Сколько в 1 кубе силикатных блоков: Сколько газосиликатных блоков в кубе

12.08.2023

0 Comment

Содержание

Сколько силикатного кирпича в 1 м3

Содержание

Зачем знать количество штук силикатного кирпича в кубе материала
Как это работает на стройке
- Считаем по стандарту
- Особенности расчета на практике
Выводы

Начиная любое дело, нужно хорошенько продумать все детали и составить подробный план необходимых работ. Это касается и строительства. Чем больше внимания вы уделите продумыванию всех аспектов будущей новостройки, тем лучший получите результат.

Стройка – дело масштабное и требующее значительных материальных затрат. Поэтому, чтобы не застрять на полпути с недостроенным домом, нужно заранее рассчитать необходимое количество стройматериалов, прежде всего для кладки кирпича. При этом расчеты выложенной площади в квадратных метрах зачастую зависят от того, сколько кубов материала использовано.

Зачем знать количество штук силикатного кирпича в кубе материала

Любая стройка – это работа с калькулятором в руках. Дополнительные расходы на укладке силикатного кирпича. Логистика стройки требует точно знать, сколько чего нужно, и какой транспорт потребуется для доставки определенного количества кубов силикатного кирпича.

От этого зависят вспомогательные расходы и оплата за обработку силикатного кирпича:

Каменщики на кладке получают оплату за количество уложенных кубов силикатного кирпича, и они всячески будут спорить с тем, сколько силикатного материала уложено;
От кубатуры зависит, сколько раз будет работать транспорт по доставке силикатного кирпича;
Сколько силикатного материала было потеряно, украдено или разбито.

Совет! Определение веса одного силикатного блока вычисляют, как усредненную величину веса десяти кирпичей или блоков из каждой пачки.

Как это работает на стройке

С одной стороны, закупка сразу всего необходимого стройматериала, точное знание, сколько весит тот или иной стройматериал для строительства, позволит сэкономить на транспортных расходах и затратах времени. С другой стороны, тщательный расчет площади в квадратных метрах позволит избежать в будущем проблем с несовпадающими по внешнему виду партиями облицовочных блоков, с необходимостью срочно привезти на стройплощадку пару мешков цемента или куб материала. К тому же, при закупке лишнего камня или других стройматериалов будут выброшены лишние деньги, которые можно и нужно потратить на более необходимые расходы.

Весит силикатный блок немало. От того, сколько конкретно весит тысяча штук или куб камня, зависят ваши транспортные расходы. В справочнике куб полнотелого силикатного кирпича весит от 1700 до 1900 кг. Такой силикатный кирпич весит 3,7-3,8 кг.

Поэтому к вопросу расчета, сколько необходимо объемов строительных материалов, нужно подходить особенно внимательно. Ведь лишние пару кубов камня затем будут головной болью, где их хранить, куда девать, хорошо, если получится продать или использовать в хозяйстве. Поэтому, если планируется строительство дома из кирпича, придется рассчитывать объем и площадь в квадратных метрах будущих стен, сколько кирпича будет необходимо для возведения всех стен необходимой толщины и высоты.

Считаем по стандарту

Отдельно необходимо рассчитать, сколько потребуется стройматериала, и площадь в квадратных метрах стен, которые предполагается обкладывать облицовочным кирпичом. Не забывайте учитывать ширину кладочного раствора. Затем полученные значения количества штук пересчитываем в количество кубов камня, которое нужно будет закупить.

Эти данные нам понадобятся и для последующих расчетов с каменщиками.

К счастью для нас, прошли те времена, когда каждый владелец кирпичного завода мог изготавливать кирпич таких размеров, какие были удобны ему. С началом массового использования силикатных кирпичей в высотном строительстве размеры выпускаемых кирпичей были приведены в соответствие требованиям ГОСТа.

Рассчитывая, сколько блоков в одном кубе, и сколько понадобится для строительства, необходимо знать размеры одного камня.

Согласно стандартам ГОСТа кирпичи изготавливаются в следующих основных вариантах размеров: одинарный, полуторный и двойной. Первый имеет размеры 250х120х65 мм. Объем одного кирпича, если вспомнить школьные уроки, можно вычислить, последовательно перемножив три приведенные величины. Для удобства расчета нужно привести их в метры. Объем одного камня получается 0,00195 м³. Чтобы определить, сколько силикатных камней помещается в одном кубе, необходимо разделить 1 м³ на объем одного кирпича. Получается 512 блоков в одном кубе.

Полуторный блок – 250х120х88 мм, отличается только по высоте. Аналогично перемножаем линейные размеры полуторного кирпича, получаем объем одной единицы – 0,00264 м³. Разделим куб на объем одного полуторного блока, получим 378 штук в 1 м³.

Двойной блок имеет размеры 250х120х138 мм. В одном кубе помещается 255 двойных кирпичей.

Еще бывают камни нестандартных размеров, которые относятся к декоративным облицовочным камням, здесь иногда важнее знать площадь кладки в квадратных метрах. Их число в кубе вы можете определить, измерив линейные размеры одного блока, а затем, пользуясь примерами, указанными выше, посчитать требуемые значения.

Особенности расчета на практике

Особо дотошным и педантичным застройщикам следует иметь в виду, что рассчитать, сколько требуется стройматериала, с точностью до нескольких штук не удастся, так как нужно делать поправку на некоторый процент битого и бракованного материала (в среднем это 5% от общего объема). В случае использования кладки с тычковыми перевязками стен процент отбракованного материала может вырасти до 12%. Если вы включаете в конструкцию здания различные декоративные арки, выступы, полукруглые своды, ориентируйтесь на убыль битого кирпича до 15%.

