Растяжение кладки по неперевязанному сечению

В большинстве случаев трещина при растяжении кладки по неперевязанным сечениям проходит по плоскости соприкосновения камня и раствора в горизонтальных швах, когда предел прочности определяется нормальным (т.е. перпендикулярным плоскости шва) сцеплением между камнем и раствором, или по раствору, когда предел прочности раствора при растяжении оказывается меньше сцепления.

Сцепление между камнем и раствором и сопротивление раствора в швах каменной кладки растяжению зависят от клеящей способности раствора и от полноты соприкосновения раствора с камнем.

Последние же определяются многими факторами, среди которых назовем следующие:

предел прочности, состав, подвижность и водоудерживающая способность раствора;
конструкция камня, его способность всасывать воду, состояние поверхности камня, соприкасающейся с раствором;
режим твердения (влажность и температура);
возраст раствора при кладке и в момент испытания и др.

Большая усадка цементных растворов в кладке вызывает значительные усадочные напряжения, отрывающие на отдельных участках соприкосновения раствор от камня, что часто сводит на нет высокую клеящую способность таких растворов.

По мере повышения содержания в смешанном растворе извести или глины, что ведет к увеличению его водоудерживающей способности, снижаются усадочные деформации в кладке; усадочные деформации снижаются также с увеличением в растворе песка. Однако увеличение количества песка и извести или глины приводит к снижению клеящей способности раствора. Таким образом, для достижения высокого сцепления должно быть подобрано оптимальное содержание в растворе цемента, пластификатора и песка.

Большое значение для сцепления имеют подвижность раствора и способность камня всасывать воду. Так, например, установлено, что увлажнение сухого обожженного кирпича, имеющего водопоглощение 12—14%, до влажности 4—8% при кладке его и применение растворов с повышенным содержанием воды (с осадкой стандартного конуса 12 см и более) повышает прочность сцепления раствора с кирпичом в 2—3 раза (рис. 1). Увлажнение кирпича с низкой водопоглощаемостью, равно как и при применении чисто известковых растворов, нецелесообразно, так как оно снижает сцепление.

сцепление в кирпичной кладке

Рис. 1. Нормальное сцепление в кирпичной кладке на цементно-известковом растворе

в зависимости от влажности кирпича пластического прессования

(1 — для раствора с осадкой конуса 12-13 см, 2 — то же, но 7-9 см,3 — то же, но 3-5 см)

Большего сцепления в кладке можно достигнуть вибрированием ее при изготовлении. В этом случае сцепление в кирпичной кладке может быть доведено до 8—10 кг/см2, в то время как максимальное сцепление, предусматриваемое в нормах проектирования, равно 1,8 кг/см2.

Нормальное сцепление Rнсц в кг/см2 определяется только в зависимости от предела прочности раствора при сжатии Rн2 и примерно соответствует формуле

Rнсц=3/(1+40/Rн2), (1)

причем, как показано на графике рис. 2,а, повышение сцепления Rнсцс возрастанием прочности раствора при Rн2 > 50 кг/см2 не учитывается. Такая несколько грубая оценка прочности сцепления Rнсц вызвана трудностью учета влияния на него всех перечисленных факторов, каждый из которых может существенно изменить величину Rнсц, подсчитанную по формуле (1). В связи с этим нормами запрещено проектирование конструкций, прочность которых определяется только нормальным сцеплением камня и раствора, в том числе и конструкций, работающих на растяжение по неперевязанным сечениям.

Растяжение кладки

Рис. 2. Растяжение кладки

(а — нормальное сцепление в кладке из камней правильной формы, схема к формуле Rнпер = Nнпер/F = уR1,нсц )

Это, однако, не означает, что сцеплением можно не интересоваться при возведении каменных конструкций. Выше уже отмечалось, что даже при осевом сжатии сцепление оказывает некоторое влияние на несущую способность каменной кладки (особенно для высоких элементов); как мы увидим дальше, сцепление имеет существенное значение для прочности кладки при внецентренном сжатии в случае больших эксцентрицитетов, при сдвиге и изгибе. Очень важное значение имеет сцепление для прочности кладки при воздействии на нее динамических и ударных нагрузок от машин, а также сейсмических воздействий при землетрясениях и т.д.

Источник

Растяжение в кладке возможно по неперевязанному и перевязанному сечениям. При растяжении кладки по неперевязанному сечению (рис.6.2) разрушение происходит по плоскости соприкосновения камня и раствора в горизонтальных швах (сечение 1-1). Предел прочности определяется нормальным сцеплением между камнем и раствором. Сцепление определяется клеящей способностью раствора и полнотой соприкосновения раствора с камнем. На сцепление также влияют прочность, состав, подвижность и водоудерживающая способность раствора, вид камня, режим твердения раствора, квалификация каменщика. Кроме этого большое влияние оказывает усадка цементного раствора, которая приводит к отрыву камня на отдельных участках. Сцепление может быть повышено вибрированием кладки.

