1 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Белорусский национальный технический университет Межотраслевой институт повышения квалификации и переподготовки кадров по менеджменту и развитию персонала БНТУ Факультет строительства и недвижимости И. И. Неверович В. В. Бондарь КАМЕННЫЕ И АРМОКАМЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ Учебно-методическое пособие для слушателей образовательной программы переподготовки по специальности 1-70 02 71 «Промышленное и гражданское строительство» Минск БНТУ 2018 2 УДК 624.012.1/.2.04(075.9) ББК 38.51я7 Н40 Р е ц е н з е н т ы: профессор кафедры «Архитектура и строительство» УО БГУТ, канд. техн. наук, доцент А. А. Васильев; зам. директора МИПКиПК БНТУ, канд. техн. наук, доцент Н. Л. Нестеренко Неверович, И. И. Каменные и армокаменные конструкции : учебно-методическое пособие для слу- шателей образовательной программы переподготовки по специальности 1-70 02 71 «Промышленное и гражданское строительство» / И. И. Неверович, В. В. Бондарь. – Минск: БНТУ, 2018. – 95 с. ISBN 978-985-583-261-5. Учебно-методическое пособие разработано в соответствии с учебным планом образовательной программы переподготовки слушателей по специальности 1-70 02 71 «Промышленное и гражданское строительство». В учебно-методическом пособии представлена теория сопротивления каменных и армокаменных конструкций, изложенная в соответствии с деформационной моделью, принятой в качестве базовой в но- вых нормах Республики Беларусь ТКП 45-5.02-308-2017 «Каменные и армокаменные конструкции. Строительные нормы проектирования». Учебно-методическое пособие предназначено для студентов строительных специальностей выс- ших учебных заведений и учебных заведений дополнительного образования взрослых, аспирантов, ин- женеров-проектировщиков. УДК 624.012.1/.2.04(075.9) ББК 38.51я7 ISBN 978-985-583-261-5 © Неверович И. И., Бондарь В. В., 2018 © Белорусский национальный технический университет, 2018 Н40 3 ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие......................................................................................................... 4 Термины и определения ..................................................................................... 5 1. Материалы для каменных и армокаменных конструкций ........................ 10 2. Прочностные характеристики каменной кладки ....................................... 26 3. Деформационные показатели каменной кладки ........................................ 37 4. Основы расчета каменных конструкций по методу предельных состояний .............................................................................................. 40 5. Расчет элементов каменных и армокаменных конструкций по несущей способности ........................................................................................... 47 5.1. Вертикально нагруженные стены ............................................................. 47 5.2. Проверка предельного состояния несущей способности стены при действии сосредоточенной нагрузки .................................................... 53 5.3. Изгибаемые элементы каменных конструкций ...................................... 55 5.3.1. Балки из армированной каменной кладки ............................................ 55 5.3.2. Вертикально нагруженные балки-стенки из каменной кладки .......... 56 5.3.3. Элементы конструкций из армированной каменной кладки с полками .................................................................................................................... 58 5.3.4. Стены из каменной кладки при действии нагрузки, перпендикулярной их поверхности ........................................................ 59 5.4. Стены из каменной кладки, работающие на срез / сдвиг ...................... 63 5.4.1. Стены из неармированной каменной кладки при действии поперечной силы ............................................................................... 65 5.4.2. Элементы конструкции из армированной каменной кладки при действии поперечной силы ............................................................................... 66 5.5. Расчет сжатых столбов и простенков, армированных в горизонтальных швах кладки ................................................................................ 68 6. Расчет каменных и армокаменных конструкций по предельным состояниям эксплуатационной пригодности .............................. 70 7. Конструктивные требования ........................................................................ 72 8. Долговечность каменных и армокаменных конструкций ......................... 87 Список использованных источников .............................................................. 90 Приложения ....................................................................................................... 92 Приложение А ................................................................................................... 92 Приложение В .................................................................................................... 94 4 ПРЕДИСЛОВИЕ Раздел «Каменные и армокаменные конструкции» входит составной частью в курс «Железобетонные и каменные конструкции», читаемый для слу- шателей образовательной программы переподготовки по специальности «Промышленное и гражданское строительство». Каменные конструкции наряду с железобетонными конструкциями являются базой современного строитель- ства. Они применяются при возведении гражданских и промышленных зданий, различных инженерных сооружений, которые нельзя правильно спроектиро- вать, построить и успешно эксплуатировать без знания данной дисциплины. Основная цель преподавания дисциплины заключается в том, чтобы научить слушателей проектировать технически и экономически обоснованные каменные конструкции зданий и сооружений, отвечающие требованиям безопас- ности, эксплуатационной пригодности, надежности и долговечности; дать слу- шателям практические навыки по расчету и проектированию каменных и ар- мокаменных конструкций, использованию нормативной, справочной, научно- технической литературы; ознакомить с основными тенденциями развития и пер- спективами применения каменных конструкций в современном строительстве. Следует отметить, что теория расчета каменных и армокаменных кон- струкций по методу предельных состояний и рекомендации по их проектирова- нию были изложены в концентрированном виде в нормах проектирования [25], изданных в 1983 году, и развиты в Пособии к СНиП [24]. Теория и практика расчета и проектирования каменных конструкций была изложена в трудах Онищика Л. И. [22], Полякова С. В. [23], Вахненко П. Ф. [20], Гринева В. Д. [21] и других авторов. Актуальность составления данного издания заключается в том, что с 01.01.2018 СНиП-II-22-81. «Каменные и армокаменные конструкции» отме- нен. Вместо него введен ТКП 45-5.02-308-2017. «Каменные и армокаменные конструкции. Строительные нормы проектирования», основанный на Еврокоде-6. «Проектирование каменных конструкций». В данных документах подходы к расчету и проектированию каменных конструкций иные, чем в действующем до сих пор СНиПе. Поэтому подготовка учебно-методических материалов по изучению слушателями новых норм крайне актуальна. Предлагаемый курс предназначен для слушателей переподготовки по спе- циальности 1-70 02 71 «Промышленное и гражданское строительство». 5 ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ Каменная кладка Каменная кладка – конструкция из кладочных изделий, уложенных в определенном порядке с применением кладочного раствора. Неармированная каменная кладка – каменная кладка без армирования или с содержанием арматуры менее, чем установлено требованиями по проек- тированию конструкций из армированной каменной кладки. Армированная каменная кладка – каменная кладка, в которой стержни или сетки заделываются в раствор или бетон для обеспечения совместной рабо- ты всех материалов конструкции при различных видах воздействий. Перевязка каменной кладки – расположение кладочных изделий в регу- лярной последовательности по определенным правилам с целью обеспечения их совместной работы. Прочность каменной кладки Характеристическое значение прочности – значение прочности камен- ной кладки, вероятность недостижения которого составляет 5 % при неограни- ченном количестве испытаний. Примечание. Данное значение соответствует 5 %-му квантилю принятого статистического распределения серии испытаний определенного показателя материала или изделия. В отдельных случаях в качестве характеристического значения прочности применяют номинальное. Прочность при сжатии каменной кладки – прочность каменной кладки при центральном сжатии, установленная без учета эффектов ограничения деформаций в плоскости плиты, через которую передается нагрузка на образец каменной кладки при испытаниях, а также без учета гибкости образца и эксцен- триситета приложения нагрузки. Прочность при срезе (сдвиге) каменной кладки – прочность каменной кладки при действии усилий среза (сдвига). Прочность на растяжение при изгибе каменной кладки – прочность каменной кладки на растяжение при чистом изгибе (действии изгибающего момента). Прочность сцепления арматуры с бетоном – прочность сцепления на единицу площади поверхности контакта между арматурой и бетоном или раствором при растягивающих или сжимающих воздействиях на арматуру. Прочность сцепления каменной кладки (адгезия) – прочность каменной кладки при действии усилий растяжения или среза (сдвига) в плоскости контак- та кладочного раствора и поверхности кладочного изделия. Кладочные изделия Кладочное изделие (изделие для каменной кладки) – предварительно сформованное изделие, предназначенное для применения в каменной кладке. 6 Группы кладочных изделий (1, 2) – обозначение групп кладочных изде- лий по процентной доле и положению пустот в кладочном изделии после укладки. Опорная поверхность – верхняя и нижняя поверхности кладочного изде- лия после его укладки в проектное положение. Желоб – углубление, сформованное на одной или обеих опорных поверх- ностях кладочного изделия. Пустота – сквозное или несквозное полое пространство, сформованное в кладочном изделии. Отверстие для захвата – полое пространство, сформованное в кладочном изделии для его захвата и подъема одной или обеими руками или с помощью приспособления. Перегородка кладочного изделия (перегородка) – сплошная стенка из материала кладочного изделия, расположенная между его пустотами. Наружная стенка кладочного изделия (наружная стенка) – раздели- тельная стенка из материала кладочного изделия между пустотами и его внеш- ней поверхностью. Общая площадь (брутто) – площадь поперечного сечения кладочного изделия без вычета площади пустот и выступающих частей. Прочность при сжатии кладочных изделий – средняя прочность при сжатии установленного количества кладочных изделий. Приведенная (нормированная) прочность при сжатии кладочных изделий – значение прочности при сжатии кладочного изделия, пересчитанное на прочность при сжатии эквивалентного кладочного изделия шириной 100 мм и высотой 100 мм в воздушно-сухом состоянии. Раствор Кладочный раствор – строительный раствор, получаемый из смеси одно- или многокомпонентного неорганического вяжущего, заполнителей, воды и, при необходимости, добавок и/или наполнителей, предназначенный для вы- полнения горизонтальных, стыковых и продольных швов, а также для затирки и расшивки швов каменной кладки. Стандартный кладочный раствор – кладочный раствор без специальных свойств. Тонкослойный кладочный раствор – кладочный раствор заданного каче- ства, крупность зерен которого не превышает 2 мм. Легкий кладочный раствор – кладочный раствор заданного качества, плотность которого после затвердевания и в сухом состоянии не превышает 1300 кг/м3 согласно СТБ EN 998-2. Кладочный раствор заданного качества – кладочный раствор, состав и технология изготовления которого способствуют определению его конкрет- ных свойств по заданному качеству. 7 Кладочный раствор заданного состава – кладочный раствор, приготов- ленный согласно заданному соотношению исходных компонентов, которое определяет его свойства (по заданному составу). Кладочный раствор заводского изготовления – кладочный раствор, для приготовления которого дозирование и смешивание исходных компонентов производят в заводских условиях. Примечание. В заводских условиях может быть приготовлен «сухой раствор», для применения которого требуется добавление воды, или «мокрый раствор», поставляемый в готовом для применения виде. Предварительно дозированный в заводских условиях кладочный рас- твор – кладочный раствор, дозирование исходных компонентов для которого осуществляют в заводских условиях, с дальнейшей поставкой на строительную площадку, где их смешивают согласно инструкции в соответствии с требова- ниями и условиями изготовителя. Предварительно смешанный известково-песчаный кладочный рас- твор – кладочный раствор, дозирование и смешивание исходных компонентов для которого осуществляют в заводских условиях, с дальнейшей поставкой на строительную площадку, где добавляют другие необходимые компоненты, указанные или предоставленные изготовителем. Стройплощадочный кладочный раствор – кладочный раствор, дозиро- вание и смешивание исходных компонентов для которого осуществляют непо- средственно на строительной площадке. Прочность при сжатии кладочного раствора (марка кладочного рас- твора по прочности при сжатии) – средняя прочность при сжатии установ- ленного количества образцов раствора в возрасте 28 сут. Бетон заполнения Бетон заполнения – бетонная смесь, применяемая для заполнения пустот в каменной кладке. Армирование Стальная арматура – изделия из арматурной стали, предназначенные для восприятия растягивающих и сжимающих усилий в конструкциях из каменной кладки. Арматурная сетка (арматурное изделие) для армирования горизон- тальных швов – арматурное изделие, изготовленное посредством сваривания или переплетения арматурных проволок между собой либо просечкой и вытяж- кой полосы с образованием рядов параллельных прорезей, укладываемое в горизонтальные растворные швы каменной кладки. Вспомогательные изделия Гидроизоляционный слой – защитный слой из гидроизоляционного материала, кладочных изделий или других материалов, препятствующий проникновению влаги в каменную кладку. 8 Анкерная связь каменной кладки – вспомогательное изделие для камен- ной кладки (стальной стержень, арматурное изделие, изделие из полимерных материалов), предназначенное для соединения слоев двухслойной каменной кладки или одного слоя (в том числе облицовочного) с несущей стеной или каркасом. Крепежная полоса – вспомогательное изделие для каменной кладки, предназначенное для скрепления строительных конструкций, например между- этажных перекрытий или крыши, с каменной кладкой стен и воспринимающее усилия растяжения. Составная перемычка – перемычка, состоящая из элемента заводского изготовления, дополняемого на строительной площадке конструктивным элементом каменной кладки с последующей совместной работой обоих конструктивных элементов. Растворные швы Горизонтальный шов – растворный шов между опорными поверхностями кладочных изделий. Вертикальный шов – растворный шов, перпендикулярный горизонталь- ному шву и поверхности стены. Продольный шов – растворный шов, расположенный в пределах стены вертикально и параллельно поверхности стены. Тонкослойный шов – шов, выполненный с применением тонкослойного кладочного раствора. Затирка швов – обработка поверхности растворного шва в процессе выполнения каменной кладки. Расшивка швов – последующее заполнение и поверхностная обработка открытых швов. Виды стен Несущая стена – стена, воспринимающая нагрузки от собственного веса, а также другие постоянные и переменные нагрузки. Однослойная стена – стена без промежуточного пространства или сквоз- ного вертикального шва в ее плоскости. Двухслойная стена с воздушным зазором, с полным или частичным заполнением ненесущими теплоизоляционными материалами (двухслой- ная стена с воздушным зазором) – стена, состоящая из двух параллельных однослойных стен, соединенных анкерными связями, установленными в рас- творных швах каменной кладки. Примечание. Промежуточное пространство между стенами допускается не заполнять (двухслойная стена с воздушным зазором) или заполнять ненесу- щим теплоизоляционным материалом (двухслойная стена с теплоизоляцион- ным вкладышем), или частично заполнять (двухслойная стена, выполненная колодцевой кладкой, с воздушным зазором и теплоизоляцией). 9 Двухслойная стена без воздушного зазора – стена, состоящая из двух параллельных слоев с вертикальным швом, соединенных анкерными связями, обеспечивающими совместную работу слоев под нагрузкой. Двухслойная стена с заполнением воздушного зазора бетоном или раствором – стена, состоящая из двух параллельных слоев с промежуточным пространством, заполненным бетонной смесью или раствором, соединенных анкерными связями или арматурными сетками в горизонтальных швах, обеспе- чивающими совместную работу слоев под нагрузкой. Однослойная стена с облицовочным (декоративным) слоем – кладка из облицовочных изделий, уложенных в перевязке с кладкой внутреннего слоя стены таким образом, чтобы обеспечивалась совместная работа слоев под нагрузкой. Двухслойная стена с облицовочным (декоративным) слоем – двух- слойная стена со слоем кладки из облицовочных изделий с креплением облицо- вочного слоя к несущему слою стены на гибких связях; при этом нагрузки, дей- ствующие на несущий слой стены, на облицовочный слой не передаются. Стена с полосовым заполнением кладочным раствором горизонталь- ных швов – стена, в которой кладочные изделия укладывают не менее чем на две полосы кладочного раствора, при этом крайние полосы кладочного рас- твора наносят по внешним краям опорных поверхностей кладочных изделий. Стена, работающая на срез (сдвиг) – стена, воспринимающая попереч- ные усилия, действующие в ее плоскости. Диафрагма жесткости – стена или контрфорс, расположенные под прямым углом к другой стене и служащие для нее опорой при восприятии поперечных усилий или повышающие устойчивость при продольном изгибе. Ненесущая стена – стена, воспринимающая нагрузки от собственного веса и горизонтальные нагрузки согласно ТКП EN 1991-1-1, удаление или смещение которой не окажет влияния на жесткость и устойчивость здания. Другие термины Борозда – открытый канал в каменной кладке. Выемка – углубление на поверхности стены. Раствор для заливки швов – литьевая смесь из цемента, песка и воды для заполнения небольших отверстий или промежутков. Деформационный шов – шов, допускающий свободные горизонтальные и вертикальные перемещения в плоскости кладки. Установочная длина – длина, устанавливаемая производителем элемента заводского изготовления, требуемая для анкеровки арматурных стержней согласно СТБ EN 845-2. 