Предисловие
Глава I. Материалы для каменных конструкций
2. Кирпич
3. Пустотелые керамические камни
4. Бетонные камни
5. Естественные камни
6. Облицовочные материалы
§ 2. Растворы
2. Подбор состава растворов с пластификатором из извести и глины
3. Растворы со специальными добавками-пластификаторами
Глава II. Расчет сечения каменных и армокаменных конструкций
2. Расчет сечений по разрушающим нагрузкам
3. Расчет сечений по предельным состояниям
4. Нагрузки и их сочетания
§ 4. Расчет неармированных элементов по разрушающим нагрузкам
2. Внецентренное сжатие ...
3. Растяжение, срез и изгиб
5. Расчет многослойных стен
§ 5. Расчет неармированных элементов по расчетным предельным состояниям
4. Примеры расчета
§ 6. Расчет и конструирование армированных каменных и комплексных конструкций
2. Продольное армирование
3. Комплексные конструкции
§ 7. Усиление кладки обоймами
Глава III. Общие принципы проектирования каменных конструкций
§ 10. Расчетные схемы зданий и основные конструктивные ограничения
§ 11. Деформационные швы
§ 12. Основные принципы конструктивных решений зданий и их элементов
Глава IV. Стены, столбы и фундаменты зданий
2. Сплошные стены из легких и тяжелых каменных материалов
3. Стены из облегченных кладок
4. Стены с облицовкой
5. Стены из крупных блоков
6. Несущие стены многоэтажных зданий
7. Стены промышленных зданий ....
§ 14. Столбы
2. Столбы одноэтажных зданий с упругой конструктивной схемой
§ 15. Расчет стен и столбов
2. Расчет стен подвалов
3. Определение усилий в стенах и столбах зданий с упругой кон-структивной схемой
4. Расчет анкеров
5. Расчет карнизных участков стен по методу разрушающих нагрузок
§ 16. Фундаменты
Глава V. Перемычки, распределительные устройства, висячие стены
2. Расчет перемычек
§ 18. Распределительные устройства ...
2. Расчет распределительных балок и плит
§ 19. Висячие стены
2. Определение усилий и напряжений в зоне промежуточных опор
3. Определение усилий и напряжений в зоне крайних опор
4. Примеры расчета висячих стен
Глава VI. Перекрытия и покрытия
2. Перекрытия из пустотелых керамических камней
3. Перекрытия из пустотелых бетонных камней
4. Расчет плоских перекрытий
§ 21. Покрытия с тонкостенными сводами
2. Цилиндрические своды
Литература
Text
                    М.Я. ПИЛ ьдиш, с. в. ПОЛЯКОВ
КАМЕННЫЕ
и
АРМОКАМЕННЫЕ
КОНСТРУКЦИИ
ЗДАНИЙ
т
МОСКВА • f9 55


| М. я. ПИЛЬДИШ.1 с. в. ПОЛЯКОВ кандидаты техн. наук КАМЕННЫЕ
 И АРМОКАМЕННЫЕ
 КОНСТРУКЦИИ ЗДАНИЙ Издание 2-е, переработанное ? Tiratmicbeff S' Armm*
 DWG оГШ ms ГОСУДАРСТВЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
 ИТЕРАТУРЫ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ И АРХИТЕКТУРЕ Москва 1955
ОГЛАВЛЕНИЕ Стр. Предисловие ... 5 Глава I. Материалы для каменных конструкций 11 § 1. Камни — 1. Общие замечания — 2. Кирпич . 18 3. Пустотелые керамические камни 21 4. Бетонные камни ......... 28 5. Естественные камни 32 6. Облицовочные материалы ........ 35 § 2. Растворы 42 1. Виды растворов и область их применения — 2. Подбор состава растворов с пластификатором из извести и глины 47 3. Растворы со специальными добавками-пластификаторами 52 Глава II. Расчет сечения каменных и армокаменных конструкций 55 § 3. Общие сведения . — 1. Строение каменной кладки — 2. Расчет сечений по разрушающим нагрузкам .... 57 3. Расчет сечений по предельным состояниям 60 4. Нагрузки и их сочетания : . -69 § 4. Расчет неармированных элементов по разрушающим нагрузкам 75 1. Осевое сжатие — 2. Внецентренное сжатие ... 85 3. Растяжение, срез и изгиб 102 4. Местное сжатие (смятие) . . 108 5. Расчет многослойных стен 110 § 5. Расчет неармированных элементов по расчетным предельным состояниям 113 1. Расчет по первому предельному состоянию (прочности и устой¬
 чивости) 2. Расчет по второму предельному состоянию (деформациям) . . 115 3. Расчет по третьему предельному состоянию (раскрытию трещин) 117 4. Примеры расчета 118 § 6. Расчет и конструирование армированных каменных и комплексных конструкций 122 1. Поперечное (косвенное) армирование 123 2. Продольное армирование ... 132 3. Комплексные конструкции .... 148
 § 7. Усиление кладки обоймами ... 157 3
Глава 111. Общие принципы проектирования каменных конструкций 165 § 8. Классификация зданий по их капитальности — § 9. Применение единой модульной системы (ЕМС) при проектиро вании каменных зданий 167 § 10. Расчетные схемы зданий и основные конструктивные ограничения 172 § 11. Деформационные швы 177 § 12. Основные принципы конструктивных решений зданий и их элементов 180 Глава IV. Стены, столбы и фундаменты зданий 186 § 13. Конструкции стен — 1. Классификация стен и область их применения — 2. Сплошные стены из легких и тяжелых каменных материалов . . 190 3. Стены из облегченных кладок 216 4. Стены с облицовкой 234 5. Стены из крупных блоков 248 6. Несущие стены многоэтажных зданий 252 7. Стены промышленных зданий . . .... 256 § 14. Столбы 258 1. Столбы многоэтажных зданий с жесткой конструктивной схемой 259 2. Столбы одноэтажных зданий с упругой конструктивной схемой 261
 § 15. Расчет стен и столбов . . 262 1. Определение усилий в стенах и столбах зданий с жесткой кон¬
 структивной схемой ..... 264 2. Расчет стен подвалов 283 3. Определение усилий в стенах и столбах зданий с упругой кон¬
 структивной схемой 285 4. Расчет анкеров 296 5. Расчет карнизных участков стен по методу разрушающих нагрузок 299
 § 16. Фундаменты 304 Глава V. Перемычки, распределительные устройства, висячие стены 309 § 17. Перемычки — 1. Конструктивные указания ... — 2. Расчет перемычек 311 § 18. Распределительные устройства ... 317 1. Определение напряжений вблизи точек приложения сосредото¬
 ченных сил — 2. Расчет распределительных балок и плит 321 § 19. Висячие стены .... 326 1. Общие замечания — 2. Определение усилий и напряжений в зоне промежуточных опор 329 3. Определение усилий и напряжений в зоне крайних опор . . . 334 4. Примеры расчета висячих стен ... . 341 Глава VI. Перекрытия и покрытия 353 § 20. Плоские перекрытия .... . — 1. Виды перекрытий — 2. Перекрытия из пустотелых керамических камней . 354 3. Перекрытия из пустотелых бетонных камней . . 362 4. Расчет плоских перекрытий 365 § 21. Покрытия с тонкостенными сводами ... . ' . 374 1. Своды двоякой кривизны — 2. Цилиндрические своды . 395 Литература 396 ■Стр.
ПРЕДИСЛОВИЕ Естественные камни наряду с деревом были первыми строи¬
 тельными материалами, из которых еще тысячелетия тому назад
 возводились грандиозные сооружения. Яркими примерами высокого искусства русских зодчих явля¬
 ются многочисленные соборы и кремли, возведенные из естест¬
 венного камня и из кирпича. Старинные памятники отечествен¬
 ной архитектуры поражают не только глубиной художественно¬
 го замысла, но и зрелостью инженерных решений. Большое значение для развития теории расчета и проекти¬
 рования каменных конструкций имели труды выдающихся рус¬
 ских исследователей середины XIX — начала XX вв. проф. Н. А. Белелюбского, инж. А. М. Сально, инж. П. Сальмановича,
 проф. Ф. С. Ясинского, проф. Л. Д. Проскурякова, проф. Н. К.
