Неармированная кладка
Прочность кладки при сжатии
Раствор.
Раствор скрепляет между собой отдельные камни, более равномерно распределяет усилия по постелям и уменьшает продуваемость кладки.
По роду вяжущих различают растворы цементные (цемент: песок), сложные ( цемент: известь: песок; цемент: глина: песок) и известковые (известь: песок). Известь и глина в сложном растворе являются пластификаторами, делающими раствор более пластичным и удобоукладываемым, легко расстилающимся по постели камня, что позволяет получить горизонтальные швы требуемой толщины. Согласно СНиП II-22-81* установлены марки растворов 200,150, 100,75,50,25, 10,4. Марка раствора кладки назначается по расчету из условия прочности кладки с учетом требуемой морозостойкости.
Каменная кладка, выполненная из камней правильной формы, в основном зависит от прочности камня и раствора, перевязки вертикальных швов и размеров камня. Сопротивление кладки при сжатии R составляет незначительный процент от прочности камня и составляет 6…18% в зависимости от марки раствора.
Несущая способность каменного элемента ( простенка, столба) зависит от прочности кладки. Вот почему напряжения в кладке не должны превышать расчетных сопротивлений R кладки. Появление трещин из-за перенапряжения кладки на сжатие недопустимо, так как каменная кладка является хрупким, малодеформируемым материалом. При появлении в кладке трещин , элемент обычно является аварийным и дальнейшее развитие трещин протекает без увеличения нагрузки, и, как правило, приводит к разрушению элемента.
Трещины, возникающие из-за перенапряжения кладки, не следует смешивать с трещинами. которые появляются иногда в стенах в результате неравномерных осадок фундаментов. Такие трещины, если они проходят вдали от угла здания и делят стену по длине на части, каждая из которых самостоятельно устойчива, не являются аварийными и не представляют опасности для стены. Но и здесь необходимы соответствующие мероприятия по прекращению дальнейших деформаций.
Расчетные сопротивления кладки определяются как произведение ( с округлением) нормативных сопротивлений на коэффициенты однородности и условий работы. Величины расчетных сопротивлений кладки, сложенной из различных видов и марок камня и раствора, приведены в таблице 2.
Таблица 2
| Марка кирпича или камня | Расчетные сопротивления R,МПа (кгс/см2), сжатию кладки из кирпича всех видов и керамических камней со щелевидными вертикальными пустотами шириной до 12мм при высоте ряда в кладки 50-150мм на тяжелых растворах при марке раствора | При прочности раствора | ||||||||
| 0,2(2) | нулевой | |||||||||
| 3,9(39) | 3,6(36) | 3,3(33) | 3.0(30) | 2,8(28) | 2,5(25) | 2,2(22) | 1,8(18) | 1,7(17) | 1,5(15) | |
| 3,6(36) | 3.3(33) | 3,0(30) | 2,8(28) | 2,5(25) | 2,2(22) | 1,9(19) | 1,6(16) | 1,5(15) | 1,3(13) | |
| 3,2 (32) | 3,0(30) | 2,7(27) | 2,5(25) | 2,2(22) | 1,8(18) | 1,6(16) | 1,4(14) | 1,3(13) | 1,0(10) | |
| 2,6(26) | 2,4(24) | 2,2(22) | 2,0(20) | 1,8(18) | 1,5(15) | 1,3(13) | 1,2(12) | 1,0(10) | 0,8(8) | |
| - | 2,2(22) | 2,0(20) | 1,9(19) | 1,7(17) | 1,4(14) | 1,2(12) | 1,1(11) | 0,9(9) | 0,7(7) | |
| - | 2,0(20) | 1,8(18) | 1,7(17) | 1,5(15) | 1,3(13) | 1,0(10) | 0,9(9) | 0,8(8) | 0,6(6) | |
| - | - | 1,5(15) | 1,4(14) | 1,3(13) | 1,1(11) | 0,9(9) | 0,7(7) | 0,6(6) | 0,5(5) | |
| - | - | - | 1,1(11) | 1,0(10) | 0,9(9) | 0,7(7) | 0,6(6) | 0,5(5) | 0,35(3,5) | |
| - | - | - | 0,9(9) | 0,8(8) | 0,7(7) | 0,6(6) | 0,45(4,5) | 0,4(4) | 0,25(2,5) | |
| Примечание: Расчетные сопротивления кладки на растворах марок от 4 до 50 следует уменьшать, применяя понижающие коэффициенты: 0,85- для кладки на жестких цементных растворах ( без добавок извести или глины), легких и известковых растворах в возрасте до 3 мес; 0,9- для кладки на цементных растворах ( без извести или глины) с органическими пластификаторами. Уменьшать расчетное сопротивление сжатию не требуется для кладки высшего качества -растворный шов выполняется под рамку с выравниванием и уплотнением раствора рейкой. В проекте указывается марка раствора для обычной кладки и для кладки повышенного качества. |
Таблица 3
| Марка бетона или камня | Расчетные сопротивления R,МПа (кгс/см2), сжатию кладки из крупных сплошных блоков из бетонов всех видов и блоков из природного камня пиленых или чистой тески при высоте ряда кладки 50-100мм | При нулевой прочности раствора | ||||||
| 17,9(179) | 17,5(175) | 17,1(171) | 16,8(168) | 16,5(165) | 15,8(158) | 14,5(145) | 11,3(113) | |
| 15,2(152) | 14,8(148) | 14,4(144) | 14,1(141) | 13,8(138) | 13,3(133) | 12,3(123) | 9,4(94) | |
| 12,8(128) | 12,4(124) | 12,0(120) | 11,7(117) | 11,4(114) | 10,9(109) | 9,9 (99) | 7,3(73) | |
| 11,1(111) | 10,7(107) | 10,3(103) | 10,1(101) | 9,8(98) | 9,3(93) | 8,7(87) | 6,3(63) | |
| 9,3(93) | 9,0(90) | 8,7(87) | 8,4(84) | 8,2(82) | 7,7(77) | 7,4(74) | 5,3(53) | |
| 7,5(75) | 7,2(72) | 6,9(69) | 6,7(67) | 6,5(65) | 6,2(62) | 5,7(57) | 4,4(44) | |
| 6,7(67) | 6,4(64) | 6,1(61) | 5,9 (59) | 5,7 (57) | 5,4(54) | 4,9(49) | 3,8(38) | |
| 5,4(54) | 5,2(52) | 5,0(50) | 4,9(49) | 4,7(47) | 4,3(43) | 4,0(40) | 3,0(30) | |
| 4,6(46) | 4,4(44) | 4,2(42) | 4,1(41) | 3,9(39) | 3,7(37) | 3,4(34) | 2,4(24) | |
| - | 3,3(33) | 3,1(31) | 2,9(29) | 2,7(27) | 2,6 (26) | 2,4(24) | 1,7(17) | |
| - | - | 2,3 (23) | 2,2(22) | 2,1(21) | 2,0(20) | 1,8(18) | 1,3(3) | |
| - | - | 1,7(17) | 1,6(16) | 1,5(15) | 1,4(14) | 1,2(12) | 0,85(8,5) | |
| - | - | - | - | 1,1(11) | 1,0(10) | 0,9(9) | 0,6(6) | |
| - | - | - | - | 0,9(9) | 0,8(8) | 0,7(7) | 0,5(5) | |
