● Прочность каменной кладки зависит от прочности и вида камня и раствора, возраста кладки, ее качества, обусловленного квалификацией каменщика, и других факторов. Опыты показывают, что даже при центральном сжатии камни и раствор в кладке находятся в условиях сложного напряженного состояния. Это объясняется тем, что поверхность кирпича или бетонного камня не является ровной, а раствор в швах имеет неодинаковую плотность и толщину (рис. 16.2). Работу камня можно представить как работу жесткого тела, покоящегося на многочисленных беспорядочно расположенных опорах. В таком теле возникают изгибающие моменты, поперечные силы, а также участки с местным смятием. Кроме того, поперечные деформации раствора, существенно (до 10 раз) превышающие деформации керамического кирпича, вызывают в нем растягивающие усилия, снижающие прочность кладки.
Различают прочность кладки при сжатии, растяжении, срезе, местном смятии. В расчет вводят сопротивление кладок различных видов на растворах разных марок, установленные в результате статистической обработки испытаний стандартных образцов. Характерные расчетные сопротивления приведены в табл. 16.1 и 16.2 [5].
Прочность кладки при сжатии R применяют при расчете стен, столбов, простенков. Установлено, что эта характеристика всегда меньше прочности камня, какой бы высокой прочности не использовался раствор. Например, расчетные сопротивления кладки сжатию кирпича М200 на растворе М100 составляют R=2,7 МПа, на растворе марки 10 — R = 1,6 МПа, а при нулевой прочности раствора — R = 1,0 МПа.
● Если кладка под нагрузкой испытывает осевое растяжение, то в зависимости от направления усилия может произойти разрушение по не-перевязанному сечению (рис. 16.3, а) либо по перевязанному сечению (рис. 16.3,6). Прочность по неперевязанному сечению ниже, чем по перевязанному. Прочность при осевом растяжении кладки Rt (табл. 16.2) используется, например, при расчете цилиндрических резервуаров.
Расчетные сопротивления, МПа, сжатию кладки из кирпича
и керамических камней на тяжелых растворах
при марке раствора
при прочности
раствора
0,2
нулевой
3,9
3,6
3,3
3,0
2,8
2,5
2,2
1.8
1,7
1,5
3,6
3,3
3,0
2,8
2,5
2,2
1,9
1,6
1,5
1,3
3,2
3,0
2,7
2,5
2,2
1,8
1,6
1,4
1,3
1.0
2,6
2,4
2,2
2,0
1,8
1,5
1,3
1,2
1,0
0,8
-
2,2
2,0
1,9
1,7
1,4
1,2
1,1
0,9
0,7
-
2,0
1,8
1.7
1,5
1,3
1,0
0,9
0,8
0,6
-
-
1,5
1,4
1,3
1,1
0,9
0,7
0,6
0,5
-
-
-
1,1
1,0
0,9
0,7
0,6
0,5
0,35
-
-
-
0,9
0,8
0,7
0,6
0,45
0,4
0,25
Таблица 16.2.
Расчетные сопротивления кладки из сплошных камней
Вид напряженного состояния
Расчетные сопротивления, МПа,
кладки из сплошных камней
при марке раствора
при прочности раствора 0,2
50 и выше
Осевое растяжение Rt:
по неперевязанному сечению (рис. 16.3, а)
0,08
0,05
0,03
0,01
0,005
по перевязанному сечению для кладки из камней правильной формы (рис. 16.3, б)
0,16
0,11
0,05
0,02
0,01
Растяжение при изгибе Rtb:
по неперевязанному сечению
0,12
0,08
0,04
0,02
0,01
по перевязанному сечению (рис. 16.3, в) для кладки из камней правильной формы
0,25
0,16
0,08
0,04
0,02
Срез Rsq:
по неперевязанному сечению
0,16
0,11
0,05
0,02
0,01
Рис. 16.3. Растяжение кладки:
а — по неперевязанному сечению; б — по перевязанному сечению; 1—1; 2—2 — проходящему по раствору; 3—3 — проходящему по кирпичу; в — растяжение кладки при изгибе
● В нормах приведены также расчетные сопротивления кладки на растяжение при изгибе Rtb и срезе Rsq (табл. 16.2), используемые, например, при расчете обсыпных подпорных стен с вертикальными контрфорсами (рис. 16.3, в).