Число силикатных блоков в 1 м³ кирпичной кладки по понятным причинам не совпадет с величиной в 1м,³ упакованного на заводе.

Чтобы правильно подсчитать, сколько блоков на возведение конкретной стены, необходимо знать размеры стены, которую нужно выложить (длина, ширина, высота), а также, какой кладкой ее необходимо выложить, и учесть толщину швов. Толщина швов у разных каменщиков может незначительно отличаться, нужно иметь это в виду, рассчитывая необходимое число штук. Кроме того, сколько швов выполнено, зависит от размеров кирпичей, чем больше размер блока, тем меньшее число швов придется на квадратный метр кладки.

Выводы

Можно рассчитывать вручную, сколько камней с учетом толщины швов и вида кладки будет в одном кубе выложенной стены. Но лучше воспользоваться готовыми таблицами, в которых приведены данные по количеству штук с учетом растворных швов и толщины стены.

Состав и пропорции раствора для кладки кирпича
Как сделать цветной раствор для кирпича
Размер и вес белого силикатного кирпича
Кирпич облицовочный силикатный

Читайте о том, сколько кирпичей в квадратном метре, в кубе?

Как рассчитать правильное количество строительного материала?

Что важно сделать, планируя новое строительство? Разработать удачный проект? Да. Найти хороших мастеров? Безусловно. Но не менее важно правильно рассчитать бюджет всей затеи. Мы знаем, что строительство и ремонт известны тем, что могут, как затянутся на длительный срок, так и содержать массу неприятных сюрпризов в контексте непредвиденных или неучтенных расходов. Во втором случае это проблема неправильного бюджетного планирования. Когда вы вовсе не стали просчитывать, во что вам обойдется стройка, или допустили ошибки в расчетах.

Планирование издержек на оплату работ мастеров или бригад зависит от вашего умения промониторить рынок, понять среднюю цену за определенные виды работы (сильно заниженные ценники должны вызывать сомнения), и позже обязательно перепроверить те расчеты, которые вам будут поданы прорабом. А вот с ценой строительных материалов важно просто знать методики их правильного расчета. Заметим – эти методики совсем несложные, далее можно в этом убедиться.

Итак, вы собираетесь использовать в качестве основного компонента рядовой керамический кирпич М 100 или дугой марки. Вычисляем количество необходимое для сооружения планируемого объекта, то есть сколько штук кирпича понадобиться для 1м2 и 1 м3 кладки. Почему в штуках? Потому что так обычно указывается его стоимость (на момент написания статьи цена кирпича красного рядового стартует примерно от 7 грн)

Количество кирпича в 1м3?

Стандартные размеры одинарного — 250 * 120 *65 мм. Рассчитав по площади, мы получим, что в 1 м3 содержится 512-513 штук. Однако следует учитывать растворные швы, тогда будет от 395 до 400 единиц.

У полуторного кирпича отличается только толщина и составляет она 88 мм. «Чистая» калькуляция дает 378-379, а с учетом кладочных швов получается 302-305 штук.
Толщина двойного – 138 мм. Без швов в 1 м3 содержится 250-255 штук, а с ними необходимо приобрести около 200 подобных камней.

Как вы уже поняли, при вычислениях важно учитывать толщину кладочных швов. Для вертикальных она составляет 10 мм, для горизонтальных – 12 мм.

Сколько кирпичей в квадратном метре?

Расчет в м3 более универсален при планировании строительных работ, но иногда нужно знать число кирпичей в «квадрате». Первое, что нужно сделать, — это определится с толщиной планируемых стен. Варианты могут быть следующими (первая цифра – использование изделий, вторая — мм):

0,5– 120;
1 – 250;
1,5 – 380;
2 – 510;
2,5 – 640.

Учитывая традиционные проблемы рядовки с теплопроводностью, самыми популярными являются варианты кладки стен в 2 или 2,5 кирпича.

Далее в расчет берутся планируемые параметры будущего строения: его длина по всем стенам и высота. Просчитав весь периметр, полученную цифру умножаем на высоту и получаем площадь объекта. И, последнее, что стоит сделать на этом этапе, — это вычесть суммарный объем окон и дверей, чтобы получить итоговую цифру.

Теперь можно перейти к расчету количества кирпича, которое пойдет на 1 м2 кладки. Хотя подождите, нужно определиться, какой именно камень будет использоваться:

Полнотелый (рядовой)
Пустотелый (рядовой)
Силикатный
Лицевой
Клинкерный
Огнеупорный (печной)

Определились? Теперь для удобства возьмем данные по расходу материала для разных типов кладки.

Таблица 1 — Необходимый расход материала для 1 м2

Необходимый расход материала для 1 м2″
Вид кирпича	Кладка 0,5	Кладка 1	Кладка 1,5	Кладка 2	Кладка 2,5
Одинарный	51	102	153	204	255
Полуторный	39	78	117	156	195
Двойной	26	52	78	104	130

Умножайте цифру, соответствующую вашим планам на чистую площадь. Полученный результат и является необходимым для постройки объемом кирпича, допустимая погрешность небольшая, но около 5 % может уйти на брак.

