ТРЕБОВАНИЯ К КАМЕННЫМ КОНСТРУКЦИЯМ ЗДАНИЙ

Здание из каменной кладки, состоящее из внутрен­них и наружных стен, покрытий и перекрытий, связан­ных между собой в одно целое, называют пространствен­ной системой. В кирпичных и каменных стенах связь осуществляется с помощью перевязки швов кладки. Же­сткость пространственной системы в крупноблочных зданиях обеспечивается установкой металлических Т-образ­ных связей из полосовой стали или арматурных сеток, применением бетонных шпонок, а также перевязкой кладки специальными угловыми и Т-образными блока­ми. Элементы в узлах крупнопанельных зданий соеди­няют с помощью сварки закладных деталей из металла, сечение связей в узлах должно быть не менее 2 см. Ка­менные столбы и стены следует соединять с перекрытия­ми и покрытиями с помощью анкеров сечением не менее 0,5 см, устанавливаемых в опорных зонах балок, прого­нов и ферм, размещаемых в швах между сборными же­лезобетонными настилами или панелями перекрытий. Шаг анкеров по длине стены не должен превышать 6 м. Концы балок, заанкеренных на внутренних стенах, стол­бах или прогонах, соединяются накладками.

В местах приложения значительных местных нагру­зок на кладку (опоры балок, ригелей перекрытий, ферм и т. п.) укладывают распределительные железобетонные плиты толщиной не менее 14 см, которые связывают с кладкой анкерами. Под опоры сборных элементов и распределительные плиты укладывают слой раствора толщиной 10...15 мм. Установка таких конструкций на­сухо не разрешается. Стены каркасных зданий связы­ваются с колоннами и ригелями каркаса выпусками ар­матуры или специальными анкерами.

Предельные гибкости стен и столбов.Поперечное сечение стен и столбов должно соответствовать требова­ниям расчета по первой группе предельных состояний (прочности и устойчивости), а в некоторых случаях и по второй группе предельных состояний. Помимо этих тре­бований следует ограничивать гибкость стен и столбов. Предельные отношения высоты стены или столба в пре­делах одного этажа Н к меньшей стороне прямоуголь­ного сечения h при свободной длине стены l≤2,5H при­ведены в табл. 21.1.

К I группе относят кладку из кирпича марки 50 и вы­ше на растворе не ниже марки 10 и из блоков на рас­творе марки 25 и выше; ко II группе — из кирпича марки 50 на растворе марки 4 или из кирпича марок 25 и 35 на растворе марки 10, а также из бутового камня на рас­творе марки 25 и выше; к III — из кирпича марок 25, 35 на растворе марки 4, либо из кирпича марок 7, 10, 15 на любом растворе, включая и глиняный, а также из буто­вого камня на растворах марок 4, 10; к IV группе — кладку из кирпича марки 4 и из бутового камня на лю­бом растворе.

Таблица 21.1. Предельные значенияβ=H/hдля стен без проемов, под нагрузки от перекрытий или покрытий, для кладок из камней и блоков правильной формы

Для сечений сложной формы при использовании дан­ных табл. 21.1 принимают вместо h условную ширину h' = 3,5i, где i=. Для круглых столбов h' = 0,85d (d — диаметр столба). Значения β, приведенные в табл. 21.1, необходимо умножать на коэффициент К, который принимается:

для свободной длины стен и перегородок 1=2,5H...З,5H……………….... К = 0,9

то же, 1>3,5Н…………………………………………………………….………… К = 0,8

для стен из бутовых кладок и бутобетона ………………………………………. К = 0,8

для стен с проемами…………………………………………….……………. К =

для стен и перегородок, не несущих нагрузок от перекрытий при

толщине 25 см и более……………………………………………………………… К = 1,

то же, при толщине 10 см и менее…………………………………………………К = 1,8

Предельные значения β для армированных стен мож­но увеличивать на 20% при продольном армирований в одном направлении и на 30 % — в двух. Для свободно стоящих стен и столбов (не укрепленных в верхней зоне перекрытиями) значения β в нераскрепленном направ­лении следует снижать на 30 %. Указанные ограниче­ния по предельному соотношению β=(Н/h) следует назначать до расчета сечений элементов каменных кон­струкций.

Температурные и деформационные швы.Под дейст­вием изменения температуры окружающей среды в ка­менной кладке стен могут возникнуть деформации уко­рочения (при отрицательной температуре) и удлинения (при положительной). В результате развития этих де­формаций в стенах зданий возникают дополнительные усилия, которые могут вызвать образование и развитие трещин. Поэтому для предотвращения этого явления стены зданий разрезают вертикальными швами на от­дельные отсеки такой длины, при которой изменение температуры не вызывает образования трещин. Макси­мальное расстояние между температурными швами при­ведено в табл. 21.2.

Таблица 21.2. Расстояние s между температурными швами отапливаемых зданий из неармированной кладки

Осадочные швы устраиваются для предотвращения дополнительных усилий, возникновение которых возмож­но в результате неравномерной осадки оснований зданий и сооружений. Эти усилия могут повлечь за собой обра­зование и развитие трещин, нарушающих нормальную эксплуатацию зданий. Температурные швы допускается устраивать в стенах зданий до обреза фундамента. По­скольку фундаменты мало подвергаются значительному влиянию изменения температуры, осадочные швы долж­ны обязательно прорезать и фундаменты.

Часто для уменьшения трудоемкости работ темпера­турные и осадочные швы совмещают. Конструкция шва показана на рис. 21.1, а.

Конструктивные схемы зданий.Здания и сооружения в зависимости от их пространственной жесткости услов­но подразделяют на две категории, с жесткой и с упру­гой (гибкой) конструктивной схемой. В связи с тем, что статический расчет стен зданий как элементов простран­ственной системы очень сложен и трудоемок, прибегают к некоторым упрощениям, в частности считают, что сте­ны связаны шарнирно с перекрытиями и покрытиями. В этом случае при расчетах стеновых конструкций на внецентренное сжатие, действие горизонтальных (ветро­вых) нагрузок и продольный изгиб считают, что стены опираются на перекрытия. В свою очередь, перекрытия при воздействии на них горизонтальных нагрузок рассматриваются как горизонтальные балки, опертые на поперечные стены.

Рис. 21.1. Температурно-осадочные швы и расчетные схемы зданий. а — конструкция шва; б — к определению l_ст; в, г — расчетная схема (жест­кая); д, е— расчетная схема (гибкая); 1— герметик или цементная расшив­ка; 2 — утеплитель; 3 — рубероид

Жесткость здания будет тем больше, чем меньше расстояние между несущими поперечными стенами и больше жесткость перекрытия. Максимальные расстояния между поперечными стенами и другими ус­тойчивыми конструкциями (рис. 21.1,6) приведены в табл. 21.3.

Таблица 21.3. Предельные расстояния между поперечными конструкциями, когда покрытия и перекрытия считаются жесткими опорами для стен и столбов

К другим типам жестких поперечных конструкций относятся поперечные каменные стены толщиной не ме­нее 12 см, железобетонные стены толщиной не менее 6 см, контрфорсы, поперечные рамы с жесткими узлами, фермы и железобетонные пояса, способные воспринимать горизонтальные нагрузки от стен. Если конструкция зда­ния соответствует данным, приведенным в табл. 21.3, то в этом случае горизонтальные опоры стен (покрытия и перекрытия) считаются жесткими, а само здание рас­считывается по жесткой конструктивной схеме (рис. 21.1, в,г), в противном случае перекрытия считаются податливыми и расчет выполняется по упругой (гибкой) конструктивной схеме (рис. 21.1, д,е).