Материалы для каменных конструкций

Для возведения каменных конструкций применяют каменные и теплоизоляционные материалы, строительный раствор, бетон, арматуру.

Каменные материалы подразделяются:

по происхождению - на природные, добываемые в карьерах, и искусственные, изготовляемые на заводах из различного сырья путем обжига, твердением на воздухе или термообработкой;

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

по материалу: глиняные (керамические), силикатные, бетонные, легкобетонные, ячеистые - искусственные; гранит, известняк, известняк-ракушечник, туф - природные и др.

Прочность камней

Прочность камней характеризуется их марками. Марка камней определяется по пределу прочности их при сжатии в кгс/см2 в образцах установленной формы и размеров, а для кирпича - в зависимости от предела прочности целого кирпича или двух его половинок при его сжатии и изгибе.

Каменные материалы подразделяют на следующие группы: высокой прочности (марок 250...1000), средней прочности (марок 75...200) и малой прочности (марок 4...50).

Кирпич

Размер кирпича в плане 250х120 мм, высота 65 мм -одинарная, 103 мм - полуторная, 88 мм - модульная.

Масса кирпича из условия работы одной рукой не должна превышать 4, 3 кг.

Бетонные блоки

Изготавливают из тяжелого и легкого бетона на пористых заполнителях, плотного силикатного бетона и автоклавного ячеистого бетона.

Строительные растворы.

В зависимости от вида вяжущих различают растворы: цементные, известковые и смешанные (цементно-известковые и цементно-глиняные), глиняные.

Напряженное состояние кладки

Из за неоднородности раствора передача нагрузки происходит неравномерно, так как плотность и жесткость затвердевшего неодинакова имеют неровности. Напряжения концентрируются на участках с большой жесткостью. В результате камни подвергаются изгибу и срезу.

1 – сжатие; 2 – растяжение; 3 – изгиб; 4 – срез; 5 – местное сжатие

При сжатии кладки возникают поперечные деформации в камнях и в горизонтальных швах, причем деформации раствора больше камня. Поэтому по плоскостям соприкосновения камня и раствора появляются касательные усилия, вызывающие растяжение камня.

Вертикальные швы некачественно заполняются раствором и дает усадку.

На прочность кладки при сжатии влияют следующие факторы:

• характеристики камня - прочность, размеры, правильность формы, наличие пустот;

• характеристики раствора - прочность, удобноукладываемость (подвижность), упругопластические свойства (деформативность) после затвердения, сцепление раствора с камнем;

• характеристики кладки - качество кладки, перевязка рядов, степень заполнения раствором вертикальных швов.

 

Cтадии работы кладки при сжатии

Стадия I. Работа кладки без появления каких-либо повреждений. N < N_сrc

Стадия 2. С увеличением нагрузки в отдельных кирпичах образуются местные вертикальные трещины, распространяющиеся по высоте элемента на один - три ряда кладки. N = N_сrc

Стадия 3. При дальнейшем увеличении нагрузки отдельные вертикальные трещины развиваются по высоте и соединяются между собой. Напряжения в кладке достигают 80...90% предела прочности. N_сrc < N < N_u

Стадия 4 соответствует моменту разрушения кладки. N = N_u

 

Значение начального модуля упругости

Е₀ = aR_u где α - упругая характеристика кладки

Модуль деформаций при эксплуатационных нагрузках

Е = 0, 8 Е₀ = 0, 8 a R_u,

Влияние деформаций ползучести на прочность кладки при длительной действующей нагрузке учитывается введением в расчетные формулы коэффициента m_g

 

Расчет кладки при центральном и внецентренном сжатии

 

 

Коэффициент продольного изгиба ф

Коэффициент учитывает эффект обоймы, повышающий прочность кладки с ростом эксцентриситета. При максимальном эксцентриситете прочность кладки возрастает на 45 %.

Общие положения проектирования конструкций зданий, возводимых в районах с низким температурами и вечномерзлыми грунтами

Нормативная база:

1)СП-52-105-2009 «Железобетонные конструкции в холодном климате и на вечномерзлых грунтах». М., 2009.

2)Пособие по проектированию жилых зданий. Вып. 3. Конструкции жилых зданий (к СНиП 2.08.01-85). М. ЦНИИЭПЖилища, 1986.

3)РСН58-86. Рекомендации по проектированию наружных стен панельных жилых зданий для северной строительно-климатической зоны. Л.: ЛенЗНИИЭП, 1986.

4)Руководство по проектированию крупнопанельных зданий в сложных грунтовых условиях. Л.: ЛенЗНИИЭП, 1989.

5)РМ 2-77. Рекомендации по проектированию свайных фундаментов в условиях Якутской АССР. /Якутгражданпроект.

Г. Якутск – наиболее суровые условия (3-я зона).

Деление ЖБК в зависимости от условий эксплуатации:

• Надземные – располагаются выше отм. 0, 5 м над поверхностью грунта, подвергаются воздействию атмосферных осадков, ветра, солнечной радиации, изменению температуры воздуха, действию капиллярного подсоса влаги;

• Находящиеся в зоне сезонного оттаивания грунта (в деятельном слое) - ниже отм. 0, 5 м над поверхностью земли и на 1, 2 м ниже уровня земли. Бетон в этой зоне подвергается попеременному замораживанию и оттаиванию в водонасыщенном состоянии. Наиболее интенсивно это происходит ниже уровня дневной поверхности грунта, а так же на границе «сезонно-замерзающий слой – вечномерзлый грунт», где накапливаются воды, содержащие соли.

• Находящиеся ниже глубины сезонного оттаивания, где не проявляется влияние сезонных колебаний температур;

• Находящиеся в зоне стабильных температур, на глубине более 10 м.

Группы ЖБК при проектировании:

1 – железобетонные конструкции, расположенные в сезонно-оттаивающем слое грунта и подвергающиеся попеременному замораживанию и оттаиванию (сваи);

2 – наземные железобетонные конструкции, подвергающиеся воздействию атмосферных осадков и попеременному замораживанию и оттаиванию (рандбалки, наружные стены ЗиС);

3 – железобетонные конструкции, защищенные от атмосферных осадков и подвергающиеся замораживанию и оттаиванию (плиты цокольного перекрытия, конструкции неотапливаемых ЗиС.

Арматура. Особенности работы

1) Повышение вероятности хрупких разрушений вследствие воздействия нагрева при сварке арматуры, в особенности, в сочетании с динамической и многократно повторяющейся нагрузкой, а также в зависимости от содержания в стали углерода и легирующих элементов и особенностей технологии изготовления арматуры;

2) Изменение диаграммы деформирования арматуры, выражающееся в возможном увеличении предела текучести и модуля упругости, а также в уменьшении пластичности.

Рекомендуемая арматура:

• Горячекатаная гладкая класса А240;

• Горячекатаная кольцевого периодического профиля классов А300, А400;

• Термомеханически упрочненная и горячекатаная двустороннего серповидного профиля, свариваемая класса А500С;

• Термомеханически упрочненная и горячекатаная четырехстороннего серповидного профиля, свариваемого класса А500СП;

• Холоднодеформированная волочением с последующей накаткой периодического профиля класса Вр-I;

• Холоднодеформированная прокаткой периодического профиля класса В500С;

Преимущественно рекомендуется арматура с гарантией ударной вязкости северного исполнения горячекатаная класса Ас300 и термомеханически упрочненная класса Ас500С

и Ас500СП

Предельная растяжимость арматуры при -55 0С ≤ t ≤ -70 0С:

• Класса А240, А300, А400, А400С,

А500С, В500, В500С - ε = 0, 021

• Класса Ас300, Ас500С, Ас500СП - ε = 0, 025

Преимущества арматуры класса Ас500C перед арматурой класса А400 (A-III):

– высокая пластичность, как в исходном состоянии, так и после сварки (хладостойкость при температурах до -70 град.С выше, чем у стали 10ГТ (А240), поэтому вполне применима и для монтажных петель);

– полное исключение вероятности хрупких разрушений сварных соединений;

– более высокие предел текучести и расчетное сопротивление, позволяющие получать до 20% экономии стали;

– низкая себестоимость (цена арматуры класса Ас500C не превышает цены арматуры класса А400 из стали 35ГС).

⇐ Предыдущая12345678

Поделиться: