Файл: Лекция 1. 1.pdf

Лекция №14.
1.7.1.
Материалы для каменных и армокаменных конструкций.
Общие сведения. В качестве каменных материалов для кладок используют штучные камни массой не более 40 кг и каменные изделия, изготовляемые в заводских условиях, масса которых ограничивается грузоподъемностью транспортного и монтажного оборудования. К штучным каменным материалам относят: кирпич керамический, керамические камни, камни природные правильной формы и бутовые неправильной формы, камни бетонные. Каменные изделия выпускают в виде бетонных блоков различного назначения, блоков из кирпича и керамических камней, блоков из природного камня, вибропанелей из кирпича и керамических камней, бетонных панелей.
Каменные материалы, применяемые для кладок, должны удовлетворять требованиям прочности и морозостойкости, чтобы обеспечить прочность и надежность каменных конструкций.
В качестве строительных растворов, для каменных кладок, применяют смеси из неорганического вяжущего (цемент, известь, глина), мелкого заполнителя (песок), воды и специальных добавок. По виду применяемых вяжущих строительные растворы подразделяют на цементные, известковые и смешанные (цементно-известковые, цементно-глиняные). Строительные растворы должны в свежеизготовленном состоянии обладать подвижностью и водоудерживающей способностью, а в затвердевшем состоянии - обеспечивать необходимую прочность кладки. Для увеличения несущей способности каменной кладки применяют разные способы ее армирования стальной арматурой; такую кладку; называют армокаменной. Использование армокаменной кладки позволяет значительно расширить область применения каменных кладок в конструкциях.
Материалы: Кирпич, камни и растворы для каменных и армокаменных конструкций, а также бетоны для изготовления камней и крупных блоков должны удовлетворять требованиям соответствующих ГОСТов или технических условий и применяться следующих марок: а) камни— по пределу прочности на сжатие (а кирпич — на сжатие с учетом его прочности при изгибе): 4, 7, 10, 15, 25, 35, 50 (камни малой прочности — легкие бетонные и природные камни); 75, 100, 125, 150, 200
(средней прочности — кирпич, керамические, бетонные и природные камни);
250, 300, 400, 500, 600, 800, 1000 (высокой прочности — кирпич, природные и бетонные камни); б) бетоны — по пределу прочности на сжатие: тяжелые — М 50, М 75, М 100, М 150, М 200, М 250, М 300, М 350, М
400; на пористых заполнителях — М 25, М 35, М 50, М 75, М 100, М 150, М
200, М 250, М 300, М 350, М 400;

ячеистые — М 15, М 25, М 35, М 50, М 75, М 100, М 150; крупнопористые — М 15, М 25, М 35, М 50, М 75, М 100; поризованные — М 35, М 50, М 75, М 100; силикатные — М 150, М 200, М 250, М 300, М 400.
Допускается применение в качестве утеплителей бетонов, пределы прочности которых на сжатие 0,7 МПа (7 кгс/см2) и 1,0 МПа (10 кгс/см2); а для вкладышей и плит не менее 1,0 МПа (10 кгс/см2); в) растворы по пределу прочности на сжатие — 4, 10, 25, 50, 75, 100.
150. 200; г) каменные материалы по морозостойкости — Мрз 10, Мрз 15, Мрз 25,
Мрз 35, Мрз 50, Мрз 75, Мрз 100, Мрз 150, Мрз 200, Мрз 300.
Для бетонов марки по морозостойкости те же, кроме Мрз 10.
2.2. Растворы с плотностью в сухом состоянии — 1500 кг/м3 и более — тяжелые, до 1500 кг/м3 — легкие.
2.3. Проектные марки по морозостойкости каменных материалов для наружной части стен (на толщину 12 см) и для фундаментов (на всю толщину), возводимых во всех строительно-климатических зонах, в зависимости от предполагаемого срока службы конструкций, но не менее 100, 50 и 25 лет, приведены в табл. 1 и пп. 2.4 и 2.5.
Рис. 1.7.1. Виды кирпича: 1-кирпич керамический обыкновенный;
2…4-
кирпич керамический пластического прессования;
Примечание. Проектные марки по морозостойкости устанавливают только для материалов, из которых возводится верхняя часть фундаментов (до половины расчетной глубины промерзания грунта, определяемой в соответствии с главой СНиП «Основания зданий и сооружений»).
1.7.2.
Расчетные сопротивления.
Расчетные сопротивления R сжатию кладки из кирпича всех видов и из керамических камней со щелевидными вертикальными пустотами шириной до
12 мм при высоте ряда кладки 50 — 150 мм на тяжелых растворах приведены в табл. 2.СНиП II-22-81.

