книги из ГПНТБ / Коротеев Д.В. Предупреждение характерных аварий и несчастных случаев в строительстве
.pdfпилястрами и столбами сложного сечения вместо h при
нимается условная толщина Іі'= 3,5 г, где г =
Для столбов круглого и многоугольного сечения, впи санного .в окружность, /г'=0,8'5 d, где d — диаметр сече ния столба.
(Повышение требований к качеству каменных конст рукций, выполняемых в зимних условиях, способствует - устранению возможных аварий.
Способ замораживания позволяет выполнять кирпич ную кладку на открытом воздухе в зимний период из неподогретого, но очищенного от снега и наледи кирпича и на растворе, приготовленном из подогретых заполните лей и воды. Раствор в швах кирпичной кладки замерзает при этом, и кладка приобретает прочность на сжатие 50—70 кгс/см2, а сцепление раствора с кирпичом дости гает порядка 20 кгс/см2 Во время нахождения раствора в замерзшем состоянии не происходит его твердения и нарастания прочности, если не считать небольшого по вышения прочности из-за уплотнения швов за счет теку чести льда в растворе.
Кладка способом замораживания разработана и внед рена советскими учеными и производственниками в 30-х годах. Этот способ кладки простой, но требует глубокого знания процессов, происходящих в кладке при замора живании и оттаивании. Способом замораживания раз решается возводить не все каменные конструкции. Не ре комендуется возводить этим способом фундаменты из бутовой кладки «под залив»; стены и столбы из рваного
камня |
или |
бутобетона; тонкостенные |
своды двоякой |
|
кривизны |
и цилиндрические своды |
толщиной |
менее |
|
10 см\ |
конструкции, которые могут подвергнуться |
воз |
действию динамических или вибрационных нагрузок во время оттаивания кирпичной кладки; внецентренно сжа тые элементы при больших нагрузках.
Для кладки способом замораживания можно приме
нять цементные, цементно-известковые |
или |
цементно |
глиняные растворы. |
|
|
При этом температура раствора во |
время |
укладки |
его должна быть не ниже: |
|
|
10°С — при температуре воздуха выше —10°С; 15°С — при температуре воздуха в пределах от —10
до —20°С; 20°С — при температуре воздуха ниже —20°С.
81
Кирпичная кладка в зимний‘период производится по проекту, в котором влияние раннего замораживания растворов на прочность кладки учитывается следующи ми факторами;
при возведении конструкций, нагруженных на 85% и более от их расчетной несущей способности, если сред несуточная температура воздуха равна—20° С и выше, марка раствора повышается на одну ступень;
при возведении конструкций, нагруженных на 70% и более от их расчетной несущей способности при средне суточной температуре воздуха ниже —20°С, марка ра створа повышается на две ступени. Кроме того, следует выполнить ряд мероприятий по усилению устойчивости каменных конструкций, возводимых способом замора живания: укладку стальных связей в углах и местах при мыкания продольных стен к поперечным; заанкеривание сборных плит перекрытий в кирпичной кладке; устройст во временных креплений в Биде подкосов, растяжек, стоек и т. п.
При возведении кирпичных стен способом заморажи вания разрывы в кладке без устройства осадочных швов допускаются на высоту не более 4 м, кроме того, в сте нах можно делать не более одного разрыва «а все зда ние или «а участок. При .кладке фундаментов допуска ются разрывы я о высоте «е более 1,2 м. В местах примы кания свежеуложеніной кладки к стенам, осадка которых уже завершилась, устраиваются осадочные швы. Кроме осадочных швов, во избежание появления в кладке есте ственных трещин, которые обычно имеют случайные на правления и конфигурацию, устраивают температурные швы. При воздействии .неотапливаемых зданий расстоя ния между температурными швами следует уменьшить на 30%. При выполнении кладки методом заморажива ния необходимо также оставлять зазоры на осадку. Для кирпичной кладки зазоры принимаются .5 мм, а для кладки из естественных и бетонных камней правильной формы — 3 мм.
Возводимые методом замораживания рядовые и клинчатые перемычки допускаются в пролетах не более 1,5 м и опалубка должна сниматься не ранее чем через 16—20 дней после наступления оттепелей.