Итак, теперь вы сможете определить, какое количество кирпича вам необходимо для реализации запланированных работ. А значит, вы стали на шаг ближе к успеху всего мероприятия. Ведь успешное строительство это не только дом, который выглядит так, как вы мечтали. Но и ваш бюджет, который понес нагрузку в рамках запланированных значений.

Сколько кирпичей в 1 куб.м? 30 фото Сколько штук в одном кубе? м кирпичной кладки? Расход кирпича размером 250х120х65 мм

Некоторые аспекты при покупке

Количество кирпичей в одном кубе
- Одинокий
- Один с половиной
- Двойной
Расчеты по толщине стенки
Расход материала на квадратный метр кладки
Учитываем запас

Хороший строитель сначала считает, а потом строит, а плохой строитель делает наоборот. Первым делом необходимо подготовить инструмент и рассчитать потребность в используемых материалах. Важно понимать, во что обойдется строительство. Нужно следить, чтобы расходная часть была одной партии, и ее хватило. Избыток – признак ошибок и напрасных расходов, дефицит ведет к риску срыва сроков строительства и дополнительным транспортным расходам. Таким образом, смета обеспечивает условия для удовлетворительного результата проекта или делает его более убыточным.

Некоторые аспекты при покупке

Продавцы обычно укладывают на поддоны по одному кубическому метру на единицу отгрузки. Покупатель должен это проверить. Главное не переплачивать. Рабочий кирпич имеет стандартную, всем известную форму, но разные размеры. Реалии рынка таковы, что некоторые предприниматели могут предлагать продукцию без строгого соблюдения ГОСТа. При приемке товара, хотя бы с помощью угольника, должен быть оценен угол между плоскостями, он должен быть строго 90 градусов. Производственный брак автоматически приведет к негативным результатам с точки зрения качества конструкции.

Определение количества возможно разными методами. Вы можете умножить расчетный объем одного кирпича на их общее количество. Знание того, сколько их в ряду и общее количество рядов, сводит решение задачи к умножению известных чисел. Меньше времени уходит на то, чтобы взять измерительный инструмент и измерить длину краев в упаковке. Произведение трех измерений укажет, сколько места занимает изделие, результат необходимо разделить на объем одной единицы. Этот метод более быстрый, но менее точный.

Количество кирпичей в одном кубе

Отправной точкой для этого расчета является определение типа рабочего элемента. Классический красный одинарный кирпич представляет собой термически обработанную глину стандартной формы. Размеры 250х120х65 мм, где:

наибольшее значение длина;
средний — ширина;
толщина — меньшее значение.

Важно! Полуторная версия для этого измерения имеет 88 мм, двуспальная – 138 мм.

Кирпич белый силикатный изготавливается в тех же пропорциях, но имеет меньший вес и по качеству материала меньшую прочность. Легкость удобна для каменщика, но ослабленные значения излома снижают общую надежность конструкции, сокращают пределы использования. Цена ниже, но качество хуже. Для расчета количества 1 куб. м кладки, имеет значение средняя ширина швов и толщина стены. Из-за использования раствора количество в кубометре при покупке не совпадает с количеством единиц, используемых при строительстве того же объема. Поэтому в процессе нужно вносить коррективы.

Для расчета количества штук в пачке необходимо знать размер кирпича. Для формирования заявки на покупку партии необходима информация об объеме конструкции, каким способом будет производиться кладка. Необходимо учитывать разную толщину стенок, различия в элементах конструкции. К расчетной норме по всем характеристикам необходимо добавить 5-10%.

Одинарный

Наиболее популярным вариантом на стройке может быть расчет количества красных одинарных кирпичей, который выполняется с применением стандартных математических правил. Один кирпич занимает объем 19В кубе 50 сантиметров. Соответственно число в кубическом метре равно 1 кубическому метру. м, деленное на известный объем. Переводя кубические сантиметры в кубические метры, или, наоборот, и округляя до целого числа при делении, получаем 513 шт. в кубометре. Такие индикаторы используются при транспортировке, а не после укладки.

Принято считать, что средний шов между кирпичами при их укладке составляет 1,5 сантиметра. Если они скреплены раствором по двум плоскостям, как в случае укладки «на пресс», к стандартным размерам в двух измерениях необходимо прибавить ширину шва. То есть «накинуть» на длину и толщину 1,5 см. В этом случае одинарный кирпич со швами даст размеры 26,5х12х8 см, соответственно 39После округления потребуется 4 штуки. Иногда строитель хочет знать, сколько уйдет партия в 1000 или 3000 кирпичей при укладке. В этом случае можно применить математическую пропорцию – 394 шт. в одном кубометре означает, что 1000 обеспечит кладка в 2,5 кубометра, а партия в 3000 штук. удовлетворит строителя при возведении объекта объемом 7,6 куб. м.

Другой способ укладки «на стяжку» применяется, когда предполагается оштукатуривание стены. Здесь основные элементы здания связаны только между собой горизонтальными рядами. Расход смеси в этом случае меньше, но материала для укладки потребуется больше. При расчете объема первоэлемента только к длине прибавляем 1,5 см и получаем 2067 кубических сантиметров на одну уложенную единицу. На кубический метр требуется 484 штуки. Аналогичные методы расчета подходят и для других вариантов штабелированного изделия.

Следует иметь в виду, что размеры и способы укладки могут не только изменять потребность в растворе за счет швов, средняя ширина швов в разных конструктивных элементах может различаться. Все это следует тщательно продумать перед началом работы.

