Расчете многослойных стен с гибкими связями

Содержание

Расчеты многослойных стен с гибкими связями
ТехЛиб СПБ УВТ
Расчет многослойных стен

Расчеты многослойных стен с гибкими связями

К многослойным относятся стены, состоящие из двух или более слоев, выполненные из разных материалов, например из кирпичной кладки и легких бетонов (облегченная кладка) или из кирпичной кладки и кладки из бетонных или керамических камней и др. Так как прочность и деформативные свойства материалов многослойных стен неодинаковы, то отдельные слои под действием нагрузки деформируются различно. Испытаниями установлено, что несущая способность кладки не равна сумме прочностей всех ее слоев. Разрушение начинается с наиболее прочного слоя, обладающего меньшей деформативностью, чем другие менее прочные слои. Таким образом, прочность (при сжатии) слабых слоев в кладке используется не полностью. В расчетах это учитывают введением соответствующих коэффициентов условий работы слоев кладки т₁ и т₂, равных 0,6—1. Работу теплоизоляционных слоев в облегченной кладке учитывают только тогда, когда они выполнены из бетонов или камней марки не ниже 10. Теплоизоляционные слои прочностью ниже марки 10, а также из минераловатных или органических плит, пористых пластмасс, засыпок и других материалов учитываются только как нагрузка, приложенная с соответствующим эксцентриситетом.

Совместная работа слоев кладки зависит от вида связей между ними. Различают связи жесткие и гибкие. Связи между конструктивными слоями считаются жесткими, если расстояние между осями вертикальных диафрагм не более 10 h и не более 120 см (где h — толщина более тонкого конструктивного слоя) или когда тычковые прокладные ряды расположены по высоте кладки не более чем через 5 h и не более 62 см. В кладке с облицовочным слоем жесткая связь слоев обеспечивается выполнением требований взаимной перевязки кирпича и камней тычковыми рядами. Гибкие связи выполняются из коррозиестойких сталей или сталей, защищенных от коррозии. Суммарная площадь сечения гибких связей должна быть не менее 0,4 см 2 на 1 м 2 поверхности стены. Слои кладки с гибкими связями работают раздельно, так как гибкие скобы не могут передать нагрузки от одного слоя к другому. Поэтому каждый слой кладки должен быть рассчитан самостоятельно на приходящиеся на него нагрузки

Рассчёт стен с облицовкой (лицевой кладкой) производится для двух групп предельных состояний: по несущей способности (прочности и устойчивости) и по образованию трещин в облицовке. Действующие расчетные усилия не должны превышать меньшей величины несущей способности, вычисленной для этих двух предельных состояний. При этом эксцентриситет е₀ про пускается не более 0,5 y, а в сторону основной кладки — не более 0,7 у при основном сочетании нагрузок и не более 0,8 у при дополнительном сочетании.

При расчете многослойных стен с гибкими связями (без тычковой перевязки) каждый слой рассчитывается раздельно на воспринимаемые им нагрузки. Нагрузки от покрытий и перекрытий должны передаваться только на внутренний слой. Нагрузку от собственного веса утеплителя следует распределять на несущие слои пропорционально их сечению. При этом коэффициенты φ, φ₁, и m_g определяются для условной толщины, равной сумме толщин двух конструктивных слоев, умноженной на коэффициент 0,7.

Расчет центрально сжатых элементов производят по формуле

где N — расчетная продольная сила; R — расчетное сопротивление кладки сжатию; φ — коэффициент продольного изгиба; А — площадь сечения элемента; m_g — коэффициент, учитывающий влияние прогиба сжатых элементов на их несущую способность при длительной нагрузке.

Коэффициент φ зависит от упругой характеристики кладки α и гибкости элемента λ_i = l₀/i (или λ_h =l/h — для прямоугольного сплошного сечения). Величины i и h в этих отношениях представляют собой соответственно наименьшие радиус инерции сеченияи его размер.

Коэффициент m_g отражает влияние ползучести при длительном действии нагрузки, зависящее от уровня загружения, он определяется по формуле

где N_g — расчетная продольная сила от длительно действующих нагрузок.

При h ≥ 300 мм или i ≥ 8,7 мм коэффициент m_g следует принимать равным единице.

При внецентренном сжатии

где φ₁, m_g₁ — коэффициенты, имеющие тот же смысл, что и при центральном сжатии и определяемые по формулам

(ω— коэффициент, учитывающий эффект обоймы ) А_с — площадь сжатой части сечения, которая может быть определена исходя из совпадения центра тяжести этой части с точкой приложения внешней нагрузки N. Для прямоугольного сечения, А_е = bh_c и h_c = h — 2е₀, тогда

е₀_g — эксцентриситет от длительно действующей нагрузки N_s,

Как и в случае центрального сжатия, при h≥ 30 см или i≥8,7 см коэффициент m_g₁ следует

принимать равным единице.

При различном материале слоев принимается приведенная упругая характеристика кладки a_red, определяемая по формуле

где α₁ и α₂ — упругие характеристики кладки отдельных слоев, а h₁ и h₂ — их толщины.

При расчете отдельных слоев к расчетному эксцентриситету следует добавлять случайный эксцентриситет, равный 1 см.

Источник

ТехЛиб СПБ УВТ

Библиотека Санкт-Петербургского университета высоких технологий

Расчет многослойных стен

Облицовка — это наружный отделочный слой на поверхности стены, изготовленный из штучных облицовочных изделий из керамики, силикатного камня и других материалов. Обычно облицовка производится одновременно с возведением стены, но возможно и последующая отделка уже имеющейся стены.

Наиболее удобна укладка облицовочного кирпича, высота которого равна высоте обычного. В этом случае кладка основного кирпича идет обычным методом с одновременной укладкой в наружной версте отделочного кирпича.

Следует особо остановиться на трех разновидностях кладки при различающихся размерах основного и облицовочного кирпичей.

1. Облицовка кирпичной кладки лицевым камнем

Кладка стены ведется как обычно. Уложив наружный ряд облицовочного камня, возводят внутренние два ряда (внутренняя верста и забуток) из обычного кирпича.

Перевязка облицовочной и основной кладки производится при помощи тычкового ряда отделочных камней. По высоте они равны двум рядам кирпичной кладки, поэтому входят в кирпичную кладку на половину своей длины. При возведении внутренней и наружной стен применяется цепная система перевязки.

2. Облицовка каменной кладки лицевым кирпичом

Сначала укладывается кирпичная облицовочная верста, причем первый ряд состоит из целых кирпичей, которые кладут тычком, а следующие три ряда составляют или цельные кирпичи, но уложенные ложком, или половинки кирпичей, уложенные тычком. Затем возводят внутреннюю стену, состоящую из двух рядов камней, используя при этом цепную систему перевязки кладок. Чтобы выравнить высоту каменной кладки, используют нелицевой (обычный) кирпич или обрезанный при помощи болгарки кладочный камень, уложив его над рядом тычков.

Перевязка облицовочной и каменной кладки производится на каждом четвертом ряду с помощью тычковых облицовочных кирпичей. При этом используется многорядная система перевязки. На углах перевязочного (тычкового) ряда нужно уложить два кирпича -трехчетверки (обрезанный болгаркой на ¾ длины кирпич), а в ложковом ряду — одна трехчетверка.

Необходимо заметить, что если стена, подлежащая облицовке кирпичом, возведена из блоков мелкоячеистого пенобетона, то степень усадки облицовочной кирпичной и внутренней бетонной стен будет различной. При этом тычковые кирпичи, зажатые в ряды каменной кладки, могут быть срезаны, в результате чего нарушится перевязка.

Однако если пенобетонные блоки полежали какое-то время на складе изготовителя, в них наверняка уже прекратились усадочные процессы. Поэтому важно строго следовать инструкциям по хранению и использованию мелкоячеистого бетона. Следует отметить, что в качестве перевязки стен помимо тычковых кирпичей можно использовать стержневые связи из специальной пластмассы и нержавеющей стали.

3. Облицовка кладки, выполненной из обычного кирпича, утолщенным облицовочным кирпичом.

Сначала возводим наружную версту из отделочного кирпича так же, как в предыдущем варианте (первый ряд тычком, три следующих ряда ложком). Затем выкладываем 4 ряда внутренней стены по тычковому ряду кирпичной облицовки. Конечно, соотношение высот облицовочного и обычного кирпича может быть самым различным, т.к. их размеры могут значительно отличаться.

