Расчет модуля упругости кирпичной кладки
Строительство из такого материала, как кирпич, на сегодняшний день все еще не потеряло своей актуальности и практикуется во многих видах возводимых зданий. Кирпичная кладка имеет целый ряд преимуществ, которые заставляют различных застройщиков обращаться к данному строительному материалу. Из кирпича строятся как частные дома, так и офисные строения, как многоэтажные здания, так и загородные коттеджи. И появление новых материалов не оттеснило этот элемент со строительного рынка.
Кирпич составляет сильную конкуренцию всем строительным материалам. И не удивительно, ведь здания и сооружения из кирпича имеют высокую прочность.
Кирпич имеет солидный список характеристик, расчетом которых занимаются инженерные группы. Знание этик характеристик обязательно для начала строительных работ.
Будет полезно более подробно рассказано про модуль упругости кирпичной кладки при кратковременных и длительных нагрузках.
Определение модуля упругости
Схема исследования модуля упругости: Рис. 1 – опыт с динамометром, Рис. 2 – график поведения пружины.
Прежде всего нужно определиться с теоретической частью данного вопроса. Эта характеристика рассчитывается по-разному для различных материалов, так как величины, входящие в формулу расчета, для каждого из материалов отличаются. Модуль упругости – это способность материала или же вещества деформироваться при применении к нему силы или же давления. Причем деформация в данном случае имеется в виду только упругая. Она является не постоянной и исчезает или сразу же после прекращения давления или применения силы, или через некоторое время.
Как уже было сказано ранее, модуль упругости – это несколько величин, каждая из которых рассчитывается по определенным правилам, свойственным тому или иному материалу. Различаются три основных модуля: Юнга, сдвига и объемной упругости.
Расчет кирпичной кладки
Четыре стадии напряженного состояния каменной кладки при сжатии.
Модуль упругости, который предполагает кирпичная кладка, рассчитывается по специальной формуле, значения для которой можно найти в специальных таблицах, сделав некоторые измерения.
Формула расчета имеет две разновидности. Первая из них предназначена для неармированной кирпичной кладки, а вторая – для кладки с армированием, выполненным продольным способом. Вот эти формулы:
Значение a – это упругая характеристика. Данная величина берется из специальных расчетных таблиц, данные из которых будут приведены чуть позже. Ru – это сопротивление, которое оказывается в ответ на сжатие кладки. Сопротивление это временное. Данное значение рассчитывается по формуле Ru = kR. Значение R является сопротивлением кладки сжатию, которое определяется по специальной таблице. Коэффициент k определяется следующим образом. При применении кирпичей и камней из рваного бута и бутобена он равен – 2,0. При использовании блоков и ячеистого бетона – 2,5.
Теперь разберем вторую формулу для кладки с продольным армированием. Величина Rsku является сопротивлением сжатию (временному) кирпичной армированной кладки. Причем производится данное сжатие на высоте не более 1,5 м.
Существует два вида формул. Первая из них производит расчеты для продольной арматуры, а вторая – для сетчатой. Вот эти формулы:
где μ – величина, выражающаяся в процентах, на которую заармирована кладка. Данная величина рассчитывается так:
где Аs – площадь сечения арматуры, а Ak – площадь сечения кладки.
Табличные значения
Упругая характеристика кладки α (согласно СНиП II-22-81 (1995)).
Перейдем к разбору табличных значений такой переменной, как упругая характеристика, зависящая от марки раствора и его прочности. Этот показатель зависит и от вида кладки. Рассмотрим эти зависимости и определим некоторые закономерности. Также в данной части будет рассмотрены некоторые уточнения и дополнения, которые были внесены в официальные документы, регулирующие расчет модуля упругости кирпичной кладки.
Виды кладок подразделяются на 9 групп, каждая из которых требует для себя определенного уровня упругой характеристики. Эта характеристика, как уже было сказано, зависит от марки раствора, примененного к каждому виду кладки, и от его уровня прочности. В документах указаны кладки из 6 видов камней и 3 видов кирпичей.
“Упругая” характеристика
Сцепление раствора швов с камнем: а) нормальное; б) касательное.
Для сравнения приведем показатели для одного вида кладки из самого тяжелого камня и всех видов кладки из кирпича:
Кладка из крупных тяжелобетонных блоков, где использованы тяжелые заполнители. Кладка из тяжелого природного камня. При марках раствора от 25 до 200 упругая характеристика подобной кладки составляет 1500. При марке раствора 10 характеристика составляет значение в 1000 единиц. Раствор марки 4 дает упругую характеристику в 750 единиц. Зависимость «прочность раствора – упругая характеристика» выглядит следующим образом: 0,2 – 750, 0 – 500.
Кладка из глиняного кирпича, произведенного путем пластического прессования. Этот кирпич может являться как пустотелым, так и полнотелым. Соотношение упругой характеристики и марки раствора для такой кладки выглядит следующим образом: 25-200 – 1000, 10 – 750, 4 – 500. Что касается соотношения прочности раствора и рассматриваемой величины, то оно таково: 0,2 – 300, 0 – 200.
Кладка из полнотелого и пустотелого силикатного кирпича. При использовании раствора марки 25-100 упругая характеристика будет составлять значение в 750 единиц, при марке 10 – 500, а при марке раствора 4 – 350. Влияние прочности раствора на рассматриваемый показатель определяется следующим соотношением 0,2 – 350, 0 – 200.
Разрушение: а) по неперевязанному сечению; б) по перевязанному сечению; сечение 1-1 – разрушение по швам кладки; сечение 2-2 – разрушение с разрывом кирпичей.
Кладка из глиняного кирпича, произведенного путем полусухого прессования. Этот кирпич может быть как полнотелым, так и пустотелым. Для марок раствора в 25-200 и 10 значение упругой характеристики будет одинаковым – 500. Для марки раствора 4 значение уменьшается до показателя в 350 единиц. Определение упругости при известной прочности раствора производится по такому же алгоритму, как и с описанным выше видом кладки.