10 Для природн ные раст арматуру К п известня и облиц ракушеч В н кладочны ный обы мические телые). Г стен здан ет отмет поэтому шинстве тельной. и кирпич ние к бо облегчен других б использу кроме то Кам димой пр Осн их прочн нию вре кирпича по прочн в МПа с ления кл ливают в разных направле пустотел Мор определя количест нии, кото сооруж ых и иск воры. А . риродны ки, песча овки. К ник, туф. астоящее е издели кновенны пустоте линяный ий и емк ить, что толщина случаев Несуща как кон лее рац ной и м олее эфф ют при в го, – для енные ма очностью овной х ость, опр менного также и ости пре обеспече асса про государст направл нии, в к ых камне озостойк ет их до во цикло рое камн 1. МА И АРМО ения кам усственн рмокамен м кладоч ники, гр природ время в я (камни й полно лые, кам обыкно остных с этот кирп наружн теплотех я способ структив ионально ногослой ективны озведени кладки ф териалы , морозо арактерис еделяем сопроти по про дставляет нностью чности м венные ениях, т отором к й подсчи ость кам лговечно в замора и выдер ТЕРИАЛ КАМЕН енных ых кладо ные кон ным изд аниты. И ным кам строит ). К ним телый, п ни из тяж венный ооружен ич имеет ых стен ническим ность та ный мате му испо ной кла х видов и стен, п ундамент , применя - и водос тикой к ая класса вления ( чности собой п 0,95. Ра атериало стандарт о класс о амень ра тывается ней, так сть. Она живания живают б Ы ДЛЯ НЫХ К конструк чных изд струкции елиям (к х исполь ням лег ельстве ш относятс устотелы елого и полнотел ий, столб сравнит при спло и требов ких стен риал исп льзовани дки стен кирпича ерегород ов и стол емые дл тойкость аменных ми. Клас предел п на растя редельно змеры и в, а такж ы. Если бозначае ботает в по площ же как и характер и оттаив ез видим КАМЕН ОНСТРУ ций при елий (ка содержа амням) зуют для ких пор ироко п я: кирпи й, силик легкого б ый кирп ов, колод ельно бо шной кл аниями и намног ользуетс ю матери зданий . Керами ок, перек бов. я кладки, ю. матери с камня рочности жение п е сопрот форму ис е методи камни и т времен кладке. ади брут бетонов изуется ания в н ых повре НЫХ КЦИЙ меняют мней), а т в себе тяжелых устройс од отно рименяю ч различн атный и етона (сп ич приме цев, кана льшую т адке опр получае о превы я не пол ала при , а такж ческие и рытий, а должны алов и б устанавл ) сжати ри изгиб ивление н пытывае ку их ис меют раз ное сопр Временн то. , в знач марками асыщенн ждений различны также ст еще и с пород о тва фунд сятся из т искусс ых видо др.), кам лошные няют дл лов и т. д еплопров еделяется тся весьм шает тре ностью. вело к с е к при бетонны бетонны обладать етонов ивается п ю в МП е. Клас а сжатие мых для пытания личное отивлен ое сопро ительной , обознач ом водой и снижен е виды роитель- тальную тносятся аментов вестняк- твенные в (глиня- ни кера- и пусто- я кладки . Следу- одность, в боль- а значи- буемую, Стремле- озданию менению е камни е камни, необхо- является о значе- а, а для с бетона образца установ- устанав- строение ие в том тивление степени ающими состоя- ия проч- 11 ности. По морозостойкости имеются следующие марки камней и бетонов: F 10, 15, 25, 35, 60, 100, 150, 200 и 300. Наружные стены целесообразно возводить из пустотелых керамических и бетонных камней и кирпича, облегченной кирпичной кладки с плитным утеп- лителем или засыпкой из пористых заполнителей, сплошных камней и блоков из бетона на пористых заполнителях или из поризованных и ячеистых бетонов. Применение сплошной кладки из полнотелого глиняного или силикатного кирпича для наружных стен помещений с сухим и нормальным влажностным режимом допускается только при необходимости обеспечения их прочности, то есть при большой этажности. Применение силикатных кирпича, камней и блоков, камней и блоков из ячеистых бетонов, пустотелого кирпича и керамических камней, глиняного кирпича полусухого прессования для наружных стен помещений с влажным режимом допускается при условии нанесения на их внутренние поверхности пароизоляционного покрытия, а для стен помещений с мокрым режимом, а также для наружных стен подвалов и цоколей, не допускается. Требования к кладочным изделиям Систематизация кладочных изделий выполняется:  по виду материала;  по геометрическим параметрам (разделение на группы);  по способу установления прочности при сжатии (категории I или II). По виду материала, из которого выполнены кладочные элементы, они подразделяются на:  керамические, в соответствии с требованиями стандартов [5, 7, 8, 10];  силикатные, в соответствии с требованиями стандартов [6, 11];  из бетона на плотных и пористых заполнителях, в соответствии с требо- ваниями стандартов [1, 12];  из автоклавного ячеистого бетона, в соответствии с требованиями стан- дартов [4, 13];  из плотного бетона в соответствии с требованиями стандартов [1, 14];  из естественного (природного) камня в соответствии с требованиями стандарта [15]. Например, производят такие виды керамических кладочных изделий в соответствии с СТБ EN и отечественным стандартом: – кирпич LD: керамический кирпич с низкой плотностью брутто в сухом состоянии, применяемый в защищенной каменной кладке (рис. 1.1); 12 b – пусто c – п для и паз отверст о перфо – к каменной в сухом с a d g а – пуст телый кирп устотелый к захвата; d огребневой иями (для п тверстиями рационным ил ирпич Н кладке, остоянии отелый кирп ич с вертик ирпич с вер – пустотелы системой; ерегородок и канавкам и отверстия и раствором D: кера а также , примен Рис. ич с вертик альными пе тикальным й кирпич с e – пустотел ); f – пусто и для раств ми и раство ; i – кирпич мический керамиче яемый в b e h 1.1. Кирпич альными п рфорацион и перфорац вертикальн ый кирпич телый кирп ора; g – пус рным карм для изгото кирпич ский кир защищен LD: ерфорацион ными отвер ионными о ыми перфо с горизонт ич с горизо тотелый ки аном; h – к вления стен , приме пич с вы ной каме ными отвер стиями и ра тверстиями рационным альными пе нтальными рпич с гори ирпич, запо овых панел няемый сокой пл нной кла c f i стиями; створным к и с отверст и отверстия рфорационн перфорацио зонтальным лняемый бе ей в незащ отностью дке (рис. арманом; иями ми ыми нными и тоном ищенной брутто 1.2). Вид отечеств а – кир a а – полн ы кирпич енного ст пич с 19 пу d отелый кир с вертик а и камн андарта а Ри стотами (пу Рис. пич; b – кир альными п я, изгота [5] (рис. 1 с 1.3. Кирпи стотность b 1.2. Кирпич пич с жело ерфорацион вливаем .3–1.7). ч с круглы 13 %); b – к HD: бом; с, d, e ными отвер ого в соо ми пустотам ирпич с 32 п e – пустотный стиями тветстви б и: устотами ( c кирпич и с требо пустотность 13 ваниями 22 %) 14 Р d – кир f – кир h – ки a d g ис. 1.4. Кир а – кирпич (пустотнос пич с 12 пу пич с 19 пу рпич с 18 п пич с пусто с 21 пустот ть 32 %, 42 стотами (п стотами (пу устотами (п j – кирпи тами квадр ой (пустотн %); c – кир устотность стотность 3 устотность ч с 6 горизо b e h j атной, прям ость 34 %, пич с 18 пус 24 %); e – к 3 %); g – к 21 %); i – к нтальными оугольной 45 %); b – к тотами (пу ирпич с 21 ирпич с 8 пу ирпич с 6 г пустотами и неправил ирпич с 28 стотность 2 пустотой (п стотами (п оризонталь (вариант) c f i ьной формы пустотами 9 %, 38 %); устотность устотность ными пусто : 32 %); 20 %); тами; Рf – a d g ис. 1.5. Кам а – камень (пустотнос камень укру (пуст ни с пусто с 18 пустот ть 25 %, 33 d – камен e – кам пненный с отность 30 i – кам j – камень тами квадра ами (пусто %); c – кам ь с 28 пуст ень с 19 пу 40 пустотам %); h – кам ень с 18 пу доборный b e h j тной, прям тность 27 % ень с 21 пус отами (пуст стотами (п и (пустотн ень с 35 пус стотами (пу с 31 пустото оугольной и , 36 %); b – тотами (пу отность 24 устотность ость 40 %); тотами (пу стотность й (пустотн неправиль камень с 7 стотность 3 %, 42 %); 33 %); g – камень стотность 3 18 %); ость 34 %) c f i ной формы пустотами 4 %, 45 %); с 22 пустот 2 %); 15 : ами 16 а – к c – к а – отверс d – к амень с 11 г амень с 2 г a Рис. 1.7. Ки кирпич с 8 н тиями (пуст ирпич с 11 a c Рис. 1 оризонталь оризонтальн d рпич с отве есквозным отность 2,2 сквозными .6. Камни с ными пусто ыми пусто рстиями, п и отверстия 5 %); c – ки отверстиям отверстиям горизонтал тами; b – к тами; d – ка b олучаемый ми (пустот рпич с 8 ск и (пустотно и (пустотно ьными пуст амень с 3 го мень с 12 го методом по ность 11 %) возными от сть 8,2 %); сть 12,7 %) b d отами: ризонтальн ризонтальн e лусухого пр ; b – кирпич верстиями ( e – кирпич ыми пустот ыми пусто c ессования: с 3 сквозн пустотност с 17 сквозн ами; тами ыми ь 6 %); ыми 17 Следует отметить, что из всего многообразия кладочных изделий наиболее известными и широко применяемыми в нашей стране являются следующие (с использованием терминологии, принятой в ранее действующей нормативной литературе):  кирпич обыкновенный (одинарный) с размерами 65 × 125 × 250 мм (толщина × ширина × длина);  кирпич утолщенный с размерами 88 × 120 × 250 мм;  мелкоштучные камни (с наиболее употребляемой толщиной 138 и 188 мм). Кирпич производится керамический и силикатный, полнотелый и пустоте- лый. Камни, как правило, выполняются пустотелыми. Пустоты в кладочных из- делиях выполняются для снижения собственной массы и повышения тепло- и звукоизоляции изделия. Керамические изделия изготавливаются с использованием глины и техно- логии обжига. Силикатные изделия изготавливаются с использованием извести в качестве вяжущего и твердением в автоклавах при повышенных давлении и температуре. По геометрическим параметрам кладочные элементы делятся на две группы. Критериями деления кладочных элементов на группы являются такие гео- метрические параметры, как:  общий объем пустот к объему камня или блока;  объем отдельной пустоты к объему камня или блока;  толщина внутренних и внешних стенок;  направление пустот относительно положения кладочного элемента. В подробном виде указанная классификация представлена в табл. 1.1. Таблица 1.1 Геометрические параметры для определения группы изделий для каменной кладки Наименование параметра Вид изделия и предельные значения показателей группа 1 (все виды изделий) вид изделий группа 2 вертикальные пустоты Общий объем пустот, % от объема изделия ≤ 25 Керамические > 25; ≤ 55 Силикатные > 25; ≤ 55 Бетонные1) > 25; ≤ 60 Объем отдельных пустот, % от объема изделия ≤ 12,5 Керамические Каждая из пустот ≤ 2; отверстия для захвата (в общей сложности) до 12,5 18 Окончание табл. 1.1 Наименование параметра Вид изделия и предельные значения показателей группа 1 (все виды изделий) вид изделий группа 2 вертикальные пустоты Объем отдельных пустот, % от объема изделия ≤ 12,5 Силикатные Каждая из пустот ≤ 15; отверстия для захвата (в общей сложности) до 30 Бетонные1) Каждая из пустот ≤ 30; отверстия для захвата (в общей сложности) до 30 Декларируемое значение толщины перегородок и наружных стенок, мм Не норми- руется Перегородка Наружная стена Керамические ≥ 5 ≥ 8 Силикатные ≥ 5 ≥ 10 Бетонные1) ≥ 15 ≥ 18 Декларируемое значение суммарной толщины перегородок и наружных стенок2), % от ширины изделия Не норми- руется Керамические ≥ 16 Силикатные ≥ 20 Бетонные1) ≥ 18 1) При наличии конических пустот или пустот, имеющих овальную или круг- лую форму сечения, применяют среднее значение толщины перегородок и наружных стенок. 2) Суммарной толщиной перегородок и наружных стенок считается толщина перегородок и наружных стенок, измеренная горизонтально и суммированная в основном направлении. Измерения проводят в один этап и повторяют только в случае возникновения принципиальных изменений проектных размеров применяемых изделий. По способу установления прочности при сжатии кладочные элементы делятся на две категории I и II. Согласно стандартам EN 771, к кладочным элементам категории I относятся кладочные элементы с декларируемой прочностью при сжатии, при этом веро- ятность того, что данное значение прочности не будет достигнуто, должна составлять не более 5 %. Декларируемая прочность при сжатии определяется при этом по характеристическому значению (с обеспеченностью 95 %). 19 К кладочным элементам категории II относятся кладочные элементы, в которых не достигается уровень надежности элементов категории I. Деклари- руемая прочность при сжатии определяется по среднему значению (с обеспе- ченностью 50 %). В соответствии с нормами [18] различают среднюю, характеристическую и нормированную прочность кладочных элементов при сжатии:  средняя прочность при сжатии – прочность, рассчитанная как средняя арифметическая по результатам испытаний;  характеристическая прочность при сжатии – прочность, соответствую- щая 5 % квантилю прочности (с обеспеченностью 95 %);  нормированная (приведенная) прочность при сжатии – прочность кла- дочных элементов, пересчитанная на прочность в воздушно-сухом состоянии равнозначного элемента шириной и высотой 100 мм. Прочность каждого образца fBi определяется по формуле max ,Bi Ff A где Fmax – разрушающая нагрузка; А – площадь поперечного сечения образца брутто; i – порядковый номер образца в выборке (i = 1, 2, 3, ..., n). Приведенная (нормированная) прочность на сжатие каждого кладочного элемента выборки fbi определяется по формуле: ,bi Bi wf f   где δ – коэффициент формы; ηw – коэффициент, учитывающий влажность кладочного элемента и условия его подготовки к испытаниям. Нормированная (приведенная) прочность является эквивалентной прочно- сти кладочного элемента шириной и высотой 100 мм в воздушно-сухом состоя- нии. За ширину кладочного элемента принимается меньший размер горизон- тальной поверхности. Значения коэффициента δ формы приведены в табл. 1.2. Условия подготовки образцов к испытаниям в соответствии со стандартом СТБ EN 772-1-2008 принятые такие: 7.3.2 Подготовка в воздушно-влажностных условиях. 7.3.3 Подготовка в условиях тепловой обработки. 7.3.4 Подготовка к испытаниям при влажности 6 % по массе. 7.3.5 Подготовка выдерживанием образцов в воде. Если прочность при сжатии кладочных изделий установлена в соответ- ствии с действующим в нашей стране стандартом [1], то приведенную (норми- рованную) прочность при сжатии fb определяют по формуле 20 ,1 ,b B Bf f    где fB,1 – прочность при сжатии кладочного изделия, определяемая в соот- ветствии с [1]; ηB – коэффициент, принимаемый равным 1,6 для полнотелого и 1,2 для пустотелого керамического и силикатного кирпича, для остальных кладочных изделий – 1,0; δ – коэффициент формы в соответствии с [10] (табл. 1.2). Таблица 1.2 Коэффициент δ формы и перерасчета прочности при сжатии в нормативную прочность блоков в воздушно-влажностных условиях с учетом наименьших размеров испытанных блоков после подготовки поверхности Высота1), мм Коэффициент δ формы и перерасчета, при ширине (длине), мм 50 100 150 200 ≥ 250 4 0,80 0,70 – – – 50 0,85 0,75 0,70 – – 65 0,95 0,85 0,75 0,70 0,65 100 1,15 1,00 0,90 0,80 0,75 150 1,30 1,20 1,10 1,00 0,95 200 1,45 1,35 1,25 1,15 1,10 ≥ 250 1,55 1,45 1,35 1,25 1,15 1) Высота после подготовки поверхности Примечание. Промежуточные значения коэффициента δ формы и перерасчета допус- кается определять интерполяцией. Разделение кладочных элементов на категории в зависимости от уровня контроля качества при производстве продукции имеет значение при установлении частного коэффициента безопасности кладки. Для того чтобы установить значение декларируемой прочности при сжатии партии кладочных элементов, вычисляется средняя нормированная прочность на сжатие выборки кладочных элементов по формуле _ ,bib ff n  где n – количество кладочных элементов в выборке. Если продукция декларируется как II категория кладочных элементов, то нормированная средняя прочность на сжатие партии кладочных элементов рав- на нормированной средней прочности на сжатие кладочных элементов выбор- ки. Дополнительно контролируется, чтобы наименьшее значение результатов испытаний в выборке не было ниже 80 % прочности декларируемого значения. 21 При декларировании продукции I категорией определяется величина сред- неквадратического отклонения (называемого часто стандартом) по формуле 2_1 .1 bi bs f fn       На основании среднего значения нормированной прочности в выборке и среднего квадратичного отклонения с доверительной вероятностью 95 % устанавливается величина декларируемой характеристической прочности на сжатие партии кладочных элементов по формуле ,b bf f t s   где t – число «стандартов», принимаемое равным 1,64 при n ≥ 30 (для получе- ния обеспеченности 95 %). В соответствии со стандартами серии EN 771 цифра класса прочности кла- дочного изделия означает нижнюю границу интервала значений (табл. 1.3). Таблица 1.3 Определение нормированной прочности кладочных изделий при сжатии в зависимости от назначенного класса прочности Класс прочности 2,5 5 7,5 10 Нормированная прочность при сжатии, МПа 2,5–4,9 5,0–7,4 7,5–9,9 10–14,9 Требования к кладочным растворам Раствор в кладке используется для: 1) создания единого монолита из отдельных кладочных изделий (камней); 2) равномерной загрузки отдельных камней, имеющих неровности; 3) уменьшения воздухо- и влагопроницаемости. Кладочный раствор получают из смеси неорганического вяжущего запол- нителя, воды и, при необходимости, добавок и наполнителей. В качестве вяжу- щего используют цемент, известь, гипс, глину, иные вяжущие. Кладочные растворы подразделяются по:  виду;  способу установления состава;  месту изготовления. По виду растворы подразделяются на:  растворы общего назначения (стандартные растворы); 22  легкие растворы плотностью в воздушно-сухом состоянии не выше 1300 кг/м3;  растворы для тонких швов (растворы с максимальным размером зерен заполнителя 2 мм). Растворы общего назначения (стандартные растворы) и легкие растворы применяются для швов толщиной не менее 6 мм и не более 15 мм, а растворы для тонких швов – для швов толщиной не менее 0,5 мм и не более 3 мм. По способу установления состава кладочные растворы подразделяют- ся на:  кладочные растворы, предписанные по рецептуре (заданного состава), прочность на сжатие которых определяется по заданным пропорциям состав- ляющих;  кладочные растворы заданного качества, состав и технологии изготов- ления которых изготовитель подбирает таким образом, чтобы достигались установленные свойства раствора (класс прочности раствора). К растворам заданного качества относятся растворы общего назначения, легкие растворы и растворы для тонких швов. По месту приготовления растворы подразделяются на:  кладочные растворы заводского изготовления. К ним относятся кладоч- ные растворы заданного состава и кладочные растворы заданного качества, приготовленные на заводе;  кладочные растворы построечного изготовления. К ним относятся кла- дочные растворы заданного состава, приготовленные в условиях строительной площадки. Для затвердевшего раствора устанавливаются требования к следующим свойствам:  прочности при сжатии;  прочности сцепления;  водопоглощению;  паропроницаемости;  плотности в сухом состоянии;  теплопроводности;  горючести (для раствора с содержанием органических веществ ൐1 %);  долговечности. Стандартный кладочный раствор представляет собой раствор заданного состава или раствор заданного качества. Тонкослойные и легкие кладочные растворы должны представлять собой растворы заданного качества. Прочность при сжатии кладочного раствора fm определяют по результатам испытаний на сжатие половинок балочек размерами 40 × 40 × 160 мм, получен- ным после их испытаний на изгиб. Раст вой M, з лиметр к ют по со цем Схе рис. 1.8– Пла воры кл а которой вадратны отношени ент : изве мы испыт 1.10. стинки д ассифици следует й, напри ю компо сть : песо ания обр Рис. 1.8. С ля перед Рис. 1.9. С руют по указание мер M5. нентов с к = 1:1:5 азцов рас хема испыт ачи нагр хема испыт прочнос прочнос Растворы меси, нап в соотно твора на ания образ узки на ания образц ти при с ти при сж заданно ример: шении п изгиб и н цов раствор половин ов раствора жатии и атии, в го соста о объему а сжатие а на изгиб ки образ на сжатие обознач ньютонах ва класси . предста цов-бало 23 ают бук- на мил- фициру- влены на чек 24 Рис. В та прочност ных раст Клас Класс М 1.10. Полож 1 – н бл. 1.4 п и на сжа воров, пр сы раство Классы Пр раствора М1 М1 2,5 М5 ение образ ижняя плит риведены тие. В та едписанн ров и со раствор М1 М2,5 М5 М10 М15 М20 опорции п ца между на а пресса; 2 классы бл. 1.5 п ых рецеп ответству ов составля редписан цемент 0 1 1 1 жимными – пластинк растворо риведены турой Е ющие им ющих кл ных по р Пропор пластинкам и; 3 – верхн в и соот пропорц врокодов значени Прочнос адочных ецептур ции сост извест 1–1,5 1–2 1 0–0,5 и при испыт яя плита пр ветствую ии соста . я прочно ть на сж ≥ 1,0 ≥ 2,5 ≥ 5,0 ≥ 10,0 ≥ 15,0 ≥ 20,0 растворо е авляющи ь ании на сж есса щие им вляющих Таб сти на сж атие fm, М Таб в, х песо 4– 6– 6 3,0–4 атие: значения кладоч- лица 1.4 атие Па лица 1.5 к 5 9 ,5 25 Из таблиц следует, что для каменной кладки, выполняемой в соответствии с Еврокодом 6, применяются кладочные растворы прочностью на сжатие fm не ни- же 1 МПа. Применение кладочных растворов, предписанных по рецептуре, воз- можно только тогда, когда требуемая прочность раствора на сжатие fm ≤ 5 МПа. Требования к арматуре Армирование каменных конструкций может осуществляться: 1) в виде отдельных стержней, устанавливаемых горизонтально или верти- кально в швах и штрабах каменной кладки; 2) в виде арматурных изделий (сеток), устанавливаемых в горизонтальных швах кладки; 3) в виде железобетонных вставок в сечении каменной кладки (комплекс- ные конструкции). На практике наибольшее применение нашло армирование по второму типу. В качестве арматуры может применяться свариваемая гладкая арматура класса S240 и арматура периодического профиля класса S500. При проектиро- вании конструкций из армированной каменной кладки показатели арматуры принимают в соответствии с нормами и стандартами по железобетонным кон- струкциям, в частности, в соответствии с прил. С норм [19]. Коэффициент линейного температурного расширения стали допускается принимать равным 1,2 × 10–5 К–1. При этом арматурная сталь должна соответствовать требованиям стандарта [9]. Для армирования горизонтальных швов кладки используются арматурные изделия (сетки), которые должны соответствовать требованиям стандарта [17] и данным прил. B настоящего учебного пособия. 