Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Виды каменных материалов и строительных растворов.




Читайте также:
  1. Автоматизация учета материалов
  2. Агрегаты для окомкования железорудных материалов.
  3. Бомба из подручных материалов.
  4. Ведомость 10 «Движение материалов в денежном выражении» ______________20_____г.
  5. Ведомость распределения расхода материалов
  6. Возведение каменных конструкций в зимних условиях
  7. Выделение из уголовного дела следственных материалов
  8. Движение газа в слое кусковых материалов.
  9. Движение газа в слое кусковых материалов.

В настоящее время для фундаментов, стен и столбов зданий и сооружений, подпорных стен, плотин, дымовых труб, водонапорных башен, сводов, канализационных коллекторов, колодцев и других конструкций кладку делают из природных и искусственных камней малых и больших размеров; она отличается большим разнообразием по виду материала, по конструктивному решению и способам возведения.

Наружные стены из кирпичной сплошной кладки ввиду большой теплопроводности кирпича получаются массивными (особенно в северных районах), поэтому их применение требует технико-экономического обоснования.

Чтобы повысить экономическую эффективность наружных стен зданий, рекомендуется применять облегченные кладки, а также сплошные кладки из пустотелого (пористого, дырчатого, пористодырчатого) кирпича и из эффективных пустотелых бетонных камней, если это возможно по условиям прочности конструкции.

Целесообразно применять облегченные кладки, а также кладки из легких керамических и бетонных камней. Такие кладки рекомендуются в первую очередь при строительстве малоэтажных зданий, а также в верхних этажах многоэтажных зданий, т.к. нагрузки от таких стен невелики и толщина их определяется в основном теплотехническим расчетом и требованиями звукоизоляции.

Стены из крупных блоков и панелей в наибольшей степени отвечают требованиям индустриализации строительства, они дешевле и менее трудоемки и поэтому в настоящее время занимают ведущее место в капитальном строительстве.

Каменная кладка состоит из камня и раствора, а в армированной кладке в швы закладывают стальную арматуру. В облегченные кладки включают также утеплитель.

Каменные материалы подразделяют по ряду признаков:

1) По происхождению – на природные, добываемые в карьерах, и искусственные, изготовляемые на заводах и полигонах из различного сырья путем обжига при высокой температуре или на основе вяжущих с твердением на воздухе или с термообработкой;

2) По величине – камни крупные (блоки) высотой 50см и более, мелкоштучные камни (обыкновенные) высотой до 200мм и кирпич высотой 65,88 и 103мм;

3) По материалу – искусственные камни: глиняные, силикатные, бетонные, легкобетонные, ячеистые и природные камни: гранит, известняк (бут), известняк-ракушечник, туф и др.



К каменным материалам предъявляются требования по прочности, долговечности и теплозащитным свойствам. Прочность камней характеризуется их марками.

Искусственные камни. Кирпич. Виды кирпича: глиняный обыкновенный (обожженный), силикатный, шлаковый, глиняный пустотелый.

Керамические пустотелые камни выпускаются с вертикальными или горизонтальными пустотами, объем пустот в них достигает 50-60%. Благодаря наличию пустот значительно улучшаются теплотехнические свойства камня.

Бетонные обыкновенные камни изготовляют из тяжелого бетона, из легкого бетона на пористых заполнителях и из ячеистого бетона. Камни выпускаются, как правило, облегченными с щелевидными пустотами или трехпустотные, но могут быть и сплошными (для фундаментов, цоколей и стен мокрых помещений).

Гипсовые, гипсобетонные и грунтовые камни, а также сырцовый (необожженный) кирпич применяют из-за их малой прочности и водостойкости для кладки стен одноэтажных временных зданий.

Природные камни добывают в карьерах из горных пород: доломитов, известняков, песчаников, гранита, туфа вулканического и др. Кладка из камней правильной формы, хорошо отесанных, имеет более высокую прочность, чем кладка из грубо отесанных камней.



Известняковый камень – бут рваный, постелистый, под скобу и бутовая плита – применяется для кладки фундаментов и стен подвалов, а также при возведении стен одноэтажных с/х построек.

