1.5. Міцність кладки при центральному стисканні

Границя міцності всіх видів кладок при короткочасному центральному стисканні визначається за формулою професора Л.І.Онищика, яка має вигляд

(МПа), (1.1)

де R_u – границя міцності кам’яної кладки при стисканні;

R₁ – границя міцності каменів при стисканні;

R₂ – границя міцності розчину (кубикова міцність);

A – коефіцієнт конструктивної міцності кладки (конструктивний

коефіцієнт), що визначається за формулою

. (1.2)

Коефіцієнт А характеризує максимально можливу міцність кладки. Так, із формули (1.2) при R₂ → ∞ випливає, що R_u = AR₁, а оскільки коефіцієнт A < 1, то міцність кладки завжди менша міцності каменів.

Коефіцієнти залежать від виду кладки і визначені на підставі експериментальних даних (табл. 1.2).

При визначенні міцності кладки із повнотілих легкобетонних крупних блоків приймається коефіцієнт А = 0,8 , а із крупних блоків важкого бетону - А = 0,9.

Якщо міцність цегли на згин менша за передбачену ДСТУ Б В.2.7.-61-97, то конструктивний коефіцієнт А визначається за формулою

, (1.3)

де R_ub – міцність цегли при згині.

Таблиця 1.2

Значення коефіцієнтів .

Кладка
Цегляна(висота ряда від 5 до 15 см) і із крупних цегляних блоків	0,20	0,30	1,25	3,0
Із повнотілих каменів правильної форми (висота ряда 18 … 29см)	0,15	0,30	1,10	2,5
Те саме, із порожнистих каменів	0,15	0,30	1,50	2,5
Із каменів неправильної форми	0,20	0,25	2,50	8,0

Коефіцієнт враховується при використання розчину низьких марок (25 і нижче). Ці коефіцієнти приймають рівними при:

R₂ > R_2,1 γ = 1;

R₂ < R_2,1 . . (1.4)

Для кладки із цегли і каменів правильної форми R_2,1 = 0,04 R₁ і γ₀ = 0,75, а для кладки із каменів неправильної форми - R_2,1 = 0,08 R₁ і γ₀ = 0,25.

Формула (1.1) використовується для випадків, коли якість кладки відповідає рівню масового будівництва, а розчини відповідають вимогам ДСТУ Б В.2.7-23-95. Якщо ці умови не дотримуються то вплив різних факторів ураховується шляхом введення в формулу (1.1) додаткових коефіцієнтів

Границя міцності кладки та бетону залежать від тривалості дії навантаження. Границею тривалого опору кладки і бетону R_g вважається максимальне напруження, яке кладка і бетон можуть витримати необмежений час без руйнування. Для цегляної кладки на міцних розчинах марок 50 і вище орієнтовно приймають R_g = 0,8 R_u, марок 10 і 25 – R_g= 0,7 R_u, а для кладок на вапняному розчині - R_g= 0,6 R_u. Для важкого бетону приймають R _g= (0,80 … 0,85) R_u.

1.6. Міцність кладки на розтягання та зрізання

При розтяганні і згині кладка частіше руйнується внаслідок порушення зчеплення між розчином і каменем. При застосуванні слабких розчинів руйнування може відбуватися по розчину в швах. При міцному розчині і хорошому зчепленні його з каменем, який має низьку міцність, руйнування може відбутися по каменю. Частіше руйнування відбувається внаслідок порушення зчеплення на одних ділянках або розриву каменю чи розчину на інших.

Міцність зчеплення залежить від багатьох факторів: міцності, складу і консистенції розчину; віку розчину в момент використання, температурно-вологісного режиму твердіння розчину в кладці; абсорбційних властивостей каменів; площини контакту розчину з каменями; віку кладки та інших. Кожен з цих факторів може суттєво впливати на міцність зчеплення, а тому для кожного виду кладки вона встановлюється експериментальним шляхом.

Р озтяг кладки може відбуватися по неперев’язаному і по перев’язаному швах. По неперев’язаному шву руйнування відбувається, коли навантаження q діє перпендикулярно до горизонтальних швів (рис. 1.6а). Границя міцності в цьому випадку визначається нормальним зчепленням розчину з каменем S (перпендикулярним до площини горизонтальних швів).

По перев’язаному шву руйнування при розтяганні відбувається, коли q діє паралельно горизонтальним швам (рис. 1.6б). В цьому випадку границя міцності визначається дотичним зчепленням розчину з каменем T (паралельним площині горизонтальних швів). На підставі численних дослідів з урахуванням різних факторів встановлено, що дотичне зчеплення в 2 і більше разів перевищує нормальне зчеплення, T ≥ S.

Зрізання кладки може також відбуватися по неперев’язаному і по перев’язаному шву (див. рис. 1.6в і 1.6д). В першому випадку границя міцності визначається дотичним зчепленням T, а в другому – нормальним S.