You are here

Розрахунок модуля пружності цегляної кладки

Зміст:

Будівництво з такого матеріалу, як цегла, на сьогоднішній день все ще не втратило своєї актуальності і практикується у багатьох видах зведених будинків. Цегляна кладка має цілий ряд переваг, які змушують різних забудовників звертатися до даного будівельного матеріалу. Із цегли будуються як приватні будинки, так і офісні будівлі, як багатоповерхові будівлі, так і заміські котеджі. І поява нових матеріалів не витіснило цей елемент з будівельного ринку.

Цегла користується великою популярністю в будівництві.

Цегла становить сильну конкуренцію всіх будівельних матеріалів. І не дивно, адже будівлі і споруди з цегли мають високу міцність.

Цегла має солідний список характеристик, розрахунком яких займаються інженерні групи. Знання етик характеристик обовязково для початку будівельних робіт.

Буде корисно більш детально розказано про модуль пружності цегляної кладки при короткочасних і тривалих навантаженнях.

Визначення модуля пружності

Схема дослідження модуля пружності: Рис. 1 - досвід з динамометром, Рис. 2 - графік поведінки пружини.

Схема дослідження модуля пружності: Рис. 1 - досвід з динамометром, Рис. 2 - графік поведінки пружини.

Перш за все потрібно визначитися з теоретичною частиною даного питання. Ця характеристика розраховується по-різному для різних матеріалів, так як величини, що входять в формулу розрахунку, для кожного з матеріалів відрізняються. Модуль пружності - це здатність матеріалу або ж речовини деформуватися при застосуванні до нього сили або ж тиску. Причому деформація в даному випадку мається на увазі тільки пружна. Вона є не постійною і зникає або відразу ж після припинення тиску або застосування сили, або через деякий час.

Як вже було сказано раніше, модуль пружності - це кілька величин, кожна з яких розраховується за певними правилами, властивим тому чи іншому матеріалу. Розрізняються три основних модуля: Юнга, зсуву і обємної пружності.

Розрахунок цегляної кладки

Чотири стадії напруженого стану камяної кладки при стисненні.

Чотири стадії напруженого стану камяної кладки при стисненні.

Модуль пружності, який передбачає цегляна кладка, розраховується за спеціальною формулою, значення для якої можна знайти в спеціальних таблицях, зробивши деякі вимірювання.

Формула розрахунку має два різновиди. Перша з них призначена для неармованої цегляної кладки, а друга - для кладки з армуванням, виконаним поздовжнім способом. Ось ці формули:

Е0 = a Ru;

Е0 = a Rsku.

Значення a - це пружна характеристика. Дана величина береться зі спеціальних розрахункових таблиць, дані з яких будуть приведені трохи пізніше. Ru - це опір, який чиниться в відповідь на стиск кладки. Опір це тимчасове. Дане значення розраховується за формулою Ru = kR. Значення R є опором кладки стиску, що визначається за спеціальною таблицею. Коефіцієнт k визначається наступним чином. При застосуванні цегли і каменів з рваного буту і бутобена він дорівнює - 2,0. При використанні блоків і пористого бетону - 2,5.

Тепер розберемо другу формулу для кладки з поздовжнім армуванням. Величина Rsku є опором стисненню (тимчасового) цегляної армованої кладки. Причому проводиться дане стиснення на висоті не більше 1,5 м.

Існує два види формул. Перша з них проводить розрахунки для поздовжньої арматури, а друга - для сітчастої. Ось ці формули:

f1f2



де - величина, що виражається у відсотках, на яку заармовані кладка. Дана величина розраховується так:

f31

де Аs - площа перерізу арматури, а Ak - площа перетину кладки.

табличні значення

Пружна характеристика кладки (згідно СНиП II-22-81 (1995)).

Пружна характеристика кладки (згідно СНиП II-22-81 (1995)).

Перейдемо до розбору табличних значень такої змінної, як пружна характеристика, що залежить від марки розчину і його міцності. Цей показник залежить і від виду кладки. Розглянемо ці залежності і визначимо деякі закономірності. Також в цій частині буде розглянуто деякі уточнення і доповнення, які були внесені до офіційних документів, що регулюють розрахунок модуля пружності цегляної кладки.

