Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Вопросы сейсмостойкого строительства [сборник статей]

..pdf
Скачиваний:
5
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
19.13 Mб
Скачать

Каменные и каркасно-каменные здания

Каменные здания являются наиболее массовым видом строительства в республике, что обусловлено обширными за ­ пасами естественного стенового материала — пильного из­ вестняка. Удельный вес каменных зданий только в жилищ­ ном строительстве составляет более 76%, а абсолютный объ­ ем каменного домостроения продолжает неуклонно расти.

В связи с этим вопросы обеспечения сейсмостойкости, по­ вышения индустриальности и снижения стоимости каменного строительства чрезвычайно злободневны.

Наиболее существенными недостатками каменных зданий являются низкая монолитность кладки, значительные объе­ мы монолитного бетона и стали, расходуемые для усиления каменных конструкций в сейсмических районах. Эти факто­ ры определяют высокую трудоемкость, длительные сроки и высокую стоимость строительства каменных зданий.

Одним из основных резервов увеличения монолитности и сейсмостойкости каменных зданий является повышение об­ щей культуры производства при добыче стеновых материа­ лов и выполнении кладочных работ.

Существенным шагом вперед в решении этой задачи яв­ ляется организация выпуска в республике составных круп­ ных блоков из пильного известняка. В настоящее время строительными организациями Молдавии совместно с ЦНИИСК разработаны РТУ на крупные стеновые блоки составной конструкции из пильного известняка. Этот доку­ мент призван способствовать широкому применению крупных, блоков в современных многоэтажных зданиях.

Должное внимание следует уделить вопросу разработки и внедрения в строительство составных блоков и панелей.

Сейсмостойкость каменных зданий в наибольшей степени зависит от объемно-планировочных и конструктивных реше­ ний. Простые схемы, как правило, дают возможность проек­ тировать сейсмостойкие каменные здания с минимальным количеством конструктивных усилений. Весьма неблагопри­ ятными являются схемы каменных зданий с ненесущими продольными стенами. Отсутствие вертикального пригруза и низкая монолитность кладки простенков вызывают необхо­ димость весьма значительного расхода бетона и стали на усиление продольных стен.

Перспективным представляется повышение сейсмостой­ кости каменных зданий способом предварительного обжатия стен вертикальной напрягаемой арматурой.

Особо следует остановиться на проектах каркасно-камен­ ных зданий, разработанных Молдгипростроем при участии ОИСИ на базе исследований, выполненных лабораторией сейсмостойкости этого института.

10

Каркасно-каменные здания, несомненно, отличаются эф­ фективным конструктивным решением, основное достоинство которого заключается в возможности возведения сейсмостой­ ких 7—9-этажных зданий из пильного известняка марки 35—50 в сочетании со слабоармированным монолитным кар­ касом, опалубкой которого является кладка стен. Весьма оригинальным и экономичным считается объемно-планиро­ вочное и конструктивное решение точечного 9-этажного кар­ касно-каменного дома с перекрестной схемой укладки пане­ лей перекрытий.

В 1974 году вышли в свет РСН по проектированию и строительству зданий из мелких и крупных блоков пильного известняка. Этот нормативный документ является итогом большой работы, проделанной в последние годы ЦНИИСК, проектными и производственными организациями республи­ ки, Одесским инженерно-строительным и Кишиневским поли­ техническим институтами и другими организациями.

В целях повышения сейсмостойкости каменных зданий основное внимание необходимо уделять:

1.Разработке рациональных объемно-планировочных ре­ шений.

2.Повышению монолитности кладки и разработке надеж­ ных и экономичных конструктивных усилений каменной кладки.

3.Широкому внедрению в практику строительства кар­ касно-каменных зданий и зданий с предварительно напря­ женными стенами.

4.Внедрению в сейсмостойкое строительство составных блоков и панелей.

Решению этих задач должны способствовать проведение дальнейших экспериментальных исследований, совершенство­ вание методов расчета и как следствие — разработка науч­

ных рекомендаций по обеспечению сейсмостойкости камен­ ных зданий.

С. В. ПОЛЯКОВ, А. Г. Ф И ГА РО В , С. С. Ш УКЮ РО В

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЧНОСТИ И ДЕФОРМАЦИЙ КОМПЛЕКСНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

ИЗ ИЗВЕСТНЯКОВЫХ КАМНЕЙ АЗЕРБАЙДЖАНА*

При строительстве зданий со стенами из известняковых камней в Азербайджане для повышения сейсмостойкости применяются комплексные конструкции. В последние не­ сколько лет исследования прочностных и деформационных характеристик усиленной кладки проводились при централь­ ном и внецентренном сжатии и явились продолжением работ, выполненных ранее А. Г. Фигаровым [1]. Здесь описываются результаты испытания центрально-сжатых образцов. Данные, полученные при испытании внецентренно сжатых образцов, обобщены в ранее опубликованной статье [2].

Наряду с основной серией испытаний проводились и до­ полнительные для оценки физико-механических характерис­ тик камня и сцепления его с бетоном (важной характерис­ тики прочности, в значительной мере определяющей условия совместной работы кладки и бетона).

В таблице 1 приведены результаты испытаний камня Карадагского карьера для оценки его прочности при сжатии, растяжении и срезе. Схемы образцов камня при испытании на растяжение и срез показаны на рисунке 1.

Данные таблицы 1 свидетельствуют о сравнительно малом рассеве результатов. Показатель точности, за исключением пределов прочности при растяжении, не превышал 5%. Опы­ ты по оценке пределов прочности камня при растяжении ха­ рактеризовались показателем точности, большим 5%, однако повышенный рассев при растяжении является вообще харак­ терным для камней и в некоторой мере объясняется малыми

* Опыты выполнены в лаборатории каменных конструкций АзНИИНСМиС им. С. А. Дадашева (зав. лабораторией к. т. н. А. Г. Фигаров, исполнитель темы С. С. Шукюров).

12

Р н с. 1. Конструкции образцов камня при испытаниях на растяжение и срез.

размерами сечения, образующего площадь разрыва. Анали­ зируя данные испытания камня, приведенные в таблице 1, следует отметить, что:

принятые в опытах размеры образцов при сжатии практически не сказались на величинах средних пределов прочности;

структурные коэффициенты при различных видах ис­ пытаний имели такие средние величины:

при сжатии 147/66—2,22; 132/64,6—2,04; 150/63—2,38;

при растяжении раскалыванием 18,7/13— 1,44 и при изгибе

71/64— 1,11; при срезе 19,7/13,3—1,48.

Приведенные здесь величины структурных коэффициентов

при сжатии

согласуются

с полученными

ранее

в

опытах

А. Г. Фигарова и др.

 

 

 

 

 

 

В таблице 2 приведены величины,

характеризующие де­

формационные свойства камня Карадагского карьера.

Эти характеристики были получены

при

 

испытании

призм-кладок, состоящих из трех

камней

10ХЮ ХЮ и

20X20X20

см, склеенных

раствором

состава

1

:3

(Ц :П ).

Измерения

деформаций

производились на

среднем

камне.

Согласно рисунку 2, при направлении силы перпендикулярно слоистости камня продольные деформации больше, чем при параллельном ее направлении.

На рисунке 3 приведены графики интенсивности водопоглощения при различной длительности погружения в воду

13

4 ь

 

Направ-

Вид испытаний

лепие

нагрузки

и размеры образцов, см

по отноше­

 

нию

 

к слоям

1. Сжатие ЮХЮХЮ

19Х19ХЮ

J_

19X19X39

ю х ю х ю

19X19X19

II

19X19X39

2. Осевое растяжение

_L

3.Растяжение при раскалываним

при IR-

гибе

 

 

 

Предел прочности, кг, см3

 

частные величины Rj

средние

а,

кг/см3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

66,5;

66,7;

68,1;

65,5;

66;

66

1,43

67,4;

64;

 

65,

63,2;

67

 

 

 

68;

53;

70;

67;

64,5;

69,5;

64,6

5,07

66,1;

 

62;

 

68,3;

58

 

 

 

 

64;

 

67;

 

60;

 

66;

59;

65;

63

5,11

65,6;

70;

 

58,8;

54,5

 

 

 

152;

 

146;

147;

157;

145,

147

5,17

146;

 

140;

151;

 

139;

147

 

 

122;

 

130;

 

137;

121;

145;

132

8,16

139;

 

120;

 

136;

129;

140

 

 

156;

 

144;

 

163;

145;

161,

150

11,45

162;

 

140;

132

 

 

 

 

 

 

12,5;

 

11,4;

14,8;

12,8

 

12,8

1,48

 

9,9;

 

14;

 

9;

15,1;

19,5;

13

 

13,8;

10,2

 

 

 

 

 

 

II

15,9;

16,9;

24;

 

16,5;

19,1;

18,7

 

18;

20,4

 

 

 

 

 

 

X

65,5;

 

65,5;

62;

 

62,5;

59;

64

 

66,8;

63;

67,1

 

 

 

II

72,1;

68,3;

66;

68,3;

75;

71

 

76;

70

 

 

 

 

 

1

12,1;

11,6;

,15;

 

13,8;

13,8;

13,3

 

13,1;

14,2

 

 

 

 

 

 

Т ci б л II ц а

1

V.

Ш

Р,

%

%

 

2,17

0,45

0,68

7,85

1,6

2,43

8,12

1,62

2,57

3,5

1,63

1,11

6,2

2,58

1,95

7,64

4,06

2,7

11,5

0,74

5,8

3,68

28,3

1,39

10,7

3,89

20,8

1,47

7,8

2,78

4,3

0,98

1,53

3,69

5,2

1,4

1,97

1,28

9,6

0,48

3,6

5. Срез

18,1;

18,7;

18,9;

17,6; 23,1;

19,7

2,17

11,2

0,88

4,5

II

 

21,6

 

 

 

 

 

 

 

 

£(R—РЛ2. ^

SRj

Обозначения: среднеквадратическое отклонение

1

11

п

коэффициент изменчивости V —

 

 

R

 

 

а

9

 

средняя ошибка среднеарифметического ГП

 

П1

 

 

показатель точности Р = ^ •

 

 

ан

Л

4

5

о

0) о

S X

Е ЛX Ч Н ч й) <j юно Я s н Q.ОО g § §

£ о о

J_

II

J_

II

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 2

Кубиковая прочность,

Предел прочности образцов

 

 

 

 

кг/сма

кладки, кг/см2

 

 

 

Размеры

 

 

 

Rnp

а

Ео-10-з,

образцов, см

 

 

 

Ri

кг/см2

раствора

 

средний

 

камня

частные

 

 

Ri

r2

Rnp

 

 

 

 

 

 

 

ю х ю х зо

65

58,

65,

62,

62,1

0,955

0,136

2490

155

 

 

65,

59,

54

 

 

 

 

 

10X10X30

132

159

 

 

 

142

1,07

0,288

 

 

133,

150,

2000

320

 

 

135,

148,

 

 

 

 

 

 

 

159,

131

 

 

 

 

 

20X20X60

65

53,

 

58,

64,

59

0,91

0,106

2010

118

 

 

62

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

139

 

 

 

 

 

 

 

 

20X20X60

132

125,

130,

121

0,92

0,348

1590

193

 

 

112,

119

 

 

 

 

 

(и. — коэффициент поперечного расширения; а — упругая характеристика; Еп — начальный модуль деформаций кладки,

н

I

ьэ

CDО)

'■ I

00

Гр/си4

Рис. 3. Интенсивность водопоглощения

камней

Карадагского (1),

Дуванинского (2) н Шахинбахского (3)

карьеров

при всасывании параллельно (----------

)

и перпендикулярно

(-------

) слоистости.