Прочность кладки, выполненной методом заморажи вания, можно повысить за счет искусственного отогрева с внутренней стороны кладки. При этом, как показала
82
практика, прочность искусственно отогретой кладки при определенных условиях может быть повышена на 90%. Успешное повышение прочности каменной кладки за счет искусственного отогрева связано с подготовительными мероприятиями; к их числу относятся ■изготовление и установка инвентарных щитов для утепления помеще ний, подводка электроэнергии, подготовка и опробование обогревательных приборов.
Прочноость каменной кладки, выполненной методом замораживания, во многом зависит от раствора, который твердеет в течение значительного времени. Исследовани ями ЦНИЙСК, НИИ'ЖБ было установлено, что проч ность раствора в швах зимней кладки при возведении многоэтажных зданий различна (табл. 27).
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 27 |
|
|
Прочность раствора в швах зимней кладки |
|
||||
|
Минимальная прочность раствора, кгс/см*, |
в швах кладки |
||||
Возводи- |
|
|
|
на этаже |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мые этажи |
|
|
|
|
|
|
|
1-м |
2-м |
З-м |
4-м |
5-м |
6-м |
4-й |
4 |
2 |
2 |
0 |
0 |
|
5-й |
10 |
4 |
2 |
2 |
— |
|
6-й |
15 |
10 |
4 |
2 |
2 |
0 |
7-й |
25 |
15 |
10 |
4 |
2 |
2 |
8-й |
50 |
25 |
15 |
10 |
4 |
2 |
9-й |
75 |
50 |
25 |
15 |
10 |
4 |
При оттаивании каменной кладки, выполненной по способу замораживания, необходимо производить тща тельное наблюдение и принимать соответствующие ме ры, позволяющие обеспечить устойчивость каменных конструкций.
Наблюдениями, которые ведутся в течение всего пе риода оттаивания, определяются величины и направле ние осадок, а также контролируется процесс твердения раствора в швах. При обнаружении признаков перена пряжения кладки (образование трещин, неравномерные осадки и т.п.) необходимо принять меры по снижению нагрузок на каменную кладку. При обнаружении откло нения оттаивающих стен и столбов от вертикального по ложения или трещин в местах примыкания поперечных стен к продольным должны быть приняты меры, устра няющие развитие образования трещин. Для предотвра
83
щения увеличения трещин можно устраивать времен ные крепления, подкосы, растяжки и т. п.
За производством зимней кладки должен быть уста новлен систематический технический контроль. Не менее трех раз в сутки в журнале работ отмечаются: темпера тура наружного воздуха, температура раствора в момент era укладки, температура в швах на глубине не менее 12 см.
Кирпичная кладка на обычных растворах (без спе циальных химических добавок) методом замораживания не допускается:
при эксцентрических нагрузках, действующих на стадии оттаивания более 0,25 у, — для конструкций сво бодно стоящих, т. е. не имеющих верхней опоры, и более 0,7 у — для конструкций, имеющих верхнюю опору, где у—расстояние от оси стены до края сечения в сторону эксцентрицитета;
для конструкций, подвергающихся в стадии оттаива ния воздействию поперечных нагрузок, величина которых превышает 0,1 продольных нагрузок.
Кладку на растворах с химическими добавками ве дут на открытом воздухе по тем же правилам, что и кладку способом замораживания. На основании работ, проведенных ЦНИИСК, НИИЖБ и др., применение противоморозных добавок не только сохраняет жидкую фа зу ів растворе, «о и способствуют ускорению твердения его при низких температурах. В качестве химических до бавок в растворы вводят хлористый кальций, хлористый натрий, углекислый калий (поташ), нитрит натрия и др. В табл. 28 приведены данные о влиянии разных противоморозных добавок на прочность раствора в стандартных условиях в возрасте 28 суток.
Растворы с химическими добавками СаСЬ и NaCl допускаются для подземной кладки, а при возведении стен и столбов промышленных и складских зданий эти растворы допускаются только при согласовании с Госсанинспекцией.
'Растворы с химическими добавками для каменной кладки в момент укладки в дело должны иметь темпера туру не ниже при морозах:
Слабых |
(до |
— 10°С )............................................... |
5°С |
Средних |
(до |
—2 0 °С )............................................... |
10°С |
Сильных |
(ниже — 20°С )................................................ |
15°G |
84
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 28 |
|
Данные о влиянии протнвоморозных добавок на прочность |
||||||
|
|
раствора |
|
|
|
|
|
|
|
Состав |
раствор |
1:4 (но объему) |
|
|
|
|
В |
0,5 |
В |
|
|
|
|
Ц = |
— = М-М,2 |
||
|
|
% О Т |
|
Si = 7—J0 см |
||
|
|
Si = 4-г5 см |
||||
|
Добавка |
В О Д Ы |
||||
|
затво- |
|
Предел прочности |
• |
||
|
|
рення |
|
|||
|
|
|
кгс/см2 |
% |
кгс/смг |
% |
|
|
|
||||
Без д о б а в о к ..................... |
0 |
133 |
'100 |
50 |
10 |
|
Хлористый |
натрий . . . |
5 |
206 |
150 |
120 |
15 |
П о та ш ................................... |
6 |
169 |
123 |
113 |
141 |
|
Хлористый аммоний . . . |
6 |
143 |
107 |
121 |
151 |
|
Хлористый |
кальций . |
7 |
149 |
112 |
136 |
161 |
Fla рис. 16 представлен график прочности кладки, вы полненной на растворе с химическими добавками и без добавок при различных температурах.
Рис. 16. График прочности кладки, выполненной на растворах с хи мическими добавками и без добавок при различных температурах
85
2. О С Н О В Н Ы Е Т Р Е Б О В А Н И Я К К А Ч Е С Т В У М А Т Е Р И А Л О В Д Л Я К А М Е Н Н О Й К Л А Д К И
Одной из основных причин аварии каменных конст рукций являются некачественные материалы, которые преждевременно видоизменяют свои свойства под дей ствием нагрузок, температуры, влажности и других факторов. На рис. 17 представлен график изменения прочностных показателей кирпича, выпускаемого неко торыми заводами Главмоспромстройматериалов в раз личные сроки. Из данных графика видно, что отдельные кирпичные заводы не всегда точно выдерживают проект-. ную марку кирпича, а следовательно, — прочностные характеристики камня занижены.
При проектировании каменных и армокаменных конструкций рекомендуется принимать^растворы следую щих марок камней: 25, 35, 50, 76, 400, 126, 460, 200, 300, 400, 500, 600, 800 и 1000; растворов— 10, 2'5, 50, 76, 100, 150 и 200.
Морозостойкость каменных материалов определяется марками, обозначающими количество циклов заморажи вания и оттаивания в насыщенном водой состоянии, ко торое выдерживают каменные материалы.
Требования морозостойкости к материалам для ка менной кладки стен и фундаментов в зависимости от степени долговечности конструкций приведены в табл. 29.
Для армирования каменных конструкций применяют сталь горячекатаную круглую гладкую А-І и периодиче-
Рис. 17. Граф ик изменения прочности кирпича, выпускаемого в различные сроки отдельными заводами
86
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
29 |
||
|
Нормы |
морозостойкости для каменных конструкций |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Значение Мрз при |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
степени долговечности |
|||
|
|
|
Конструкции |
|
|
|
|
конструкций |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
н |
ш |
|
Н аруж ны е |
стены или |
их |
облицовка в |
зданиях, |
|
|
|
|
|
|||||
с влажностным |
режимом |
помещений, |
кроме |
|
|
|
|
|
||||||
районов побережья Ледовитого и Тихого |
|
|
|
|
|
|||||||||
океанов, на ширину 100 км: |
|
|
|
|
25 |
|
|
|
||||||
■сухим |
и н о р м а л ь н ы м .................................... |
|
|
|
|
10 |
|
10 |
||||||
