Перечислите виды каменных и армокаменных конструкций и материалы, применяемые для их возведения, укажите требования к ним.

Каменная кладка представляет собой неоднородное тело, состоящее из камней разделенное вертикальными и горизонтальными швами, заполненными раствором.

Прочность кладки зависит от прочности раствора и камня, от системы перевязки вертикальных швов между камнями, а также от воздействия влаги, температур, ветра, коррозии.

Виды: фундаменты, стойки, стены, перегородки, столбы, брандмауэры, колонны, ограждения, дымовые трубы и печи, облицовка набережных, плотины, водонапорные башни, своды и купола, канализационные коллекторы, колодцы.

Требования к каменным и армокаменным конструкциям: огнестойкость, долговечность, использование местных материалов, хорошая тепло- и звукоизоляция для ограждающих конструкций, относительно высокая прочность (армируют), высокая влаго- морозо- и химическая стойкость.

Каменные материалы:

а) по происхождению:

– природные камни, добываемые в карьерах;

- искусственные – изготавливают на заводах строительных материалов.

б) по величине:

- крупные блоки (камни), высотой более 50 см;

- мелкоштучные, высотой 10…20 см;

- кирпич, высотой до 10 см.

в) по структуре:

- полнотелый кирпич и сплошной камень;

- пустотелый кирпич и камень.

Основные характеристики каменных материалов:

1) Прочность: высокопрочные (марки 250…1000), средней прочности (марки 75…200), малой прочности (марки 4…50).

2) Морозостойкость, характеризуется количеством циклов замораживания и оттаивания в водонасыщенном состоянии.

3) Плотность.

Строительные растворы – обеспечивают связь между отдельными камнями в кладке, уменьшают ее влагопроницаемость и продуваемость, равномерно передает усилие от одних камней на другие.

Виды строительных растворов: цементные, известковые, цементно-известковые, цементно-глиняные.

Основные характеристики растворов:

1) Марка раствора – предел прочности при сжатии кубов с ребром 7 см в возрасте 28 суток (М4…М200). Выбор марка раствора зависит от степени долговечности здания, прочности и условий эксплуатации.

2) Удобоукладываемость – способность распределяться тонким слоем и заполнять неровности кладки.

3) Подвижность – определяется погружением стандартного конуса, см. Добавляют пластификаторы (известь, глина, мылонафт).

Арматура: горячекатаная круглая сталь класса S240, сталь периодического профиля класса S400 Ø6…40 мм, арматурная холоднотянутая проволока периодического профиля класса S500 Ø3…8 мм. Соединительные элементы и закладные детали: прокатная листовая сталь, полосовая сталь, фасонные профили (уголки, швеллеры и т.д.).

11. Укажите особенности расчета центрально-сжатых каменных элементов: область применения, расчет на прочность и устойчивость.

Область применения: фундаменты, стойки, стены, перегородки, столбы, брандмауэры, колонны, своды и купола.

Центрально-сжатыми элементами считаются такие, в которых точка приложения и направление сжимающей силы совпадают с линией, проходящей через центр тяжести поперечного сечения стержня (ось элемента).

Расчет на прочность производят для центрально-сжатых элементов с малой гибкостью (коротких):

Расчет на устойчивость гибких элементов

где N — расчетная продольная сила;

R — расчетное сопротивление сжатию кладки, опреде­ляемое по табл. 2—9 СНиП II-22-81;

φ — коэффициент продольного изгиба, определяемый по таб.13 СНиП II-22-81, зависит от упругой характеристики кладки α (таб. 15) и гибкости элемента λ:

- для прямоугольного сечения λ_h = l₀ / h, где l₀ – расчетная длина элемента и h – меньший размер прямоугольного сечения.

- для произвольного сечения λ_i = l₀ / i_min, где l₀ – расчетная длина элемента и i_min – меньший радиус инерции сечения элемента.

Расчетные высоты стен и столбов l₀ следует прини­мать:

а) при неподвижных шарнирных опорах l_о = Н ;

б) при упругой верхней опоре и жестком защемлении в нижней опоре: для однопролет­ных зданий l_о = 1,5 H, для многопролетных зданий l_о = 1,25H ;

в) для свободно стоящих конструкций l_о =2 Н ;

г) для конструкций с частично защемлен­ными опорными сечениями — с учетом факти­ческой степени защемления, но не менее l_о = 0,8H где Н — расстояние между перекры­тиями или другими горизонтальными опорами, при железобетонных горизонтальных опорах расстояние между ними в свету.

А — площадь сечения элемента:

m_g — коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки и определяемый по формуле (16) СНиП II-22-81 при e_og=0.

где N_g — расчетная продольная сила от длительных нагрузок;

η — коэффициент, принимаемый по табл. 20;

e_og — эксцентриситетот действия длительных нагрузок.

При меньшем размере прямоугольного по­перечного сечения элементов ³ 30 см коэффициент mg =1.