Примечание. Расчетные сопротивления кладки на растворах марок от 4 до 50 следует уменьшать, применяя понижающие коэффициенты: 0,85 — для кладки на жестких цементных растворах (без добавок извести или глины), легких и известковых растворах в возрасте до 3 мес.; 0,9 — для кладки на цементных растворах (без извести или глины) с органическими пластификаторами.
Уменьшать расчетное сопротивление сжатию не требуется для кладки высшего качества — растворный шов выполняется под рамку с выравниванием и уплотнением раствора рейкой. В проекте указывается марка раствора для обычной кладки и для кладки повышенного качества.
Расчетные сопротивления сжатию кладки из силикатных пустотелых (с круглыми пустотами диаметром не более 35 мм и пустотностью до 25 %) кирпичей толщиной 88 мм и камней толщиной 138 мм допускается принимать по табл. 2 с коэффициентами:
- на растворах нулевой прочности и прочности 0,2 МПа (2 кгс/см2 — 0,8;
- на растворах марок 4, 10, 25 и выше — соответственно 0,85, 0,9 и 1.
Расчетные сопротивления сжатию кладей при промежуточных размерах высоты ряда от 150 до 200 мм должны определяться как среднее арифметическое значений, принятых по табл. 2 и 5, при высоте ряда от 300 до
500 мм — по интерполяции между значениями, принятыми по табл. 4 и 5.
Расчетные сопротивления кладки из сплошных камней на цементно- известковых, цементно-глиняных и известковых растворах осевому растяжению
Rt, растяжению при изгибе Rtb и главным растягивающим напряжениям при изгибе Rtw, срезу Rsq при расчете сечений кладки, проходящих по горизонтальным и вертикальным швам, приведены в табл. 10 СНиП II-22-81.
Таблица 7.1
Вид напряженного состояния
Обоз- наче- ния
Расчетные сопротивления R, МПа (кгс/см2), кладки из сплошных камней на цементно-известковых, цементно-глиняных и известковых pacтворах осевому растяжению, растяжению при изгибе, срезу и главным растягивающим напряжениям при изгибе при расчете сечений кладки, проходящих по горизонтальным и вертикальным швам при марке раствора при прочности
50 и выше 25 10 4 раствора 0,2 (2)
А. Осевое растяжение Rt
1. По неперевязанному сечению для кладки всех видов (нормаль- ное сцепление; рис. 1)
0,08(0,8) 0,05(0,5)
0,03(0,3)
0,01(0,1)
0,005(0,05)
2. По перевязанному сечению (рис. 2): а) для кладки из камней правильной формы
0,16(1,6) 0,11(1,1)
0,05(0,5)
0,02(0,2)
0,01(0,1) б) для бутовой кладки
0,12(1,2) 0,08(0,8)
0,04(0,4)
0,02(0,2)
0,01(0,1)
Б. Растяжение при изгибе
Rtb
(Rtw)

3.
По неперевязанному сечению для кладки всех видов и по косой штрабе (главные растягивающие напряжения при изгибе)
0,12(1,2) 0,08(0,8)
0,04(0,4)
0,02(0,2)
0,01(0,1)
4. По перевязанному сечению (рис. 3): а) для кладки из камней правильной формы
0,25(2,5) 0,16(1,6)
0,08(0,8)
0,04(0,4)
0,02(0,2) б) для бутовой кладки
0,18(1,8) 0,12(1,2)
0,06(0,6)
0,03(0,3)
0,015(0,15)
В. Срез
Rsq
5. По неперевязанному сечению для кладки всех видов (касатель- ное сцепление)
0,16(1,6) 0,11(1,1)
0,05(0,5)
0,02(0,2)
0,01(0,1)
6. По перевязанному сечению для бутовой кладки
0,24(2,4) 0,16(1,6)
0,08(0,8)
0,04(0,4)
0,02(0,2)
Примечания:
1. Расчетные сопротивления отнесены по всему сечению разрыва или среза кладки, перпендикулярному или параллельному (при срезе) направлению усилия.
2. Расчетные сопротивления кладки, приведенные в табл. 7.1, следует принимать с коэффициентами: для кирпичной кладки с вибрированием на вибростолах при расчете на особые воздействия — 1,4; для вибрированной кирпичной кладки из глиняного кирпича пластического прессования, а также для обычной кладки из дырчатого и щелевого кирпича и пустотелых бетонных камней — 1,25; для невибрированной кирпичной кладки на жестких цементных растворах без добавки глины или извести — 0,75; для кладки из полнотелого и пустотелого силикатного кирпича — 0,7, а из силикатного кирпича, изготовленного с применением мелких (барханных) песков по экспериментальным данным; для зимней кладки, выполняемой способом замораживания, — по табл.
33.
При расчете по раскрытию трещин по формуле (33) расчетные сопротивления растяжению при изгибе Rtb для всех видов кладки следует принимать по табл. 10 без учета коэффициентов, указанных в настоящем примечании.
3. При отношении глубины перевязки кирпича (камня) правильной формы к высоте ряда кладки менее единицы расчетные сопротивления кладки осевому растяжению и растяжению при изгиба по перевязанным сечениям принимаются равными величинам, указанным в табл. 10, умноженным на значения отношения глубины перевязки к высоте ряда.

