книги из ГПНТБ / Использование отходов разработки месторождений известняка-ракушечника для производства бетонов и облицовочных изделий [сборник]

Рис. 43. Зависимость снижения несущей способности внецентренно сжатой кладки с облицовкой от величины эксцентриситета сжимаю­ щей аилы

Условные обозначения:

п 0 формулам СНиП П-В.2-62 для кирпичной кладки; •—•—■— для кладки из камня ракушечника;

по формулам СНиП П-В. 2-71 для кирпичной кладки;

□опытные^ точки для образцов кладки из кирпича с об­ лицовкой керамической плиткой;

Фсредняя опытная точка для кладки из кирпича с об­ лицовкой;

А— опытная точка для образца кладки из камня раку­ шечника с облицовкой.

лицованной поверхности, как обычной кладки. Поэтому опыты в этом направлении не продолжались.

Наглядное представление о снижении несущей способно-

1 2 1

'Сти кладки из кирпича, а также из камней известняка-раку­ шечника с облицовкой прессбетонитовыми и керамическими плитками при различных эксцентриситетах сжимающей силы, направленной в сторону облицовки, дано на рис. 43. Здесь же показаны также кривые снижения несущей способности кладки по формулам СНиП.

В табл. 12 приведены коэффициенты снижения прочности кирпичной кладки с облицовкой при внецентренном сжатии с эксцентриситетами ео=Ѵб и ‘/3 h по отношению ж прочности ее при осевом сжатии, а также коэффициенты снижения по различным нормам.

Т а б л и ц а 12

Сопоставление опы тны х значений относительной прочности кирпичной кладки с облицовкой прислонными плитками при внецентренном сжатии с расчетными величинами

по различным источникам

ВЫ В О Д Ы

1.Новые облицовочные плитки (прессбетонитовые) яв­ ляются эффективным облицовочным материалом для отделка каменных стен зданий.

Изготовленные прессованием без обжига плитки обладают хорошими декоративными качествами и позволяют резко

сократить стоимость отделки фасадов зданий по сравнению

соблицовкой керамикой.

2.Прочность целых іпрессбетонитовых облицовочных пли­ ток при испытании «на ребро» вдоль длинной стороны соста­ вила в среднем 217 кгс/см2.

Модуль деформаций іпрессбетонитовых плиток (при 0,5 R„n) колеблется в пределах 182000—213000 кгс/ом2, составляя в среднем Е = 185000 кгс/см2.

1 2 2

3.Для внецемтренно нагруженной кирпичной кладки с эксцентриситетом eo= Veh в сторону кладки с облицовкой керамической плиткой опытный коэффициент снижения не­ сущей способности незначительно превышает теоретический..

4.При облицовке каменной кладки преосбетонитовой плиткой первые трещины в облицовке или в шве между облицовкой и кладкой появляются при относительных на­

грузках на 5—8%' больших, чем при облицовке кладки ке­ рамической плиткой.

5. Разрушение облицовки из прессбетонитовых и керами­ ческих плиток в образцах кладки из пиленого камня раку­ шечника происходит при тех же относительных нагрузках, что и в кирпичной кладке. Однако в кладке из ракушечника отслоение облицовки происходит внезапно и, как правило, сразу по всей облицованной поверхности образца. Поэтому при проектировании стен из пиленого камня ракушечника с облицовкой прислонными плитками относительные нагрузки на кладку должны предусматриваться ниже, чем для стен из кирпича. Кроме того, должны предусматриваться кон­ структивные мероприятия по связи облицовки с кладкой.

Отслоение облицовочного слоя во всех опытных образцах кладок из камня ракушечника произошло внезапно и по всей плоскости отделочного слоя.

6. При внѳцентреніном сжатии кладки из кирпича с облицовкой прѳссбетонитовьгми и керамическими плитками при эксцентриситетах равнодействующей силы в сторону обли­ цовки 7б и Ѵз h получена несущая способность во всех слу­ чаях выше определенной по расчетным формулам норм.. Эксцентриситеты нагрузки отсчитывались относительно гео­ метрической оси общего сечения образца кладки с облицов­ кой.

7.На основании проведенных экспериментальных иссле­ дований кладку из кирпича с облицовкой прислонными прессбетонитовы'ми плитками при центральном и внецентренном сжатии рассчитывают по формулам СНиП П-В. 2-71.

8.Опыты выявили возможность достижения надежной конструктивной связи прессбетонитовых плиток с раствором, более высокой, чем раствора с кладкой. Однако для выяв­ ления оптимальных условий приклейки плиток к растворному основанию необходимо проведение более широких, специ­ альных исследований.

123

А. В. КОМЫШЕВ, Ю. Е. СОКОЛЕНКО

ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕФОРМАЦИЙ КЛАДКИ С ОБЛИЦОВКОЙ ПРИСЛОННЫМИ ПЛИТКАМИ ПРИ ОСЕВОМ И ВНЕЦЕНТРЕННОМ СЖАТИИ

I. Общая часть

Все существующие в природе материалы не являются абослютно жесткими и под действием внешних сил дефор­ мируются (изменяют свою форму). Количественная мера изменения формы тела под влиянием действующих сил ха­ рактеризует его деформативные свойства.

Однако изменение формы многих тел под действием внешних сил, как правило, незначительно, поэтому их отно­ сительные деформации измеряются малыми величинами (для строительных материалов обычно тысячными долями еди­ ницы) .

Величина деформации тела зависит от меры действующей нагрузки. Получившее деформацию от внешней силы тело может вновь возвратиться в первоначальное положение, после того к а к нагрузка б у & е т снята, если его деформация носит упругий характер.

Зависимость между деформацией тела и нагрузкой, вы­ зывающей эту деформацию, выражают графически линией.

Для 'различных материалов зависимость между действую­ щей силой и деформациями проявляется іразлично и зависит от физических свойств материала. Например, при растяжении металлического образца проявляется линейная зависимость между напряжением и деформацией (закон Гука) *.

* ’Закономерность впервые была высказана Гуком в 1676 г. в Формули­ ровке «Какова сила, такова н деформация».

125

Для камня зависимость между напряжениями и дефор­ мациями в какой-то мере имеет криволинейный характер, хотя она и близка к прямой линии.

В каменной кладке па практически применяемых раство­ рах зависимость между напряжениями и деформациями1 имеет явно выраженный криволинейный характер: рост де­ формации опережает рост напряжений. Построенная в коор­ динатах о —е линия деформации имеет .выгиб в сторону оси напряжений.

В общей деформации каменной кладки значительную до­ лю составляют деформации раствора швов, опрессовки не­ плотностей по плоскостям касания поверхностей камня и раствора, местного сжатия (смятия) раствора в этих пло­ скостях. если он прилегает к камню на отдельных участках.

Следовательно, по характеру кривой деформации можно судить об особенностях свойств составляющих материалов и качестве каменной кладки.

Деформативные свойства каменной кладки характеризу­ ются модулем деформаций и предельной сжимаемостью кладки.

Модуль деформаций кладки любого вида находится на основании опытных данных зависимости между напряжения­ ми и деформациями (рис. 1)).

Рис. 1. Зависимость деформаций и модуля деформаций каменной^ кладки от напряжений

126

Модуль полных деформаций Е равен тангенсу угла (ф) наклона .касательной к кривой деформаций в рассматривае­ мой точке с напряжением о и осью деформаций.

На основании анализа многочисленных эксперименталь­ ных данных по дефор'мативности кладок принята следующая формула для определения модуля полных деформаций ка­ менной кладки [1].

( 2)

Установлено, что в обычной кладке деформации растут •быстрее напряжений и связь между ними наилучшим обра­ зом'выражается логарифмической зависимостью вида:

.можно определить из условия минимума среднаквадратической ошибки между относительными деформациями, полу­ ченными из опытов •— Еэ, и вычисленными по формуле (3), то есть из условия [2]:

т=Ю

в которой учитываются относительные деформации.

127

Подставляя значение ет из формулы (3) в равенство (5), получим

т=10

Вразвернутом виде имеем

т= ю

Дифференцируя это выражение и приравнивая его к нулю, после преобразовании получим:

Эта формула служит для определения упругой характе­ ристики, если предварительно установлено, что для данной кладки условный предел текучести oT= l , l R .

В 1972 г. были проведены испытания 14 кирпичных стол­ бов размерами 38X53X122 см и 7 столбов из камня раку­ шечника сечением 40X42; 42X60 см и высотой 1,2' м с целью изучения прочности и деформативных свойств кладки» облицованной новыми безобжиговыми плитками — прессбетонитовыми и керамическими плитками.

Кладка с облицовкой состоит из двух различных по своим деформатнвным свойствам материалов. Хотя сечение при­ слонной облицовки в общем сечении кладки незначительно, однако различие в деформациях каждого из примыкающих друг к другу слоев оказывает определенное влияние на их совместную работу в конструкции. Поэтому выявление и получение данных ,о зависимости между деформациями и напряжениями в облицованной кладке представляет значи­ тельный интерес.

