крайняя колонна интересует.

Вообще-то возможные конструктивные решения узлов сопряжения конструкций здесь не рассматриваются (покопайтесь в существующих сериях). Тем не менее необходимость установки ж/б подушек для перераспределения напряжений в колонне определяется отдельно (для примера смотрите статью "Расчет опорной площадки стены на смятие"), а бетонные вкладыши на опорных участках плит используются по умолчанию.

Подскажите по моей ситуации пожалуйста. 2 этажный пятистенок из крупноформатного пустотного блока. Средняя несущая стена 1 этажа (высота 3м) из полнотелого кирпича М125. Стена с несколькими проемамми. Между проемов задуман кирпичный столб 51 на 51см. С обоих сторон на него ложатся несущие перемычки: справа 3ПБ 16-37 4 шт, слева 5ПБ - 2шт. Сверху плиты перекрытия, еще выще несущая стена 2-го этажа. По таблице Масловского получается 35тс. Мне, как НЕспециалисту поясните, выдержит ли мою нагрузку такой столб? Спасибо.

Я могу лишь пояснить, что расчетное сопротивление кладки столба вы можете достаточно легко определить с помощью таблицы 1, а затем нужно просто сравнить это сопротивление с нагрузкой на 1 см^2 кладки, т. е. имеющуюся у вас нагрузку 35 тс разделить на площадь сечения столба. Однако такой проверки будет не достаточно и столб следует проверить на устойчивость. Как это сделать и рассказывает данная статья. Подставьте свои данные в приведенные формулы и проверьте.

13-09-2015: Денис

Строю крытую летнюю площадку 5 на 5 м. Крыша из профнастила будет опираться на 8 колонн 4 по углам и 4 между угловыми. Вопрос - достаточно ли построить колонны толщиной в 1 кирпич и высотой 2,5 м?

14-09-2015: Доктор Лом

Данная статья и написана для того, чтобы это определить расчетом. Я на глаз, да еще и не зная нагрузок, планируемого фундамента и др, сделать это не могу.
И еще, если это отдельно стоящая площадка, то я бы вообще отказался от идеи делать кирпичные колонны, а рассмотрел бы вариант металлических. Для эстетики металлические колонны можно обложить кирпичом.

04-06-2017: Угор

Подскажите, для полнотелого кирпича какие значения брать "Расчетные сопротивления сжатию для кирпичной кладки (согласно СНиП II-22-81 (1995))"?

04-06-2017: Доктор Лом 06-01-2018: Мирлан

Извените я хотел спросит я строю дом 9 на 10 метров 2 этажный и ест выступ типа прихожой 2 на 4 метра и вот где выступ я бетонную колону не заливал и перекрыл пустотной плитой и поднял второй этаж но сесма поес есть. Вот интересует меня выступ поднимет груз. Заране спасибо Кыргызстан Бишкек

06-01-2018: Мирлан

Извените это я Мирлан если у вас есть e-mail я хотел вам отправит свой проект может дадите свою оценку. Спасибо зарание

09-01-2018: Доктор Лом

Мирлан. Такая услуга является не бесплатной.

20-05-2018: Александр

Каким образом учитывается/рассчитывается кирпичная кладка армированная сеткой? Как армирование влияет на устойчивость колонны и ее расчет?

20-05-2018: Доктор Лом

Армирование кладки сеткой увеличивает прочность кладки. Почему, достаточно подробно описывается в статье "Армирование кладки". А расчет армированной кладки ведется согласно требований все того же СНиП II-22-81 (1995) "Каменные и армокаменные конструкции". На моем сайте примеров подобного расчета пока нет, а кроме того в малоэтажном строительстве при кладке стен из кирпича необходимость в армировании кладки возникает крайне редко.

20-05-2018: Александр

А с точки зрения данной статьи? Влияет ли армирование на устойчивость колонны? Именно на устойчивость а не прочность.

20-05-2018: Доктор Лом

Увеличение прочности приводит и к увеличению устойчивости. В частности при сеточном армировании изменяется значение коэффициента а. Но в целом нельзя сказать, что это изменение очень уж значительное.

