2.2. Прочность кладки при местном сжатии (смятии)

Местное сжатие (смятие) кладки имеет место в том случае, если сжимающее усилие передается не по всей площади сечения кладки, а только по ее части (рис. 13); остальная же часть сечения остается незагруженной. Проведенные экспериментальные исследования показали, что прочность кладки при смятии выше, чем при сжатии. Это объясняется тем, что незагруженная часть сечения участвует в работе (создавая эффект обоймы, препятствует поперечным деформациям). Расчетное сопротивление кладки смятию определяется по формуле, приведенной в [4].

Рис.13. Местное сжатие (смятие) кладки

2.3. 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. 14,а) и касательное - Т (рис. 14,б).

Эксперименты показали, что касательное сцепление в два раза больше нормального, то есть Т= 2 S

Рис.14. Виды сцепления: а – нормальное; б - касательное

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 перевязанному и неперевязанному швам.

Растяжение кладки по неперевязанному шву (рис. 15,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. 15,б.

Рис.15. Растяжение кладки: а – по неперевязочному шву; б – с одной стороны

Растяжение кладки по перевязанному шву (рис. 16) встречается в конструкциях резервуаров. В этом случае разрыву сопротивляются только участки горизонтальных швов (вертикальные швы не учитываются), в которых действует касательное сцепление. Разрушение кладки может происходить по штрабе при слабых растворах и прочных камнях, либо по камням и частично по штрабе при прочных растворах и малой прочности камня.

Рис. 16. Растяжение кладки по перевязочному шву

Величины расчетных сопротивлений кладки при растяжении Rt по перевязанному и неперевязанному швам в зависимости от марки раствора приведена в [4].

2.4. Прочность кладки при срезе

Срез кладки так же, как и растяжение, может быть по перевязанному и неперевязанному швам.

При действии усилий вдоль горизонтальных швов (рис. 17,а)

Рис.17. Срез кладки по перевязанному и неперевязанному швам

имеет место срез по неперевязанному шву, который встречается в подпорных стенах (рис. 17,б) или в пятовых сечениях арок (рис. 17,в). В этом случае сопротивление оказывает касательное сцепление раствора с камнем, а при сжимающих нормальных напряжениях в кладке сопротивление срезу увеличивается благодаря возникновению сопротивления от трения.

При действии усилий перпендикулярно горизонтальным швам (рис.18,а) имеет место срез по перевязанному шву, который встречается в консольных выступах (рис. 18,б). В этом случае учитывается сопротивление только камня срезу без учета вертикальных швов.

Рис.18. Действия усилий: а – перпендикулярно горизонтальным швам;

б – консольные выступы

Расчетное сопротивление кладки при срезе - по перевязанному и неперевязанному швам в зависимости от марки раствора и камня приведено в [4].