Тесаные камни из мрамора, песчаников, гранита, известняка плотного и других пород применяют для облицовок цоколей, столбов, стен, полов и т.д.

Облицовочные каменные материалы служат для оформления фасадов, отделки поверхностей стен и столбов. К этим материалам относятся: лицевой кирпич, керамические лицевые камни и облицовочные плиты, бетонные плиты и природный камень.

Крупные блоки. Применяются бетонные, силикатные блоки, из кирпича и керамических камней, а также из природного камня. По назначению блоки подразделяют на фундаментные, для стен подвалов, цоколей, внутренних и наружных стен, сантехнические, для электропроводок, карнизные и др.

Строительные растворы. Раствор обеспечивает связь отдельных камней между собой, образуя единый монолит – кладку, уменьшает ее продуваемость и влагопроницаемость. В горизонтальных швах раствор способствует более равномерной передаче нагрузок между рядами кладки, что делает ее более прочной.

В зависимости от вида вяжущих различают растворы: цементные, известковые и смешанные (цементно-известковые и цементно-глиняные); применяются и чисто глиняные растворы. По плотности (в сухом состоянии) растворы для кладки подразделяют на: тяжелые при р≥1500 кг/м3 и легкие при р<1500 кг/м3.

Цементные растворы имеют высокую прочность и стойкость при атмосферных и других воздействиях. Но они требуют большого расхода цемента и поэтому дороги. Чтобы повысить пластичность и водоудерживающую способность цементных растворов, добавляют глину или известь около 10-20% объема цемента. Растворы с такими добавками наз. смешанными.



Известковые и глиняные растворы обладают низкой прочностью, медленно твердеют во времени, подвержены быстрому разрушению при повышенной влажности. Их применяют только для малонагруженных стен зданий, а глиняные растворы – при кладке печей.

53. Марки каменных материалов и растворов.

К каменным материалам предъявляются требования по прочности, долговечности и теплозащитным свойствам. Прочность камней характеризуется их марками.

Марка камней определяется по временному сопротивлению их при сжатии в кгс/см2 (или Н/м2 = Па) в образцах установленной формы и размеров, а для кирпича – в зависимости от временного сопротивления его при сжатии и изгибе.

Каменные материалы подразделяют на следующие группы: высокой прочности (марок 300, 400, 500, 600, 800, 1000), средней прочности (марок 35, 50, 75, 100, 125, 150, 200, 250) и низкой прочности (марок 4, 7, 10, 15, 25). Марки пустотелых камней и природных камней (слоистых) определяют испытанием их на сжатие в том положении, в каком они будут находиться под нагрузкой в конструкции.

Марку сплошных и пустотелых бетонных и силикатных крупных блоков R определяют проектной прочностью бетона при сжатии в кубах с ребрами 20см.

Бетоны, применяемые в качестве утеплителей кладки, должны иметь проектные марки по временному сопротивлению сжатию 7, 10, 15, а для вкладышей и плит не менее 10.

Долговечность каменных материалов характеризуется их стойкостью против атмосферных воздействий и определяется испытанием на морозостойкость. Требуемая морозостойкость материала Мрз, измеряемая числом циклов замораживания и оттаивания в насыщенном водой состоянии, для разных сооружений неодинакова и зависит от условий эксплуатации здания и степени надежности конструкции. Согласно СНиП, установлены следующие проектные марки каменных материалов и бетонов по морозостойкости – Мрз 10, 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200 и 300.

Прочностные свойства растворов характеризуются следующими марками: 4, 10, 25, 50, 75, 100, 150 и 200. Марки раствора – это предел прочности при сжатии R28, кгс/см2, образцов кубов размером 70,7х70,7х70,7 мм, выдержанных 28 сут. и испытанных согласно ГОСТ.

52. Расчет каменной кладки на центральное и внецентренное сжатие.

1. При центральном сжатии напряжения равномерно распределяются по сечению элемента. Несущая способность таких элементов зависит не только от прочности кладки, но и от гибкости элементов. Гибкость элемента λ определяется отношением расчетной высоты (длины) l0 к величине меньшей стороны сечения h или меньшему радиусу инерции сечения элемента r:

λ = l0/h или λ = l0/rмин

Элементы с малой гибкостью разрушаются, как правило, от достижения напряжениями в кладке предела прочности (временного сопротивления) сжатию σ = R.

Из условия равновесия усилий на вертикальную ось можно записать, что в момент разрушения N = R1F, где N – внешняя нормальная сила, F – площадь сечения, R – предел прочности кладки.

В элементах большой гибкости разрушение происходит от потери устойчивости при напряжениях в сечении меньше предельных σ <R1.

Это снижение несущей способности учитывают введением в расчетную формулу коэффициента φ ≤ 1, называемого коэффициентом продольного изгиба.

Расчетная формула для определения несущей способности элемента с учетом потери устойчивости: R=(R1/k)*mK, где mК – коэффициент условий работы кладки.

Таким образом, условие для расчета неармированных центрально сжатых элементов по несущей способности примет вид N≤ mдлφRF.

Коэффициент продольного изгиба φ зависит от упругой характеристики кладки α и гибкости элемента λ. В нормах значения φ даны для кладок при α = 1000; для других кладок, глее α не равна 1000, коэффициент φ принимают по приведенной гибкости элемента λпрh или λпрr:

Расчетная высота l0 каменных стен и столбов зависит от условий закрепления их концов на опорах:

А) при шарнирном опирании на неподвижные в горизонтальном направлении опоры l0 = H (где Н – высота этажа);

Б) Для свободно стоящих конструкций при отсутствии связи их с перекрытиями или другими горизонтальными опорами l0 =2Н;

В) для конструкций с частично защемленными опорными сечениями – не менее l0 = 0,8Н.

Опытами установлено, что ввиду неоднородности кладки невозможно точно приложить внешнюю силу по физической оси элемента. Всегда есть какой-то случайный небольшой эксцентрицитет е0, который для стен толщиной более 25 см вообще не учитывается. Однако в тонких гибких элементах при длительном действии нагрузки с течением времени в результате явлений ползучести кладки происходит постепенное увеличение отклонения элемента от первоначального положения, вследствие чего увеличиваются и случайные эксцентрицитеты приложения силы и изгибающие моменты, вызываемые этими эксцентрицитетами. Это приводит к снижению прочности кладки. Учитывают этот фактор введением в расчетную формулу коэффициента mдл ≤ 1.

Коэффициент mдл принимают равным единице, когда меньшая сторона прямоугольного сечения элемента h ≥ 30см или меньший радиус инерции сечения r ≥ 8,7см. В остальных случаях для центрально-сжатых элементов (при е0 = 0) коэффициент вычисляют по формуле mдл = 1 – η (Nдл/N)

2. Внецентренное сжатие является наиболее распространенным видом работы каменных конструкций. Оно возникает, когда вертикальная нагрузка N передается не по оси элемента, а с некоторым эксцентрицитетом е0. Внецентренное сжатие может быть также вызвано действием изгибающего момента М от поперечной (горизонтальной) нагрузки, например от давления ветра, давления земли на стены подвала, тормозных усилий от мостовых кранов в промышленных зданиях и т.д. В этом случае эксцентрицитет е0 = M/N. Тонкие гибкие элементы каменных конструкций (стены, столбы) толщиной менее или равные 25см, которые испытывают центральное нагружение, тоже рассчитывают как внецентренно-сжатые с учетом случайных эксцентрицитетов, равных: для несущих стен 2см, для самонесущих стен и отдельных слоев трехслойных несущих стен 1см. При эксцентрицитете продольной силы его суммируют со случайным эксцентрицитетом: е = е0 + (1 … 2см).

Напряженное состояние кладки. При внецентренном сжатии кладки одна часть сечения (со стороны приложения вертикальной силы) более сжата, а другая, противоположная часть, менее сжата или может быть даже растянута при значительных эксцентрицитетах. Эпюра напряжений σ имеет криволинейное очертание.

В случае сравнительно малых эксцентрицитетов, когда е0 находится в пределах ядра сечения, эпюра напряжений будет однозначна (сжатие) и разрушение элемента будет происходить со стороны более сжатой грани при σ = R.