Види кладок поділяються на 9 груп, кожна з яких вимагає для себе певного рівня пружною характеристики. Ця характеристика, як уже було сказано, залежить від марки розчину, застосованого до кожного виду кладки, і від його рівня міцності. У документах вказані кладки з 6 видів каменів і 3 видів цегли.

"Туга" характеристика

Зчеплення розчину швів з каменем: а) нормальне, - б) дотичне.

Зчеплення розчину швів з каменем: а) нормальное- б) дотичне.

Для порівняння наведемо показники для одного виду кладки з найважчої каменю і всіх видів кладки з цегли:

Кладка з великих тяжелобетонних блоків, де використані важкі заповнювачі. Кладка з важкого природного каменю. При марках розчину від 25 до 200 пружна характеристика подібної кладки складає 1500. При марці розчину 10 характеристика становить значення в 1000 одиниць. Розчин марки 4 дає пружну характеристику в 750 одиниць. Залежність «міцність розчину - пружна характеристика» виглядає наступним чином: 0,2 - 750, 0 - 500.

Кладка з глиняної цегли, виробленого шляхом пластичного пресування. Ця цегла може бути як порожнистим, так і повнотілою. Співвідношення пружною характеристики і марки розчину для такої кладки виглядає наступним чином: 25-200 - 1000, 10 - 750, 4 - 500. Що стосується співвідношення міцності розчину і розглянутої величини, то воно таке: 0,2 - 300, 0 - 200.

Кладка з повнотілої і пустотілої силікатної цегли. При використанні розчину марки 25-100 пружна характеристика становитиме значення в 750 одиниць, при марці 10 - 500, а при марці розчину 4 - 350. Вплив міцності розчину на даний показник визначається наступним співвідношенням 0,2 - 350, 0 - 200.

Руйнування: а) по неперевязаному сеченію- б) по перевязаному сеченію- перетин 1-1 - руйнування по швах кладки перетин 2-2 - руйнування з розривом цегли.

Руйнування: а) по неперевязаному сеченію- б) по перевязаному сеченію- перетин 1-1 - руйнування по швах кладки перетин 2-2 - руйнування з розривом цегли.

Кладка з глиняної цегли, виробленого шляхом напівсухого пресування. Ця цегла може бути як повнотілою, так і порожнистою. Для марок розчину в 25-200 і 10 значення пружної характеристики буде однаковим - 500. Для марки розчину 4 значення зменшується до показника в 350 одиниць. Визначення пружності при відомій міцності розчину здійснюється за таким же алгоритмом, як і з описаним вище видом кладки.

Потрібно сказати, що відмічені тут особливості співвідношення величин поширюються не тільки на цегляні кладки, а й на віброцегляних панелі. Самою пружними вважаються кладки з бутобетона. Для них пружна характеристика не розраховується, а приймається за постійну. Вона становить 2000 одиниць.

Застосування модуля деформації

Графік функції початкового модуля деформації кладки Е.

Графік функції початкового модуля деформації кладки Е.

Модуль деформації є похідним від модуля пружності. Цей показник застосовується при розрахунках в будівництві і є вельми важливим, так як відповідає за міцність і довговічність всі конструкції. Далі будуть описані основні ситуації, коли даний показник вираховується.

В першу чергу це розрахунок конструкцій для визначення їх запасу міцності при зусиллі, яке додається до них за допомогою стиснення, який виготовляється усіма елементами конструкції. Тобто визначаються зусилля стиснення, які додаються до кладки, наприклад, затягуванням склепінь або ж зовнішніми впливами, в тому числі і природними.



Розраховується цей показник наступним чином: Е = 0,5 Е0, де Е0 є модулем пружності, тобто початковим показником деформації. Те, як його вираховувати, було показано на самому початку статті. Знаючи ці показники, можна з точністю прорахувати багато характеристик.

