7.2 Деформативність кладки

Кам'яна кладка є пружно-пластичним матеріалом. Під навантаженням вона зазнає пружних і пластичних деформацій. Залежність між напруженнями й сумарною відносною деформацією − криволінійна, але з метою проектування може розглядатися як лінійна, параболічна, параболічно-прямокутна (рис. 41).

Рисунок 41 − Залежність деформацій від напруження для кладки при стискові: 1 – типова залежність; 2 – ідеальна залежність (параболічно-прямокутна); 3 – розрахункова залежність

Модуль деформацій − величина змінна, дорівнює тангенсу кута нахилу дотичної до кривої механічного стану кладки в точці, котра відповідає певним напруженням,

, (25)

де Е₀ − модуль пружності кладки (визначається за результатами випробування або може бути взятий із бази даних).

Для спрощення розрахунку приймають значення січного модуля деформацій . Відповідно до норм величину модуля деформації кладки при розрахунках конструкцій за міцністю визначають за формулою . Модуль зсуву дорівнює 40 % величини модуля пружності.

Рисунок 42 − Діаграма механічного стану кам'яної кладки при стискові

7.3 Армування кладки

Для підвищення несучої здатності кам'яні конструкції армують: поперечною арматурою у вигляді сіток, які укладаються в горизонтальних швах кладки; поздовжньою арматурою, котру встановлюють посередині кладки або із зовнішнього боку в шарі розчину та з'єднують поперечними хомутами.

Сітчасте армування має найбільше розповсюджене через простоту виконання робіт. Його ефективно застосовують у цегляних стовпах і простінках малої гнучкості  15 при невеликих ексцентриситетах  . Підсилення кам'яних стиснутих елементів поперечним армуванням відбувається завдяки тому, що арматурні стрижні, що працюють на розтяг, перешкоджають деформуванню кладки в поперечному напрямку, підвищуючи її несучу здатність. Досліди показують, що в центрально стиснутій кладці сітчасте армування значно ефективніше, ніж поздовжня арматура, взята в тій же кількості.

Поперечну арматуру застосовують у вигляді прямокутних сіток і сіток типу «зигзаг» зі сталей класів А240С і В500 (рис. 43). Прямокутні сітки вимагають для свого вкладання великої товщини шва та застосовуються при діаметрі дроту 3 – 6 мм. Сітки «зигзаг» укладають у двох суміжних горизонтальних швах так, щоб напрямок стрижнів у них був взаємно перпендикулярним. Дві такі сітки рівноцінні одній прямокутній, найбільший діаметр дроту в них – 8 мм.

Рисунок 43 − Непряме армування кам'яної кладки: а – прямокутними сітками; б – сітками «зигзаг»

Відстань між стрижнями ( ) повинна бути не більше ніж 120 мм і не менше ніж 30 мм. Зі збільшенням відстані між сітками за висотою кладки ефективність їхньої роботи падає, тому сітки вкладають не рідше ніж через 5 рядів кладки зі звичайної цегли або 400 мм для інших видів каменів. Ступінь насичення кладки сітчастою арматурою характеризується об'ємним відсотком армування кладки . Для сіток із квадратними чарунками й арматури площею з розміром чарунки

. (26)

Мінімальний відсоток армування 0,1 %, максимальний 1,0 % Марка розчину для армокам'яних конструкцій повинна бути не нижче ніж 50.