Для того чтобы определиться со способом укладки и облицовки стен, необходимо выполнить одно задание. Соберите рядом два столбика — один из облицовочного, другой из обычного кирпича, сложенных насухо. Сравните обе стопки, определите высоту, на которой совпадают стыки кирпичей в двух столбиках. Посчитайте количество кирпичей до этой высоты. Это значение и покажет, сколько рядов облицовки нужно уложить ложком (то есть по длине кирпича).

Чтобы придать внешний вид стены, можно часть или все камни ложкового ряда заменить их половинками. В этом случае ложковые кирпичи будут выглядеть тычковыми. Ряды, расположенные над и под ложковыми, делаются тычковыми (камень кладется поперек и входит во внутреннюю стену, обеспечивая сцепление стен).

При выравнивании стопок кирпичей, следует помнить, что т.к. количество кирпичей, сложенных насухо, будет различным, то и количество швов между ними получится неодинаковым. Швы будут заполняться раствором, который добавит высоты. Поэтому уложенные насухо стопки не должны быть абсолютно одинаковой высоты. Предположив, что толщина растворного шва будет равна примерно 1 см, и определив общую высоту швов в каждой стопке, рассчитайте точное количество рядов кирпичей при равной высоте облицовочной и внутренней кладки.

Если вы используете для облицовки кирпичи, изготовленные по европейским стандартам, то следует иметь в виду, что они рассчитаны на более толстый слой раствора — до 2см. В нашей строительной практике при укладке кирпичей толщина раствора между ними составляет примерно 0,8 — 1,2 см. Европейские кирпичи немного тоньше наших, отечественных, и это нужно обязательно учитывать при выборе материала для облицовки.

Для получения качественной облицовки с учетом особенностей материалов, из которых изготовлены кирпичи облицовки и основная стена, рекомендуется обратиться к справочной литературе. Наиболее интересную и полезную информацию можно почерпнуть, ознакомившись с «Проектированием и применением панельных и кирпичных стен с различными видами облицовок», являющимся пособием к СНиПу II-22-81.

Расчет многослойных конструкций по прочности

При облицовке наружных стен в процессе тепловой санации или с целью повышениях их несущей способности возникает новая конструкция — многослойная стена. Многослойные стены выполняли и раньше в виде облегченных кладок различных типов, состоящих обычно из двух кирпичных стенок (наружной и внутренней) толщиной в полкирпича, пространство между которыми заполнялось более легкими материалами, обладающими лучшими термоизоляционными свойствами (камнями из легкого или ячеистого бетона, монолитным легким бетоном, засыпками и др.). Применялись также двухслойные стены, состоявшие из наружного слоя, выполненного из кирпичной кладки, и внутреннего слоя из легкобетонных или природных камней, жестких термоизоляционных плит из ячеистого бетона, керамзитобетона и т. п.

Отдельные слои кладки многослойных стен работают неравномерно, так как они имеют различные упругие свойства. Разрушение многослойных кладок начинается с более жесткого слоя, имеющего меньшую деформативность, поэтому прочность остальных слоев используется не полностью, что учитывается коэффициентами условий работы.

Отдельные слои многослойных стен должны быть соединены между собой жесткими или гибкими связями. Жесткие связи должны обеспечивать распределение нагрузки между конструктивными слоями.

Растяжение кладки по неперевязанному сечению

Растяжение кладки по перевязанному сечению

Растяжение кладки при изгибе по перевязанному сечению

При расчете многослойных стен связи между конструктивными слоями следует считать жесткими:

а) при любом теплоизоляционном слое и расстояниях между осями вертикальных диафрагм из тычковых рядов кирпичей или камней не более 10h и не более 120 см, где h — толщина более тонкого конструктивного слоя;

б) при теплоизоляционном слое из монолитного бетона с пределом прочности на сжатие не менее 0,7 МПа (7 кгс/см 2 ) или кладке из камней марки не ниже 10 при тычковых горизонтальных прокладных рядах, расположенных на расстояниях между осями рядов по высоте кладки не более 5h и не более 62 см.

Гибкие связи следует проектировать из коррозионно-стойких сталей или сталей, защищенных от коррозии, а также из полимерных материалов. Суммарная площадь сечения гибких стальных связей должна быть не менее 0,4 см 2 на 1 м 2 поверхности стены. Сечение полимерных связей устанавливается из условия равной прочности стальным связям.

Гибкие связи в многослойных стенах с утеплителем и с наружным облицовочным слоем из кирпича или камня должны обеспечивать возможность восприятия силовых, температурно-усадочных и осадочных деформаций по вертикали. Связи должны выполняться с закреплением в несущей стене и облицовочном слое путем отгибов.

