Работа каменной кладки на растяжение

Материалы для каменной кладки

К искусственным каменным материалам относят кирпичи керамический и силикатный полнотелые и пустотелые, керамические и силикатные камни пустотелые и камни бетонные и гипсовые стеновые

Полнотелый керамический кирпич имеет размеры 250х120х65 мм и модульный (утолщенный) — 250х120х88 мм, масса кирпича 3,6…5 м. Плотность 1,6…1,8 т/м3, марки кирпича 75, 100, 150, 200, 250 и 300, водопоглощение до 8%. Кирпич изготовляют пластическим пpeccoванием с последующим обжигом. Основной недостаток — высокая теплопроводность.

Пустотелый, пористый и дырчатый кирпичи имеют при тех же размерах в плане высоту 65, 88, 103 и 138 мм (в 1,25, 1,5 и 2 раза большую высоту по сравнению с полнотелым кирпичом), меньшую плотность — 1,35…1,45 т/ м3. Марки кирпича — 75, 100 и 150. Применение этой разновидности кирпичей позволяет уменьшить массу стеновых изделий до 30%.

Силикатный кирпич применяют для стен с относительной влажностью не более 75%, марки кирпича — 75, 100 и 150. Кирпич изготовляют посредством прессования сырьевой смеси извести и кварцевого песка и последующей автоклавной обработки.

Керамические и силикатные пустотелые камни имеют размеры: (обычные — 250х120х 138 мм, укрупненные — 250х250х138 мм и модульные — 288х38х138 мм. Толщина камня соответствует двум кирпичам, уложенным на постель, с учетом толщины шва между ними. Поверхность камней бывает гладкой и рифленой.

Камни бетонные и гипсовые стеновые выпускают сплошными пустотелыми. Их изготовляют из тяжелых, облегченных и легких бетонов и гипсобетона с размерами 400х 200х200 мм, 400х200х90мм и массой до 35 кг.

2. На прочность кладки при сжатии влияют многие факторы, а именно:

а) прочность камня, б) размеры камня, в) правильность формы камня, г) наличие пустот в пустотелых камнях, д) прочность раствора, е) удобоукладываемость (подвижность) раствора при его применении, ж) упруго-пластические свойства (деформативность) затвердевшего раствора, з) качество кладки, и) перевязка кладки, к) сцепление раствора с камнем, л) степень заполнения вертикальных швов кладки.

Формула онищенко для определения прочности кладки при сжатии

ПРОЧНОСТЬ КЛАДКИ ПРИ РАСТЯЖЕНИИ, СРЕЗЕ И ИЗГИБЕ

Каменная кладка в зависимости от направления действующих усилий при работе на растяжение, изгиб и срез может разрушаться по неперевязанному или перевязанному сечению. Разрушение по неперевязанному сечению происходит по горизонтальному шву кладки ( 14.6,о), а по перевязанному сечению — либо по ступенчатому сечению ( 14.6,6, сечение 1—/), либо по плоскому сечению, пересекающему камни и вертикальные швы (

При изгибе кладка испытывает, с одной стороны, сжатие и, с другой, — растяжение. Здесь, так же как при осевом растяжении, возможна работа по неперевязанным ( 14.7,6) и перевязанным сечениям ( 14.7,а), Так как прочность кладки при сжатии значительно выше (в 10—20 раз), чем при растяжении, то временное сопротивление кладки при изгибе определяется ее работой в растянутой зоне. Возникающие здесь напряжения называют также главными растягивающими напряжениями Ягл при изгибе. Из опытов установлено, что временное сопротивление кладки растяжению при изгибе RpM по неперевязанному сечению в среднем в 1,5 раза больше сопротивления кладки осевому растяжению:

4. Расчет центрально сжатых элементов по несущей способности

По несущей способности производят при равномерном распределении напряжений по сечению по следующей формуле:

(9)

где N – расчетная продольная сила;

mg – коэффициент, учитывающий снижение несущей способности вследствие ползучести кладки;

— коэффициент, учитывающий снижение несущей способности элемента за счет продольного изгиба, зависящего от гибкости элемента и упругой характеристики кладки ;

А – площадь поперечного сечения элемента

— отношение расчетной длины к радиусу инерции сечения

— для прямоугольного сечения (h – наименьший размер сечения)

Дата добавления: 2017-04-15; просмотров: 2003 | Нарушение авторских прав | Изречения для студентов

Читайте также:

Рекомендуемый контект:

Поиск на сайте:

Источник

При
работе кладки на растяжение потеря
несущей способности вызвана нарушением
сцепления между р-ром и кирпичом.Величина
сцепления зависит от прочности и усадки
кладочного р-ра. Сцепление тем больше,
чем больше прочность р-ра и чем меньше
его усадка.Усадка увеличивается с
увеличением количества вяжущего, поэтому
очень прочные р-ры имеют небольшое
сцепление с камнем.

Сцепление
также зависит от скорости поглощения
воды камнем. При быстром поглощении
сцепление нарушается, поэтому перед
укладкой кирпич смачивается, либо
применяются жидкие р-ры.

Различают
нормальное и тангенсальное сцепление.
Нормальное сцеплениеS
– это сопротивление шва разрыву.

Работа каменной кладки на растяжение

Тангенсальное
(касательное) Т – это сопротивление шва
сдвигу.

Поскольку
каменная кладка – это композитный
материал, обладающий неоднородными
св-вами, поэтому сопротивление кладки
изгибу, растяжению и срезу будет зависеть
от взаимного расположения действующих
усилий и линий швов, т.е. рассматривают
работу кладки по неперевязанному
сечению.Работа кладки на растяжение.

Растяжение
по перевязанному сечению

При
работе кладки на растяжение по
неперевязанному сечению разрушения
происходят по ступенчатому сечению,
поэтому на несущую способность влияет
как нормальное так и тенгенсальное
сцепление.

Работа каменной кладки на растяжение Растяжение
по неперевязанному сечению

При
работе кладки на растяжение по
неперевязанному сечению несущую
способность будет определять нормальное
сцепление. Работа кладки на растяжение
по неперевязанному сечению не допускается.

Работа
кладки при изгибе

по
неперевязанному сечению

Работа каменной кладки на растяжение по
перевязанному сечению

Работа каменной кладки на растяжение

Прочность
кладки при изгибе по перевязанному
сечению больше прочности кладки по
неперевязанному сечению.

Сопротивление
кладки при изгибе в среднем в 1,5 раза
больше, чем сопротивление кладки срезу
по неперевязанному сечению, равного
тангенсальному сцеплению.

46.
Деформации кладки при сжатии. Основные
положения расчета каменных конструкций.
Продольный изгиб каменной кладки.Кладка
не является упругим материалом, поэтому
ее общие относительные деформации будут
определяться: ,
– это упругая часть относ. деформаций.

– пластическая часть относ.деформаций.Части
относ.деформаций могут соотноситься в
равных долях или упругая часть может
быть больше пластических. Диаграмма
напряжения деформации каменной кладки
при сжатии.

Работа каменной кладки на растяжение Упругая
деформация исчезает после снятия
нагрузки, а пластическая
сохраняется.Пласт.деформации обусловлены
уменьшением объема растворного шва
(сокращение объема пор и сжатия твердого
геля), а также наличием трещин.Пласт.
деформации с ростом нагрузки увеличиваются
и кривая зависимости
приобретает криволинейный вид.Начальный
модуль упругости кладки Е0
– это модуль, соответствующий упругой
работе конструкции, и это есть tg
угла наклона упругой линии к горизонту.
.начальный
модуль упругости определяется как:
,Где

– это упругая характеристика каменной
конструкции, зависящая от вида камня,
марки р-ра и временного сопротивления
сжатию кладки Ru,
,Где
k
– коэф, зависящий от вида камня,R
– это расчетное сопротивление кладки.При
увеличении напряжений модуль упругости
начинает снижаться и носит название
модуля деформации – Е.Модуль деформации
при напряжении
– это tg
угла наклона секущей, проходящей через
точку пересечения линии соответствия
напряжению
с кривой
и через начало координат к линии
горизонта.

