La conception et le calcul de la pierre et des structures de maçonnerie renforcée

Conception des structures de maçonnerie de bâtiments et des structures de maçonnerie renforcée, utiliser des solutions constructives, sélection d'articles et de matériaux pour fournir les problèmes de roulement souhaités et la performance thermique, doivent être conformes aux exigences des dispositions de:

  • GUEST 54257-2010 Fiabilité des structures de bâtiments et de terrains,
  • SNiP II-22-81 Structures en pierre et pierres renforcées,
  • SNiP 2.01.07-85 Charges et impacts.

Propriétés de la maçonnerie

Les structures en pierre et en pierre renforcée peuvent être utilisées dans toutes les régions climatiques. Ils sont utilisés pour la construction d'éléments porteurs dans des structures à compression excentrique., ayant une excentricité limitée de l'application de forces externes (par exemple, fondation, cheminées, murs, poteaux et supports de pont, tours d'eau ou de rétention, etc.).

La portée d'utilisation des structures en pierre peut être étendue à l'aide de structures en pierre renforcées, rapprochant leurs caractéristiques du béton armé.

Les structures en pierre ne sont pas utilisées pour la construction de structures, qui sont sous des influences dynamiques, dans les zones à activité sismique, dans un environnement agressif, dans les territoires de pergélisol, les sols, sujet à l'affaissement ou au gonflement, dans des installations avec des températures technologiques systématiques supérieures à 100 ° C. Recommandé en conjonction avec des matériaux en pierre artificielle (brique, pierres creuses en béton ou en céramique, pierres solides, blocs de béton légers et cellulaires) combiner avec naturel (tuf, calcaire) ou tailler des pierres dans les roches.

Avantages des structures en pierre et en pierre renforcée:

  • durabilité,
  • résistance au gel et à l'humidité,
  • force
  • résistance au feu.

lacunes:

  • poids;
  • conductivité thermique élevée;
  • conductivité thermique élevée;
  • faible fabricabilité et coûts de main-d'œuvre élevés dans la fabrication;
  • la plupart des bâtiments de faible hauteur sont construits.

La conception et le calcul de la pierre et des structures de maçonnerie renforcée

Méthodes de calcul pour les structures de construction

Les méthodes de calcul des structures en pierre et en maçonnerie renforcée diffèrent des calculs de matériaux élastiques homogènes, et sont réalisés conformément aux normes DBN V.2.6-162:2010, SNiP II-22-81 * et SP 15.13330.2012.

Types de calculs de maçonnerie:

1) par capacité de charge;

2) par l'apparition et l'ouverture de fissures et de déformations.

Pris en compte, que la contrainte est uniformément répartie sur la section de l'élément sous compression centrale. Dans ce cas, la capacité portante des éléments dépend à la fois de la résistance de la maçonnerie, et de la flexibilité des éléments.

Calcul de la maçonnerie pour l'état ultime des caractéristiques du roulement

Calculs de maçonnerie non renforcée selon le premier type avec compression centrale sont produits selon la formule

où N est la force longitudinale calculée;

R - résistance de conception à la compression de la maçonnerie;

φ - coefficient de flambement;

A - zone en coupe de l'élément;

Mg - coefficient, tenant compte de l'effet de la charge continue.

Avec compression excentrique pour les éléments non renforcés, le calcul des structures en pierre se fait selon la formule:

où Ac est égal à l'aire de la section comprimée pour un diagramme de contraintes rectangulaire, qui est calculé lorsque le centre de gravité coïncide avec le point d'application de la force longitudinale calculée. Avec une section rectangulaire, le placement de la limite de zone est calculé, quitter la condition, que le moment statique autour du centre de gravité de cette zone est nul.

Pour la compression excentrique oblique, la formule des parties excentriquement comprimées de la structure est utilisée avec un diagramme de contraintes pour une section rectangulaire dans les deux sens.

La compression locale est également prise en compte dans les calculs. (dans les zones de support de poutre, plaques, poutres, Colonnes), moment de flexion, résistance à la traction axiale, couper le long des joints pour la maçonnerie en moellons, etc..