26 2. П Как сложного нагрузки внецентр Это объя шва из-з ное расс неодноро гиб и ра заполнен факторы Пов нию и бо личению достигае жению е вращени таких пл На п перевязк В ра дии. Пер РОЧНОС показали напряж по всем енному сняется а различн тилание р дны. Ос стяжени ия швов – имеет с 1 – с ышение лее равн прочнос тся введе го плотн я возникн астифика рочност и швов, с боте кир вая стади ТНЫЕ опыты енного у сечению и местно тем, что ых факт аствора новными е. Вот п , соблюде уществе Рис. 2.1 жатие; 2 – р подвижн омерному ти кладк нием орг ости и п овения в торов до ь кладки цепление пичной я (рис. 2 ХАРАКТ , камень состояни сжатог му сжати плотност оров (нер каменщи причина очему ка ние раци нное знач . Напряжен астяжение; ости рас заполне и. Однак анически овышени камне б лжно быт оказываю раствор (каменно .2, а) соо ЕРИСТ и раство я даже о элемен ю, изги ь и жест авномер ком, нал ми разру чество к онально ение. ное состоян 3 – изгиб; 4 твора сп нию шво о, если х пласти ю дефор ольших ь ограни т влияни а с камне й) кладки тветству ИКИ КА р в клад при рав та. Они о бу, срезу кость рас ность во ичие вер шения сж ладки – й их толщ ие камня в – срез; 5 – особству в, а след повышен фикатор мативно горизонт чено. е размер м и т. п. на сжат ет норма МЕННО ке нахо номерно дноврем и растяж твора по доотдачи тикальны атого ка полнота ины (10 кладке: местное сж ет лучше овательно ие подви ов, то это сти. Поэ альных у ы и форм ие разли льной эк Й КЛАД дятся в м распр енно под ению (р длине и и усадк х швов и мня явля и равно –12 мм) атие му его р , привод жности приводи тому для силий ко а камней чают чет сплуатац КИ условиях еделении вержены ис. 2.1). ширине и, неров- пустот) ются из- мерность и другие асстила- ит к уве- раствора т к сни- предот- личество , способ ыре ста- ии клад- ки, когда ее повре появлени дии клад щей) и д ся. Но п трещин, кладки в тельном шего ее формаци на тонки разрушен Так чивости ность кл пича (кам творе с кладки. К сжатие f прочност сти кирп раствора Рост при fm = док раств усилия, ждений. ем небол ка еще н альнейш ри увели которые вертика действии увеличен й) проис е гибкие ия от пот а а – пе как разр образова адки даж ня) па с пределом онструк b, умнож ь кладки ича fb, н fm и вид прочнос ∞ прочно оров выс возникаю Переход ьших тр есет нагр его разви чении на соединя льном на нагрузк ия будет ходить д столбик ери устой Рис. рвая; б – вт ушение с вшихся п е при оч жатие. Те прочно тивная п енному н значите а значен кладки. ти кладк сть клад оких кла щие в к кладки ещин в о узку (зна тия трещ грузки пр ются ме правлени и, соотве постепе альнейше и. И тре чивости б 2.2. Стадии орая: в – тр жатой кл осле ее ень прочн оретичес сти fm = рочность а констр льно мен ие прочн и с увели ки меньш ссов (бол ладке под во втору тдельных чение ее ин при н оисходи жду соб и. Это тр тствующ нно (всл е развит тья стади расчлене работы кла етья; г – чет адки пр растрески ом раств кая макс ∞ назыв кладки уктивный ьше конс ости кла чением е fb. Поэ ее 7,5) н нагрузк ю стадию кирпича составл еизменн т возник ой, перес етья ста ей этой едствие р ие трещи я перейд нной трещ в дки при сж вертая (раз оисходит вания ги оре всег имальная ается ко равна пр коэффи труктивн дки оказ прочност тому при еэкономи ой, не вы работы х (рис. 2 яет 60–80 ой нагруз новение екая зна дия (рис. стадии, д азвития н, рассл ет в чет инами к атии: рушение кл вследств бких сто да меньш прочнос нструкти еделу пр циент А ой. Кром ывают вл и раствор менение чно. зывают характе .2, б). В % от ра ке не на и развити чительну 2.2, в). П аже без пластиче аивающи вертую – ладки (ри г адки) ие потер лбиков, е прочно ть кладк вной про очности < 1. Фак е класса ияние п а затуха для обыч 27 видимых ризуется этой ста- зрушаю- блюдает- е новых ю часть ри дли- дальней- ских де- х кладку стадию с. 2.2, г). и устой- то проч- сти кир- и на рас- чностью камня на тическая прочно- рочность ет. Даже ных кла- 28 Разр и перевя разрушае и раствор кладка р прочност и раствор а Цен в круглы ревязанн В н может пр Хар Хар продольн – дл формуле где K – к fb – п лия в нап fm – п – дл клавного ушение занному тся в б а в гори азрушает и раство ом, клад – разрушен тральное х резерв ому сече екоторых оизойти актерист актеристи ого шва я каменн оэффици риведенн равлении рочность я каменн твердени растянут (рис. 2.3 ольшинст зонтальн ся либо п ра при ра ка разруш а Рис. 2 ие по непер растяже уарах, си нию – во констр как по не ическое ческое з определя ой кладк ент, прин ая (норм нагрузк при сжа ой кладк я на тон ой клад , а, б) сеч ве случ ых швах. о раство стяжении ается по .3. Схема ра евязанному ние клад лосах и д внецентр укциях к перевяза значени начение ют следу и на стан kf  имаемый ированн и, МПа; тии клад и из кла кослойно f ки може ению. П аев по п При раст ру, либо окажетс раствор зрушения к сечению; б ки по пе ругих со енно сжа аменная нному, т е прочно прочност ющим об дартном 0,7 bK f  в соотве ая) прочн очного ра дочных м кладоч 0 k bK f  т произо ри непер лоскости яжении п по камня я меньш у. б ладки при – разрушен ревязанн оружени тых стен кладка ак и по пе сти клад и при сж разом: и легком 0,3,mf тствии с ость при створа, М изделий ном раст ,7. йти по евязанно соприк о перевя м и раств е сцеплен растяжении ие по пере ому сече ях, а рас ах и стол подверга ревязанн ки при с атии кам кладочны данными сжатии па; из ячеис воре – по неперевя м сечени основени занному ору. Есл ия межд : вязанному с нию вст тяжение бах. ется сре ому сече жатии енной кл х раство табл. 2.1 кладочно того бето формуле занному и кладка я камня сечению и предел у камнем ечению речается по непе- зу. Срез нию. адки без рах – по (2.1) ; го изде- на авто- (2.2) 29 Приведенная (нормированная) прочность при сжатии кладочного изделия fb в формулах не должна превышать, МПа: – для каменной кладки из кладочных изделий группы 1: выполненных на стандартном и легком кладочных растворах – 75; выполненных на тонкослойном кладочном растворе – 12,5; – для каменной кладки из кладочных изделий группы 2 – 35. Прочность при сжатии кладочного раствора fm в формуле не должна превышать: – для каменной кладки на стандартном кладочном растворе – 20 МПа или 2fb – при применении кладочных изделий группы 1 и fb – при применении кла- дочных изделий группы 2; – для каменной кладки на легком кладочном растворе – 10 МПа. Для каменной кладки с продольным швом значение коэффициента K следует умножать на 0,8. Таблица 2.1 Значения K для каменной кладки на стандартном, тонкослойном и легком кладочных растворах Вид изделий Кладочный раствор стандартный тонкослойный легкий Керамические Группа 1 0,40 – 0,30 Группа 2 0,35 – 0,25 Силикатные Группа 1 0,40 – – Группа 2 0,35 – – Из бетона на плотных и пористых заполнителях Группа 1 0,55 – 0,45 Группа 2 0,45 – 0,45 Из ячеистого бетона автоклавного твердения Группа 1 0,55 0,7 – Из плотного бетона Группа 1 0,45 – – Из природного камня Группа 1 0,45 – – Характеристические значения прочности каменной кладки при сжатии, определенные по формулам (2.1) и (2.2), приведены в таблицах 7.4–7.11 [18]. В качестве примера к определению характеристических значений прочно- сти при сжатии каменной кладки из керамических изделий группы 1 приведена табл. 2.2. 30 Таблица 2.2 Характеристические значения прочности при сжатии каменной кладки из керамических изделий группы 1, МПа fb Стандартный кладочный раствор Легкий кладочный раствор М1 М2,5 М5 М10 М20 М1 М2,5 М5 М10 6 1,4 1,8 2,3 2,8 3,4 1,1 1,4 1,7 2,1 8 1,7 2,3 2,8 3,4 4,2 1,3 1,7 2,1 2,6 10 2,0 2,6 3,2 4,0 4,9 1,5 2,0 2,4 3,0 12 2,3 3,0 3,7 4,5 5,6 1,7 2,2 2,8 3,4 16 2,8 3,7 4,5 5,6 6,8 2,1 2,8 3,4 4,2 20 3,3 4,3 5,3 6,5 8,0 2,4 3,2 4,0 4,9 25 3,8 5,0 6,2 7,6 9,4 2,9 3,8 4,6 5,7 30 4,3 5,7 7,0 8,6 10,6 3,2 4,3 5,3 6,5 50 6,2 8,1 10,0 12,3 15,2 4,6 6,1 7,5 9,3 Характеристическое значение прочности при сжатии каменной кладки с полосовым заполнением горизонтальных швов допускается определять по тем же формулам при выполнении следующих условий: – минимальная ширина каждой полосы кладочного раствора составляет 30 мм; – толщина каменной кладки равна ширине или длине кладочных изделий, при этом по всей длине стены или ее частей отсутствуют продольные раствор- ные швы; – отношение g/t не менее 0,4, где g – общая ширина полос кладочного рас- твора; t – толщина стены каменной кладки; – K принимают по табл. 2.1 при g/t = 1,0. При g/t = 0,4 принимают 0,5K; для промежуточных значений допускается линейная интерполяция. Характеристическое значение прочности при срезе (сдвиге) каменной кладки Характеристическое значение прочности при срезе (сдвиге) каменной кладки fvk допускается определять по формуле, если все швы считаются макси- мально заполненными: 0 0,4σ ,vk vk df f  (2.3) но fvk не должно превышать 0,065fb или fvlt. В формуле (2.3): fvk0 – характеристическое значение начальной прочности при срезе (сдвиге) каменной кладки (при отсутствии сжимающей нагрузки) (табл. 2.3); 31 σd – расчетное напряжение сжатия, перпендикулярное усилию среза (сдви- га), в конструктивном элементе в рассматриваемом уровне, рассчитанное как среднее по эпюре напряжений в сжатой части сечения при соответствующем сочетании нагрузок; fb – то же, что в формуле (2.2); fvlt – предельное значение fvk (табл. 2.3). Таблица 2.3 Определение значений fvk0 и fvlt Вид кладоч- ных изделий fvk0, МПа fvlt, МПа стандартный кладочный раствор тонкослойный кладочный раствор легкий кладочный раствор группа кладоч- ных изделий fm, Н/мм2 fvk0, Н/мм2 1 2 Керамические 10; 15 0,35 – 0,10 1,9 1,6 6; 8 0,20 1,8 1,4 3; 5 0,10 1,0 0,9 1; 2,5 0,05 0,065 fb, но не менее fvk0 Силикатные 10; 15 0,20 – – 6; 8 0,10 3; 5 0,05 Из бетона на плотных и пористых заполнителях 10; 20 0,25 – 0,10 0,065 fb, но не менее fvk0 Из ячеистого бетона автоклавного твердения ρௗ ≥ 400 кг/м3 2,5; 5; 10 0,15 0,20 0,10 Характеристическое значение прочности при срезе (сдвиге) fvk каменной кладки с незаполненными вертикальными швами и примыкающими лицевыми (торцевыми) поверхностями изделий для каменной кладки допускается опреде- лять по формуле 00,5 0,4σ ,vk vk df f  (2.4) но fvk не должно превышать 0,045fb или 0,7fvlt. В формуле (2.4) величины fvk0, fvlt, σௗ и fb те же, что и в формуле (2.3). 32 Хар кладки с полосами 30 мм, с допускае но fvk не д В фо g – о t – т Хар кладки в принима ности пр Хар каменно Знач растяжен параллел значение с плоско a – б – п Знач актеристи горизо стандар наличием тся опред олжно п рмуле (2 бщая ши олщина с актеристи вертика ть равны и срезе (с актерист й кладки ение fxk1 ие при и ьной гор прочнос стью изло Рис 2 неперевязан еревязанно ения fxk1 ческое з нтальным тного к по края елять по ревышат .5): рина пол тены кам ческое льной пл м значен двиге) (п ическое определ згибе по изонталь ти на ра ма, перп а .4. Сечения ное сечени е сечение, п и fxk2 опре начение и швам ладочног м издели формуле vkf  ь значени ос кладо енной кл значение оскости ию fvk0, г ри отсут значени яют как неперев ным шва стяжени ендикуля и плоскост е, плоскост лоскость из деляются прочнос и, запол о раство й для кам 0vk g f t  е, указан чного рас адки. прочно (по перев де fvk0 – ствии сж е прочн характер язанному м, и знач е при из рной гор и излома п ь излома па лома перпе в соотве ти при с ненными ра одина енной кл 0,4σ ,d ное в поя твора; сти при язанному характери имающей ости на истическ сечению ение fxk2 гибе по изонталь ри изгибе к раллельна г ндикулярна тствии с д резе (сдв двумя ковой ш адки не м снениях срезе (с сечению стическо нагрузки растяж ое значен – с пл – как ха перевязан ным шва б аменной кла оризонталь горизонтал анными т иге) fvk к или неск ирины, н енее дву к формул двиге) к ) fvk доп е значен ). ение при ие проч оскостью рактерис ному се м (рис. 2 дки: ным швам, ьным швам абл. 2.4 и аменной олькими е менее х полос, (2.5) е (2.4). аменной ускается ие проч- изгибе ности на излома, тическое чению – .4). fxk1; , fxk2 2.5. 33 Таблица 2.4 Значения fxk1, неперевязанное сечение, плоскость излома параллельна горизонтальным швам Вид изделий для каменной кладки fxk1, МПа стандартный кладочный раствор тонкослойный кладочный раствор легкий кладочный раствор fm < 5 МПа fm ≥ 5 МПа Керамические 0,15 0,30 – 0,10 Силикатные 0,05 0,10 – – Из бетона на плотных и пористых заполнителях 0,05 0,10 – – Из ячеистого бетона автоклавного твер- дения ρௗ ≥ 400 кг/м3 0,05 0,10 0,035 fb 0,10 Из плотного бетона 0,05 0,10 – – Из природного камня 0,05 0,10 – – Таблица 2.5 Значения fxk2, неперевязанное сечение, плоскость излома перпендикулярна горизонтальным швам Вид изделий для каменной кладки fxk21), МПа стандартный кладочный раствор тонкослойный кладочный раствор легкий кладочный раствор fm < 5 МПа fm ≥ 5 МПа Керамические 0,50 0,70 – 0,10 Силикатные 0,15 0,40 – – Из бетона на плотных и пористых заполнителях 0,20 0,40 – – Из ячеистого бетона автоклавного твер- дения ρௗ≥ 400 кг/м3 0,15 0,15 0,035 fb 0,15 0,025 fb1) Из плотного бетона 0,20 0,40 – – Из природного камня 0,20 0,40 – – 1) – значение fxk2 не должно превышать прочность кладочных изделий на рас- тяжение при изгибе 34 Характеристическое значение прочности сцепления арматуры Характеристическое значение прочности сцепления арматуры с кладочным раствором в швах кладки или бетоном определяют по результатам испытаний и в соответствии с данными табл. 2.6. Таблица 2.6 Характеристическое значение прочности сцепления арматуры с бетоном и кладочным раствором Прочность при сжатии кладочного раствора М2–М4 М5–М9 М10– М14 М15– М19 М20 бетона не при-меняется С1215 С16 20 С 20 25 С 20 25 и выше fbok для гладкой конструк- ционной стали, МПа 0,5 0,7 1,2 1,4 1,4 fbok для арматуры периоди- ческого профиля и изделий из нержавеющей стали, МПа 0,5 1,0 1,5 2,0 3,4 Расчетные значения показателей материала Расчетное значение показателя материала получают делением характери- стического значения на соответствующий частный коэффициент для харак- теристик свойств материала, учитывающий погрешности расчетной модели и отклонения от заданных размеров. При проверке предельных состояний несущей способности в постоянной и особой расчетных ситуациях применяют соответствующие значения частного коэффициента для характеристик свойств материала γ ,М учитывающего погрешности расчетной модели и отклонения от заданных размеров. При расчете конструкции на особые воздействия учитывают вероятность появления особых нагрузок. Значения частного коэффициента для характеристик свойств материала γМ устанавливают в зависимости от категории кладочных изделий, вида при- меняемых кладочных растворов по концепции изготовления, класса контроля выполнения работ на строительной площадке. Различают следующие классы контроля выполнения работ: – класс I – кладочные работы производятся обученным персоналом под надзором мастера, а качество работ контролирует независимое лицо, имеющее соответствующую квалификацию. При выполнении кладочных работ приме- няют кладочные растворы заводского изготовления и стройплощадочные кла- дочные растворы. Для стройплощадочных кладочных растворов контролируют их прочность и дозировку составляющих; 35 – класс II – контроль производства работ, определенный классом I, не предусмотрен. Качество работ контролирует уполномоченное производителем работ лицо, имеющее соответствующую квалификацию. Значения частного коэффициента для характеристик свойств материала γ ,М применяемые в постоянной и переходной расчетных ситуациях, приведе- ны в табл. 2.7. В особой расчетной ситуации применяют следующие значения γ :М – для каменной кладки – 1,3; – для анкеровки арматурной стали – 1,15; – для арматурной стали – 1,0. Таблица 2.7 Значения частных коэффициентов для характеристик свойств материала γМ Материал γМ для класса контроля выполнения работ I II Кладка из кладочных изделий категории I, на кла- дочном растворе заданного качества1) 1,7 2,2 Кладка из кладочных изделий категории II, на кла- дочном растворе заданного качества2) 2,0 2,5 Кладка из кладочных изделий категории II3) 2,2 2,7 Анкеровка арматурной стали 2,0 2,5 Арматурная сталь 1,15 Вспомогательные изделия для каменной кладки 4),5) 2,0 2,5 Перемычки согласно СТБ EN 845-2 2,0 1) Требования к раствору заданного качества установлены в СТБ 1307, СТБ EN 998-2 и ТКП EN 1996-2. 2) Требования к раствору заданного качества установлены в СТБ 1307, СТБ EN 998-2 и ТКП EN 1996-2. 3) Если коэффициент вариации не превышает 25 %. 4) Декларируемые значения являются средними значениями. 5) Применяемый коэффициент γМ относится также к гидроизоляционным слоям. Предельное состояние эксплуатационной пригодности Для случаев, касающихся приведенных в настоящем техническом кодексе упрощенных требований, предъявляемых к предельному состоянию эксплуата- ционной пригодности, дополнительные расчеты для сочетаний воздействий не требуются. Для характеристик свойств материалов в предельном состоянии эксплуатационной пригодности применяют частный коэффициент γМ = 1,0. 36 Таким образом, при расчете по I группе предельных состояний (по несу- щей способности) расчетные значения прочности кладки составляют:  на сжатие: ;kd M ff    на срез (сдвиг): ;vkvd M ff    на растяжение при изгибе: 11 ;xkxd M ff   22 ;xkxd M ff    прочность сцепления: .bokbod M ff   3. Д Диа Диа кратковр расчетны скую, па 1 – факт Мод Кра является ствии со угла накл где el – При упругост струкций ЕФОРМ грамма д грамма д еменном х парам раболиче Рис. ическая диа лин уль упру тковреме секущим стандар она каса упругие отсутст и E неа допуска АЦИОН еформи еформир сжатии, етров ка ски-лине 3.1. Диаграм пр грамма (па ейная); 3 – гости нный мо модуле том [3]. тельной к деформа вии резу рмирован ется испо НЫЕ ПО рования ования как прави менной к йную или ма деформ и осевом к раболическ расчетная д дуль упр м и опре Таким об кривой E ции кладк льтатов ной кам льзовать КАЗАТ (состоян (состояни ло, нели ладки до упроще ирования (с ратковреме ая); 2 – иде иаграмма ( угости E деляется разом, м деформа tg     и. испытан енной кл значени ЕЛИ КА ия) я) каме нейная (р пускаетс нную пря остояния) к нном сжати ализированн параболиче неармир в проце одуль уп ций в нач , el ий для адки пр е KE∙fk. МЕННО нной кла ис. 3.1). я прини моугольн аменной кл и: ая диаграм ски-линейн ованной ссе испы ругости але коорд кратковр и расчет Й КЛАД дки при При опр мать пар ую диаг адки ма (парабол ая) каменно таний в кладки – инат, то еменного е каменн 37 КИ осевом еделении аболиче- рамму. ически- й кладки соответ- тангенс есть, модуля ых кон- 38 Для каменной кладки, выполненной на кладочном растворе прочностью fm ≥ 5 МПа, за исключением каменной кладки из кладочных изделий из авто- клавного ячеистого бетона, KE = 1000. Для каменной кладки из кладочных изделий из автоклавного ячеистого бетона, а также каменной кладки из других видов кладочных изделий на кла- дочном растворе прочностью fm < 5 Мпа, KE = 600. Модуль упругости каменной кладки при длительном действии нагрузки Elongterm с учетом деформаций ползучести допускается принимать как умень- шенный кратковременный: ,1longterm EE     где Ф∞ – предельное значение коэффициента ползучести для каменной кладки. При расчетах каменной кладки предельное значение относительной деформации каменной кладки при сжатии наиболее сжатой грани сечения εmu не должно превышать значение минус 0,0035 для кладочных изделий группы 1 и минус 0,002 – для кладочных изделий группы 2. При использовании в расче- тах параболически-линейной и прямоугольной диаграмм допускается прини- мать εm1 = 0,2εmu. Значение модуля сдвига G допускается принимать равным 40 % значения модуля упругости E. Коэффициенты для учета ползучести, набухания или усадки и температур- ных деформаций каменной кладки определяют на основании испытаний. При этом результаты могут быть получены на основании испытаний, проводи- мых для конкретного объекта или из существующей базы данных. Предельное значение коэффициента ползучести для каменной кладки Ф∞, конечное значение величины деформаций долговременного набухания или усадки, коэффициент температурных деформаций каменной кладки αt опреде- ляют путем обработки результатов испытаний. Диапазоны значений показате- лей деформаций каменной кладки указаны в табл. 3.1. Таблица 3.1 Диапазоны значений показателей деформаций каменной кладки Вид кладочных изделий Предельное значение коэффициента ползучести1) Ф∞ Конечное значение влажностного удлинения2), мм/м Коэффициент температурных деформаций, αt, 10–6/К Керамические От 0,5 до 1,5 От –0,2 до 1,0 От 4 до 8 Силикатные От 1,0 до 2,0 От –0,4 до –0,1 От 7 до 11 39 Окончание табл. 3.1 Вид кладочных изделий Предельное значение коэффициента ползучести1) Ф∞ Конечное значение влажностного удлинения2), мм/м Коэффициент температурных деформаций, αt, 10–6/К Из бетона на плотных заполнителях и из плотного бетона От 1,0 до 2,0 От –0,6 до –0,1 От 6 до 12 Из бетона на пористых заполнителях От 1,0 до 3,0 От –1,0 до –0,2 От 6 до 12 Из ячеистого бетона автоклавного твердения От 0,5 до 1,5 От –0,4 до 0,2 От 7 до 9 Из пр ир од но го кам ня магматические породы 3) От –0,4 до 0,7 От 5 до 9 осадочные породы От 2 до 7 метаморфические породы От 1 до 18 1) Ф∞ = εc∞ / εel с применением εc∞ в качестве предельного значения относитель- ной деформации ползучести и εel = σ / E. 2) При деформации сжатия – отрицательное, при растяжении – положительное. 