 

известняковых камней Карадагского, Дуваиинского и Шахинбахского карьеров, характеристики которых приведены в таблице 3.

Опыты проводились при погружении камня с размером основания 15X15 см и высотой 10— 12 см в воду на глу­ бину 1 ом. Они показали, что направление слоистости камня практически не сказывается на интенсивности водопоглощения и что величина последнего для различных видов кам­ ней существенно различна. Для тяжелых камней Карадаг­ ского и Дуваиинского карьеров i= 10-4-20 г/см2 в сутки, а для легких камней Шахинбахского карьера i>60 г/см2.

Сцепление

бетона

с камнем изучалось на

вибрирован-

ных

образцах.

Бетон

изготовлялся

подвижной

консистенции

с В

/Ц = 0,8-4-1

из цемента марки

400, в качестве крупного

заполнителя применялся известняковый камень Карадагско­

го месторождения. Щебень имел две

фракции

5— 10 мм —

40% и 10—20 мм — 60%. Для

определения

нормального

сцепления образцы изготовлялись

в

металлических формах

с размерами ЮХЮХЗО см, где по торцам размещались два камня, а внутренняя часть ЮХЮХЮ ом заполнялась бето­ ном. После укладки бетона на лабораторном вибростоле производилась в течение 30 секунд вибрация образца. Ре­ зультаты испытаний приведены в таблице 4.

Полученные данные свидетельствуют о достаточно хоро­ шем сцеплении между известняковым камнем и бетоном, вы­ полненном на известняковом заполнителе. Во всех случаях прочность нормального сцепления оказалась выше при па­ раллельной слоистости камней по отношению к прилагае­ мым усилиям, чем при перпендикулярной.

Исследования при центральном сжатии комплексных се­ чений проводились на образцах из камня Карадагского мес­

торождения

со средним

пределом

прочности

при сжатии

65 кг/см2. Камни использовались двух размеров

19X19X39

и 19X26X39

см. Размеры

образцов

в среднем

были 26 и

39ХЮ 0Х160

см. В одних образцах железобетон

располагал­

ся внутри сечения, как показано на рисунке 4а, б

[1), 2), 4) ] г

в других —

снаружи, как

показано на рисунке 46 [3]. Одни

образцы в основном были с ровными гранями сердечника и армированы только в пределах последнего по типу обыч­ ных железобетонных колонн. Некоторые из этой группы об­ разцов имели ступенчатые грани [ рис. 46—2)], как это ино­ гда делается на практике для улучшения связи бетона с клад­ кой. Другая группа образцов с той же целью была дополни­ тельно армирована сетками из проволоки 06,5 мм с ячейка­ ми 15X15 см, расположенными через 40 см по всему сече­ нию образца. Армирование железобетона производилось стержнями периодического профиля из стали класса А-П 4014 мм (ат=3120 кг/см2) или 4018 мм (от= 4720 кг/см2).

Наименование карьера

Карадагский

Дуванинский

Т а б л и ц а 3

 

 

 

Предел прочности

Интенсивность водопоглощения (числитель±

 

 

 

камня при силе

слоистости, знаменатель ||)

за время

 

Удель-

По­

 

 

 

 

 

 

Объемный

ный

 

 

 

 

 

 

ристость,

 

 

 

 

 

 

вес, т/м3

вес,

 

 

 

 

 

 

0/

J. слои­

II слои­

 

 

 

 

 

т/м:|

1 сек.

1 мин.

1 час.

сутки

 

 

 

стости

стости

1,85

2,67

30,8

65

4,6

5,28

17,2

21,7

132

5,55

16,6

21,8

 

 

 

 

4,74

1,86

2,59

29,2

111

2,09

3,67

5,09

9,88

192

3,44

4,8

8,29

 

 

 

 

1,75

Шахинбахский

1,64

2,65

38,2

12,1

21,3

50.7

67,5

18,9 27,3

21,1

61.7

68,3

 

 

 

 

10,5

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