Снос построек: www.ecosnos.ru 
Строительные лаги  Справочник 

[ 0 ] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38

проектирование каменных конструкций

в настоящее время наряду со строительством зданий и сооружений различного назначения с применением несущих сборных и монолитных железобетонных конструкций все более широко применяются каменные и армокаменные конструкции. Этому способствуют как большие запасы природных камней, так и материалов для искусственных камней и наличие развитой промышленности этих строительных материалов.

В настоящем пособии отражены вопросы проектирования каменных и армокаменных конструкций в соответствии с действующими нормативными документами. По объему и содержанию материал пособия соответствует программе курса «Каменные и армокаменные конструкции» для подготовки специалистов по специальности 290300 «Промышленное и гражданское строительство».

В пособии последовательно рассмотрены: виды материалов, применяемых для каменных и армокаменных конструкций, и каменных кладок; физико - механические свойства каменных кладок с отражением основ экспериментальных исследований, принятых при их проектировании; общие положения по расчету рассматриваемых конструкций по методу предельных состояний с приведением расчетных характеристик каменных кладок и действующих на них нагрузок; основы расчета каменных и армокаменных конструкций по предельным состояниям первой и второй групп; конструктивные схемы каменных зданий, проектирование каменных стен зданий и частей зданий из каменной кладки; особенности проектирования каменных конструкций, возводимых в зимнее время; основы технико-экономической оценки каменных конструкций на стадии проектирования. Кроме этого, приведены примеры расчетов, отражающие работу каменных и армокаменных элементов и конструкций при различных напряженных состояниях.

Материалы пособия относятся лишь к зданиям или их частям. Не излагаются сведения о сейсмостойкости зданий, проектировании зданий в особых гидрогеологических условиях и конструкций специального назначения (подпорные стены, башни, дымовые трубы и т.п.).

Пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению 653500 «Строительство» всех форм обучения, в том числе для подготовки экстернов, бакалавров и магистров. Оно может быть полезным также молодым проектировщикам, занимающимся проектированием рассматриваемых конструкций.

1. Материалы для каменных и армокаменных конструкций. Виды каменных кладок

Материалами для каменных и армокаменных конструкций являются различные камни и строительный раствор. В настоящем пособии рассматриваются лишь сведения о некоторых свойствах материалов, необходимых при проектировании рассматриваемых конструкций, и не затрагиваются вопросы способов изготовления материалов, требований, предъявляемых к ним, методов испытаний.

1.1. Каменные материалы и изделия для кладки

Номенклатура каменных материалов для каменных и армокаменных конструкций очень разнообразна и включает как искусственные, так и естественные материалы.

Каменные конструкции выполняют из глиняного кирпича, керамических камней, силикатного кирпича, камней и крупных блоков из тяжелых цементных и силикатных бетонов, бетонов на пористых заполнителях, ячеистых бетонов, из камней осадочных и вулканических горных пород (главным образом плотных известняков, известняков-ракушечников и туфов), крупных блоков и панелей, изготовленных на заводах или полигонах из кирпича, керамических или природных камней. На рис. 1.1 приведена общая схема применяемых для кладок каменных материалов.

Кроме того, каменные материалы и изделия можно классифицировать следующим образом:

- для ручной кладки массой до 31 кг;

- крупные блоки;

- стеновые панели;

- фасадные изделия.

Основной характеристикой каменных материалов, применяемых для несущих конструкций, является их прочность, характеризуемая марками. Марки камней означают их временное сопротивление (предел прочности) сжатию (кгс/см) и предел прочности при изгибе. Временное сопротивление пустотелых камней определяется по площади брутто. Показатели прочности каменных материалов зависят от размеров и формы испытываемых образцов. Для различных видов каменных материалов размеры и формы образцов, а также методы испытаний регламентированы ГОСТами [7... 15]. Для кладки применяют марки камней прочностью от 0,4 до 100 МПа.

К каменным материалам, применяемым для кладки наружных стен и фундаментов, предъявляются также требования по морозостойкости, водостойкости, плотности, проценту пустотности, форме, размерам, внешнему виду (для фасадных поверхностей).



СТРОИТЕЛЬНЫЕ М АТЕРИАЛЫ

Естественные

Искусственные

Тяжелые р>1600

Легкие р<1бО0

Авто клав-ные

Обжиговые


Граниты,

песчаники,

известняки

Туфы, известняки-ракушечники

Правильной формы-в облиио вкс

Неправильной формы-в фундаментах

В стенах

Силикатный кир-. пич

Шлаковый кирпич

Кирпич глиняный сплошной

Кирпич глиняный дырчатый

Керамические камни

Бетонные цементные, бетонные бесцементные, шлакобетонные

Сплошные и пустотные

тяжелые р>1600

легкие р<1600

Рис. 1.1

Морозостойкость каменных материалов в значительной степени определяет их долговечность. ЬСладка, находящаяся под воздействием атмосферных осадков и влаги, поступающей из внутренней (теплой) и наружной (холодной) частей стены, периодически увлажняется. Вода, проникшая в поры и трещины камня, замерзает при определенной температуре и, увеличиваясь в объеме, стремится разорвать стенки пор. Чем больше воды попадает внутрь кладки, тем более значительные внутренние напряжения возникают в материале при замерзании.

Морозостойкость каменных материалов определяется марками F, обозначающими количество циклов замораживания и оттаивания в насыщенном водой состоянии, которое эти материалы выдерживают без видимых повреждений (разрушение, расслоение, растрескивание, выкрашивание), а также без снижения прочности при испытании образцов более 25%, проведенных согласно требованиям ГОСТа [17].