Полуторный

Расчет количества полуторных кирпичей в кубе принципиально не отличается от предыдущего варианта, так как отличие заключается только в размерах, а не в математической сути операции. Поскольку этот стандарт имеет размеры 25x12x8,8 см, объем равен 2640 см в кубе. Один кубический метр при покупке должен содержать 379куски. после округления. Для обычного монтажа с горизонтальными и вертикальными швами края необходимо увеличить на 1,5 сантиметра с обеих сторон. Итак, после укладки получаем 306 штук на кубометр.

Двойной

Расчет потребности в двойном кирпиче на единицу объема аналогичен. Изделие на тех плоскостях 25х12х13,8 см занимает объем 4140 кубических сантиметров. Соответственно, на кубический метр приходится 242 штуки. За кубометр кладки с горизонтальными и вертикальными швами – 206 ед. Любителям использовать этот вариант в целях экономии следует учитывать, что по допустимой нагрузке он не подходит для устройства фундаментов и нижних этажей, а также слишком слаб для серьезных нагрузок. Для изготовления фундаментов иногда используют специальный химически защищенный цокольный кирпич размером 23х11,3х6,5 см. Результаты подобных расчетов будут такими: один кирпич занимает объем 1689 г. .35 куб.м. см, значит, в 1 кубометре на поддоне поместится 592 штуки. С учетом швов в кладке одного куба будет использовано 452 кирпича.

Расчеты по толщине стены

При расчете общей партии поставки необходимо знать, какой будет точная кубатура конструкции в деталях, а также какими способами это придется обеспечить. Кладка в один кирпич дает толщину стены 25 сантиметров, в два — 51 сантиметр. Способы кладки в 0,5, 1,5 и 2,5 кирпича создают толщину стен 12, 38 и 64 см соответственно. Понятно, что кубатура квадратного метра стен разной толщины будет существенно отличаться. Методы кладки, размеры кирпича и толщина стен меняют основные расчеты. Исходные данные удобно представлять перед началом работы в таблицах.

Таблица 1. Количество кирпичей в 1 куб.м

90 087

Тип кирпича	В упаковке (шт.)	В кладке в 2 шва (шт.)
одинарный	513	394
полуторный	379	306
двойной	242	206 9008 9

Расход материала на квадратный метр кладки

Некоторым каменщикам удобнее считать не количество штук в уложенном кубометре, а сколько штук будет в квадратном метре кирпичной кладки. В этом случае рассчитывают норму за квадратный метр поверхности с учетом толщины стены при наличии швов определенного размера. Количество квадратов является основой для оценки общих потребностей. Однако помимо того, что рассмотрено выше, строителю необходимо точно знать вес цемента на кубический метр конструкции. Первым аспектом, влияющим на расход строительной смеси, является тип кирпича. Для пустотелого изделия потребуется больше раствора. Количество цемента в вяжущей смеси определяется критериями прочности конструкции и маркой цемента. Принято считать, что при кладке одного кубометра рядового (классического) кирпича используются определенные объемы раствора.

Таблица 2. Расход раствора

Тип кладки	Толщина стены (см)	Объем раствора (м.куб.)
0,5 кирпича	12	0,189
1	25	0,221
1,5	38	0,234
2 9 0089	51	0,240
2,5	64	0,245

Более крупные кирпичи, благодаря менее частому сшиванию, уменьшают потребность в растворе. Для расчета общего количества смеси сначала нужно определить объем строительной конструкции. Каждый элемент строительного объекта необходимо считать отдельно, а результаты суммировать. Марки цемента бывают разные, чем выше — тем дороже, а чем дороже — тем меньше его нужно для обеспечения требуемой прочности. Проще всего рассчитать количество материала при возведении сплошных стен. Объем конструкции определяется простым произведением сторон, затем с учетом способа кладки определяется количество кирпича, а также потребность в смеси. Цемент по марке и количеству необходимо приобретать в зависимости от пропорции, в которой его придется смешивать с песком.

Допустим, в результате расчетов получилось, что для строительства потребуется 4 кубометра смеси. Если используется раствор с низкосортным цементом, замешанный по схеме 1:1, то его потребуется в количестве 50% от сухой смеси, что составит два кубометра. Если смесь готовится по принципу 1:3, то потребуется 25%, в нашем случае – 1 куб. Если пропорция 1:4, то цемента будет одна пятая, то есть 0,8 куб. Остается выяснить, сколько вмещает одна стандартная сумка, учитывая, что она исчисляется килограммами.

Учитываем запас

Мастера советуют покупать кирпич и цемент не в точном расчете, а все же прибавлять к расчетным результатам еще 5-10%. Это так называемое правило различных строительных обстоятельств. Здесь не последнее значение имеет опыт укладчика или качество продукта. Когда дело доходит до партии товара, следует помнить, что процесс производства, погрузки и транспортировки может привести к браку товара. Важным соображением при покупке является то, что цемент не продается на кубический метр. Стандартная сумка вмещает 25 или 50 килограммов. Преобразование кубических метров в килограммы возможно с использованием значения плотности отвердителя. Обычно эта цифра принимается равной 1300 кг на 1 кубометр.

Например, 2 кубометра цемента это 2600 килограммов, 2600:25 = 104 мешка по 25 килограммов. Как и при закупке кирпича, здесь целесообразно добавить 5-10%, разумно брать не менее 2730 кг на ту марку продукта, которую вам придется использовать. Более высокие значения прочности позволяют использовать меньше. Низкая прочность означает больший объем, высокий сорт уменьшает объем при нанесении, но увеличивает цену одного мешка продукции. На практике нужно знать, что 10-литровое ведро вмещает 12 кг песка и 14 кг цемента. Играя с качеством материалов и размерами кирпича, маркой цемента и типом кладки, можно существенно снизить общую смету, а также критически снизить прочность конструкции.

Составляющие успеха — правильные замеры, точный расчет и квалификация укладчика с допуском расхода материала плюс 5-10%. Кто не хочет переплачивать, должен уметь уверенно пользоваться калькулятором и простыми математическими операциями. Точная оценка – это первое. Грамотная закупка и доставка – второе условие. Хорошая работа по установке завершает работу.

О том, сколько кирпича в кубе и квадратном метре кладки, смотрите в следующем видео.

Кремний как типичный объемный материал

Содержание¶

1 Постоянная решетки для гранецентрированного кубического кремния
2 Плотность состояний для гранецентрированного кубического кремния
3 Зонная структура для гранецентрированного кубического кремний

1 Постоянная решетки для кремния с гранецентрированной кубической структурой глядя на решетчатую матрицу
создать Γ-центрированную сетку $\mathbf{k}$
найти постоянную решетки ГЦК-структуры, вручную выполнив расчеты теории функционала плотности (DFT) при различных объемах элементарной ячейки

использовать универсальный коэффициент масштабирования в файле POSCAR
1. 1 Задача ¶
Выполнить несколько расчетов DFT для ГЦК-кремния с различными постоянными решетки и найти минимум полной энергии относительно. постоянная решетки.
Существует 14 решеток Браве, которые получаются комбинацией одной из семи систем решеток (триклинной, моноклинной, орторомбической, тетрагональной, гексагональной и кубической) с одним из типов центрирования (примитивным, базисно-центрированным, объемно-центрированным и лицевой центр). Примитивная ячейка является наименьшим строительным блоком периодической системы, т. е. объемного кристалла. Он натянут на три вектора решетки $\mathbf{a}$, $\mathbf{b}$ и $\mathbf{c}$ с определенными свойствами, например, вложенным углом, в зависимости от системы решетки.

Кроме того, если вы используете преобразование Фурье решетки реального пространства, ваша система преобразуется в пространство $\mathbf{k}$, также называемое обратным пространством. Первая зона Бриллюэна представляет собой однозначно определенную примитивную ячейку в обратном пространстве. Важным с вычислительной точки зрения понятием является неприводимая зона Бриллюэна, которая является первой зоной Бриллюэна, редуцированной всеми операциями симметрии в кристаллографической точечной группе. Еще одна концепция, о которой стоит упомянуть, — это использование линий и точек с высокой симметрией, которые представляют особый интерес из-за обусловленных симметрией вырождений в электронной зонной структуре. Эти точки имеют специальные названия, например Г-точка в начале зоны Бриллюэна.

1.2 Входные данные ¶
Входные файлы для запуска этого примера подготовлены по адресу $TUTORIALS/bulk/e01_fcc-Si .
VASP ищет в текущем каталоге четыре основных входных файла, т. е. POSCAR, INCAR, KPOINTS и POTCAR. Проверь их!
POSCAR
ФКК Si а 0,5 0,5 0,0 0,0 0,5 0,5 0,5 0,0 0,5 1 картезианский 0 0 0

