Содержание
Несущая способность любой, даже самой тонкой кирпичной кладки действительно избыточна для малоэтажных зданий, но существует еще одна важная характеристика — устойчивость к опрокидыванию. Запас устойчивости у таких стен намного, намного меньше. Считается, что несущая стена может быть устойчивой только при соотношении высоты к толщине 20:1. Это очень упрощенное соотношение (на самом деле устойчивость определяется расчетом), но для общего случая им можно пользоваться. Кладка из кирпича толщиной 120 мм будет устойчива при высоте стены до 240 мм, если она ничем не нагружена. Несущая стена несет дополнительную нагрузку от перекрытий и не только. Поэтому минимальная толщина несущих стен из кирпича – 250 мм, но она должна проверяться расчетом. Без расчета можно класть стены в полтора кирпича. Его прочность и прочность раствора при этом не играют практически никакой роли.
Наружные несущие стены должны быть, как минимум, рассчитаны на прочность, устойчивость, местное смятие и сопротивление теплопередаче. Чтобы узнать, какой толщины должна быть кирпичная стена, нужно произвести ее расчет. В этой статье мы рассмотрим расчет несущей способности кирпичной кладки, а в следующих статьях — остальные расчеты. Чтобы не пропустить выход новой статьи, подпишитесь на рассылку и вы узанете какой должна быть толщина стены после всех расчетов. Так как наша компания занимается строительством коттеджей, то есть малоэтажным строительством, то все расчеты мы будем рассматривать именно для этой категории.
Несущими называются стены, которые воспринимают нагрузку от опирающихся на них плит перекрытий, покрытий, балок и т.д.
Также следует учесть марку кирпича по морозостойкости. Так как каждый строит дом для себя, как минимум на сто лет, то при сухом и нормальном влажностном режиме помещений принимается марка (Мрз) от 25 и выше.
При строительстве дома, коттеджа, гаража, хоз.построек и др.сооружений с сухим и нормальным влажностным режимом рекомендуется применять для наружных стен пустотелый кирпич, так как его теплопроводность ниже, чем у полнотелого. Соответственно, при теплотехническом расчете толщина утеплителя получится меньше, что сэкономит денежные средства при его покупке. Полнотелый кирпич для наружных стен необходимо применять только при необходимости обеспечения прочности кладки.
Армирование кирпичной кладки допускается только лишь в том случае, когда увеличение марки кирпича и раствора не позволяет обеспечить требуемую несущую способность.
Пример расчета кирпичной стены.
Исходные данные: Рассчитать стену первого этажа двухэтажного коттеджа на прочность. Стены выполнены из кирпича М75 на растворе М25 толщиной h=250мм, длина стены L=6м. Высота этажа H=3м.
Несущая способность кирпичной кладки зависит от многих факторов — от марки кирпича, марки раствора, от наличия проемов и их размеров, от гибкости стен и т.д. Расчет несущей способности начинается с определения расчетной схемы. При расчете стен на вертикальные нагрузки, стена считается опертой на шарнирно-неподвижные опоры. При расчете стен на горизонтальные нагрузки (ветровые), стена считается жестко защемленной. Важно не путать эти схемы, так как эпюры моментов будут разными.
Выбор расчетного сечения.
В глухих стенах за расчетное принимается сечение I-I на уровне низа перекрытия с продольной силой N и максимальным изгибающим моментом М. Часто опасным бывает сечение II-II, так как изгибающий момент чуть меньше максимального и равен 2/3М, а коэффициенты mg и φ минимальны.
В стенах с проемами сечение принимается на уровне низа перемычек.
Давайте рассмотрим сечение I-I.
Из прошлой статьи Сбор нагрузок на стену первого этажа возьмем полученное значение полной нагрузки, которая включает в себя нагрузки от перекрытия первого этажа P1=1,8т и вышележащих этажей G=G п +P 2 +G 2= 3,7т:
Плита перекрытия опирается на стену на расстоянии а=150мм. Продольная сила P1 от перекрытия будет находиться на расстоянии а / 3 = 150 / 3 = 50 мм. Почему на 1/3? Потому что эпюра напряжений под опорным участком будет в виде треугольника, а центр тяжести треугольника как раз находится на 1/3 длины опирания.
Нагрузка от вышележащих этажей G считается приложенной по центру.
Так как нагрузка от плиты перекрытия (P1) приложена не по центру сечения, а на расстоянии от него равном:
то она будет создавать изгибающий момент (М) в сечении I-I. Момент — это произведение силы на плечо.
Тогда эксцентриситет продольной силы N составит:
Так как несущая стена толщиной 25см, то в расчете следует учесть величину случайного эксцентриситета eν=2см, тогда общий эксцентриситет равен:
Прочность кл адки внецентренно сжатого элемента определяется по формуле:
Коэффициенты mg и φ1 в рассматриваемом сечении I-I равны 1.
— R — расчетное сопротивление кладки сжатию. Определяем по таблице 2 СНиП II-22-81 (скачать СНиП II-22-81). Расчетное сопротивление кладки из кирпича М75 на растворе М25 равно 11 кг/см 2 или 110 т/м 2
— Ac — площадь сжатой части сечения, определяется по формуле:
A — площадь поперечного сечения. Так как сбор нагрузок считали на 1 пог. метр, то и площадь поперечного сечения определяем от одного метра стены A = L * h = 1 * 0,25 = 0,25 м 2
— ω — коэффициент, определяемый по формуле:
ω = 1 + e0/h = 1 + 0,045/0,25 = 1,18 ≤ 1,45 условие выполняется
Несущая способность кладки равна:
Прочность кладки обеспечена.
Статья была для Вас полезной?
Напишите об этом в комментариях и поделитесь в социальных сетях:
Современные дома должны соответствовать довольно высоким требованиям по части теплозащиты. Наружные стены, выполненные из кирпича, обладают отличными несущими свойствами. Однако если рассчитывать, какая толщина стен из кирпича должна быть выполнена в соответствии с предъявляемыми требованиями, то результат получается нереальным – около 3 м.
Проблема заключается в том, что материалы, которые имеют отличные характеристики теплосопротивления, обладают низкой несущей способностью, и наоборот. На данный момент не существует материала, который отвечал бы всем необходимым требованиям во всех сферах. Так, какая толщина стены из кирпича самая оптимальная?
Толщина несущей стены из кирпича
Кирпич применяется при строительстве зданий уже сотни лет. Стандартные размеры одинарного и самого распространенного кирпича — 250х120х65 мм. Вне зависимости от вида кирпича, его длина остается неизменной. При определении толщины несущих стен из кирпича отталкиваются именно от этого стандартного параметра – длины в 250 мм. Также толщина несущей стены из кирпича зависит от нагрузки и предъявляемых к ней требований.
Несущие стены – это стены образующие жесткий каркас здания. Вся прочность и надежность здания зависит именно от них. Нагрузка на эти стены включает в себя не только собственный вес, но и вес всех перегородок, перекрытий и крыши. Материалы, из которых возводятся самые важные стены сооружений, обязательно должны с запасом выдерживать необходимую нагрузку. Самый подходящий и проверенный временем материал – кирпич. Толщина несущей стены из кирпича не должна быть меньше одного кирпича, иначе говоря — 25 см. Стена такого типа обладает хорошими теплосберегающими свойствами.
Правильно выполненная кирпичная кладка гарантирует срок службы постройки более сотни лет. Для строительства одноэтажных или двухэтажных домов используется дырчатый кирпич или полнотелый кирпич с утеплителем.
Какова необходимая толщина стен из кирпича должна быть?
Стены могут быть внутренними и наружными. Необходимая толщина стен из кирпича внутри сооружения – 12 см (0,5 кирпича). Сечение простенков и столбов должно быть не менее чем 25х38см. Кирпичные перегородки могут быть 6,5 см в толщину. Такой способ укладки кирпича называется «кирпич на ребро». Если длина перегородок выполненных таким способом более полутора метров, они армируются прутьями через каждые 2 ряда. Таким образом, необходимая толщина стен, изготовленных из кирпича, зависит от предполагаемых нагрузок и назначения. В любом случае, первые кирпичные ряды укладываются на идеально ровную по всем направлениям поверхность. Добиться этого можно с помощью цементного раствора.
На сегодняшний день популярностью пользуются комбинированные наружные стены, то есть стены, состоящие из нескольких слоев. Они обеспечивают надежность и прочность конструкции, сохраняя при этом показатели теплосопротивления. Таким образом, комбинированная наружная стена включает в себя:
- кладку из кирпича (используется щелевой или поризованный);
- утеплитель, представляющий собой пенопласты или плиты из минеральной ваты;
- облицовочный материал, представленный специальными панелями, кирпичом или штукатуркой для наружной облицовки.
Толщина наружных стен из кирпича определяется такими факторами, как температура в зимнее время и используемый утеплитель. По большей части, главную теплозащитную функцию берет на себя утеплитель. Именно поэтому, толщина наружных стен, выполненных из кирпича, зависит от количества слоев утеплителя.
Сама кирпичная кладка может иметь небольшую толщину, однако современные материалы-утеплители гарантируют отличный результат.
Как выполняется кладка, если толщина стены в один кирпич?