| Примечание: 1. Расчетные сопротивления сжатию кладки из крупных блоков высотой более 1000мм принимаются по табл.4 с коэффициентом 1,1. 2. За марку крупных бетонных блоков и блоков из природного камня следует принимать предел прочности на сжатие, кгс\см2, эталонного образца-куба, испытанного согласно требованиям ГОСТ 10180-78 и ГОСТ 8462-75. 3. Расчетные сопротивления сжатию кладки из крупных бетонных блоков и блоков из природного камня, растворные швы в которой выполнены под рамку с разравниванием и уплотнением рейкой (о чем указывается в проекте) допускается принимать по табл. 3 с коэффициентом 1.2. |
Таблица 4
| Марка камня | Расчетные сопротивления R,МПа (кгс/см2), сжатию кладки из сплошных бетонных, гипсобетонных и природных камней пиленых чистой тески при высоте ряда кладки 200-300мм | При прочности раствора | ||||||||
| 0,2(2) | нулевой | |||||||||
| 13,0(130) | 12,5(125) | 12,0(120) | 11,5(115) | 11,0(110) | 10,5(105) | 9,5(95) | 8,5(85) | 8,3 (83) | 8,0(80) | |
| 11,0(110) | 10,5(105) | 10,0(100) | 9,5(95) | 9,0(90) | 8,5(85) | 8,0(80) | 7,0(70) | 6,8(68) | 6,5(65) | |
| 9,0(90) | 8,5(85) | 8,0(80) | 7,8(78) | 7,5(75) | 7,0(70) | 6,0(60) | 5,5(55) | 5,3(53) | 5,0(50) | |
| 7,8(78) | 7,3(73) | 6,9(69) | 6,7(67) | 6,4(64) | 6,0(60) | 5,3(53) | 4,8(48) | 4,6(46) | 4,3(43) | |
| 6,5(65) | 6,0(60) | 5,8(58) | 5,5(55) | 5,3(53) | 5,0(50) | 4,5(45) | 4,0(40) | 3,8(38) | 3,5(35) | |
| 5,8 (58) | 4,9(49) | 4,7(47) | 4,5(45) | 4,3(43) | 4,0(40) | 3,7(37) | 3,3(33) | 3,1(31) | 2,8(28) | |
| 4,0 (40) | 3,8(38) | 3,6(36) | 3,5(35) | 3,3(33) | 3,0(30) | 2,8(28) | 2,5(25) | 2,3(23) | 2,0 (20 ) | |
| 3,3(33) | 3,1(31) | 2,9(29) | 2,8(28) | 2,6(26) | 2,4(24) | 2,2(22) | 2,0(20) | 1,8(18) | 1,5(15) | |
| 2,5(25) | 2,4(24) | 2,3(23) | 2,2(22) | 2,0(20) | 1,8(18) | 1,7(17) | 1,5(15) | 1,3(13) | 1,0(10) | |
| - | - | 1,9(19) | 1,8(18) | 1,7(17) | 1,5(15) | 1,4(14) | 1,2(12) | 1,1(11) | 0,8(8) | |
| - | - | 1,5(15) | 1,4(14) | 1,3(13) | 1,2(12) | 1,0(10) | 0,9(9) | 0,8(8) | 0,6(6) | |
| - | - | - | - | 1,0(10) | 0,95(9,5) | 0,85(8,5) | 0,7(7) | 0,6(6) | 0,45(4,5) | |
| - | - | - | - | 0,8(8) | 0,75(7,5) | 0,65(6,5) | 0,55(5,5) | 0,5(5) | 0,35(3,5) | |
| - | - | - | - | - | 0,5(5) | 0,45(4.5) | 0,38(3,8) | 0,35(3,5) | 0,25(2,5) | |
| Примечание: 1.Расчетные сопротивления кладки из сплошных шлакобетонных камней , изготовленных с применением шлаков от сжигания бурых и смешанных углей, следует принимать по табл.4 с коэффициентом 0,8. 2. Гипсобетонные камни допускается применять только для кладки стен со сроком службы 25 лет (см.п.2.3.), при этом расчетное сопротивление этой кладки следует принимать по табл.4 с коэффициентами: 0,7 для кладки наружных стен в зонах с сухим климатом, 0,5 в прочих зонах, 0,8 для внутренних стен. Климатические зоны принимаются в соответствии с главой СНиП по строительной теплотехнике 3. Расчетные сопротивления кладки из бетонных и природных камней марок 150 и выше с ровными поверхностями и допусками по размерам, не превышающими +- 2мм, при толщине растворных швов не более 5мм, выполненных на цементных пастах или клеевых составах, допускается принимать по табл.6 с коэффициентом 1.3. |
Таблица 5
| Марка камня | Расчетные сопротивления R,МПа (кгс/см2), сжатию кладки из пустотелых бетонных камней при высоте ряда кладки 200-300мм | При прочности раствора | ||||||
| 0,2(2) | нулевой | |||||||
| 2,7(27) | 2,6 (26 ) | 2,4(24 ) | 2,2(22 ) | 2,0(22 ) | 1,8(18 ) | 1,7(17 ) | 1,3(13) | |
| 2,4(24) | 2,3(23) | 2,1(21) | 1,9(19) | 1,7(17) | 1,6(16) | 1,4(14) | 1,1(11) | |
| 2,0 (20) | 1,8(18) | 1,7(17) | 1,6(16) | 1,4(14) | 1,3(13) | 1,1(11) | 0,9(9) | |
| 1,6 (16) | 1,5(15) | 1,4(14) | 1,3(13) | 1,1(11) | 1,0(10) | 0,9(9) | 0,7(7) | |
| 1,2(12) | 1,15(11,5) | 1,1(11) | 1,0(10) | 0,9(9) | 0,8(8) | 0,7(7) | 0,5(5) | |
| - | 1,0(10) | 0,9(9) | 0,8(8) | 0,7(7) | 0,6(6) | 0,55(5,5) | 0,4(4) | |
| - | - | 0,7(7) | 0,65(6,5) | 0,55(5,5) | 0,5(5) | 0,45(4,5) | 0,3(3) | |
| Примечание: Расчетные сопротивления сжатию кладки из пустотелых шлакобетонных камней, изготовленных с применением шлаков от сжигания бурых и смешанных углей, а также кладки из гипсобетонных, пустотелых камней следует снижать в соответствии с примечаниями 1 и 2 табл.4 |
Таблица 6
| Вид кладки | Марка камня | Расчетные сопротивления R,МПа (кгс/см2), сжатию кладки из природных камней низкой прочности правильной формы ( пиленых и чистой тески) | ||||
| при марке раствора | при прочности раствора | |||||
| 0,2(2) | нулевой | |||||
| 1.Из природных камней при высоте ряда до 150мм | 0,6(6) | 0,45(4,5) | 0,35(3,5) | 0,3(3) | 0,2(2) | |
| 0,4(4) | 0,35(3,5) | 0,25(2,5) | 0,2(2) | 0,13(1,3) | ||
| 0,3(3) | 0,25(2,5) | 0,2(2) | 0,18(1,8) | 0,1(1) | ||
| 0,25(2,5) | 0,2(2) | 0,18(1,8) | 0,15(1,5) | 0,07(0,7) | ||
| 2. То же , при высоте ряда 200-300мм | 0,38(3,8) | 0,33(3,3) | 0,28(2,8) | 0,25(2,5) | 0,2(2) | |
| 0,28(2,8) | 0,25(2,5) | 0,23(2,3) | 0,2(2) | 0,12(1,2) | ||
| - | 0,15(1,5) | 0,14(1,4) | 0,12(1,2) | 0,08(0,8) |
Таблица 7
| Марка рваного бутового камня | Расчетные сопротивления R,МПа (кгс/см2), сжатию бутовой кладки из рваного бута | ||||||||
| при марке раствора | при прочности раствора | ||||||||
| 0,2(2) | нулевой | ||||||||
| 2,5(25) | 2,2(22) | 1,8(18) | 1,2(12) | 0,8(8) | 0,5(5) | 0,4(4) | 0,33(3,3) | ||
| 2,2 (22) | 2,0(20) | 1,6(16) | 1,0(10) | 0,7(7) | 0,45(4,5) | 0,33(3,3) | 0,28(2,8) | ||
| 2,0(2) | 1,7(17) | 1,4(14) | 0,9(9) | 0,65(6,5) | 0,4(4) | 0,3(30 | 2,2(2) | ||
| 1,8(18) | 1,5(15) | 1,3(13) | 0,85(8,5) | 0,6(6) | 0,38(3,8) | 0,27(2,7) | 0,18(1,8) | ||
| 1,5(15) | 1,3(13) | 1,1(11) | 0,8(8) | 0,55(5,5) | 0,33(3,3) | 0,23(2,3) | 0,15(1,5) | ||
| 1,3(13) | 1,15(11,5) | 0,95(9,5) | 0,7(7) | 0,5(5) | 0,3(3) | 0,2(2) | 0,12(1,2) | ||
| 1,1(11) | 1,0(10) | 0,8(8) | 0,6(6) | 0,45(4,5) | 0,28(2,8) | 0,18(1,8) | 0,08(0,8) | ||
| 0,9(9) | 0,8(8) | 0,7(7) | 0,55(5,5) | 0,4(4) | 0,25(2,5) | 0,17(1,7) | 0,07(0,7) | ||