14-06-2018: Александр

Добрый день еще раз! В данной статье Вы рассматриваете колонну в 1,5 кирпича с пустотой внутри. Обычно пустота армируется. С помощью Ваших статей я просчитал отдельно "внутреннюю" ж/б колонну и "внешнюю" кирпичную. Но так это не работает. 14 см ж/б колонна способна обеспечить такую же нагрузку и устойчивость, как и 38 см кирпичная. Потому интересно, как будет нагрузка распределиться между ж/б сердечником и внешней кладкой и соответственно:
1. Как проще расчитать такую колонну? Какое допущение при этом принять?
1.а)Сумировать несущую способность/устойчивость пустотелой кирпичной колонны и ж/б сердечника? N ? mg??сRF + an(RbF + RscFs,tot).
1.б)Допустить, что колонна является полностью кирпичной, рассчитать по формуле Nр = mg??сRF ее устойчивость и дополнительно просчитать устойчивость, которую обеспечивае арматура из формулы 284.1.2 (N = an(RbF + RscFs,tot)). Как-то так: N ? an(mg??сRF + RscFs,tot)?
2. Почему в формуле 284.1.2 не принимается во внимание расположение арматуры? При расчете балок всегда имеет значение h0.

16-06-2018: Доктор Лом

В подобных случаях следует руководствоваться положениями, изложенными в статье "Расчет балки из разнородных материалов", т.е. учитывать различный модуль упругости материалов. Но вообще для простоты и надежности я бы не стал учитывать наличие железобетонного сердечника.

Сверху сейсмопояса на2етаж проложена кирпичная кладка 3ряда была . Прямо но кирпичную кладку залили колонну под ригель. Это нарушения или так тоже можно

Я всех ваших условий не знаю, но в принципе такое допустимо.

Приветствую! Подскажите на пальцах, какой ширины должны быть столбы, высотой допустим два метра, чтоб между ними можно было сообразить клинчатую перемычку, высотой в один и полтора кирпича, шириной допустим 1м, как вообще прикинуть параметры подобной конструкции, чтоб эта перемычка не "расклинила" столбы и не свалилась вниз..

14-12-2019: Сергей

Добрый день,доктор Лом. Построили дом из двойного камня в два кирпича(вопрос немного не по теме). И недавно я заметил, что перевязка кирпичей ложок-тычок, через 4. 5. 7 рядов (по снипу через три). Сетка через 4ряда.Чем это чревато? На стены опираются плиты пно.

14-12-2019: Доктор Лом

Так как кладочная сетка выполняет кроме всего прочего еще и функцию перевязки, то волноваться не вижу причин. Кроме того, в малоэтажном строительстве вообще можно обходиться без кладочной сетки за исключением особо нагруженных простенков, если таковые имеются. Больше подробностей смотрите в статье "Армирование кладки"

17-04-2020: Данил

Можете пожалуйста объяснить, почему при определении нагрузки на колонну вы грузовую площадь определяете как 5*8/4? По идее же на центральную колонну придет половина нагрузки с левой стороны и половина с правой, тогда грузовая площадь - 5*8/2 или 5*(4/2 + 4/2)

17-04-2020: Доктор Лом

Вы не учли то, что половина нагрузки изначально передается на кирпичную стену, а не на колонны.

17-04-2020: Данил

Елки палки, действительно! Аж стыдно стало :D
Спасибо за ответ)

Примечание: Возможно ваш вопрос, особенно если он касается расчета конструкций, так и не появится в общем списке или останется без ответа, даже если вы задатите его 20 раз подряд. Почему, достаточно подробно объясняется в статье "Записаться на прием к доктору" (ссылка в шапке сайта).

Кирпичный столб для забора: расчеты и технология кладки

Ограждение приусадебного участка выполняет несколько функций: разграничение, защита территории от посторонних и создание единой картины с домом. Поэтому забор должен быть не только прочным, но и эстетически привлекательным. Оптимальной и относительно бюджетной постройкой будет фундамент под забор с кирпичными столбами, кладка непосредственно самих столбов и заполнение пролетов материалом на выбор – доской, профнастилом, сеткой-рабицей или кованными декоративными элементами. Сочетание двух материалов придаст ограждению привлекательность и позволит выбрать хозяину заполнение пролетов на свое усмотрение, исходя из общего дизайна и предполагаемого бюджета.

