Каменные и армокаменные конструкции.

Каменные и армокаменные конструкции.

“Каменные и армокаменные конструкции” СНиП II-22-81.

Общие сведения

 

Каменная кладка состоит из искусственных или природных камней, объединенных в монолитный материал с помощью раствора.

Достоинством каменной кладки являются: огнестойкость, хорошая тепло и звукоизоляционная способность, долговечность, незначительные эксплуатационные расходы (наружн. и внутр. стены, столбы, фундаменты и т.д.)

К недостаткам каменной кладки относится большая собственная масса, большие затраты ручного труда при возведении. Для устранения этих недостатков каменную кладку во многих случаях проектируют из крупных блоков, панелей с большой степенью заводской готовности.

Для увеличения сопротивления внешним силовым воздействиям кладка армируется стальными продольными стержнями, сетками или железобетоном (рис. 1)

Рисунок 1 – Виды кладки

а) с поперечным сетчатым армированием; б) с продольным армированием; в) комплексные конструкции

Конструкции из армированных кладок называют армокаменными (рис. а и б), а из кладки и совместноработающего бетона – комплексными.

Материалы для каменных конструкций

 

Для каменных конструкций применяют искусственные и природные камни.

Искусственные камни:

- кирпич керамический сплошной (несущие стены, столбы), керамический пустотелый (наружные стены отапливаемых зданий), керамические и бетонные камни, блоки из тяжелого бетона (стены и фундаменты).

Природные камни из тяжелых пород (известняки, песчаники, граниты (облицовка стен, кладка фундаментов);

камни легких пород: туф, известняк, ракушечник (в некоторых районах возводят стены).

Основной характеристикой каменных материалов является прочность (марка) кгс/см²

М 250-1000 – высокопрочные

75-200 – средней прочности

4-50 – низкой прочности

К каменным материалам также предъявляются требования по МРЗ, водостойкости, объемной массе, % пустотности (наружные стены, фундаменты).

МРЗ установлены для каменной кладки от 10 до 300.

Наиболее часто применяются МРЗ 15 – МРЗ 50.

Растворы для каменных кладок. В зависимости от применяемого вяжущего различают следующие виды:

- цементные;

- известковые;

- смешанные (цементно-известковые /наиболее распространенные/, цементно-глиняные)

Прочность раствора также характеризуется его маркой (7,07 см ребро куба, на 28 сутки). Нормами установлены марки марки от 4 до 200. Для наружных стен назначают марку раствора не ниже 10, для цоколей при влажном грунте не ниже 25.

 

Прочность каменной кладки

Прочность каменной кладки зависит от прочности и вида камня и раствора, возраста кладки, её качества и др. факторов.

Камни и раствор в кладке находятся в условиях сложного напряженного состояния из-за неровной поверхности кирпича или камня, а также неодинаковой толщины и плотности раствора.

Различают прочность кладки при сжатии, растяжении, срезе, местном смятии.

В расчет вводят сопротивления кладок различных видов на растворах разных марок, установленные в результате статистической обработки испытаний образцов. Прочность по не перевязанному сечению ниже, чем по перевязанному.

При расчете стен, столбов, простенков применяют прочность кладки при сжатии R. Эта характеристика всегда меньше прочности камня, какой бы высокопрочный не был раствор.

При расчете цилиндрических резервуаров используется прочность при осевом растяжении кладки – R_t;

При расчете обсыпных подпорных стен используются также расчетный сопротивления кладки на растяжение при изгибе R_tb и срезе R_sq.

Все перечисленные сопротивления приведены в нормах.

 

4. Деформативность каменной кладки

Как и в бетоне деформации кирпичной кладки под нагрузкой складываются из упругой и неупругой , проявляемые при длительном действии нагрузки. Основным их источником являются деформации ползучести, развивающиеся в растворных швах.

При (1)

где R_u – временное сопротивление кладки сжатию, кладка работает упруго.

Для неармированной кладки деформации выражаются начальным модулем упругости

, (2)

где - упругая характеристика кладки

,

где K – коэффициент зависящий от вида кладки

Для армированной кладки

(3)

При более высоких напряжениях модуль деформаций становится переменной величиной, равной в каждой точке кривой секущего модуля деформации

(4)

При расчете конструкций по прочности в соответствии с нормами

(5)

При определении деформации кладки от продольных или поперечных сил, периода колебания каменной кладки, жесткости, модуль деформации принимается равным

(6)

 

Армокаменные конструкции

 

Продольное армирование

 

Продольная арматура может быть установлена внутри кладки (рис. 1, б) или снаружи. Марку раствора применяют не ниже 50; арматурную сталь классов A-I-A-III и Вр-I. Во всех случаях продольная арматура связывается с кладкой хомутами, расстояние между которыми в сжатых элементах должно быть:

- снаружи 15d

- внутри 20d

Т.к. работа армокаменных конструкций с продольным армированием аналогична работе ЖБК того же типа, поэтому расчет их производят по той же методике, что и ЖБК.

Однако в центрально сжатых и изгибаемых элементах сопротивление кладки используется лишь на 85%, поэтому в расчеты сопротивления кладки вводят коэффициент работы 0,85

Для центрально сжатых элементов:

(23)

Продольная арматура применяется в центрально сжатых элементах в виде исключения (выгоднее увеличить сечение или армировать сетками).

 

Для возведения комплексных конструкций (применяются редко в сейсмических районах) (рис. 1, в) применяют бетон класса B7,5…B10, арматуру A-II и A-III. Площадь сечения арматуры должна быть не менее 0,2% и не более 1,5% площади сечения бетона.

Центрально сжатые:

(24)

 

Каменные и армокаменные конструкции.

“Каменные и армокаменные конструкции” СНиП II-22-81.

Общие сведения

 

Каменная кладка состоит из искусственных или природных камней, объединенных в монолитный материал с помощью раствора.

Достоинством каменной кладки являются: огнестойкость, хорошая тепло и звукоизоляционная способность, долговечность, незначительные эксплуатационные расходы (наружн. и внутр. стены, столбы, фундаменты и т.д.)

К недостаткам каменной кладки относится большая собственная масса, большие затраты ручного труда при возведении. Для устранения этих недостатков каменную кладку во многих случаях проектируют из крупных блоков, панелей с большой степенью заводской готовности.

Для увеличения сопротивления внешним силовым воздействиям кладка армируется стальными продольными стержнями, сетками или железобетоном (рис. 1)

Рисунок 1 – Виды кладки

а) с поперечным сетчатым армированием; б) с продольным армированием; в) комплексные конструкции

Конструкции из армированных кладок называют армокаменными (рис. а и б), а из кладки и совместноработающего бетона – комплексными.