Особенности обеспечения пространственной жесткости многоэтажных гражданских зданий. Ветровые и сейсмические нагрузки. Расчетные модели диафрагмовых систем. Особенности проектирования надпроёмных перемычек ядер жесткости. Особенности проектирования пространственных несущих систем на основе каменной кладки, страница 29

Различают четыре стадии работы каменной кладки при сжатии. Стадия 1 соответствует работе кладки без трещин. С увеличением нагрузки в отдельных камнях образуются местные вертикальные трещины, распределяющиеся по высоте на один-три ряда, и кладка переходит в стадию 2. В этой стадии трещины не опасны. Появление первых трещин указывает на то, что дальше увеличивать нагрузку недопустимо. При дальнейшем увеличении нагрузки трещины развиваются по высоте и соединяются между собой, расчленяя элемент на отдельные столбики и элемент переходит в стадию 3. Напряжения в кладке достигают 80…90% от предела прочности. Стадия 4 соответствует моменту разрушения кладки, разделенной на отдельные столбики.

Временное сопротивление кладки сжатию всегда меньше прочности камня , зависит от прочности раствора  и определяется по формуле Онищика Л.И.:

,                                                (1)  где  предел прочности раствора;  экспериментальные коэффициенты, учитывающие вид кладки  конструктивный коэффициент ;   коэффициенты, учитывающие вид кладки и высоту камня, для кирпича ; для бетонных сплошных камней высотой 18 – 39 см  ; пустотелых бетонных камней ; рваного бутового камня .

Для кладки из крупных легкобетонных блоков принимают , а для блоков из тяжелого бетона .

Временное сопротивление более точно определяют испытанием образцов кладки на сжатие. Расчетное сопротивление кладки осевому сжатию определяют по формуле

,                                                                                             (2) где  коэффициент, учитывающий изменчивость прочности кладки ввиду ее неоднородности ( для кирпича, камней всех видов, крупных и мелких блоков, бута; для крупных и мелких блоков из ячеистого бетона.

В СНиПII-22-81^* приведены расчетные сопротивления  для разных видов кладок. Для облегченных видов кладок расчетные сопротивления сжатию принимают для отдельных слоев кладки в соответствии с материалами, используемыми в этих слоях.

Деформация кладки под нагрузкой складывается из упругой  и пластической . Пластические деформации проявляются при длительной нагрузке. Основным их источником являются деформации ползучести, развивающиеся в растворных швах. При напряжениях до  кладка работает упруго и ее деформативность характеризуется модулем упругости , который пропорционален временному сопротивлению , здесь упругая характеристика кладки, зависящая от вида кладки и марки раствора (см. СНиП, ).

В общем случае зависимость  нелинейная. Поэтому при высоких напряжениях деформации характеризуются модулем деформаций, представляющем тангенс угла  наклона касательной к диаграмме в заданной точке . При расчете на эксплуатационные нагрузки принимают приближенное значение  (при определении деформаций кладки) и  (при расчете по прочности) или .

При растяжении и срезе кладка разрушается главным образом из-за нарушения сцепления раствора с камнем. При слабых растворах или при камне малой прочности разрыв может произойти по шву или камню. Сцепление раствора с камнем тем больше, чем выше прочность раствора и меньше его усадка.

Каменная кладка в зависимости от направления действующих усилий при работе на растяжение, изгиб и срез может разрушаться по не перевязанному или перевязанному сечению. Разрушение по не перевязанному сечению происходит по горизонтальному шву кладки (рис. 13.3, а), по перевязанному сечению – по ступенчатому сечению (рис. 13.3, б), либо по плоскому через камни (рис. 13.3, в). Расчетные сопротивления кладки растяжению по не перевязанному сечению , по перевязанному –  , по камню  и срезу , растяжению при изгибе  приводятся в СНиПII-22-81^*.

Прочность кладки на сжатие в 10 …20 раз выше, чем при растяжении. Для сплошной кладки из кирпича или камней правильной формы работа на растяжение и срез допускается только по перевязанному сечению.

             I.     II.     III.      IV.

                                                                 

                                                                Рис. 13.1