Diseño de estructuras de construcción de piedra. y estructuras de piedra reforzadas, uso de soluciones constructivas, selección de productos y materiales para garantizar las tareas de carga requeridas y el rendimiento térmico, debe cumplir con las disposiciones:
- HUÉSPED 54257-2010 Fiabilidad de estructuras y cimientos de edificios.,
- SNiP II-22-81 Estructuras de piedra y piedra reforzada.,
- Recorte 2.01.07-85 Cargas e impactos.
Propiedades de la mampostería
Las estructuras de piedra y piedra reforzada se pueden utilizar en cualquier región climática.. Se utilizan para la construcción de elementos portantes en estructuras comprimidas excéntricamente., tener una excentricidad limitada de aplicación de fuerzas externas (por ejemplo, base, chimeneas, paredes, pilares y soportes de puentes, torres de agua o de contención, etc.).
El ámbito de uso de las estructuras de piedra se puede ampliar con la ayuda de estructuras de piedra reforzadas., acercando sus características al hormigón armado.
Las estructuras de piedra no se utilizan para la construcción de estructuras., que están bajo influencias dinámicas, en zonas con actividad sísmica, en un ambiente agresivo, en áreas de permafrost, suelos, propenso a hundirse o hincharse, en instalaciones con temperaturas de proceso sistemáticas superiores a 100°C. Recomendado en combinación con materiales de piedra artificial. (ladrillo, piedras huecas de hormigón o cerámica, piedras solidas, bloques de hormigón ligero y celular) combinar con naturales (escupir, caliza) o cortar piedras de las rocas.
Ventajas de las estructuras de piedra y piedra reforzada.:
- durabilidad,
- resistencia a las heladas y la humedad,
- fortaleza
- resistencia al fuego.
desventajas:
- peso;
- alta conductividad térmica;
- alto coeficiente de conductividad térmica;
- Baja tecnología y altos costos laborales en la fabricación.;
- Se están construyendo principalmente edificios de poca altura..
Métodos de cálculo para estructuras de construcción.
Los métodos para calcular estructuras de piedra y mampostería reforzada difieren de los cálculos de materiales elásticos homogéneos., y se realizan de acuerdo con las normas DBN V.2.6-162:2010, SNIP II-22-81* y SP 15.13330.2012.
Tipos de cálculos de mampostería.:
1) por capacidad de carga;
2) sobre la aparición y apertura de grietas y deformaciones.
tomado en cuenta, que la tensión a través de la sección transversal del elemento se distribuya uniformemente bajo compresión central. En este caso, la capacidad portante de los elementos depende de la resistencia de la mampostería., y de la flexibilidad de los elementos.
Cálculo de mampostería en base al estado límite de características portantes.
Cálculos de mampostería no reforzada según el primer tipo. con compresión central se producen según la fórmula
donde N es la fuerza longitudinal de diseño;
R – resistencia de cálculo a la compresión de la mampostería;
φ – coeficiente de pandeo;
A – área de la sección transversal del elemento;
Mg – coeficiente, teniendo en cuenta el efecto de la carga continua.
Con compresión excéntrica elementos no reforzados, el cálculo de estructuras de piedra se realiza según la fórmula:
donde Ac es igual al área de la sección comprimida con un diagrama de tensiones rectangular, que se calcula cuando el centro de gravedad coincide con el punto de aplicación de la fuerza longitudinal calculada. Para una sección rectangular, se calcula la ubicación del límite del área., dejando la condición, que el momento estático relativo al centro de gravedad de esta área es cero.
Con compresión excéntrica oblicua, la fórmula para partes de la estructura comprimidas excéntricamente se utiliza para trazar las tensiones para una sección rectangular en ambas direcciones..
La compresión local también se tiene en cuenta en los cálculos. (en las zonas de apoyo de las correas, losas, vigas, columnas), momento flector, resistencia a la tracción axial, cortar a lo largo de las costuras para mampostería de escombros, etc..
Cálculo de mampostería basado en la formación limitante de deformaciones y apertura de grietas.