 Лахтина и др. В 1829 г. талантливый русский инженер А. И. Ге¬
 рард впервые предложил конструкцию облегченной каменной
 кладки, которая явилась основой для многочисленных разновид¬
 ностей такой кладки, появившихся в последующее время. Однако особенно велики достижения отечественной науки в
 области каменных конструкций после Великой Октябрьской
 социалистической революции. Коренные изменения произошли в
 методах производства каменных работ, в результате чего процес¬
 сы, выполнявшиеся вручную, заменены механизированными
 (приготовление растворов, подъем и транспортирование материа¬
 лов, монтаж каменных конструкций из крупных блоков и т. д.). С целью максимального упрощения каменных работ при ус¬
 ловии сохранения всех положительных качеств кладки были раз¬
 работаны и внедрены новые системы перевязки. Старая цепная
 перевязка кладки была постепенно вытеснена шестирядной си¬
 стемой; разработана рациональная перевязка кладки узких про¬
 стенков и столбов (проф. Л. И. Онищиком). В годы первых пятилеток по инициативе новаторов и пере¬
 довиков строительного производства организация труда камен¬
 щиков была перестроена по принципу дифференциации выпол¬
 нения отдельных процессов каменщиками соответствующих ква¬
 лификаций. Применение усовершенствованных инструментов и
 приспособлений, инвентарных лесов и подмостей, тщательная 5
разработка организации всех этапов строительства при макси¬
 мальной механизации производства работ позволили намного (в
 среднем в два-три раза) увеличить производительность труда
 каменщиков по сравнению с нормами дореволюционной России.
 Достижения лауреатов Сталинской премии Ф. И. Мальцева,
 П. С. Орлова, И. П. Ширкова, С. С. Максименко, Ф. Д. Шав-
 люгина и многих других -получили широкую известность, и их
 опыт внедряется на наших многочисленных стройках. Большое развитие получили кладки из таких эффективных
 материалов, как легкие и пустотелые бетонные камеи, дырчатый
 кирпич, пустотелая керамика и крупные блоки. Среди наиболее распространенных рациональных систем ка¬
 менных кладок, предложенных нашими изобретателями, следует
 назвать конструкции стен лауреатов Сталинской премии Н. С.
 Попова, Н. М. Орлянкина и Р. Н. Поповой, арх. С., А. Власова
 и др.; большой интерес представляют конструкции стен с воз¬
 душными прослойками и тонкие стены с эффективным утепли¬
 телем на относе (предложенные проф. Л. И. Онищиком, канд.
 техн. наук К. Н. Карташевым, лауреатами Сталинской премии
 кандидатами техн. наук С. А. Семенцовым и Н. М. Куреком
 и др.). Все указанные конструкции проверены в лабораторных и
 производственных условиях и большинство из них внедрено в
 строительную практику; они показали достаточную надежность
 и высокую экономичность (объем кладки при прочих равных
 условиях уменьшается до 3,5 раза, соответственно снижаются
 транспортные и другие расходы). Расширение области использования каменных конструкций
 потребовало во многих случаях повышения несущей способно¬
 сти кладки, что в настоящее время достигается армированием
 ее: косвенным (предложенным проф. В. П. Некрасовым) и про¬
 дольным. Комплексные конструкции, состоящие из железобетон¬
 ных и каменных элементов (предложение проф. В. П. Некрасо¬
 ва и проф. П. Л. Пастернака), допускают возможность даль¬
 нейшего повышения несущей способности каменной кладки. Нашей науке принадлежит ведущее место в области камен¬
 ного строительства в зимнее время. Трудами отечественных спе¬
 циалистов и научных работников (лауреатов Сталинской пре¬
 мии д-ра техн. наук С. А. Миронова, инж. В. И. Овсянкина,
 кандидатов техн. наук И. Г. Совалова, В. Н. Сизова, А. А.
 Шишкина и др.) практически доказана возможность возведения
 каменной кладки в зимних условиях и подробно разработаны
 различные методы такой кладки (метод замораживания, элек-
 тро- и паролрагрева, введение в раствор добавок, понижающих
 температуру замерзания, и т. п.). Кроме того, разработаны ме¬
 тоды штукатурки каменных зданий при отрицательных темпе¬
 ратурах (предложение инж. Н. Н. Березина). Все это позволяет
 ликвидировать сезонность каменного строительства и делает его
 независимым от климата района строительства и времени года. 6
Опыт отечественного строительства в последние годы показал
 полную возможность применения кладки для таких основных
 элементов, как несущие стены и столбы зданий значительной
 высоты и с крановыми нагрузками; для перекрытий и покрытий
 в виде тонких каменных сводов (предложение канд. техн. наук
 А. И. Рабиновича) и ряд других. Наглядными примерами больших достижений в области при¬
 менения каменных конструкций .для несущих элементов являют¬
 ся построенные у нас многоэтажные жилые и общественные зда¬
 ния высотой до 14 этажей с несущими стенами и столбами1,
 строительство зданий (в том числе и многоэтажных) из крупных
 блоков, особенно успешно развивающееся в последние годы,
 кладка стен и столбов промышленных зданий с кранами грузо¬
 подъемностью до 30 г, возведение кирпичных дымовых труб
 высотой до 150 м, возведение армокирпичных силосов зер¬
 новых элеваторов, эффективное применение каменной клад¬
 ки в несущих элементах мостов, особенно при пролетах
 до 40 м. Успехам в развитии каменных конструкций в СССР во мно¬
 гом способствовали методы расчета и проектирования этих кон*
 струкций, созданные советскими учеными и инженерами. За по¬
 следние 20 лет в ЦНИПС, Академии архитектуры СССР, науч¬
 но-исследовательских институтах союзных республик, ВНИОМС,
 Гипротис, Промстройпроекте и других научно-исследовательских
 и проектных организациях проведено большое количество новых
 экспериментальных и теоретических исследований, посвященных
 изучению прочности, долговечности, теплотехнических свойств,
 экономичности каменных конструкций и способов их возведения.
 Основные из этих работ выполнены сотрудниками лаборатории
 каменных конструкций ЦНИПС под руководством чл.-корр. Ака¬
 демии архитектуры СССР д-ра техн. наук. проф. Л. И. Они-
 щика. Ими была доказана несостоятельность расчета каменных
 кладок по допускаемым напряжениям и обоснован метод расче¬
 та их (как и железобетонных конструкций) по разрушающим
 нагрузкам. Этот метод впервые регламентирован «Указаниями
 по проектированию и применению каменных конструкций в ус¬
 ловиях военного времени» (У 57-43/Наркомстрой). Предложенный проф. Л. И. Онищиком метод расчета зданий
 с жесткой конструктивной схемой, — когда стена многоэтажно¬
 го здания рассматривается как многопролетная балка, — ока¬
 зался, как подтвердила более чем десятилетняя практика, до¬
 статочно надежным для расчета сооружений; применение этого
 метода существенно снижает толщину несущих стен многоэтаж¬
 ных зданий. 1 В 1952—1953 гг. в Москве по проекту инж. Г. Н. Львова впервые
 аостроен 16-этажный жилой дом с несущими каменными стенами. г 7
Дальнейшее развитие советской строительной науки и работа
 Комиссии по унификации методов расчета строительных конст¬
 рукций привели к созданию в СССР теории расчета по предель¬
 ным состояниям1. В Строительных нормах и правилах (СН и П)2 этот метод
 применен для расчета всех видов строительных конструкций.
 Метод расчета конструкций по предельным состояниям является
 дальнейшим совершенствованием расчетов по разрушающим на¬
 грузкам. Основные его преимущества заключаются в четкой
 формулировке решаемых расчетами задач и расшифровке скры¬
 тых в едином коэффициенте запаса прочности природы различ¬
 ных факторов, влияющих на его величину, По новому методу
 расчета четко формулируются предельные состояния, лимити¬
 рующие нормальную эксплуатацию конструкций (предельное
 состояние по прочности, по деформативности и т. п.), и обеспечи¬
 ваются условия, при которых ни одно из этих предельных со¬
 стояний не возникает в течение эксплуатации конструкции. Еди¬
 ный коэффициент запаса прочности заменен тремя независимы¬
 ми коэффициентами, определяющими: возможные отклонения
 нагрузок от их средних (нормативных) величин (коэффициенты
 перегрузки), изменчивость прочностных характеристик материа¬
 лов (коэффициенты однородности), а также специальные усло¬
 вия, при которых в некоторых случаях эксплуатируется здание
 или сооружение. В этом и заключается прогрессивность нового
 метода расчета, создающего возможность более сознательного
 изучения каждого из этих факторов, уточнения численных значе¬
 ний коэффициентов и условия для дальнейшей радионализации
 конструкций и экономии строительных материалов. При составлении рукописи и разработке примеров расчетов
 применены оба метода: по разрушающим нагрузкам и предель¬
 ным состояниям. Это поможет проектировщикам лучше освоить
 методику и практику расчета по СН и П. Кроме того, в книге
 приведены некоторые обоснования и пояснения изложенных в 1 Обращаясь к современному состоянию методов расчетов за границей,
 заметим, что теория расчета стен и столбов там недалеко ушла от эмпири¬
 ческих правил расчета сечений кладки, разработанных полтораста лет назад
 французским инженером Ронделе. Эти эмпирические правила, конечно, не
 могут учесть все многообразие работы сложных каменных сооружений. Несо¬
 стоятельность эмпирических правил Ронделе подтвердилась еще при строи¬
 тельстве французского Пантеона, когда вследствие неучёта реальных опорных
 условий столбов и действующих на них нагрузок произошла тяжелая авария. Английским инженером Берри в журнале «Civil Engineering and public
 works review» в октябре 1944 г. помещена статья, где он, критикуя суще¬
 ствующие английские нормы (т. е. метод Ронделе), предлагает «новую»
 методику расчета стен многоэтажных зданий, рассматривая их как свободно
 стоящие консоли, от чего у нас отказались уже в тридцатых годах. Расчет сечений каменных конструкций за рубежом производят до сих
 пор по «классической» теории сопротивления материалов. 2 Строительные нормы и правила (СН и П), Государственное издатель¬
 ство литературы по строительству и архитектуре, 1954. 8
СН и, II материалов для расчета каменных конструкций. Книга*
 может служить звеном для перехода от методов расчета по раз¬
 рушающим нагрузкам к новому, более прогрессивному, методу
 по предельным состояниям. Исключительно большие задачи должны быть решены строи¬
 телями в области проектирования и возведения каменных зда¬
 ний. В пятом пятилетнем' плане развития СССР на 1951—
 1955 гг. предусмотрено снижение себестоимости строительства
 на 20% и резкое повышение производительности труда (до.
 55%). Для успешного выполнения этих задач необходимо более
 широкое внедрение уже освоенных эффективных каменных ма¬
 териалов и конструкций, а также создание новых, позволяющих,
 использовать индустриальные методы строительства; в частно^
 сти, разработка и более широкое внедрение новых крупнораз¬
 мерных строительных элементов для стен, фундаментов и пере¬
 крытий зданий, обладающих минимальным весом, достаточной
 прочностью при использовании главным образом местных ка¬
 менных материалов. В практику нашего проектирований должны быть внедрены,
 методы расчета каменных конструкций по предельным состоя¬
 ниям и продолжены исследования по расчету прочности и ус¬
 тойчивости каменных конструкций с учетом действительных усло¬
 вий их работы в сооружениях. Вопросы проектирования сооружений для сейсмических рай¬
 онов, проектирования зданий, возводимых в зимних условиях,
 и тому подобные специальные проблемы настоящей книгой не.
 охвачецы. При составлении книги авторами использован богатый опыт*,
 накопленный советскими строителями, результаты научно-иссле¬
 довательских и проектных работ лаборатории каменных конст¬
 рукций ЦНИПС и других институтов и организаций. При подготовке к изданию настоящей книги были учтены за¬
 мечания ряда организаций и отдельных лиц, в том числе На¬
 учно-исследовательского института по строительству Министер¬
 ства строительства (канд. техн. наук С. А. Семенцов), Москов¬
 ского инженерно-строительного института им. Куйбышева
 (проф. П. JI. Пастернак), Киевского инженерно-строительного
 института, Одесского гидротехнического института (доц. П. JT.
 Еременок), Среднеазиатского политехнического института (доц.
 А. Б. Ашрабов) и др. При составлении рукописи учтены новые нормативные и ин¬
 структивные материалы в области каменных конструкций. Рас¬
 чет и конструирование каменных элементов зданий приведен в,
 соответствие со Строительными нормами и правилами (СН и П)
 и Временными указаниями по проектированию каменных и
 армокаменных конструкций (У 57-51/МСПТИ). Из этих доку¬
 ментов заимствованы основные нормативные расчетные и инст¬
 руктивные указания.
Авторы считают своим долгом отмстить использование в
 •книге материалов проф. д-ра техн. наук Л. И. Онищика, кан¬
 дидатов техн. наук А. С. Дмитриева, В. А., Камейко, И. Т. Ко¬
 това, Н. П. Максимовского, А. И. Рабиновича, С. А. Семенцова,
 А. А. Шишкина, инж. С. А. Власова и др. С благодарностью авторы отмечают помощь, оказанную им
 ■канд. техн. наук С. А. Семенцовым, давшим ряд ценных советов
 при рецензировании рукописи, большую работу редактора инж.
 JL Е. Темкина, а также работу по оформлению рукописи, выпол¬
 ненную Н. В. Ужвивмой и С. Д. Штанге. Труд между авторами разделен следующим образом: главы II (§ 1—5 и 7), III и V иаписаны канд. техн. наук М. Я. Пиль-
 дишем; главы I, II (§ 6), IV и VI — канд. техн. наук
 С. В. Поляковым. Авторы обращаются к читателям с просьбой направлять свои
 замечания и отзывы по этому изданию книги в Государственное
 издательство литературы по строительству и архитектуре (г. Мо¬
 сква, Третьяковский проезд, д. 1).
ГЛАВА / МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ КАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ Для каменной кладки применяют камни и растворы различ¬
 ных видов в зависимости от назначения и капитальности соору¬
 жения, климатических условий, района строительства, а также в
 зависимости от того, для каких частей сооружения предназна¬
 чены эти материалы. О свойствах и способах изготовления материалов для камен¬
 ной кладки подробно излагается в специальных курсах и посо¬
 биях по строительным материалам. В этой главе дается только
 краткое описание их, необходимое для развития основных поло¬
 жений по проектированию каменных конструкций. § 1. КАМНИ 1. Общие замечания Для кладки применяют естественные и искусственные кам¬
 ни. Естественные камни применяют в основном для
 кладки фундаментов и стен подвальных этажей, а камни лег¬
 ких пород — для кладки надземных частей стен; естественные
 камни твердых пород, как гранит, мрамор и пр., применяют
 для облицовки стен зданий. Искусственные камни бывают обожженные и не¬
 обожженные. К обожженным камням относят кирпич глиня¬
 ный— обыкновенный, пустотелый, дырчатый и пористодырча¬
 тый — и камни — керамические пустотелые. Необожженные
 камни изготовляют с применением вяжущих материалов. К не¬
 обожженным материалам относят: кирпич силикатный, шла¬
 ковый и зольный, камни сплошные и пустотелые из тяже¬
 лого и легкого бетона и гипсобетона, из грунтоматериалов и др. Искусственные каменные материалы имеют правильную фор¬
 му. Их применяют в основном для кладки надземных частей
 зданий и реже для кладки фундаментов и стен подвальных
 этажей. 11
В последнее время широко применяют для кладки подземных
 частей зданий крупные бетонные камни. Это наиболее эффек¬
 тивный способ устройства подвальных стен и фундаментов. Основной характеристикой каменных материалов, применяе¬
 мых для несущих конструкций, является их прочность, характе¬
 ризуемая марками. Марку камня определяют пределом прочно¬
 сти при сжатии в кг/см2, а марку кирпича — пределом прочно¬
 сти при сжатии и изгибе. Размеры и конструкции образцов для
 определения марки устанавливают в зависимости от типа камня
 соответствующими стандартами или техническими условиями.
 Определение прочности камня производят по сечению брутто. Установлены следующие марки прочности камней: 1000, 800, 600, 500, 400, 300 — камни высокой прочности
 200, 150, 100, 75, 50 — » средней » 35, 25, 15, 10, 7, 4— » низкой » К каменным материалам, применяемым для кладки наруж¬
 ных стен и фундаментов, кроме требования по прочности, предъ¬
 являют также определенные требования по морозостойкости,
 воздухостойкости и водостойкости; по объемному весу, разме¬
 рам, форме; по проценту пустотности и величине водопогло-
 щения. Морозостойкость каменных материалов в основном опреде¬
 ляет их долговечность. Каменные конструкции, находящиеся
 под воздействием атмосферных осадков, постоянно увлажняют¬
 ся; вода, попавшая в поры и трещины камня, замерзает в них
 при отрицательной температуре и, расширяясь при замерзании1,,
 стремится разорвать стенки пор. Чем большее количество воды
 попадает внутрь камня, тем большие в нем возникают внут¬
 ренние напряжения и тем опаснее становятся отрицательные
 температуры; вследствие этого более морозостойки, как пра¬
 вило, каменные материалы, плотные и не имеющие трещин, а
 также такие, поры у которых замкнуты. Попеременное замерзание и оттаивание воды в камне соот¬
 ветственно меняет его напряженное состояние, что постепенно
 увеличивает в нем остаточные деформации и в конечном итоге
 приводит к разрушению. Процесс превращения воды в лед в порах и волосных тре¬
 щинах камня проходит значительно медленнее, чем на воздухе
 при обычных условиях, и требует более низких температур,
 примерно —10 —12° [64]2. Однако даже при очень низких тем¬
 пературах камень не разрушается, если он находится в сухом
 состоянии; поэтому опасными с точки зрения воздействия на
 камень отрицательных температур являются условия, при ко- 1 При переходе в лед вода увеличивается в объеме до 9%. 2 Здесь и в дальнейшем цифры в квадратных скобках указывают поряд
 ковый номер литературного источника, полное название которого приведено
 в конце книги в библиографии. 12
горых он подвергается частому увлажнению! Таким образом,
 разрушение камня от действия на него отрицательных темпера¬
 тур определяется как его свойствами и качеством (количеством
 и характером пор, наличием трещин, прочностью), так и тем-
 ^пературно-влажностными условиями, в которых он находится. Морозостойкость каменных материалов оценивают количе¬
 ством циклов попеременного замораживания (при температуре
 не выше —15°) и оттаивания в насыщенном водой состоянии,
 которое каменные материалы выдерживают при испытании без
 разрушения и без явно видимых следов повреждений1. Для не¬
 которых каменных материалов оценка их морозостойкости про¬
 изводится еще и по степени потери ими прочности после испы¬
 тания на морозостойкость. Установлены степени морозостойкости каменных материалов
 (определяемые количеством циклов замораживаний): Мрз 10,
 15, 25, 35, 50. К камням для кладки наружных стен, фундаментов и откры¬
 тых водонасыщаемых конструкций предъявляются определен¬
 ные требования по морозостойкости (табл. 1). Предъявляются Таблица 1 Требуемая морозостойкость (Мрз) камней наружной части каменных
 конструкций зданий и сооружений и для фундаментов № п/п Виды конструкций Требуемая морозостойкость
 (Мрз) камней при классе зданий
 и сооружений* I II ill ] Наружные стены или облицовки в зависи¬
 мости от влажностного режима помещений: а) сухих и с нормальной влажностью . 25 15 10 б) влажных . 35 25 15 в) мокрых . 50 35 25 2 Выступающие горизонтальные и наклонные
 элементы каменных конструкций и обли¬
 цовок, не защищенные водонепроницае¬
 мыми покрытиями (парапеты, наружные
 подоконники, карнизы, пояски, обрезы,
 цоколи и другие части зданий, подвер¬
 гающиеся усиленному увлажнению от
 дождя и тающего снега) 35 25 15 3 Фундаменты и подземные части стен: а) из искусственных камней и бетона . 35 25 15 б) из естественных камней ..... 25 15 15 * Определение класса зданий приведено в главе ill. ' ГОСТ 7025-54. 13
они только к каменным материалам, укладываемым в наруж¬
 ной части конструкций зданий и сооружений (во внешней части
 стен зданий на глубину примерно 12 см), так как только эта
 часть находится в условиях действия низких температур, способ¬
 ных вызвать разрушение камня от переменного замораживания;
 эта же часть каменных конструкций находится в условиях и на¬
 иболее интенсивного увлажнения. Требования морозостойкости, указанные в табл. 1, установ¬
 лены для средних климатических условий СССР. Для районов
 с неблагоприятными климатическими условиями — побережий
 (на ширину 100 км) Ледовитого и Тихого океанов требования
 морозостойкости повышают на одну степень1 и, наоборот, для
 районов с благоприятными климатическими условиями — вос¬
 точнее и южнее линии, проходящей через Грозный, Сталинград,
 Саратов, Куйбышев, Чкалов, Караганда, Семипалатинск, .нор¬
 мы морозостойкости снижают на одну степень2; для районов с
 расчетной зимней температурой выше —10° требования морозо¬
 стойкости к каменным материалам вообще не предъявляют. При предохранении кладки от увлажнения конструктивны¬
 ми мероприятиями влаги в нее попадает меньше и влияние на
 кладку отрицательных температур становится менее опасным,
 что позволяет несколько снизить требования морозостойкости.
