Qfr – Поперечная сила стоек рам.

(21) Материалы для каменной кладки. Прочность и деформативные свойства кладки при сжатии.

Для каменных конструкций применяют искусственные и природные камни.

● К искусственным камням относятся: кирпич разных видов (керамический сплошной и пустотелый, силикатный и др., бетонные камни из тяжелого и легкого бетона, пустотелые керамические камни и др.). Керамический полнотелый и силикатный кирпич применяют для кладки несущих стен, столбов, керамический пустотелый — для кладки наружных стен отапливаемых зданий.

● Природные камни из тяжелых пород (известняки, песчаники, граниты) используют в основном для облицовки стен и кладки фундаментов, а из камней легких пород (туф, известняк, ракушечник) в некоторых районах возводят стены.

● Растворы для каменных кладок связывают между собой отдельные камни, передают усилия с одних камней на другие, распределяя их более равномерно по площади камня, уменьшают продуваемость кладки, заполняя швы между камнями.

В зависимости от применяемого вяжущего различают следующие виды растворов: цементные, известковые и смешанные (цементно-известковые и цементно-глиняные).

● Прочность каменной кладки зависит от прочности и вида камня и раствора, возраста кладки, ее качества, обусловленного квалификацией каменщика, и других факторов. Опыты показывают, что даже при центральном сжатии камни и раствор в кладке находятся в условиях сложного напряженного состояния. Это объясняется тем, что поверхность кирпича или бетонного камня не является ровной, а раствор в швах имеет неодинаковую плотность и толщину

Прочность кладки при сжатии R применяют при расчете стен, столбов, простенков. Установлено, что эта характеристика всегда меньше прочности камня, какой бы высокой прочности не использовался раствор.

● Если кладка под нагруз­кой испытывает осевое растяжение, то в зависимости от направления усилия может произойти разрушение по неперевязанному сечению, либо по перевязанному сечению. Прочность по неперевязанному сечению ниже, чем по перевязанному.

● Деформация кладки под нагрузкой, как и деформация бетона, складывается из упругой ε_е и неупругой ε_el составляющих

Неупругие деформации проявляются при длительной нагрузке. Основным их источником являются деформации ползучести, развивающиеся в растворных швах. При небольших напряжениях до 0,2 от временного сопротивления кладки сжатию R_u кладка работает упруго, ее деформативность характеризуется модулем упругости (начальным модулем деформаций) Е₀=tgφ₀, который для неармированной кладки определяется по формуле Е₀ = αR_u, здесь α —упругая характеристика кладки, зависящая от вида кладки и марки раствора, принимаемая для керамического кирпича на растворе марок 25...200 равной 1000; R_u=2R.

(22) Расчет каменных элементов на центральное сжатие.

Расчет неармированных центрально-сжатых элементов по несущей способности производят в предположении равномерного распределения напряжений по сечению по формуле:

N — расчетная продольная сила;

m_g — коэффициент снижении несущей способности вследствие ползучести кладки;

φ — коэффициент продольного изгиба, зависящий от гибкости элемента λ и упругой характеристики кладки α;

R — расчетное сопротивление кладки сжатию;

А — площадь поперечного сечения элемента.

Подбор сечений сжатых элементов производят путем последовательных приближений. Задавшись маркой и видом камня и раствора, находят по нормам расчетные сопротивления кладки сжатию. Приняв mg = 1 и φ=0,9, по формуле вычисляют размеры столба или стены. По найденным размерам определяют гибкость элемента, уточняют значения mg и φ и производят повторный расчет.

(23) Расчет внецентренно сжатых каменных элементов.

Расчет внецентренно сжатых элементов производится по формуле: N £ m_gj₁RA_cw