В настоящей статье дано описание результатов экспери­ ментальных исследований деформаций кладки на центр аль-

1.28

ное и внецентренное сжатие при наличии облицовки прессбетонитовыми 1 и керамическими12 плитками.

2. Деформации кладки без облицовки при осевом сжатии (е0= 0 )

Опыт показал, что в кладке из кирпича, так же как и в кладке из известняка-ракушечника, нет условия пропорцио­ нальности между деформациями и возрастающей нагрузкой. Тате, например, с ростом нагрузки на кладку из кирпича на растворе марки 100 в 2 раза продольная деформация сжатия увеличивается в 3,4 раза. Примерно сходный характер воз­ растания деформаций при нагружении наблюдается для опытных кладок из камня ракушечника. Все эти сведения о деформативности кладки получены из испытаний путем за­ меров деформаций измерительными приборами, установлен­ ными на четырех сторонах каждого образца кладки. Отсчет по приборам производился два раза на каждой ступени нагрузки: в момент окончания подачи нагрузки и после 3— 5-минутной выдержки.

На основании произведенных измерений на рис. 2 по­ строены кривые изменения продольных деформаций сжатия эталонных образцов кирпичной кладки (без облицовки) № 2 и 14 группы I. На оси абсцисс отложены величины относи­ тельных деформаций, а по оси ординат — нагрузки в долях от разрушающей.

Из приведенных графиков видно, что в образце № 2 уста­ новленные приборы на 4 сторонах кладки вплоть до ее разру­ шения работали согласованно, что свидетельствует об осевом сжатии образца. Кривые деформаций сжатия всех четырех сторон образца собираются в узкий пучок. Такой характер в развитии деформаций кладки можно объяснить равномер­ но заполненными плотными растворными швами и высокой однородностью свойств кирпича и раствора.

4Приведенные кривые деформаций разных сторон образца

№14 показывают, что при испытании этого образца имелся

1.Ом. объяснение на стр. 4.

2.См. статью в настоящем сборнике П. Л. Еременок, А. В. Комышев, Ю. Е. Соколенко «Прочность кладки с облицовкой прессбетонитовой и керамической прислонной плитками при осевом и внецент-

решгом сжатии».

Как видно, с ростом нагрузки грань образца с установленным на ней индикатором И 1 испытывала более интенсивный рост деформаций, чем противоположная грань, и эксцентри­ ситет внутренних усилий перемещался к этой грани (см. рис. 2). Это обусловило более раннее появление трещин в образце № 14 (0.76 Np), чем в образце № 2 (0.'87 Np). Причем, деформации наиболее напряженной грани при появ­ лении первых трещин в образцах № 2 и 14 оказались при­ мерно равны.

Кроме того, из графиков видно, что в эталонных образ­ цах кирпичной кладки без облицовки средние величины относительных деформаций сравнительно близки между со­ бой.

В качестве эталона кладки из камня известняка-раку­ шечника был испытан на центральное сжатие, в месячном возрасте, образец № 16, сложенный на растворе прочностью 20 кгс/см2. При испытании этого образца кладки также заменялись деформации сжатия с четырех сторон.

График зависимости между напряжениями и деформа­ циями образца № 16 приведен на рис. 3. Как видно из графика, плавного развития деформаций с ростом нагрузки в испытанном образце не получилось. Вначале образец клад­ ки, состоящий из 12 камней, воспринимает нагрузку как монолитный столб.

Приведенные на рис. 3 кривые деформаций при нагрузке, составившей 0,51 Np, имеют резкий перелом, что свидетель­ ствует о нарушении сцепления камней с раствором, то есть монолитности кладки, образовании невидимых трещин и об­ жатии наиболее слабых камней, имеющихся вследствие неод­ нородности естественного камня. Однако на внешних по­ верхностях образца даже при тщательном визуальном осмотре (без оптических приборов) трещины в этот момент не были обнаружены.

Опыт испытания многих образцов кладки из камня ра­ кушечника показывает, что при достаточном количестве камней в поперечном сечении кладки (5 камней и более) происходит перераспределение нагрузки между отдельными камнями и резкого излома в линиях деформаций, как пра­ вило, не наблюдается. В образце с двумя камнями в сечении, как в нашем случае, может происходить все иначе. Подат­ ливость, отрыв от раствора одного из камней может ска­ заться на деформации других камней, общее количество

130