Каменные конструкции. Оценка прочности каменной кладки с учетом влияния геометрических, деформационных, механических и технологических факторов.

Каменную кладку вначале применяли при возведении башен различного назначения, массивных опор и стен, акведуков, оборонительных сооружений, в печах и т. д.

В настоящее время для фундаментов, стен и столбов зданий и сооружений, подпорных стен, плотин, дымовых труб, водонапорных башен, сводов, канализационных коллекторов, колодцев и других конструкций кладку делают из природных и искусственных камней малых и больших размеров; она отличается большим разнообразием по виду материала, по конструктивному решению и способам возведения.

По конструктивному решению различают:

кладку сплошную из кирпича или из камней пра­вильной формы (рис. а, б); кладку облегченную, состоящую из несущих кирпич­ных слоев и утеплителя, расположенного внутри кладки или с одной (внутренней) стороны (рис. в-з); с облицовкой керамическими плитками, лицевым кирпичом или камнями; кладку из крупных блоков, изготовленных из легкого или ячеистого бетона; стены из виброкирпичных блоков или панелей.

Прочность кладки. Развитие трещин по высоте кладки, расчленение ее на отдельные гибкие столбики, которые выпучиваясь теряют устойчивость и приводят к разрушению кладки, показывают, что предельная проч­ность кладки на сжатие (временное сопротивление) всегда меньше прочности камня, какой бы высокой прочности ни был раствор. Из многочисленных опытов установлено, что на проч­ность кладки при сжатии влияют многие факторы: проч­ность и размеры камня, правильность формы камня, пу­стоты в камнях, прочность раствора и его удобоукладываемость, пластические свойства (деформативность) затвердевшего раствора, качество кладки, перевязка кладки и др. Главнейшие из них (вид кладки, прочность камня и раствора) учитываются непосредственно в фор­мулах определения прочности кладки, а другие - в тре­бованиях выполнения кладки. Предел прочности (временное сопротивление) кладок всех видов при сжатии на растворах марок 10 и выше определяется по формуле проф- Л. И. Онищика (R).

В СНиП значения R даны для разных видов кладок раздельно с учетом понижающих коэффициентов при кладке на растворах ниже марки 10 (4, 2 и нулевой).

Следует отметить, что с увеличением высоты камня уменьшается влияние марки раствора на прочность клад­ки. Влияние прочности раствора очень велико для кладок из камней неправильной формы (рваного бута, камней грубой тески и др.). Резкое снижение прочности кладки (в 1,5-3 раза) выявлено на растворах низкой прочно­сти (4, 2 и нулевой), т.е. в кладках на свежеуложенном и только начинающем твердеть растворе, а также в зим­ней кладке в момент оттаивания. Эти факторы необхо­димо учитывать при проектировании каменных конструк­ций и при их возведении.

Вопрос 31.