INCAR
Система = ГЦК Si СТАРТ = 0 ! начинать с нуля ИХАРГ = 2 ! суперпозиция плотностей атомных зарядов ЭНКУТ = 240 ! отключение энергии ИЗМЕАР = 0 ! размазывание по Гауссу СИГМА = 0,1! расширение
К-баллы
К-баллы 0 Набор монкхорста 11 11 11 0 0 0
POTCAR
Псевдопотенциал Si.
Относительно файла POSCAR: Условная ячейка ГЦК-структуры показывает все симметрии, соответствующие кубу ($a=b=c$) с дополнительными узлами в центре каждой грани. Но есть выбор векторов решетки, который представляет ту же структуру в меньшей элементарной ячейке. Это примитивная элементарная ячейка. Симметричный выбор векторов примитивной решетки равен
$$\тег{1a} \mathbf{a} = \frac{a}{2} \left(\hat{\mathbf{x}} + \hat{\mathbf{y}} \right) $$
$$\тег{1b} \mathbf{b} = \frac{a}{2} \left(\hat{\mathbf{y}} + \hat{\mathbf{z}} \right) $$
$$\тег{1c} \mathbf{c} = \frac{a}{2} \left( \hat{\mathbf{z}} + \hat{\mathbf{x}} \right). $$
Спросите себя, сколько атомов составляют обычную элементарную ячейку и сколько атомов составляют примитивную элементарную ячейку?
Нажмите, чтобы увидеть ответ!
В обычной элементарной ячейке есть 8 вершин и 6 граней, где атомы являются общими для нескольких ячеек, так что их вклад составляет $1/8$ и $1/2$ соответственно. В сумме это дает $$ n = 8 \cdot \frac{1}{8} + 6 \cdot \frac{1}{2} = 4 $$ атомов в обычной элементарной ячейке. Точно так же вы найдете 1 атом в примитивной элементарной ячейке.
Если вы откроете файл POSCAR этого примера, постоянная решетки будет указана заполнителем a в позиции универсального параметра масштабирования. Вы видите, как уравнения $(1a)$-$(1c)$ переводятся в этот файл POSCAR?
Нажмите, чтобы увидеть ответ!
Строки 3, 4, 5 соответствуют $\mathbf{b}/a$, $\mathbf{c}/a$ и $\mathbf{a}/a$ соответственно. Затем уравнения $(1a)$-$(1c)$ восстанавливаются путем интерпретации универсального параметра масштабирования в строке 2 как постоянной решетки.
Что касается файла INCAR, настройка по умолчанию для VASP заключается в поиске существующего файла WAVECAR в текущем каталоге и перезапуске расчета оттуда. Таким образом, можно удалить файл WAVECAR, чтобы начать новый расчет. Также можно явно управлять поведением с помощью тега ISTART и тега ICHARG. Проверьте значение этих тегов на VASP Wiki!
Как инициализируется плотность заряда? Что такое отключение энергии? Каким было бы отключение энергии, если бы оно не было установлено в файле INCAR?
Нажмите, чтобы увидеть ответ!
Начальная плотность заряда от перекрывающихся атомов.
Энергетическая отсечка 240 эВ из файла POTCAR.
Что касается файла KPOINTS, режим Monkhorst Pack используется для создания сетки $\mathbf{k}$ с равноудаленными точками $\mathbf{k}$. Нечетное число точек $\mathbf{k}$ в каждом направлении приводит к Γ-центрированной сетке $\mathbf{k}$.
1.3 Расчет ¶
Откройте терминал и перейдите в каталог этого примера, введя следующее:
cd $TUTORIALS/bulk/e01_*
Чтобы запустить VASP с другими константами решетки, необходимо настроить файл POSCAR. Для каждого запуска замените на с 3,5 на 4,3 с размером шага 0,1 и запустите VASP с
mpirun -np 2 vasp_std
После запуска VASP файл OSZICAR содержит сводную информацию об общей свободной энергии. Запустите несколько расчетов VASP с разными константами решетки и сохраните результат в loop_lattice_constant.dat !
Нажмите, чтобы увидеть предоставленный скрипт для выполнения задания!
rm -f loop_lattice_constant.dat для а в 3,5 3,6 3,7 3,8 3,9 4,0 4,1 4,2 4,3 делать кошка > ПОСКАР << EOF ФКК: $а 0,5 0,5 0,0 0,0 0,5 0,5 0,5 0,0 0,5 1 картезианский 0 0 0 EOF mpirun -np 2 vasp_std en=$(awk '/F=/ {print $0}' OSZICAR) echo $a $en >> loop_lattice_constant.dat сделанный
В каталоге этого примера введите в терминал следующее, чтобы запустить приведенный выше скрипт:
bash loop_lattice_constant.sh
Постройте график данных, собранных в loop_lattice_constant.dat !
Нажмите, чтобы увидеть ответ!
Вы можете использовать скрипт gnuplot loop_lattice_constant.gp , который подготовлен в каталоге этого примера:
set term png установить вывод "loop_lattice_constant.png" установить заголовок "постоянная решетки ГЦК Si" установить xlabel "постоянная решетки [ангстрем]" установить ylabel "общая свободная энергия" построить "loop_lattice_constant. dat" с использованием 1: 4 w lp
Его можно выполнить, введя в терминал в каталоге этого примера следующее:
gnuplot loop_lattice_constant.gp
Затем откройте loop_lattice_constant.png из файлового браузера. Возможно, вам потребуется обновить браузер файлов.
Среди тестируемых параметров, при каком параметре решетки полная энергия минимальна? Запишите файл POSCAR с оптимальной константой решетки и скопируйте его в каталог следующего примера!
Нажмите, чтобы увидеть ответ!
Среди проверенных параметров полная энергия минимальна при 3,9 Å. Таким образом, окончательный расчет выполняется с:
POSCAR
ФКК Si 3,9 ! параметр масштабирования 0,5 0,5 0,0 0,0 0,5 0,5 0,5 0,0 0,5 1 картезианский 0 0 0
cp POSCAR ../e02_*/.
1.4 Вопросы ¶
Каково определение точки Γ?
Запишите другую форму матрицы ГЦК-решетки примитивной элементарной ячейки!
