Каменная кладка стен
Для кладки из искусственных камней могут применяться только строительные материалы, соответствующие требованиям норм. При ненормируемых материалах их пригодность по прочности и применимости должна быть доказана расчетом.
Прочность каменной кладки
Прочность на сжатие кладочных камней и кладочных растворов в значительной степени определяет несущую способность стеновой кладки. Обычные кладочные камни имеют прочность на сжатие от до 28 Н/мм2, а камни с особыми требованиями к прочности имеют ее в пределах от 36 до 60 Н/мм2. Прочности на сжатие строительных растворов при испытаниях качества составляют от 2,5 Н/мм2 для MG II до 20 Н/мм2 для MG IIIа, а при испытаниях на соответствие — между 3,5 Н/мм2 для MG II и 25 Н/мм2 для MG IIIа.
Упрощенный метод расчета может быть применен, если:
- высота здания (средняя между высотой карниза и конька крыши над землей) составляет не более 20 м;
- пролет перекрытий составляет не более 6 м;
- толщина внутренних и наружных стен, по которым определяется высота стен в свету, соответствует данным табл. 1.
| Таблица 1. Предпосылки для применения упрощенных методов | |||
| Строительная деталь | Предпосылки | ||
| Толщина стены d, мм | Высота стены в свету h3, м | Транспортная нагрузка р, кН/м2 | |
| Внутренние стены | ≥ 115 <240 |
≤2,75 | ≤5 |
| ≥240 | - | ||
| Однослойные наружные стены | ≥1751 <240 |
≤2,75 | |
| ≥240 | ≤12*d | ||
| Несущая внутренняя стенка двухслойных наружных стен и двухслойных стен между секциями домов блокированного типа | ≥1152 <1752 |
≤2,75 | ≤33 |
| ≥175 <240 |
≤5 | ||
| ≥240 | ≤12*d | ||
| 1 В одноэтажных гаражах и сравнимых постройках, которые не предназначены для длительного пребывания людей, допустимо и при d≥115 мм. | |||
| 2 Количество этажей - максимально два полных этажа включая отделанный мансардный этаж, поперечные стены жесткости на расстоянии ≤4,5 м или при расстоянии между проемами ≤2,0 м. | |||
| 3 Включая добавку для ненесущих внутренних стен — перегородок. | |||
Прочность на сжатие каменной кладки дается в зависимости от прочности камней, видов раствора и групп растворов в качестве основного значения (сигма нулевое) допустимого напряжения сжатия.
Существуют основные значения для кладки с нормальным раствором (табл. 2), основные значения для кладки с тонкослойным и легким раствором (табл. 3) и основные значения для кладки при испытаниях на соответствие (табл. 4). Так, например, основное значение допустимого напряжения на сжатие о0 при применении камней класса прочности 8:
- для кладки с нормальным раствором MG II - 1,0 МН/м2;
- для кладки с тонким слоем раствора, например из плоских цементно-песчаных камней — 2,0 МН/м2;
- для кладки на легком кладочном растворе ЛM 36 — 1,0 МН/м2;
- для кладки по испытаниям на соответствие с раствором MG II — произведение номинального значения прочности: 7 МН/м2 * 0,35 = 2,45 МН/м2.
| Таблица 2. Основные значения о0 допустимых сжимающих напряжений для кладки с нормальным раствором | |||||
| Класс прочности камней | Основные значения σ0 для нормального раствора, МН/м2 | ||||
| Группа растворов | |||||
| I | II | IIа | III | IIIa | |
| 2 | 0,3 | 0,5 | 0,51 | - | - |
| 4 | 0,4 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | - |
| 6 | 0,5 | 0,9 | 1,0 | 1,2 | - |
| 8 | 0,6 | 1,0 | 1,2 | 1,4 | - |
| 12 | 0,8 | 1,2 | 1,6 | 1,8 | 1,9 |
| 20 | 1,0 | 1,6 | 1,9 | 2,4 | 3,0 |
| 28 | - | 1,8 | 2,3 | 3,0 | 3,5 |
| 36 | - | - | - | 3,5 | 4,0 |
| 48 | - | - | - | 4,0 | 4,5 |
| 60 | - | - | - | 4,5 | 5,0 |
| 1 σ - 0,6 МН/м2 при наружных стенах толщиной ≥300 мм. Это увеличение не действитепьно для расчета давления на кледку в местах опирания балок или плит | |||||
| Таблица 3. Основные значения σ0 допустимых сжимающих напряжений для кладки с тонким швом и швами из легкого раствора | |||
| Класс прочности камней | Основные значения σ0, МН/мг | ||
| Раствор тонкого швама | Легкий раствор | ||
| LM 21 | LM 36 | ||
| 2 | 0,6 | 0,5 2) | 0,5 2), 3 |
| 4 | 1,1 | 0,74) | 0,85) |
| 6 | 1,5 | 0,7 | 0,9 |
| 8 | 2,0 | 0,8 | 1,0 |
| 12 | 2,2 | 0,9 | 1,1 |
| 20 | 3,2 | 0,9 | 1,1 |
| 28 | 3,7 | 0,9 | 1,1 |
| 1) Применение только при гладких камнях из пенобетона по DIN 4165 и при гладких известково-песчаных камнях. Значения действительны для беспустотных камней. Для известково-песчаных камней с дырчатыми и щелевыми пустотами по DIN 106-1 действительны соответствующие значения из табл. 2 при группе раствора III и классе прочности камней 20. | |||
| 2) Для кладки из кладочного кирпича по DIN 105-1 до DIN 105-4 действительно σ0 - 0,4 МН/м2. | |||
| 3) σ0 = 0,6 МН/м2 в наружных стенах толщиной ≥300 мм. Однако это повышение не действительно для случая в сноске 2 и не для расчетов давления на опорах (смятия). | |||
| 4) Для известково-песчаных камней по DIN 106-1 класса плотности > 0,9 и для кладочных кирпичей по DIN 105-1 до DIN 105-4 о0 = 0,5 МН/м2. | |||
| 5) Для кладки из кладочных камней, названных в сноске 4, σ0 = 0,7 МН/м2. | |||
| Таблица 4. Основные значения σ0 допустимых напряжений на сжатие для кладок при испытаниях на соответствие | |||
| Номинальная прочность βм в МН/м2 | от 1,0 до 9,0 |
11,0 и 13,0 |
от 16,0 до 25,0 |
| σ0 в 0,01 МН/м2 | 0.35 βм | 0.35 βм | 0.35 βм |
| 1) βм DIN 1053-2. | |||
| 2) σ0 надо округлять до 0,01 МН/м2 | |||
При определении размеров кладки по упрощенному методу необходимо показать, что допустимые напряжения сжатия не превышаются. Это рассчитывается по формуле:
Основное значение (очевидно, сигма нулевое) умножается на коэффициент ослабления к (коэффициент запаса). Этот коэффициент имеет значение, равное 1:
- при стенах, служащих промежуточными опорами;
- при стенах, служащих односторонними конечными опорами, когда их «стройность» равна где hk — свободная высота, d — толщина стены;
- при конечных опорах на внутренние и наружные стены, когда пролет междуэтажных перекрытий I=4,20 м, и
- при коротких стенах (кирпичных столбах, когда они в сечении состоят из одного или нескольких сплошных кладочных камней или из пустотных камней с пустотностью менее 35% и не ослаблены шлицами или выступами).
Для всех других случаев применения коэффициенты ослабления должны определяться отдельно.
Более точный метод расчета может быть применен для отдельных частей зданий, отдельных этажей или целых сооружений. Он может дать более целесообразные и выгодные размеры каменной кладки.