С
увелич.напряжения упругие характеристики
будут снижаться, т.е. значение Е будет
уменьшаться.Основные
положения расчета каменной кладки.Каменные
конструкции рассчитывают по двум группам
предельных состояний: 1 группа – расчет
на прочность и устойчивость, выполняемый
на действие расчетных нагрузок.2 группа
– расчет на трещиностойкость и
деформативность, выполняемый на действие
нормативных нагрузок.Прочность и
устойчивость каменных конструкций
должна выполняться на периоды эксплуатации,
возведения конструкций, в стадии
оттаивания зимней кладки.Прочность
кладки характеризуется расчетным
сопротивлением R,
которое зависит от марки камня, вида
камня и марки р-ра.Расчетное сопротивление
принимается в расчетах с учетом коэф-та
условия работы .Кирпичная
кладка относится к упругопластическому
материалу.Модуль деформаций при расчете
по 1-ой группе предельных состояний
Е=0,5Е0.При
расчете по 2-ой группе предельных
состояний Е=0,8Е0;
модуль сдвига G=0,4Е0.По
степени пространственной жесткости
здания различают:1.С
жесткой конструктивной схемой.Это
жилые или общественные здания. Их
покрытия и перекрытия считаются жесткими.
Стена или столб такого здания представляет
собой вертикальную неразрезную балку,
с неподвижными шарнирными опорами,
которыми являются перекрытия и покрытия.

Допускается
с целью упрощения расчета стены и столбы
считать расчлененными по высоте на
отдельные стержни с расположением опор
в уровне перекрытий и покрытий.Расчетным
элементом стены с пролетами является
простенок – самый нагруженный и самый
узкий, а без пролетов часть стены шириной
1 м.Поскольку самыми нагруженными
каменными конструкциями являются стены
и столбы нижних этажей, то в целях
повышения их нес.способности повышают
марку материалов, увеличивают размеры
сечения или вводят армирование на данном
участке.2.С
упругой конструктивной схемой.Конструкции
этих зданий рассчитывают как раму,
стойками которой являются стены и
столбы, жестко защемленные в фундаменте
и шарнирно сочлененные с покрытием и
перекрытием.

Продольный
изгиб каменной кладки. Влияние продольного
изгиба учитывается введением коэффициента
продольного изгиба ,
зависящего от упругой х-ки
и гибкости λ,;
,l0
– это расчетная длина,i
– радиус инерции сечения.Прогиб в сжатых
элементах увеличивается во времени в
результате ползучести мат-ла, что
приводит к снижению несущей способности
конструкции. Это явление учитывается
введением коэф-та mg,Расчетная
схема простенка

Работа каменной кладки на растяжение

Работа каменной кладки на растяжение Если
,
то продольного изгиба нет.Расчетные
сечения простенка:

I Работа каменной кладки на растяжение -I
– характерен наличием местной сжимающей
нагрузки,II-II
– характерен уменьшением сечения,III-III
– характерно увеличением нагрузки от
собственного веса и увеличением
сечения,IV-IV
– характерно max
величиной сжимающей силы.Расчетная
схема столба

48.
Расчет кладки на центральное сжатие,
местное сжатие (смятие) и внецентренное
сжатие.Центр.сжатие
встречается
редко и возможно, если эксцентриситет
сжимающей силы мал и им можно пренебречь,
т.е.

На
центр.сжатие работают тяжело нагруженные
столбы, к кот.нагрузка прикладывается
через центрирующие прокладки (ж.б. или
бетонные подушки).Расчет на центр. сжатие
выполняется из условия прочности по
ф-ле:

Местное
сжатие (смятие) наблюдается
при действии сжимающей нагрузки на
ограниченной S.
В этом случае в работу вовлекаются
смежные участки каменной конструкции,
которые будут сдерживать поперечные
деформации, увеличивая сопротивление
кладки, т.е. возникает эффект обоймы.Расчет
на смятие производится из условия
прочности по ф-ле:

– это коэффициент полноты эпюры давления
местной нагрузки.

–это расчетное сопротивление кладки
при местном сжатии:

—коэффициент,
зависящий от материала кладки и
действ.нагрузок (схемы загружения и
состава загружения),—
площадь местного сжатия (загружения)

— это расчетная площадь рассматриваемого
сечения, зависит от условий опирания
выше расположенных конструкций и
определяется по следующим правилам:1.Нагрузка
действует на участок в пределах между
краями ;

2.Нагрузка
приложена на краевой участок стены

3.Нагрузка
передается от ряда балок:А) если

Работа каменной кладки на растяжение Б)

При
опирании изгибаемых элементов на грань
стены может происходить поворот опорного
сечения, что в свою очередь приведет к
уменьшению площади опирания, поэтому
расчетная величина заделки изгибаемого
элемента в стену не должна превышать
200мм.

Нагрузка
N
– это местная нагрузка, N0
– основная нагрузка.