Нужно сказать, что отмеченные тут особенности соотношения величин распространяются не только на кирпичные кладки, но и на виброкирпичные панели. Самой упругими считаются кладки из бутобетона. Для них упругая характеристика не рассчитывается, а принимается за постоянную. Она составляет 2000 единиц.
Применение модуля деформации
График функции начального модуля деформации кладки Е.
Модуль деформации является производным от модуля упругости. Этот показатель применяется при расчетах в строительстве и является весьма важным, так как отвечает за прочность и долговечность все конструкции. Далее будут описаны основные ситуации, когда данный показатель высчитывается.
В первую очередь это расчет конструкций для определения их запаса прочности при усилии, которое прилагается к ним посредством сжатия, производящегося всеми элементами конструкции. То есть определяются усилия сжатия, которые прилагаются к кладке, например, затяжкой сводов или же внешними воздействиями, в том числе и природными.
Рассчитывается этот показатель следующим образом: Е = 0,5 Е0, где Е0 является модулем упругости, то есть начальным показателем деформации. То, как его высчитывать, было показано в самом начале статьи. Зная эти показатели, можно с точностью просчитать многие характеристики.
Рассматриваемая тут величина применяется и при расчете деформаций, которые происходят под воздействием сил продольных и поперечных, которые работают в неопределенных системах статического характера. Тут расчет ведется следующим образом: Е = 0,8 Е0. Как можно видеть, подсчеты практически аналогичны, за исключением постоянного числового значения.
Относительная деформация
Относительная деформация: а — кирпичный; б — сборный железобетонный; в — по металлическим кронштейнам. 1 — сборные железобетонные плиты; 2 — анкер; 3—анкерная балка; 4 — металлический кронштейн; 6 — штукатурка по сетке; 6—анкер с стяжной муфтой; 7—перекрытие; 8—защитный слой раствора.
Есть еще одно значение, вычисление которого невозможно без знания модуля упругости. Само это значение важно для расчета многих показателей, используемых при строительстве из кирпича и других материалов, имеющих схожую структуру. Речь идет об относительной деформации, учитывающей такой фактор, как ползучесть. Узнается этот показатель при помощи формулы:
где σ является напряжением, а v – коэффициент ползучести, учитывать который необходимо при расчете данного параметра.
Данный коэффициент для каждого вида кирпича имеет свое определенное значение. Оно зависит от многих параметров и показателей. В специальных документах составлены определенные таблицы, которые позволяют брать готовый коэффициент для каждого вида кирпича. Итак, рассмотрим их:
- v = 2,2 – для кирпича керамического, изготовленного методом пластического или же сухого прессования;
- v = 3,0 – для кирпича силикатного, являющегося как полнотелым, так и пустотелым.
Остальные более высокие значения v определяются для бетонных блоков и прочих подобных им материалов.
Некоторые дополнения
Помните. что нельзя полностью доверять и полагаться на существующие таблицы и произведенные расчеты. Всегда есть доля погрешности.
Нельзя полностью полагаться на производимые подсчеты и специально разработанные таблицы. Всегда будет существовать некоторая погрешность, учитывать которую необходимо. Для того чтобы избежать погрешностей при расчетах, которые могут негативно сказаться на строительном процессе, нужно следовать специальным указаниям, главнейшие из которых будут тут описаны.
Все описанные тут значения, характеристики и модули нельзя принимать как истину в последней инстанции. При строительстве, которое осуществляется в нетипичных условиях, или же при подозрении на некорректность расчетной информации позволяется руководствоваться результатами испытаний и экспериментов.
Прочие параметры
Последними из рассматриваемых параметров являются: модуль сдвига деформации усадки, а также коэффициенты линейного расширения и трения при определенном состоянии поверхности. Эти параметры тоже учитываются при расчете рассматриваемых здесь параметров и значений.
Для кирпича, который изготовлен из силикатного или же цементного вяжущего вещества, усадка деформации составляет 3*10-4. Точно такой же эта усадка является и для камней и блоков, имеющих небольшие размеры. Для более крупных материалов усадка деформации составляет 4*10-4. Модуль сдвига считается следующим образом: G = 0,4 Е0.
И напоследок рассмотрим коэффициенты трения и линейного расширения. Коэффициент трения зависит от того, какой вид строительного материала используется в строительных работах. Также зависимость этого параметра прослеживается и от состояния кладки – сухая она или же мокрая.
Коэффициент линейного расширения целиком и полностью зависит от строительного материала. Так, кирпич, произведенный из глины и являющийся пустотелым или же полнотелым, имеет значение этого коэффициента в 0,000005 град-1. А силикатный – 0,00001 град-1.
Расчет модуля упругости кирпичной кладки
Строительство из такого материала, как кирпич, на сегодняшний день все еще не потеряло своей актуальности и практикуется во многих видах возводимых зданий. Кирпичная кладка имеет целый ряд преимуществ, которые заставляют различных застройщиков обращаться к данному строительному материалу. Из кирпича строятся как частные дома, так и офисные строения, как многоэтажные здания, так и загородные коттеджи. И появление новых материалов не оттеснило этот элемент со строительного рынка.
Кирпич составляет сильную конкуренцию всем строительным материалам. И не удивительно, ведь здания и сооружения из кирпича имеют высокую прочность.
Кирпич имеет солидный список характеристик, расчетом которых занимаются инженерные группы. Знание этик характеристик обязательно для начала строительных работ.
Видео по теме “Переговоры – Поиск заказов – Политика расчета и др. – [masterkladki]”
Будет полезно более подробно рассказано про модуль упругости кирпичной кладки при кратковременных и длительных нагрузках.
Определение модуля упругости
Схема исследования модуля упругости: Рис. 1 – опыт с динамометром, Рис. 2 – график поведения пружины.
Прежде всего нужно определиться с теоретической частью данного вопроса. Эта характеристика рассчитывается по-разному для различных материалов, так как величины, входящие в формулу расчета, для каждого из материалов отличаются. Модуль упругости – это способность материала или же вещества деформироваться при применении к нему силы или же давления. Причем деформация в данном случае имеется в виду только упругая. Она является не постоянной и исчезает или сразу же после прекращения давления или применения силы, или через некоторое время.
Как уже было сказано ранее, модуль упругости – это несколько величин, каждая из которых рассчитывается по определенным правилам, свойственным тому или иному материалу. Различаются три основных модуля: Юнга, сдвига и объемной упругости.
Расчет кирпичной кладки
Четыре стадии напряженного состояния каменной кладки при сжатии.
Модуль упругости, который предполагает кирпичная кладка, рассчитывается по специальной формуле, значения для которой можно найти в специальных таблицах, сделав некоторые измерения.
Формула расчета имеет две разновидности. Первая из них предназначена для неармированной кирпичной кладки, а вторая – для кладки с армированием, выполненным продольным способом. Вот эти формулы:
Значение a – это упругая характеристика. Данная величина берется из специальных расчетных таблиц, данные из которых будут приведены чуть позже. Ru – это сопротивление, которое оказывается в ответ на сжатие кладки. Сопротивление это временное. Данное значение рассчитывается по формуле Ru = kR. Значение R является сопротивлением кладки сжатию, которое определяется по специальной таблице. Коэффициент k определяется следующим образом. При применении кирпичей и камней из рваного бута и бутобена он равен – 2,0. При использовании блоков и ячеистого бетона – 2,5.
Теперь разберем вторую формулу для кладки с продольным армированием. Величина Rsku является сопротивлением сжатию (временному) кирпичной армированной кладки. Причем производится данное сжатие на высоте не более 1,5 м.
Существует два вида формул. Первая из них производит расчеты для продольной арматуры, а вторая – для сетчатой. Вот эти формулы:
где – величина, выражающаяся в процентах, на которую заармирована кладка. Данная величина рассчитывается так:
где Аs – площадь сечения арматуры, а Ak – площадь сечения кладки.
Табличные значения
Упругая характеристика кладки (согласно СНиП II-22-81 (1995)).
Перейдем к разбору табличных значений такой переменной, как упругая характеристика, зависящая от марки раствора и его прочности. Этот показатель зависит и от вида кладки. Рассмотрим эти зависимости и определим некоторые закономерности. Также в данной части будет рассмотрены некоторые уточнения и дополнения, которые были внесены в официальные документы, регулирующие расчет модуля упругости кирпичной кладки.
Виды кладок подразделяются на 9 групп, каждая из которых требует для себя определенного уровня упругой характеристики. Эта характеристика, как уже было сказано, зависит от марки раствора, примененного к каждому виду кладки, и от его уровня прочности. В документах указаны кладки из 6 видов камней и 3 видов кирпичей.
“Упругая” характеристика
Сцепление раствора швов с камнем: а) нормальное- б) касательное.
Для сравнения приведем показатели для одного вида кладки из самого тяжелого камня и всех видов кладки из кирпича:
Кладка из крупных тяжелобетонных блоков, где использованы тяжелые заполнители. Кладка из тяжелого природного камня. При марках раствора от 25 до 200 упругая характеристика подобной кладки составляет 1500. При марке раствора 10 характеристика составляет значение в 1000 единиц. Раствор марки 4 дает упругую характеристику в 750 единиц. Зависимость «прочность раствора – упругая характеристика» выглядит следующим образом: 0,2 – 750, 0 – 500.
Видео по теме “Диаграмма растяжения, методы испытаний материалов”
Кладка из глиняного кирпича, произведенного путем пластического прессования. Этот кирпич может являться как пустотелым, так и полнотелым. Соотношение упругой характеристики и марки раствора для такой кладки выглядит следующим образом: 25-200 – 1000, 10 – 750, 4 – 500. Что касается соотношения прочности раствора и рассматриваемой величины, то оно таково: 0,2 – 300, 0 – 200.
Кладка из полнотелого и пустотелого силикатного кирпича. При использовании раствора марки 25-100 упругая характеристика будет составлять значение в 750 единиц, при марке 10 – 500, а при марке раствора 4 – 350. Влияние прочности раствора на рассматриваемый показатель определяется следующим соотношением 0,2 – 350, 0 – 200.
Разрушение: а) по неперевязанному сечению- б) по перевязанному сечению- сечение 1-1 – разрушение по швам кладки- сечение 2-2 – разрушение с разрывом кирпичей.
Кладка из глиняного кирпича, произведенного путем полусухого прессования. Этот кирпич может быть как полнотелым, так и пустотелым. Для марок раствора в 25-200 и 10 значение упругой характеристики будет одинаковым – 500. Для марки раствора 4 значение уменьшается до показателя в 350 единиц. Определение упругости при известной прочности раствора производится по такому же алгоритму, как и с описанным выше видом кладки.
Нужно сказать, что отмеченные тут особенности соотношения величин распространяются не только на кирпичные кладки, но и на виброкирпичные панели. Самой упругими считаются кладки из бутобетона. Для них упругая характеристика не рассчитывается, а принимается за постоянную. Она составляет 2000 единиц.
Применение модуля деформации
График функции начального модуля деформации кладки Е.
Модуль деформации является производным от модуля упругости. Этот показатель применяется при расчетах в строительстве и является весьма важным, так как отвечает за прочность и долговечность все конструкции. Далее будут описаны основные ситуации, когда данный показатель высчитывается.
