|
|
  Как осуществляется строительство промышленных теплиц?  Тенденции в строительстве складских помещений  Что нужно знать при проектировании промышленных зданий? |
Строительные лаги Справочник 2.3. Прочность кладки при центральном сжатии и факторы, влияющие на нее Так как разрушение сжатой кладки происходит вследствие потери устойчивости образовавшихся после ее растрескивания гибких столбиков, то прочность кладки даже при очень прочном растворе всегда меньше прочности кирпича (камня) на сжатие. Теоретическая максимальная прочность кладки на растворе с пределом прочности R2=°° называется конструктивной прочностью кладки R. Конструктивная прочность кладки равна пределу прочности камня на сжатие R, умноженному на конструктивный коэффициент А<1; R=ARi. Фактическая прочность кладки значительно меньше конструктивной. Кроме марки кирпича Ri, на величину прочности кладки оказывает влияние марка раствора R2 и вид кладки. Величина фактической прочности кладки R может быть получена по эмпирической формуле, предложенной проф. Л. И. Онищиком R = AR, 2.R, •Г], (2.1) где Ri и R2- соответственно пределы прочности камня и раствора (марки камня и раствора); А- конструктивный коэффициент, зависящий от прочности камня и его вида (А<1); а и Ь- эмпирические коэффициенты, зависящие от вида кладки; Г]- поправочный коэффициент для кладок на растворах низких марок. Из формулы (2.1) видно, что рост прочности кладки с увеличением марки раствора затухает (рис. 2.5).  Рис. 2.5. Зависимость прочности кладки при сжатии от прочности раствора При R=const зависимость (2.1) показана на рис. 2.6. Если R2=0, то /?Р = Л • /?, • (l - у); < 1, где Ro - прочность кладки на свежеуложен- ном растворе. Если R2=°°, то R=ARi, где А<1, т.е. меньше Ri. Из графика рис. 2.6 можно сделать следующие выводы: даже при самых прочных растворах используется только некоторая часть (10...30%) прочности камня, так как А<1. Поэтому применение для обычных кладок растворов высоких марок (более 75) неэкономично.  = const МАРКА РАСТВОРА Рис. 2.6. Кладка обладает начальной прочностью Ro при нулевой прочности раствора.  Рис. 2.7. На основании формулы (2.1) можно сравнить между собой прочности различных кладок. На рис. 2.7 показаны графики зависимости прочности разных кладок при прочности камня Ri=100 кг/см (марка камня 100). Анализ графиков рис. 2.7 позволяет сделать ряд выводов: - прочность камня используется меньше всего в бутовой кладке, что объясняется неровностью постели рваного бута. - прочность кладки из камней правильной формы возрастает с увеличением высоты ряда камня, что объясняется большой сопротивляемостью камня изгибу (так как момент сопротивления возрастает пропорционально квадрату высоты). - прочность раствора оказывает самое большое влияние на прочность бутовой кладки (21/5,5=3,8), меньше влияния оказывает на прочность кирпичной кладки (35/15=2,3), еще меньше при кладке из блоков (41/24=1,7) и практически не влияет на прочность кладки из крупных блоков (60/60=1). - бутобетонная кладка не подчиняется формуле проф. Онищика Л.И. и в очень большой степени прочность этой кладки зависит от марки раствора. Исходной характеристикой при определении расчетных сопротивлений кладки является ее средний, наиболее вероятный (ожидаемый) предел прочности R при заданных физико - механических характеристиках камня и раствора и при качестве кладки, достигаемом в практике массового строительства. Ожидаемые пределы прочности кладки установлены согласно средним значениям, полученным при статистической обработке результатов испытаний большого количества образцов. Расчетное сопротивление R определяется делением среднего (ожидаемого) предела прочности кладки Кц на коэффициент безопасности к=2 или 2.25, учитывающий как статические, так и другие факторы, которые могут вызвать неблагоприятные отклонения пределов прочности кладки от ее наиболее вероятных значений, т.е. R = . (2.2) Величины расчетных сопротивлений кладки в зависимости от вида и марки камня и марки раствора для различных силовых воздействий приведены в разделе 3.3. Разрушение кирпича в кладке от сжатия происходит только в последней стадии после расслоения кладки на столбики вследствие перегрузки отдельных столбиков и кирпичей. Анализ результатов экспериментов позволил установить ряд факторов, влияющих на прочность кладки при сжатии: - прочность кладки зависит от марки камня и марки раствора, но прочность кирпича на сжатие используется незначительно. С ростом прочности кирпича и раствора прочность кладки возрастает, но до определенного предела. - при сжатии отдельные кирпичи в кладке работают на изгиб и срез, поэтому марка