Облицовочный слой и основная кладка стены, если они жестко связаны друг с другом.

При расчете многослойных стен на прочность различаются два случая:

а) жесткое соединение слоев. Различную прочность и упругие свойства слоев, а также неполное использование прочности их при совместной работе в стене следует учитывать путем приведения площади сечения к материалу основного несущего слоя. Эксцентриситеты всех усилий должны определяться по отношению к оси приведенного сечения;

б) гибкое соединение слоев. Каждый слой следует рассчитывать раздельно на воспринимаемые им нагрузки, нагрузки от покрытий и перекрытий должны передаваться только на внутренний слой. Нагрузку от собственного веса утеплителя следует распределять на несущие слои пропорционально их сечению.

При приведении сечения стены к одному материалу толщина слоев должна приниматься фактической, а ширина слоев (по длине стены) изменяться пропорционально отношению расчетных сопротивлений и коэффициентов использования прочности слоев по формуле

b_red = b,

где b_red
— приведенная ширина слоя;

b — фактическая ширина слоя;

R; т — расчетное сопротивление и коэффициент использования прочности слоя, к которому приводится сечение;

R_i; m_i — расчетное сопротивление и коэффициент использования прочности любого другого слоя стены.

Таблица 1. Коэффициенты использования прочности слоев

Коэффициенты использования прочности слоев
из бетонных камней т	из материалов m_i
	керамические камни		кирпич керамический пластического прессования		кирпич силикатный		кирпич керамический полусухого прессования
	m	m_i	m	m_i	m	m_i	m	m_i
Камни марок М25 и выше из бетонов на пористых заполнителях и из поризованных бетонов	0,8	1	0,9	1	1	0,9	1	0,85
Камни марок М25 и выше из автоклавных ячеистых бетонов	—	—	0,85	1	1	0,8	1	0,8
Камни марок М25 и выше из неавтоклавных ячеистых бетонов	0,7	1	0,8	1	0,9	1,0

Таблица 2. Коэффициенты использования прочности слоев в стенах с облицовками

Материал облицовочного слоя m_i	Материал стены т
	керамические камни		керамический кирпич пластического прессования		силикатный кирпич		керамический кирпич полусухого прессования
	m_i	m	m_i	m	m_i	m	m_i	m
Лицевой кирпич пластического прессования высотой 65 мм	0,8	1	1	0,9	1	0,6	1	0,65
Лицевые керамические камни со щелевидными пустотами высотой 140 мм	1	0,9	1	0,8	0,85	0,6	1	0,5
Крупноразмерные плиты из силикатного бетона	0,6	0,8	0,6	0,7	0,7	0,6	0,9	0,6
Силикатный кирпич	0,6	0,85	0,6	1	1	1	1	0,8
Силикатные камни высотой 138 мм	0,9	1	0,8	1	1	0,8	1	0,7
Крупноразмерные плиты из тяжелого цементного бетона	1	0,9	1	0,9	1	0,75	1	0,65

Расчет многослойных стен с жесткими связями

Расчет при центральном сжатии производится по формуле:

где N — расчетная продольная сила; А — площадь сечения элемента;

R — расчетное сопротивление сжатию кладки, принимаемый по СНиП II-22-81*. Каменные и армокаменные конструкции/Госстрой России. — М.: ФГУП ЦПП, 2004;

Коэффициенты φ и m_g по высоте сжатых стен и столбов

φ — коэффициент продольного изгиба, принимаемый:

— для элементов постоянного по длине сечения следует принимать в зависимости от гибкости элемента

λ_i =

где l_o — расчетная высота (длина) элемента, i — наименьший радиус инерции сечения элемента;

Таблица 3. Коэффициенты φ и m_g по высоте сжатых стен и столбов

а — шарнирно опертых на неподвижные опоры; б — защемленных внизу и имеющих верхнюю упругую опору; в — свободно стоящих

Гибкость		Коэффициент продольного изгиба φ при упругих характеристиках кладки a
λ_h	λ_i	1500	1000	750	500	350	200	100
4	14	1	1	1	0,98	0,94	0,9	0,82
6	21	0,98	0,96	0,95	0,91	0,88	0,81	0,68
8	28	0,95	0,92	0,9	0,85	0,8	0,7	0,54
10	35	0,92	0,88	0,84	0,79	0,72	0,6	0,43
12	42	0,88	0,84	0,79	0,72	0,64	0,51	0,34
14	49	0,85	0,79	0,73	0,66	0,57	0,43	0,28
16	56	0,81	0,74	0,68	0,59	0,5	0,37	0,23
18	63	0,77	0,7	0,63	0,53	0,45	0,32	—
22	76	0,69	0,61	0,53	0,43	0,35	0,24	—
26	90	0,61	0,52	0,45	0,36	0,29	0,2	—
30	104	0,53	0,45	0,39	0,32	0,25	0,17	—
34	118	0,44	0,38	0,32	0,26	0,21	0,14	—
38	132	0,36	0,31	0,26	0,21	0,17	0,12	—
42	146	0,29	0,25	0,21	0,17	0,14	0,09	—
46	160	0,21	0,18	0,16	0,13	0,1	0,07	—
50	173	0,17	0,15	0,13	0,1	0,08	0,05	—
54	187	0,13	0,12	0,1	0,08	0,06	0,04	—
Примечания: 1. Коэффициент φ при промежуточных величинах гибкостей определяется по интерполяции.

— для элементов прямоугольного сплошного сечения при отношении

λ_h =

где l_o — расчетная высота (длина) элемента, h — меньший размер прямоугольного сечения;

и упругой характеристики кладки a, принимаемой по таблице ниже, а для кладки с сетчатым армированием — по формуле:

a_sk = .

Таблица 4. Упругая характеристика a

Вид кладки

Упругая характеристика a при марках раствора при прочности раствора 25 — 200 10 4 0,2(2) нулевой 1. Из крупных блоков, изготовленных из тяжелого и крупнопористого бетона на тяжелых заполнителях и из тяжелого природного камня (у ³ 1800 кг/м 3 ) 1500 1000 750 750 500 2. Из камней, изготовленных из тяжелого бетона, тяжелых природных камней и бута 1500 1000 750 500 350 3. Из крупных блоков, изготовленных из бетона на пористых заполнителях и поризованного, крупнопористого бетона на легких заполнителях, плотного силикатного бетона и из легкого природного камня 1000 750 500 500 350 4. Из крупных блоков, изготовленных из ячеистых бетонов: автоклавных 750 750 500 500 350 неавтоклавных 500 500 350 350 350 5. Из камней, изготовленных из ячеистых бетонов: автоклавных 750 500 350 350 200 неавтоклавных 500 350 200 200 200 6. Из керамических камней всех видов 1200 1000 750 500 350 7. Из кирпича керамического пластического прессования полнотелого и пустотелого, из пустотелых силикатных камней, из камней, изготовленных из бетона на пористых заполнителях и поризованного, из легких природных камней 1000 750 500 350 200 8. Из кирпича силикатного полнотелого и пустотелого 750 500 350 350 200 9. Из кирпича керамического полусухого прессования полнотелого и пустотелого 500 500 350 350 200

m_g — коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки и определяемый при e_0g = 0 по формуле:

т_g = 1 — η,

где N_g — расчетная продольная сила от длительных нагрузок;

η – коэффициент, зависящий от гибкости;

е_0g — эксцентриситет от действия длительных нагрузок.

Таблица 5. Коэффициент η для кладки

Гибкость λ		Коэффициент η для кладки
λ_h	λ_i	из керамических кирпича и камней; из камней и крупных блоков из тяжелого бетона; из природных камней всех видов		из силикатного кирпича и силикатных камней; камней из бетона на пористых заполнителях; крупных блоков из ячеистого бетона
		при проценте продольного армирования
		0,1 и менее	0,3 и более	0,1 и менее	0,3 и более
≤ 10	≤ 35	0	0	0	0
12	42	0,04	0,03	0,05	0,03
14	49	0,08	0,07	0,09	0,08
16	56	0,12	0,09	0,14	0,11
18	63	0,15	0,13	0,19	0,15
20	70	0,20	0,16	0,24	0,19
22	76	0,24	0,20	0,29	0,22
24	83	0,27	0,23	0,33	0,26
26	90	0,31	0,26	0,38	0,30
Примечание. Для неармированной кладки значения коэффициента η следует принимать как для кладки с армированием 0,1 % и менее. При проценте армирования более 0,1 и менее 0,3 коэффициент η определяется интерполяцией.

При h ≥30 см или i ≥ 8,7 см коэффициент т_g следует принимать равным единице.

При внецентренном сжатии расчет ведется по формуле:

где А_с — площадь сжатой части сечения при прямоугольной эпюре напряжений, определяемая из условия, что ее центр тяжести совпадает с точкой приложения расчетной продольной силы N. Положение границы площади А_с
определяется из условия равенства нулю статического момента этой площади относительно ее центра тяжести для прямоугольного сечения

A_c = A,

φ₁ = .

R — расчетное сопротивление кладки сжатию;

А — площадь сечения элемента;

h — высота сечения в плоскости действия изгибающего момента;

е₀ — эксцентриситет расчетной силы N относительно центра тяжести сечения;

φ — коэффициент продольного изгиба для всего сечения в плоскости действия изгибающего момента, определяемый по расчетной высоте элемента l₀;

φ_с — коэффициент продольного изгиба для сжатой части сечения, определяемый по фактической высоте элемента Н в плоскости действия изгибающего момента при отношении

λ_hc =

λ_ic =

где h_c и i_с — высота и радиус инерции сжатой части поперечного сечения А_с в плоскости действия изгибающего момента.

Для таврового сечения (при е₀ > 0,45y) допускается приближенно принимать А_с = 2(у — е₀)b и h_c = 2(у — е₀),
где у — расстояние от центра тяжести сечения элемента до его края в сторону эксцентриситета; b — ширина сжатой полки или толщина стенки таврового сечения в зависимости от направления эксцентриситета.


Внецентренное сжатие	Знакопеременная эпюра изгибающего момента для внецентренно сжатого элемента

При знакопеременной эпюре изгибающего момента по высоте элемента расчет по прочности следует производить в сечениях с максимальными изгибающими моментами различных знаков. Коэффициент продольного изгиба φ_с следует определять по высоте части элемента в пределах однозначной эпюры изгибающего момента при отношениях или гибкостях

λ_h1c = или λ_i1c =

и λ_h2c = или λ_i2c = ,

где Н₁ и Н₂ — высоты частей элемента с однозначной эпюрой изгибающего момента;

h_с1; i_с1 и h_с2; i_с2 — высоты и радиусы инерции сжатой части элементов в сечениях с максимальными изгибающими моментами;

w — коэффициент, определяемый по формулам, приведенным в табл. 6;

т_g — коэффициент, определяемый по формуле

т_g = 1 — h,

где N_g — расчетная продольная сила от длительных нагрузок;

h — коэффициент, принимаемый по табл.5;

е_0g — эксцентриситет от действия длительных нагрузок.

Таблица 6. Значения w

Вид кладки	Значения w для сечений
Вид кладки	произвольной формы	прямоугольного
1. Кладка всех видов, кроме указанных в поз. 2	1 + ≤ 1,45	1 + ≤ 1,45
2. Кладка из керамических кирпича, камней и блоков пустотностью более 25 %; из камней и крупных блоков, изготовленных из ячеистых и крупнопористых бетонов; из природных камней (включая бут)	1	1
Примечание. Если 2у 2 ) и ниже следует рассчитывать по сечению кладки без учета несущей способности утеплителя.

Расчет стен с облицовками, жестко соединенными с материалом стены, при наличии или отсутствии несущих теплоизоляционных слоев производится по площади сечения, приведенного к одному материалу. Сечение стен с облицовкой приводится к материалу основного несущего слоя стены.

В многослойных стенах с облицовками величину коэффициента использования прочности несущего слоя, к которому приводится сечение, следует принимать по табл. 1 и 2.

При эксцентриситете нагрузки в сторону облицовки коэффициент w следует принимать равным единице.

Расчет по раскрытию швов облицовки на растянутой стороне сечения при эксцентриситете в сторону кладки, превышающем 0,7у относительно оси приведенного сечения, следует производить как для внецентренно сжатых неармированных каменных конструкций.