Если
величина местной нагрузки N
больше 100кН, то укладывают опорные
распределительные плиты, подушки или
выполняют пояс, который располагается
в уровне опирания изгибаемого элемента.При
одновременном действии местной и
основной нагрузок следует выполнять 2
расчета:

1 Работа каменной кладки на растяжение .На
действие только местной нагрузки 2.На
совместное действие местной и основной
нагрузок.Внецентренное
сжатие.(работают
стены, столбы, стены подвала и карнизные
участки стены).При внецентр.сж.на элемент
одновременно действуют: сжимающая сила
N
и изгибающий момент M=N*e0.Если
к элементу приложено несколько сил и
моментов, то выполняется замена на их
равнодействующие.

Эксцентриситет
е0
от действия продольной силы N
принимается относительно центра
тяж.сеч.элемента до края элемента.
Нес.способность внецентр.сж.элемента
проверяется по ф-ле:

—это
коэффициент продольного изгиба при
внецентренном сжатии:
Где —коэффициент
продольного изгиба при центральном
сжатии;
– коэффициент продольного изгиба сжатой
части элемента, зависящий от

—это
экспериментальный коэффициент,
учитывающий увеличение расчетного
сопротивления R
при приведении действительной эпюры
сжимающих напряжений к условной,
симметричной относительно действия
силы.

Ас
– площадь сжатой зоны сечения

Соседние файлы в папке додому…жб_1

#
#
#
#
06.02.20162.31 Mб18Метали курсач №2 Макс готов! бля.dwg
#
#

Источник

Прочность каменной кладки зависит в основном от прочности камня (кирпича) и раствора. Порядок определения марок кирпича и раствора по результатам их испытаний, а также виды и способы изготовления изучаются в дисциплине «Строительные материалы».

В настоящем учебнике в дальнейшем рассматривается кладка, выполненная из кирпича, но необходимо иметь в виду, что при применении других каменных материалов расчет выполняется аналогично.

Для кирпичной кладки чаще всего применяют следующие виды кирпичей: глиняные пластического прессования, глиняные полусухого прессования, силикатные. Как известно из курса «Строительные материалы», они могут быть полнотелыми и пустотелыми, одинарными и полуторными. Для кирпичной кладки чаще применяют цементные и цементно-известковые растворы, в которых известь повышает пластичность раствора, но возможно применение и других растворов.

Испытание кирпичной кладки выполняют на кирпичных столбиках, диаграмма работы такого кирпичного столбика на сжатие приведена на рис. 2.8.

В каменной кладке возникают упругие и пластические деформации, что учитывается при расчетах каменных конструкций.

Расчетные сопротивления сжатию каменной кладки приводятся в табл. 2—9 СНиП П-22-81, они зависят от состава каменной кладки: марок кирпича, камней, блоков и марок раствора, а также от высоты ряда кладки и др. Для кирпичной кладки расчетные сопротивления приведены в табл. 2.10.

Диаграмма деформаций каменной кладки при сжатии

Рис. 2.8. Диаграмма деформаций каменной кладки при сжатии:

1 — зона упругих деформаций; 2 — зона пластических деформаций; Ru~ временное сопротивление (средний предел прочности сжатию кладки); tg ф0 = Е0 — модуль упругости (начальный модуль деформации)

Зависимость между модулем упругости каменной кладки EQ и временным сопротивлением Ru принимается по уравнению

Работа каменной кладки на растяжение

где а — упругая характеристика каменной кладки. Упругая характеристика каменной кладки используется при расчетах каменных конструкций (табл. 15 СНиП П-22-81). Для кирпичной кладки значения упругой характеристики выборочно приведены в табл. 5.7.

Таблица 2.10

Извлечение из табл. 2 СНиП 11-22-81

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

Примечание. Расчетные сопротивления кладки на цементных растворах марок от 4 до 50 следует уменьшать, применяя понижающие коэффициенты: 0,85 — для кладки на жестких цементных растворах (без добавок извести) и известковых растворах в возрасте до 3 мес.; 0,9 — для кладки на цементных растворах (без извести или глины) с органическими пластификаторами.

