СНиП II-22-81 от г

СНиП II-22-81 от 31.12.1981 г. Каменные и армокаменные конструкции. Часть 2

3.8. Расчетные сопротивления сжатию бутобетона (невибрированного) приведены в табл. 9.

, МПа (кгс/ ), сжатию бутобетона (невибрированного) при классе бетона

С рваным бутовым камнем марки:

50 или с кирпичным боем

Примечание. При вибрировании бутобетона расчетные сопротивления сжатию следует принимать с коэффициентом 1,15.

3.9. Расчетные сопротивления сжатию кладки из силикатных пустотелых (с круглыми пустотами диаметром не более 35 мм и пустотностью до 25 %) кирпичей толщиной 88 мм и камней толщиной 138 мм допускается принимать по табл. 2 c коэффициентами:

на растворах нулевой прочности и прочности 0,2 МПа (2 кгс/ ) — 0,8;

на растворах марок 4, 10, 25 и выше — соответственно 0,85, 0,9 и 1.

3.10. Расчетные сопротивления сжатию кладки при промежуточных размерах высоты ряда от 150 до 200 мм должны определяться как среднее арифметическое значений, принятых по табл. 2 и 5, при высоте ряда от 300 до 500 мм — по интерполяции между значениями, принятыми по табл. 4 и 5.

3.11(К). Расчетные сопротивления кладки сжатию, приведенные в табл. 2 — 8, следует умножать на коэффициенты условий работы , равные:

а) 0,8 — для столбов и простенков площадью сечения 0,3 и менее;

б) 0,6 — для элементов круглого сечения, выполняемых из обыкновенного (нелекального) кирпича, неармированных сетчатой арматурой;

в)(К) 1,1 — для крупных блоков и камней, изготовленных из тяжелых бетонов и из природного камня ( 1800 кг/ );

0,9 — для кладки из блоков и камней из автоклавных ячеистых бетонов и из силикатных бетонов классов по прочности выше В25;

0,8 — для кладки из блоков и камней из крупнопористых бетонов и из неавтоклавных бетонов. Виды ячеистых бетонов принимают в соответствии с ГОСТ 25485-82.

г) 1,15 — для кладки после длительного периода твердения раствора (более года);

д) 0,85 — для кладки из силикатного кирпича на растворе с добавками поташа;

е) для зимней кладки, выполняемой способом замораживания, — на коэффициенты условий работы по табл. 33.

3.12. Расчетные сопротивления сжатию кладки из крупных пустотелых бетонных блоков различных типов устанавливаются по экспериментальным данным. При отсутствии таких данных расчетные сопротивления следует принимать по табл. 4 с коэффициентами:

0,9 при пустотности блоков 5 %

где процент пустотности определяется по среднему горизонтальному сечению.

Для промежуточных значений процента пустотности указанные коэффициенты следует определять интерполяцией.

3.13. Расчетные сопротивления сжатию кладки из природного камня, указанные в табл. 4, 5 и 7, следует принимать с коэффициентами:

0,8 — для кладки из камней получистой тески (выступы до 10 мм);

0,7 — для кладки из камней грубой тески (выступы до 20 мм).

3.14. Расчетные сопротивления сжатию кладки из сырцового кирпича и грунтовых камней следует принимать по табл. 7 с коэффициентами:

0,7 — для кладки наружных стен в зонах с сухим климатом;

0,5 — то же, в прочих зонах;

0,8 — для кладки внутренних стен.

Сырцовый кирпич и грунтовые камни разрешается применять только для стен зданий с предполагаемым сроком службы не более 25 лет.

3.15. Расчетные сопротивления кладки из сплошных камней на цементно-известковых, цементно-глиняных и известковых растворах осевому растяжению , растяжению при изгибе и главным растягивающим напряжениям при изгибе , срезу при расчете сечений кладки, проходящих по горизонтальным и вертикальным швам, приведены в табл. 10.

Рис. 1. Растяжение кладки по неперевязанному сечению

Рис. 2. Растяжение кладки по перевязанному сечению

Рис. 3. Растяжение кладки при изгибе по перевязанному сечению

Вид напряженного состояния

Расчетные сопротивления , МПа (кгс/ ), кладки из сплошных камней на цементно-известковых, цементно-глиняных и известковых pacтворах 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

1. По неперевязанному сечению для кладки всех видов (нормальное сцепление; рис. 1)

2. По перевязанному сечению (рис. 2):

а) для кладки из камней правильной формы

б) для бутовой кладки

3.По неперевязанному сечению для кладки всех видов и по косой штрабе (главные растягивающие напряжения при изгибе)

4.По перевязанному сечению (рис. 3):

а) для кладки из камней правильной формы

б) для бутовой кладки

5.По неперевязанному сечению для кладки всех видов (касательное сцепление)

6.По перевязанному сечению для бутовой кладки

Примечания: 1. Расчетные сопротивления отнесены по всему сечению разрыва или среза кладки, перпендикулярному или параллельному (при срезе) направлению усилия.