| 0,75(7,5) | 0,7(7) | 0,6(6) | 0,5(5) | 0,35(3,5) | 0,23(2,3) | 0,15(1,5) | 0,05(0,5) | ||
| - | - | 0,45(4,5) | 0,35(3,5) | 0,25 (2,5) | 0,2(2) | 0,13(1,3) | 0.03(0,3) | ||
| - | - | 0,36(3,6) | 0,29(2,9) | 0,22(2,2) | 0,18(1,8) | 0,12(1,2) | 0,02(0,2) | ||
| - | - | 0,3(3) | 0,25(2,5) | 0,2(2) | 0,15(1,5) | 0,1(1) | 0,02(0,2) | ||
| Примечание: 1. Приведенные в табл.7 расчетные сопротивления для бутовой кладки даны, в возрасте 3 мес. для марок раствора 4 и более. При этом марка раствора определяется в возрасте 28 дней. Для кладки в возрасте 28 дней расчетные сопротивления. приведенные в табл.7, для растворов марок 4 и более следует принимать с коэффициентом 0,8. 2. Для кладки из постелистого бутового камня расчетные сопротивления. принятые в табл.7, следует умножать на коэффициент 1,5. 3. Расчетные сопротивления бутовой кладки фундаментов, засыпанных со всех сторон грунтом. допускается повышать: при кладке с последующей засыпкой пазух котлована грунтом на 0.1МПа(1 кгс/см2); при кладке в траншеях «в распор» с нетронутым грунтом и при надстройках на 0,2 МПа (2 кгс/см2). |
Таблица 8
| Вид напряженного состояния | Обозначение | Расчетные сопротивления R,МПа (кгс/см2), кладки из кирпича и камней правильной формы осевому растяжению, растяжению при изгибе, срезу и главным растягивающим напряжениям при изгибе при расчете кладки по перевязанному сечению, проходящему по кирпичу или камню при марке камня | ||||||||
| 1. Осевое растяжение | Rt | 0,25(2,5) | 0,2(2) | 0,18(1,8) | 0,13(1,3) | 0,1(1) | 0,08(0,8) | 0,06(0,6) | 0,05(0,5) | 0,03(0,3) |
| 2. Растяжение при изгибе и главные растягивающие напряжения | Rtb Rtw | 0,4(40 | 0,3(3) | 0,25(2,5) | 0,1 (2) | 0,16(1,6) | 0,12(1,2) | 0,1(1) | 0,07(0,7) | 0.05(0,5) |
| 3. Срез | Rsq | 1,0(10) | 0,8(8) | 0,65(6,5) | 0,55(5,5) | 0,4(4) | 0,3(3) | 0,2(2) | 0,14(1,4) | 0,09(0,9) |
| Примечания: 1. Расчетные сопротивления осевому растяжению Rt, растяжению при изгибе Rtb и главным растягивающим напряжениям Rtw отнесены ко всему сечению разрыва кладки. 2. Расчетные сопротивления срезу по перевязанному сечению Rsq отнесены только к площади сечения кирпича или камня ( площади сечения нетто) за вычетом площади сечения вертикальных швов. |
Таблица 9
| Вид напряженного состояния | Обозначение | Расчетные сопротивления R,МПа (кгс/см2), бутобетона осевому растяжению, главным растягивающим напряжениям и растяжению при изгибе при марке бетона | |||||
| М200 | М150 | М100 | М75 | М50 | М35 | ||
| 1. Осевое растяжение | Rt Rtw | 0,2 (2) | 0,18(1,8) | 0,16(1,6) | 0,14(1,4) | 0,12(1,2) | 0,1 (1,0) |
| 2. Растяжение при изгибе | Rtb | 0,27(2,7) | 0,25(2,5) | 0,23(2,3) | 0,2(2,0) | 0,18(1,8) | 0,16(1,6) |
Рис.1 Растяжение Рис.2 Растяжение кладки Рис.3 Растяжение
кладки по неперевя- по перевязанному сечению кладки при изгибе
занному сечению по перевязанному
сечению
Таблица 10
| Вид напряженного состояния | Обозначение | Расчетные сопротивления R,МПа (кгс/см2), бутобетона осевому растяжению, главным растягивающим напряжениям и растяжению при изгибе при марке бетона | ||||
| при марке раствора | при прочности раствора 0,2(2) | |||||
| 50 и выше | ||||||
| А.Осевое растяжение | Rt | |||||
| 1. По неперевязанному сечению для кладки всех видов (нормальное сцепление, рис.1) | 0,08(0,8) | 0,05(0,5) | 0,03(0,3) | 0,01(0,1) | 0,005(0,05) | |
| 2. По перевязанному сечению (рис.2): | ||||||
| а) для кладки из камней правильной формы | 0,16(1,6) | 0.11(1,1) | 0,05(0,5) | 0,02(0,2) | 0,01(0,1) | |
| б) для бутовой кладки | 0,12(1,2) | 0,08(0,8) | 0,04(0,4) | 0,02(0,2) | 0,01(0,1) | |
| Б. Растяжение при изгибе | Rtb (Rtw) | |||||
| 3. По неперевязанному сечению для кладки всех видов и по косой штрабе ( главные растягивающие напряжения при изгибе) | 0,12(1,2) | 0,08(0,8) | 0,04(0,4) | 0,02(0,2) | 0,01(0,1) | |
| 4. По перевязанному сечению (рис.3): | ||||||
| а) для кладки из камней правильной формы | 0,25(2,5) | 0,16(1,6) | 0,08(0,8) | 0,04(0,4) | 0,02(0,2) | |
| б) для бутовой кладки | 0,18(1,8) | 0.12(1,2) | 0,06(0,6) | 0,03(0,3) | 0,015(0,15) | |
| В.Срез | Rsq | |||||
| 5. По неперевязанному сечению для кладки всех видов (касательное сцепление) | 0,16 (1,6) | 0,11(1,1) | 0,05(0,5) | 0,02(0,2) | 0,01(0,1) | |
| 6. По перевязанному сечению для бутовой кладки | 0,24(2,4) | 0,16(1,6) | 0,08(0,8) | 0.04(0,4) | 0,02(0,2) | |
| Примечание: 1. Расчетные сопротивления отнесены по всему сечению разрыва или среза кладки, перпендикулярному или параллельному ( при срезе) направлению усилия. 2. Расчетные сопротивления кладки, приведенные в табл.10, следует принимать с коэффициентами: -для кирпичной кладки с вибрированием на вибростолах, при расчете на особые воздейсвия-1,4 -для вибрированной кирпичной кладки из глиняного кирпича пластического прессования, а также для обычной кладки из дырчатого и щелевого кирпича и пустотелых бетонных камней –1.25 -для невибрированной кирпичной кладки на жестких цементных растворах без добавки глины или извести -0,75 -для кладки из полнотелого и пустотелого силикатного кирпича-0,7, а из силикатного кирпича, изготовленного с применением мелких ( барханных) песков по экспериментальным данным. При расчете по раскрытию трещин по формуле (33) расчетные сопротивления растяжению при изгибе Rtb для всех видов кладки следует принимать по табл.10 без учета коэффициентов, указанных в настоящем примечании. 3. При отношении глубины перевязки кирпича (камня) правильной формы к высоте ряда кладки менее единицы расчетные сопротивления кладки осевому растяжению и растяжению при изгибе по перевязанным сечениям принимаются равными величинам, указанным в табл.10, умноженным на значения отношения глубины перевязки к высоте ряжа. |