Вже згадана тут величина застосовується і при розрахунку деформацій, які відбуваються під впливом сил поздовжніх і поперечних, які працюють в невизначених системах статичного характеру. Тут розрахунок ведеться наступним чином: Е = 0,8 Е0. Як можна бачити, підрахунки практично аналогічні, за винятком постійного числового значення.

відносна деформація

Относительная деформация: а — кирпичный- б — сборный железобетонный- в — по металлическим кронштейнам. 1 — сборные железобетонные плиты- 2 — анкер- 3—^анкерная балочка- 4 — металлический кронштейн- 6 — штукатурка по сетке- 6—анкер с стяжной муфтой- 7—перекрытие- 8—защитный слой раствора.

Відносна деформація: а - кірпічний- б - збірний железобетонний- в - по металевих кронштейнів. 1 - збірні залізобетонні пліти- 2 - анкер- 3-анкерна балка- 4 - металевий кронштейн 6 - штукатурка по сетке- 6-анкер з стягнутий муфтой- 7-Перекриття 8-захисний шар розчину.

Є ще одне значення, обчислення якого неможливо без знання модуля пружності. Саме це значення важливо для розрахунку багатьох показників, які використовуються при будівництві з цегли та інших матеріалів, що мають схожу структуру. Йдеться про відносну деформації, що враховує такий фактор, як повзучість. Впізнається цей показник за допомогою формули:

e = v * ( / E0),

де є напругою, а v - коефіцієнт повзучості, враховувати який необхідно при розрахунку даного параметра.

Даний коефіцієнт для кожного виду цегли має своє певне значення. Воно залежить від багатьох параметрів і показників. У спеціальних документах складені певні таблиці, які дозволяють брати готовий коефіцієнт для кожного виду цегли. Отже, розглянемо їх:

  • v = 2,2 - для цегли керамічної, виготовленого методом пластичного або ж сухого пресування;
  • v = 3,0 - для цегли силікатної, що є як повнотілою, так і порожнистою.

Решта більш високі значення v визначаються для бетонних блоків та інших подібних їм матеріалів.

деякі доповнення

Памятайте. що не можна повністю довіряти і покладатися на існуючі таблиці і зроблені розрахунки. Завжди є частка похибки.

Памятайте. що не можна повністю довіряти і покладатися на існуючі таблиці і зроблені розрахунки. Завжди є частка похибки.

Не можна повністю покладатися на вироблені підрахунки і спеціально розроблені таблиці. Завжди існуватиме деяка похибка, враховувати яку необхідно. Для того щоб уникнути помилок при розрахунках, які можуть негативно позначитися на будівельному процесі, потрібно слідувати спеціальним вказівкам, найголовніші з яких будуть тут описані.

Всі описані тут значення, характеристики і модулі не можна приймати як істину в останній інстанції. При будівництві, яке здійснюється в нетипових умовах, або ж при підозрі на некоректність розрахункової інформації дозволяється керуватися результатами випробувань і експериментів.

Інші параметри

Останніми з розглянутих параметрів є: модуль зсуву деформації усадки, а також коефіцієнти лінійного розширення і тертя при певному стані поверхні. Ці параметри теж враховуються при розрахунку розглянутих тут параметрів і значень.

Для цегли, який виготовлений із силікатної або ж цементного вяжучого речовини, усадка деформації становить 3 * 10-4. Точно такий же ця усадка є і для каменів і блоків, що мають невеликі розміри. Для більших матеріалів усадка деформації становить 4 * 10-4. Модуль зсуву вважається таким чином: G = 0,4 Е0.

І наостанок розглянемо коефіцієнти тертя і лінійного розширення. Коефіцієнт тертя залежить від того, який вид будівельного матеріалу використовується в будівельних роботах. Також залежність цього параметра простежується і від стану кладки - суха вона або ж мокра.

Коефіцієнт лінійного розширення цілком і повністю залежить від будівельного матеріалу. Так, цегла, вироблений з глини і є порожнистим або ж полнотелим, має значення цього коефіцієнта в 0,000005 град-1. А силікатна - 0,00001 град-1.




Увага, тільки СЬОГОДНІ!

Схожі повідомлення

Увага, тільки СЬОГОДНІ!