Расчет по раскрытию трещин (швов кладки) внецентренно сжатых неармированных каменных конструкций производится при е₀
> 0,7у исходя из следующих положений:

при расчете принимается линейная эпюра напряжений внецентренного сжатия как для упругого тела;

расчет производится по условному краевому напряжению растяжения, которое характеризует величину раскрытия трещин в растянутой зоне:

N ≤ ,

где I — момент инерции сечения в плоскости действия изгибающего момента;

у — расстояние от центра тяжести сечения до сжатого его края;

R_tb— расчетное сопротивление кладки растяжению при изгибе по неперевязанному сечению;

y_r — коэффициент условий работы кладки при расчете по раскрытию трещин

Таблица 7. Расчетное сопротивление кладки растяжению при изгибе

Вид напряженного состояния	Обозначения	Расчетные сопротивления R, МПа (кгс/см 2 ), кладки из сплошных камней на цементно-известковых, цементно-глиняных и известковых растворах осевому растяжению, растяжению при изгибе, срезу и главным растягивающим напряжениям при изгибе при расчете сечений кладки, проходящих по горизонтальным и вертикальным швам
		при марке раствора				при прочности раствора 0,2(2)
		50 и выше	25	10	4	при прочности раствора 0,2(2)
А. Осевое растяжение	R_t
1. По неперевязанному сечению для кладки всех видов (нормальное сцепление)	0,08(0,8)	0,05(0,5)	0,03(0,3)	0,01(0,1)	0,005(0,05)
2. По перевязанному сечению:
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	R_tb (R_tw)
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:
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	R_sq
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)
Примечания: 1. Расчетные сопротивления отнесены по всему сечению разрыва или среза кладки, перпендикулярному или параллельному (при срезе) направлению усилия.

2. Расчетные сопротивления кладки следует принимать с коэффициентами:

для кирпичной кладки с вибрированием на вибростолах при расчете на особые воздействия — 1,4;
для вибрированной кирпичной кладки из керамического 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;

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 таблице, умноженным на значения отношения глубины перевязки к высоте ряда.

Таблица 8. Коэффициент условий работы у_r

Характеристика и условия работы кладки	Коэффициент условий работы у_r при предполагаемом сроке службы конструкций, лет
Характеристика и условия работы кладки	100	50	25
1. Неармированная внецентренно нагруженная и растянутая кладка	1,5	2,0	3,0
2. То же, с декоративной отделкой для конструкций с повышенными архитектурными требованиями	1,2	1,2	—
3. Неармированная внецентренно нагруженная кладка с гидроизоляционной штукатуркой для конструкций, работающих на гидростатическое давление жидкости	1,2	1,5	—
4. То же, с кислотоупорной штукатуркой или облицовкой на замазке на жидком стекле	0,8	1,0	1,0
Примечание. Коэффициент условий работы у_r при расчете продольно армированной кладки на внецентренное сжатие, изгиб, осевое и внецентренное растяжение и главные растягивающие напряжения принимается по таблице с коэффициентами:

При промежуточных процентах армирования — по интерполяции, выполняемой по формуле k = 0,75 + 5µ.

При расчете стен с облицовками эксцентриситет нагрузки в сторону облицовки не должен превышать 0,25 у (у — расстояние от центра тяжести приведенного сечения до края сечения в сторону эксцентриситета). При эксцентриситете, направленном в сторону внутренней грани стены е₀
> у, но не менее 0,1 у, расчет производится без учета коэффициентов т и m_i, как однослойного сечения по материалу основного несущего слоя стены, при этом в расчет вводится вся площадь сечения элемента.

СНиП II-22-81*. Каменные и армокаменные конструкции — является основой поверочных расчетов при обследовании ограждающих кирпичных конструкций. Однако при реконструкции необходимо знать и то, каким образом многослойная кладка рассчитывалась раньше, какие расчетные характеристики принимались при ее проектировании.

В качестве примера проверим несущую способность простенка из пустотелых легкобетонных камней марки 35, облицованного с наружной стороны кладкой из обыкновенного глиняного кирпича пластического прессования марки 100. Простенок выложен на растворе марки 25. Перевязка облицовки с кладкой выполнена прокладными кирпичными рядами через 62 см (8 рядов облицовки и 3 ряда кладки из камней). Сечение простенка 52х160 см. Высота этажа 3 м. Простенок нагружен расчетной продольной силой N_n =40 т, приложенной на расстоянии 20 см от внутренней грани стены.

Расчетное сопротивление кирпичной облицовки R₁ =13 кгс/см 2 , расчетное сопротивление кладки из пустотелых легкобетонных камней R₂=8 кгс/см 2 . Площадь сечения облицовки F₁=l2х160=1920 см 2 . Площадь сечения кладки из камней F₂=40х 160=6400 см 2 . Общая площадь сечения простенка F= F₁ + F₂=8320 см 2 .