5.4 Для армирования каменных конструкций в соответствии с сп 63.13330 следует применять:

для сетчатого армирования - арматуру классов А240 и В500;

для продольной и поперечной арматуры, анкеров и связей - арматуру классов А240, АЗОО, В500.

Для закладных деталей и соединительных накладок следует применять сталь в соответствии со СП 16.13330.

Прочностные и деформационные свойства кладки. Характер напряженного состояния. Каменная кладка является неоднородным телом, состоящим из кам­ней, швы между которыми заполнены раствором. Даже при такой простой деформации, как центральное сжатие, напряженное состоя­ние отдельных камней является достаточно сложным.

При экспериментальном исследовании кирпичных столбов, под­вергнутых центральному сжатию, установлена следующая картина разрушения: появление отдельных трещин в кирпичах, примерно параллельных линии действия силы; при дальнейшем увеличении нагрузки появляются новые трещины и происходит их объединение по высоте столба; в дальнейшем столб разделяется сплошными тре­щинами на отдельные вертикальные столбики и происходит разру­шение столба. Следовательно, начало разрушения столба происхо­дит не от сжатия, а от поперечного растяжения. Тензометрические измерения деформации отдельных кирпичей показали, что они под­вергаются изгибу и растяжению. Все это является следствием не­равномерности растворной постели в горизонтальных швах и повы­шенной деформативности раствора. Необходимо отметить сущест­венное влияние прочности кирпичей при изгибе на величину предела прочности кладки.

На основании проведенных исследований установлено, что пре­дел прочности кладок при сжатии зависит: от пределов прочности камня и раствора; формы камня, высоты ряда кладки; качества кладки (однородности растворной постели, толщины швов, перевяз­ки швов и т. д.).

Каменная кладка не является упругим материалом и при воз­действии сжимающих усилий зависимость между напряжениями и относительными деформациями является криволинейной. При мгновенном загружении кладка работает как упругое тело и упругие деформации ε_у=σ/Е_о, где Е_о — начальный модуль упру­гости кладки. Полные деформации кладки ε_к= ε_у + ε_п где ε_п — не­упругие деформации кладки, зависящие от величины напряжений и скорости загружения.

Зависимость между модулем деформации Е = tgφ в любой точке кривой и величиной Е₀ выражается формулой Л. И. Онищика Е = Е₀ (1- σ/1,1R), где σ— сжимающее напряжение в кладке; R — предел прочности кладки при сжатии. _

Зависимость деформаций от напряжений при сжатии каменной кладке.

При напряжениях в кладке σ = (0,3….0,5) R можно пользовать­ся приближенной зависимостью

Е = 0.8Е₀

Величина начального модуля упругости кладки Е₀=α R,

где α — упругая характеристика кладки, принимаемая по табл.

Упругая характеристика α некоторых видов кладок

Вид кладки	Упругая характеристика α
	при марке раствора
	200-24	10	4
Из крупных блоков из тяжелого и крупнопористого бетона на тяжелых заполнителях (ρ =1800 кг/м3) Из крупных блоков из легкого, си­ликатного, автоклавного бетона и	1500 750	1000 750	750 500
крупнопористого бетона на легких
заполнителях Из керамических камней, кирпича глиняного обыкновенного и пустоте-	1000	750	500
лого, легкобетонных камней и легких
бетонных камней Из кирпича силикатного	750	500	350
Примечание. При использовании легких растворов (ρ <1500 кг/мв) величины α следует умножить на k=0,7.

Несущая способность каменных кладок определяется по расчетным сопротивлениям

6. Расчетные характеристики Расчетные сопротивления

6.1 Расчетные сопротивления R сжатию кладки на тяжелых растворах из кирпича всех видов и со щелевидными вертикальными пустотами шириной до 12 мм, пустотностью до 27 % из керамических камней при высоте ряда кладки 50 - 150 мм на тяжелых растворах приведены в таблице 2.

Марка кирпича или камня	Расчетные сопротивления R, МПа, сжатию кладки из кирпича всех видов и керамических камней со щелевидными вертикальными пустотами шириной до 12 мм при высоте ряда кладки 50-150 мм на тяжелых растворах
	при марке раствора									при марке раствора
	200	150	100	75	50	25	10	4	0,2		нулевой
300	3,9	3,6	3,3	3,0	2,8	2,5	2,2	1,8	1,7		1,5
250	3,6	3,3	3,0	2,8	2,5	2,2	1,9	1,6	1,5		1,3
200	3,2	3,0	2,7	2,5	2,2	1,8	1,6	1,4	1,3		1,0
150	2,6	2,4	2,2	2,0	1,8	1,5	1,3	1,2	1,0		0,8
125	-	2,2	2,0	1,9	1,7	1,4	1,2	1,1	0,9		0,7
100	-	2,0	1,8	1,7	1,5	1,3	1,0	0,9	0,8		0,6
75 .	-	-	1,5	1,4	1,3	1,1	0,9	0,7	0,6		0,5
50	-	-	-	1,1	1,0	0,9	0,7	0,6	0,5		0,35
35	-	-	-	0,9	0,8	0,7	0,6	0,45	0,4		0,25

Расчетные сопротивления сжатию кладки из пустотелого керамического кирпича с вертикальными прямоугольными пустотами, из крупноформатных камней, из природного камня, силикатного кирпича, всех видов блоков и т.д. приведены в табл. 2…10 СП.