При значительных эксцентрицитетах е0 эпюра напряжений двухзначна. В растянутой зоне при достижении предела прочности кладки растяжению по горизонтальным швам образуются трещины, и эта часть кладки как бы исключается из работы. В сжатой зоне сечения со стороны продольной силы нагрузку воспринимает ненарушенная часть сечения высотой h1. Чтобы упростить расчеты, фактическую криволинейную эпюру напряжений заменяют здесь прямоугольной.

В предельном состоянии несущая способность внецентренно-сжатого элемента определяется сопротивлением сжатой части кладки Fс с учетом снижения прочности от потери устойчивости (коэффициент φ1) и в результате ползучести при длительном действии нагрузки (коэффициент mдл). В общем виде формула для расчета сечений неармированной кладки имеет след.вид (из условия равенства внутренних и внешних сил на вертикальную ось ΣNу-у = 0): N≤ mдлφ1RFcω, где R – расчетное сопротивление кладки сжатию, Fс - площадь сжатой части сечения, у которой центр тяжести совпадает с точкой приложения внешней силы N.

Для прямоугольного сечения формула примет вид:

N ≤ mдлφ1RF (1 – 2e0/h)ω, где F – площадь всего сечения элемента, h – высота сечения (в направлении действия изгибающего момента).

Коэффициент φ1 зависит от эксцентрицитета е0, гибкости элемента λ = l0/h и определяется в функции от коэффициента продольного изгиба φ центрально-сжатых элементов.

При внецентренном сжатии менее загруженная часть сечения оказывает поддерживающее влияние на более загруженную; при этом чем больше эксцентрицитет е0, тем больше это влияние. Работу сжатой части внецентренно-сжатого сечения можно условно рассматривать как случай местного сжатия. Поэтому расчетное сопротивление кладки сжатию R при внецентренном сжатии можно увеличить до 25%. В расчетных формулах это учтено введением коэффициента ω, который не должен превышать 1,25 и равен:

для прямоугольных сечений

для сечений произвольной формы:

При внецентренном сжатии влияние явлений ползучести под длительно действующей нагрузкой Nдл сказывается на несущую способность элемента значительно больше, чем при центральном сжатии. Чем больше эксцентрицитет е0дл, тем меньше коэффициент mдл. Согласно нормам, коэффициент mдл определяют по формуле

При h≥30см или r≥8,7см коэффициент mдл = 1.

В случае когда е0≤епр = 0,7у допускается небольшое раскрытие трещин в горизонтальных швах кладки со стороны растянутой зоны сечения. Такое раскрытие швов незаметно на глаз и не вызывает появления видимых трещин в облицовке или штукатурке стен.

Однако при е0пр = 0,7у раскрытие швов становится заметным, в отделке стены могут образоваться трещины, через которые будет проникать в стену влага и при замерзании и оттаивании воды кладка может постепенно разрушиться. Поэтому при е0пр необходимо каменные конструкции рассчитывать не только по несущей способности (предельное состояние первой группы), но и по раскрытию трещин швов кладки (предельное состояние второй группы), чтобы не допустить их чрезмерного раскрытия.

Расчет по раскрытию трещин внецентренно-сжатых элементов производится по условным напряжениям растяжения в растянутой зоне. При этом напряжения в сжатой зоне сравнительно малы и зависимость между напряжениями σ и деформациями ε близка к прямолинейной (условно можно принять σ/ε=const). Поэтому при расчете на трещины для определения напряжения растяжения σр используют формулу сопротивления материалов, выведенную для идеально упругих тел:

Расчетная формула:

Раскрытие трещин в кладке в общем не является более опасным, чем разрушение ввиду исчерпания прочности кладки. Поэтому коэффициент условий работы кладки по раскрытию трещин mтр принимается больше единицы: mтр = 1, 2, … 3 в зависимости от характеристики и условий работы кладки и степени надежности конструкций.

Если условие не соблюдается, то либо изменяют прочностные характеристики материалов кладки, либо назначают сечение большего размера.


Дата добавления: 2015-09-14; просмотров: 8; Нарушение авторских прав







lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2021 год. (0.014 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты