Лекция Работа каменной кладки под нагрузкой и ее расчетные характеристики
Расчетные характеристики каменной кладки
жүктеу/скачать 0,53 Mb.
|
2 Лекция Работа каменной кладки
- Бұл бет үшін навигация:
- Прочность каменной кладки при растяжении, изгибе и срезе.
- Деформативные свойства каменной кладки.
- Каменная кладка
- Камень (блок)
| Расчетные характеристики каменной кладки
Средний предел прочности кладки при центральном сжатии. При испытаниях каменных материалов и растворов в соответствии с государственными стандартами получаемые результаты принимаются как средне экспериментальные величины и называются средними пределами прочности. Для расчетной оценки предела прочности кладки при центральном сжатии были предложены эмпирические формулы. Результаты, наиболее соответствующие экспериментам, показала формула Л.И. Онищика [2] для определения среднего значения предела прочности каменной кладки , МПа, из кирпича, обыкновенных камней, кирпичных блоков и бута на растворе марки М10 и выше: где R1 –средняя прочность камня; R2 –средняя прочность раствора; A – конструктивный коэффициент, m и n – коэффициенты, зависящие от вида камня; a и b – эмпирические коэффициенты, (табл.1); ƞ – коэффициент, зависящий от прочности раствора, при R2≥0,4 МПА ƞ = 1, при R2≥0,4МПА ƞ = 0,75 Как видно из формулы (1), при увеличении прочности раствора R2 - прочность кладки не превышает прочности камня. Отсюда следует, что применение кладочных растворов высоких марок экономически невыгодно. Зная предел прочности кладки , можно найти расчетное сопротивление кладки , принимая коэффициент безопасности. Строительные нормы представляют расчетные сопротивления R сжатию кладки в табличной форме [1]. Прочность каменной кладки при растяжении, изгибе и срезе. Прочность кладки при растяжении и срезе значительно ниже прочности на сжатие и зависит от сцепления раствора с камнем в горизонтальных швах. Раствор вертикальных швов мало влияет на прочность кладки, и в расчетах это влияние не учитывают. Как видно из формулы (1), при увеличении прочности раствора R2→ ∞ прочность кладки не превышает прочности камня Отсюда следует, что применение кладочных растворов высоких марок экономически невыгодно. Зная предел прочности кладки Ru, можно найти расчетное сопротивление кладки R , принимая коэффициент безопасности k = 2: R =Ru/ K = Ru/2. Строительные нормы представляют расчетные сопротивления R сжатию кладки в табличной форме [1]. Прочность каменной кладки при растяжении, изгибе и срезе. Прочность кладки при растяжении и срезе значительно ниже прочности на сжатие и зависит от сцепления раствора с камнем в горизонтальных швах. Раствор вертикальных швов мало влияет на прочность кладки, и в расчетах это влияние не учитывают. Рис. 2. Сцепление раствора швов с камнем: а) нормальное, ; б) касательное, При нормальном сцеплении S сила N действует перпендикулярно плоскости шва (вертикально) (рис.2, а), а при касательном сцеплении T сила направлена параллельно плоскости шва (горизонтально) (рис.2, б). Прочность нормального и касательного сцепления зависит в основном от марки раствора. Оказывает влияние шероховатость поверхности камня, его пористость и влажность, а также подвижность раствора. Прочность при нормальном S и касательном сцеплении T, МПа, определяется по формулам, соответственно: T=2S(2),где r2 – прочность раствора. Если растягивающее усилие направлено вертикально, кладка разрушается по неперевязанному сечению (рис. 3, а), а если усилие действует горизонтально, разрушение происходит по перевязанному сечению: по зигзагообразной трещине через швы кладки или по вертикальной трещине с разрывом кирпичей (рис. 3, б). Рис. 3. Разрушение: а) по неперевязанному сечению; б) по перевязанному сечению; сечение 1-1 – разрушение по швам кладки; сечение 2-2 – разрушение с разрывом кирпичей В соответствии с этим различают три вида прочности кладки при растяжении: 1) по неперевязанному сечению Rut=S; 2) перевязанному сечению (сечение 1-1, рис. 3,б)Rut=T; 3) перевязанному сечению (сечение 2-2, рис. 3,б) Rut=Rt0,5, где Rt– прочность камня на растяжение. Для расчета по перевязанному сечению принимают наименьшее значение Rut1или Rut1.Прочность Rut относят при расчете к единице площади горизонтального сечения, а Rut1 и Rut2 – к единице площади вертикального сечения Сопротивление кладки при изгибе по нормальным сечениям различается по неперевязанным (рис. 4,а) и перевязанным сечениям (рис. 4,б).кладки. Сопротивление кладки растяжению при изгибе по неперевязанному сечению Rutb=1,5Rut.Сопротивление кладки растяжению по перевязанному сечени Rutb=2.1,5Rut=3Rut. Кладка при действии горизонтальной силы может быть срезана по неперевязанному шву. Рис. 4. Сопротивление: а) по неперевязанному сечению; б) по перевязанному сечению При этом прочность составляет Rusq=T. Строительные нормы приводят в табличной форме расчетные сопротивления кладки по неперевязанным и перевязанным сечениям в зависимости от вида напряженного состояния кладки и от марки раствора [1, табл. 10 и 11].
При испытании кладки загружением до разрушения получают график зависимости напряжений от деформаций (рис. 5). При малых напряжениях график прямолинеен, а напряжения можно получить по деформациям через модуль упругости (начальный модуль деформаций: σ=Eoε. При повышении напряжений график искривляется, и модуль деформации кладки Eσ уменьшается Eσ≤Eo. Если график экстраполировать после момента разрушения кладки до точки, где Eσ= 0, то на оси ординат напряжения будут примерно равны 1,1Ru. По предложению Л.И. Онищика в нормах принята линейная зависимость модуля деформаций от напряжений (см. рис. 5): . Рис. 5. График деформаций кладки Начальный модуль упругости Eo может быть выражен через предел прочности: Eo = α Ru,где α – упругая характеристика кладки, зависящая от вида кладки и марки раствора [1, табл. 15].
а) для определения усилий в кладке при расчете конструкций по прочности кладки E = 0,5Eo, где Eo = αRu; б) при определении деформаций кладки, периода колебаний и жесткости каменных конструкций E=0,8Eo.
Каменная кладка - конструкция из камней (блоков), укладываемых в определенном порядке и соединенных с применением раствора. Перевязка каменной кладки Перевязка каменной кладки - расположение камней (блоков) в кладке в регулярной последовательности по определенным правилам с целью достижения взаимодействия. Камень (блок) Камень (блок) - предварительно сформованный элемент для применения в каменной кладке. жүктеу/скачать 0,53 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|