6.12 Расчетные сопротивления кладки сжатию, приведенные в таблицам 2….10, следует умножать на коэффициенты условий работы γ_с, равные:

а) 0,8 - для столбов и простенков площадью сечения 0,3 м² и менее;

б) 0,6 - для элементов круглого сечения, выполняемых из обыкновенного (нелекального) кирпича, не армированных сетчатой арматурой;

в) 1,1 — для блоков и камней, изготовленных из тяжелых бетонов и из природного камня (ρ> 1800кг/м³);

0,9 - для кладки из блоков и камней из силикатных бетонов классов по прочности вышеВ25;

0,8 - для кладки из блоков и камней из крупнопористых бетонов и из автоклавных ячеистых бетонов;

0,7 - для кладки из блоков и камней из неавтоклавных ячеистых бетонов;

г) 1,15 - для кладки после длительного периода твердения раствора (более года);

д) 0,85 - для кладки из силикатного кирпича на растворе с добавками поташа;

е)для зимней кладки, выполняемой способом замораживания, - на коэффициенты условий работы γ_с1 по таблице 34.

Кладка работает на растяжение значительно хуже, чем на сжатие. Сопротивление осевому растяжению кладки по неперевя­занному сечению определяется только нормальным сцеплением раствора с кирпичом. Разрушение кладки от осевого_растяжения по перевязанному сечению может произойти или по ступенчатому сечению (штрабе) или по сечению 2-2. В первом случае, т. е. при раз­рушении по сечению /—/, прочность определяется каса­тельным сцеплением раствора с камнем только по горизонтальным швам. При разрушении по сечению II—// прочность зави­сит только от прочности на растяжение камня. В расчетные форму­лы при проверке прочности вводятся меньшие величины предела прочности кладки.

Несущая способность кладки при изгибе определяется прочно­стью растянутой, зоны. Опытами установлено, что несущая способ­ность кладки на растяжение при изгибе по перевязанному сече­нию примерно в полтора раза больше, чем сопротивление осевому растяжению. Предел прочности при срезе кладки по неперевязанному сечению равен касательному сцеплению кам­ня с раствором.

Рисунок 3 — Растяжение кладки при изгибе по перевязанному сечению

Рису нок 2 - Растяжение кладки по перевязанному сечению

Рисунок 1 - Растяжение кладки по неперевязанному сечению

6.16 Расчетные сопротивления кладки из сплошных камней на цементно-известковых, цементно-глиняных и известковых растворах осевому растяжению R_b,, растяжению при изгибе R_tb и главным растягивающим напряжениям при изгибе R_tw срезу R_sq, при расчете сечений кладки, проходящих по горизонтальным и вертикальным швам, приведены в таблице 11

6.17 Расчетные сопротивления кладки из кирпича и камней правильной формы осевому растяжению R_t, растяжению при изгибе Rt_b, срезу R_sq, и главным растягивающим напряжениям при изгибе R_tw при расчете кладки по перевязанному сечению, проходящему по кирпичу или камню, приведены в таблице 11.

						Расчетные сопротивления R, МПа , кладки из сплошных
						камней на цементно-известковых, цементно-глиняных и
						известковых растворах осевому растяжению, растяжению
Вид напряженного состояния			Обозначения			при изгибе, срезу и главным растягивающим напряжениям при изгибе при расчете сечений кладки, проходящих по
состояния
						горизонтальным и вертикальным швам
						при марке раствора										при прочности
						50 и выше		25		10			4		раствора (МПа) 0,2
А Осевое растяжение			Rt
1 По неперевязанному						0,08		0,05		0,03			0,01		0,005
сечению для кладки всех
видов (нормальное
сцепление; рисунок 1 )
2 По перевязанному сечению (рисунок 2):
а) для кладки из камней
правильной формы						0,16		0,11		0,05			0,02		0,01
б) для бутовой кладки						0,12		0,08		0,04			0,02		0,01
Б Растяжение при изгибе			Rtb (Rtw)
3 По неперевязанному						0,12		0,08		0,04			0,02		0,01
сечению для кладки всех
всех видов и по косой штрабе (главные растягивающие напряжения при изгибе) 4 По перевязанному сечению (рисунок 3): а) для кладки из камней правильной формы б) для бутовой кладки В Срез 5 По неперевязанному сечению для кладки всех видов (касательное сцепление) 6 По перевязанному сечению для бутовой кладки			Rsq			0,25 0,18 0,16 0,24		0,16 0,12 0,11 0,16		0,08 0,06 0,05 0,08			0,04 0,03 0,02 0,04		0,02 0,015 0,01 0,02
Табл.12
Вид напряженного состояния	Обозна чение	Расчетные сопротивления R, МПа, кладки из кирпича и камней правильной формы осевому растяжению, растяжению при изгибе, срезу и главным растягивающим напряжениям при изгибе при расчете кладки по перевязанному сечению, проходящему по кирпичу или камню, при марке изделия
		200		150	100		75		50		35	25		15			10
1 Осевое растяжение	Rt	0,25		0,2	0,18		0,13		0,1		0,08	0,06		0,05			0,03
2 Растяжение при изгибе и главные растягивающие напряжения	Rtb (Rtw)	0,4		0,3	0,25		0,2		0,16		0,12	0,1		0,07			0,05
ЗСрез	Rsq	1,0		0,8	0,65		0,55		0,4		0,3	0,2		0,14			0,09

7 Расчет элементов конструкций по предельным состояниям первой группы (по несущей способности)