влаж ны м .............................................................. |
|
|
|
|
|
|
|
|
35 |
25 |
|
15 |
||
імокрым . . |
. . |
„ |
....................................... |
|
|
и наклонные |
|
50 |
35 |
|
25 |
|||
Выступаю щ ие |
горизонтальные |
|
|
|
|
|
||||||||
элементы каменных конструкций и облицовок, |
|
|
|
|
|
|||||||||
не защищенные водонепроницаемыми покры |
|
|
|
|
|
|||||||||
тиями |
(парапеты, наружные |
подоконники, |
|
|
|
|
|
|||||||
карнизы, цоколи и другие части зданий, под |
|
|
|
|
|
|||||||||
вергающиеся усиленному увлажнению от д ож |
|
50 |
35 |
|
25 |
|||||||||
дя и таящ его |
с н е г а ) ......................................... |
|
|
|
|
|
|
|||||||
Фундаменты и подземные части стен: |
. . . |
|
35 |
25 |
|
15 |
||||||||
из искусственных камней и бетона |
|
|
||||||||||||
природного камня |
. |
, |
|
|
|
|
|
25 |
15 |
|
15 |
|||
П р и м е ч а н и я : |
1. |
Д ля |
.районов |
побережий Ледовитого и Ти |
||||||||||
хого океанов на ширину 100 км требования |
морозостойкости |
для |
||||||||||||
наружных |
стен |
или их |
облицовки, а такж е выступающих элементов |
|||||||||||
каменных |
конструкций |
повыш аю тся на одну |
ступень, |
но не |
выше |
|||||||||
М рз= ,50. |
|
|
|
|
|
|
и южнее линии, |
проходящей |
через |
|||||
2. Д л я районов восточнее |
||||||||||||||
города |
Грозный, Волгоград, |
Саратов, |
Куйбыш ев, |
О.рск, Караганду, |
||||||||||
Семипалатинск, нормы |
морозостойкости снижаю тся на |
одну ступень, |
||||||||||||
но не |
ниже М р з= 1 0 . |
|
При |
уровне |
грунтовых |
вод |
менее 1 |
м от |
планировочной отметки земли требования морозостойкости к фунда
ментам |
и подземным |
частям |
стен |
повыш аю тся |
на одну ступень. |
||||
3. М орозостойкость |
камней |
для |
кладки |
открытых |
водонасы |
||||
щаемых |
конструкций |
и |
конструкций |
сооружений |
в зоне |
переменно |
|||
го , уровня и подсоса воды |
(подпорные стенки, |
резервуары, водо |
|||||||
сливы и |
т. п.) принимается |
по |
специальным |
инструкциям. |
ского профиля класса А-П по ГОСТ 6781—61 и проволо ку обыкновенную арматурную низкоуглеродистую по ГОСТ 6727—53.
3. О С Н О В Н Ы Е П О Л О Ж Е Н И Я Р А С Ч Е Т А Э Л Е М Е Н Т О В К А М Е Н Н Ы Х К О Н С Т Р У К Ц И Й
При разработке отдельных проектов возведения кир пичных зданий и сооружений требования іпрадусматриваіются как для кладки при положительных температурах,
87
хотя производство кирпичной кладки уже давно переста ло 'быть .сезонным. Поэтому в .нужных случаях проектные организации делают оговорку, что кладка выполняется методом замораживания и необходимо .руководствовать ся СНиіП.
Согласно СНиП, расчет несущей способности конст рукций, выполняемых способом замораживания, должен производиться для следующих стадий готовности зданий:
основной расчет—для законченного здания - в воз расте 28 дней после оттаивания;
дополнительная проверка несущей способности конст рукций в стадии первого оттаивания.
Расчет элементов с сетчатым армированием при цент ральном сжатии производится по формуле
І Ѵ - ^ ф R a . к F I |
(24) |
где N — приведенная продольная .сила, определяемая по |
|
формуле |
|
Л ^ - ^ + Л ^ к , |
(25) |
"*цл |
|
где ІѴдЛ — расчетная продольная сила от длительно дей ствующей части нагрузки;
NK— расчетная продольная сила от кратковремен но действующей части нагрузки;
/ПдЛ — коэффициент, учитывающий влияние длитель ного действия нагрузки (ползучести) на не сущую способность элементов толщиной менее 30 см или с радиусом инерции сечения менее 8,7 см-, принимается іпо данным табл. 30;
F — расчетная площадь сечения.
