🗊Презентация Каменные конструкции

Лекция №12 Каменные конструкции

Вопросы подлежащие изучению: 1. Сведения о материалах каменных конструкций. Прочность и деформативность каменной кладки. 2. Некоторые сведения о работе каменной кладки. 3. Схема работы каменной кладки на центральное осевое растяжение, срез, изгиб. 4. Расчет сжатых элементов каменной кладки. 5. Виды неармированных каменных кладок. 6. Каменные перемычки. 7. Армокаменные конструкции. 8. Некоторые сведения о статической работе кирпичных стен. 9. Расчет наружных стен жилых зданий на вертикальные нагрузки. 10. Некоторые конструктивные положения по проектирова- нию стен зданий.

Обозначения расчетных параметров каменной кладки: R – расчетная прочность (сопротивление) кладки на сжатие; Ru – предельная прочность кладки (временное сопротивление); Rt – расчетная прочность кладки на осевое растяжение; Rtb – расчетная прочность кладки на растяжение при изгибе; Rsq – расчетная прочность кладки при срезе; α – упругая характеристика кладки; Е0 – модуль упругости кладки при кратковременном действии нагрузки; Ек – модуль упругости кладки при длительном действии нагрузки; G – наименьшее продольное усилие при срезе; f – коэффициент трения по шву кладки, принимаемый 0,7; Аb – площадь сечения кладки брутто; An – площадь сечения кладки нетто.

1. Сведения о материалах каменных конструкций. Прочность и деформативность каменной кладки. Каменные конструкции возводятся из искусственных или природных камней на растворе. Могут быть штучными (≤40 кг) или каменными изделиями, изготавливаемыми в заводских условиях. Природный камень: гранит, песчаник, известняк, ракушечник, туф и др. Искусственный камень: глиняный кирпич (полнотелый и пусто- телый), силикатный кирпич, шлакоблоки, газо-, пенобетонные блоки и др. Каменные изделия – блоки из бетона, кирпича, керамических или природных камней, вибропанели, бетонные панели и др. Растворы подразделяются по виду вяжущего: цементные, известковые, глиняные, смешанные. В состав входит вяжущее, мелкий заполнитель, вода, специальные добавки. Растворы служат постелью для камней кладки с целью равно- мерного распределения давления, осуществляют связь между камнями, препятствуя расслаиванию кладки, уменьшают продуваемость и влагопроницаемость.

Прочность камня и раствора характеризуется марками, которые представляют собой временное сопротивление сжатию (М4÷М1000). Наибольшее распространение получили камни (кирпичи) марки М50÷М150. Растворы – марки М4÷М100. Камни по морозостойкости: Мрз 10÷300 (количество циклов попеременного замораживания и оттаивания). Прочность кладки зависит от: - прочности камня; - прочности раствора; - размеров и формы камня; - толщины горизонтальных швов; - возраста и качества кладки.

5. Виды неармированных каменных кладок Основное требование, которому должна удовлетворять камен-ная кладка, – монолитность, обеспечиваемая сцеплением камней с раствором и перевязкой камней в горизонтальных рядах. Сплош-ная кладка применяется в несущих конструкциях нижних этажей многоэтажных зданий. При сплошной кладке применяют цепную (однорядную) и многорядную системы перевязки кладки (рис. 5.1). Средняя толщина вертикальных швов кладки 10 мм, горизонталь-ных швов 10…12 мм (≤15 мм). Облегченная (многослойная) кладка – это когда часть основ-ного материала кладки заменяют теплоизоляционными материа-лами меньшей прочности. Применяют кладки с теплоизоляторами, расположенными снаружи или внутри стены (рис. 5.2, а, б); колод-цевые кладки с вертикальными и поперечными кирпичными стен-ками и плитным утеплителем внутри стены (рис. 5.2, в, г), колод-цевые кирпично-бетонные кладки (д), кладки с уширенным швом, заполненным теплоизолятором (е).

Кладку стен из блоков: крупных бетонных, природного камня, керамических камней выполняют с соблюдением правил перевязки вертикальных швов. Применяют в конструкциях ленточных фунда-ментов, стен подвалов, цоколей (бетон класса В10 и выше). Кладку стен из блоков: крупных бетонных, природного камня, керамических камней выполняют с соблюдением правил перевязки вертикальных швов. Применяют в конструкциях ленточных фунда-ментов, стен подвалов, цоколей (бетон класса В10 и выше). Наружные стены из крупных блоков (бетонных, кирпично-бетонных из бетона класса В5 и выше) выполняют с перевязкой швов по следу-ющим системам разрезки: двухрядная разрезка поля стены с использо-ванием трех типов блоков: простеночного, подоконного и перемычеч-ного (рис. 5.3, а, б). Применяют также многорядные разрезки при делении на простеночные и поясные блоки (рис. 5.3, в). Панели из керамического кирпича и камней (рис. 5.4): однослойные и многослойные; панели наружных и внутренних стен; несущие, само-несущие, навесные. Применяется кирпич керамический и силикатный, керамические камни М75….М300 и раствор М75…М200, жесткие плиты из стекло-, минеральной ваты, блоки из пористых пластмасс, фибро-лит, ячеистый бетон. Жесткость и устойчивость кладки из панелей достигают соединением наружных и внутренних панелей м/у собой и с перекрытиями стальными связями, привариваемыми к закладным деталям в панелях, а также заполнением раствором вертикальных и горизонтальных швов.

7. Армокаменные конструкции Каменные конструкции, усиленные арматурой. Применяют 3 типа усиления каменной кладки арматурой: - однорядное; - поперечное (см. рис.1); - продольное (см. рис.2). Однорядное – в стенах, когда имеются неоднородные просадочные грунты, может иметь место неравномерная осадка. Применяется в сейсмических районах, при динамических нагрузках, реконструкции. Монолитные пояса жесткости. Поперечное – для увеличения несущей способности столбов и простенков, при небольших эксцентриситетах. Продольное – при больших эксцентриситетах, т.е., при работе кладки на сжатие с изгибом.

Расчет армокаменной кладки с поперечной арматурой При расчете условно центрально нагруженных каменных конструкций применяется следующий алгоритм:

8. Некоторые сведения о статической работе кирпичных стен Основные положения Конструктивные схемы зданий принято подразделять на: 1 - жесткие; 2 - упругие. Примером упругой конструктивной схемы являются одноэтажные здания. Жилые здания средней этажности относят к жестким пространственным системам. Жесткость зданий обеспечивается поперечными стенами, перекрытиями, ядрами лестничных клеток, лифтовых шахт. Нагрузки на здания разделяют по различным признакам, в т.ч., на вертикальные и горизонтальные (ветровые). В жилых зданиях средней этажности горизонтальные ветровые нагрузки не оказывают существенного влияния на несущую способность; они являются второстепенными по сравнению с вертикальными нагрузками. Вертикальные нагрузки: а) собственный вес конструкций; б) оборудование, мебель и т.п.; в) люди.

9. Расчет наружных стен жилых зданий на вертикальные нагрузки 1.Стена представляет собой неразрезной многопролетный вертикальный элемент, где опорами служат перекрытия. 2. В целях упрощения расчета стену расчленяют на однопролетные элементы равной высоте 1 этажа с шарнирными опорами в уровне перекрытия. 3. Расчетные сечения стен принимаются в уровне 1-го этажа, где суммарные нагрузки имеют наибольшую величину. Учитывается, что стена ослаблена проемами. 4. Нагрузка от перекрытия в уровне рассчитываемого 1-го этажа прикладывается с фактическим эксцентриситетом е, а остальная вертикальная нагрузка от вышележащих этажей перераспределяется и потому ее прикладывают в центр тяжести сечения (см. узел А).

5. Расчетное сечение стены в итоге испытывает внецентренное сжатие. Расчетный эксцентриситет определяют из условия Прочность кладки определяют по формулам внецентренного сжатия.

10. Некоторые конструктивные положения по проектированию стен зданий 1. Кладку стен из кирпича подразделяют на 4 группы, в зависимости от марок камня и раствора, состава раствора, условий работы кладки новых и эксплуатируемых зданий (см. табл. 1).

2. Поперечные стены в здании располагают с промежутками, которые принимаются в зависимости от группы кладки стен и типа междуэтажных перекрытий (см. табл. 2).

3. Гибкость стен определяется отношением , которое не должно превышать величину, указанную в табл. 3.

4. Температурно-усадочные швы в здании устраивают в том случае, если протяженность стен превышает величины, указанные в табл. 4 (выборка для одного значения t). . Соблюдение указанных правил обеспечит жесткость здания, исключит появление перекосов в конструкциях, трещин в стенах и потолках.