Установлены следующие марки каменных материалов по морозостойкости: F10, 15, 25, 35, 50, 75, 100, 150, 200, 300. Для бетонов марки по морозостойкости те же, кроме F10.

Проектные марки по морозостойкости каменных материалов для наружной части стен (на толщину 12 см) и для фундаментов (на всю толщину), возводимых в средних климатических условиях, в зависимости от предполагаемого срока службы конструкций, приведены в табл. 1.1 [1].

Таблица 1.1

Требуемые марки каменных материалов по морозостойкости

Вид конструкций

Значения F при предполагаемом сроке службы конструкций, лет

1. Наружные стены или их облицовка в зданиях с влажностным режимом помещений:

а) сухим и нормальным

б) влажным

в) мокрым

25 35 50

25 35

15 15

2. Фундаменты и подземные части стен:

а) из кирпича глиняного пластического прессования

б) из природного камня

Примечания: 1. Марки по морозостойкости камней, блоков и панелей, изготовляемых из бетонов всех видов, следует принимать в соответствии с [3].

2. Марки по морозостойкости, приведенные в поз. 1 для облицовок толщиной менее 35 мм, повышаются на одну ступень, но не выше F50.

3. Марки по морозостойкости каменных материалов, приведенные в поз. 2. применяемых для фундаментов и подземных стен, следует повышать на одну ступень, если уровень грунтовых вод ниже планировочной отметки земли менее чем на 1 м.

4. Проектные марки устанавливаются только для материалов, из которых возводится верхняя часть фундаментов (до половины расчетной глубины промерзания грунта).

Степень надежности определяется по долговечности каменных конструкций. Установлены три степени надежности конструкций: I- со сроком службы не менее 100 лет; II- то же не менее 50 лет; III- то же не менее 25 лет.

Замкнутые воздушные пустоты являются более эффективной теплоизоляцией, чем плотная масса камня, поэтому для улучшения теплоизоляционных свойств камней, а также снижения их массы и расхода материалов в них устраиваются теплотехнические пустоты. При объеме таких пустот до 15- 20% теплотехнические показатели камня незначительно отличаются от показателей сплошного камня и их условно относят к сплошным. Для улучшения теплоизоляционных свойств в камнях устраивают возможно большее количество узких щелевидных пустот, расположенных перпендикулярно тепловому потоку в стене, или большое количество пустот другой формы, расположенных по всему объему камня. Важным условием для улучшения теплотехнических свойств камней является уменьшение их



плотности. Применение для наружных стен отапливаемых зданий камней малой плотности и камней с эффективными в теплотехническом отношении пустотами во многих случаях позволяет значительно уменьшить толщину стен и, следовательно, достигнуть повышения их экономических характеристик. Однако снижение плотности камней часто уменьшает их прочность, а иногда и морозостойкость.

Морозостойкость каменных материалов взаимосвязана с их водо-поглощением, которое не всегда соответствует их пористости. Так, водопо-глощение керамического кирпича меньше чем силикатного, хотя его пористость больше. В керамическом кирпиче поры частично спекшиеся и закрытые, а в силикатном кирпиче - открытые в виде выходящих наружу каналов, образующихся при выходе из толщи кирпича пара высокого давления. Шлакобетонные камни и некоторые другие виды бетонных камней обладают значительным водопоглощением: частично погруженные в воду, они всасывают ее всем своим объемом.

К каменным материалам и изделиям, применяемым при ручной кладке, относятся:

1. Кирпич трех видов

керамический (глиняный) одинарный и утолщенный полнотелый пластического прессования с размерами в плане 250x120 (288x138) мм, толщиной 65 и 88 мм [8];

силикатный одинарный и утолщенный (рядовой, лицевой, декоративный) [9];

легковесный - включает самые разнообразные сорта кирпича, объединенные одним общим признаком- малой плотностью (р<1500 кг/м); к ним относятся кирпич пористый, трепельный, глино-трепельный, пустотелый, дырчатый, шлаковый и др. (рис. 1.2).

Основные виды кирпича и их характеристики приведены в табл. 1.2.

Таблица 1.2

Виды и характеристики кирпича

Вид кирпича

Плотность (р), кг/м

Марки

Глиняный обыкновенный пластического прессования

1700-1900

50-300

То же, полусухого прессования

1800-2000

75-200

Силикатный

1800-2000

75-200

Глиняный пустотелый (дырчатый, пористо-дырчатый) пластического прессования

1300-1450

50-150

Глиняный пустотелый полусухого прессования

Не более 1500

75-150

Строительный легковесный (глиняный пористый и трепельный)

700-1450

35-100

Шлаковый

1200-1800

25-75

страны) средняя марка кирпича - 400, а кирпич марок 125 и менее составляет только 6% объема производства. В Канаде кирпич выпускают марок 125-500, причем 80% объема производства относится к марке 400. В Англии-50- 700; ЧР, Германия, Франция и др. - 150-300.


Следует отметить, что за рубежом марки выпускаемого глиняного кирпича значительно выше. Так, в США (по методам испытаний нашей

Рис. 1.2. Кирпич глиняный пластического формования с пустотами: а - круглыми; б - щелевидными; 1... 7 - тип кирпича

Аналогично обстоит дело и с размерами кирпича. У нас проектировщики вынуждены назначать толщину стен, кратную ширине кирпича со швом (130 мм). За рубежом навне с кирпичом шириной 120 (115) мм выпускается также кирпич шириной 150, 180 (175) и 200 мм (Швейцария, Германия, Швеция, Финляндия и др.).

Керамический кирпич изготавливают способом полусухого прессования или пластического формования из глинистых и кремнеземистых пород и промышленных отходов и обожженных в печах.



[ 0 ] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38