Рис. 6.2. Растяжение кладки по неперевязанному сечению

При неперевязанном сечении (рис.6.3) кладка чаще разрушается по раствору (сечение 2-2), реже по кирпичу (сечение 3-3). Обычно трещина проходит по горизонтальным и вертикальным швам. Предел прочности определяется касательным сцеплением раствора с камнем. Касательное сцепление раствора с камнем примерно вдвое больше нормального.

Рис. 6.3. Растяжение кладки по перевязанному сечению

В своде правил [16] приведены также расчетные сопротивления кладки при изгибе и срезе. Расчетное сопротивление кладки по перевязанному сечению, проходящему по камню, приведены в табл.6.2. Расчетные сопротивления кладки из сплошных камней на цементно-известковых, цементно-глиняных и известковых растворах осевому растяжению, растяжению при изгибе, срезу и главным растягивающим напряжениям при изгибе при расчете сечений кладки, проходящих по горизонтальным и вертикальным швам приведены в табл.6.3.

Таблица 6.2

Расчетные сопротивления R по сечению, проходящему по кирпичу или камню

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
Вид напряженного состояния	Обозна чение	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
3. Срез	Rsq	1,0	0,8	0,65	0,55	0,4	0,3	0,2	0,14	0,09

Таблица 6.3

Расчетные сопротивления R при расчете сечений кладки, проходящих по горизонтальным и вертикальным швам

Вид напряженного состояния	Обозначения	Расчетные сопротивления R,МПа
		при марке раствора				при прочности раствора (МПа) 0,2
		50 и выше	25	10	4	при прочности раствора (МПа) 0,2
А. Осевое растяжение 1. По неперевязанному сечению (нормальное сцепление рис.6.2) 2. По перевязанному сечению (рис. 6.3) для кладки из камней правильной формы	Rt	0,08	0,05	0,03	0,01	0,005
	Rt	0,16	0,11	0,05	0,02	0,01
Б. Растяжение при изгибе 3. По неперевязанному сечению для кладки всех видов и по косой штрабе (главные растягивающие напряжения при изгибе) 4. По перевязанному сечению): а) для кладки из камней правильной формы	Rtb (Rtw)	0,12 0,25	0,08 0,16	0,04 0,08	0,02 0,04	0,01 0,02
В. Срез 5. По неперевязанному сечению для кладки всех видов (касательное сцепление)	Rsq	0,16	0,11	0,05	0,02	0,01

Деформативность каменной кладки

Каменная кладка является упругопластическим телом. Под нагрузкой деформации кладки складываются из упругой и неупругой составляющих. При длительном действии нагрузки проявляются неупругие деформации. В основном они возникают за счет деформации ползучести в растворных швах. Кладка работает упруго при небольших напряжениях, в этот период ее деформативность характеризуется начальным модулем упругости (рис.6.4). Начальный модуль упругости кладки при сжатии соответствует упругим деформациям, возникающим при мгновенном загружении. Геометрически он определяется как тангенс угла наклона прямой упругих деформаций Е0 = tga0.

Рис.6.4. Схема для определения модуля деформация

1 – прямая упругих деформаций; 2-касательная; 3-секущая

Beличина E0 определяется по формуле

E0=a Rи, (6.1)

где a — упругая характеристика кладки, зависящая от марки раствора и вида кладки; Ru — временное сопротивление (средний предел прочности) сжатию кладки.

Ru определяется по формуле

Ru= kR, (6.2)

где k — коэффициент, принимаемый для кирпича и камней всех видов равным 2; R- расчетные сопротивления сжатию кладки, принимаемые по табл. 6.1.

Модуль полных деформаций кладки является величиной переменной, геометрически он определяется как тангенс угла наклона касательной к кривой «s- є» в точке с заданным напряжением Etan= tga1.

Для упрощения расчета принимают значение секущего модуля

E=s/є= tga. При расчете конструкций по прочностиЕ = 0,5Е0,

При определении деформаций кладки от продольных или поперечных сил, усилий в статически неопределимых рамных системах, в которых элементы конструкций из кладки работают совместно с элементами из других материалов

Е = 0,8Е0, (6.3)

где Е0— модуль упругости (начальный модуль деформаций) кладки.

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.

Растяжение кладки по неперевязанному сечению

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.

Растяжение кладки по неперевязанному сечению 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

Растяжение кладки по неперевязанному сечению по
перевязанному сечению

Растяжение кладки по неперевязанному сечению

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.

Растяжение кладки по неперевязанному сечению 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

Растяжение кладки по неперевязанному сечению

Растяжение кладки по неперевязанному сечению Если
,
то продольного изгиба нет.Расчетные
сечения простенка:

I Растяжение кладки по неперевязанному сечению -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

Растяжение кладки по неперевязанному сечению 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 Растяжение кладки по неперевязанному сечению .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 Mб19Метали курсач №2 Макс готов! бля.dwg
#
#

Источник