45. Общие сведения о каменных конструкциях. Прочность каменной кладки при сжатии

При возведении каменных констр применяются след виды кладок: сплошная кладка из естественных камней неправильной формы; бутовая кладка; сплошная кладка из естественных и искусственных камней правильной формы; облицовочные кладки. Основным требованием, предъявляемым к кладкам: надёжная работа на сжатие. Однако в некоторых случаях требуется надёжная работа их на растяжение и срез.

Установление для кладок опред марок по пределу прочности на сжатие носило бы весьма условный характер, поскольку бы не могла хар-ть прочие тех характеристики кладок (сопротивление срезу, растяжению). Работа кладок на растяж, срез, изгиб не является функ прочности на сжатие. Поэтому нормы, кладки не маркируют, а подразделяют на 4 группы по их видам с определёнными нормативными требованиями в части марок камня и раствора.

перевязка кладок из камней правильной формы - 2 основных вида: цепная и много рядная. Для кладки высотой рядов от 5 до 14 см требуется, чтобы 1 тычковый ряд приходился на 3 ряда кладки. В случае, когда количество тычковых рядов меньше требуемого, то при ↓ их количества в 1,5 раза снижается предел прочности кладки на 10%, а в 2 раза – на 25%. В облицовочных кладках наличие тычковых рядов особенно важно, т.к. ими осуществляется основная связь 2х различных по материалу рядов камней.

В цепной перевязке чередуются Ложковые и тычковые ряды.

Ложковые ряды придают прочность кладки в продольном направлении, а тычковые - в поперечном. Для кладки большой протяженности применяется многорядная кладка. Эта кладка также обладает большей трещиностойкостью, т.к. в цепной перевязке вертикальные швы перекрываются в ¼ кирпича, а в многорядной в ½ кирпича.

Прочность каменной кладки при сжатии

Экспериментами установлено, что при сжатии наблюдаются 3 стадии работы кладки.

Три стадии НДС кладки при сжатии

I харак-ся появлением первых волосяных трещин в камнях. Нагрузка при этом зависит от марки раствора. При цементных растворах она составляет (0,6 – 0,8) N_разр., при сложных растворах (0,5 – 0,7) N_разр., Появление трещин говорит о том, что действующие нагрузки значительно превзошли допустимые пределы.

II хар-ся соединением отдельных трещин в единичных камнях и образованием трещин, проходящих через несколько камней. Нагрузка при этом составит (0,6 – 0,8) N_разр. .

III соответствует саморазрушению кладки и заключается в расслоении кладки на отдельные столбы шириною в ½ кирпича, раздавливанием отдельных кирпичей в этих столбах и потери ими устойчивости. В естеств условиях 2 стадии является началом разрушения кладки, т.к. сквозные трещины не стабилизируются , а непрерывно возрастают, несмотря на стабилизацию нагрузки, что объясняется нарастанием пластических деформаций. Разрушающая нагрузка составляет 80% - 90% от лабораторной разрушающей нагрузки. Установлено, что появление первых трещин в кладке вызвано напряжениями изгиба и среза отдельных камней, в то время как напряжения сжатия составляют около 20%. Причина изгиба и среза явл неравномер плотности раствора в шве.

Анализ напряжённого состояния кладки при производстве эксперимента позволили сделать ряд обобщающих выводов:

на прочность кладки влияет прочность камней и раствора, но прочность кирпича на сжатие в сжатой кладке используется слабо;

в сжатой кладке отдельные кирпичи работают на изгиб и срез;

на прочность кладки влияют форма поверхности кирпича и толщина шва;

размер сечения кладки (толщина стены) значительно влияет на её прочность; ↓количества швов в меньшей толщине кладки ↑ её относительную прочность (на 10% - 15%);

различия в упругих свойствах кирпича и раствора сказываются в отношении возникновении в камнях при сжатии кладки дополнительных растягивающих напряжений; поперечное удлинение кирпича в 10 раз меньше раствора; чем ↓ марка раствора, тем ↑ растягивающие напряжения;

прочность кладки возрастает во времени, причём быстрее, чем увеличивается прочность самого раствора.