кирпича устанавливается из его прочности на сжатие и изгиб. Изгиб и срез отдельных кирпичей происходит вследствие неравно- мерной плотности раствора в шве; причем это в большей степени проявляется при слабых растворах, что подтверждается просвечиванием рентгеновскими лучами растворного шва кладки. - на прочность кладки влияют форма поверхности кирпича и толщина шва: чем ровнее кирпич и тоньше шов, тем прочнее кладка. - на прочность кладки влияют размер сечения кладки (толщина стены): при уменьшении размеров сечения кладки ее прочность возрастает. Это отчасти объясняется уменьшением количества швов. - на прочность кладки влияет различие деформативных свойств кирпича и раствора. Поперечное расширение кирпича при сжатии в 10 раз меньше поперечного расширения раствора, поэтому при сжатии кладки в кирпиче возникают растягивающие усилия вследствие большего удлинения раствора шва, который и растягивает кирпич благодаря сцеплению кирпича с раствором. - прочность кладки возрастает с течением времени вследствие возрастания прочности раствора. На прочность кладки при сжатии не влияет система перевязки и сцепление раствора с кирпичом. 2.4. Прочность кладки при местном сжатии (смятии) Местное сжатие (смятие) имеет место в том случае, когда сжимающие напряжения передаются не по всей площади сечения кладки, а только по ее части (рис. 2.8). Предел прочности загруженной части кладки при местном сжатии, как показали экспериментальные исследования, выше предела прочности кладки при равномерном сжатии, причем он тем выше, чем меньше площадь смятия А по сравнению с расчетной площадью сечения А. Это объясняется тем, что незагруженная часть сечения участвует в работе, оказывая сопротивление поперечным деформациям загруженной части и создавая таким образом эффект обоймы. Расчетное сопротивление кладки при смятии определяется по формуле (4.8).   Рис. 2.8. Местное сжатие кладки: а - напряжения только на части сечения; б - часть сечения подвержена большим напряжениям 2.5. Прочность кладки при растяжении Прочность каменных кладок при работе их на растяжение, срез и изгиб зависит главным образом от величины сцепления между раствором и камнем. Различают два вида сцепления: нормальное- S (рис. 2.9,а) и касательное- Т (рис. 2.9,6). Эксперименты показали, что касательное сцепление в два раза больше нормального, то есть T=2S. Величина сцепления возрастает: - с увеличением марки раствора; - при более шероховатой поверхности камня; - при более чистой поверхности камня; - при увлажнении камня. Сцепление нарастает во времени и достигает 100% через 28 суток. В вертикальных швах кладки, вследствие усадки раствора при твердении, сцепление его с камнем значительно ослабляется или совсем нарушается с одной из прилегающих боковых поверхностей камня. Поэтому в расчетах сцепление в вертикальных швах не учитывается, а учитывается сцепление только в горизонтальных швах кладки. В соответствии с касательным и нормальным сцеплением различают два вида растяжения кладки: растяжение по неперевязанному и по перевязанному шву.    Рис. 2.9 Растяжение кладки по неперевязанному шву (рис. 2.10,а) в чистом виде практически не встречается, а главным образом имеет место при работе кладки на внецентренное сжатие при больших эксцентриситетах, когда происходит растяжение кладки с одной стороны, как показано на рис. 2.10,в. При неперевязанном сечении кладка разрушается в большинстве случаев по плоскости соприкосновения камня и раствора в горизонтальных швах (возможно разрушение по раствору, в пределах камня, по плоскости, проходящей через два или три перечисленных сечения- рис. 2.10,а). Растяжение кладки по перевязанному шву (рис. 2.10,6) встречается в конструкциях резервуаров, силосов и т.п., работающих на растяжение. В этом случае разрыву сопротивляются только участки горизонтальных швов (вертикальные швы не учитываются), в которых действует касательное сцепление. Разрушение кладки может происходить либо по раствору, либо по камням и частично по раствору при прочных растворах и малой прочности камня (если предел прочности раствора при растяжении окажется меньше сцепления между камнем и раствором, то кладка разрушается по раствору). Величины расчетных сопротивлений кладки при растяжении - R, по перевязанному и неперевязанному шву в зависимости от марки раствора приведены в разделе 3.3.
1 г Нгор  Рис. 2.10. Работа кладки из камней правильной формы на растяжение: а - по непере-вязанным сечениям (случаи 1-4); б - по перевязанным сечениям; в - по неперевязанным сечениям прн внецентренном сжатии 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 |
||||||||||||||||||||||||
|
|