В первую очередь это расчет конструкций для определения их запаса прочности при усилии, которое прилагается к ним посредством сжатия, производящегося всеми элементами конструкции. То есть определяются усилия сжатия, которые прилагаются к кладке, например, затяжкой сводов или же внешними воздействиями, в том числе и природными.
Рассчитывается этот показатель следующим образом: Е = 0,5 Е0, где Е0 является модулем упругости, то есть начальным показателем деформации. То, как его высчитывать, было показано в самом начале статьи. Зная эти показатели, можно с точностью просчитать многие характеристики.
Рассматриваемая тут величина применяется и при расчете деформаций, которые происходят под воздействием сил продольных и поперечных, которые работают в неопределенных системах статического характера. Тут расчет ведется следующим образом: Е = 0,8 Е0. Как можно видеть, подсчеты практически аналогичны, за исключением постоянного числового значения.
Относительная деформация
Относительная деформация: а — кирпичный- б — сборный железобетонный- в — по металлическим кронштейнам. 1 — сборные железобетонные плиты- 2 — анкер- 3—анкерная балка- 4 — металлический кронштейн- 6 — штукатурка по сетке- 6—анкер с стяжной муфтой- 7—перекрытие- 8—защитный слой раствора.
Есть еще одно значение, вычисление которого невозможно без знания модуля упругости. Само это значение важно для расчета многих показателей, используемых при строительстве из кирпича и других материалов, имеющих схожую структуру. Речь идет об относительной деформации, учитывающей такой фактор, как ползучесть. Узнается этот показатель при помощи формулы:
где является напряжением, а v – коэффициент ползучести, учитывать который необходимо при расчете данного параметра.
Данный коэффициент для каждого вида кирпича имеет свое определенное значение. Оно зависит от многих параметров и показателей. В специальных документах составлены определенные таблицы, которые позволяют брать готовый коэффициент для каждого вида кирпича. Итак, рассмотрим их:
- v = 2,2 – для кирпича керамического, изготовленного методом пластического или же сухого прессования;
- v = 3,0 – для кирпича силикатного, являющегося как полнотелым, так и пустотелым.
Остальные более высокие значения v определяются для бетонных блоков и прочих подобных им материалов.
Некоторые дополнения
Помните. что нельзя полностью доверять и полагаться на существующие таблицы и произведенные расчеты. Всегда есть доля погрешности.
Нельзя полностью полагаться на производимые подсчеты и специально разработанные таблицы. Всегда будет существовать некоторая погрешность, учитывать которую необходимо. Для того чтобы избежать погрешностей при расчетах, которые могут негативно сказаться на строительном процессе, нужно следовать специальным указаниям, главнейшие из которых будут тут описаны.
Все описанные тут значения, характеристики и модули нельзя принимать как истину в последней инстанции. При строительстве, которое осуществляется в нетипичных условиях, или же при подозрении на некорректность расчетной информации позволяется руководствоваться результатами испытаний и экспериментов.
Прочие параметры
Последними из рассматриваемых параметров являются: модуль сдвига деформации усадки, а также коэффициенты линейного расширения и трения при определенном состоянии поверхности. Эти параметры тоже учитываются при расчете рассматриваемых здесь параметров и значений.
Для кирпича, который изготовлен из силикатного или же цементного вяжущего вещества, усадка деформации составляет 3*10-4. Точно такой же эта усадка является и для камней и блоков, имеющих небольшие размеры. Для более крупных материалов усадка деформации составляет 4*10-4. Модуль сдвига считается следующим образом: G = 0,4 Е0.
И напоследок рассмотрим коэффициенты трения и линейного расширения. Коэффициент трения зависит от того, какой вид строительного материала используется в строительных работах. Также зависимость этого параметра прослеживается и от состояния кладки – сухая она или же мокрая.
Коэффициент линейного расширения целиком и полностью зависит от строительного материала. Так, кирпич, произведенный из глины и являющийся пустотелым или же полнотелым, имеет значение этого коэффициента в 0,000005 град-1. А силикатный – 0,00001 град-1.
Модуль упругости кирпичной кладки
| Страница 1 из 2 | 1 | 2 | > |
| 12.12.2004, 17:29 | #1 |
| #2 |
12.12.2004, 21:14
| Так вот в чем у меня возникла проблема: не могу понять какой же все таки модуль упругости принимать для расчетной схемы. |
СНиП II-22-81, п.3.22
при определении деформаций кладки от продольных или поперечных сил, усилий в статически неопределимых рамных системах, в которых элементы конструкций из кладки работают совместно с элементами из других материалов, периода колебаний каменных конструкций, жесткости конструкций по формуле E=0.8Eo
А если по уму то см. Пособие, п. 3.22
Зависимость между напряжениями и деформациями криволинейна, модуль деформации не является величиной постоянной
Etan=Eo(1-S/(1.1Ru))
Но это, вроде, только при действии только кратковременной нагрузки 
Кстати, коэффициент Пуассона для кладки тоже величина не постоянная, что-то вроде:
– при сжимающих напряжениях 0.2SIGMAult mue=0.1,
– при сжимающих напряжениях 0.4SIGMAult mue=0.15. 
12.12.2004, 21:47
Вы меня окончательно добили, особенно Дмитрий.
Я понимаю конечно праздник народ гуляет, а я тут с кладкой какой-то мучаюсь. Может быть я неправильно сформулировала вопрос, тогда попробую по пунктам:
1) При расчете кладки на деформации или для определения усилий я должна учитывать ползучесть?
2) Как учитывать ползучесть допустим для определения деформаций E=Eo/3 или E=0.8Eo/3 ( ню=3 для силикатного кирпича)?
3) Почему же если следовать СНиП определение деформаций следует вести при E=0.8Eo, а судя по пособию п7.19 при расчете стен на допустимую разность деформаций, при которой отсутствуют или допустимая ширина раскрытия трещин, из-за другого значения характеристики альфа модуль упругости получается примерно
E=0.166Eo не правда ли странно вроде бы одно и тоже можно определить с разницей в 5 раз?
| Если считаешь сооружение полностью кирпичное, то для распределения усилий собственно усилий модуль упругости не актуален. |
13.12.2004, 10:04
1) Насколько я смог понять, Вы строите модель здания, чтобы оценить его жесткость, распределение усилий и деформации. Поэтому на данном этапе следует применить формулу (8) СНиП с учетом ползучести – E=0.8Eo/3 (для силикатного). Для зимней кладки дополнительно введите коэффициенты по п.7.3. СНИП.
2) Если Вам потребуется посчитать разность деформаций соседних стен, по формуле (93) Пособия –
E=250*Ru=750*Ru/3=Eo/3 (для силикатного в летних условиях) или
E=170*Ru (для силикатного в зимних условиях).
3) Для детальных расчетов участков кладки в контакте с другими материалами (например, при расчете кладки над рандбалками) следует применять ф-лу (7) СНиП – E=0.5Eo/3 (для силикатного). Для зимней кладки дополнительно введите коэффициенты по п.7.3. СНИП.
Анна, разрешите узнать, на какой программе Вы делаете расчет?
P.S. Просматривая формулы, нашел ошибку в электронном СНиПе II-22-81*(изм. 2003) Стройинформа – в п.3.23 нет коэффициентов ползучести 2.2, 2.8, 3.0. Будьте осторожны, доверяйте только бумаге!
13.12.2004, 11:00
| 2) Если Вам потребуется посчитать разность деформаций соседних стен E=250*Ru=750*Ru/3=Eo/3 |
| Поэтому на данном этапе следует применить формулу (8) СНиП с учетом ползучести – E=0.8Eo/3 |
Получается что при определении в том и в другом случае деформаций разница в коэффициенте 0.8 (не так много конечно).
Но скорее всего так и нужно.
| Анна, разрешите узнать, на какой программе Вы делаете расчет? |
На Лире, правда с большим количеством кульбитов и шаманских танцев, чтобы хотя бы близко соответствовать результату.
Модули упругости и деформаций кладки при кратковременной и длительной нагрузке, упругие характеристики кладки, деформации усадки, коэффициенты линейного расширения и трения
| Вид кладки | Коэффициент k |
| 1. Из кирпича и камней всех видов, из крупных блоков, рваного бута и бутобетона, кирпичная вибриро-ванная | 2,0 |
| 2. Из крупных и мелких блоков из ячеистых бетонов | 2,25 |
Упругую характеристику кладки с сетчатым армированием следует определять по формуле 
(4)
В формулах (2) и (4) Rsku — временное сопротивление (средний предел прочности) сжатию армированной кладки из кирпича или камней при высоте ряда не более 150 мм, определяемое по формулам:
для кладки с продольной арматурой
для кладки с сетчатой арматурой
μ — процент армирования кладки;
для кладки с продольной арматурой
где Аs и Аk — соответственно площади сечения арматуры и кладки, для кладки с сетчатой арматурой μ определяется по п. 4.30;
Rsn — нормативные сопротивления арматуры в армированной кладке, принимаемые для сталей классов А-I и А-II в соответствии с главой СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций, а для стали класса Вр-I — с коэффициентом условий работы 0,6 по той же главе СНиП.
3.21. Значения упругой характеристики α для неармированной кладки следует принимать по табл. 15.
| Упругая характеристика α | |||||
| Вид кладки | при марках раствора | при прочности раствора | |||
| 25-200 | 10 | 4 | 0,2 (2) | нулевой | |
| 1. Из крупных блоков, изготовленных из тяжелого и крупнопористого бетона на тяжелых заполнителях и из тяж злого природного камня ( 1800 кг/м 3 ) | |||||
| 2. Из камней, изготовленных из тяжелого бетона, тяжелых природных камней и бута | |||||
| 3. Из крупных блоков, изготовленных из бетона на пористых заполнителях и поризованного, крупнопористого бетона на легких заполнителях, плотного силикатного бетона и из легкого природного камня | |||||
| 4. Из крупных блоков, изготовленных из ячеистых бетонов вида: | |||||
| А | |||||
| 5. Из камней ячеистых бетонов вида: | |||||
| А | |||||
| 6. Из керамических камней | |||||
| 7. Из кирпича глиняного пластического прессования полнотелого и пустотелого, из пустотелых силикатных камней, из камней, изготовленных из бетона на пористых заполнителях и поризованного, из легких природных камней | |||||
| 8. Из кирпича силикатного полнотелого и пустотелого | |||||
| 9. Из кирпича глиняного полусухого прессования полнотелого и пустотелого | |||||
| Примечания: 1. При определении коэффициентов продольного изгиба для элементов с гибкостью l0/i ≤ 28 или отношением l0/h ≤ 8 (см. п. 4.2) допускается принимать величины упругой характеристики кладки из кирпича всех видов как из кирпича пластического прессования. 2. Приведенные в табл. 15 (пп. 7 — 9) значения упругой характеристики а для кирпичной кладки распространяются на виброкирпичные панели и блоки. 3. Упругая характеристика бутобетона принимается равной α = 2000. 4. Для кладки на легких растворах значения упругой характеристики α следует принимать по табл. 15 с коэффициентом 0,7. 5. Упругие характеристики кладки из природных камней допускается уточнять по специальным указаниям, составленным на основе результатов экспериментальных исследований и утвержденным в установленном порядке. | |||||
3.22. Модуль деформаций кладки Е должен приниматься:
а) при расчете конструкций по прочности кладки для определения усилий в кладке, рассматриваемой в предельном состоянии сжатия при условии, что деформации кладки определяются совместной работой с элементами конструкций из других материалов (для определения усилий в затяжках сводов, в слоях сжатых многослойных сечений, усилий, вызываемых температурными деформациями, при расчете кладки над рандбалками или под распределительными поясами) по формуле
где, e0 — модуль упругости (начальный модуль деформаций) кладки, определяемый по формулам (1) и (2).
б) при определении деформаций кладки от продольных или поперечных сил, усилий в статически неопределимых рамных системах, в которых элементы конструкций из кладки работают совместно с элементами из других материалов, периода колебаний каменных конструкций, жесткости конструкций по формуле
3.23. Относительная деформация кладки с учетом ползучести определяется по формуле
где σ — напряжение, при котором определяется ε;
ν — коэффициент, учитывающий влияние ползучести кладки;
v = 1,8 ‑ для кладки из керамических камней с вертикальными щелевидными пустотами (высота камня 138 мм);
v = 2,2 ‑ для кладки из глиняного кирпича пластического и полусухого прессования.
v = 2,8 — для кладки из крупных блоков или камней, изготовленных из тяжелого бетона;
v = 3,0 — для кладки из силикатного кирпича и камней полнотелых и пустотелых, а также из камней, изготовленных из бетона на пористых заполнителях или поризованного и силикатных крупных блоков:
v = 3,5 — для кладки из мелких и крупных блоков, изготовленных из автоклавного ячеистого бетона вида А;
v = 4,0 — то же, из автоклавного ячеистого бетона вида Б.
3.24. Модуль упругости кладки Е0 при постоянной и длительной нагрузке с учетом ползучести следует уменьшать путем деления его на коэффициент ползучести v.
3.25. Модуль упругости и деформаций кладки из природных камней допускается принимать по специальным указаниям, составленным на основе результатов экспериментальных исследований и утвержденным госстроями союзных республик в установленном порядке.
3.26. Деформации усадки кладки из глиняного кирпича и керамических камней не учитываются.
Деформации усадки следует принимать для кладок:
из кирпича, камней, мелких и крупных блоков, изготовленных на силикатном или цементном вяжущем, — 3•10-4;
из камней и блоков, изготовленных из автоклавного ячеистого бетона (вида А), — 4•10-4;
то же, из неавтоклавного ячеистого бетона (вида Б) — 8•10-4;
3.27. Модуль сдвига кладки следует принимать равным G = 0,4 Е0, где Е0 — модуль упругости при сжатии.
3.28. Величины коэффициентов линейного расширения кладки следует принимать по табл. 16.
| Материал кладки | Коэффициент линейного расширения кладки t град. — 1 |
| 1. Кирпич глиняный полнотелый, пустотелый и керамические камни | 0,000005 |
| 2. Кирпич силикатный, камни и блоки бетонные и бутобетон | 0,00001 |
| 3. Природные камни, камни и блоки из ячеистых бетонов | 0,000008 |
| Примечание. Величины коэффициентов линейного расширения для кладки из других материалов допускается принимать по опытным данным. | |
3.29. Коэффициент трения следует принимать по табл. 17.
СНиП II-22-81 от 31.12.1981 г. Каменные и армокаменные конструкции. Часть 2
3.8. Расчетные сопротивления сжатию бутобетона (невибрированного) приведены в табл. 9.
, МПа (кгс/ ), сжатию бутобетона (невибрированного) при классе бетона
С рваным бутовым камнем марки:
50 или с кирпичным боем
Примечание. При вибрировании бутобетона расчетные сопротивления сжатию следует принимать с коэффициентом 1,15.
3.9. Расчетные сопротивления сжатию кладки из силикатных пустотелых (с круглыми пустотами диаметром не более 35 мм и пустотностью до 25 %) кирпичей толщиной 88 мм и камней толщиной 138 мм допускается принимать по табл. 2 c коэффициентами:
на растворах нулевой прочности и прочности 0,2 МПа (2 кгс/ ) – 0,8;
на растворах марок 4, 10, 25 и выше – соответственно 0,85, 0,9 и 1.
3.10. Расчетные сопротивления сжатию кладки при промежуточных размерах высоты ряда от 150 до 200 мм должны определяться как среднее арифметическое значений, принятых по табл. 2 и 5, при высоте ряда от 300 до 500 мм – по интерполяции между значениями, принятыми по табл. 4 и 5.
3.11(К). Расчетные сопротивления кладки сжатию, приведенные в табл. 2 – 8, следует умножать на коэффициенты условий работы , равные:
а) 0,8 – для столбов и простенков площадью сечения 0,3 и менее;
б) 0,6 – для элементов круглого сечения, выполняемых из обыкновенного (нелекального) кирпича, неармированных сетчатой арматурой;
в)(К) 1,1 – для крупных блоков и камней, изготовленных из тяжелых бетонов и из природного камня ( 1800 кг/ );
0,9 – для кладки из блоков и камней из автоклавных ячеистых бетонов и из силикатных бетонов классов по прочности выше В25;
0,8 – для кладки из блоков и камней из крупнопористых бетонов и из неавтоклавных бетонов. Виды ячеистых бетонов принимают в соответствии с ГОСТ 25485-82.
г) 1,15 – для кладки после длительного периода твердения раствора (более года);
д) 0,85 – для кладки из силикатного кирпича на растворе с добавками поташа;
е) для зимней кладки, выполняемой способом замораживания, – на коэффициенты условий работы по табл. 33.
3.12. Расчетные сопротивления сжатию кладки из крупных пустотелых бетонных блоков различных типов устанавливаются по экспериментальным данным. При отсутствии таких данных расчетные сопротивления следует принимать по табл. 4 с коэффициентами:
0,9 при пустотности блоков 5 %
где процент пустотности определяется по среднему горизонтальному сечению.
Для промежуточных значений процента пустотности указанные коэффициенты следует определять интерполяцией.
3.13. Расчетные сопротивления сжатию кладки из природного камня, указанные в табл. 4, 5 и 7, следует принимать с коэффициентами:
0,8 – для кладки из камней получистой тески (выступы до 10 мм);
0,7 – для кладки из камней грубой тески (выступы до 20 мм).
3.14. Расчетные сопротивления сжатию кладки из сырцового кирпича и грунтовых камней следует принимать по табл. 7 с коэффициентами:
0,7 – для кладки наружных стен в зонах с сухим климатом;
0,5 – то же, в прочих зонах;
0,8 – для кладки внутренних стен.
Сырцовый кирпич и грунтовые камни разрешается применять только для стен зданий с предполагаемым сроком службы не более 25 лет.
3.15. Расчетные сопротивления кладки из сплошных камней на цементно-известковых, цементно-глиняных и известковых растворах осевому растяжению , растяжению при изгибе и главным растягивающим напряжениям при изгибе , срезу при расчете сечений кладки, проходящих по горизонтальным и вертикальным швам, приведены в табл. 10.
Рис. 1. Растяжение кладки по неперевязанному сечению
Рис. 2. Растяжение кладки по перевязанному сечению
Рис. 3. Растяжение кладки при изгибе по перевязанному сечению
Вид напряженного состояния
Расчетные сопротивления , МПа (кгс/ ), кладки из сплошных камней на цементно-известковых, цементно-глиняных и известковых pacтворах осевому растяжению, растяжению при изгибе, срезу и главным растягивающим напряжениям при изгибе при расчете сечений кладки, проходящих по горизонтальным и вертикальным швам
при марке раствора
1. По неперевязанному сечению для кладки всех видов (нормальное сцепление; рис. 1)
2. По перевязанному сечению (рис. 2):
а) для кладки из камней правильной формы
б) для бутовой кладки
3.По неперевязанному сечению для кладки всех видов и по косой штрабе (главные растягивающие напряжения при изгибе)
4.По перевязанному сечению (рис. 3):
а) для кладки из камней правильной формы
б) для бутовой кладки
5.По неперевязанному сечению для кладки всех видов (касательное сцепление)
6.По перевязанному сечению для бутовой кладки
Примечания: 1. Расчетные сопротивления отнесены по всему сечению разрыва или среза кладки, перпендикулярному или параллельному (при срезе) направлению усилия.
2. Расчетные сопротивления кладки, приведенные в табл. 10, следует принимать с коэффициентами:
для кирпичной кладки с вибрированием на вибростолах при расчете на особые воздействия – 1,4;
для вибрированной кирпичной кладки из глиняного кирпича пластического прессования, а также
для обычной кладки из дырчатого и щелевого кирпича и пустотелых бетонных камней – 1,25;
для невибрированной кирпичной кладки на жестких цементных растворах без добавки глины или извести – 0,75;
для кладки из полнотелого и пустотелого силикатного кирпича – 0,7, а из силикатного кирпича, изготовленного с применением мелких (барханных) песков, по экспериментальным данным;
для зимней кладки, выполняемой способом замораживания, – по табл. 33.
При расчете по раскрытию трещин по формуле (33) расчетные сопротивления растяжению при изгибе для всех видов кладки следует принимать по табл. 10 без учета коэффициентов, указанных в настоящем примечании.
3. При отношении глубины перевязки кирпича (камня) правильной формы к высоте ряда кладки менее единицы расчетные сопротивления кладки осевому растяжению и растяжению при изгибе по перевязанным сечениям принимаются равными величинам, указанным в табл. 10, умноженным на значения отношения глубины перевязки к высоте ряда.
3.16. Расчетные сопротивления кладки из кирпича и камней правильной формы осевому растяжению
, растяжению при изгибе , срезу и главным растягивающим напряжениям при изгибе при расчете кладки по перевязанному сечению, проходящему по кирпичу или камню, приведены в табл. 11.
Вид напряженного состояния
, МПа (кгс/ ), кладки из кирпича и камней правильной формы осевому растяжению, растяжению при изгибе, срезу и главным растягивающим напряжениям при изгибе при расчете кладки по перевязанному сечению, проходящему по кирпичу или камню, при марке камня
Модули упругости и деформаций кладки
При кратковременной и длительной нагрузке,
Упругие характеристики кладки, деформации усадки,
Коэффициенты линейного расширения и коэффициенты трения
3.20. Модуль упругости (начальный модуль деформаций) кладки Е0 при кратковременной нагрузке должен приниматься равным:
для неармированной кладки 
для кладки с продольным армированием
 |
В формулах (1) и (2) α — упругая характеристика кладки, принимается по п. 3.21.
Модуль упругости кладки с сетчатым армированием принимается таким же, как для неармированной кладки.
Для кладки с продольным армированием упругую характеристику следует принимать такой же, как для неармированной кладки; Ru — временное сопротивление (средний предел прочности) сжатию кладки, определяемое по формуле
 |
где k — коэффициент, принимаемый по табл. 14;
R — расчетные сопротивления сжатию кладки, принимаемые по табл. 2 — 9 с учетом коэффициентов, приведенных в примечаниях к этим таблицам, а также в пп. 3.9 — 3.14.
| Вид кладки | Коэффициенты k |
| 1. Из кирпича и камней всех видов, из крупных блоков, рваного бута и бутобетона, кирпичная вибрированная 2. Из крупных и мелких блоков из ячеистых бетонов | 2,0 2,25 |
Упругую характеристику кладки с сетчатым армированием следует определять по формуле
В формулах (2) и (4) Rsku — временное сопротивление (средний предел прочности) сжатию армированной кладки из кирпича или камней при высоте ряда не более 150 мм, определяемый по формулам:
для кладки с продольной арматурой
 |
для кладки с сетчатой арматурой
 |
μ — процент армирования кладки;
для кладки с продольной арматурой
 |
Аs и Ak — соответственно площадисечения арматуры и кладки, для кладки с сетчатой арматурой μ определяется по п. 4.30; Rsn — нормативные сопротивления арматуры в армированной кладке, принимаемые для сталей классов A-I и A-II в соответствии с главой СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций, а для стали класса Вр-I с коэффициентом условий работы 0,6 по той же главе СНиП.
3.21. Значения упругой характеристики а для неармированной кладки следует принимать по табл. 15.
Т а б л и ц а 15
| Вид кладки | Упругая характеристика α | |
| при марках раствора | при прочности раствора | |
| 25-200 | 0,2 (2) | нулевой |
| 1. Из крупных блоков, изготовленных из тяжелого и крупнопористого бетона на тяжелых заполнителях и из тяжелого природного камня (γ ³ 1800 кг/м 3 ) | ||
| 2. Из камней, изготовленных из тяжелого бетона, тяжелых природных камней и бута | ||
| 3. Из крупных блоков, изготовленных из бетона на пористых заполнителях и поризованного, крупнопористого бетона на легких заполнителях, плотного силикатного бетона и из легкого природного камня | ||
| 4. Из крупных блоков, изготовленных из ячеистых бетонов вида: А Б |
СНиП II-22-81 — 12 —
Продолжение табл. 15
| Вид кладки | Упругая характеристика α | |
| при марках раствора | при прочности раствора | |
| 25-200 | 0,2 (2) | нулевой |
| 5. Из камней из ячеистых бетонов вида: | ||
| А | ||
| В | ||
| 6. Из керамических камней | ||
| 7. Из кирпича глиняного пластического прессования полнотелого и пустотелого, из пустотелых силикатных камней, из камней, изготовленных из бетона на пористых заполнителях и поризованного, из легких природных камней | ||
| 8. Из кирпича силикатного полнотелого и пустотелого | ||
| 9. Из кирпича глиняного полусухого прессования полнотелого и пустотелого | ||
| Примечания: 1. При определении коэффициентов продольного изгиба для элементов с гибкостью l0/i £ 28 или отношением l0/h £ 8 (см. п. 4.2) допускается принимать величины упругой характеристики кладки из кирпича всех видов, как из кирпича пластического прессования. 2. Приведенные в табл. 15 (пп. 7-9) значения упругой характеристики a для кирпичной кладки распространяются на виброкирпичные панели и блоки. 3. Упругая характеристика бутобетона принимается равной a = 2000. 4. Для кладки на легких растворах значения упругой характеристики a следует принимать по табл. 15 с коэффициентом 0,7. 5. Упругие характеристики кладки из природных камней допускается уточнять по специальным указаниям, составленным на основе результатов экспериментальных исследований и утвержденным в установленном порядке. |
3.22. Модуль деформаций кладки Е должен приниматься:
а) при расчете конструкций по прочности кладки для определения усилий в кладке, рассматриваемой в предельном состоянии сжатия при условии, что деформации кладки определяются совместной работой с элементами конструкций из других материалов (для определения усилий в затяжках сводов, в слоях сжатых многослойных сечений, усилий, вызываемых температурными деформациями, при расчете кладки над рандбалками или под распределительными поясами) по формуле
(7)
Е0 — модуль упругости (начальный модуль деформаций) кладки, определяемый по формулам (1) и (2).
б) при определении деформаций кладки от продольных или поперечных сил, усилий в статически неопределимых рамных системах, в которых элементы конструкции из кладки работают совместно с элементами из других материалов, периода колебаний каменных конструкций, жесткости конструкций по формуле
 |
3.23. Относительная деформация кладки с учетом ползучести определяется по формуле
σ — напряжение, при котором определяется е;
v — коэффициент, учитывающий влияние ползучести кладки;
v = 1,8 — для кладки из керамических камней с вертикальными щелевидными пустотами (высота камня 138 мм);
v = 2,2 — для кладки из глиняного кирпича пластического и полусухого прессования;
v = 2,8 — для кладки из крупных блоков или камней, изготовленных из тяжелого бетона;
v = 3,0 — для кладки из силикатного кирпича и камней полнотелых и пустотелых, а также из камней, изготовленных из бетона на пористых заполнителях или поризованного и силикатных крупных блоков;
v = 3,5 — для кладки из мелких и крупных блоков, изготовленных из автоклавного ячеистою бетона вида А;
v = 4,0 — то же, из автоклавного ячеистого бетона вида Б.
3.24. Модуль упругости кладки Е0 при постоянной и длительной нагрузке, с учетом ползучести, следует уменьшать путем деления его на коэффициент ползучести v.
3.25. Модуль упругости и деформаций кладки из природных камней допускается принимать по специальным указаниям, составленным на основе результатов экспериментальных исследований и утвержденным госстроями союзных республик в установленном порядке.
3.26. Деформации усадки кладки из глиняного кирпича и керамических камней не учитываются.
Деформации усадки следует принимать для кладок:
из кирпича, камней, мелких и крупных блоков, изготовленных на силикатном или цементном вяжущем — 3 · 10 -4 ;
из камней и блоков, изготовленных из автоклавного ячеистого бетона (вида А) — 4 х х 10 -4 ;
то же, из неавтоклавного ячеистого бетона (вида Б) — 8 · 10 – 4 ;
3.27. Модуль сдвига кладки следует принимать равным G = 0,4Е0, где Е0 — модуль упругости при сжатии.
3.28. Величины коэффициентов линейного расширения кладки следует принимать
— 13 — СНиП II-22-81
| Материал кладки | Коэффициенты линейного расширения кладки αt, град —1 |
| 1. Кирпич глиняный полнотелый, пустотелый и керамические камни 2. Кирпич силикатный, камни и блоки бетонные и бутобетон 3. Природные камни, камни и блоки из ячеистых бетонов | 0,000005 0,00001 0,000008 |
| Примечание. Величины коэффициентов линейного расширения для кладки из других материалов допускается принимать по опытным данным. |
3.29. Коэффициенты трения следует принимать по табл.17.