Содержит ли традиционная элементарная ячейка ГЦК непримитивные трансляции?
2 Плотность состояний гранецентрированного кубического кремния
$\uparrow$
¶
К концу этого руководства вы сможете:
извлекать количество несократимых точек $\mathbf{k}$ из вывода VASP
оцените, сколько вычислительных усилий сэкономлено за счет использования симметрии точечной группы обратной решетки
указать задачу, которую решает метод Монкхорста-Пак
установить ISMEAR для расчета плотности состояний (DOS)
построить DOS с помощью py4vasp
комплект NEDOS , EMIN и EMAX теги
2. 1 Задача ¶
Выполните вычисление ДПФ с соответствующим количеством точек $\mathbf{k}$ и энергетическим уширением, чтобы построить плотность состояний ГЦК Si.
Локально система может подчиняться одной из 32 кристаллографических точечных групп, которые представляют собой дискретные вращательные симметрии кристаллов. Чтобы уменьшить вычислительные затраты, VASP ищет и использует преимущества этих симметрий системы по умолчанию. Более того, в обратном пространстве система подчиняется определенной трансляционной группе симметрии, определяемой решетками Браве. Эта нелокальная симметрия неявно определяется путем наложения периодических граничных условий на структуру, указанную в файле POSCAR, и приводит к точечно-групповой симметрии обратной решетки. Опять же, VASP ищет и использует преимущества этих симметрий, но очень важно, чтобы сетка $\mathbf{k}$, указанная в KPOINTS, также сохраняла ту же симметрию точечной группы обратной решетки, которая определена структурой, указанной в файле POSCAR. .
Для получения дополнительной информации прочитайте следующие статьи: Снижение симметрии сетки, KPOINTS.
2.2 Входные данные ¶
Входные файлы для запуска этого примера подготовлены по адресу $TUTORIALS/bulk/e02_fcc-Si-DOS . Проверь их!
POSCAR из Примера 1
ГЦК Si 3,9 0,0 0,5 0,5 0,5 0,0 0,5 0,5 0,5 0,0 1 картезианский 0 0 0
INCAR
Система = ГЦК Si ЭНКУТ = 240 ИСМЕАР = -5 ! метод тетраэдра ЛОРБИТ = 11
К-баллы
К-баллы 0 Набор монкхорста 15 15 15 0 0 0
POTCAR
Псевдопотенциал Si.
Что касается файла INCAR, проверьте значение ISMEAR = -5 и LORBIT = 11!
Нажмите, чтобы увидеть ответ!
ISMEAR = -5 вызывает метод тетраэдра с поправками Блехля. Имейте в виду, что этот метод не является вариационным по отношению к частичной занятости и дает ошибочные силы и напряжения для систем с частично заполненными зонами. Поэтому его не следует использовать при оптимизации геометрии в металлах! LORBIT = 11 позволяет записать файл DOSCAR.
Что касается файла KPOINTS, одной из схем автоматического создания сетки $\mathbf{k}$ в VASP является метод Монкхорста–Пака. В двух словах, на основании точечной групповой симметрии обратной решетки некоторые $\mathbf{k}$ точки первой зоны Бриллюэна оказываются эквивалентными. При этом можно определить набор неприводимых $\mathbf{k}$ точек и весов. Вес неприводимой точки $\mathbf{k}$ показывает, сколько эквивалентных точек $\mathbf{k}$ существует в первой зоне Бриллюэна. Это позволяет заменить любую сумму по всем точкам $\mathbf{k}$ первой зоны Бриллюэна суммой по всем неприводимым точкам $\mathbf{k}$ с этими весами.
Γ-центрированные $N\times N \times N$ сетки Монкхорста-Пака гарантируют, что обратная решетка и порождающая решетка подчиняются одной и той же решетке Браве. Но в зависимости от ваших расчетов вам может не понадобиться одинаковое количество точек $\mathbf{k}$ в каждом направлении. И, изменяя количество точек $\mathbf{k}$ в каждом направлении, вы все равно можете получить сетку $\mathbf{k}$, несовместимую с вашими решетками Браве. Для получения дополнительной информации прочитайте следующие статьи: Monkhorst Pack, Уменьшение симметрии сетки, KPOINTS.
Равноудалены ли точки $\mathbf{k}$? Является ли сетка $\mathbf{k}$ Γ-центрированной? Почему нет)? Сравните указанную сетку $\mathbf{k}$ с сеткой, использованной в предыдущем примере. Что изменилось?
Нажмите, чтобы увидеть ответ!
Режим Monkhorst Pack используется для создания сетки $\mathbf{k}$ с равноудаленными точками $\mathbf{k}$. Нечетное число точек $\mathbf{k}$ в каждом направлении приводит к Γ-центрированной сетке $\mathbf{k}$. Мы значительно увеличили плотность $\mathbf{k}$-сетки, чтобы получить гладкую DOS. Для релаксации геометрии в примере 1 достаточно меньшего количества точек $\mathbf{k}$ для вычисления полной энергии.
2.3 Расчет ¶
Откройте терминал, перейдите в каталог этого примера и запустите VASP, введя следующее:
cd $TUTORIALS/bulk/e02_* mpirun -np 2 vasp_std
Проверьте файл OUTCAR, чтобы узнать, в скольких точках $\mathbf{k}$ вычисляются орбитали Кона–Шэма и собственные энергии!
Нажмите, чтобы увидеть ответ!
Ниже приведен фрагмент файла OUTCAR, в котором обсуждается сетка $\mathbf{k}$.