Толщина стены в один кирпич равняется 250 мм. Кирпичи в этой кладке не обязательно укладываются просто рядом друг с другом, если их так уложить, о надежности и прочности стенки не может быть и речи. В этом случае, вся устойчивость будет зависеть от использованного раствора, а заклинивать кирпичи друг друга не будут. Такая толщина стен, как 250 мм, то есть в один кирпич – самая распространенная. Однако в зависимости от внешних воздействий и нагрузки на стены, толщина может быть и полтора, два и два с половиной кирпича.
Кирпичная кладка выполняется по определенному алгоритму. Самый главный принцип качественной кладки – правильная перевязка вертикальных швов, которые выполняют соединительную функцию. Кирпич из верхнего ряда обязательно должен перекрывать вертикальный шов, который образуется между кирпичами из нижних рядов. Перевязка значительно увеличивает прочность конструкции и равномерно распределяет все возникающие нагрузки.
Перевязки могут быть разных видов:
- поперечных швов, которые препятствуют сдвижению кирпичей по всей длине стен;
- вертикальных швов;
- продольных швов, которые не дают стене расслоиться в вертикальную сторону, препятствуют сдвижению кирпичей по горизонтали и равномерно распределяют нагрузку по всей длине стены.
Стена в один кирпич всегда укладывается строго в соответствии с выбранной системой. Самые распространенные из них: многорядная и однорядная. В однорядной системе первый ряд кладется наружу ложковой стороной, а следующий – наружу тычковой поверхностью кирпича. Таким образом, каждый поперечный шов сдвинут на одну четвертую кирпича. Продольные швы в этой системе сдвинуты на половину кирпича.
При использовании многорядной системы, чередование осуществляется не через каждый ряд, а через несколько ложковых. Существуют различные правила чередования. Для стандартных одинарных кирпичей, чаще всего, выбирается перевязка тычковым рядом через каждые шесть рядов. Если используемый кирпич – утолщенный, то количество ложковых рядов уменьшается до пяти. Такой тип соединения гарантирует максимальную прочность сооружения и позволяет распределить все нагрузки равномерно.
Толщина стены в полтора кирпича и ее особенности
Толщина стены в полтора кирпича – это еще одна распространенная кладка при строительстве зданий. Кирпич укладывается с углов, первые кирпичи в ряду обязательно располагаются перпендикулярно по отношению друг к другу. Толщина кирпичной стены в полтора кирпича равняется 38 см кладки.
Контроль за правильной кладкой кирпича можно осуществить с помощью специального строительного уголка.
Кладка первого ряда при таком виде осуществляется с помощью шнура, который натягивается по высоте между первым и вторым кирпичом. Тычковая поверхность кирпичей расположена с внешней стороны, а кирпичи первого ряда внутренней стороны кладки направлены ложковой частью вовнутрь.
Кирпичи в следующем ряду укладываются в противоположном порядке. Таким образом, образуется зеркальное отражение кирпичей в первом ряду. Внутренняя сторона стены в итоге уложена в кирпич, а наружная сторона в полкирпича.
Использование кладки в полтора кирпича получило распространение за счет необходимой прочности конструкции. Вертикальные швы нигде не совпадают, и оказываются перекрытыми поверхностью других кирпичей.
При выполнении кладки, ширина швов – очень важный показатель. Если размер швов увеличивается, значит, образовалось отклонение от вертикали или от направления всей кладки.
Толщина стены в два кирпича
В каких случаях необходимо толщину стены выполнять в два кирпича? Длина стандартного кирпича – 25 см, соответственно два кирпича – 51 см. В зависимости от толщины стены изменяется и тип используемой кладки. Если местность, где осуществляется строительство сооружения, отличается сильными морозами, а утеплители использоваться не будут – толщина стены в два кирпича самый подходящий вариант.
Качественные характеристики построенного сооружения определяются кирпичной кладкой. От нее зависит термоизоляция, долговечность и надежность конструкции в целом. Толщина стен всегда указывается в проекте, и рассчитывается на основании точных характеристик и факторов, которые влияют на эксплуатацию постройки в дальнейшем.
Как выполнить расчет толщины стены из кирпича?
Выполняется расчет толщины стены из кирпича обязательно для каждого здания. Цель расчета заключается в создании максимально прочного и комфортного для жизни здания. Существует специальная формула для расчета толщины стен, выполненных из кирпича.
Она записывается, как R = S/k теплопроводности, где:
- S – толщина материала, м;
- R – теплосопротивление стены, которое установлено в каждом регионе.
У каждого материала существует свой коэффициент теплопроводности. Одинарный кирпич обладает теплопроводностью 0,58 Вт/м °C в соответствии с государственными стандартами. Толщина стены в этом случае не может быть менее 250 мм с использованием утеплителей.
Учитывайте коэффициент теплопроводности кирпича, выбирая вид кладки стен дома. Это поможет в дальнейшем избежать значительных энергозатрат на обогрев здания.