16 Каменные конструкции, общие сведения. Физико-механические свойства каменных кладок.

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

Достоинством каменных конструкций является огнестойкость, долговечность, хорошая тепло- и звукоизоляция и небольшие эксплуатационные расходы. Во многих случаях каменные материалы являются местными. К недостаткам их относятся большая собственная масса и значительные затраты ручного труда при строительстве. Для устранения этих недостатков современные каменные конструкции в ряде случаев проектируют с применением крупных блоков и панелей, устанавливаемых на место с помощью механизмов. Такие конструкции обеспечивают повышение производительности труда и снижение себестоимости строительства, однако требуют широкого применения механизмов. Поэтому каменные конструкции из мелкоштучных материалов до настоящего времени находят самое широкое применение в строительстве.

При необходимости увеличения несущей способности каменной кладки применяют разные способы ее усиления стальной арматурой. Такую кладку называют армокаменной. Использование армокаменной кладки позволяет значительно расширить область применения каменных материалов в строительных конструкциях.

17 Виды каменных и армокаменных конструкций, область их применения. Каменные и армокаменные конструкции жилых, гражданских и промышленных зданий. Расчет элементов каменных конструкций.

Каменные материалы. В качестве каменных материалов для кладок используют штучные камни массой не более 40 кг и каменные изделия, изготовленные в заводских условиях, масса которых ограничивается грузоподъемностью транспортного я монтажного оборудования. К штучным каменным материалам относят: кирпич керамический, керамические камни, природные камни правильной формы и бутовые (неправильной формы), бетонные камни. Каменные изделия выпускают в виде бетонных блоков различного назначения, блоков из кирпича и керамических камней, вибропанелей из кирпича, блоков из природных камней и т. п.

Каменные материалы классифицируют: по происхождению: а) природные камни, добываемые в каменных карьерах (каменные блоки, бут); б) искусственные камни, изготовляемые путем обжига (кирпич, керамические камни), и необжиговые камни (кирпич силикатный, шлаковый, бетонные камни из тяжелого и легкого бетона); по структуре: а) полнотелый кирпич и сплошные камни; б) пустотелый кирпич и камни с пустотами разной формы.

Для ручной каменной кладки применяют кирпич следующих видов: керамический обыкновенный пластического и полусухого прессования, керамический пустотелый пластического прессования, кирпич силикатный, кирпич из трепелов и диатомитов.

Керамический полнотелый и силикатный кирпичи применяют для кладки несущих стен и столбов; керамический пустотелый — для кладки наружных стен отапливаемых зданий. Керамические и бетонные камни используют при возведении стен и перегородок, а крупные блоки из тяжелого бетона, кроме того, применяют для кладки стен фундаментов.

Природные камни из тяжелых пород (известняки, песчаники, гранит) используют в основном для облицовки стен и кладки фундаментов, а из камней легких пород (туф, известняк, ракушечник) в некоторых районах возводят стены.

Основной характеристикой каменных материалов, применяемых в несущих конструкциях, является их прочность, характеризуемая маркой, которая обозначает временное сопротивление образцов при сжатии.

Арматура. Для армирования каменных конструкций следует применять: в качестве сетчатого армирования — горячекатаную круглую сталь класса А-1 или арматурную проволоку периодического профиля класса Вр-1 диаметром 3...8 мм, в качестве продольной и поперечной арматуры — сталь классов А-1, A-11 и Вр-1 диаметром 5...8 мм. Соединительные элементы, закладные детали и стальные обоймы следует изготовлять из прокатной листовой стали, фасонных профилей, полосовой стали.

Расчет каменных и армокаменных конструкций ведется по методу предельного состояние. При этом учитываются 2 группы предельных состояний: первая по несущей способности (прочности и устойчивости), вторая — по образованию и раскрытию трещин (швов кладки) и деформациям. Расчет по первой группе выполняют всегда и для всех видов конструкций. Расчет по второй группе производят для конструкций, где не допускаются трещины (облицовка резервуаров) или требуется неполное их раскрытие (внецентренносжатые элементы с большими эксцентриситетами), ограничиваются деформации по условиям совместной работы смежных конструкций (стеновые заполнения каркасов зданий) и др. Цель расчета состоит в подборе сечений элементов или проверке имеющихся сечений. Вычисленные напряжения, деформации и ширина раскрытия трещин не должны превышать предельных значений, установленных нормами.

Расчет по несущей способности производят из условия, что расчетное усилие N меньше или равно расчетной несущей способности . Расчетное усилие вычисляют при действии нагрузок, взятых с коэффициентом надежности при неблагоприятном их сочетании. Расчетную несущую способность определяют в зависимости от геометрических размеров сечения, расчетного сопротивления кладки R и коэффициентов условий работы. Расчетное сопротивление, учитывающее возможность снижения прочности, связанное с естественным разбросом механических свойств, учитывается коэффициентом надежности и определяется по формуле

где — временное сопротивление кладки; — принимают для всех видов кладок, работающих на сжатие, равным 2, на растяжение — 2,25. Другие обстоятельства, влияющие на несущую способность и деформативность, учитываются коэффициентом условий работы, на который умножается величина Я.