KPOINTS: K-баллы Автоматическая генерация k-сетки. Размеры сетки считываются из файла: генерировать k-баллы для: 15 15 15 Создание k-решетки: Декартовы координаты Дробные координаты (обратная решетка) 0,017094017 0,017094017 -0,017094017 0,066666667 -0,000000000 -0,000000000 -0,017094017 0,017094017 0,017094017 -0,000000000 0,066666667 0,000000000 0,017094017 -0,017094017 0,017094017 0,000000000 0,000000000 0,066666667 Длина векторов 0,029607706 0,029607706 0,029607706 Сдвиг с.р.т. Гамма в дробных координатах (k-решетка) 0,000000000 0,000000000 0,000000000 TETIRR: Найдено 484 неэквивалентных тетраэдра из 20250 года. Подпрограмма IBZKPT возвращает следующий результат: =========================================== Найдено 120 неприводимых k-точек: Следующие взаимные координаты: Координаты Вес 0,000000 0,000000 0,000000 1,000000 0,066667 -0,000000 -0,000000 8,000000 0,133333 0,000000 0,000000 8,000000 0,200000 0,000000 0,000000 8,000000 0,266667 0,000000 -0,000000 8,000000 0,333333 -0,000000 -0,000000 8,000000 . ..
В нем говорится, что найдено 120 неприводимых $\mathbf{k}$ точек, и они перечислены ниже с их соответствующими весами. Вес показывает, сколько эквивалентных точек $\mathbf{k}$ существует в полной первой зоне Бриллюэна. Любая сумма по всем 3375 $\mathbf{k}$ точкам первой зоны Бриллюэна заменяется суммой по всем 120 неприводимым $\mathbf{k}$ точкам с этими весами.
Постройте DOS fcc Si с помощью py4vasp:
В [1]:
import py4vasp mycalc = py4vasp.Calculation.from_path( "./e02_fcc-Si-DOS" ) mycalc.dos.plot()
Здесь плотность состояний сдвинута таким образом, что на графике энергия Ферми равна 0 эВ. Давайте теперь построим плотность состояний вблизи энергии Ферми с более высоким разрешением! Это означает, что нам нужно пересчитать DOS с большим количеством точек в этом диапазоне энергий, например, от -15 эВ до 2 эВ. Откройте текущий файл OUTCAR и найдите энергию Ферми сходящегося результата, чтобы установить диапазон энергии. Проверьте теги NEDOS, EMIN и EMAX и добавьте их в свой файл INCAR. Затем повторите расчет!
Нажмите, чтобы увидеть ответ!
OUTCAR
E-fermi : 9,9123 XC(G=0): -11,0959 альфа+бет :-16,1732 Энергия Ферми: 9,9122785711 k-точка 1 : 0,0000 0,0000 0,0000 полоса № энергия полосы занятость 1 -4,3780 2,00000 2 20,6956 0,00000 3 20,6956 0,00000 ...
Энергия Ферми равна 9,9123 эВ.
INCAR
Система = fcc Si ЭНКУТ = 240 ИСМЕАР = -5 ! метод тетраэдра ЛОРБИТ = 11 ИЧАРГ = 11 ! прочитать файл CHGCAR НЕДОС = 401 ! количество баллов для DOS ЭМИН = -5 ЭМАКС = 12
Обновите свой INCAR, как указано выше, а затем запустите
mpirun -np 2 vasp_std
Результат можно построить так же, как и раньше. Обратите внимание, что EMIN и EMAX не определены относительно энергии Ферми.
В [2]:
импортировать py4vasp mycalc = py4vasp.Calculation.from_path( "./e02_fcc-Si-DOS" ) mycalc.dos.plot()
2.4 Вопросы ¶
Почему нельзя использовать ISMEAR = -5 для выполнения геометрической релаксации?
Как увеличить разрешение DOS? Другими словами, как можно увеличить количество точек, в которых вычисляется DOS?
Сколько $\mathbf{k}$ точек в первой зоне Бриллюэна в этом примере?
В скольких точках $\mathbf{k}$ программа VASP вычислила все орбитали Кона–Шэма и соответствующие собственные энергии в этом примере? Почему это число не совпадает с количеством точек $\mathbf{k}$ в первой зоне Бриллюэна?
3 Зонная структура гранецентрированного кубического кремния
$\uparrow$
¶
К концу этого урока вы сможете:
получить зонную структуру вдоль линии высокой симметрии в обратном пространстве
построить структуру полосы, используя py4vasp
3. 1 Задача ¶
Рассчитайте зонную структуру вдоль L-Γ-X-U и K-Γ ГЦК-Si и нанесите результат на график.
Какие точки $\mathbf{k}$ являются точками высокой симметрии, зависит от пространственной группы вашей структуры. Есть несколько инструментов, которые можно использовать для поиска пространственной группы и построения зоны Бриллюэна для выбора пути $\mathbf{k}$. Одним из них является SeeK-path, который принимает на вход файлы POSCAR и доступен через веб-интерфейс. Вы можете загрузить POSCAR этого примера из файлового браузера. Щелкните файл правой кнопкой мыши и выберите 9.0250 Загрузите из меню. Затем загрузите POSCAR этого примера в SeeK-path и постройте зону Бриллюэна. Определите, какие координаты соответствуют заданным $\mathbf{k}$ путям L-Γ-X-U и K-Γ, и сравните с файлом KPOINTS этого примера!
3.2 Входные данные ¶
Входные файлы для запуска этого примера подготовлены по адресу $TUTORIALS/bulk/e03_fcc-Si-band . Проверь их!
В общем, вам нужно 5 файлов в качестве исходных данных для расчета ленточной структуры в VASP: обычные 4, POSCAR, INCAR, KPOINTS и POTCAR, и дополнительно CHGCAR файл самосогласованного расчета!
POSCAR
ФКК Si 3,9 0,5 0,5 0,0 0,0 0,5 0,5 0,5 0,0 0,5 1 картезианский 0 0 0
INCAR
Система = ГЦК Si ИЧАРГ = 11 ! прочитать файл CHGCAR и сохранить фиксированную плотность ЭНКУТ = 240 ИСМЕАР = 0 СИГМА = 0,1 ЛОРБИТ = 11
KPOINTS
kpoints для ленточной структуры L-G-X-U K-G 10 линия взаимный 0,50000 0,50000 0,50000 л 0,00000 0,00000 0,00000 г 0,00000 0,00000 0,00000 г 0,00000 0,50000 0,50000 Х 0,00000 0,50000 0,50000 Х 0,25000 0,62500 0,62500 У 0,37500 0,7500 0,37500 К 0,00000 0,00000 0,00000 г
POTCAR
Псевдопотенциал Si.
CHGCAR
Скопировано из примера 2.
Обратите особое внимание на то, как указать путь $\mathbf{k}$ в файле KPOINTS.