В каменных конструкциях кроме работы на сжатие возможны случаи работы кладки на растяжение, изгиб или срез. Каменная кладка плохо работает на растяжение, при воздействии на нее растягивающих усилий разрушение может происходить по перевязанному сечению или по горизонтальному шву (по неперевязанному сечению). Прочность неперевязанного сечения зависит от прочности раствора. Специально проектировать каменные конструкции, работающие по неперевязанному сечению, запрещено, но подобная работа возникает в каменной кладке при внецентренном сжатии. Несколько лучше каменная кладка работает на растяжение по перевязанному сечению, но, как и работа кладки на изгиб и срез, подобная работа встречается достаточно редко в небольшом числе конструкций (рис. 1, 2, 3 СНиП 11-22-81). Расчетные сопротивления при работе на растяжение, изгиб, срез приводятся в табл. 10, 11, 12 СНиП II-22-81. Ввиду того что подобная работа кирпичной кладки встречается нечасто, соответствующие такой работе схемы и расчетные сопротивления для них в учебнике не приводятся.

Расчетные сопротивления кладки сжатию следует умножать на коэффициенты условия работы ус. Для столбов и простенков площадью сечения 0,3 м2 и менее коэффициент условия работы ус = 0,8. Более подробно см. пп. 3.11, 3.12, 3.13 СНиП П-22-81.

Примеры

Пример 2.1

1. Необходимо найти расчетные сопротивления сжатию следующих материалов:
- • сталь С245 с толщиной проката от 2 до 20 мм;
- • цельная древесина, брус из сосны 2-го сорта с размерами сечения 20 х 20 см;
- • кирпичная кладка из кирпича глиняного пластического прессования Ml00 на цементно-известковом растворе М75;
- • тяжелый бетон класса В20 при стандартных условиях твердения;
- • стержневая горячекатаная арматура класса А400 диаметром от 6 до 40 мм.
2. Сравнить и оценить расчетные сопротивления сжатию для указанных материалов.

Решение

Находим расчетные сопротивления сжатию:

• для стали см. табл. 2.2 (табл. 51*СНиП 11-23-81*): R = 240 МПа;
• для бруса см. табл. 2.4 (табл. 3 СНиП Н-25-80): Rc = 15 МПа;

• для кирпичной кладки см. табл. 2.10 (табл. 2 СНиП 11-22-81): R= 1,7 МПа;
• для бетона см. табл. 2.6 (табл. 5.2 СП 52-101-2003): Rb = = 11,5 МПа;
• для стержневой арматуры см. табл. 2.8 (табл. 5.8 СП 52-101- 2003): R= 355 МПа.

Составим сравнительную таблицу расчетных сопротивлений рассмотренных материалов (табл. 2.11).

Таблица 2.11

Сравнительная таблица расчетных сопротивлений

Материал Расчетное’^»‘-^^ сопротивление	Сталь	Древесина	Каменная кладка	Бетон	Арматура
Обозначение	fly	flc	R	Rb	Rs
Величина, МПа	240	15	1,7	11,5	355
Соотношение расчетных сопротивлений: Ry/R Rc/R; R/R Rb/R Rs/R	141,18	8,82	1,0	6,76	208,8

Из таблицы видно, что если расчетное сопротивление кирпичной кладки принять за единицу, то расчетные сопротивления остальных материалов выше: стали в 141,18 раза, древесины в 8,82 раза, бетона в 6,76 раза, арматуры в 208,8 раза. Приведенная таблица справедлива только для материалов, указанных в примере 2.1, но в целом она показательна. Для железобетона не устанавливается расчетных сопротивлений, так как его прочность зависит от совместной работы бетона и арматуры.

Задачи для самостоятельной работы

Задача 2.1. Найдите расчетные сопротивления растяжению для материалов, рассмотренных в примере 2.1.

Задача 2.2. Используя ведомость отпускных цен на строительные материалы одного из региональных центров ценообразования в строительстве по состоянию на август 2008 г., сравните стоимость материалов (табл. 2.12).

Ведомость отпускных цен на строительные материалы

Таблица 2.12

№ п/п	Наименование материала	Единица измерения	Отпускная цена,руб.
1	Сталь прокатная (в среднем)	т	48 238
2	Пиломатериал (обрезная доска)	м3	3500
3	Кирпич керамический М150	тыс. шт.	8670
4	Раствор строительный М100	м3	4472,16
5	Бетон товарный В20	м3	4891
6	Арматура железобетонных конструкций	т	33 000

Примечания:

1. Данные приведены для одного из регионов Урала и могут отличаться отданных других регионов; цены отслеживаются региональными центрами ценообразования, и сведения о ценах представляются ежеквартально.
2. Более правильно сравнивать стоимость не материалов, а конструкций, выполненных из них, при прочих равных условиях.

Источник