Яа.к — расчетное сопротивление сжатию, определяе мое для армированной кладки из кирпича всех видов и
керамических камней с |
щелевидными вертикальными |
|||
пустотами при высоте ряда не более |
160 мм на растворе |
|||
марки 50 и выше по формуле |
2 р Ra |
|
||
R a . к — |
R + |
* (26) |
||
100 |
||||
|
|
’ |
а при прочности раствора менее 60 кгс]см2 — по формуле
Jb— * + - i 5 r L s - |
(26а) |
где R — расчетное сопротивление сжатию неармирован ной кладки в рассматриваемый срок твердения раствора;
88
# 5о—'расчетное |
сопротивление |
кладки |
при |
марке |
|||
|
раствора 50; |
|
|
|
|
|
|
|
ц = ^ М 0 0 — процент армирования по |
объему. |
|||||
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
30 |
|
Гибкоеть |
|
Коэффициенты т дл для |
кладки |
|
|
||
|
нз глиняного кирпича |
из силикатного |
|
||||
|
и керамических камней |
|
кирпича |
|
|||
ХЛ |
>т |
|
при % армирования |
|
|
||
|
|
0,1 и |
0,3 и |
0 ,1 |
и |
0,3 и |
|
' |
|
менее |
более |
менее |
более |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
28 |
1 |
1 |
1 |
|
1 |
|
10 |
35 |
0,96 |
1 |
0,95 |
0,96 |
|
|
12 |
42 |
0,92 |
0,96 |
0,9 |
|
0,92 |
|
14 |
49 |
0,88 |
0,93 |
0,85 |
0,88 |
|
|
16 |
56 |
0,84 |
0,89 |
0,8 |
|
0,84 |
|
20 |
70 |
0,75 |
0,81 |
0,7 |
|
0,77 |
|
30 |
104 |
0,55 |
0,63 |
0,45 |
0,57 |
|
|
40 |
139 |
0,34 |
0,45 |
0,2 |
|
0,38 |
|
Пр и м е ч а н и е . |
При проценте армирования |
более |
0,1 и |
ме |
|||
нее 0,3 |
коэффициенты тя„ определяются |
по интерполяции. |
|
Для квадратной сетки из арматуры сечением fa с раз мером ячейки С при расстоянии между сетками по вы соте S:
= |
ЮО, |
(27) |
Ѵ'а ’и Ѵк—‘.соответствующие объемы арматуры и кладки;
Ф— коэффициент продольного изгиба, принимает ся по табл. 31.
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 31 |
||
|
Значение коэффициента продольного изгиба |
|
|
|||||
Гибкость |
|
Упругие характеристики кладки |
|
|
||||
х/! |
хт |
1500 |
1000 |
750 |
500 |
350 |
200 |
100 |
4 |
14 |
1 |
I |
1 |
0,98 |
0,94 |
0,9 |
0,82 |
12 |
42 |
0,88 |
0,84 |
0,79 |
0,72 |
0,64 |
0,51 |
0,34 |
30 |
- 104 |
0,53 |
0,45 |
0,39 |
0,32 |
0,25 |
0,17 |
— |
50 |
173 |
0,17 |
0,15 |
0,13 |
0,1 |
0,08 |
0,05 |
—1 |
П р и м е ч а н и е . Коэффициенты ср |
при промежуточных |
величи |
нах гибкостей принимаются по интерполяции.
(Расчет внецеитренно сжатых элементов с сетчатым армированием при малых эксцентрицитетах- (не выходя щих за пределы ядра сечения) производится по формуле
N < |
Ф^а.к-Р |
(28) |
|
1 + п —у
или для прямоугольного сечения
N < |
ФRt .KF |
. (29) |
|
1 |
|||
|
|
где Ra.K < 2 R — расчетное сопротивление сжатию арми рованной кладки при внецентренном сжатии, определяемое при прочности раствора 60 кгс./см2 и выше по формуле
= ^ + |
(30) |
а при прочности раствора менее 50 кгсісм2— по формуле
Ra. к = R + |
2 р. Д?а |
R |
2/о |
(31) |
|
100 |
RbO |
У |
|||
|
|
Каменные конструкции, армированные продольной арматурой и работающие на центральное сжатие, рас считываются по следующей формуле:
|
|
W<cp (0,85tfF + |
tfaFa), |
|
|
(32) |
|
где F — площадь сечения кладки; |
|
|
|
|
|||
Fа — площадь сечения продольной арматуры. |
|
||||||
Расчет внецентренно сжатых |
элементов |
одиночной |
|||||
арматурой |
(при отсутствии арматуры Fa в сжатой зоне) |
||||||
при малых эксцентрицитетах производится по |
формуле |
||||||
|
|
N ^ ± E 3 a . t |
|
|
(33) |
||
где So — статический момент |
площади |
всего |
сечения |
||||
кладки относительно центра |
тяжести |
менее |
|||||
сжатой (или растянутой) арматуры Fa- |
|
||||||
Если -каменные конструкции прямоугольного сечения, |
|||||||
армированные |
продольной |
арматурой, |
внецентренно |
||||
сжаты, то их расчет’производится |
по формулам. При |
||||||
этом должно соблюдаться условие х >- 0,55 hQ: |
|
|
|||||
- |
N |
ф [0,42Rbhl + |
RüF’t (ho- a |
’)] |
|
\0Ч:) |
|
---- ■-------------- ;------:-------------- |
|
90