3) Эти значения, как правило, очень малы. 40 4. ОСНОВЫ РАСЧЕТА КАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО МЕТОДУ ПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ Предельное состояние – такое состояние, при достижении которого кон- струкция перестает удовлетворять предъявляемым к ней проектным критериям. Есть две группы предельных состояний. Первая группа – по несущей способно- сти – когда конструкция разрушается. Вторая группа – по пригодности к усло- виям нормальной эксплуатации – когда конструкция перестает удовлетворять предъявляемым к ней эксплуатационным требованиям. Предельные состояния следует проверять в расчетных ситуациях. Расчетные ситуации классифицируются следующим образом: – постоянные расчетные ситуации, относящиеся к обычным условиям эксплуатации; – переходные расчетные ситуации, относящиеся к временным условиям, применимым к конструкции, например в процессе возведения или ремонта; – особые расчетные ситуации, относящиеся к исключительным условиям, применимым к конструкции или условиям окружающей среды, например пожар, ударное воздействие или последствия местного разрушения. Предельные состояния, касающиеся: – безопасности людей и/или – безопасности конструкций, – классифицируются как предельные состояния несущей способности. Проверке подлежат, в случае их значимости, следующие предельные состояния несущей способности: – потеря равновесия конструкции или любой ее части, рассматриваемой как жесткое тело; – разрушение в результате недопустимых деформаций, переход конструк- ции или любой ее части в кинематически нестабильное состояние (механизм), нарушение целостности в результате разрушения материалов, потеря устойчи- вости конструкции или любой ее части, включая опоры и фундаменты; – разрушение, обусловленное усталостью материала или другими эффек- тами, зависящими от времени. Предельные состояния, относящиеся к: – функционированию конструкции или элементов конструкции при нор- мальных условиях эксплуатации; – комфорту пользователей; – внешнему виду строительных объектов, – классифицируются как предельные состояния эксплуатационной пригодности. Примечание. Для характеристики эксплуатационной пригодности, крите- риями внешнего вида являются недопустимо большие прогибы и недопустимая ширина раскрытия трещин. Различают обратимые и необратимые предельные состояния эксплуатаци- онной пригодности. 41 Следует выполнять проверку непревышения предельных состояний. Для проверки следует применять метод частных коэффициентов. При расчете по методу предельных состояний используются такие базис- ные переменные, как воздействия (нагрузки) и свойства материалов (их проч- ностные характеристики). Воздействия в зависимости от их изменения во времени классифицируют- ся следующим образом: – постоянные воздействия G, например собственный вес конструкций, стационарного оборудования, дорожного покрытия и косвенные воздействия, обусловленные действием усадки и неравномерных осадок; – переменные воздействия Q, например полезные нагрузки на перекрытия зданий, балки и покрытия, ветровые воздействия и снеговые нагрузки; – особые воздействия А, например взрывы или удары транспортных средств. Воздействия также следует классифицировать в зависимости от: – происхождения: прямые и косвенные; – их изменения в пространстве: фиксированные или свободные; – их характера и/или реакции конструкции: статические или динамические, распределенные и сосредоточенные. Характеристическое (нормативное) значение воздействия Fk является его основным репрезентативным значением и устанавливается: – как среднее значение, верхнее или нижнее значение или номинальное значение; – в соответствии с проектной документацией. Характеристическое значение постоянного воздействия следует устанав- ливать следующим образом: – если изменчивость величины G может рассматриваться как малая, допус- кается использовать одно значение Gk; – если изменчивость величины G не может рассматриваться как малая, следует использовать два значения: верхнее Gk,sup и нижнее Gk,inf. Изменчивостью постоянного воздействия G допускается пренебрегать, ес- ли величина G существенно не изменяется в течение проектного срока эксплуа- тации конструкции и ее коэффициент вариации имеет малое значение. Харак- теристическое значение Gk следует принимать равным его среднему значению. Воздействие собственного веса конструкции может быть представлено одним характеристическим значением Gk и вычислено для номинальных размеров и среднего удельного веса. Характеристическое значение переменного воздействия Qk соответствует одному из значений: – верхнему значению с заданной вероятностью непревышения или нижне- му значению с заданной вероятностью достижения в течение некоторого уста- новленного базового периода; – номинальному значению, которое может быть установлено в тех случаях, когда статистическое распределение неизвестно. 42 Примечание 1. Численные значения переменных воздействий приведены в разных частях EN 1991. Другими репрезентативными значениями переменного воздействия являются: а) комбинационное значение, выраженное в виде произведения 0 ,Qk используемое для проверки предельных состояний несущей способности и необратимых предельных состояний эксплуатационной пригодности; б) частое значение, выраженное в виде произведения 1 ,Qk используемое для проверки предельных состояний несущей способности, включающих осо- бые воздействия, и для проверки обратимых предельных состояний эксплуата- ционной пригодности; в) практически постоянное значение, выраженное в виде произведения 2 ,Qk используется для проверки предельных состояний несущей способности, включающих особые воздействия, а также для проверки обратимых предель- ных состояний эксплуатационной пригодности. Практически постоянное зна- чение используется для расчетов долговременных (длительных) эффектов. Свойства материалов (включая грунты и скальные породы) или изделий следует описывать их характеристическими значениями. Если результат проверки предельных состояний в значительной мере зави- сит от изменчивости свойства материала, в расчете следует учитывать верхнее и нижнее характеристические значения. Если в EN 1991–EN 1999 не установлено другое, то: – когда нижнее значение характеристики свойства материала или изделия является неблагоприятным, характеристическое значение следует определять как 5 %-й квантиль; – когда верхнее значение характеристики свойства материала или изделия является неблагоприятным, характеристическое значение следует определять как 95 %-й квантиль. Значения характеристик свойств материала следует определять, используя стандартные методы испытаний, выполняемые в определенных условиях. Проверки по методу частных коэффициентов Метод частных коэффициентов следует использовать для проверки того, что во всех соответствующих расчетных ситуациях ни одно из значимых пре- дельных состояний не будет превышено, если в расчетных моделях приняты расчетные значения воздействий или эффектов воздействий и сопротивлений. Для выбранных расчетных ситуаций и значимых предельных состояний отдельные воздействия для выявления критических случаев нагружения следу- ет объединять в сочетания по правилам, установленным в настоящем разделе. Кроме того, воздействия, которые не могут действовать одновременно, напри- мер по физическим причинам, не следует рассматривать в одном сочетании. Расчетные значения следует устанавливать, используя: – характеристические; – другие репрезентативные значения в сочетании с частными и другими коэффициентами. 43 Расчетные значения воздействий Расчетное значение Fd воздействия в общем случае может быть представ- лено выражением d f repF F  при ,rep kF F  где Fk – характеристическое значение воздействия; Frep – соответствующее репрезентативное значение воздействия; f – частный коэффициент для воздействия, учитывающий возможность неблагоприятных отклонений значений воздействий от репрезентативных зна- чений;  – коэффициент, равный 1,0 или 0, 1, 2. Расчетные значения эффектов воздействий Расчетные значения эффектов воздействий Ed в общем виде могут быть представлены выражением , ,{ ; },d sd f i rep i dE E F a   где ad – расчетное значение геометрического параметра; ,f i – частный коэффициент, учитывающий неопределенности: – расчетной модели для определения эффектов воздействий; – в некоторых случаях при моделировании воздействия. В большинстве случаев допускается следующее упрощение: , ,{ 1}; ,;d F i rep i dE E F a i   где , , .F i sd f i     Расчетные значения характеристик свойств материалов и изделий Расчетные значения Xd свойств материала или изделия могут быть выра- жены в общем виде: ,kd m XX     где Xk – характеристическое значение свойства материала или изделия; η – среднее значение коэффициента преобразования, учитывающего: – объемные и масштабные эффекты; 44 – влияние влажности и температуры; – любые другие значимые параметры; γm – частный коэффициент для характеристики свойства материала или из- делия, учитывающий: – возможные неблагоприятные отклонения характеристики свойства мате- риала или изделия от характеристического значения; – случайную часть коэффициента преобразования η. Альтернативно в некоторых случаях коэффициент преобразования η учи- тывают: – непосредственно в самом характеристическом значении Xk; – при использовании значения γМ вместо γm. Расчетное значение сопротивления Расчетное значение сопротивления элемента конструкции внешнему воз- действию Rd может быть выражено в следующем виде: ,, , 1 1{ ; } ; ; 1,k id d i d i d Rd Rd m i X a iR R X a R             где γRd – частный коэффициент, учитывающий неопределенности расчетных моделей сопротивления, включая отклонения геометрических параметров; Xd,i – расчетное значение i-й характеристики свойства материала. Выражение может быть упрощено следующим образом: , , ; ; 1,k id i d M i X R R a i          где , , .M i Rd m i     Примечание. i может быть включено в γ .М Расчетное значение сопротивления допускается определять непосред- ственно из характеристического значения сопротивления материала без по- дробного определения расчетных значений для отдельных базисных перемен- ных, используя выражение .kd M RR   Частные коэффициенты γМ при проверке несущей способности прини- маются по действующим нормам  γ 1,0М  в зависимости от вида материала (для кладки, для арматуры и т. д.). При проверке эксплуатационной пригодно- сти γ 1,0.М  45 Предельные состояния несущей способности (ULS) Следует выполнять проверку отдельно следующих предельных состояний несущей способности: а) EQU – потеря статического равновесия конструкции или любой ее части, рассматриваемой как жесткое тело, для которой: – незначительные изменения значения или пространственного распределе- ния постоянных воздействий от одного источника являются значительными; – прочность материалов конструкции или основания в общем случае не оказывает влияния на предельное состояние; б) STR – внутреннее разрушение или чрезмерные деформации конструк- ции или элементов конструкции, включая фундаменты, сваи, подпорные стенки и т. д., для которых прочность материалов имеет определяющее значение; в) GEO – разрушение или чрезмерные деформации основания, для которых прочность основания или скальной породы имеет определяющее значение для обеспечения несущей способности конструкции; г) FAT – усталостное разрушение конструкции или элементов конструкции. При проверке предельного состояния, связанного с разрушением или чрезмерными деформациями сечения, элемента конструкции или соединения (STR и/или GEO), необходимо соблюдать условие Ed ≤ Rd, где Ed – расчетное значение эффекта воздействий (таких как внутренняя сила, момент или вектор, представляющий несколько внутренних сил или моментов); Rd – расчетное значение соответствующего сопротивления. Сочетание воздействий Для каждого критического случая нагружения расчетные значения эффек- тов воздействий Ed следует определять, применяя сочетания воздействий, кото- рые рассматриваются как действующие одновременно. Каждое сочетание воздействий включает: – доминирующее переменное воздействие; – особое воздействие. Предельные состояния эксплуатационной пригодности (SLS) Следует выполнить проверку условия Ed ≤ Сd, где Cd – предельное расчетное значение соответствующего критерия эксплуата- ционной пригодности; Ed – расчетное значение эффектов воздействий в единицах критериев экс- плуатационной пригодности, определяемое при соответствующих сочетаниях воздействий. 46 В частности, для проверки предельного состояния несущей способности в ситуации STR, связанной с разрушением конструкции при исчерпании прочно- сти материала, установлены две основные комбинации (сочетания) воздействий: 0;K G Ki QiG Q     1 1 0,K G K Q Ki QiG Q Q        где GK – характеристическое значение постоянных воздействий (нагрузок), в частности, от собственной массы конструкции; QK1 – характеристическое значение доминирующего воздействия (основного по эффекту от воздействия); QKi – характеристическое значение сопутствующих переменных воздей- ствий (например, полезной нагрузки на перекрытие, снеговой и т. д.). Учитыва- ется не более двух переменных воздействий; G = 1,35 – частный коэффициент для постоянных воздействий. Для соб- ственной массы сборных конструкций заводского изготовления допускается принимать G = 1,15; Q = 1,5 – частный коэффициент для переменных воздействий; ξ = 0,85; ψ0 – коэффициент (≤ 1,0), учитывающий комбинационное репрезентатив- ное значение переменного воздействия (принимается по действующим нормам). Из этих сочетаний для проверки несущей способности принимается боль- шее значение. Для других ситуаций проверки несущей способности составляются иные комбинации. Для проверки предельного состояния эксплуатационной пригод- ности составляются также другие комбинации. Однако при этом используются характеристические значения воздействий, принимая частные коэффициенты G и Q равными 1,0. 47 5. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ КАМЕННЫХ И АРМОКАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ 5.1. Вертикально нагруженные стены При проектировании вертикально нагруженных стен учитывают: – вертикальные нагрузки, действующие непосредственно на стену; – эффекты II порядка; – эксцентриситеты, возникающие из-за смещения стен в плане (в том числе между смежными по высоте этажами), конструкций узлов опирания и схем пе- редачи усилий от перекрытий на стены, взаимодействия с элементами жестко- сти (конструкциями каркаса, поперечными стенами, контрфорсами); – эксцентриситеты в связи с неточностями при производстве работ и раз- личии показателей материалов отдельных частей конструкции. Для учета отклонений при производстве работ применяют начальный (случайный) эксцентриситет einit по всей высоте стены. Допускается принимать einit = hef /450, где hef – расчетная (эффективная) высота стены. Расчетная (эффективная) высота стены из каменной кладки При определении расчетной (эффективной) высоты стены следует учиты- вать относительную жесткость элементов конструкции, соединенных со стеной, и вид соединений. Жесткость стены может быть увеличена опирающимися на нее перекрыти- ями или покрытием, поперечными стенами или любым другим жестким эле- ментом конструкции, с которым соединена рассматриваемая стена (диафрагма жесткости). Длина диафрагмы (ребра) жесткости должна быть не менее 1/5 высоты этажа, толщина – не менее 0,3tef, где tef – расчетная (эффективная) толщина уси- ливаемой стены (рис. 5.1). Расчетную (эффективную) высоту стены определяют по формуле ,ef nh h  где h – высота стены в свету (в пределах этажа); ρn – коэффициент уменьшения высоты стены при n = 2, 3 или 4, в зависимо- сти от закрепления верхней и нижней граней стены и усиления ее вертикаль- ными ребрами жесткости. 48 1 4 – h2 – выс При ния высо – дл крытия и рассматр ми с одн если эксц – дл покрыти ным пер менее 2/3 – дл сти по о формула Рис – усиливае ота дверно h1 – высот нимают ты стены я стен, з ли покры иваемой ой сторон ентриси я стен, з ями, уста екрытиям толщин я стен, за дному в м норм [ . 5.1. Миним мая стена; 2 го проема ( а проема; t следующ :n ащемленн тия, пер стены на ы с длин тет нагру акреплен новленны и, устан ы стены, крепленн ертикальн 18]. альная дли – диафрагм при располо – толщина у ие значе ых ввер екрываю одном у ой опира  зки по ве ных ввер ми с дв овленным но не мен ых по ве ому кра на диафраг а жесткост жении дву силиваемо ния пони ху и вниз щими пр ровне, ил ния не м 2 = 0,75 рху стены 2 = 1,0; ху и вни ух сторо и с одн ее 85 мм 2 = 1,0; рхней и ю (или п мы жесткос и; 3 – h2 – в х дверей по й стены; h – жающего у железо олеты соо и плитам енее 2/3 т ; составл зу деревя н и на од ой сторо , нижней г о двум) ти с проема ысота окон сторонам о высота сте коэффи бетонны ружения и перекр олщины яет ≤ 0,2 нными п ном уро ны с дли раням, и 3  4 ми: ного проем т усиливаем ны в свету циента у ми плита с двух с ытия, ул стены, 5t, то ерекрыти вне, или ной опи с ребром определя а; ой стены); меньше- ми пере- торон от оженны- ями или деревян- рания не жестко- ются по Расч За р стен без ра бетон полосовы мают фак Расч считываю где ρt – к t – то Отноше пил к ш Примеча 1 – рассто Для связями, где ktef – гости сло етная (э асчетную воздушн ом или р м запол тическую етную (э т по фор оэффици лщина ст Коэффи ние расст ястрами ирине п 6 10 20 ние. Для п Рис. 5.2. яние между двухсло расчетну коэффиц ев t1 и t2 ффектив (эффект ого зазор аствором нением к толщин ффектив муле ент жест ены. циент же ояния ме (по осям) илястры ромежуто Схематичес пилястрам йной сте ю (эффек иент, рав ; ktef ≤ 2; ная) тол ивную) т а, двухсл , односл ладочны у стен. ную) тол кости (та сткости ρ жду чных зна кое изображ и; 2 – толщи ны с воз тивную) eft  ный част щина ст олщину ойных ст ойных с м раство щину сте ,ef tt t  бл. 5.1, ри t для сте ρt при о к факти 1 1,0 1,0 1,0 чений доп ение опред на пилястр душным толщину 33 1tefk t  ному при ены tef односл ен с запо тен с обл ром гори ны tef, ус с. 5.2); н, усилен тношени ческой то ускается елений пар ы; 3 – толщ зазором, стены tef 32 ,t делении ойных с лнением ицовочн зонтальн иленной ных пил и толщин лщине ст 2 1,4 1,2 1,0 линейная аметров по ина стены; слои ко рассчиты различн тен, двух воздушн ым слоем ых шво пилястр Таб ястрами ы пиляст ены, рав 2 1 1 интерпол таблице: 4 – ширина торой со вают по ф ых модул 49 слойных ого зазо- , стен с в прини- ами, рас- лица 5.1 ры ном 3 ,0 ,4 ,0 яция. пилястры единены ормуле ей упру- 50 t1, t2 – фактическая или расчетная (эффективная) толщина слоев, рассчи- танная по формуле; при этом t1 – толщина внешнего или ненагруженного слоя, t2 – толщина внутреннего или несущего слоя. Гибкость стен из каменной кладки определяют как отношение расчетной (эффективной) высоты hef к расчетной (эффективной) толщине tef. Гибкость стены из каменной кладки при преимущественно вертикальных нагрузках не должна превышать 27. Проверка предельного состояния несущей способности стены из неармированной каменной кладки при действии преимущественно вертикальной нагрузки (базовый метод) Проверку предельного состояния несущей способности производят при условии, что расчетное значение продольного усилия ாܰௗ, возникающего в стене, не превышает расчетное значение сопротивления сжатию сечения стены ,RdN то есть .Ed RdN N Расчетное значение сопротивления сжатию сечения вертикально нагру- женной однослойной стены на единицу длины NRd при действии продольного усилия определяют по формуле ,Rd dN tf где Ф – коэффициент уменьшения сопротивления сжатию сечения стены при действии продольного усилия, учитывающий гибкость и эксцентриситет при- ложения нагрузки (Фi – в верхнем или нижнем сечении стены, Фm – в среднем сечении по высоте стены); t – толщина стены; fd – расчетное значение прочности при сжатии каменной кладки. Если площадь поперечного сечения стены менее 0,1 м2, расчетное значение прочности при сжатии каменной кладки fd умножают на коэффициент KA, опре- деляемый по формуле 0,7 3 ,AK A  где A – площадь поперечного сечения, м2. Для двухслойных стен с воздушным зазором расчет производят отдельно для каждого слоя стены, принимая площадь поперечного сечения несущего слоя стены и соответствующую гибкость, определенную при расчетной (эффек- тивной) толщине стены tef. Однослойную стену с облицовочным слоем рассчитывают как однослой- ную стену, выполненную из кладочных изделий меньшей прочности. В этом случае значение K принимают как для стены с растворным швом, параллель- ным ее плоскости. 