Según la apariencia y tamaño de la abertura de las juntas de mampostería., Se calcula la formación de deformaciones.:
- y) elementos no reforzados, que están bajo la influencia de la fuerza de compresión longitudinal (comprimido excéntricamente);
- b) adyacente, Varios elementos instalados juntos en una estructura., que tienen diferente deformabilidad (coeficiente de fluencia, contracción o elasticidad) o cuando se forma un voltaje significativamente diferente en los elementos;
- en) muros autoportantes, que están conectados a marcos y están sujetos a flexión transversal, o si las características de carga no son lo suficientemente fuertes para soportar cargas sin un marco;
- Señor) distorsión en el plano de la pared al rellenar marcos;
- д) elementos estructurales reforzados, que se utilizan en ambientes agresivos para el refuerzo., para flexibilidad, compresión excéntrica, elasticidad;
- es) estructuras reforzadas longitudinalmente, a los que se imponen requisitos para las propiedades de impermeabilidad del aislamiento de revestimientos de yeso o baldosas;
- mismo) otros elementos estructurales, en el que no deben aparecer grietas durante la operación o se debe minimizar su apertura.
Diseño de estructuras de piedra y mampostería armada utilizando el método de limitación de la formación de deformaciones y apertura de grietas., también tiene en cuenta:
- que la magnitud del diagrama de tensiones lineal para la compresión excéntrica es el diagrama de tensiones de un cuerpo elástico;
- el valor de apertura de grieta se calcula en función de la tensión de borde de tracción condicional.
Fortalecimiento de mampostería
Las reglas y métodos de restauración y cálculo del refuerzo de piedra y estructuras de piedra reforzada están regulados por la empresa conjunta. 427.1325800.2018.
Se toma un examen del estado técnico y se toma una decisión sobre la necesidad de restaurarlo o reforzarlo., si las condiciones de funcionamiento han cambiado, cargas, el diseño del edificio está cambiando, que implica fortalecer y cambiar las condiciones límite, así como cuando aparecen defectos importantes en las estructuras..
Los siguientes materiales se utilizan para fortalecer la piedra y las estructuras de piedra reforzada.: ladrillo, piedras, bloques de concreto, soluciones. Si se fortalece la mampostería histórica, entonces los materiales deben ser idénticos a los, que se utilizaron para la estructura restaurada, sin embargo, se permite el incumplimiento de estos materiales con los requisitos de los documentos reglamentarios vigentes..
Se refuerzan las estructuras de piedra reforzadas.:
- accesorios de clase A1 y VR-1, para estructuras con refuerzo de malla;
- accesorios clase A-I, A-II o BP-1 para estructuras con refuerzo longitudinal y transversal, anclas y lazos;
- acero para revestimientos de elementos estructurales de conexión y empotrados.
Para superficies exteriores e interiores con condiciones húmedas, también se permite el uso de ladrillos cerámicos huecos o de silicato., piedras naturales y hormigón celular. Los materiales especificados no se pueden utilizar para estructuras con condiciones húmedas..
Cálculo de fuerza
La mampostería es un objeto elástico-plástico., por lo tanto, la tensión y la deformación relativa dependen de forma no lineal entre sí. Bajo carga a corto plazo, el módulo de elasticidad o deformación se calcula mediante la fórmula:
- 1) para mampostería no reforzada,
2) con mampostería reforzada longitudinalmente
donde α es la característica de elasticidad, que se selecciona según el tipo de mampostería de la tabla 15 SNIP II-22.
Con refuerzo de malla, el módulo de elasticidad se calcula de la misma forma., como para mampostería no reforzada.
Albañilería, con refuerzo longitudinal, se asigna la característica elástica, como para mampostería no reforzada, donde
– la resistencia media a la tracción o la resistencia a la compresión temporal está determinada por la fórmula:
y k es el coeficiente, que es igual a 2,0 cuando se utilizan piedras ordinarias, o 2,5 – bloques, hecho de hormigón celular. Otros valores de este coeficiente se dan en la tabla. 14 SNIP II-22.
R – resistencia a la compresión de diseño.
Características elásticas de la mampostería., tener refuerzo de malla, determinado por la fórmula:
Dónde
– la resistencia a la tracción promedio se calcula por separado
y) para estructuras con refuerzo longitudinal
b) para estructuras con refuerzo de malla
µ – porcentaje de refuerzo de mampostería.
El valor de las características se determina según:
- porcentaje de refuerzo µ – según cláusula 4.30 de SNiP II-22;
- resistencia estándar de los accesorios según SNiP 52-01-2003,
- característica elástica α según tabla 15 SNiP II-22;
- La resistencia a la compresión de diseño R se determina en SNiP II-22..
Diseño y cálculo de estructuras.
Albañilería no reforzada
La mampostería está formada por piedras., mortero y costuras, corriendo horizontal y verticalmente. Establecido empíricamente, que la confiabilidad de la mampostería depende del tamaño y la resistencia de los ladrillos o piedras, sus formas, la presencia de vacíos en su interior, fuerza del mortero, sus propiedades plásticas después del endurecimiento, calidad del trabajo.
Por lo tanto, el cálculo de elementos de estructuras de mampostería contiene no solo la resistencia de la mampostería calculada directamente mediante fórmulas., y sus propiedades deformativas, fluencia bajo carga a largo plazo y otros.
Mampostería con refuerzo de malla transversal.
Al reforzar transversalmente mampostería, la malla de refuerzo se coloca en las costuras horizontales.. Gracias al refuerzo, la mampostería es resistente a las deformaciones transversales por tracción y tiene una mayor capacidad de carga..
Para refuerzo, utilice una malla rectangular o cuadrada o una malla en zizzag.. La malla puede estar hecha de alambre estirado en frío., cuyo diámetro debe ser de 3 milímetros, o de acero redondo A-I. Si las varillas se cruzan en las costuras., Entonces el diámetro del refuerzo debe ser de 5 mm., sin intersección – 8 mm. Se recomienda elegir el tamaño de celda entre 3 a 12 cm.
La altura de la malla se establece a una distancia. 40 cm de distancia o en cada quinta hilera de ladrillos. La malla en “zigzag” se coloca en dos costuras adyacentes horizontales como esta, de modo que las varillas que contiene sean perpendiculares entre sí.
Se debe tener en cuenta, que el espesor de la costura de mampostería debe ser mayor que 4 mm mayor que el diámetro del refuerzo. La solución de estructuras de mampostería reforzada debe ser mayor. 50.
Elementos de piedra, reforzado con clip
Si es necesario reforzar las características portantes del edificio., sin aumentar su sección transversal, luego los elementos de piedra se refuerzan con un clip. La necesidad de tal trabajo surge cuando se construyen superestructuras sobre una estructura existente., si los pilares y pilares de los pisos inferiores son de resistencia insuficiente, hay defectos de mampostería, causado por incendios, terremotos o aparecidos en caso de errores en el diseño o durante la construcción.
Los clips pueden ser:
- acero,
- hormigón armado,
- yeso reforzado.
Los más efectivos son los dos primeros tipos., ya que no sólo aumentan la resistencia de la mampostería, pero también capaz de asumir parte de la carga.
Estructura de acero: ángulos verticales de acero, que se instalan en las esquinas de la estructura y se conectan entre sí mediante tiras de acero (tira de acero). Para proteger la jaula de la corrosión, se cubre con yeso con un espesor de 25 a 30 milímetros.
La estructura de hormigón armado tiene un espesor de 6 a 12 cm. Hecho de varillas verticales con un diámetro de hasta 12 mm y abrazaderas con un diámetro de 4 a 10 milímetros, que se vierten con grados de hormigón 150-200, Para ello fabrican encofrados móviles o edificables..
El marco de yeso reforzado está hecho de varillas verticales., cuyo diámetro oscila entre 6 a 12 mm y abrazaderas instaladas en ellos., cuyo diámetro es igual a 4 a 10 milímetros.
Desarrollo de dibujos y cálculos
Los planos de trabajo de mampostería y estructuras de mampostería reforzada deben contener:
y) materiales utilizados para la mampostería (ladrillo, tipos de piedras, concreto, materiales de revestimiento), qué características deben tener según GOST o especificaciones técnicas;
b) marcas aceptables de soluciones, para costuras de montaje, producción de paneles o bloques, teniendo en cuenta el trabajo en verano o invierno;
en) marcas y clases de accesorios aceptables;
Señor) diseño de pared seleccionado, sistema de vendaje de sutura, y en el caso de instalación ligera, el espesor del aislamiento;
д) si el trabajo debe realizarse a temperaturas bajo cero, luego, los dibujos deben indicar el método de instalación aceptable y las medidas adicionales necesarias tomadas para garantizar la resistencia y estabilidad de la estructura durante la operación.. Dichos dibujos deben indicar, que se hayan realizado todos los cálculos y comprobaciones de resistencia estructural;
es) estructuras, que estan encendidos 80% consisten en piedra y ladrillo, debe tenerse en cuenta en los dibujos de trabajo. Materiales para estructuras de piedra y piedra armada. (ladrillo, solución, etc) durante su construcción deben ser monitoreados sistemáticamente para determinar su resistencia..
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