Модуль деформации. Основные положения расчета каменной кладки. Нормативные и расчетные сопротивления кладки.
Каменная кладка деформируется как упругопластический материал. Полная деформация состоит из упругой и пластической составляющих.
При испытании кладки загружением до разрушения получают график зависимости напряжений от деформаций.
При
малых напряжениях график прямолинеен,
а напряжения можно получить по деформациям
через модуль упругости (начальный модуль
деформаций):
.
При
повышении напряжений график искривляется,
и модуль деформации кладки
уменьшается
Если
продлить график после момента разрушения
кладки, до точки, где модуль упругости
станет
равным 0 (
то напряжения будут примерно равны
1,1
.
Из подобия треугольников:
Отсюда получается линейная зависимость модуля деформаций от напряжения:
Начальный модуль упругости может быть выражен через нормативный предел прочности на сжатие:
Где
– упругая характеристика каменной
кладки, зависящая от вида кладки и Мр
(определяется по таблице 15 СНиП).
При
расчете каменной кладки по прочности
(I
гр. п.с.) модуль деформации кладки:
;
При определении деформации кладки, трещиностойкости, жесткости каменных конструкций (по II гр. п.с.):
Каменные конструкции рассчитываются по двум предельным состояниям (как и ЖБК):
I – по несущей способности (прочность, устойчивость);
II – по пригодности к нормальным условиям эксплуатации (деформации, перемещения, трещиностойкость).
СНиП
«Нагрузки и воздействия» устанавливает
величины нормативных нагрузок, которые
соответствуют нормальным условиям
эксплуатации. Отклонение нормативных
нагрузок учитывается коэффициентом
надежности по нагрузке
Расчетные нагрузки = нормативные умножить на коэффициент Расчетные нагрузки – завышенные.
Расчет каменных конструкций следует выполнять с учетом неблагоприятных сочетаний нагрузок или соответствующих им усилий. Различают два основных и одно особое сочетания нагрузок.
I ОСН: П+1В;
II ОСН: ; – коэффициент сочетания нагрузок.
III
ОСН:
;
.
При
расчете конструкций следует учитывать
коэффициенты надежности 
.
Расчет усилий M, N, Q, возникающих в элементах конструкции от внешней нагрузки, производится в предположении упругой работы кладки.
Расчет несущей способности выполняется с учетом неупругих свойств кладки и с учетом образования трещин на действие расчетных нагрузок.
Факторы,
которые отражают особенности формы и
размеров сечений, а также материала
конструкций, особенности зимней кладки,
влияние срока набора прочности и другие,
учитываются коэффициентами условий
работы 
.
Коэффициенты условий работы могут учитываться одновременно и независимо друг от друга.
Расчетные
сопротивления арматуры, 
принимаемые в соответствии с главой
СниП по проектированию бетонных и
железобетонных конструкций следует
умножать в зависимости от вида армирования
конструкций на коэффициенты условий
работы
.
Расчет на несущую способность выполняется по расчетных характеристикам.
Расчет по деформациям выполняется на действие нормативных.
Расчеты по образованию и раскрытию трещин выполняются для каменных конструкций, в которых по условиям эксплуатации образование трещин недопустимо или их раскрытие должно быть ограничено.
Расчет на раскрытие трещин внецентренно сжатых конструкций выполняется на действие расчетных нагрузок.
– НОРМАТИВНОЕ среднее значение предела прочности осевому сжатию каменной кладки:
– средняя прочность камня; – средняя прочность раствора; – конструктивный коэффициент:
m и n – коэффициенты, зависящие от вида камня; a и b – эмпирические коэффициенты; m,n,a,b – определяются по таблице в методе; - коэффициент, зависящий от прочности раствора:
- при
- при
Отсюда видно, что при увеличении прочности раствора прочность кладки не превышает прочность камня : <
РАСЧЕТНОЕ сопротивление кладки:
– коэффициент безопасности, зависит от вида кладки (=2 – для кирпича и камня всех видов, =2,25 – для блоков из ячеистых бетонов).
R – по таблицам 2…9 СНиП II-22-81* «Каменные и армокаменные конструкции».