2. Расчетные сопротивления кладки, приведенные в табл. 10, следует принимать с коэффициентами:

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

для вибрированной кирпичной кладки из глиняного 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;

для зимней кладки, выполняемой способом замораживания, — по табл. 33.

При расчете по раскрытию трещин по формуле (33) расчетные сопротивления растяжению при изгибе для всех видов кладки следует принимать по табл. 10 без учета коэффициентов, указанных в настоящем примечании.

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 табл. 10, умноженным на значения отношения глубины перевязки к высоте ряда.

3.16. Расчетные сопротивления кладки из кирпича и камней правильной формы осевому растяжению

, растяжению при изгибе , срезу и главным растягивающим напряжениям при изгибе при расчете кладки по перевязанному сечению, проходящему по кирпичу или камню, приведены в табл. 11.

Вид напряженного состояния

, МПа (кгс/ ), кладки из кирпича и камней правильной формы осевому растяжению, растяжению при изгибе, срезу и главным растягивающим напряжениям при изгибе при расчете кладки по перевязанному сечению, проходящему по кирпичу или камню, при марке камня

Модуль упругости кирпича

Эксплуатационные характеристики кирпича имеют неоспоримое преимущество среди аналогов или прочих строительных материалов. Не будет лишним более детально разобраться в свойствах такого важного показателя как модуль упругости кирпича.

Определение

В первую очередь необходимо понять, что означает выражение «модуль упругости кирпича». По своей сути – это свойство материала деформироваться вследствие кратковременного или длительного воздействия. Упругость – это не постоянное явление. После окончания применения давления на кирпич деформация исчезает сразу или через незначительный промежуток времени.

Расчет данной величины осуществляется по формулам:

• Е0 = a Ru (неармированная кладка);
• Е0 = a Rsku (армированная).

Стоит акцентировать внимание, что значение а – характеристика упругая, данные по которой можно взять из специальной таблицы. Ru – сопротивление (временное), получаемое в качестве ответной реакции на оказываемое сжатие кирпичной кладки рассчитывается по формуле Ru = kR, где R – сопротивление кладки сжатию. Коэффициент k берется в зависимости от качества строительного материала, а именно:

• кирпич – 2,0;
• блоки, ячеистый бетон – 2,5.

Когда кладка выполняется с продольным армированием, используется формула № 2 для расчетов. При этом стоит учитывать, что сжатие происходит на высоте не больше, чем 1,5 м.

Специалисты оперируют следующими формулами при осуществлении расчетов:

(сетчатое армирование), где μ, — выражается в процентном соотношении, Аs – площадь сечения арматуры, а Ak – площадь сечения кирпичной кладки.

Таблицы

Показатель упругости формируется из множества факторов, в числе которых:

• марка раствора;
• уровень прочности цементной смеси;
• вид кладки.

Подобные данные приведены в таблице ниже. При этом можно отметить, что разделение происходит в зависимости от используемой группы строительного материла. Общее количество групп составляет 9 (6- виды камня, 3 – виды кирпича).

В учет принимается этажность будущего строения, особенности конструкции, совместимость того или иного элемента здания и т.п. Бутобетонные кладки считаются самыми упругими, а коэффициент не рассчитывается, и имеет постоянное значение равное 2000 единиц.

Модуль упругости кирпича керамического рассчитывается благодаря значению относительной деформации, который получается из формулы:

e = v*(σ/E0), где σ — напряжение, v – коэффициент ползучести. Как правило, эти данные берутся из специальных таблиц, что в разы ускоряет процесс проектирования и строительства.

Не стоит целиком и полностью полагаться на выполняемые расчеты и данным, приведенным в таблицах. Опытные строители ориентируются на интуитивном уровне. Ведь даже в самых точных расчетах может иметь место определенная доля погрешности, что не лучшим образом отразиться на качестве возводимого объекта. Кроме того, в нетипичных ситуациях, это касается не только температурного режима, корректнее руководствоваться самостоятельными расчётами.

Во внимание принимаются такие показатели как:

Модуль упругости кладки из кирпича – для чего нужен рассчет характеристики?

При строительстве обязательно учитывается модуль упругости кирпичной кладки. Он позволяет узнать нагрузку, которую выдерживает здание. Величина высчитывается по формуле. Но эту характеристику влияет марка бетона, прочность цемента и тип кладки. Но не рекомендуется полностью доверяться усредненным табличным данным, ведь каждое здание находится в своих температурных условиях.

Общие сведения

Модуль упругости называется еще модулем деформации кирпичной кладки.

Под этим термином подразумевает способность материалов искажаться под воздействием краткого или длительного давления на него. Но это не постоянная характеристика, так как после исчезновения напряжения пропадает сразу же или через определенный срок. Модуль упругости кирпича изменяется в зависимости от материала и высчитывается по формуле Е0=аRu, если кирпичная кладка неармированная и E0=aRsku, если армированная.

В этом выражение «а» обозначает упругую характеристику. Это устоявшиеся табличные данные. R — сопротивление кирпичной конструкции во время воздействия на нее, k — устоявшийся коэффициент, который ищут в таблице, а Ru — усредненный предел прочности. Кроме этого, выделяют формулы для продольного (R=kR+Ru/100) и сетчатого армирования (R=kR+2Ru/100).

Таблица значений коэффициента:

Тип конструкции	Величина
Кирпичная, каменная, из блоков, бутов	2,0
Ячеистый раствор	2,5

Вернуться к оглавлению

Почему рассчитывают?

Кирпичная кладка применяется для строительства жилых и рабочих домов. Она считается одним из самых надежных материалов для создания зданий. Но для построения необходимо провести замеры и рассчитать упругую характеристику. Это помогает определить, какую нагрузку выдерживает строение и как долго оно сможет простоять. Показатель важен при строительстве многоэтажных домов.

От чего зависит?

Упругая характеристика кладки изменяется по таким причинам:

• марка бетона;
• прочность цементной смеси;
• тип кладки.

Каждый класс и марка имеют определенную плотность. Это помогает определить, какую нагрузку может выдержать материал. Выделяют 9 типов кладки. Эта свойство зависит от марки бетона и определяет, какую упругость выдерживает строение. Но не стоит полностью доверять расчетам. Специалисты-рабочие ориентируются на опыт и их интуицию, так как при строительстве возможны погрешности. Постройки находятся в разных температурных условиях, на них могут повлиять различные нестандартные ситуации. Потому нежелательно полностью зависеть от данных из таблиц. Обязательно во внимание берутся модули сдвига деформации при усадке, коэффициенты по линейному расширению и величины трения по плоскости.

Табличные значения

Модуль упругости кладки из кирпича зависит от класса бетона и ее подтипа. В этой таблице приведены наиболее распространенные виды, марки и прочность растворов. При строительстве рекомендуется обратить внимание на модель деформации. Это производная от упругости. Он рассчитывается по формуле Е=0,5Е0. Если надо рассчитать искажение под действием природных условий, то берется выражение Е=0,8Е0.

Расчет модуля упругости кирпичной кладки

Строительство из такого материала, как кирпич, на сегодняшний день все еще не потеряло своей актуальности и практикуется во многих видах возводимых зданий. Кирпичная кладка имеет целый ряд преимуществ, которые заставляют различных застройщиков обращаться к данному строительному материалу. Из кирпича строятся как частные дома, так и офисные строения, как многоэтажные здания, так и загородные коттеджи. И появление новых материалов не оттеснило этот элемент со строительного рынка.

Кирпич составляет сильную конкуренцию всем строительным материалам. И не удивительно, ведь здания и сооружения из кирпича имеют высокую прочность.

Кирпич имеет солидный список характеристик, расчетом которых занимаются инженерные группы. Знание этик характеристик обязательно для начала строительных работ.

Будет полезно более подробно рассказано про модуль упругости кирпичной кладки при кратковременных и длительных нагрузках.

Определение модуля упругости

Схема исследования модуля упругости: Рис. 1 – опыт с динамометром, Рис. 2 – график поведения пружины.

Прежде всего нужно определиться с теоретической частью данного вопроса. Эта характеристика рассчитывается по-разному для различных материалов, так как величины, входящие в формулу расчета, для каждого из материалов отличаются. Модуль упругости – это способность материала или же вещества деформироваться при применении к нему силы или же давления. Причем деформация в данном случае имеется в виду только упругая. Она является не постоянной и исчезает или сразу же после прекращения давления или применения силы, или через некоторое время.

Как уже было сказано ранее, модуль упругости – это несколько величин, каждая из которых рассчитывается по определенным правилам, свойственным тому или иному материалу. Различаются три основных модуля: Юнга, сдвига и объемной упругости.

Расчет кирпичной кладки

Четыре стадии напряженного состояния каменной кладки при сжатии.

Модуль упругости, который предполагает кирпичная кладка, рассчитывается по специальной формуле, значения для которой можно найти в специальных таблицах, сделав некоторые измерения.

Формула расчета имеет две разновидности. Первая из них предназначена для неармированной кирпичной кладки, а вторая – для кладки с армированием, выполненным продольным способом. Вот эти формулы:

Значение a – это упругая характеристика. Данная величина берется из специальных расчетных таблиц, данные из которых будут приведены чуть позже. Ru – это сопротивление, которое оказывается в ответ на сжатие кладки. Сопротивление это временное. Данное значение рассчитывается по формуле Ru = kR. Значение R является сопротивлением кладки сжатию, которое определяется по специальной таблице. Коэффициент k определяется следующим образом. При применении кирпичей и камней из рваного бута и бутобена он равен – 2,0. При использовании блоков и ячеистого бетона – 2,5.

Теперь разберем вторую формулу для кладки с продольным армированием. Величина Rsku является сопротивлением сжатию (временному) кирпичной армированной кладки. Причем производится данное сжатие на высоте не более 1,5 м.

Существует два вида формул. Первая из них производит расчеты для продольной арматуры, а вторая – для сетчатой. Вот эти формулы:

где μ – величина, выражающаяся в процентах, на которую заармирована кладка. Данная величина рассчитывается так:

где Аs – площадь сечения арматуры, а Ak – площадь сечения кладки.

Табличные значения

Упругая характеристика кладки α (согласно СНиП II-22-81 (1995)).

Перейдем к разбору табличных значений такой переменной, как упругая характеристика, зависящая от марки раствора и его прочности. Этот показатель зависит и от вида кладки. Рассмотрим эти зависимости и определим некоторые закономерности. Также в данной части будет рассмотрены некоторые уточнения и дополнения, которые были внесены в официальные документы, регулирующие расчет модуля упругости кирпичной кладки.

Виды кладок подразделяются на 9 групп, каждая из которых требует для себя определенного уровня упругой характеристики. Эта характеристика, как уже было сказано, зависит от марки раствора, примененного к каждому виду кладки, и от его уровня прочности. В документах указаны кладки из 6 видов камней и 3 видов кирпичей.

“Упругая” характеристика

Сцепление раствора швов с камнем: а) нормальное; б) касательное.

Для сравнения приведем показатели для одного вида кладки из самого тяжелого камня и всех видов кладки из кирпича:

Кладка из крупных тяжелобетонных блоков, где использованы тяжелые заполнители. Кладка из тяжелого природного камня. При марках раствора от 25 до 200 упругая характеристика подобной кладки составляет 1500. При марке раствора 10 характеристика составляет значение в 1000 единиц. Раствор марки 4 дает упругую характеристику в 750 единиц. Зависимость «прочность раствора – упругая характеристика» выглядит следующим образом: 0,2 – 750, 0 – 500.

Кладка из глиняного кирпича, произведенного путем пластического прессования. Этот кирпич может являться как пустотелым, так и полнотелым. Соотношение упругой характеристики и марки раствора для такой кладки выглядит следующим образом: 25-200 – 1000, 10 – 750, 4 – 500. Что касается соотношения прочности раствора и рассматриваемой величины, то оно таково: 0,2 – 300, 0 – 200.

Кладка из полнотелого и пустотелого силикатного кирпича. При использовании раствора марки 25-100 упругая характеристика будет составлять значение в 750 единиц, при марке 10 – 500, а при марке раствора 4 – 350. Влияние прочности раствора на рассматриваемый показатель определяется следующим соотношением 0,2 – 350, 0 – 200.

Разрушение: а) по неперевязанному сечению; б) по перевязанному сечению; сечение 1-1 – разрушение по швам кладки; сечение 2-2 – разрушение с разрывом кирпичей.

Кладка из глиняного кирпича, произведенного путем полусухого прессования. Этот кирпич может быть как полнотелым, так и пустотелым. Для марок раствора в 25-200 и 10 значение упругой характеристики будет одинаковым – 500. Для марки раствора 4 значение уменьшается до показателя в 350 единиц. Определение упругости при известной прочности раствора производится по такому же алгоритму, как и с описанным выше видом кладки.