Расчеты и подготовка к работе

Первый этап подготовительных работ – расчет количества столбов для будущего забора. Обычно их устанавливают с расстоянием 3 метра друг от друга. Но, если протяженность участка превышает 150–200 метров увеличивают до 4. Это обусловлено большими затратами на установку кирпичных столбов на таком расстоянии.

Для точного расчета сначала определяют местонахождение угловых столбов, входной калитки и ворот. После этого расстояние между ними разбивают на пролеты принятого размера.

Высота столбов обычно варьируется от 2 до 2,5 метров. Это оптимальные размеры, подходящие при заполнении пролетов сеткой или профнастилом. Выше забор делать не рекомендуется – для этого потребуется углублять и усиливать фундамент, чтобы он выдержал воздействие ветра. Это особенно актуально, если пролеты будут выполнены из профнастила, который имеет большую парусность.

После предварительного расчета опор по периметру натягивается веревка и на местах будущих столбов вбиваются колья. Расчет количества материалов для столбов и подготовки фундамента будет зависеть от выбора типа фундамента и способа кладки кирпича.

Заливка фундамента

Самым простым типом фундамента является ленточно-столбчатый. Для его устройства после разметки территории по ее периметру отрывается траншея глубиной 30 см и шириной около 40 см. На местах столбов из кирпича делаются углубления 90 см. Общая глубина ямы для опоры получится 120 см. Для умеренной зоны такая глубина защитит фундамент от промерзания почвы. Это исключит его смещение и разрушение.

Откопку траншеи можно осуществлять вручную или с применением техники. Опытные мастера рекомендуют первый вариант – работы будут значительно точнее, но временные затраты увеличатся примерно в 2 раза.

Траншея армируется металлическими стержнями диаметром 14–18 мм. Это дополнительно увеличит прочность фундамента и компенсирует нагрузки при просадке почвы. На местах кирпичных столбов устанавливают металлические профили или трубы. Заливка фундамента начинается с углублений под столбы. С помощью строительного уровня контролируется вертикальное положение трубы или профиля, после заливается вся остальная лента.

Забор с кирпичными столбами на ленточном фундаменте считается оптимальным вариантом – он сочетает в себе надежность и относительно небольшие временные и финансовые затраты.

Более надежной, но затратной в плане материалов будет конструкция ростверкового фундамента. Ростверк – это верхняя часть фундамента, которая последовательно скрепляет столбы или сваи. Ростверк присутствует и в ленточно-столбчатом фундаменте, но он находится на уровне земли.

Для его устройства монтируют опалубку – 30 см от земли по периметру выкопанной траншеи. Производится армирование как в случае с ленточным фундаментом, после него заливают опалубку бетоном.

После заливки фундамента должно пройти 2 или 3 недели для его полного высыхания. Затем можно возводить кирпичные столбы для забора.

Масловский - Таблицы для определения несущей способности кирпичных стен и столбов

Определение несущей способности элементов кирпичных стен связано с трудоемкими вычислениями, данные для которых принимаются по различным таблицам. Расчеты для армированной кладки еще более сложные. Таблицы, приведенные ниже, позволяют, не выполняя вычислений, решать задачи, связанные с прочностью элементов кирпичных стен.

В табл. 1—25 приведены величины несущей способности стен из кирпича пластического прессования (индекс «ПЛ» над таблицей), в табл. 26—50 — величины несущей способности стен из кирпича полусухого прессования (индекс «ПС»).

В каждой таблице выделены величины для кладки из кирпича М100 на растворе М50 с сетчатым армированием холоднотянутой проволокой 0 3 B-I с ячейкой 3x3 см через два ряда кладки. При ином армировании значение несущей способности, данное в таблице, необходимо умножить на понижающий коэффициент, приведенный в табл. 1 раздела Приложение *.

В связи с тем, что высота оконных проемов отличается большим разнообразием, высота простенков принята равной высоте этажа. В зависимости от высоты этажа, размеров рассчитываемого элемента в плане, а также марок кирпича и раствора таблицы позволяют определять несущую способность, проверять прочность, подбирать вид кирпича, определять рациональное армирование, изменять марки кирпича и раствора, а также армирование при заданной несущей способности.

В примерах, приведенных ниже, дан расчет по методике СНиП II-B.2—71 и по таблицам, а также высчитана погрешность, которая во всех случаях не превышает 3%.

Читайте также: