Прочность кирпичной кладки на сжатие

Обновлено: 15.05.2024

Ремонт и отделка квартир в новостройках Москвы и Подмосковья под ключ

Способность кладки воспринимать, не разрушаясь, нагрузку от вышележащих конструкций и других воздействий называют прочностью.

Прочность кладки зависит от свойств кирпича (камня) и раствора, из которых кладка сложена. Предел прочности при сжатии, например, кирпичной кладки, выполненной даже на высокомарочном растворе, при обычных методах возведения составляет не более 40. 50 % предела прочности кирпича. Объясняется это тем, что поверхности кирпича и шва кладки не идеально плоские, плотность и толщина слоя раствора в горизонтальных швах не везде одинакова и вследствие этого давление в кладке неравномерно распределяется по поверхности кирпича и вызывает в нем кроме напряжений сжатия напряжение изгиба и среза. Поэтому каменные материалы, слабо сопротивляющиеся изгибу, разрушаются в кладке раньше, чем сжимающие напряжения в них достигнут предела прочности при сжатии. Например, кирпич имеет в 4. 6 раз меньший предел прочности при изгибе, чем при сжатии.

Напряженное состояние в кладке возникает не только от сжимающих, а и от горизонтальных, изгибающих, вибрационных и других нагрузок. Способность кладки сохранять свое положение при действии этих нагрузок называют устойчивостью. Предельные величины ее предусмотрены "Строительными нормами и правилами". Под воздействием внешних нагрузок в кладке создается напряженное состояние, которое распространяется по схеме, показанной на рис.10.

Рис.10. Схема распространения напряжений в кладке

1 - кладка, воспринимающая нагрузку;

2 - опорная подушка;

Способность кладки сохранять свое положение при действии горизонтальных (например, ветровых) нагрузок называют устойчивостью. Это свойство ограничивает высоту кладки в зависимости от ее толщины и величины ветровых нагрузок. Например, стенка толщиной 250 мм при ветровой нагрузке более 400 Па не должна быть выше 2,25 м .

Если постепенно увеличивать нагрузку на кладку до величины, превышающей предел прочности ее, то сначала в отдельных кирпичах появятся вертикальные трещины (рис.11, а) преимущественно под вертикальными швами, там, где концентрируются напряжения растяжения и изгиба. При росте нагрузки трещины увеличатся, разделяя кладку на столбики (рис.11, б). Окончательное разрушение кладки происходит из-за выпучивания этих столбиков в результате потери ими устойчивости (рис.11, в). Напряженное состояние при осевом сжатии кладок из других каменных материалов аналогично напряженному состоянию кирпичной кладки.

Рис.11. Стадии разрушения кладки под нагрузкой

а - трещины в кирпичах;

б - разделение кладки на столбики;

в - выпучивание и разрушение кладки.

Внешние нагрузки, действующие на кладку, создают в ней напряженное состояние (рис.11). При нормальной эксплуатации (первая стадия) внутренние напряжения не вызывают видимых повреждений кладки. При увеличении нагрузки (вторая стадия) в отдельных кирпичах появляются трещины. Продолжающийся рост нагрузки приводит к развитию вертикальных трещин (третья стадия), однако кладка еще способна воспринимать действующие на нее внешние силы. Дальнейшее нарастание нагрузки расслаивает кладку на тонкие столбики (четвертая стадия). Кладка разрушается из-за выпучивания столбиков, т.е. из-за потери устойчивости конструкции, расчлененной вертикальными трещинами.

Рис.11. Стадии работы кладки при возрастании внешней нагрузки

а - первая; б - вторая; в - третья; г - четвертая; 1 - силы внутреннего напряжения; 2 - появление трещин; 3 - развитие вертикальных трещин: 4 - расслоение кладки

Как видно из графика (рис.12), прочность кладки мало зависит от системы перевязки швов.

Рис.12. График, иллюстрирующий прочность кладки

а - однорядной; б - многорядной; в - трехрядной

Толщина швов. С увеличением толщины швов уменьшается прочность кладки. Это обусловлено тем, что прочность раствора всегда меньше прочности кладочного материала. Однако и уменьшение толщины швов не повышает прочности кладки, так как уложенные кирпичи неровностями граней касаются друг друга и в этих местах вместо сжатия работают на изгиб, что снижает прочность кладки. Чтобы все кирпичи, уложенные в конструкции, работали на сжатие, нормируют толщину горизонтальных и вертикальных швов: толщина горизонтальных швов 10. 15 мм, вертикальных - 8. 15.

Влияние свойств раствора на прочность кладки . Чем ниже марка раствора в кладке, тем легче он сжимается и, следовательно, тем больше общие деформации кладки, а в каждом кирпиче - напряжения изгиба и среза. Поэтому, чтобы получить более прочную кладку, применяют соответственно раствор более высокой марки.

Однако повышение прочности раствора незначительно увеличивает прочность кладки. Гораздо большее значение имеет пластичность раствора. Пластичные растворы лучше расстилаются по постели кирпича, обеспечивая равномерную толщину и плотность шва. Это повышает прочность кладки за счет уменьшения напряжения изгиба и среза в отдельных кирпичах.

Влияние размеров и формы каменных материалов на прочность кладки . С увеличением высоты камня уменьшается количество горизонтальных швов в кладке и увеличивается пропорционально квадрату высоты камня сопротивление его изгибу. В связи с этим при одинаковой прочности камней более прочной оказывается кладка, выполненная из камней большей высоты.

При правильной форме камней швы в кладке заполняются раствором равномернее, чем при неправильной, лучше передается нагрузка от камня к камню, лучше перевязывается кладка и прочность ее более высока. На снижение прочности бутовой кладки, например, влияет главным образом то, что неправильная форма камней обеспечивает их соприкосновение лишь через от дельные участки, не создает хорошей перевязки кладки, значительную часть которой приходится заполнять раствором.

Влияние качества швов кладки на ее прочность . Хорошее заполнение горизонтальных и вертикальных швов раствором, равно мерное уплотнение и одинаковая толщина швов, правильная перевязка обеспечивают высокую прочность кладки. Низкое качество кладки, применение растворов, не соответствующих требованиям проекта, могут привести к разрушению кладки.

Чем толще шов, тем труднее достигнуть равномерной его плотности и тем в большей степени кирпич работает в кладке на изгиб и срез. При толстых швах увеличивается деформация и снижается прочность кладки. Поэтому для каждого вида кладки установлена определенная толщина швов, увеличение которой снижает прочность конструкций. Насколько качество кладки характеризуется равномерностью заполнения раствором и уплотнения горизонтальных швов, можно видеть на примере одного из испытаний. Одновременно из одного и того же кирпича и раствора выполняли кладку высококвалифицированные каменщики и каменщики низкой квалификации. Предел прочности кладки, выполненной высококвалифицированными каменщиками, оказался 5 МПа, каменщиками низкой квалификации - 2,8 МПа, т. е. в 1,8 раза меньше.

Плотность кладки обусловливает такие качества каменных конструкций, как высокая огнестойкость, большая по сравнению с другими материалами химическая стойкость, сопротивляемость атмосферным воздействиям и, как следствие этого, большая долговечность. В то же время большая плотность увеличивает теплопроводность кладки, поэтому нередко наружные кирпичные стены зданий приходится делать намного толще, чем это требуется по условиям прочности и устойчивости.

При уменьшении плотности каменных материалов с 1800 (кладка из керамического кирпича) до 800 (камни из ячеистого бетона) толщина стен и потребность в материалах уменьшаются на 55 %, а масса стен - на 80 %. Это значит, что для кладки выгодно применять материалы более низкой плотности (пустотелые, пористые), обладающие хорошими теплотехническими свойствами.

На теплотехнические свойства каменных конструкций влияет также качество кладки: стены с плохо заполненными раствором швами легко продуваются и промерзают зимой.

ПРОЦЕСС КЛАДКИ. ИНСТРУМЕНТЫ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ

Процесс кладки . Процесс кладки состоит из рабочих операций, выполняемых в такой последовательности: установка порядовок; натягивание причалок для обеспечения правильности укладки кирпичей и рядов; подача и раскладка кирпичей на стене; перелопачивание раствора в ящике; подача раствора на стену и расстилание его под наружную версту; укладка наружной версты; расстилание раствора под внутреннюю версту; укладка внутренней версты; расстилание раствора под забутку; укладка забутки; проверка правильности выложенного ряда кладки. Последовательность укладки верст может быть другой и зависит от системы перевязки и метода организации труда. Кроме этих операций каменщикам приходится рубить кирпич, а также расшивать швы.

Инструменты и приспособления . Каждую рабочую операцию в процессе кладки выполняют определенными инструментами. Основные из них кельма, растворная лопата, расшивка, молоток-кирочка.

Кельма (рис.2, а) -отшлифованная с обеих сторон стальная лопатка с деревянной ручкой - предназначена для разравнивания раствора по кладке, заполнения раствором вертикальных швов и подрезки в швах лишнего раствора.

Рис.2. Инструменты для кирпичной кладки

б - растворная лопата;

в - расшивка для выпуклых и вогнутых швов;

г - молоток-кирочка;

д - швабровка.

Растворная лопатка (рис.2, б) служит для подачи и расстилания раствора на стене, перемешивания его в ящике.

Расшивками (рис.2, в) обрабатывают швы, т. е. придают им определенную форму. Профиль поперечного сечения и размеры расшивок подбирают в соответствии с заданной формой и толщиной швов.

Молоток-кирочку (рис.2, г) каменщик использует при рубке целого кирпича на неполномерные и при теске кирпича.

Швабровка (рис.2, д) предназначена для очистки вентиляционных и дымовых каналов от выступившего из швов раствора, а также для более полного заполнения раствором и заглаживания швов в каналах. На стальной ручке швабровки внизу закреплена между фланцами резиновая пластина размером 140 Х 140 Х 10(12) мм, которая является рабочим органом.

Качество кладки проверяют контрольно-измерительными инструментами (рис.3): отвесом, уровнем, правилом, угольником, шнуром-причалкой.

Рис.3. Контрольно-измерительные инструменты

б - рулетка;

в - складной метр;

г - угольник;

д - строительный уровень;

е - дюралюминиевое правило.

Отвесы , состоящие из стального конусообразного корпуса, крученого шнура и алюминиевой планки, (рис.3, а) служат для проверки вертикальности стен, простенков, столбов и углов кладки, т.е. для провешивания кладки. Отвесы массой 200. 400 г предназначаются для проверки правильности кладки по ярусам и в пределах высоты этажа, 600. 1000 г - для проверки наружных углов здания в пределах высоты нескольких этажей.

Строительный уровень применяют для проверки горизонтальности и вертикальности кладки. Длина уровня 300, 500 или 700 мм . Корпус уровня - из алюминиевого сплава, на корпусе укреплены две стеклянные трубки-ампулы, изогнутые по кривой большого радиуса, наполненные незамерзающей жидкостью так, что в них остается небольшой воздушный пузырек. При горизонтальном положении уровня пузырек, поднимаясь вверх, останавливается посредине между делениями ампулы. Смещение пузырька влево или вправо от этого положения показывает, что поверхность, на которую установлен уровень, не горизонтальна, и чем больше ее наклон к горизонту, тем больше смещается пузырек от среднего положения. Благодаря тому, что трубки расположены в двух направлениях, уровнем можно проверять не только горизонтальные, но и вертикальные плоскости.

Правило представляет собой отфугованную деревянную рейку сечением З0 Х 80 мм , длиной 1,5. 2 м или дюралюминиевую рейку специального профиля длиной 1,2 м , предназначенную для проверки лицевой поверхности кладки.

Деревянный угольник 500Х700 применяют для проверки прямоугольности закладываемых углов. Для каменных работ применяют также металлические угольники из уголкового профиля.

Рулетка и складной метр - мерительные инструменты, которыми размечают оси и положения конструкций, делают контрольные замеры кладки.

Для обеспечёния качественного выполнения каменной кладки и повышения производительности труда каменщиков используют малогабаритные ручные приспособления.

Причальные скобы (рис.4, а) для закрепления причального шнура. Скобы П-образной формы из пруткового стального профиля с заостренными концами или из листовой стали (рис.4, б) закрепляют в швах кладки, а скобы из листового металла надевают на кирпич, уложенный плашмя.

Прочность кирпичной кладки на сжатие

Masonry. Method of compressive test

Дата введения 2014-01-01

Предисловие

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Центральным научно-исследовательским институтом строительных конструкций им.В.А.Кучеренко, открытым акционерным обществом "Научно-исследовательский центр "Строительство" (ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко ОАО "НИЦ "Строительство")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и оценке соответствия в строительстве (протокол от 18 декабря 2012 г. N 41 )

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Минэкономики Республики Армения

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 декабря 2012 г. N 2136-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 32047-2012 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2014 г.

5 Настоящий стандарт соответствует европейскому стандарту EN 1052-1-2009* "Методы испытаний кладки. Часть 1. Определение предела прочности при сжатии" ("Methods of test for masonry. Part 1: Determination of compressive strength", NEQ) в части конструкции и размеров испытуемых образцов, их числа, требований к изготовлению и проведению испытаний при сжатии, европейскому региональному стандарту EN 772-1-2008 "Методы испытания элементов кладки. Часть 1. Определение предела прочности при сжатии" ("Methods of test for masonry units. Part 1: Determination of compression strength", NEQ) в части методов определения предела прочности при сжатии кирпича, природных и искусственных камней и блоков из различных материалов, европейскому региональному стандарту EN 1015-1-1999 "Методы испытания кладочного раствора. Часть 1. Определение предела прочности отвердевшего раствора при изгибе и сжатии" ["Methods of test for mortar for masonry. Part 1: Determination of particle size distribution (by sieve analysis), NEQ] в части методов определения прочности раствора, применяемого при кладке испытуемых образцов

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

7 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Ноябрь 2019 г.

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.

В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге "Межгосударственные стандарты"

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на конструкции, выполненные кладкой из полнотелого и пустотелого керамического и силикатного кирпича, керамических, бетонных, силикатных и природных камней правильной формы и блоков, и устанавливает метод определения прочности кладки при сжатии.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 379* Кирпич и камни силикатные. Технические условия

* В Российской Федерации действует ГОСТ 379-2015 "Кирпич, камни, блоки и плиты перегородочные силикатные. Общие технические условия".

ГОСТ 530 Кирпич и камень керамические. Общие технические условия

ГОСТ 4001 Камни стеновые из горных пород. Технические условия

ГОСТ 5802 Растворы строительные. Методы испытаний

ГОСТ 6133 Камни бетонные стеновые. Технические условия

ГОСТ 8462 Материалы стеновые. Методы определения пределов прочности при сжатии и изгибе

ГОСТ 21520 Блоки из ячеистых бетонов стеновые мелкие. Технические условия

ГОСТ 28013 Растворы строительные. Общие технические условия

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применяются следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 кладка: Совокупность элементов каменной кладки (кирпичей, камней, блоков) (далее - элементы кладки), уложенных определенным образом и скрепленных раствором.

3.2 кирпич, камни и блоки: Полнотелые и пустотелые элементы кладки, удовлетворяющие требованиям соответствующих стандартов по геометрическим параметрам и эксплуатационным характеристикам.

3.3 растворный шов: Пространство между камнями, заполненное раствором.

3.4 прочность кладки при сжатии: Предел прочности каменной кладки при сжатии при исключении ограничения нагрузки, влияния гибкости и эксцентриситета приложения нагрузки.

3.5 постель: Рабочая грань камня, расположенная параллельно основанию кладки.

3.6 ложок: Наибольшая грань камня, расположенная перпендикулярно постели.

3.7 тычок: Наименьшая грань камня, расположенная перпендикулярно постели.

4 Обозначения

В настоящем стандарте применены следующие обозначения:

- площадь поперечного сечения отдельного образца кладки, перпендикулярного направлению нагрузки, прикладываемой при его испытании, мм;

- среднее значение модуля упругости, Н/мм;

- модуль упругости отдельного образца кладки, Н/мм;

- максимальная нагрузка, которую выдерживает отдельный образец кладки, Н;

- среднее значение прочности кладки при сжатии, Н/мм;

- прочность при сжатии отдельного образца кладки, Н/мм;

- наименьшее значение прочности при сжатии отдельного образца кладки, Н/мм;

- приведенное значение прочности при сжатии отдельного образца кладки, Н/мм;

- наименьшее приведенное значение прочности при сжатии отдельного образца кладки, Н/мм;

- нормативное значение прочности кладки при сжатии, Н/мм;

- среднее значение прочности при сжатии элемента кладки во время проведения испытаний, Н/мм;

- установленное среднее значение прочности при сжатии элемента кладки, Н/мм;

- среднее приведенное значение прочности кладки при сжатии, Н/мм;

- средняя прочность при сжатии кладочного раствора во время проведения испытаний кладки, Н/мм;

- установленное среднее значение прочности при сжатии кладочного раствора, Н/мм;

- расстояние между точками крепления прибора (база прибора), мм;

- высота образца, мм;

- высота элемента кладки, мм;

- длина образца, мм;

- длина элемента кладки, мм;

- толщина образца, мм;

- толщина элемента кладки, мм;

- величина абсолютных деформаций по результатам показаний прибора на -м этапе нагружения образца при испытаниях, мм;

Прочность кирпичной кладки на сжатие

КАМЕННЫЕ И АРМОКАМЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Masonry and reinforced masonry structures

Дата введения 2013-01-01

Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛИ - Центральный научно-исследовательский институт строительных конструкций им. В.А.Кучеренко (ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко) - институт ОАО "НИЦ "Строительство"

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом архитектуры, строительства и градостроительной политики

Информация об изменениях к настоящему своду правил публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минрегион России) в сети Интернет.

Изменения N 1, 2, 3 внесены изготовителем базы данных по тексту М.: Стандартинформ, 2017; М.: Стандартинформ, 2019

Введение

Актуализация выполнена авторским коллективом ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко - институтом ОАО "НИЦ "Строительство":

кандидаты техн. наук А.В.Грановский, М.К.Ищук (руководители работ), В.М.Бобряшов, Н.Н.Кручинин, М.О.Павлова, С.И.Чигрин; инженеры: A.M.Горбунов, В.А.Захаров, С.А.Минаков, А.А.Фролов (ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко); кандидаты техн. наук А.И.Бедов (МГСУ), А.Л.Алтухов (МОСГРАЖДАНПРОЕКТ). Общая редакция - канд. техн. наук О.И.Пономарева (ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко).

Изменение N 1 к своду правил СП 15.13330.2012 разработано авторским коллективом ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко АО "НИЦ "Строительство" (канд. техн. наук М.К.Ищук - руководитель работы, канд. техн. наук А.В.Грановский, канд. техн. наук О.К.Гогуа, инж. Е.М.Ищук, инж. И.Г.Фролова) при участии ЦНИИЭПжилища (канд. техн. наук Э.И.Киреева), МГСУ (А.И.Бедов, Д.А.Алехина, Д.Ш.Файзова).

Изменение N 3 к СП 15.13330.2012 разработано авторским коллективом АО "НИЦ "Строительство" - ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко: канд. техн. наук М.К.Ищук - руководитель работы, канд. техн. наук А.В.Грановский, канд. техн. наук O.К.Гогуа, канд. техн. наук О.И.Пономарев, Е.М.Ищук, И.Г.Фролова, В.А.Черемных, Х.А.Айзятуллин, при участии ГП МО "Институт "Мосгражданпроект" - А.Л.Алтухов; НИУ МГСУ - канд. техн. наук А.И.Бедов.

1 Область применения

Настоящий свод правил распространяется на проектирование каменных и армокаменных конструкций новых и реконструируемых зданий и сооружений различного назначения, эксплуатируемых в климатических условиях России.

Нормы устанавливают требования к проектированию каменных и армокаменных конструкций, возводимых с применением керамического и силикатного кирпича, керамических, силикатных, бетонных блоков и природных камней.

Требования настоящих норм не распространяются на проектирование зданий и сооружений, подверженных динамическим нагрузкам, возводимых на подрабатываемых территориях, вечномерзлых грунтах, в сейсмоопасных районах, а также мостов, труб и тоннелей, гидротехнических сооружений, тепловых агрегатов.

2 Нормативные ссылки

Нормативные документы, на которые в тексте настоящих норм имеются ссылки, приведены в приложении А.

Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов в информационной системе общего пользования на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим сводом правил следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем своде правил приняты термины и определения, приведенные в приложении Б.

4 Общие положения

4.1 При проектировании каменных и армокаменных конструкций следует применять конструктивные решения, изделия и материалы, обеспечивающие требуемую несущую способность, долговечность, пожаробезопасность, теплотехнические характеристики конструкций и температурно-влажностный режим (ГОСТ 4.206, ГОСТ 4.210, ГОСТ 4.219).

4.2 При проектировании зданий и сооружений следует предусматривать мероприятия, обеспечивающие возможность возведения их в зимних условиях.

4.3 Проектируемые каменные и армокаменные конструкции должны удовлетворять требованиям по безопасности, эксплуатационной пригодности и иметь такие начальные характеристики, чтобы при различных расчетных воздействиях не происходило деформаций и других повреждений, затрудняющих нормальную эксплуатацию зданий.

Безопасность, эксплуатационная пригодность, долговечность, энергоэффективность каменных и армокаменных конструкций и другие требования, установленные заданием на проектирование, должны обеспечиваться выполнением требований к кирпичу, камню, блокам, тяжелым и легким растворам, клеевым растворам, клеям, арматуре, конструктивным решениям, а также требований по эксплуатации.

Нормативные и расчетные значения нагрузок и воздействий, предельные деформации, расчетные значения температуры наружного воздуха и относительной влажности помещения, защита конструкций от воздействий агрессивных сред и др. устанавливаются соответствующими нормативными документами (СП 20.13330, СП 28.13330, СП 22.13330, СП 131.13330).

4.4 Конструктивное исполнение строительных элементов не должно являться причиной скрытого распространения горения по зданию, сооружению, строению.

При использовании в качестве внутреннего слоя горючего утеплителя предел огнестойкости и класс конструктивной пожарной опасности строительных конструкций должны быть определены в условиях стандартных огневых испытаний или расчетно-аналитическим методом.

Методики проведения огневых испытаний и расчетно-аналитические методы определения пределов огнестойкости и класса конструктивной пожарной опасности строительных конструкций устанавливаются нормативными документами по пожарной безопасности.

4.5 Применение настоящего документа обеспечивает выполнение требований Технического регламента "О безопасности зданий и сооружений".

5 Материалы

5.1 Кирпич, камни и растворы для каменных и армокаменных конструкций, а также бетоны для изготовления камней и крупных блоков должны удовлетворять требованиям соответствующих стандартов: ГОСТ 28013; ГОСТ 4.233; ГОСТ 530; ГОСТ 379; ГОСТ 4001; ГОСТ 6133; ГОСТ 9479; ГОСТ 31189; ГОСТ 31357; ГОСТ 4.210; ГОСТ 4.219; ГОСТ 25485; ГОСТ Р 51263; ГОСТ 8462; ГОСТ 5802; ГОСТ 13579; ГОСТ 24211; ГОСТ 30459 и применяться следующих марок или классов:

а) камни - по среднему пределу прочности на сжатие (кирпич - сжатие с учетом его среднего значения предела прочности при изгибе): М7, М10, М15, М25, М35, М50, М75 - камни малой прочности - легкие бетонные и природные камни, керамические, в том числе крупноформатные; M100, M125, M150, М200 - кирпич и камни средней прочности, в том числе крупноформатные, керамические, бетонные и природные; М250, М300, М400, М500, М600, М800 и M1000 - кирпич и камни высокой прочности, в том числе клинкерные природные и бетонные;

б) бетоны классов по прочности на сжатие:

тяжелые - В3,5; В5; В7,5; В12,5; В15; В20; В22,5; В25; В30;

на пористых заполнителях - В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В12,5; В15; В20; В25; В30;

ячеистые - В1; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В12,5;

полистиролбетон - В1,0; В1,5; В2,0; В2,5; В3,5;

крупнопористые - В1; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5;

поризованные - В2,5; В3,5; В5; В7,5;

силикатные - В12,5; В15; В20; В25; В30.

Допускается применение в качестве утеплителей бетонов, предел прочности которых на сжатие 0,5 МПа и более; а для вкладышей и плит не менее 1,0 МПа;

в) растворы по среднему пределу прочности на сжатие - 0,4 МПа, и по маркам по прочности на сжатие - М4, М10, М25, М50, М75, М100, М150, М200;

г) каменные материалы по морозостойкости - F10, F15, F25, F35, F50, F75, F100, F150, F200, F300.

Для бетонов марки по морозостойкости те же, кроме F10.

5.2 Проектные марки по морозостойкости каменных материалов для наружной части стен (на толщину 12 см) и для фундаментов (на всю толщину), возводимых во всех строительно-климатических зонах, в зависимости от предполагаемого срока службы конструкций, но не менее 100, 50 и 25 лет, приведены в 5.3 и таблице 1.

Примечание - Проектные марки по морозостойкости устанавливают только для материалов, из которых возводится верхняя часть фундаментов (до половины расчетной глубины промерзания грунта, определяемой в соответствии с СП 22.13330.

Значения морозостойкости F кладочных материалов при предполагаемом сроке службы конструкций, лет

1 Лицевой слой кладки наружных однослойных стен в зданиях с влажностным режимом помещений:

Расчет кирпичной кладки на прочность

Наружные несущие стены должны быть, как минимум, рассчитаны на прочность, устойчивость, местное смятие и сопротивление теплопередаче. Чтобы узнать, какой толщины должна быть кирпичная стена, нужно произвести ее расчет. В этой статье мы рассмотрим расчет несущей способности кирпичной кладки, а в следующих статьях - остальные расчеты. Чтобы не пропустить выход новой статьи, подпишитесь на рассылку и вы узанете какой должна быть толщина стены после всех расчетов. Так как наша компания занимается строительством коттеджей, то есть малоэтажным строительством, то все расчеты мы будем рассматривать именно для этой категории.

Несущими называются стены, которые воспринимают нагрузку от опирающихся на них плит перекрытий, покрытий, балок и т.д.

Также следует учесть марку кирпича по морозостойкости. Так как каждый строит дом для себя, как минимум на сто лет, то при сухом и нормальном влажностном режиме помещений принимается марка (М_рз) от 25 и выше.

При строительстве дома, коттеджа, гаража, хоз.построек и др.сооружений с сухим и нормальным влажностным режимом рекомендуется применять для наружных стен пустотелый кирпич, так как его теплопроводность ниже, чем у полнотелого. Соответственно, при теплотехническом расчете толщина утеплителя получится меньше, что сэкономит денежные средства при его покупке. Полнотелый кирпич для наружных стен необходимо применять только при необходимости обеспечения прочности кладки.

Армирование кирпичной кладки допускается только лишь в том случае, когда увеличение марки кирпича и раствора не позволяет обеспечить требуемую несущую способность.

Пример расчета кирпичной стены.

Исходные данные: Рассчитать стену первого этажа двухэтажного коттеджа на прочность. Стены выполнены из кирпича М75 на растворе М25 толщиной h=250мм, длина стены L=6м. Высота этажа H=3м.

Несущая способность кирпичной кладки зависит от многих факторов - от марки кирпича, марки раствора, от наличия проемов и их размеров, от гибкости стен и т.д. Расчет несущей способности начинается с определения расчетной схемы. При расчете стен на вертикальные нагрузки, стена считается опертой на шарнирно-неподвижные опоры. При расчете стен на горизонтальные нагрузки (ветровые), стена считается жестко защемленной. Важно не путать эти схемы, так как эпюры моментов будут разными.

Выбор расчетного сечения.

В глухих стенах за расчетное принимается сечение I-I на уровне низа перекрытия с продольной силой N и максимальным изгибающим моментом М. Часто опасным бывает сечение II-II, так как изгибающий момент чуть меньше максимального и равен 2/3М, а коэффициенты m_g и φ минимальны.

В стенах с проемами сечение принимается на уровне низа перемычек.

Давайте рассмотрим сечение I-I.

Из прошлой статьи Сбор нагрузок на стену первого этажа возьмем полученное значение полной нагрузки, которая включает в себя нагрузки от перекрытия первого этажа P₁=1,8т и вышележащих этажей G=G _п +P ₂ +G ₂= 3,7т:

N = G + P₁ = 3,7т +1,8т = 5,5т

Плита перекрытия опирается на стену на расстоянии а=150мм. Продольная сила P₁ от перекрытия будет находиться на расстоянии а / 3 = 150 / 3 = 50 мм. Почему на 1/3? Потому что эпюра напряжений под опорным участком будет в виде треугольника, а центр тяжести треугольника как раз находится на 1/3 длины опирания.

Нагрузка от вышележащих этажей G считается приложенной по центру.

Так как нагрузка от плиты перекрытия (P₁) приложена не по центру сечения, а на расстоянии от него равном:

e = h/2 - a/3 = 250мм/2 - 150мм/3 = 75 мм = 7,5 см,

то она будет создавать изгибающий момент (М) в сечении I-I. Момент - это произведение силы на плечо.

M = P₁_*e = 1,8т * 7,5см = 13,5 т*см

Тогда эксцентриситет продольной силы N составит:

e₀ = M / N = 13,5 / 5,5 = 2,5 см

Так как несущая стена толщиной 25см, то в расчете следует учесть величину случайного эксцентриситета e_ν=2см, тогда общий эксцентриситет равен:

e₀ = 2,5 + 2 = 4,5 см

При e₀=4,5 см < 0,7y=8,75 расчет по раскрытию трещин в швах кладки можно не производить.

Прочность кл адки внецентренно сжатого элемента определяется по формуле:

N ≤ m_g φ₁ R A_c ω

Коэффициенты m_g и φ₁ в рассматриваемом сечении I-I равны 1.

- R - расчетное сопротивление кладки сжатию. Определяем по таблице 2 СНиП II-22-81 (скачать СНиП II-22-81). Расчетное сопротивление кладки из кирпича М75 на растворе М25 равно 11 кг/см 2 или 110 т/м 2

- A_c - площадь сжатой части сечения, определяется по формуле:

A - площадь поперечного сечения. Так как сбор нагрузок считали на 1 пог. метр, то и площадь поперечного сечения определяем от одного метра стены A = L * h = 1 * 0,25 = 0,25 м 2

A_c = 0,25 (1 - 2*0,045/0,25) = 0,16 м 2

- ω - коэффициент, определяемый по формуле:

ω = 1 + e₀/h = 1 + 0,045/0,25 = 1,18 ≤ 1,45 условие выполняется

Характеристики кирпичной кладки

При строительстве кирпичного дома важно знать о свойствах кирпичной кладки:

прочность;
плотность;
сопротивление теплопередаче.

Прочность кирпичной кладки

зависит от свойств кирпича и раствора. Так, прочность на сжатие кирпичной кладки с использованием достаточно прочного раствора и стандартных методов возведения – не более 40-50% от прочности самого кирпича. Причина в следующем: поверхность кирпича, а также шва кладки не является идеально плоской; толщина и плотность слоя раствора горизонтального шва – неравномерна. По этой причине неравномерно распределяется и давление по поверхности кирпича, вызывая тем самым напряжения изгиба. Кирпич же, подобно бетону, хорошо сопротивляется сжатию, но плохо растяжению, изгибу – предел прочности кирпича на изгиб в 4-6 раз меньше предела прочности на сжатие. В результате разрушение кирпичной кладки происходит раньше достижения напряжением предела прочности кирпича на сжатие.

Разрушение кирпичной кладки начинается с появления в отдельных кирпичах вертикальных трещин в местах, расположенных под вертикальными швами, так как именно в них наблюдается концентрация напряжений растяжения и изгиба (рисунок а). Рост нагрузок приводит к увеличению трещин и разделению кирпичной кладки на столбики (рисунок б). В последствии столбики теряют устойчивость, выпучиваются, происходит окончательное разрушение кладки (рисунок в).

а – возникновение трещин в кирпиче;
б – расчленение кирпичной кладки на столбики;
в – выпучивание и разрушение кладки.
Свойства раствора также влияют на прочность кладки. Более слабый раствор легче сжимается, вызывая большие деформации кладки. Поэтому для повышения прочности используют раствор более высокой марки. Вместе с тем, повышение прочности раствора увеличивает прочность кладки незначительно. Большее влияние оказывает пластичность раствора, которая позволяет лучше расстилаться раствору по постели кирпича. В результате можно получить шов равномерной толщины и плотности, что повысит прочность кладки посредством уменьшения напряжений изгиба в отдельных кирпичах.

Влияние размера и формы кирпича на прочность кладки . При увеличении толщины кирпича количество горизонтальных швов кладки уменьшается, а сопротивление кирпича изгибу, наоборот, увеличивается. Поэтому при прочих равных условиях кладка из кирпичей большей толщины является прочнее. В свою очередь правильная форма кирпича позволяет лучше заполнять раствором шов кладки, лучше передавать нагрузки, лучше перевязывать кладку. В результате прочность кирпичной кладки увеличивается.

Для выявления зависимости прочности кладки от качества швов был проведен эксперимент: одновременно двумя каменщиками была выполнена кладка с использованием одинаковых материалов. Каменщики имели разную квалификацию – высокую и низкую. В результате прочность кладки, выполненной высококвалифицированным каменщиком, составила 5 МПа, кладка низкоквалифицированного каменщика имела прочность 2,8 МПа, что в 1,8 раза меньше.

Плотность и теплосопротивление кирпичной кладки.

С одной стороны, долговечность кирпичных домов, их огнестойкость, бо’льшая химическая стойкость обусловлены плотной структурой кирпича. С другой стороны, большая плотность кирпича увеличивает теплопроводность кладки. Поэтому часто наружные кирпичные стены дома необходимо делать толще, чем требуется по расчетам прочности и устойчивости. При уменьшении плотности кирпича с 1800 кг/см 3 до 800 кг/см 3 толщина стен /потребность в материалах сокращаются на 55%, а масса стен уменьшается на 80%. Таким образом, кладка из кирпича более низкой плотности обладает более лучшими теплотехническими свойствами и требует меньшего количества строительных материалов.

Ниже приведены теплотехнические характеристики сплошных кирпичных кладок в соответствии с таблицей Г.2 ГОСТ530-2007:

Качество швов также влияет на теплотехнические свойства кирпичной кладки: стена, у которой плохо заполнены раствором швы, легко продувается и промерзает зимой.

Читайте также: