Вся электронная библиотека >>>

 Строительство домов >>>

   

 

Железобетонные и каменные конструкции


Раздел: Строительство

 

11.3. Прочностные свойства неармированной каменной кладки

  

 

Характер напряженного состояния кладки. Прочность каменной кладки зависит от прочности и деформативности камня и раствора; размеров камней и их формы; удобоукладываемости (подвижности) раствора; степени заполнения им вертикальных швов; сцепления раствора с камнем; качества кладки, обусловленного квалификацией каменщика, и другими факторами.

Опыты показали, что даже в центрально-сжатой кладке каждый кирпич опирается на раствор не всей поверхностью, а ее отдельными участками ( 11.3). Это объясняется тем, что поверхность кирпича не является ровной, а раствор по длине шва имеет неодинаковую плотность и толщину. В результате давление неравномерно распределяется по нижней и верхней поверхности кирпича, вызывая в нем напряжения изгиба, скалывания, внецентренного сжатия. Кроме того, поперечные деформации раствора в горизонтальных швах значительно (до 10 раз) превышают поперечные деформации каменных материалов, вызывая в них растягивающие усилия, также снижающие прочность кладки. Увеличение толщины горизонтальных швов улучшает качество раствора и смягчает местные напряжения. Однако при этом увеличиваются поперечные растягивающие напряжения в кирпиче. Оптимальная толщина шва принимается 12 мм.

Вследствие возникающего в кладке сложного напряженного состояния прочность ее существенно меньше сопротивления камня сжатию. Например, прочность кирпичной кладки на слабых растворах составляет лишь 10... 15% прочности кирпича, а при прочных растворах — 30...40% этого значения. Высокого качества кладки с равномерным и плотным заполнением швов раствором можно достичь применением вибрирования кладки. В этом случае прочность может быть повышена в 1,5...2 раза по сравнению в каменной кладке с обычной кладкой.

Большое значение для прочности кладки имеет степень заполнения вертикальных швов и правильная их перевязка. Вертикальные швы, обычно не полностью заполненные раствором, нарушают монолитность кладки, являясь как бы вертикальными щелями, у концов которых возникают концентрации напряжений и появляются местные вертикальные трещины.

В работе каменной (кирпичной) кладки на сжатие различают четыре стадии. Первая стадия ( 11.4, а) соответствует нормальной эксплуатации кладки, когда усилия, возникающие в ней под нагрузкой, не вызывают видимых ее повреждений.

Вторая стадия работы кладки характеризуется появлением в отдельных кирпичах небольших трещин ( 11.4, б). Опыты показывают, что отношение нагрузки, соответствующей моменту появления трещин Ncrc, к разрушающей Nu тем меньше, чем слабее раствор. Для кирпичной кладки на растворе марок 10...25 это отношение будет 0,6...0,7. Если нагрузка не увеличивается, то дальнейшее развитие трещин не происходит.

При увеличении нагрузки наступает третья стадия работы кладки. В ней возникают и развиваются новые трещины, которые, соединяясь между собой, пересекают значительную часть кладки в вертикальном направлении ( 11.4, в). При длительном действии этой нагрузки, даже без ее увеличения, вследствие развития пластических деформаций постепенно будет происходить дальнейшее развитие трещин, расслаивающих кладку на отдельные столбики, и третья стадия переходит в четвертую — стадию разрушения от потери устойчивости, расчлененной трещинами кладки ( 11.4, г).

Расчетные сопротивления кладки. Как уже отмечалось, внешняя нагрузка создает в каменной кладке сложное напряженное состояние. К кладке неприменимы существующие теории прочности, поскольку они относятся к материалам с идеальными свойствами. Поэтому суждение о прочностных и деформативных свойствах кладки основывается на большом числе опытных данных.

Исходной характеристикой при определении расчетных сопротивлений кладки является ее временное сопротивление Ru, полученное статистической обработкой результатов испытаний большого числа стандартных образцов-эталонов кладки с различными характеристиками камня и раствора.

При расчете различных каменных конструкций расчетные сопротивления кладки в необходимых случаях умножаются на коэффициенты условий работы ус, зависящие от вида конструкций, каменного материала, условий твердения и т. п. Например, для столбов и простенков площадью сечения /4 <0,3 м2 ус = 0,8; для крупных блоков и камней, изготовленных из тяжелого бетона, ус=1,1 и т. п.

Прочность кладки при сжатии R применяют при расчете стен, столбов, простенков.

Расчетные сопротивления кладок осевому растяжению R„ растяжению при изгибе R,b (Rlw), срезу Rsq зависят от вида сечения, по которому происходит разрушение кладки. При этом возможны два случая разрушения: по неперевязанным сечениям, которы-

ми являются горизонтальные швы кладки ( 11.5, а), по перевязанным сечениям, которыми являются вертикальные швы кладки ( 11.5, б). В последнем случае разрушение может происходить либо по раствору (ступенчатый шов I — I), либо при использовании прочных растворов и камней малой прочности по камню (II — II). Прочность кладки по неперевязанному сечению, определяемая сцеплением раствора с камнем, меньше прочности по перевязанному. Растяжение кладки по перевязанным сечениям может встретиться при расчете емкостных сооружений цилиндрической формы. Растяжение при изгибе по неперевязанным сечениям имеет место при расчете стен и столбов на внецентренное сжатие, а по перевязанным сечениям — при расчете обсыпных подпорных стенок с вертикальными контрфорсами. Напряженное состояние среза может иметь место в пяте крайних каменных перемычек. Срез может происходить как по неперевязанному, так и по перевязанному сечению.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ:  Железобетонные и каменные конструкции

 

Смотрите также:

 

КЛАДКА ИЗ ИСКУССТВЕННЫХ И ПРИРОДНЫХ КАМНЕЙ. Кладка...

Сплошная неармированная кирпичная кладка применяется при возведении стен, простенков и столбов, перегородок
Каменная кладка — это конструкция, состоящая из камней, уложенных ...

 

Каменные сооружения. Развитие теории каменных сооружений

Проф. А. А. Гвоздев доказал возможность применения неармированных рядовых перемычек.
Прочность каменной кладки.

 

Лицевая кладка из обыкновенного глиняного или силикатного кирпича...

При этом свес каждого ряда кладки допускается не более чем на !/з длины кирпича, а общий вынос неармированного карниза — не более Щ толщины стены.

 

Разновидности фундаментов. ЛЕНТОЧНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ

Ленточные фундаменты выполняются в большинстве случаев из неармированного бетона.
на небольших участках этими подпорными стенками из полнотелой каменной кладки или бетона.

 

Декоративная кладка. Кирпичную кладку с геометрически четким рисунком...

Кроме архитектурных деталей из кирпича, керамических камней, керамических, каменных и
ряда кладки допускается не более чем на /3 длины кирпича, а общий вынос неармированного...

 

Кладка стен облегченных конструкций

§ 16. Кладка стен облегченных конструкций. При возведении наружных стен в целях экономии кирпича и снижения массы здания наряду с кладкой из легких каменных материалов...