51 Двухслойную стену без воздушного зазора, слои которой соединены между собой анкерами и нагружены практически одинаково, рассчитывают как однослойную стену или как двухслойную стену с воздушным зазором. Коэффициент уменьшения сопротивления сжатию сечения стены, учитывающий гибкость и эксцентриситет приложения нагрузки Коэффициент уменьшения сопротивления сжатию сечения стены Ф, учи- тывающий гибкость и эксцентриситет приложения нагрузки, в верхнем или нижнем сечении стены допускается определять при прямоугольной эпюре напряжений в сжатой зоне сечения элемента следующим образом: Ф 1 2 ,ii et  (5.1) где ei – эксцентриситет приложения нагрузки, определяемый по формуле 0,05 ,idi he init id Me e e t N     (5.2) где Mid – расчетное значение изгибающего момента в верхнем или нижнем се- чении стены вследствие эксцентриситета, возникающего в результате нагрузки на стену от перекрытия (рис. 5.3); Nid – расчетное значение продольного усилия в верхнем или нижнем сече- ниях стены (суммарное значение); ehe – эксцентриситет в верхней части или в основании стены вследствие из- гибающих моментов от горизонтальных нагрузок (например, ветровой нагруз- ки) при их наличии, вычисленный по усилию ௜ܰௗ; einit – случайный эксцентриситет; принимают со знаком, при котором абсо- лютное значение ݁௜ увеличивается; t – толщина стены. Коэффициент уменьшения сопротивления сжатию сечения стены в сред- нем сечении по высоте стены Фm допускается определять с применением экс- центриситета приложения нагрузки в среднем сечении по высоте стены emk, ко- торый рассчитывает следующим образом: 0,05 ,mk m ke e e t   где me – эксцентриситет приложения нагрузок, определяемый по формуле ,mdm hm init md Me e e N    где Mmd – расчетное значение изгибающего момента в среднем сечении по высоте стены, определяемое по значениям изгибающих моментов в нижнем 52 и верхне других в Nmd – стены, вк нагрузок ehm – ных нагр einit – ek – по форму где  – hef – опирания tef – э 1 Для тет вслед Нор ности ст щенными м сечени нецентре расчетн лючая п (наприм эксцент узок (нап то же, чт эксцентр ле предель расчетн или вид ффектив Ри – idM (на в стен с ги ствие по мы [18] д ены при методам ях стены нно прил ое значен родольны ер, обвяз риситет в ример, в о и в фор иситет в ное значе ая (эффе а закрепл ная толщ с. 5.3. Изги уровне низа ысоты этаж бкостью лзучести опускаю действи и. (рис. 5 оженных ие продо е усилия очных ба среднем етровой н муле (5.2 следствие 0,0ke  ние коэф ктивная) ения; ина стены бающие мом плит перек а); 3 – 2dM c не бо каменной т провер и преиму .3), вклю нагрузок льного у от всех лок, стен сечении агрузки) ); ползуче 02 ef ef h t фициент высота . енты для р рытия); 2 – (на уровне лее 15 до кладки ку преде ществен чая изги (наприм силия в с других вн ных шкаф по выс ; сти каме ,mte а ползуче стены дл асчета эксц mdM (в сте верха плит пускаетс ek = 0. льного с но верти бающие ер, стенн реднем с ецентрен ов); оте стены нной кл сти каме я соотве ентриситет не, на уров перекрытия я приним остояния кальной моменты ых шкаф ечении п но прил от гори адки; опр нной кла тствующ ов: не середины ) ать эксц несущей нагрузки от всех ов); о высоте оженных зонталь- еделяют дки; их узлов ентриси- способ- и упро- 53 5.2. Проверка предельного состояния несущей способности стены при действии сосредоточенной нагрузки Проверку предельного состояния несущей способности проводят при условии, что расчетное значение вертикальной сосредоточенной (локальной) нагрузки EdсN не превышает расчетное значение сопротивления сжатию сече- ния стены RdсN при действии вертикальной сосредоточенной (локальной) нагрузки, то есть .Edс RdсN N Для стены из кладочных изделий группы 1 с нагрузками на часть поверх- ности (кроме стен с заполнением крайних полос горизонтальных швов) расчет- ное значение сопротивления сжатию сечения стены RdсN при действии сосре- доточенной (локальной) нагрузки определяют по формуле ,Rdс b dN A F  (5.3) где β – коэффициент повышения сопротивления сжатию при действии сосредо- точенной (локальной) нагрузки, определяемый по формуле 1(1 0,3 ) (1,5 1,1 ).b c ef Aa h A        При этом должны соблюдаться условия: β ≥ 1,0 и 11,25 2 c a h       или β ≤ 1,5 (применяют меньшее значение). В формуле (5.3): а1 – расстояние от края стены до ближайшего края нагруженной поверхно- сти (рис. 5.4); hc – высота стены до плоскости приложения нагрузки; Ab – площадь стены, на которую передается нагрузка; Aef – расчетная площадь поперечного сечения опоры, вводимая в расчет. В общем случае ,ef efmA l t где lefm – расчетная длина распределения нагрузки под опорой, измеряемая в основании трапеции на половине высоты стены или пилястры (рис. 5.4); t – толщина стены с учетом не полностью заполненных швов глубиной более 5 мм; 0,45.b ef A A  54 Для полос го напряжен ной) наг ной клад Эксц ренный о Во в жен вып марной р Соср группы 1 го издели чаемую сплошно на одной Если соответс шириной трехкрат сжимающ должно п Рис стен из ризонтал ия в кла рузки не ки fd (при ентрисит т оси, про сех случ олняться асчетной едоточе или дру я была р при расп го матер стороне сосред твующую , равной ного знач ее напр ревышат . 5.4. Схема сосредоточ 1 – кладочны ьных шв дке непо должны β = 1,0). ет прило ходящей аях под расчет п вертика нные наг гие сплош авна тре ределен иала. На . оточенна жестку толщине ения ши яжение ь 1,5fd. нагружени енные (лока горизонталь х издели ов требу средствен превыша жения с через це опорами о провер льной наг рузки до ные изд буемой ш ии давле концево я (локаль ю распр стены t рины опо в кладке я для расче льные) наг ная проекц й групп ется про но под о ть расчет осредоточ нтр тяжес в сечени ке несущ рузки. лжны пе елия таки ирине о ния под й опоре ная) наг еделител , высотой рной пло под под та стен, вос рузки (базо ия; 2 – сече ы 2 и сте верка ус порой от ную про енной (л ти стены ях на пол ей спос редавать м образо поры, уве углом 6 увеличе рузка пе ьную ба не мен щадки п ушкой о принимающ вый метод): ние н с запо ловия, со сосредот чность п окальной , не долж овине вы обности ся на кл м, чтобы личенно 0° до н ние про редается лку (оп ее 200 мм од нагруз т локаль их лнением гласно к оченной ри сжати ) нагрузк ен превыш соты ст на дейст адочные длина к й на длин ижней п изводитс на клад орную п и длин кой, то р ной наг крайних оторому (локаль- и камен- и, изме- ать t/4. ены дол- вие сум- изделия ладочно- у, полу- лоскости я только ку через одушку) ой более асчетное рузки не За р лок из ка допускае – ра – ра речного Р При мирован ний в сж Р 1 – Для сопротив 5.3. И 5. асчетный менной к тся прин сстояние сстояние сечения d ис. 5.5. Расч 1 – ар определ ной клад атой зоне ис. 5.6. Рас сечение; 2 армиров ление из згибаем 3.1. Балк (эффект ладки, за имать ме между о в свету м . етный (эфф матура; 2 – 3 – t2/2 ил ении рас ки допус сечения четная схем – эпюра деф анного п гибу сече ые элем и из арми ивный) п исключ ньшее из сями опор ежду оп ективный) t1/2 или d/2 и d/2, прим четного кается ис (рис. 5.6 а деформац ормаций; 3 рямоугол ния MRd M енты ка рованно ролет lef ением со двух зна ы; орами с пролет одн , применяю еняют мень сопротив ходить и ). ий и усили – расчетна ьного се допускае Rd s yA f менных й каменн однопро ставных чений (ри добавлен опролетной т меньшее и шее из двух ления из з прямо й в сечении я схема вну чения при тся рассч .d z конструк ой кладк летных и перемыче с. 5.5): ием рабо или неразр з двух знач значений гибу сече угольной изгибаемо тренних уси чистом итывать п ций и неразре к и бало чей высо езной балки ений; ния балк эпюры го элемента лий в сече изгибе р о форму 55 зных ба- к-стенок, ты попе- : и из ар- напряже- : нии асчетное ле (5.4) 56 В этом случае на основании показанного на рис. 5.6 упрощения, при усло- вии, что в поперечном сечении одновременно достигаются максимальное рас- тягивающее и сжимающее напряжения, плечо внутренней пары сил в сечении изгибаемого армированного элемента z допускается определять по формуле 1 0,5 0,95 .s yd d A f z d d bdf         (5.5) В формулах (5.4) и (5.5): d – рабочая высота поперечного сечения, мм; As – площадь поперечного сечения растянутой продольной арматуры, мм2; fyd – расчетное значение прочности на растяжение ненапрягаемой армату- ры, МПа; b – ширина поперечного сечения, мм; fd – меньшее из расчетных значений прочности при сжатии каменной клад- ки в направлении нагрузки, МПа. При определении расчетного значения сопротивления изгибу сечения эле- мента каменной конструкции RdM расчетное значение прочности при сжатии df (рис. 5.6) допускается принимать на отрезке x, измеренном от сжатой грани сечения. Расчетное значение сопротивления изгибу сечения RdM должно быть: – для кладочных изделий группы 1, кроме изделий из бетона на пористых заполнителях, 20,4 ;Rd dM f bd (5.6) – для кладочных изделий группы 2, включая изделия из бетона на пори- стых заполнителях группы 1, 20,3 ,Rd dM f bd (5.7) где fd – расчетное значение прочности при сжатии каменной кладки в соответ- ствующем направлении, МПа; b – ширина поперечного сечения, мм; d – рабочая высота поперечного сечения, мм. 5.3.2. Вертикально нагруженные балки-стенки из каменной кладки Вертикально нагруженными балками-стенками из каменной кладки счита- ют стены или части стен, перекрывающие проемы, для которых отношение вы- соты над проемом к эффективному пролету составляет не менее 0,5. Расчетный (эффективный) пролет lef допускается рассчитывать по формуле 1,15 ,ef cll l где lcl – пролет проема в свету (рис. 5.7). При сматрива Расч определя При (растянут растяжен мированн где lef – р h – р Расч рованной – дл заполнит расчете ют как о етное зн ть по той этом As – ой) зоне ие армат ого элем асчетный асчетная етное зн каменно я кладоч елях, – у изгибающ днопроле Рис. 5.7. Ра ачение с же форм площад сечения уры; z – п ента; при (эффект высота б ачение с й кладки ных изде словию ( Ри их моме тную бал счетный (эф 1 опротивл уле, что ь попереч балки-ст лечо вну нимают м z = ивный) п алки-стен опротивл MRd долж лий груп 5.6); с 5.8. Расче 1 нтов бал ку (рис. фективный – арматур ения изг и для обы ного сеч енки; fyd тренней еньшее и z = 0,7lef; 0,4h + 0,2 ролет ба ки. ения изг но удов пы 1, кро тная модель – арматур ку-стенк 5.7). ) пролет ба а ибу бало чной бал ения раст – расчетн пары сил з следую lef, лки; ибу сечен летворят ме издел балки-стен а у из каме лки-стенки: к-стенок ки. янутой ар ое значе в сечени щих знач ия балки ь условию ий из бе ки нной кла MRd доп матуры ние проч и изгиба ений (рис -стенки : тона на п 57 дки рас- ускается в нижней ности на емого ар- . 5.8): из арми- ористых 58 – дл стых зап При fd – сжатии, М b – ш d – р Что сечения, или 0,5d полнител В эл которых та рассм толщину 0,5d. В конструк точенной возникаю , мef lb  bef, l ширина по h – выс а я кладоч олнителя этом: меньше Па; ирина у абочая в бы огран над осно – по ме ьную арм 5.3 ементах арматура атриваетс полки tf данном ции. Кам армату щих в не еньшее и – эффектив лки Т-обра ота в свету рмированн ных изде х группы е из рас частка ст ысота по ичить ши вной арм ньшему и атуру. .3. Элем к констру сосредо я как сеч приним случае d енная кл рой, дол й внутре з значени Рис. 5.9. ная ширина зного попер стены из ка ой каменно tf – то лий груп 1, – усло четных з ены; перечног рину рас атурой н з значен енты кон аменной кций из точена ло ение с п ают равн – рабоч адка, ра жна име нних уси 1 6й / 2 / 6 фактшири r ef t l h  Определени 1 полки L-об ечного сече менной кла й кладки) с лщина пол пы 2, вк вию (5.7 начений о сечения крытия т а высоту ий, в гор струкци кладки с армирова кально т олкой, на ой толщ ая высо сположен ть необх лий на оп ическая на полки ft е эффектив – арматура разного по ния; d – ра дки; lef – ра сосредоточ ки; tri – шир лючая и ). прочнос ; допуск рещин в н от низа б изонталь й из арм полкам нной кам аким обр пример в ине каме та попер ная меж одимую оры. ,из знаef l b  ной ширин ; перечного с бочая высот сстояние ме енным прод ина i-й пил зделия из ти камен ается при ижней (р алки-сте ные швы ированн и енной к азом, что форме T нной кла ечного с ду элеме прочнос меньшее чений ы полок: ечения; bef, а сечения э жду пиляст ольным арм ястры бетона ной кла нять d = астянуто нки, равн уклады ой ладки, в сечение или L ( дки, но ечения нтами с ть для 2 12 / 3фактичширин r ef t l h  t – эффектив лемента кон рами (элем ированием на пори- дки при 1,3z. й) части ую 0,5lef вают до- сечении элемен- рис. 5.9), не более элемента сосредо- передачи еская а полки ft ная струкции; ентами ; 59 В качестве эффективной ширины полки bef применяют минимальное из указанных на рисунке значений. Расчетное значение сопротивления изгибу сечения элемента конструкции из армированной каменной кладки с полкой ܯோௗ определяют из условия ( 0,5 ),Rd d ef f fM f b t d t   где df – то же, что и в формулах (5.6), (5.7); efb – расчетная (эффективная) ширина полки, мм; ft – толщина полки, мм; d – то же, что и в формулах (5.6), (5.7). 5.3.4. Стены из каменной кладки при действии нагрузки, перпендикулярной их поверхности При расчете стен из каменной кладки на изгиб от нагрузки, приложенной перпендикулярно их поверхности, необходимо учитывать: – влияние гидроизоляционных слоев; – условия опирания, неразрезность над промежуточными опорами (попе- речными стенами, контрфорсами). Однослойные стены с облицовочным слоем рассчитывают, как однослой- ные стены, полностью выполненные из изделий для каменной кладки с мень- шей прочностью на растяжение при изгибе. Вертикальный деформационный шов в стене рассматривают как край стены, на котором не происходит передача изгибающих моментов и поперечных усилий. Для стен, опирающихся по краям, опорные реакции от расчетной горизон- тальной нагрузки по линии опоры допускается принимать как равномерно рас- пределенные. Опорные закрепления могут создавать анкеры, настенные пило- ны или плиты перекрытия и покрытия. Если изгибаемые при горизонтальной нагрузке стены соединены со стена- ми, нагруженными вертикальной нагрузкой, или если на них уложены железо- бетонные перекрытия, то опору допускается рассматривать как жесткую. При наличии гидроизоляционного слоя в основании стены опору рассматривают как шарнирную. Если стены соединены с поперечной вертикальной стеной или другими конструкциями при помощи анкеров по вертикальным краям, то на вертикальных гранях допускается учитывать возможность частичной передачи моментов при условии, что предельное состояние несущей способности анке- ров может быть проверено расчетом. В двухслойных стенах допускается учитывать совместную работу обоих слоев, в том числе в случае, если только один слой имеет постоянную опору. Условием является применение в стене связей (анкерных устройств). Нагрузку, передаваемую стеной на опору, допускается принимать как действующую только на один слой стены, если имеется соответствующее соединение обоих 60 слоев по вертикальным краям стены. В других случаях допускается принимать частичную совместную работу. При трех- или четырехстороннем опирании стены изгибающий момент рассчитывают следующим образом: – если плоскость излома стены параллельна горизонтальным швам (по неперевязанному сечению), то есть в направлении fxk1 (рис. 2.4), то на единицу длины стены 21 1 ;Ed EdM W l  – если плоскость излома перпендикулярна горизонтальным швам (по пере- вязанному сечению), то есть в направлении fxk2, то на единицу длины стены 22 2 ,Ed EdM W l  где 1 2,  – коэффициенты изгибающего момента, определяемые с учетом сте- пени закрепления стены по краям и отношения размеров сторон стены либо по- лучаемые теоретически (методами строительной механики либо по справочни- кам). Примечание. Значения 1 2,  для однослойных стен толщиной не более 250 мм указаны в прил. Ж, приведенном в нормах [18], при этом α1 = µα2, где μ – коэффициент отношения расчетных значений прочности на растяжение при изгибе каменной кладки при действии изгибающих моментов в двух ортогональных направлениях 1 2 xd xd f f     ; WEd – расчетное значение поперечной нагрузки на единицу площади; l – длина стены между опорами. Отношение 1 2 xd xd f f расчитывается в соответствии с требованиями норм [18]. При наличии гидроизоляционного слоя при определении коэффициента изгибающего момента допускается принимать жесткое защемление, если рас- четные значения сжимающих напряжений в гидроизоляционном слое равны или превышают расчетные значения растягивающих напряжений, вызванных изгибающим моментом. Если стена закреплена только по верхней и нижней сторонам, то изгибаю- щий момент допускается рассчитывать по общепринятым правилам расчета, рассматривая балочную схему стены. Проверку предельного состояния несущей способности проводят при усло- вии, что расчетное значение возникающего в стене изгибающего момента EdM не превышает расчетное значение сопротивления изгибу сечения стены :RdM .Ed RdM M 61 В расчетах следует учитывать коэффициент , определяемый отношением значений прочности каменной кладки при действии изгибающих моментов в двух ортогональных направлениях. Расчетное значение сопротивления изгибу сечения стены RdM на единицу высоты или длины составляет ,Rd xdM f Z (5.8) где fxd – расчетное значение прочности на растяжение при изгибе каменной кладки в соответствующем направлении изгиба, МПа; Z – упругий момент сопротивления сечения на единицу высоты или длины стены, мм3. При наличии вертикальной нагрузки ее положительное влияние допуска- ется учитывать посредством применения повышенного расчетного значения прочности на растяжение при изгибе каменной кладки в плоскости, параллель- ной горизонтальному шву (по неперевязанному сечению), 1, ,xd appf определяе- мого по формуле 1, 1 ,xd app xd df f   где fxd1 – расчетное значение прочности на растяжение при изгибе каменной кладки в плоскости, параллельной горизонтальному шву (по неперевязанному сечению), МПа; σd – значение сжимающего напряжения в сечении стены, МПа; 0,2 .d df  При определении момента сопротивления сечения стены с пилястрой вы- ступающую длину полки, рассчитываемую от боковой грани пилястры, учиты- вают по наименьшему из следующих значений: – h/10 – для закрепленных вверху и внизу стен; – h/5 – для отдельно стоящих стен, где h – высота стены; – половина расстояния между пилястрами. Для двухслойных стен с воздушным зазором расчетное значение горизон- тальной нагрузки на единицу площади WEd допускается распределять на два слоя стены при условии, что связи (анкеры) или другие применяемые между слоями соединительные элементы передают усилия, действующие на стену. Распределение между слоями допускается осуществлять пропорционально со- противлению изгибу их сечений (например, MRd) или пропорционально жестко- сти. При учете жесткости слоев стены осуществляют проверку предельного со- стояния несущей способности каждого слоя при действии расчетного изгибаю- щего момента MEd. Если стена ослаблена бороздами и выемками, размеры которых превыша- ют предельные значения, то это ослабление поперечного сечения учитывают при определении сопротивления изгибу стены, принимая уменьшенную толщи- ну стены в зоне борозд и выемок. 62 Элементы конструкции из армированной каменной кладки при действии горизонтальной нагрузки (изгибающих моментов) и незначительном продоль- ном усилии допускается рассчитывать как изгибаемые элементы, если сжима- ющее напряжение d от расчетных продольных усилий отвечает условию 0,3 .d df  В стенах с армированием горизонтальных швов сетками, повышающим сопротивление стен воздействиям, перпендикулярным их поверхности, проч- ность армирования необходимо учитывать при определении коэффициента из- гибающего момента α. При этом допускается применять повышенную расчет- ную прочность на растяжение при изгибе каменной кладки в плоскости, пер- пендикулярной горизонтальным швам (по перевязанному сечению), 1, ,xd appf определяемую по формуле 1, 2 6 ,s ydxd app A f z f t  где As – площадь поперечного сечения растянутой арматуры горизонтальных швов на 1 м высоты стены, мм; fyd – расчетное значение прочности на растяжение ненапрягаемой арматуры горизонтальных швов, МПа; z – плечо внутренней пары сил в сечении изгибаемого армированного эле- мента согласно формуле, приведенной выше для балки прямоугольного сече- ния, мм; t – толщина стены, мм. Упрощенный метод расчета внутренних стен, подверженных воздействию нагрузки, перпендикулярной их поверхности, при отсутствии вертикальных нагрузок Упрощенный метод расчета для определения минимальной толщины и предельных размеров внутренних стен (перегородок) при отсутствии верти- кальных нагрузок, кроме нагрузок от собственного веса в пределах рассматри- ваемого участка стены, для различных случаев закрепления ее граней приведен в прил. Н норм [18]. Он заключается в том, что по графику определяются допу- стимые соотношения между длиной, высотой и толщиной стены. Упрощенный метод расчета стен, подверженных воздействию равномерно распределенной нагрузки, перпендикулярной их поверхности, при отсутствии вертикальных нагрузок Стены, подверженные воздействию равномерного бокового давления (ветровой нагрузке), допускается проектировать с применением упрощенного метода расчета. 63 Примечание. Упрощенный метод расчета для определения минимальной толщины и предельных размеров внутренних стен при отсутствии вертикаль- ных нагрузок, за исключением нагрузок от собственного веса в пределах рас- сматриваемого участка стены, для различных случаев закрепления ее граней приведен в прил. П норм [18]. Стены из неармированной каменной кладки при совместном действии вертикальной нагрузки и нагрузки, перпендикулярной их поверхности Стены из неармированной каменной кладки при совместном действии вер- тикальной нагрузки и нагрузки, перпендикулярной их поверхности, рассчиты- вают одним из нижеприведенных методов. Метод с применением коэффициента Ф Коэффициент уменьшения сопротивления сжатию сечения стены Φ учиты- вает значения эксцентриситетов приложения горизонтальных нагрузок ehe или ehm (см. расчет стен, загруженных преимущественно вертикальной нагрузкой). Метод с применением повышенной прочности на растяжение при изгибе В формуле (5.8) при наличии постоянных вертикальных воздействий допускается заменять расчетное значение прочности на растяжение при изгибе каменной кладки в плоскости, параллельной горизонтальному шву (по непере- вязанному сечению), 1xdf на повышенное расчетное значение прочности на растяжение при изгибе каменной кладки в плоскости, параллельной горизонтальному шву (по неперевязанному сечению), 1,xd appf и применять это значение для расчета в настоящем подразделе. 5.4. Стены из каменной кладки, работающие на срез/сдвиг При расчете стен из каменной кладки на действие усилий сдвига или среза учитывают жесткость самой стены, работающей на срез (сдвиг), и вводимых в расчет участков примыкающих стен. В стене, высота которой превышает длину не менее чем в 2 раза, влияние деформаций, вызванных усилиями сдвига/среза, на жесткость допускается не учитывать. Примыкающие стены или их участки допускается рассматривать как эле- менты диафрагм жесткости, если соединение стены, работающей на срез/сдвиг, с примыкающей стеной в состоянии воспринимать соответствующие усилия сдвига и участки примыкающей стены в пределах применяемой длины не теряют устойчивость. Вводимая в расчет длина участка примыкающей стены равна сумме значе- ний толщины стены, работающей на срез (сдвиг), и длины, соответствующей меньшему из значений l (рис. 5.10): – htot/5, где htot – общая высота стены от верхней кромки фундамента; 64 – по (ls/2), есл – ра – по – ше В пр нее h/4 и перечной или l/4 р Если ризонтал щие на с Если положен сти сист вать при (эффекты 1 – Если перекрыт стены, р от плит, В д нелинейн Мак уменьша стены со При нагрузок допускае ловина р и примы сстояние ловина в стикратн имыкаю ли l/4, гд стеной и ассматри междуэ ьные уси рез/сдвиг результ ия стен в емы, то д расчете кручени Рис. l – меньше перекр ие из н аботающ непосред анном сл ых расче симально ть на 15 ответстве расчете вертикал тся равн асстояни кающая ( от конца ысоты ст ое значе щих стен е h – выс проемо ваются ка тажные п лия на у , пропорц ирующее плане ил ополнит усилий я). 5.10. Вводи е из значен 3 ытия не есоедине ие на ср ственно о учае опр тов. е горизо % при ус нно увел сопроти ьную на омерно р я между продольн примыка ены в све ние толщ ах допус ота стены м или ме к границ ерекрыт ровне пе иональн горизон и по дру ельные у в отдел мая в расче ий: htot/5, ls/ – стена, ра являются нных сб ез/сдвиг, пирающ еделение нтальное ловии, ч ичены. вления грузку на аспредел стенами ая) стена ющей (п ту (h/2); ины прим кается н в свету, жду прое а вводим ия рассм рекрытий о их жест тальное гим прич силия вс ьных ст т длина уча 2, h/2, 6t; 2 ботающая н достато орных ж передаю ихся на э усилий усилие то гориз стен сдв стены о ять на н , восприн соедине родольно ыкающе е учитыв l – длин мами. Пр ого в рас атривают распред кости. усилие и инам дей ледствие енах ядр стка l прим – примыкаю а срез/сдви чно жест елезобет тся гориз ти стены сдвига п сдвига/ср онтальны игу/срезу т перекры ижележа имающи на с попе й) стены й (продо ать проем а участка оемы раз чет участ как жест еляют на з-за неси ствует вн кручени а жестк ыкающей ст щая (продо г кими ди онных э онтальны . роизводя еза на с е усилия с учет тия, опе щие стен ми усили речной с ; льной) ст ы разме стены м мерами ка стены кие диск стены, мметричн е центра я следуе ости соо ены: льная стен сками (н лементов е усили т с прим тену доп на парал ом верти ртого по ы. При о я сдвига теной; ены (6t). рами ме- ежду по- более h/4 . и, то го- работаю- ого рас- жестко- т учиты- ружения а); апример, ), то на я только енением ускается лельные кальных контуру, пирании 65 плит перекрытий или покрытия на две стены вертикальную нагрузку на стены низших этажей, не нагруженных перекрытием, допускается принимать с при- мыкающих участков грузовой площади перекрытия, распределенной биссек- трисами под углом 45°. Распределение напряжений сдвига/среза в сжатой зоне стены допускается принимать равномерным. 5.4.1. Стены из неармированной каменной кладки при действии поперечной силы Проверка предельного состояния несущей способности стены при действии поперечной силы (базовый метод) Проверку предельного состояния несущей способности производят при условии, что расчетное значение усилия среза (сдвига) VEd, возникающего в стене, не превышает расчетное значение сопротивления срезу (сдвигу) сечения стены VRd, то есть .Ed RdV V (5.9) Расчетное значение сопротивления срезу (сдвигу) VRd сечения стены из каменной кладки определяют по формуле ,Rd vd cV f tl где fvd – расчетное значение прочности при срезе (сдвиге) каменной кладки с учетом среднего значения вертикального сжимающего напряжения, вычис- ленного по сжатой вертикальными усилиями площади сечения стены; площадь растянутой части сечения и прочность каменной кладки на растяжение не учи- тывают, МПа; t – толщина стены, мм; lc – длина сжатой части стены без учета растянутой части стены по плоско- сти среза при внецентренном сжатии (изгибе), мм. Длину сжатой части стены lc рассчитывают при условии линейного распределения напряжения. Учитывают проемы, борозды и выемки. Площадь растянутой части сечений стены от действия вертикальных усилий, приложен- ных внецентренно, не учитывают. Длину сжатой части стены lc определяют при действии вертикальной расчетной нагрузки и вертикальной составляющей от усилия среза (сдвига). Соединение между поперечными стенами-диафрагмами жесткости и участками примыкающих стен следует рассчитывать на усилие среза (сдвига). Расчетное значение сопротивления срезу (сдвигу) соединения стен, выпол- ненного перевязкой кладки, допускается рассчитывать по формуле ,vvkRd M fV th  66 где fvvk – характеристическое значение прочности при срезе (сдвиге) каменной кладки по перевязанному сечению, МПа; γM – частный коэффициент для характеристик свойств материала; t – толщина стены, мм; h – высота стены в свету между перекрытиями, мм. При соединении поперечных стен-диафрагм жесткости и участков примы- кающих стен встык, без перевязки каменной кладки, расчетное усилие среза должно восприниматься железобетонным монолитным поясом. Расчет сопро- тивления сдвигу железобетонного монолитного пояса выполняют в соответ- ствии с нормами [19]. Проверку предельного состояния несущей способности стены при действии поперечной силы можно проводить и упрощенным методом, изло- женным в нормах [18]. 5.4.2. Элементы конструкции из армированной каменной кладки при действии поперечной силы Проверку предельного состояния несущей способности разрешается производить из условия (5.9). При этом расчетное значение сопротивления срезу (сдвигу) сечения элемента каменной конструкции VRd допускается рассчитывать: – без учета установленной в элементе поперечной арматуры, если коэффи- циент армирования меньше минимального значения; – с учетом установленной в элементе поперечной арматуры, если коэффи- циент армирования равен минимальному значению или превышает его. Необходимо учитывать влияние бетона заполнения на расчетное значение сопротивления срезу (сдвигу) сечения элемента конструкции из армированной каменной кладки. При значительном влиянии бетона заполнения на сопротив- ление сечения срезу (сдвигу) прочность каменной кладки при срезе (сдвиге) не учитывают и расчет производят в соответствии с нормами [19]. Расчет стен из армированной каменной кладки на горизонтальные нагрузки в своей плоскости Проверку предельного состояния несущей способности стен из армиро- ванной каменной кладки с вертикальным армированием, в которых не учитыва- ется арматура, воспринимающая усилия среза (сдвига), производят из условия 1,Ed RdV V (5.10) где VRd1 – расчетное значение сопротивления срезу (сдвигу) сечения стены из неармированной каменной кладки, определяемое из условия (в Н) 1 ,Rd vdV f tl (5.11) где fvd – меньшее из расчетных значений прочности при срезе (сдвиге) камен- ной кладки и бетона заполнения, МПа; 67 t – толщина стены, мм; l – длина расчетного участка стены, мм. Примечание. При необходимости при определении VRd1 допускается применять повышенное расчетное значение прочности при срезе (сдвиге) каменной кладки fvd с учетом вертикальной арматуры. Проверку предельного состояния несущей способности стен из армиро- ванной каменной кладки с вертикальным армированием, с учетом работающей на сдвиг поперечной (горизонтальной) арматуры, производят из условия 1 2,Ed Rd RdV V V  (5.12) где VRd1 – то же, что в формуле, (5.10); VRd2 – расчетное значение сопротивления сдвигу поперечной (горизонталь- ной) арматуры, определяемое по формуле 2 0,9 ,Rd sw ydV A f где Asw – общая площадь сечения поперечной (горизонтальной) арматуры, рабо- тающей на сдвиг, расположенной выше рассматриваемой части стены, мм2; fyd – расчетное значение прочности на растяжение поперечной арматуры, МПа. Если в расчетах учитывают арматуру, работающую на сдвиг, необходимо дополнительно проверить условие 1 2 2,0 МПа,Rd RdV V tl   где t – толщина стены, мм; l – длина или высота стены, мм. Расчет балок из армированной каменной кладки при действии попе- речной силы Проверку предельного состояния несущей способности балок из армиро- ванной каменной кладки, без учета арматуры, воспринимающей усилия среза (сдвига), допускается производить из условия (5.10). При этом VRd1 – расчетное значение сопротивления балки срезу (сдвигу), определяемое по формуле 1 ,Rd уdV f bd (5.13) где fуd – меньшее из расчетных значений прочности при срезе (сдвиге) камен- ной кладки или бетона заполнения, МПа; b – минимальная ширина балки, мм; d – рабочая высота поперечного сечения балки, мм. Примечание. При необходимости при определении VRd1 допускается применять повышенное расчетное значение прочности при срезе (сдвиге) каменной кладки fуd с учетом вертикальной арматуры (прил. С норм [18]). 68 Проверку предельного состояния несущей способности балок из армиро- ванной каменной кладки, с учетом работающей на сдвиг поперечной (горизон- тальной) арматуры, производят из условия (5.12). При этом VRd2 определяют по формуле  2 0,9 1 ctg sin ,swRd уdAV d fs       где d – то же, что и в условии (5.13); Asw – площадь сечения поперечной арматуры (хомутов), установленной в одной плоскости и работающей на сдвиг, мм2; s – расстояние между поперечной арматурой (хомутами), мм; fуd – расчетное значение прочности на растяжение арматурной стали, МПа; α – угол наклона поперечной арматуры (хомутов), работающей на сдвиг, относительно оси балки; 45° < α < 90°. Далее необходимо проверить условие 1 2 0,25 ,Rd Rd dV V f bd  где fd – меньшее из расчетных значений прочности каменной кладки при сжа- тии в направлении нагрузки и прочности при сжатии бетона заполнения, МПа; b – минимальная ширина балки, вводимая в расчет на действие поперечной силы, мм. Расчет балок-стенок при действии поперечной силы Расчет производят аналогично условию (5.10). При этом принимают рас- четное значение усилия среза (сдвига) по грани опоры VEd и рабочую высоту поперечного сечения балки d = 1,3z. 5.5. Расчет сжатых столбов и простенков, армированных в горизонтальных швах кладки Армирование горизонтальных швов кладки столбов и простенков допуска- ется применять только в случаях, если повышение прочности кладочных изде- лий и кладочных растворов не обеспечивает требуемое сопротивление кладки сжатию и площадь поперечного сечения элемента не может быть увеличена. Столбы и простенки, армированные в горизонтальных швах кладки, выполняются из кладочных изделий группы 1 на кладочных растворах прочно- стью fm ൒ 5 МПа при высоте ряда кладки не более 150 мм. При этом должно соблюдаться условие 0,5 2,b t   где b и t – размеры поперечного сечения столба или простенка (рис. 5.11), мм. Про ка, арми ственно в мированн неармиро при сжат где ρm – к где Asa – а1, а не более s – ра fyd – р e – эк y – р его грани Ри верку пре рованног ертикаль ой кладк ванной к ии армир оэффици площадь 2 – расс 120 мм и сстояние асчетное сцентрис асстояни , мм. с. 5.11. Арм дельного о в гори ной нагр и, при эт аменной ованной drf ент арми поперечн тояние м не менее между с значени итет при е от це ирование ст состоян зонтальн узки вып ом вмест кладки f каменной 2df   рования к sa m A  ого сече ежду ст 30 мм; етками п е прочнос ложения нтра тяж олбов и пр ия несущ ых швах олняют п о расчетн d приним кладки f 1m ydf   аменной 1 2 1 2 ( )a a a a s   ния одно ержнями о высоте, ти на рас нагрузки ести сеч остенков се ей способ кладки, о тем же ого значе ают расч dr, опреде 2 2e y   кладки, 0,001, го стержн арматур мм; прин тяжение , мм; ения кл тками в гор ности ст при дей формула ния проч етное зн ляемое п ,df определяе я, мм2; ной сет имают s арматурн адки до изонтальны олба или ствии пр м, что и ности пр ачение п о формул мый по ф ки, прин ൑ 450 мм ой стали наиболее х швах клад 69 простен- еимуще- для неар- и сжатии рочности е ормуле имаемое ; , МПа; сжатой ки 70 6. РАСЧЕТ КАМЕННЫХ И АРМОКАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ПРИГОДНОСТИ Проектирование и расчет конструкций из каменной кладки осуществляют таким образом, чтобы при воздействиях, рассчитанных для предельного состо- яния эксплуатационной пригодности, не были превышены установленные проектом (стандартами) параметры конструкции, определяющие ее пригод- ность к нормальной эксплуатации. Производят расчет деформаций, оказывающих неблагоприятное воздей- ствие на конструкции (включая применяемые материалы) и техническое обору- дование или нарушающих герметичность конструкций. Влияние деформаций смежных конструкций, таких как плиты перекрытия или стены, на пригодность к нормальной эксплуатации элементов конструкции из каменной кладки не допускается. Стены из неармированной каменной кладки Чтобы исключить перегрузки или повреждения стены из каменной кладки, взаимодействие слоев которой происходит под нагрузкой, следует учитывать разные характеристики материалов слоев этой стены. Для неармированной каменной кладки проверку предельного состоя- ния эксплуатационной пригодности не производят, если расчетами подтверждено выполнение требований предельного состояния несущей способности. Повреждения, вызванные напряжениями, возникающими в местах закреп- ления стен, следует исключить путем соблюдения соответствующих требова- ний и конструктивных решений при проектировании. Деформации стен из каменной кладки, вызванные ветровым воздействием, особыми воздействиями толпы или удара, не должны оказывать влияние на пригодность стен к нормальной эксплуатации. Стену, на которую действует нагрузка, перпендикулярная к ее поверхности и для которой расчетами подтверждено выполнение требований предельного состояния несущей способности, допускается рассматривать как соответству- ющую требованиям пригодности к нормальной эксплуатации, если размеры стены ограничены (прил. К норм [18]). Элементы конструкции из армированной каменной кладки При эксплуатации элементов конструкций из армированной каменной кладки не допускается появление трещин, размеры которых превышают допу- стимые, а также чрезмерных прогибов. При ограничении размеров элементов конструкции из армированной каменной кладки считают, что прогиб стены под нагрузкой, перпендикулярной ее поверхности, или вертикальный прогиб балки из каменной кладки соответ- ствует допустимому значению (табл. 6.1). 71 Если размеры элементов конструкции из армированной каменной кладки ограничены и при проектировании соблюдены конструктивные требования, считают, что при действии изгибающего момента ширина раскрытия трещин в каменной кладке соответствует требованиям пригодности к нормальной эксплуатации. Таблица 6.1 Максимально допустимые значения отношения расчетного (эффективного) пролета к рабочей высоте изгибаемых стен и балок Расчетная схема Отношение эффективного пролета к рабочей высоте поперечного сечения (lef/d) или к эффективной толщине (lef /tef) стены, нагруженные перпендикулярно своей плоскости балки Однопролетные 35 20 Неразрезные 45 26 Опертые в двух направлениях 45 – Консоль 18 7 Примечание. Для отдельно стоящих стен, не являющихся частью здания, подвергающихся преимущественно действию ветровой нагрузки, указанные для стен значения допускается увеличивать на 30 %, если эти стены не имеют отделки, которая может быть повреждена вследствие деформаций. Для однопролетных и неразрезных элементов каменных конструкций рас- стояние в свету между горизонтальными опорами lr должно удовлетворять условиям (при этом учитывают меньшее из значений): 60r cl b или 2250 ,r cl bd где bc – ширина сжатой части поперечного сечения в середине пролета между опорами, мм; d – рабочая высота поперечного сечения элемента конструкции, мм. Стены при действии сосредоточенной силы Если при помощи расчета подтверждено выполнение требований предель- ного состояния несущей способности, то считают, что требования предельного состояния эксплуатационной пригодности обеспечены. 72 Мат Кла каменной мым к к бетон зап и требов Про ванной к Мин Мин Мин Мин Мин составля Пер Кла раствора Для мирован Разм ной каме 40 мм (п высотой не менее соединен ширины При и пиляст ны разме ериалы дочные и кладки аменной олнения аниям к д чность п аменной имальн имальна имальна имальн имальна ть 0,04 м евязка к дочные и согласно обеспече ной камен ер перев нной кла ринимаю более 25 100 мм ия стен изделия. мечание. р, размер рам клад 7. КОНС для каме зделия до , их лока кладке т и армату олговечн ри сжати кладке, д ая толщи я толщин я толщин ая площ я площа 2 с учетом аменной зделия у установ ния свой ной клад язки кла дке долж т больше 0 мм раз (приним размер п С целью ы проем очных из Рис. 7 ТРУКТ нной кл лжны бы льного р ребовани ра должн ости. и кладоч олжна со на стены а стены д а несуще адь стены дь попе борозд кладки кладываю ленным п ства еди ки кладо дочных и ен соста е из знач мер пере ают бол еревязки исключе ов и прос делий. .1. Размер п 1 – р ИВНЫЕ адки ть приго асположе ям по д ы соотве ных рас ставлять олжна об й стены t речного и выемок т с пере равилам ного элем чные изд зделий в влять не ений). П вязки дол ьшее из кладочн ния отхо тенков д еревязки кл азмер перев ТРЕБО дными д ния и со олговечн тствоват творов fm не менее еспечив min должн сечения . вязкой пр . ента кон елия пер ысотой д менее 0,4 ри приме жен сост значени ых издел дов клад олжны б адочных из язки ВАНИЯ ля соотве ответство ости. Кл ь виду кл , примен 5 МПа. ать ее уст а составл несущей и примен струкции евязываю о 250 м hu (рис. нении кл авлять н й). На уг ий долж очных из ыть по в делий: тствующ вать пре адочный адочных яемых в ойчивост ять 200 м стены ении кл в стене т порядн м в неар 7.1) или адочных е менее лах или ен быть делий дл озможно его вида дъявляе- раствор, изделий армиро- ь. м. должна адочного из неар- о. мирован- не менее изделий 0,2hu или в зонах не менее ина стен сти крат- 73 Перевязки, не соответствующие требованиям, предъявляемым к их разме- ру, допускается применять в армированной каменной кладке согласно соответ- ствующим опытным данным или на основании результатов испытаний. Примечание. В армированной каменной кладке размер перевязки допуска- ется устанавливать в зависимости от расчетных параметров арматуры. В местах стыка ненесущих и несущих стен следует учитывать различную деформацию вследствие ползучести и усадки. Стены, состыкованные без перевяз- ки, соединяют гибкими элементами, допускающими возникновение деформации. При жестком соединении различных материалов следует учитывать разли- чие их деформационных свойств. Растворные швы Горизонтальные и вертикальные (стыковые) швы из стандартного и легко- го кладочных растворов должны иметь фактическую толщину не менее 6 мм, но не более 15 мм. Горизонтальные и вертикальные (стыковые) швы из тонко- слойного кладочного раствора должны иметь фактическую толщину не менее 0,5 мм, но не более 3 мм. Примечание. В отдельных случаях швы толщиной от 3 до 6 мм допускает- ся создавать с применением специального кладочного раствора, если в расчет был заложен стандартный кладочный раствор. Горизонтальные растворные швы должны быть расположены горизонталь- но, если проектировщиком не заданы другие условия. При применении кладочных изделий с растворными карманами верти- кальные (стыковые) швы должны быть заполнены кладочным раствором по всей высоте изделия и не менее чем на 40 % его ширины. Вертикальные (стыковые) швы в армированной каменной кладке, подвергаемой изгибу и сдвигу, полностью заделывают кладочным раствором. Опоры под сосредоточенной нагрузкой Передача сосредоточенной нагрузки на каменную кладку должна осу- ществляться на длине, рассчитываемой по ТКП, но не менее чем 90 мм. Приме- няют большее из двух значений. Армирование Арматуру размещают таким образом, чтобы была обеспечена ее совмест- ная работа с каменной кладкой. Если в расчете принимается свободное опирание конструкции, необходимо предусматривать соответствующую анкеровку арматуры в каменной кладке. В изгибаемых элементах арматура должна быть заведена за грань опоры, независимо от наличия защемления каменной кладки на опоре. За грань опоры заводится не менее 50 % требуемой в пролете растянутой арматуры, которая должна быть заанкерена. В других случаях за грань опоры должно быть заведено не менее 25 % тре- буемой в пролете площади арматуры, заанкеренной соответствующим образом. 74 Защ Для в горизон – ми между ар не менее – то располож ных раст арматуры При изделия толщина При нимальн составля из значен Мин стержней толщине зионной Мин В эл арматуру го сечен (эффекти чения ка высоты п итный с получен тальных нимальн матурой 15 мм (р лщина з енных в воров до не мене мечание. предусм защитно Рис. 7 заполне ая толщи ть 20 мм ий. имальна (кроме арматур защиты. имальн ементах учитыва ия основ вной) пл менной оперечн лой раст ия проч швах, до ая толщи и поверх ис. 7.2); ащитного ыше или лжна бы е чем на Если в отрена к го слоя м .2. Толщина 1 – нных пол на защит или соот я толщин стержне ных стер ая площ констру ют при р ной арма ощади с кладки о ого сечен вора ного сце лжны бы на защит ностью к слоя кл ниже ар ть такой 5 мм. одной ил анавка д ожет быт защитного для стандар остях ил ного сло ветствов а защитн й из нер жней из адь попе кций из асчете со туры дол ечения ка пределяе ия элеме пления ть выпол ного сло аменной адочного матуры, д , чтобы и обеих ля разме ь обеспе слоя армат тного и лег и примен я кладоч ать диам ого слоя жавеющ конструк речного армирова противл жна сост менной тся как п нта конст кладочно нены сле я кладоч кладки раствор ля станд толщина опорных щения ар чена при уры в гориз кого раство ении спе ного рас етру стер торцевы ей стали ционной сечения нной кам ения элем авлять н кладки. В роизведе рукции. го раств дующие ного рас (стены) д а в гориз артного швов пр поверхн матуры, более тон онтальных ров циальны твора ил жня. При х концов ) должна стали бе арматур енной к ента, пло е менее этом сл ние расч ора с ар требован твора; ра олжно со онтальны и легкого евышала остях кл то мини ких шва швах: х соедин и бетона меняют всех арм соответ з слоя ан ы ладки, в щадь по 0,05 % р учае пло етной ш матурой ия: сстояние ставлять х швах, кладоч- диаметр адочного мальная х. ений ми- должна большее атурных ствовать тикорро- которых перечно- асчетной щадь се- ирины и 75 В стенах, в которых арматура горизонтальных швов предусмотрена для повышения сопротивления горизонтальным (перпендикулярным к плоскости стены) воздействиям, общая площадь сечения арматуры должна составлять не менее 0,03 % общей площади поперечного сечения стены (то есть 0,015 % по растянутой и сжатой граням сечения стены). В случае, если армирование горизонтальных швов каменной кладки при- меняют для ограничения ширины раскрытия трещин и увеличения расстояния между деформационными швами, площадь поперечного сечения арматуры должна составлять не менее 0,03 % площади общего поперечного сечения стены. В армированных в одном направлении двухслойных стенах, в которых промежуточные пространства заполняются раствором или бетоном, перпенди- кулярно основной арматуре, как правило, устанавливают поперечную арматуру, площадь сечения которой должна составлять не менее 0,05 % площади общего поперечного сечения элемента конструкции, определяемой как произведение общей ширины и расчетной высоты поперечного сечения элемента. Если в каменной кладке требуется установка арматуры, работающей на сдвиг, то площадь ее поперечного сечения должна составлять не менее 0,05 % площади общего поперечного сечения элемента конструкции, определяемой как произведение общей ширины и расчетной высоты поперечного сечения. Размеры арматуры Размеры арматуры должны обеспечивать ее проектное положение в рас- творе или бетоне. Минимальный диаметр арматурных стержней принимают равным 5 мм. Максимальный размер арматуры рассчитывают при условии, что не пре- вышены напряжения сцепления, при этом толщина защитного слоя бетона или кладочного раствора должна соответствовать требованиям, изложенным выше. Анкеровка и стыковка. Анкеровка растянутой и сжатой арматуры Арматура должна иметь достаточную длину зоны анкеровки, которая обеспечивает передачу усилий на раствор или бетон и исключает продольное трещинообразование или раскалывание каменной кладки. Анкеровку допускается осуществлять при помощи прямых концов стерж- ней, крюков и петель. Альтернативно передача усилий может осуществляться посредством других анкерных устройств, проверенных испытаниями. Анкеровку при помощи прямых концов стержней или угловых крюков (рис. 7.3, a, б) не применяют для гладких стержней диаметром более 8 мм. Анкеровку с помощью крюков и петель (рис. 7.3, в, г) не применяют для сжатой арматуры. 76 Нео мерного где d – р fyd – р fbod – Для анкеровк При по расче отношен при этом – в р большее стержня, – в большее стержня, По д на равно один сте сечения речного с а – бходимую распреде асчетный асчетное расчетно концов с и стержн примене там, дли ию требу : астянуто из след или 100 сжатом из след или 100 лине зон мерно ра ржень до поперечн ечения а Рис прямой кон длину ления на диаметр значени е значен тержней ей при ра нии арм ну зоны емой по м стерж ующих мм; стержне ующих мм. ы анкеро спределе лжен нах ой армат рматурно . 7.3. Элеме ец стержня зоны анк пряжения l арматуры е прочно ие прочно с крюкам стягиваю атуры бо анкеровк расчету не длина значений длина зо значений вки арма нная поп одиться в уры долж го стерж нты анкерн ; б – углово еровки с сцеплен 4 y b bo fd f   , мм; сти на ра сти сцеп и, угловы щем усил льшего п и допуск к фактич зоны анк : 0,3lb и ны анке : 0,6lb и турных с еречная зоне из на соста ня, закреп ого креплен й крюк; в – тержня lb ия, опред ,d d стяжение ления ар ми крюк ии допус оперечно ается ум еской пл еровки д ли 10-кр ровки до ли 10-кр тержней арматура огнутой а влять не ленного ия: крюк; г – пе (мм), пр еляют по арматур матуры, М ами и пе кается ум го сечен еньшать ощади с олжна бы атное зн лжна бы атное зн должна б , из кото нкеровки менее 25 на длине тля и услови формул ы, МПа; П. тлями дл еньшать ия, чем т пропорци ечения ар ть не ме ачение д ть не ме ачение д ыть пред рой не м . Общая % площа зоны анк и равно- е (7.1) ину зоны до 0,7lb. ребуется онально матуры, нее, чем иаметра нее, чем иаметра усмотре- енее чем площадь ди попе- еровки. Сты Дли Для производ Дли lb – состыков стержням стержня диаметра 1,4lb не менее между с стержня, ного диа 2lb – нее 30 % стыкован щина защ В м ример, п кается. Р составля большее Анк Как осуществ стержнем Анк прямоли метра ст углового ся прям стержня ковка р на нахлес определ ят по ме ну нахле при дейс ано мене и в попе и толщин стержня – при д 30 % с остыков или толщ метра сте при дейс стержне ными сте итного сл естах с в ри измен асстояни ть не ме из значен еровка а правило, ляют с п арматур еровка сч нейным у ержня ил крюка а олинейны или 70 м применяю астянуто тки армат ения дл ньшему д стки арма твии сж е 30 % с речном н а защитн ; ействии тержней анными ина защ ржня; твии раст й или рас ржнями м оя бетон ысокой н ении тол е в све нее двук ий. рматуры анкеров омощью ы в пред итается частком и 50 мм нкерное к м участ м (приме Рис. 7.4. А а – с углов т большее з й и сжат уры долж ины нах иаметру турных с имающих тержней, аправлен ого слоя растягива или расс стержням итного с ягивающ стояние енее 10-к а или раст агрузкой щины ст ту межд ратного , работа ку армату угловых елах крю выполнен , длина к (принима реплени ком, дли няют бол а нкеровка а ым крюком начение; 2– ой армат на обесп лестки д стержня. тержней и растя расстоян ии не ме бетона и ющих ус тояние в и менее лоя бетон их усили в свету в ратного вора мен или с и ены) сты у двумя диаметра ющей на ры, рабо крюков и ка или уг ной, есл оторого ют боль е обеспеч на котор ьшее из з рматуры, р ; б – с крю 5 ∅ или 50 уры ечивать п вух арм принима гивающи ие в свет нее 10-кр ли раств илий, ес свету в 10-кра а или ра й, если в поперечн значения ее пятикр зменение ки армат стыкуем стержн сдвиг тающей ли крюк лового к и закругл равна пят шее из зн ено, если ого рав начений) б аботающей ком 1–10 ∅ мм, примен ередачу р атурных ют равно х усилий у между атного з ора не ме ли в сече попереч тного зн створа н сечении с ом напра диаметра атного ди м размер уры разм ыми ст я или 20 на сдвиг, ов (рис. 7 рюка. ение крю икратном ачений). закругл на 10-кр . на сдвиг: или 70 мм, яют больше асчетных стержне й: , если в состыко начения нее пяти нии сост ном напр ачения е менее п остыкова влении м стержня, аметра ст ов сечен ещать н ержнями мм. Пр включая .4) с поп ка закан у значен При при ение зака атному д е значение 77 усилий. й расчет сечении ванными диаметра кратного ыковано авлении диаметра ятикрат- но не ме- ежду со- или тол- ержня. ия (нап- е допус- должно именяют хомуты, еречным чивается ию диа- менении нчивает- иаметру 78 Анкеровка концевых участков продольной растянутой арматуры В изгибаемых элементах, кроме крайней опоры, каждый арматурный стержень должен заводиться за точку, в которой он по расчету не требуется, на длину, равную рабочей высоте сечения элемента d или 12-кратному диаметру стержня (применяют большее из значений). Сечение, в котором обрываемый в пролете арматурный стержень не требуется по расчету (точка теоретического обрыва), должно быть расположено там, где с учетом только стержней, прохо- дящих на всю длину элемента, расчетное значение сопротивления сечения изгибу не менее расчетного значения изгибающего момента. В элементах, работающих на изгиб, не менее 25 % растянутой арматуры, требуемой по расчету в середине пролета, должно быть заведено за грань опо- ры. Данная арматура должна быть заанкерена. Размещение поперечной арматуры при продольном армировании каменной кладки При действии вертикальных сжимающих усилий должна быть обеспечена местная устойчивость арматурных стержней. В элементах, в которых площадь сечения продольной арматуры превышает 0,25 % площади сечения каменной кладки, включая сечение бетона заполнения, или в которых при действии расчетного значения продольного усилия исполь- зуется более 25 % расчетного значения сопротивления сжатию сечения элемен- та, продольные арматурные стержни должны быть соединены с поперечной арматурой в виде хомутов. Если требуется установка хомутов, то их диаметр должен составлять не менее 4 мм или не менее 1/4 максимального диаметра продольных стержней (применяют большее из значений). Расстояние между хомутами не должно превышать меньшее из следующих значений: – наименьший поперечный размер стены; – 300 мм; – 12-кратный диаметр продольной арматуры. Вертикальные стержни, расположенные в углах сечения, должны охваты- ваться всеми хомутами. При этом угол между двумя смежными участками хомута должен составлять не более 135°. Промежуточные вертикальные стержни должны быть охвачены только каждым вторым хомутом. Расстояние между стержнями арматуры Расстояние между стержнями арматуры должно обеспечивать укладку и уплотнение бетона или раствора. Расстояние в свету между соседними параллельно расположенными арма- турными стержнями должно быть не менее размера крупной фракции заполни- теля плюс 5 мм или не менее диаметра стержня, или не менее 10 мм. Применя- ют большее из значений. Расстояние между стержнями растянутой арматуры должно составлять не более 600 мм. 79 В случаях, когда применяют арматуру, работающую на сдвиг, расстояние между хомутами не должно превышать 0,75 значения рабочей высоты поперечно- го сечения элемента конструкции или 300 мм (применяют меньшее из значений). Соединения стен. Соединения стен с перекрытиями и покрытием Соединения стен, примыкающих к перекрытиям и покрытию, должны быть такими, чтобы горизонтальные расчетные нагрузки могли передаваться на перекрытия и покрытие. Передачу горизонтальных нагрузок на элементы жесткости (связевые конструкции, поперечные стены) следует осуществлять через конструкции перекрытия или покрытия, например монолитные или сборные железобетонные перекрытия или деревянное перекрытие, если конструкция перекрытия или покрытия работает как жесткий диск. Допускается выполнять монолитный железобетонный пояс, который в состоянии передавать действующие усилия сдвига и изгибающие моменты. Усилия от стен на элементы жесткости должны передаваться посредством сил трения, возникающих между несущими элементами, или через анкерные устройства. Длина опирания плит перекрытий и покрытия на стены должна обеспечи- вать достаточное сопротивление сжатию и сдвигу опорных участков каменной кладки. Следует учитывать допуски при изготовлении и монтажные допуски. Минимальную длину опирания плит перекрытий и покрытий на стены определяют расчетом. Соединение с помощью анкеров Анкеры должны воспринимать горизонтальные усилия, возникающие между стеной и элементом жесткости. Шаг анкеров между стенами и перекрытиями или покрытием должен составлять не более 2 м, а в зданиях с количеством этажей более четырех – не более 1,25 м. Соединение посредством трения Если плиты перекрытия и покрытия или монолитные железобетонные пояса опираются непосредственно на стену, то сопротивление сдвигу, обуслов- ленное трением, должно обеспечивать передачу горизонтальных нагрузок. Железобетонные пояса В зданиях высотой более трех этажей устраивают монолитные железобе- тонные пояса, объединяющие все несущие стены здания. Монолитные железо- бетонные пояса размещаются в уровне каждого перекрытия или непосред- ственно под ним и должны быть в состоянии воспринимать расчетное значение растягивающего усилия (Н), определяемого из условия , 1 10 кН/м 90 кН,line perF l   (7.2) где l1 – расстояние между поперечными стенами-диафрагмами жесткости, мм. 80 Железобетонные пояса должны иметь не менее двух продольных арматур- ных стержней с минимальной площадью сечения 150 мм2. Стыки арматуры вы- полняют согласно нормам [19] и, по возможности, со смещением. Параллельно проходящую арматуру допускается учитывать с полным поперечным сечением при условии, что она находится в перекрытиях или оконных перемычках на удалении не более 0,5 м от середины стены и перекрытия. Площадь поперечно- го сечения железобетонных поясов должна составлять не менее 0,025 м2. Соединения между стенами. Пересечения стен Примыкающие друг к другу стены соединяют между собой таким образом, чтобы обеспечивалась взаимная передача вертикальных и горизонтальных нагрузок. Соединение в зоне примыкания стены осуществляют двумя способами: – перевязкой каменной кладки; – анкерами или армированием, связывающим каждую стену. Соединяемые несущие стены следует возводить одновременно. Двухслойные стены с воздушным зазором и двухслойные стены с об- лицовочным слоем Соединение слоев двухслойной стены с воздушным зазором должно обес- печивать их совместную работу. Количество анкерных связей для соединения слоев двухслойной стены с воздушным зазором или облицовочного слоя с кладкой несущего слоя двух- слойной стены с облицовочным слоем должно приниматься по расчету (7.3). Количество анкерных связей должно быть не менее пяти на 1 м2. Применяют большее из значений. При ветровом воздействии на стены анкерные связи, соединяющие оба слоя, должны передавать ветровые воздействия от нагруженного слоя на другой слой или на опорные стены и пилястры. Количество анкерных связей на 1 м2 площади стены nt определяют по формуле, при этом их количество должно быть не менее пяти: ,Edt d Wn F  (7.3) где WEd – расчетное значение горизонтальной (поперечной) нагрузки на единицу площади стены, Н/мм2; Fd – расчетное значение сопротивления анкерной связи сжатию или растя- жению в применяемом расчетном случае, МПа. Примечание 1. Согласно стандарту [16] изготовитель указывает расчетное значение сопротивления анкерной связи. Данное значение должно быть разде- лено на γM. Примечание 2. Анкерные связи выбирают таким образом, чтобы незначи- тельные смещения между слоями не вызывали повреждений. 81 Для двухслойной стены с облицовочным (декоративным) слоем значение WEd рассчитывают при условии передачи анкерными связями всей горизонталь- ной ветровой нагрузки, воздействующей на облицовочный слой, на находящу- юся за ним опорную конструкцию. В двухслойной стене с облицовочным слоем по периметру проемов, на углах здания и вблизи температурных вертикальных швов необходимо уста- навливать дополнительные анкерные связи на расстоянии 25 см от края с ша- гом в три ряда по высоте кладки облицовки (на углах расстояние считают по внутренним граням наружного слоя). На углах следует выполнять конструктивное армирование кладки облицо- вочного слоя сетками, располагаемыми с шагом не более 60 см на всю высоту стены. Армирование выполняют Г-образными сварными сетками на длину не менее 1 м от угла или до вертикального деформационного шва, если он рас- положен ближе. На прямолинейных участках допускается укладывать сетки внахлест, длина которого должна составлять не менее 40 см. Двухслойные стены без воздушного зазора Слои двухслойной стены без воздушного слоя должны быть надежно соединены между собой. Анкерные связи, соединяющие между собой слои двухслойной стены без воздушного зазора, принимаются по расчету (7.3). Анкерные связи должны быть равномерно распределены по площади стены, количество анкерных связей должно составлять не менее пяти на 1 м2 площади стены. Примечание. Для соединения слоев двухслойной стены без воздушного слоя могут быть применены арматурные сетки в горизонтальных швах. Борозды и выемки в стенах Борозды и выемки не должны влиять на устойчивость стены. Устройство борозд и выемок в перемычках и других несущих элементах стены не допускается. Устройство борозд и выемок в армированной каменной кладке допускается только после согласования с проектной организацией. В двухслойных стенах с воздушным зазором расположение борозд и вы- емок устанавливают для каждого слоя стены. Вертикальные борозды и выемки Снижение сопротивления сжатию, сдвигу и изгибу из-за вертикальных борозд и выемок допускается не учитывать, если глубина борозд и выемок не превышает указанную в табл. 7.1. При определении глубины борозд и выемок следует учитывать борозды и выемки, выполняемые при возведении каменной кладки. При превышении предельных значений глубины борозд и выемок со- противление сжатию, сдвигу и изгибу проверяют расчетным путем с учетом уменьшенного за счет устройства борозд и выемок поперечного сечения эле- мента каменной кладки. 82 Таблица 7.1 Размеры вертикальных борозд и выемок в каменной кладке, допустимые без расчета, мм Толщина стены Размеры борозд и выемок, выполняемых в готовой кладке Размеры борозд и выемок, выполняемых при возведении каменной кладки максимальная глубина минимальная глубина остающаяся минимальная толщина кладки максимальная ширина от 85 до 115 включ. от 115 до 175 от 175 до 225 от 225 до 300 более 300 30 30 30 30 30 100 125 150 175 200 70 90 140 175 215 300 300 300 300 300 Примечание 1. Максимальную глубину борозд и выемок следует определять с учетом всех углублений, образованных при выполнении борозд и выемок. Примечание 2. Вертикальные борозды, расположенные над перекрытием на высоте не более чем на 1/3 высоты этажа, при толщине стены более 225 мм могут иметь глубину до 80 мм и ширину до 120 мм. Примечание 3. Расстояние по горизонтали между соседними бороздами или между бороздой и выемкой или проемом должно составлять не менее 225 мм. Примечание 4. Расстояние по горизонтали между соседними выемками, неза- висимо от места их расположения (с одной или двух сторон), и между выем- кой и проемом должно составлять не менее двухкратной ширины более широкой выемки. Примечание 5. Общая ширина вертикальных борозд и выемок должна состав- лять не более 0,13 длины расчетного участка стены. Горизонтальные и наклонные борозды Горизонтальные и наклонные борозды должны быть расположены в зонах, выше или ниже перекрытия на 1/8 высоты этажа в свету. Глубина борозды должна быть менее указанной в табл. 7.2 при условии, что эксцентриситет рас- четной вертикальной нагрузки, действующей в этой зоне, составляет менее t/3. При определении глубины борозд следует учитывать борозды и выемки, вы- полняемые при возведении каменной кладки. При превышении предельных значений глубины борозд сопротивление сжатию, сдвигу и изгибу проверяют расчетным путем с учетом уменьшенного за счет борозд поперечного сечения элемента каменной кладки. 83 Таблица 7.2 Размеры горизонтальных и наклонных борозд в каменной кладке, допустимые без расчета, мм Толщина стены Максимальная глубина неограниченная длина длина ൑ 1250 от 85 до 115 включ. от 115 до 175 от 175 до 225 от 225 до 300 более 300 0 0 10 15 20 0 15 20 25 30 Примечание 1. Максимальную глубину борозды определяют с учетом углуб- ления, образованного при выполнении борозды. Примечание 2. Расстояние по горизонтали между концом борозды и проемом должно составлять не менее 500 мм. Примечание 3. Расстояние по горизонтали между соседними бороздами ограни- ченной длины, независимо от места их расположения (с одной или двух сторон), должно составлять не менее двукратной длины самой длинной борозды. Примечание 4. В стенах толщиной более 175 мм допустимую глубину бороз- ды допускается увеличивать на 10 мм при условии использования инструмен- та, с помощью которого производится точное определение необходимой глу- бины борозды. При применении инструмента для выполнения борозд глуби- ной до 10 мм по обеим сторонам стены остаточная толщина стены должна составлять не менее 225 мм. Примечание 5. Ширина борозды должна составлять не более половины оста- точной толщины стены. Деформационные швы Температурно-усадочные швы в стенах следует устраивать в местах воз- можной концентрации температурных и усадочных деформаций, которые мо- гут вызвать недопустимые по условиям эксплуатации разрывы кладки, трещи- ны, перекосы и сдвиги кладки по швам (по концам протяженных армированных и стальных элементов, а также в местах значительного ослабления стен отвер- стиями или проемами). Расстояния между температурно-усадочными швами устанавливают расчетом. Максимальные расстояния между температурно-усадочными швами, кото- рые допускается принимать без расчета в отапливаемых зданиях для неармиро- ванных наружных однослойных стен, двухслойных стен без воздушного зазора, а также для внутренних слоев двухслойных стен с воздушным зазором: – из керамических кладочных изделий с заполненными вертикальными швами – 30 м, с незаполненными вертикальными швами – 25 м; – из других видов кладочных изделий с заполненными вертикальными швами – 25 м, с незаполненными вертикальными швами – 20 м. 84 Расстояние между вертикальными деформационными швами (в мм) на прямолинейных участках ненесущего наружного неармированного слоя двух- слойных стен с воздушным зазором или ненесущих стен неотапливаемых зда- ний определяют из условия ln 1 ,0,23 mt r sum hl K        где εmt – предельная относительная деформация каменной кладки при осевом растяжении (табл. 7.3); εsum – суммарная деформация кладки за счет усадки εs и перепада темпе- ратур εt; K – коэффициент ограничения деформаций по нижнему обрезу стены, при- нимаемый по табл. 7.4; h – высота стены, мм. Таблица 7.3 Предельная относительная деформация каменной кладки при осевом растяжении εmt Вид кладки εmt Из силикатных кладочных изделий 1/20000 Из керамических кладочных изделий 1/8500 Из бетонных кладочных изделий 1/10500 Из кладочных изделий из природного камня 1/8500 Таблица 7.4 Коэффициент ограничения деформаций кладки K К Вид и конструкция слоя между кладкой и опорой (фундамент или плита перекрытия) От 0,4 до 0,6 включ. Два разделительных слоя вплотную друг к другу (например, полиэтиленовая пленка) От 0,6 до 0,8 включ. Один разделительный слой От 0,8 до 1,0 включ. Без разделительного слоя, кладочный раствор Максимальные расстояния между вертикальными деформационными шва- ми, которые допускается принимать без расчета, для ненесущего наружного не- 85 армированного слоя двухслойных наружных стен с воздушным зазором, облицо- вочного слоя двухслойных стен или однослойных стен неотапливаемых зданий: – кладка из керамических кладочных изделий – 12 м; – кладка из силикатных кладочных изделий – 8 м; – кладка из бетонных кладочных изделий – 6 м; – кладка из кладочных изделий из ячеистого бетона автоклавного твердения – 6 м; – кладка из кладочных изделий из природного камня –12 м. Примечание. Максимальное горизонтальное расстояние между вертикаль- ными деформационными швами можно увеличить при армировании горизон- тальных швов каменной кладки сетками. Вертикальные швы на углах здания в наружном слое двухслойных наруж- ных стен с воздушным зазором должны располагаться на расстоянии 250–500 мм от угла по одной из сторон. Расстояние между горизонтальными деформационными швами в ненесу- щем наружном слое двухслойных наружных стен с воздушным зазором не должно превышать 9 м. Производство работ Работы по возведению каменных и армокаменных конструкций должны производиться в соответствии с установленными требованиями, с соблюдением допустимых отклонений. Устойчивость строительного сооружения или отдельных стен обеспечива- ется в процессе выполнения строительных работ. При необходимости на строи- тельной площадке выполняют раскрепление конструкций. Нагружение каменной кладки допускается только после набора соответ- ствующей прочности. Засыпку пазух подпорных стен допускается осуществлять после достиже- ния прочности кладки, позволяющей воспринимать нагрузки, обусловленные засыпкой (уплотнением и вибрацией). При производстве работ следует осуществлять постоянный контроль за нераскрепленными стенами, подвергаемыми воздействию ветровых и строи- тельных нагрузок. При необходимости для обеспечения устойчивости таких стен требуется устройство временных опор. Допустимые отклонения размеров и расположения элементов в каменных и армокаменных конструкциях В процессе производства работ контролируют размеры и расположение элементов конструкций. Отклонения элементов конструкций от проектного положения не должны превышать значения, установленные в проектной документации и приведенные в табл. 7.5. Если значения отклонений не установлены в проектной документации, допустимые отклонения следует указывать в соответствии с табл. 7.5 и рис. 7.5. 86 а – отклон На один На общу Смещен На 1 м в На 10 м Отдельн Всей мно 1) Отклон ду любы 2) За искл дочного от толщи Если перекрыт ение стен До Р любой эт ю высоту ие относи любом на ого слоя с гослойно ение от п ми двумя ючением изделия, к ны слоя. не устан ия или ф Рис. 7.5. М от вертика пустимы асположен аж здания в тельно вер правлени тены2) й стены с рямолине точками. слоев, со огда допу овлено и ундамен аксималь льной оси; 1 – между е отклон ие вер три этажа тикально прям и воздушны йности из ответству ски на ра ное, пер та более ч ные вертик б – смеще этажное п ения элем тикально и более й оси олинейно толщина м зазором меряют о ющих уст змер элем вый ряд к ем на 15 альные от ние стен о ерекрытие ентов ко Ма сть сть1) േ5 мм (прини т прямой ановленн ентов при ладки не мм. клонения: тносительн нструкци ксимальн േ20 േ50 േ20 േ10 േ50 или േ5 % мают боль േ10 линии нач ой ширин нимаются должен о вертика Таб й ое отклон мм мм мм мм мм от толщи шее из зн мм ала отсче е или длин в зависи выступат льной оси; лица 7.5 ение ны слоя ачений) та меж- е кла- мости ь за край 87 8. ДОЛГОВЕЧНОСТЬ КАМЕННЫХ И АРМОКАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ Проектирование каменных и армокаменных конструкций должно обеспе- чивать их достаточную долговечность с учетом основных условий окружающей среды, в которых будут эксплуатироваться эти конструкции. Классификация условий окружающей среды Классификация микроусловий эксплуатации завершенной каменной кладки, соответствующая требованиям прил. А норм [19], приведена в табл. А.1 прил. А. Долговечность каменной кладки. Кладочные изделия Долговечность кладочных изделий должна соответствовать предусмотрен- ному сроку службы объекта с учетом основных условий окружающей среды. Примечание. Требования к долговечности кладочных изделий приведены в прил. Б норм [18]. Кладочный раствор Кладочный раствор должен быть устойчивым к основным условиям окру- жающей среды в течение планируемого срока службы строительного объекта и не должен содержать компонентов, отрицательно влияющих на показатели и долговечность кладочного раствора и применяемых строительных материалов. Примечание. Требования по проектированию и производству работ для обеспечения долговечности растворных швов приведены в прил. Б [18]. Арматурная сталь Арматурная сталь должна быть устойчива к коррозии или защищена дол- говечным покрытием, чтобы при укладке в соответствии с правилами примене- ния сохранять устойчивость к местным условиям окружающей среды в течение планируемого срока службы строительного объекта. Если необходимо защитить нелегированную сталь для обеспечения долго- вечности, ее оцинковывают или покрывают другим защитным покрытием, например из эпоксидной смолы. Вид арматурной стали и минимальные уровни ее защиты выбирают с уче- том класса микроусловий эксплуатации для соответствующего места примене- ния. Рекомендации по выбору арматурной стали приведены в табл. 8.1. При применении незащищенной конструкционной стали толщина защит- ного слоя бетона cnom должна обеспечивать защиту арматуры. В табл. 8.2 при- ведены рекомендуемые значения cnom. 88 Таблица 8.1 Выбор арматурной стали для обеспечения долговечности Класс микроусловий эксплуатации 1) Минимальная защита арматурной стали сталь уложена в кладочном растворе сталь уложена в бетоне при толщине защитного слоя бетона ниже, чем установлено в 8.3.3.4 норм [19] МХ1 Незащищенная нелегированная сталь2) Незащищенная нелегированная сталь МХ2 Нелегированная сталь с утолщенным слоем цинка или равнозначным защитным покрытием3) Незащищенная нелегированная сталь или нелегированная сталь с утолщенным слоем цинка или равнозначным защитным покрытием при заполнении полостей кладочным раствором Незащищенная нелегированная сталь в каменной кладке со слоем штукатурки на стороне, подвергаемой нагрузке4) МХ4 Аустенитная нержавеющая сталь AISI 316 Нелегированная сталь с утолщенным слоем цинка или равнозначным защитным покрытием2) со слоем штукатурки на стороне, подвергаемой нагрузке4) Аустенитная нержавеющая сталь AISI 316 МХ5 Аустенитная нержавеющая сталь AISI 316 или AISI 3045 Аустенитная нержавеющая сталь AISI 316 или AISI 3045) 1) Прил. А. 2) Для наружного слоя многослойных наружных стен с возможным увлажнением применяют конструкционную сталь с утолщенным цинковым или равнозначным защитным покрытием (см. сноску «3)»). 3) Нелегированную сталь оцинковывают слоем удельной массой не менее 900 г/м2 или покрывают цинком удельной массой 60 г/м2 и прочным покрытием из эпоксид- ной смолы толщиной не менее 80 мкм и средним значением толщины покрытия 100 мкм. 4) Применяют стандартный или тонкослойный кладочный раствор прочностью при сжатии не менее 4 МПа. Толщину бокового растворного покрытия увеличивают на 30 мм и каменную кладку оштукатуривают раствором, соответствующим СТБ 1307 или СТБ EN 998-1. 5) При проектировании объекта необходимо учитывать, что аустенитная нержавею- щая сталь не применима в агрессивной среде. 89 Таблица 8.2 Рекомендуемые значения минимальной толщины защитного слоя бетона cnom для арматуры из конструкционной стали Класс микроусловий эксплуатации Минимальное содержание цемента1), кг/м3 275 300 325 350 400 Максимальное водоцементное отношение 0,65 0,60 0,55 0,50 0,45 Минимальная толщина защитного слоя бетона, мм МХ1 2) 20 20 203) 203) 203) МХ2 – 35 30 25 20 МХ3 – – 40 30 25 МХ4 и МХ5 – – – 604) 50 1) В состав смеси входят стандартные заполнители с номинальным размером зерен не более 20 мм. При применении заполнителей с другим размером зерен содержание цемента увеличивают: на 20 % – для заполнителей с размером зерен менее 14 мм и на 40 % – для заполнителей с размером зерен менее 10 мм. 2) При минимальной толщине защитного слоя бетона 15 мм допускается применять смесь в пропорции 1:0 – 0,25:3:2 (цемент : известь : песок : заполнитель с размером зерна 10 мм в объемных долях) для достижения соответствия классу микроусловий эксплуатации MX1. 3) Толщину защитного слоя бетона допускается уменьшать до 15 мм, если номиналь- ный размер зерен заполнителя не превышает 10 мм. 4) При возможном замораживании влажного бетона следует применять морозостой- кий бетон. Для обеспечения достаточной защиты применяемой арматуры оцинкова- ние арматурной стали производят только после обработки или гибки стальных стержней. Для арматурных сеток, укладываемых в горизонтальные швы, антикоррози- онную защиту устанавливает изготовитель в соответствии со стандартом [17]. Вспомогательные изделия Требования к долговечности вспомогательных изделий (гидроизоляцион- ного слоя в стенах, анкерных связей, крепежных полос, навесных опор, крон- штейнов и уголковых опор) приведены в прил. В [18]. Каменная кладка в грунте Каменная кладка должна быть защищена от агрессивного воздействия грунта. Необходимо предусматривать меры по защите каменной кладки от повре- ждений вследствие воздействия влаги из прилегающего грунта. При возможном загрязнении грунта агрессивными химическими веще- ствами необходимо обеспечить защиту каменной кладки или для ее возведения предусматривать применение строительных материалов, устойчивых к таким веществам. 90 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА 1. ГОСТ 8462–85. Материалы стеновые. Методы определения пределов прочности при сжатии и изгибе / Госсстандарт СССР. – Москва, 1985. – 8 с. 2. СТБ 1008–95*. Камни бетонные стеновые. Общие технические условия. Переиздание / Госстандарт РБ. – Минск, 2015. – 16 с. 3. СТБ 1052-1–2015. Методы испытаний каменной кладки. Часть 1. Опре- деление прочности при сжатии / Госстандарт РБ. – Минск, 2015. – 9 с. 4. СТБ 1117–98*. Блоки из ячеистых бетонов стеновые. Технические усло- вия. Переиздание / Госстандарт РБ. – Минск, 2015. – 11 с. 5. СТБ 1160–99. Кирпич и камни керамические. Технические условия с изм. №1–4 / Минстройархитектуры РБ. – Минск, 1999. – 44 с. 6. СТБ 1228–2000*. Кирпич и камни силикатные. Технические условия. Переиздание / Госстандарт РБ. – Минск, 2015. – 16 с. 7. СТБ 1719–2007*. Блоки керамические поризованные пустотелые. Тех- нические условия. Переиздание / Госстандарт РБ. – Минск, 2015. – 14 с. 8. СТБ 1787–2007. Кирпич керамический клинкерный. Технические усло- вия / Госстандарт РБ. – Минск, 2015. – 5 с. 9. СТБ EN 10080–2011. Арматура для железобетонных конструкций. Ар- матура свариваемая. Общие технические условия / Госстандарт РБ. – Минск, 2011. – 53 с. 10. СТБ EN 771-1–2015. Требования к изделиям для каменной кладки. Часть 1. Кирпич керамический / Госстандарт РБ. – Минск, 2015. – 42 с. 11. СТБ EN 771-2–2014. Требования к изделиям для каменной кладки. Часть 2. Изделия из плотного силикатного бетона / Госстандарт РБ. – Минск, 2014. – 32 с. 12. СТБ EN 771-3–2014. Требования к изделиям для каменной кладки. Часть 3. Изделия из бетонов на плотных и пористых заполнителях / Госстан- дарт РБ. – Минск, 2014. – 32 с. 13. СТБ EN 771-4–2014. Требования к изделиям для каменной кладки. Часть 4. Изделия из ячеистого бетона автоклавного твердения / Госстандарт РБ. – Минск, 2014. – 27 с. 14. СТБ EN 771-5–2014. Требования к изделиям для каменной кладки. Часть 5. Изделия из плотных бетонов / Госстандарт РБ. – Минск, 2014. – 28 с. 15. СТБ EN 771-6–2012. Требования к изделиям для каменной кладки. Часть 6. Изделия из природного камня / Госстандарт РБ. – Минск, 2012. – 24 с. 16. СТБ EN 845-1–2012. Требования к вспомогательным изделиям для каменной кладки. Часть 1. Анкерные связи, крепежные полосы, навесные опоры и кронштейны / Госстандарт РБ. – Минск, 2013. – 38 с. 17. СТБ EN 845-3–2012. Требования к вспомогательным изделиям для каменной кладки. Часть 3. Изделия для армирования горизонтальных швов каменной кладки / Госстандарт РБ. – Минск, 2012. – 22 с. 91 18. ТКП 45-5.02-308–2017. Каменные и армокаменные конструкции. Строительные нормы проектирования / Минстройархитектуры РБ. – Минск, 2017. – 111 с. 19. ТКП EN 1992-1-1–2009*. Еврокод 2. Проектирование железобетонных конструкций. Часть 1-1. Общие правила и правила для зданий. Переиздание / Минстройархитектуры РБ. – Минск, 2015. – 205 с. ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА 20. Вахненко, П. Ф. Каменные и армокаменные конструкции / П. Ф. Вах- ненко. – 2-е изд., перераб. и доп. – Киев: Будiвельник, 1990. – 184 с. 21. Гринев, В. Д. Каменные конструкции: учебное пособие / В. Д. Гринев. Новополоцк: ПГУ, 2001. – 147 с. 22. Онищик, Л. И. Каменные конструкции промышленных и гражданских зданий / Л. И. Онищик // Л: Госуд. изд., 1939. – 208 с. 23. Поляков, С. В. Каменные конструкции / С. В. Поляков, Б. Н. Фалевич // Москва: Госстройиздат, 1960. – 307 с. 24. Пособие по проектированию каменных и армокаменных конструкций (к СНиП II-22-81) / ЦНИИСК Госстроя СССР. – Москва: Стройиздат, 1987. – 272 с. 25. СНиП II-22-81. Каменные и армокаменные конструкции. Нормы проек- тирования / Госстрой СССР. – Москва: Стройиздат, 1983. – 40 с. 92 ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ А (справочное) Классификация микроусловий эксплуатации завершенной каменной кладки В табл. А.1 приведена классификация микроусловий эксплуатации завер- шенной каменной кладки с примерами. Таблица А.1 Классификация микроусловий эксплуатации завершенной каменной кладки Класс Микроусловия эксплуатации кладки Примеры каменной кладки в данных условиях МХ1 Сухая среда Внутренняя часть жилых и обществен- ных зданий, включая внутренние слои наружных многослойных стен с пустота- ми, не подвергаемых влажностным воз- действиям Оштукатуренная каменная кладка в наружных стенах, не подверженных уме- ренному или сильному дождю и изоли- рованных от влажности прилегающей кладки или материалов МХ2 Воздействие сырости или влажности МХ2.1 Подверженная воздействию сырости, но не подверженная воздействию цикличе- ского замораживания – оттаивания, – а также сульфатов или агрессивных хими- ческих веществ Внутренняя каменная кладка, подвер- женная воздействию высокой степени испарения воды, например в прачечной. Наружные стены из каменной кладки, защищенные нависающим свесом крыши или верхним рядом кладки, не подвер- женные воздействию сильного дождя или мороза Каменная кладка, расположенная ниже зоны промерзания в просушиваемом не- агрессивном грунте МХ2.2 Подверженная сильной влажности, но не подверженная воздействию циклическо- го замораживания – оттаивания, – а так- же сульфатов или агрессивных химиче- ских веществ Каменная кладка, не подверженная воз- действию мороза или агрессивных хими- ческих веществ, находящаяся: в наружных стенах, имеющих перекры- вающий ряд кладки или свес крыши; в парапетах; в отдельно расположенных стенах; в земле; под водой 93 Окончание табл. А.1 Класс Микроусловия эксплуатации кладки Примеры каменной кладки в данных условиях МХ3 Воздействие влажности и циклического замораживания – оттаивания МХ3.1 Подверженная воздействию сырости или влажности и циклического заморажива- ния – оттаивания, – но не подверженная воздействию сульфатов или агрессивных химических веществ Каменная кладка класса МХ2.1, подвер- женная воздействию циклического замо- раживания – оттаивания МХ3.2 Подверженная воздействию сильной влажности и циклического заморажива- ния – оттаивания, – но не подверженная воздействию сульфатов или агрессивных химических веществ Каменная кладка класса МХ2.2, подвер- женная воздействию циклического замо- раживания – оттаивания МХ4 Воздействие насыщенного солью воздуха, морской воды или соли для удаления льда Каменная кладка в прибрежном районе Каменная кладка, прилегающая к доро- гам, которые зимой посыпают солью МХ5 Агрессивная химическая среда Каменная кладка, находящаяся во взаи- модействии с природными грунтами, насыпными грунтами или грунтовыми водами, при наличии влажности и значи- тельной степени сульфатов Каменная кладка, находящаяся во взаи- модействии с очень кислыми почвами, загрязненным грунтом или грунтовой водой Каменная кладка вблизи промышленных районов с содержанием в воздухе агрес- сивных химических веществ Примечание. При определении класса микроусловий эксплуатации учитывают влияние применяемой обработки и защитной облицовки. 94 Тр (и Свар ебования зделия дл ные сетк Рис. В к вспом я армиро и из стал .1. Сетка р Рис. В.2 огатель вания го ьной про ешетчатого . Сетка зигз Рис. В.3. Пл ным изд ризонтал волоки. типа: вид с агообразно етеные ста елиям дл ьных шво верху и поп го типа: вид льные сетки П я камен в каменн еречное сеч сверху РИЛОЖ (спр ной клад ой кладк ение ЕНИЕ В авочное) ки и) Рис. В.4. Пр осечно-выт яжные сетки 95 96 Учебное издание НЕВЕРОВИЧ Иван Иванович БОНДАРЬ Вадим Викторович КАМЕННЫЕ И АРМОКАМЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ Учебно-методическое пособие для слушателей образовательной программы переподготовки по специальности 1-70 02 71 «Промышленное и гражданское строительство» Редактор Ю. В. Ходочинская Компьютерная верстка Е. А. Беспанской Подписано в печать 05.09.2018. Формат 6084 1/8. Бумага офсетная. Ризография. Усл. печ. л. 11,16. Уч.-изд. л. 4,36. Тираж 60. Заказ 640. Издатель и полиграфическое исполнение: Белорусский национальный технический университет. Свидетельство о государственной регистрации издателя, изготовителя, распространителя печатных изданий № 1/173 от 12.02.2014. Пр. Независимости, 65. 220013, г. Минск.