Лекции № 2 6

каменные материалы в виде кирпича, камней, мелких и крупных блоков

и панелей, а также облицовочные и теплоизоляционные материалы, строительный раствор, бетон и арматуру.
К природным камням тяжелых пород относятся известняки, песчаники, граниты. Их используют для устройства фундаментов и облицовки.
К природным камням легких пород относятся известняк-ракушечник, туф. Их используют для возведения стен.
В строительстве широко применяют искусственные камни:
кирпич разных видов (глиняный обыкновенный полнотелый, пустотелый, силикатный и пр.);
камни керамические пустотелые;
камни из тяжелого и легкого бетона (сплошные и пустотелые).

емкостных сооружений, столбов, каналов и пр.
Кирпич имеет большую теплопроводность, поэтому

толщина наружных стен при сплошной кладке определяется теплотехническим расчетом и весьма значительна. Несущая способность стен намного превышает допустимую, и кирпич как конструктивный материал используется не полностью.
Для рационального использования материала применяют облегченную и многослойную кладку стен зданий, а также применение других видов кирпича.
Керамические и бетонные камни используют при возведении стен, перегородок, а бетонные камни – для кладки фундаментов и столбов.
Для стен и фундаментов широко применяют крупные блоки и панели. Блоки изготавливают из легкого ячеистого бетона, кирпича, керамических и природных камней.

бетонов (наружные стены);
ввуслойные из кирпича или керамических камней с утеплителем

(виброкирпичные панели);
трехслойные из двух слоев армированного бетона со слоем утеплителя между ними (наружные стены);
сплошные панели из тяжелого бетона (внутренние стены);
однослойные виброкирпичные панели (внутренние стены)

изготовления камней, мелких и крупных блоков, должны удовлетворять требованиям ГОСТ

в части плотности, прочности, морозостойкости и других показателей качества.
Предполагаемый срок службы каменных материалов для наружной части стен и фундаментов и их проектные марки по морозостойкости принимают при проектировании с учетом влажностного режима помещений по указаниям.
Доставляемые на строительство каменные материалы должны иметь заводской паспорт, содержащий сведения о пределе прочности (марке) и морозостойкости, а для легких и теплоизоляционных материалов - и по их плотности (объемной массе). При отсутствии паспорта строительная организация до применения этих материалов должна провести необходимые испытания.

б – кирпич керамический пластического прессования с круглыми пустотами; в

– то же, со щелевидными

а – с поперечными пустотами; б – то же, с продольными пустотами

пустотами, а керамические камни только пустотелыми. Масса кирпича и камней

не должна превышать 4,3 кг. Применение пустотелых кирпича и камней в наружных стенах повышает их сопротивление теплопередаче и позволяет уменьшить толщину стен. Во избежание заполнения сквозных пустот раствором ширина их не должна превышать 12 мм, а диаметр круглых пустот должен быть менее 16 мм.
КИРПИЧ И КАМНИ СИЛИКАТНЫЕ
Кирпич и камни силикатные имеют такие же размеры и массу, как и керамические. Силикатный кирпич толщиной 65 мм изготовляют полнотелым, а утолщенный кирпич - пустотелым или полнотелым с пористыми заполнителями. Силикатные камни изготовляют только пустотелыми с вертикальными круглыми пустотами диаметром 30-32 мм, замкнутыми с верхней стороны.

и рядовые изготовляют из тяжелых и легких бетонов на цементных,

силикатных и гипсовых вяжущих.
БЛОКИ ИЗ ЯЧЕИСТЫХ БЕТОНОВ СТЕНОВЫЕ МЕЛКИЕ
Блоки из ячеистых бетонов стеновые мелкие применяют для кладки стен зданий различного назначения с нормальным температурно-влажностным режимом. Применение блоков в наружных стенах помещений с влажным режимом допускается при условии нанесения на внутренние поверхности стен пароизоляционного покрытия. Применять блоки для наружных стен помещений с мокрым режимом, а также для стен подвалов и цоколей не допускается.
БЛОКИ СТЕНОВЫЕ БЕТОННЫЕ
Применение блоков из ячеистого бетона в наружных стенах помещений с влажным режимом допускается при условии нанесения на внутренние поверхности стен пароизоляционного покрытия. Применение блоков из ячеистого бетона не допускается для стен помещений с мокрым режимом или при средне- и сильноагрессивной степенях воздействия среды на конструкции, а также в стенах цокольного этажа и технического подполья.

марками и классами.
Марка камня устанавливается по значению временного сопротивления сжатию,

а для кирпича и по изгибу с обеспеченностью 0,5.
Согласно СНиП II -22-81 для кладки применяют марки камней:
камни малой прочности М 4, 7, 10, 15, 25, 35, 50;
камни средней прочности (кирпич, керамические, бетонные и природные камни) М 75, 100, 125, 150, 200;
камни высокой прочности (кирпич, природные и бетонные камни) М 250, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 1000.
Марка раствора определяется испытанием на сжатие образцов-кубов размером 70,770,770,7 мм или половинок балочек размером 4040160 мм, полученных после испытания их на изгиб в возрасте 28 дней при температуре твердения 20±2°С.

внецентренному и местному сжатию, изгибу, срезу, растяжению (рис. 26.1).









Рис. 26.1.

Напряженное состояние камня в кладке:
1 – сжатие; 2- растяжение; 3 – изгиб; 4- срез; 5 – местное сжатие
Основная причина разрушения сжатого камня – изгиб и растяжение.

вертикальных трещин, как правило, над и под вертикальными швами, что

объясняется явлениями изгиба и среза камня, а также концентрацией растягивающих напряжений над этими швами.
Первые трещины в кирпичной кладке появляются при нагрузках меньших, чем разрушающие, причем обычно отношение m = Ncrc:Nu тем меньше, чем слабее раствор.
Так для кладок на растворах марок:
50 и выше m = 0,7 - 0,8
10 и 25 m = 0,6 - 0,7
0; 2 и 4 m = 0,4 - 0,6
В кладках из крупноразмерных изделий (например, из некоторых видов высокопустотных керамических камней, камней из ячеистого бетона) наступает хрупкое разрушение, первые трещины появляются при нагрузках 0,85-1 от разрушающей.

влияет на прочность кладки, если она выполняется не реже чем

в каждом шестом ряду.
Однако при кладке, выполняемой в зимних условиях или в сейсмических районах, при большой внецентренности приложения нагрузки и больших местных нагрузках рекомендуется применять цепную перевязку.
В работе каменной кладки на сжатие различают IV стадии.
I стадия (рис. 26.2) – нормальная эксплуатация кладки, когда усилия не вызывают видимые повреждений кладки.

Рис. 26.2. I стадия работы кладки при сжатии

кирпичах. В этой стадии кладка несет нагрузку (60-80% от разрушающей)

и дальнейшего развития трещин при неизменной нагрузке не наблюдается.







III стадия (рис. 26.4) – появление и развитие новых трещин при увеличении нагрузки, которые соединяются между собой, пересекают значительную часть кладки в вертикальном направлении.

Рис. 26.3. II стадия работы кладки при сжатии

Рис. 26.4. III стадия работы кладки при сжатии

нагрузки без дальнейшего ее увеличения вследствие развития пластических деформаций происходит

дальнейшее развитие трещин, расслаивающие кладку на тонкие гибкие столбики.

Рис. 26.5. IV стадия работы кладки при сжатии

Предел прочности всех видов кладок при кратковременном загружении определяется по формуле профессора Л.И. Онищика

камня при сжатии;
R2 - предел прочности раствора (кубиковая прочность).
Коэффициент А

характеризует максимально возможную, так называемую «конструктивную», прочность кладки.
Т.е. при R2 Ru=АR1 (рис. 26.6).
Коэффициент А (конструктивный коэффициент) определяется по формуле


где R1 выражен в кгс/см2 .
Величины коэффициентов a, b, m и n приведены в табл. 26.1.

сплошных легкобетонных крупных блоков принимается коэффициент А = 0,8, а

из крупных блоков тяжелого бетона А = 0,9.

Таблица 2

Таблица 26.1

марок (25 и ниже). Эти коэффициенты принимают равными при:
R2 >R2,1

=1
R2 < R2,1




Для кладки из кирпича и камней правильной формы R2,1=0,04R1; 0=0,75.

Пределом длительного сопротивления кладки или бетона Rg является максимальное напряжение,

которое может выдержать кладка или бетон неограниченное время без разрушения.
Величина Rg для тяжелых бетонов равна 0,8-0,85Ru.
Для кирпичной кладки на прочных растворах, марок 50 и выше ориентировочно Rg=0,8Ru, марок 10 к 25 - 0,7Ru и для кладок на известковом растворе 0,6Ru.
Следует однако учитывать, что после длительного периода твердения раствора под нагрузкой (более года) вследствие его пластических деформации происходит выравнивание поверхности раствора в швах кладки, что уменьшает местные концентрации напряжений и позволяет повысить расчетное сопротивление кладки на 15 %.

а) и перевязанному (рис. 26.7, б) сечению.
При неперевязанном сечении

кладка разрушается по плоскости соприкосновения камня и раствора в горизонтальных швах.
При растяжении по перевязанному сечению кладка разрушается либо по раствору, либо по камням и раствору. Если предел прочности раствора при растяжении меньше сцепления между камнем и раствором – кладка разрушается по раствору.

Рис. 26.7. Схема разрушения кладки при разрушении

длительности приложения нагрузки или же скорости загружения кладки.
Различают:
а) упругие (или

мгновенные) деформации. К этим деформациям близки также деформации кладки, получаемые при очень быстром загружении (несколько секунд от начала загружения до разрушения образца). Зависимость между напряжениями и деформациями в этом случае близка к прямолинейной;
б) кратковременные деформации, соответствующие обычной в лабораторных условиях длительности испытаний (до одного часа);
в) деформации при длительном загружении в течение многих лет.
Полная относительная деформация кладки e0 (без учета усадки) может быть выражена
e0 = eel + epl,
где eel - упругая относительная деформация кладки;
epl - относительная деформация при длительном приложении нагрузки









Рис. 26.1. Напряженное состояние камня в кладке:
1 – сжатие; 2- растяжение; 3 – изгиб; 4- срез; 5 – местное сжатие
Основная причина разрушения сжатого камня – изгиб и растяжение.

любых напряжениях



где  - упругая характеристика кладки
 - напряжение, при

котором определяется e;
Ru - средний предел прочности кладки
Значения коэффициента В приведены в табл. 26.2.

Таблица 26.2

величиной постоянной (рис. 26. 8).










Е0 - начальный модуль деформации (модуль

упругости) кладки (1, рис. 26.7), соответствующий малым напряжениям ( < 0,3Ru). Beличина E0 определяется по формуле
E0=tg0= Ru

Рис. 26.7. Модули деформации

деформаций (3, Рис. 26.7)
E = tg = /e










Etan=Е0(1-/1,1Ru)
Таблица 26.3