Нужно сказать, что отмеченные тут особенности соотношения величин распространяются не только на кирпичные кладки, но и на виброкирпичные панели. Самой упругими считаются кладки из бутобетона. Для них упругая характеристика не рассчитывается, а принимается за постоянную. Она составляет 2000 единиц.

Применение модуля деформации

График функции начального модуля деформации кладки Е.

Модуль деформации является производным от модуля упругости. Этот показатель применяется при расчетах в строительстве и является весьма важным, так как отвечает за прочность и долговечность все конструкции. Далее будут описаны основные ситуации, когда данный показатель высчитывается.

В первую очередь это расчет конструкций для определения их запаса прочности при усилии, которое прилагается к ним посредством сжатия, производящегося всеми элементами конструкции. То есть определяются усилия сжатия, которые прилагаются к кладке, например, затяжкой сводов или же внешними воздействиями, в том числе и природными.

Рассчитывается этот показатель следующим образом: Е = 0,5 Е0, где Е0 является модулем упругости, то есть начальным показателем деформации. То, как его высчитывать, было показано в самом начале статьи. Зная эти показатели, можно с точностью просчитать многие характеристики.

Рассматриваемая тут величина применяется и при расчете деформаций, которые происходят под воздействием сил продольных и поперечных, которые работают в неопределенных системах статического характера. Тут расчет ведется следующим образом: Е = 0,8 Е0. Как можно видеть, подсчеты практически аналогичны, за исключением постоянного числового значения.

Относительная деформация

Относительная деформация: а — кирпичный; б — сборный железобетонный; в — по металлическим кронштейнам. 1 — сборные железобетонные плиты; 2 — анкер; 3—анкерная балка; 4 — металлический кронштейн; 6 — штукатурка по сетке; 6—анкер с стяжной муфтой; 7—перекрытие; 8—защитный слой раствора.

Есть еще одно значение, вычисление которого невозможно без знания модуля упругости. Само это значение важно для расчета многих показателей, используемых при строительстве из кирпича и других материалов, имеющих схожую структуру. Речь идет об относительной деформации, учитывающей такой фактор, как ползучесть. Узнается этот показатель при помощи формулы:

где σ является напряжением, а v – коэффициент ползучести, учитывать который необходимо при расчете данного параметра.

Данный коэффициент для каждого вида кирпича имеет свое определенное значение. Оно зависит от многих параметров и показателей. В специальных документах составлены определенные таблицы, которые позволяют брать готовый коэффициент для каждого вида кирпича. Итак, рассмотрим их:

• v = 2,2 – для кирпича керамического, изготовленного методом пластического или же сухого прессования;
• v = 3,0 – для кирпича силикатного, являющегося как полнотелым, так и пустотелым.

Остальные более высокие значения v определяются для бетонных блоков и прочих подобных им материалов.

Некоторые дополнения

Помните. что нельзя полностью доверять и полагаться на существующие таблицы и произведенные расчеты. Всегда есть доля погрешности.

Нельзя полностью полагаться на производимые подсчеты и специально разработанные таблицы. Всегда будет существовать некоторая погрешность, учитывать которую необходимо. Для того чтобы избежать погрешностей при расчетах, которые могут негативно сказаться на строительном процессе, нужно следовать специальным указаниям, главнейшие из которых будут тут описаны.

Все описанные тут значения, характеристики и модули нельзя принимать как истину в последней инстанции. При строительстве, которое осуществляется в нетипичных условиях, или же при подозрении на некорректность расчетной информации позволяется руководствоваться результатами испытаний и экспериментов.

Прочие параметры

Последними из рассматриваемых параметров являются: модуль сдвига деформации усадки, а также коэффициенты линейного расширения и трения при определенном состоянии поверхности. Эти параметры тоже учитываются при расчете рассматриваемых здесь параметров и значений.

Для кирпича, который изготовлен из силикатного или же цементного вяжущего вещества, усадка деформации составляет 3*10-4. Точно такой же эта усадка является и для камней и блоков, имеющих небольшие размеры. Для более крупных материалов усадка деформации составляет 4*10-4. Модуль сдвига считается следующим образом: G = 0,4 Е0.

И напоследок рассмотрим коэффициенты трения и линейного расширения. Коэффициент трения зависит от того, какой вид строительного материала используется в строительных работах. Также зависимость этого параметра прослеживается и от состояния кладки – сухая она или же мокрая.

Коэффициент линейного расширения целиком и полностью зависит от строительного материала. Так, кирпич, произведенный из глины и являющийся пустотелым или же полнотелым, имеет значение этого коэффициента в 0,000005 град-1. А силикатный – 0,00001 град-1.