La conception et le calcul de la pierre et des structures de maçonnerie renforcée

Calcul de la maçonnerie pour la déformation ultime et l'ouverture des fissures

Par l'apparence et la taille de la divulgation des joints de maçonnerie, la formation des déformations est calculée:

  • et) éléments non renforcés, qui sont influencés par la force de compression longitudinale (compressé de manière excentrique);
  • b) adjacent, divers éléments installés ensemble dans une structure, qui ont une déformabilité différente (coefficient de fluage, rétrécissement ou élasticité) ou lorsqu'une tension sensiblement différente est formée dans les éléments;
  • en) murs autoportants, qui sont reliés aux cadres et soumis à une flexion latérale, ou si les caractéristiques de portance ne sont pas assez fortes pour supporter des charges sans cadre;
  • r) inclinaison dans le plan du mur lors du remplissage des cadres;
  • ré) éléments structurels renforcés, qui sont utilisés dans un environnement agressif pour les vannes, pliage, compression excentrique, élongation;
  • est) structures renforcées longitudinalement, auquel des exigences sont avancées pour les propriétés d'imperméabilité du plâtre ou de l'isolation du revêtement de carrelage;
  • g) autres éléments structurels, qui pendant la période de fonctionnement ne doivent pas apparaître de fissures ou il est nécessaire de minimiser leur ouverture.

Conception de structures en pierre et en maçonnerie renforcée en utilisant la méthode de limitation de la déformation et de l'ouverture des fissures, prend également en compte:

  • que la valeur du diagramme de contrainte linéaire pour la compression excentrique du diagramme de contrainte d'un corps élastique;
  • la valeur d'ouverture de fissure est calculée en fonction de la contrainte de traction conditionnelle au bord.

Renforcement de la maçonnerie

Les règles et méthodes de restauration et de calcul de l'armature des structures en pierre et en maçonnerie renforcée sont réglementées par la joint-venture 427.1325800.2018.

L'inspection de l'état technique et la décision sur la nécessité de sa restauration ou de son renforcement sont prises, si les conditions de fonctionnement ont changé, charge, la structure du bâtiment change, impliquant le renforcement et la modification des conditions aux limites, ainsi que lorsque des défauts importants apparaissent sur les structures.

Les matériaux suivants sont utilisés pour renforcer les structures en pierre et en pierre renforcée: brique, des pierres, Blocs de béton, solutions. Si amélioré la maçonnerie historique, les matériaux doivent être identiques à ceux, qui ont été utilisés pour les bâtiments restaurés, tout en permettant une non-concordance des exigences matérielles de la réglementation en vigueur.

des structures de pierre renforcés renforcés:

  • Classe A1 et raccords VR-1, pour des structures à armature en treillis;
  • classe de renforcement A-I, A-II ou Rp-1 pour les structures à armature longitudinale et transversale, ancres et liens;
  • garnitures d'acier pour relier les éléments de structure et noyé.

Pour les surfaces externes et internes en mode humide, il est également permis d'utiliser des briques en silicate ou en céramique creuse., pierres naturelles et béton cellulaire. Les matériaux spécifiés ne peuvent pas être utilisés pour les structures avec des conditions humides..La conception et le calcul de la pierre et des structures de maçonnerie renforcée

conception de la force

La maçonnerie est un objet élastoplastique, par conséquent, la contrainte et la déformation relative dépendent l'une de l'autre de manière non linéaire. Sous charge à court terme, le module d'élasticité ou de déformation est calculé par la formule:

  • 1) pour maçonnerie non renforcée,

2) avec maçonnerie renforcée longitudinalement

où α est la caractéristique d'élasticité, qui est sélectionné en fonction du type de maçonnerie du tableau 15 SNiP II-22.

Avec l'armature en treillis, le module d'élasticité est calculé de la même manière, comme pour la maçonnerie non renforcée.

Maçonnerie, avec renfort longitudinal, une caractéristique élastique est attribuée, comme pour la maçonnerie non renforcée, tandis que

- la résistance moyenne à la traction ou la résistance à la compression ultime est déterminée par la formule:

et k - coefficient, lequel est 2,0 lors de l'utilisation de pierres ordinaires, ou 2,5 - blocs, en béton cellulaire. D'autres valeurs de ce facteur sont présentés dans le tableau 14 SNiP II-22.

R - la résistance calculée à la compression.

Les caractéristiques élastiques de maçonnerie, ayant une armature en treillis, définie par la formule:

- la résistance à la traction moyenne est calculée séparément

et) pour des structures à armatures longitudinales

b) pour des structures à armature en treillis

μ - pourcentage renforcement de la maçonnerie.

La valeur déterminée en fonction des caractéristiques:

  • pourcentage de renforcement μ - par p.4.30 SNIP II-22;
  • résistance armature réglementaire snip 52-01-2003,
  • caractéristique élastique de α SNP 15 Tableau II-22;
  • les résistances à la compression R sont définies dans SNiP II-22.

Conception et calcul des structures

Maçonnerie non renforcée

La maçonnerie est constituée de pierres, mortier et joints, courir horizontalement et verticalement. Établi empiriquement, que la fiabilité de la maçonnerie dépend de la taille et de la résistance des briques ou des pierres, leurs formes, la présence de vides à l'intérieur, résistance du mortier, ses propriétés plastiques après durcissement, qualité de travail.

Par conséquent, le calcul des éléments des structures en pierre ne contient pas seulement la résistance de la maçonnerie directement calculée par les formules, a et ses propriétés déformatives, fluage sous charge prolongée et autres.La conception et le calcul de la pierre et des structures de maçonnerie renforcée

Maçonnerie avec renfort transversal en treillis

Avec le renforcement transversal de la maçonnerie, un treillis de renfort est posé dans des joints horizontaux. En raison du renforcement, la maçonnerie résiste aux déformations de traction transversales et a une capacité de charge accrue.

Pour le ferraillage utiliser un maillage rectangulaire ou carré ou un maillage de type "zizzag". Le treillis peut être fabriqué à partir de fil étiré à froid, dont le diamètre doit être de 3 mm, ou acier rond A-I. Si les barres se croisent au niveau des coutures, alors le diamètre du renfort doit être de 5 mm, sans croisement - 8mm. Il est recommandé de choisir la taille des cellules parmi 3 à 12 voir.

Le long de la hauteur des grilles sont définies à distance 40 cm l'un de l'autre ou tous les cinq rangs de maçonnerie. Le treillis "Zigzag" est posé dans deux coutures adjacentes horizontales afin, de sorte que les tiges qu'il contient soient perpendiculaires les unes aux autres.

Devrait être considéré, que l'épaisseur du joint de maçonnerie doit être supérieure à 4 mm plus grand que le diamètre du renfort. La solution des structures en pierre renforcée devrait être plus grande 50.

Éléments en pierre, renforcé avec clip

S'il est nécessaire de renforcer les caractéristiques porteuses du bâtiment, sans augmenter sa section, puis les éléments en pierre sont renforcés avec un clip. La nécessité d'un tel travail se pose lors de la construction de superstructures sur une structure existante, si les murs et les piliers des étages inférieurs ont une résistance insuffisante, il y a des défauts de maçonnerie, causé par les incendies, tremblements de terre ou apparaissant en cas d'erreurs dans la conception ou pendant la construction.

Les clips peuvent être:

  • acier,
  • béton armé,
  • plâtre renforcé.

Les deux premiers types les plus efficaces, car ils n'augmentent pas seulement la résistance de la maçonnerie, mais aussi capable d'assumer une partie de la charge.

Cage en acier - coins verticaux en acier, qui sont installés aux coins de la structure et sont reliés entre eux par des bandes d'acier (feuillard d'acier). Pour se protéger contre la corrosion, le clip est recouvert de plâtre d'une épaisseur de 25 à 30 mm.

La cage en béton armé a une épaisseur de 6 à 12 voir. Il est constitué de tiges verticales jusqu'à un diamètre 12 mm et pinces d'un diamètre de 4 à 10 mm, qui sont remplis de marques concrètes 150-200, pour cela ils réalisent des coffrages mobiles ou empilables.

La cage renforcée en plâtre est constituée de tiges verticales, dont le diamètre est de 6 à 12 mm et pinces installées dessus, dont la taille en diamètre est égale à 4 à 10 mm.

 

Conception de KMD, KM, coût de développement

dessins de conception et calculs

Les dessins d'exécution des structures en pierre et en pierre renforcée doivent contenir:

et) matériaux utilisés pour la maçonnerie (brique, types de pierres, béton, matériaux de revêtement), quelles caractéristiques devraient-ils avoir selon GOST ou spécifications techniques;

b) marques de solutions acceptables, pour les coutures d'assemblage, fabrication de panneaux ou de blocs, en tenant compte des travaux effectués en été ou en hiver;

en) marques et classes de raccords autorisées;

r) structure de mur sélectionnée, système de pansement de suture, et dans le cas d'un style léger et de l'épaisseur de l'isolant;

ré) si le travail doit être effectué à des températures inférieures à zéro, puis les dessins doivent indiquer la méthode de pose autorisée et les mesures supplémentaires nécessaires prises pour assurer la résistance et la stabilité de la structure pendant l'exploitation. Ces dessins doivent nécessairement indiquer, que tous les calculs et vérifications de la résistance de la structure ont été effectués;

est) constructions, qui sur 80% fait de pierre et de brique, doit être noté dans les dessins d'exécution. Matériaux pour structures en pierre et en pierre renforcée (brique, solution, etc.) lors de leur construction, leur résistance doit être systématiquement contrôlée.

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