Расчетные сопротивления кладки из кирпича и камней правильной формы осевому растяжению Rt, растяжению при изгибе Rtb, срезу Rsq и главным растягивающим напряжениям при изгибе Rtw при расчете кладки по перевязанному сечению, проходящему по кирпичу или камню, приведены в табл. 11 СНиП II-22-81.
Таблица 7.2
Вид напряженного состояния
Обозн ачение
Расчетные сопротивления R, МПа (кгс/см2), кладки из кирпича и камней правильной формы осевому растяжению, растяжению при изгибе, срезу и главным растягивающим напряжениям при изгибе при расчете кладки по перевязанному сечению, проходящему по кирпичу или камню, при марке камня
200 150 100 75 50 35 25 15 10 1. Осевое растяжение
Rt
0,25
(2,5)
0,2 (2) 0,18
(1,8)
0,13
(1,3)
0,1 (1) 0,08
(0,8)
0,06
(0,6)
0,05
(0,5)
0,03 (0,3)
2. Растяжение при изгибе и главные растягивающи е напряжения
Rtb
Rtw
0,4 (4) 0,3 (3) 0,25
(2,5)
0,2 (2) 0,16
(1,6)
0,12
(1,2)
0,1 (1) 0,07
(0,7)
0,05 (0,5)
3. Срез
Rsq
1,0
(10)
0,8 (8) 0,65
(6,5)
0,55
(5,5)
0,4 (4) 0,3 (3) 0,2 (2) 0,14
(1,4)
0,09 (0,9)
Примечания:
1. Расчетные сопротивления осевому растяжению Rt, растяжению при изгибе Rtb и главным растягивающим напряжениям Rtw отнесены ко всему сечению разрыва кладки.
2. Расчетные сопротивления срезу по перевязанному сечению Rsq отнесены только к площади сечения кирпича или камня (площади сечения нетто) за вычетом площади сечения вертикальных швов.
Расчетные сопротивления бутобетона осевому растяжению Rt, главным растягивающим напряжениям Rtw и растяжению при изгибе Rtb приведены в табл. 12 СНиП II-22-81.

Рис. 1.7.2. Растяжение кладки по неперевязанному сечению
Рис. 1.7.3. Растяжение кладки по перевязанному сечению
Рис. 1.7.4. Растяжение — кладки при изгибе по перевязанному
сечению
Расчетные сопротивления кладки из природного камня для всех видов напряженного состояния допускается уточнять по специальным указаниям, составленным на основе экспериментальных исследований и утвержденным в установленном порядке.
Расчетные сопротивления арматуры Rs, принимаемые в соответствии с главой СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций, следует умножать в зависимости от вида армирования конструкций на коэффициенты условий работы γcs, приведенные в табл. 13 СНиП II-22-81.
Примечания: 1. При применении других видов арматурных сталей расчетные сопротивления, приведенные в главе СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций, принимаются не выше, чем для арматуры классов A-II или соответственно Bp-I.
2. При расчете зимней кладки, выполненной способом замораживания, расчетные сопротивления арматуры при сетчатом армировании следует принимать с дополнительным коэффициентом условий работы γcs1, приведенным в табл. 33.

1.7.3.
Модули упругости.
Модуль упругости (начальный модуль деформаций) кладки Е
0
при кратковременной нагрузке должен приниматься равным:
- для неармированной кладки
Е
0
=
αR
u
;
(7.1)
- для кладки с продольным армированием
Е
0
=
αR
sku
(7.2)
В формулах (2.1)и (2.2) α — упругая характеристика кладки, принимается по п. 3.21.
Модуль упругости кладки с сетчатым армированием принимается таким же, как для неармированной кладки.
Для кладки с продольным армированием упругую характеристику следует принимать такой же, как для неармированной кладки; Ru — временное сопротивление (средний предел прочности) сжатию кладки, определяемое по формуле:
R
u
= kR,
(7.3) где: k — коэффициент, принимаемый по табл. 14 СНиП II-22-81:
R — расчетные сопротивления сжатию кладки;
Таблица 7.3
Вид кладки
Коэффициент k
1. Из кирпича и камней всех видов, из крупных блоков, рваного бута и бутобетона, кирпичная, вибриро-ванная
2,0 2. Из крупных и мелких блоков из ячеистых бетонов
2,25
Упругую характеристику кладки с сетчатым армированием следует определять по формуле:
α
α
sk u
sku
R
R
=
(7.4)
В формулах (2) и (4) R
sku
—
временное сопротивление (средний предел прочности) сжатию армированной кладки из кирпича или камней при высоте ряда не более 150 мм, определяемое по формулам: для кладки с продольной арматурой:

100
µ
sn
sku
R
kR
R
+
=
(7.4)
для кладки с сетчатой арматурой:
R
kR
R
sku sn
=
+
2 100
µ
(7.4)
µ
— процент армирования кладки; для кладки с продольной арматурой:
µ =
,
100
k
s
A
A
(7.4)
где А
s
и А
k
—
соответственно площади сечения арматуры и кладки, для кладки с сетчатой арматурой
µ
определяется по п. 4.30;
R
sn
— нормативные сопротивления арматуры в армированной кладке, принимаемые для сталей классов А-I и А-II в соответствии с главой СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций, а для стали класса
Вр-I — с коэффициентом условий работы 0,6 по той же главе СНиП.
Значения упругой характеристики α для неармированной кладки следует принимать по табл. 15 СНиП II-22-81.
Примечания:
1. При определении коэффициентов продольного изгиба для элементов с гибкостью l0/i ≤ 28 или отношением l0/h ≤ 8 (см. п. 4.2) допускается принимать величины упругой характеристики кладки из кирпича всех видов как из кирпича пластического прессования.
2. Приведенные в табл. 15 (пп. 7 — 9) значения упругой характеристики а для кирпичной кладки распространяются на виброкирпичные панели и блоки.
3. Упругая характеристика бутобетона принимается равной α = 2000.
4. Для кладки на легких растворах значения упругой характеристики α следует принимать по табл. 15 с коэффициентом 0,7.
5. Упругие характеристики кладки из природных камней допускается уточнять по специальным указаниям, составленным на основе результатов экспериментальных исследований и утвержденным в установленном порядке.
1.7.4.
Модуль деформаций кладки
Модуль деформаций должен приниматься: а) при расчете конструкций по прочности кладки для определения усилий в кладке, рассматриваемой в предельном состоянии сжатия при условии, что деформации кладки определяются совместной работой с элементами

конструкций из других материалов (для определения усилий в затяжках сводов, в слоях сжатых многослойных сечений, усилий, вызываемых температурными деформациями, при расчете кладки над рандбалками или под распределительными поясами) по формуле:
Е= 0,5 e
0
(7.5) где, e
0
— модуль упругости (начальный модуль деформаций) кладки, определяемый по формулам (7.1) и (7.2). б) при определении деформаций кладки от продольных или поперечных сил, усилий в статически неопределимых рамных системах, в которых элементы конструкций из кладки работают совместно с элементами из других материалов, периода колебаний каменных конструкций, жесткости конструкций по формуле:
Е= 0,8 e
0
(7.6)
Относительная деформация кладки с учетом ползучести определяется по формуле:
ε
=
v
σ
E
0
(7.7)
где σ — напряжение, при котором определяется
ε
;
ν
— коэффициент, учитывающий влияние ползучести кладки;
v = 1,8 - для кладки из керамических камней с вертикальными щелевидными пустотами (высота камня 138 мм);
v = 2,2 - для кладки из глиняного кирпича пластического и полусухого прессования;
v = 2,8 — для кладки из крупных блоков или камней, изготовленных из тяжелого бетона;
v = 3,0 — для кладки из силикатного кирпича и камней полнотелых и пустотелых, а также из камней, изготовленных из бетона на пористых заполнителях или поризованного и силикатных крупных блоков:
v = 3,5 — для кладки из мелких и крупных блоков, изготовленных из автоклавного ячеистого бетона вида А;
v = 4,0 — то же, из автоклавного ячеистого бетона вида Б.
Модуль упругости кладки Е
0
при постоянной и длительной нагрузке с учетом ползучести следует уменьшать путем деления его на коэффициент ползучести v.