Слайд 2
МАТЕРИАЛЫ КАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Каменными называют конструкции, выполняемые из
каменной кладки, состоящей из природных или искусственных камней, соединяемых
между собой раствором.
В армокаменных конструкциях с целью повышения несущей способности применяется стальная арматура.
Слайд 3
Каменные материалы
Каменные материалы различают:
по происхождению – природные и
искусственные;
величине – кирпич высотой 65, 88 и 103 мм,
крупные блоки и панели высотой 500 мм и более;
структуре – сплошные, пустотелые, пористые;
пределу прочности:
Слайд 4
камни малой прочности, марки: 4, 7, 10, 15,
25, 35 и 50 (кгс/см2) (сырцовый кирпич, слабые известняки,
легкий кирпич);
камни средней прочности, марки: 75, 100, 125, 150, 200 (кгс/см2) (обычный кирпич, бетонные и природные камни);
камни высокой прочности, марки: 250, 300, 400, 500, 600, 800 и 1000 (кгс/см2) (клинкерный кирпич, бетонные и тяжелые природные камни);
Слайд 5
морозостойкости: F15, F25, F35, F50, F75, F100, F150,
F200, F300.
Морозостойкость определяется количеством циклов попеременного замораживания и
оттаивания, которые выдерживает образец без снижения прочности более чем на 25 % от первоначальной.
Долговечность каменных материалов зависит от морозостойкости и определяется сроком службы конструкций без снижения эксплуатационных свойств.
Строительные нормы устанавливают три срока службы каменных конструкций: 100, 50 и 25 лет.
Слайд 6
Растворы для каменных кладок
При плотности массы в сухом состоянии
1500 кг/м3 и более растворы относят к тяжелым; до 1500
кг/м3 – к легким. В тяжелых растворах применяются плотные заполнители, в легких – пористые.
По пределу прочности на кубиках с размерами сторон 7.07 см устанавливаются марки растворов: 4, 10, 25, 50, 75, 100, 150 и 200 (кгс/см2).
По виду вяжущих различают цементные, известковые и смешанные (цементно-известковые и цементно-глиняные) растворы. Известь и глина являются пластификаторами, обеспечивающими удобоукладываемость раствора, отчего швы кладки заполняются более равномерно и повышается прочность кладки. Расчетные сопротивления кладки на “жестком” цементном растворе ниже на 15 %, чем на смешанных растворах.
Слайд 7
НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ КАМЕННОЙ КЛАДКИ
При сжатии кладки в кирпиче
возникают не только напряжения сжатия, но и изгиба, растяжения
и среза. Это происходит из-за того, что кирпич опирается не всей поверхностью, а только участками по причине неровности поверхностей кирпича и разной толщины раствора. Сжимающие силы, действующие через раствор на кирпич сверху и снизу, не совпадают. Поэтому в кирпиче возникают напряжения изгиба и среза.
Модуль упругости кирпича больше модуля упругости раствора. Поэтому менее жесткий раствор выжимается из швов и тянет за собой кирпич, разрывая его. Для уменьшения растяжения кирпича в горизонтальные швы кладки укладываются арматурные сетки.
Вертикальные швы кладки хуже заполняются раствором. Кроме того, сцепление раствора с кирпичом в вертикальных швах меньше прочности кирпича на растяжение. Поэтому над и под вертикальными швами в кирпиче возникают трещины от концентрации напряжений.
Слайд 8
СТАДИИ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ
Величина нагрузки, при которой появляются
трещины, зависит от прочности кирпича, системы перевязки кладки и
деформативных свойств раствора.
При оценке запасов прочности поврежденной кладки должно учитываться повышение ее хрупкости с увеличением возраста кладки и с применением малодеформируемых цементных растворов. При большом возрасте кладки, выполненной на цементном растворе, резервы ее прочности снижаются и составляют всего 40…20 % от разрушающей нагрузки.
Во второй стадии трещины не растут без повышения нагрузки. Далее, при увеличении нагрузки, наступает третья стадия. Трещины пересекают несколько рядов кладки, разбивая ее на отдельные столбики шириной в половину кирпича. При этом разрушение может произойти без увеличения нагрузки.
Концом третьей стадии является стадия разрушения, когда отдельные кирпичные столбики, на которые расслоилась кладка, теряют устойчивость.
Слайд 9
ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПРОЧНОСТЬ КЛАДКИ
Прочность кладки тем больше,
чем толще камень, так как увеличивается сопротивление камня изгибу
и срезу.
Чем правильнее форма камня, тем больше прочность кладки, так как происходит более равномерная передача нагрузки. Например, для кладки из природных камней марки М400, выполненной на растворе марки М25, прочность составляет: а) 10 МПа – при правильной форме камней; б) 2.4 МПа – при постелистом бутовом камне; в) 1.6 МПа – при рваном бутовом камне.
Прочность кладки понижается при увеличении толщины горизонтальных швов раствора, так как увеличиваются усилия, растягивающие кирпич. Нормальной по нормам считается толщина швов в пределах 10…15 мм (средняя толщина – 12 мм) [3]. При увеличении толщины швов с 10 до 25 мм прочность кладки снижается на 25…30 %.
Слайд 10
Прочность кладки повышается с увеличением подвижности раствора, его
удобоукладываемости, так как при этом более равномерно заполняются горизонтальные
швы кладки и уменьшаются напряжения от изгиба и среза.
Прочность кладки зависит от квалификации каменщика, так как правильность и ровность рядов кладки, одинаковая толщина швов раствора создают более однородное и равномерное напряженное состояние сжатия, уменьшая влияние изгиба и среза
Слайд 11
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КАМЕННЫХ
КОНСТРУКЦИЙ ПО РАСЧЕТНЫМ ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ
Каменные конструкции рассчитываются по двум расчетным предельным состояниям: I
– по несущей способности (прочность и устойчивость),
II – по пригодности к нормальным условиям эксплуатации (деформации, перемещения и трещиностойкость).
Строительные нормы устанавливают величины нормативных нагрузок, которые соответствуют нормальным условиям эксплуатации [4].
Отклонение нормативных нагрузок в большую или меньшую сторону учитывается коэффициентами надежности по нагрузке .
Расчетные нагрузки принимаются равными произведению нормативных на коэффициенты и, как правило, превышают величины нормативных нагрузок, а соответствующие им расчетные усилия являются максимально вероятными. Нагрузки, в зависимости от продолжительности их действия, делятся на длительные и кратковременные [4].
К постоянным нагрузкам относится вес частей здания, перекрытий, перегородок, стен