 Так, согласно Строительным нормам и правилам (СН и П) ч. II,
 количество циклов замораживания может быть снижено на одну
 степень при защите: а) от увлажнения стен помещений с повышенной влажно¬
 стью (более 60%) с внутренней стороны пароизоляцией или
 гидроизоляцией и фундаментов гидроизоляцией; б) наружных стен морозостойкими облицовками толщиной не
 менее 3,5 см (защитные штукатурки не снижают требований мо¬
 розостойкости) . Требования по морозостойкости, приведенные в табл. 1, для
 свежеизготовленного силикатного кирпича в стенах помещений
 сухих и с нормальной влажностью снижаются на одну степень,
 поскольку морозостойкость этого кирпича со временем повы¬
 шается. Если каменный материал на основании опыта прошлого
 строительства показал себя достаточно морозостойким в кли¬
 матических условиях данного района и в аналогичных эксплуа¬
 тационных условиях, то специальную проверку его морозостой¬
 кости испытанием можно не производить. К камням для перекрытий и кладки внутренних стен и стол¬
 бов зданий требования испытания морозостойкости не предъ¬
 являются. Некоторые виды камней, например, гипсобетонные или из
 грунтоматериалов, при намокании сильно размягчаются, что 1 Но не выше Мрз 50. 2 Но не ниже Мрз 10. М
Таблица 2 Минимально допускаемые марки камней для кладки наружной части стен
 и открытых водонасыщаемых конструкций Марки камней при
 классах зданий Условия применения Наименование камней I II ш 1. Наружные стены а) Кирпич полнотелый: зданий с помещениями глиняный обыкновенный сухими и с нормальной пластического прессова- 75 50 50 влажностью (при от¬ НИЯ # • ■•••••«• носительной влажности то же, сухого прессования 100 75 50 60 % и менее) силикатный 100 75 75 шлаковый — 75 25 б) Кирпич пустотелый и лег¬
 ковесный: пустотелый сухого прес¬ 50 сования 75 75 дырчатый и пористо-дырча¬ 75 50 тый 50 пористый — 75 35 трепельный 75 35 в) Камни керамические: с вертикальными пустота¬ 100 ми 75 75 с горизонтальными пусто¬ 50 35 тами 35 г) Камни бетонные всех видов (сплошные и пустотелые) 75 50 35 д) Камни естественные объем¬
 ного веса: 7 >1600 кг/м? 100 50 35 7<1600 25 15 7 2. Наружные стены а) Кирпич полнотелый: зданий с влажными по¬ глиняный обыкновенный мещениями (при отно¬ пластического прессова¬ сительной влажности ния 150 100 75 60—75%), а также цоколи силикатный — 200 100' (выше гидроизоляцион¬ б) Кирпич пустотелый, дырча¬ ного слоя) зданий с су¬ тый, пористый и пористо¬ 75 хими, нормальной влаж¬ дырчатый — — ности и влажными поме¬
 щениями в) Камни бетонные из тяжело¬
 го бетона (7 > 1 600 кг/м3)
 за исключением камней
 на топливном шлаке: сплошные 100 75 50 пустотелые . • 75 50 35- г) Камни легкобетонные сплошные — — 75 д) Камни естественные объем¬
 ного веса: 7 > 1 600 кг/м3 200 150 100 7<1600 „ 100 75 50 15
Продолжение табл. 2 Условия применения Наименование камней Марки камней при
 классах зданий I II ш 3. Наружные стены
 зданий с мокрыми по¬
 мещениями (при относи¬ а) Кирпич полнотелый, глиня¬
 ный обыкновенный плас¬
 тического прессования . 200 150 100 тельной влажности более
 75%), а также открытые
 водонасыщаемые кон¬
 струкции зданий и со¬
 оружений, подвергаю¬ б) Камни бетонные сплошные
 из тяжелого бетона
 (у > 1 600 яг/ле3) за исклю¬
 чением камней на топли¬
 вном шлаке . . . . . 150 100 75 щихся воздействию ат¬
 мосферных осадков в) Камни естественные тяже- ЛЫ6 . • • • • . • • . 300 200 150 вызывает значительное снижение их прочности и долговечности.
 Такие камни недопустимы в кладке наружных стен в капиталь¬
 ных зданиях; их можно применять для наружных стен лишь в
 зданиях III класса с сухими и с нормальной влажностью по¬
 мещениями. Особенно жесткие требования предъявляются к
 водостойкости каменных материалов, применяемых во влажных
 условиях (для фундаментов и цоколей, стен помещений с по¬
 вышенной влажностью воздуха и т. п.). Водостойкость камней оценивается коэффициентом размяг¬
 чения: отношением предела прочности камня в насыщенном во¬
 дой состоянии к пределу прочности его в воздушносухом со¬
 стоянии. Бетонные камни со шлаковым заполнителем из бурых углей
 (содержащим несгоревшие частицы угля) могут терять свою
 прочность при длительном пребывании в воздушносухих усло¬
 виях и нормальном температурно-влажностном режиме. До настоящего времени пока нет точного способа для оцен¬
 ки воздухостойкости каменных материалов — руководствуются
 прежде всего практическим опытом. Стойкость камней против
 атмосферных воздействий и их долговечность определяет в
 некоторой мере их прочность. Исходя из этих соображений, в
 табл. 2 и 3 приведены минимально допускаемые марки камней
 для кладки наружной части стен и фундаментов в зависимости
 от условий влажности и класса зданий1. Размеры камней устанавливают в зависимости от способов
 «х изготовления и укладки. Кирпич и мелкие камни укладыва¬
 ют вручную. Размеры кирпича ограничиваются условием удоб¬
 ства для захвата его одной рукой: для этого ширину его делают 1 Данные о минимально допустимых марках камней приводятся из
 «Временных указаний по проектированию каменных и армокаменных конст¬
 рукций» (У 57-51/МСПТИ). 16
Таблица 3 Мнявм&льно допускаемые марки камней для подземной кладки
 и кладки цоколей ниже гидроизоляционного слоя Условия применения Наименование камней Марки камней при
 классах зданий I II III 1. Грунт сухой а) Камни естественные объем¬ ного веса: 7 > 1 600 кг/м3 7<1600 , б) Кирпич полнотелый: глиняный обыкновенный
 пластического прессова- НИЯ • • • • • силикатный в) Камни бетонные из тяже¬ лого бетона за исклю¬
 чением камней на топлив
 ном шлаке .... 150 100 50 75 50 35 150 100 75 г 150 100 100 75 50 2. Грунт влажный а) Камни естественные объем¬ ного веса: 7 > 1 600 кг/м9 7<1600 , б) Кирпич полнотелый глиня¬ ный обыкновенный плас¬
 тического прессования . в) Камни бетонные из тяже¬ лого бетона (7 > 1 800 кг/мг) за исклю¬
 чением камней на топ¬
 ливном шлаке 200 100 150 100 150 75 100 75 100 50 75 50 3. Грунт, насыщенный водой а) Камни естественные объем¬
 ного веса (j > 1 600 кг/м9) 300 200 150 б) Кирпич полнотелый глиня¬ ный обыкновенный пла¬
 стического прессования . 200 150 100 в) Камни бетонные из тяже¬ лого бетона
 (у > 1 800 кг/м3) за ис¬
 ключением камней на
 топливном шлаке . ... 150 100 75 Примечания к табл. 2 и 3. 1. При защите стен влажных и мокрых
 помещений с внутренней стороны пароизоляционным или гидроизоляционным
 слоем и при наружной облицовке стен и цоколей плитами толщиной не ме¬
 нее 35 мм требуемые минимальные марки снижаются на одну степень. 2. При защите подземной кладки от увлажнения гидроизоляцией требу¬
 емые минимальные марки камня снижаются на одну степень. 3. Применение легкобетонных камней, изготовленных на топливных шла¬
 ках, допускается для кладки стен зданий I класса высотой не более 9 эта¬
 жей при относительной влажности помещений 60% и менее при условии
 облицовки стен с наружной стороны кладкой из полнотелого кирпича на
 толщину не менее 12 см. 2 Зак. 1494 17
не более 12 см, а вес — 5 кг. Толщина сплошного кирпича
 в целях обеспечения равномерного обжига должна быть не бо¬
 лее 6,5 см. Толщину дырчатого и пористо-дырчатого кирпича
 принимают 103 мм, что соответствует полуторной толщине обык¬
 новенного кирпича со швом; допускается изготовление кирпича
 двойной толщины — 140 мм. Камни более крупных размеров и веса могут укладываться
 вручную только при помощи обеих рук; во избежание быстрого
 утомления каменщика вес таких камней, как правило, Не дол¬
 жен превышать 24 кг. Камни, укладываемые каменщиком вруч¬
 ную, называются обыкновенными камнями или камнями для
 ручной укладки. Более тяжелые камни могут укладываться
 только при помощи механизмов и называются крупными. Существует большое количество видов камней, отличаю¬
 щихся исходными материалами, формой и размерами, а также
 количеством, формой, расположением и размерами пустот. Пустоты в камнях устраиваются для улучшения теплотехни¬
 ческих свойств камней, уменьшения расхода материалов, необ¬
 ходимых для их изготовления, уменьшения веса и т. п. При не¬
 значительном по отношению к объему камня объеме пустот
 теплотехнические свойства камня мало изменяются по сравне¬
 нию^ теплотехническими свойствами сплошного камня, поэто¬
 му камни с пустотностью до 15% относят условно к категории
 сплошных. Важным показателем является объемный вес материала кам¬
 ней; чем меньше объемный вес, тем лучше теплотехнические
 свойства камней. Применение для кладки наружных стен кам¬
 ней малого объемного веса уменьшает толщину стен, а следова¬
 тельно, вес, количество потребных материалов, транспортные и
 другие расходы. Малому объемному весу материала камней часто
 соответствует низкая его прочность, а иногда и недостаточная
 морозостойкость, что следует иметь в виду при выборе типа
 камней для несущей кладки наружных стен и фундаментов. 2. Кирпич Кирпич, применяемый для строительных конструкций в зави¬
 симости от исходных материалов делят на кирпич: глиняный
 обожженный, силикатный автоклавный (известково-песчаный),
 шлаковый автоклавный (или запарочный), трепельный обож¬
 женный, глиняно-трепельный обожженный и легковесный глиня¬
 ный обожженный с добавкой выгорающих или легких материа¬
 лов. В зависимости от способа прессования различают: кирпич
 глиняный обожженный пластического и сухого прессования; в за¬
 висимости от строения — кирпич сплошной (полнотелый), пусто¬
 телый, дырчатый, пористо-дырчатый и пористый.
Кирпич изготовляют размерами 250X120X65 мм (одинар¬
 ной толщины) и 250Х120ХЮЗ мм (полуторной толщины). По
 проекту нового ГОСТ на кирпич глиняный дырчатый пластиче¬
 ского прессования (разработанного совместно ЦНИПС и
 РосНИИМС) рекомендуются новые типы дырчатого кирпича
 размерами в плане 250X120 и толщиной 88 мм. В настоящее время наряду со сплошным глиняным и сили¬
 катным кирпичом для каменной кладки широко применяют раз¬
 личные виды эффективного кирпича (пустотелого, дырчатого,
 пористо-дырчатого и легковесного), имеющего более высокие
 технико-экономические показатели, чем сплошной кирпич. Существует большое количество разновидностей пустотелого
 и дырчатого кирпича, отличающихся друг от друга количеством,
 формой и расположением в нем отверстий. Выбор последних
 зависит от качества глин и технологии изготовления кирпича.
 Наиболее рациональным с теплотехнической точки зрения ока¬
 зывается такой кирпич, пустоты в котором в большом количе¬
 стве и равномерно распределены по всему объему кирпича. Во
 избежание проникновения раствора внутрь отверстий кирпича
 размеры их не должны быть большими. Сочетание техноло¬
 гических возможностей и качества сырья с предъявляемыми к
 пустотелому кирпичу теплотехническими требованиями иногда
 бывает затруднено, что приводит к изготовлению кирпича с ма¬
 лой пустотностью (до 15%), который по своим теплотехническим
 качествам практически не отличается от сплошного глиняного и
 силикатного кирпича; такой кирпич (с объемным весом брутто
 более 1 450 кг/м3) по теплотехническим показателям условно
 относят к сплошному. В РосНИИМС разработана технология изготовления пори¬
 сто-дырчатого кирпича посредством введения в шихту для по¬
 вышения пористости керамической массы выгорающих добавок.
 Такой кирпич при сравнительно небольшой пустотности, но с
 пористой структурой, образуемой за счет выгорающих примесей,
 обладает достаточно хорошими теплотехническими показателями. Инструкцией И 124-51/МСПТИ [26] рекомендуются следующие
 виды многодырчатого и пористо-дырчатого кирпича (рис. 1 и 2): 1) многодырчатый объемного веса (брутто) 1 250— 1 300 кг/мъ и пустотностью 30% со 105 отверстиями размерами
 10X8,5 мм, 60 отверстиями размерами 12X12,5 мм и с 31 от¬
 верстиями размерами 11,6X25 мм; 2) пористо-дырчатый объемного веса (брутто) 1 200— 1 400 кг/м3 и пустотностью за счет отверстий 19% с 32 круглы¬
 ми отверстиями диаметром 15 мм и объемного веса 1 300— 1 400 кг/мъ и пустотностью за счет отверстий 13%, с 19 круг¬
 лыми отверстиями диаметром 16 мм. В разработанном ЦНИПС и РосНИИМС проекте ГОСТ ре¬
 комендуются следующие типы дырчатого кирпича пластического
 прессования с 13, 19, 24 и 36 круглыми отверстиями диаметром 2* 19
16 мм с пустотностью соответственно 8,5; 12; 15,6 и 23,5% и
 58 отверстиями размерами 12X12,5 мм с пустотностью 29%,
 причем такой кирпич можно изготовлять с легковесными или
 выгорающими добавками с таким содержанием их, чтобы объ¬
 емный вес кирпича (брутто) был не более 1 450 кг/м*. Отверстия Рис. 1. Многодырчатый кирпич а - с 105 отверстиями; б — с 60 отверстиями; в - с 31 отверстием можно устраивать и других форм (квадратные, прямоугольные
 и др.) с площадью пустот не более 2,0 см2 и шириной прямо¬
 угольных или овальных пустот не более 12 мм. Рис. 2. Пористо-дырчатый кирпич и — с 32 отверстиями; б — с 19 отверстиями Преимущества многодырчатого и пористо-дырчатого кирпи¬
 ча по сравнению со сплошным глиняным и силикатным следу¬
 ющие. 1. Более высокое термическое сопротивление многодырчато¬
 го и пористого кирпича уменьшает толщину наружных стен в
 среднем на 1/2 кирпича, объем кладки стен до 20% и, следова¬
 тельно, сокращает время, трудовые затраты, расход материалов
 на устройство стен, снижает их стоимость. 2. Снижение объемного веса кирпича и улучшение в процес¬
 се изготовления (благодаря наличию пустот) условий сушки и
 обжига позволяют производить кирпич полуторной высоты, что
 приводит к уменьшению количества горизонтальных швов в
 кладке и к снижению расхода раствора. 20
3. Уменьшение веса кирпича и толщины стены облегчает
 вес стены (в среднем на сплошном участке стены до 35%),
 что в свою очередь облегчает и конструкции, воспринима¬
 ющие вес стены (нижележащие стены, фундаменты, каркасы
 и т. д.). 4. Изготовление пустотелого кирпича требует меньшего рас¬
 хода сырья, электроэнергии и топлива. Исходя из изложенных соображений, следует считать целе¬
 сообразным применение сплошного кирпича только в тех кон¬
 струкциях, где его прочность может быть достаточно полно ис¬
 пользована: в несущих столбах, простенках, стенах нижних
 этажей многоэтажных зданий и стенах промышленных зданий,
 несущих крановые нагрузки, а также в тонких и пустотелых сте¬
 нах, в которых часть объема кирпичной кладки заменена более
 эффективным, чем кирпич, теплоизоляционным материалом
 и т. д. Сплошной глиняный кирпич — один из наиболее древних
 видов искусственных камней. Как показал длительный опыт
 эксплуатации кирпичных зданий и сооружений, хорошо обож¬
 женный сплошной глиняный кирпич пластического прессования
 является весьма долговечным материалом. По условиям долго¬
 вечности он может быть применен для кладки надземных и
 подземных конструкций зданий всех классов. Широкое распро¬
 странение в строительстве получил также силикатный кирпич,
 показавший высокую долговечность в надземной части наруж¬
 ных стен зданий. Долговечность других видов кирпича ниже; кроме того, еще
 не имеется достаточного опыта их использования во влажных усло¬
 виях, поэтому их часто не рекомендуют, а иногда и не допуска¬
 ют к применению в фундаментах и в наружных конструкциях,
 подвергающихся интенсивному увлажнению. Подробные указа¬
 ния, ограничивающие область применения различного вида кир¬
 пича, приведены в табл. 2 и 3. Не допускается также применение силикатного кирпича,
 шлакового и легковесного для кладки, подвергающейся
 значительному нагреванию (кладка печей, дымовых труб
 и т. д.). Требования к некоторым наиболее применяемым видам кир¬
 пича приведены в табл. 4. 3. Пустотелые керамические камни Многолетний опыт применения в строительстве пустотелых
 керамических камней показал, что они — один из наиболее цен¬
 ных каменных материалов, в которых с производственными и
 экономическими преимуществами совмещаются такие важные
 качества, как долговечность, высокая прочность и теплоизоли¬
 рующие свойства. 2!
Таблица 4 Основные требования к кирпичу Вид кирпича се V* X С Си К * св « О. со 2 Предел прочности в кг 1см при сжатии к к ю о к
 0,4 5 и fi а а о Я п ►а се 2 К «« §3 при изгибе «'g S в яю О *=t я О) « со ^5 5 и f=i Си Л «=; се 2 s И « S3 2 сг>
 2 о* о W
 S * 8 8 Hg CJ а Объемный вес
 (брутто) в кг/м з 1. Глиняный
 обыкновенный
 (сплошной):а)плас-
 тического прес¬
 сования (ГОСТ
 530-54). Водопогло-
 щение не менее 8%
 б) сухого прес¬
 сования (ГОСТ
 530-54). Водопо-
 глощение не ме¬
 нее 8 % 150 150 100 28 14 / 1 700—1900 для 100 100 75 22 11 15 ! кирпича плас- 75 75 50 18 9 | тического 50 50 35 16 8 1 прессования 150 150 100 20 10 ( 1 800—2 000 для 100 100 75 16 8 15 ! кирпича 75 75 50 12 i 6 j сухого прес-
 1 сования 2. Силикатный
 сплошной (ГОСТ
 379-53). Водопо-
 глощение не более
 16 % и не менее 8* 150 100 75 150 100 75 125 75 50 j 28 22 18 20 1
 12
 10 ► 15 | 1800-2000
 1 3. Легковесный Класс А (ГОСТ 648-41) 100 100 80 22 18 700-1 000, 75 75 60 18 16 1 Л класс Б 50 50 40 16 12 10 * 1 000-1 200, 35 35 28 12 10 класс В 1 200—1 400 f 4. Шлаковый 75 75 60 - ( сплошной (ГОСТ 50 50 40 10 1 200-1 800 1148-41) 25 25 20 1 5. Глиняный 150 150 125 20* 15* 1 1-я группа не дырчатый пласти¬ 100 100 85 16 12 1 более 1 300, ческого прессова¬ 75 75 60 14 10 * о | 2-я группа ния одинарной и 50 50 40 12 8 1 1 300—1 450 полуторной высо¬ ты (ГОСТ 6316-52). - Водопоглощениё не менее 6 % 6. Кирпич гли¬ 100 100 85 16 12 J няный пустотелый 75 75 60 14 10 15 < Не более 1 500 полусухого прес¬ 50 50 40 12 8 ( сования (ГОСТ 6248-52). Водопо- глощение не ме¬ нее 8 % * Требования по изгибу для полуторного кирпича необязательны, однако данные кпытани
 на изгиб в паспорте должны быть приведены. 22
Натурные обследования1 зданий из керамики показали, что
 даже в условиях морского климата Эстонии наружные конст¬
 рукции из хорошо обожженной керамики оказались значитель¬
 но более долговечными, чем наружные конструкции из таких
 естественных каменных материалов как граниты, известняки и др. Существовало мнение, что получение прочных пустотелых
 керамических камней возможно только из глин высокого каче¬
 ства. Однако, как показали исследования, изготовление пусто¬
 телых керамических камней марки 100 и выше возможно из
 обыкновенных глин, месторождения которых широко распрост¬
 ранены; правда, в этом случае приходится изготовлять камни
 с более утолщенными стенками (толщиной не менее 15 мм). Прак¬
 тика массового заводского изготовления подтвердила справед¬
 ливость этих исследований. В настоящее время пустотелую ке¬
 рамику широко применяют в Москве, на Украине, в Белорус¬
 сии, Эстонии, Латвии и других районах страны. Как правило, керамические камни изготовляют с большим
 количеством пустот, объем которых в отдельных случаях дрсти-
 гает 60% объема камня. Такие камни даже при сравнительно
 больших размерах имеют малый объемный вес, что позволяет
 укладывать их вручную. С теплотехнической точки зрения лучше такие камни, кото¬
 рые имеют большее количество пустот, расположенных перпен¬
 дикулярно тепловому потоку в стене. С этой точки зрения
 наиболее целесообразны камни с узкими сквозными щелями, раз¬
 деленными друг от друга тонкими сменками (минимальная тол¬
 щина последних определяется качеством глин и технологическим
 процессом производства камней). В зависимости от пустотности
 и объемного веса керамической массы объемный вес пустоте¬
 лых керамических камней колеблется от 1 ООО до 1 400 кг/м3;
 для камней с вертикальным положением пустот в кладке он
 должен быть не более 1 400 кг!мъ, а для камней с горизонталь¬
 ным положением пустот в кладке —не более 1 300 кг/м3. Мо¬
 розостойкость стеновых пустотелых камней по ГОСТ 6328-52
 составляет не менее 15. Наряду с устройством пустот для снижения объемного веса
 камня и улучшения его теплоизолирующих свойств в шихту
 (керамическую массу) при изготовлении камня вводят иногда
 выгорающие добавки. Как показали исследования НИИСтройкерамики, при введе¬
 нии добавок в количестве 15% объемный вес керамической
 массы снижается на 10—15%. Однако следует иметь в виду,
 что введение в шихту выгорающих добавок вызывает снижение
 пластичности массы и ухудшение ее формуемости, что отрица¬
 тельно сказывается и на прочности камня. 1 Проведенные Академией архитектуры СССР (канд. техн. наук С. С.
 Чарный). 2S
Сотрудник Академии архитектуры УССР инж. Н. А. Сахаро¬
 ва разработала способ изготовления пустотелых керамических
 камней с мелкопористой структурой черепка, получаемой во
 время обжига в результате термического разложения углекис¬
 лого кальция, входящего в состав мергелистых глин; такие
 глины распространены на территории УССР. Стеновые щелевидные камни [74] с пустотностью от 35 до
 45% имеют объемный вес от 0,6 до 0,9 т/м3. Предел прочности
 их при сжатии достигает 125 кг/см2 (по площади брутто). Ко¬
 эффициент теплопроводности пористо-пустотелых керамических
 камней на 20—30% ниже коэффициента теплопроводности таких
 же по конструкции и размерам пустотелых керамических кам¬
 ней с обычным плотным черепком. По сравнению с обыкновен¬
 ным сплошным кирпичом коэффициент теплопроводности пори¬
 сто-пустотелой керамики в 3 раза меньше (соответственно 0,70 и 0,24 ккал/м час град). Морозостойкость пористо-пустотелых кам¬
 ней по опытам Академии архитектуры УССР соответствует
 25 циклам замораживания. Технико-экономические показатели кладки из керамических
 камней более высокие не только по сравнению с кладкой из
 сплошного кирпича, но при условии применения лучших типов
 керамических камней и по сравнению с кладкой из дырчатого
 кирпича. Преимущества материалов из пустотелой керамики
 определяются малым объемным весом, большим размером кам¬
 ней, возможностью получения камней с высокими теплоизоли¬
 рующими свойствами и т. п. По своему назначению пустотелые керамические камни де¬
 лят на камни для вертикальных элементов конструкций (рис. 3)
 и камни для перекрытий и покрытий (рис. 4). Камни для вертикальных конструкций в свою очередь де¬
 лятся на камни для: 1) несущих, 2) каркасных стен и 3) внут¬
 ренних стен и перегородок. Проектом ГОСТ (разработанным совместно ЦНИПС и Рос-
 НИИМС) устанавливаются следующие типы керамических пу¬
 стотелых камней: три типа камней (типы I, II и III) с разме¬
 рами в плане, соответствующими размерам обыкновенного
 кирпича (250X120 мм), и толщиной 140 мм, равной двойной
 толщине кирпича, и один тип камня (тип IV) с размерами, от¬
 вечающими единой модульной системе (размеры основного кам¬
 ня в плане 190X190 мм, толщина 188). Для типа IV, кроме
 камня основного размера, предусматриваются также камни до¬
 полнительных размеров, необходимых для перевязки кладки и
 устройства проемов в стенах. Объем пустот в камне выбирается в зависимости от назна¬
 чения камня. Так, во избежание сильного снижения прочности
 камней, применяемых для кладки несущих стен, количество пу¬
 стот в них не должно превышать 40% по объему и в среднем
 составляет 35% [18]. В камнях для кладки в каркасных стенах 24
и для перегородок объем пустот—не менее 40% и доходит до
 60%. В настоящее время для кладки стен и перегородок применя¬
 ют камни как с вертикальным, так и с горизонтальным располо¬
 жением пустот. При горизонтальном расположении пустот обес¬
 печивается более равномерное заполнение раствором гори- т I j Рис. 3. Пустотелые керамические камни для стен а — камни с вертикальным расположением пустот (разрабо¬
 таны в ЦНИПС А. С. Дмитриевым); б — камни с горизон¬
 тальным расположением пустот (разработаны в Высотстрое
 К. М. Кочуновым); в — камни с вертикальными пустотами,
 принятые Исполкомом Моссовета для кладки несущих стен;
 г—камни с горизонтальными пустотами, принятые Исполкомом
 Моссовета для кладки заполнения каркасов 25
зантальных швов кладки, что несколько повышает ее прочность
 (примерно «а 10—15%). Однако это положение справедливо,
 если марка обоих типов камней одинакова, В то же время
 исследования показывают, что предел прочности камня
 при загружении его перпендикулярно направлению пустот зна¬
 чительно меньше, чем при загружении его вдоль пустот. В свя¬
 зи с этим и прочность кладки из камней с горизонтально рас¬
 положенными пустотами, подвергнутой воздействию вертикаль¬
 ной нагрузки, ниже, чем из тех же камней, но с вертикально Рис. 4. Пустотелые керамические камни для перекрытий а, 6 — симметричные двухпустотные; в — несимметричный четырехпустотный; г — камень типа „Стандарт" расположенными пустотами. Поэтому для несущей кладки бо¬
 лее целесообразно применять камни с вертикальными пустота¬
 ми [18]. Исполкомом Моссовета для кладки несущих стен Москвы
 утверждена в 1952 г. конструкция керамических камней с вер¬
 тикальными щелевидными пустотами. Вертикальное расположе¬
 ние пустот рекомендуется также Техническими условиями
 Минтяжстроя (ТУ 78-51). Во избежание проваливания раство¬
 ра внутрь отверстий камня ширину отверстий при их верти¬
 кальном расположении делают не более 12 мм. Ширину
 щели в камнях с горизонтальными пустотами ГОСТ не
 нормирует. В тех случаях, когда к кладке не предъявляют высоких тре¬
 бований по прочности (например, в перегородках), более целе¬
 сообразно использовать камни с горизонтальным расположени¬
 ем пустот, поскольку в этом случае расстилание раствора в
 горизонтальном шве удобнее, чем при вертикальном располо¬
 жении пустот. Для кладки, к которой не предъявляют тепло¬
 технические требования, а также требования по прочности,
 пригодны камни с крупными пустотами. Пустотелые керамические камни применяют для кладки: не¬
 сущих стен зданий высотой до пяти этажей или пяти верхних
 этажей более высоких зданий; самонесущих стен; внутренних
 стен и перегородок для заполнения каркасов. Их применение не
 допускается для кладки наружных стен зданий с влажными и
 мокрыми помещениями. 26
Пустотелая керамика для перекрытий получила значитель¬
 ное распространение на Украине, в Эстонии и Белоруссии. Так
 же как и для стен, для перекрытий предложено большое коли¬
 чество различных типов керамических камней. Некоторые из
 них показаны на рис. 4. Наиболее целесообразны для перекрытий симметричные кам¬
 ни типа Гипротис1; эти камни, отличаясь простотой формы
 (снижающей требования к пластичности глин), могут приме¬
 няться в сборных и монолитных конструкциях перекрытий. Применение их рекомендуется «Инструкцией по применению
 пустотелых керамических и легкобетонных камней для устройства
 перекрытий» (И 178-53/Минстрой). Керамические камни для перекрытий рекомендуются следу¬
 ющих размеров (внешних): по длине — 245 мм; по шири¬
 не — 245 мм и по высоте — 140 и 190 мм. Таблица 5 Требования к пустотелым керамическим камням Предел прочности
 при сжатии (брутто) в кг 1см? Степень Объемный вес
 (брутто) в сух
 состоянии в кг/м* Вид камней Марка камней 1 средний
 для 5 об¬
 разцов минималь¬ ный морозо¬
 стойкости
 (Мрз) не
 менее 1. Камни для стен
 (ГОСТ 6328-52)
 Водопоглощение не
 менее 6% 150 100 75 50 35 150 100 75 50 35 125 85 60 40 28 ч 15 1 ( При верти¬
 кальном рас¬
 положении
 пустот не
 более 1 400
 При горизон¬
 тальном рас¬
 положении
 пустот не
 более 1 300 2. Камни для пере¬
 крытий при испыта¬
 нии камней вдоль пу¬
 стот (Нормаль. HP
 157-53/Минстрой).
 Водопоглощение кам¬ 100 100 75 ней не менее 8 % и 75 75 55 не более 20 % 50 50 40 " ~ 1 Как показали исследования, проведенные в ЦНИПС канд. техн. наук
 А. И. Рабиновичем. Конструкция камней предложена инж. Б. Ф. Василье¬
 вым и инж. Н. Л. Табенкиным. 27
Перекрытия из камней типа Гипротис по прочности не ус¬
 тупают перекрытиям из камней более сложной формы. Размеры
 камней типа Гипротис по длине и ширине равны 245 мм, а вы¬
 соте 140 и 190 мм (см. Нормаль. HP 157-53/Минстрой). Основные требования, предъявляемые к пустотелым ке¬
 рамическим камням для стен и перекрытий, приведены
 в табл. 5. 4. Бетонные камни По своему назначению бетонные камни делят на два вида:
 камни для вертикальных элементов конструкций (фундаменты,,
 стены, столбщ, перегородки) и для горизонтальных конструкций,
 (покрытия и перекрытия). В зависимости от размера и веса бетонные камни подразде¬
 ляют на камни обыкновенные (вес до 35 кг), укладываемые
 вручную, и крупные (вес 500 кг и более), предназначенные для
 механизированной укладки. Высокий уровень развития механизации строительства соз¬
 дал все необходимые предпосылки для широкого внедрения в
 строительство крупных шлакобетонных и бетонных камней (бло¬
 ков). Значительные достижения уже имеют строители Ленин¬
 града и других городов в строительстве жилых зданий из круп¬
 ных шлакобетонных блоков. По объемному весу бетона камни делят на три группы: из
 тяжелых бетонов (объемный вес более 1 600 кг/м6), легких
 (объемный вес до 1600 кг/мъ) и ячеистых бетонов (объемный
 вес менее 1 200 кг/мъ). Объемный вес бетона определяется его структурой и видом
 заполнителя. Тяжелые бетоны для камней изготовляют на
 щебне и гравии плотных каменных пород, на металлургических
 шлаках, кирпичном щебне и пр.; легкие бетоны — на топливных
 шлаках, гранулированных металлургических шлаках, щебне по¬
 ристых естественных и искусственных материалов (туфа, пемзы,
 керамзита) и т. д. Камни из тяжелых и легких бетонов можно
 приготовлять с применением гидравлических и воздушных
 вяжущих, ячеистые бетоны — с введением пенообразующих
 добавок. Камни из легкого бетона на доброкачественных заполните¬
 лях — керамзите, шлаковой пемзе, агломерированных топлив¬
 ных шлаках, доменных гранулированных шлаках, спекшихся
 кусковых шлаках от сжигания угля в пылевидном состоянии,
 шлаках антрацита и каменных углей, содержащих малое коли¬
 чество несгоревших частиц угля и др., — являются вполне дол¬
 говечными материалами. Наибольшее применение для кладки стен получили бетон¬
 ные камни со шлаковым заполнителем в связи с широким рас¬
 пространением шлакового сырья и его малой стоимостью. Опыт 28
применения шлакобетонных камней показал, что они не всегда
 оказываются морозостойкими и воздухостойкими; в этом отно¬
 шении наиболее плохое качество имеют камни на заполнителе
 из топливных шлаков бурых углей. Исследования, проведенные
 различными научно-исследовательскими организациями, приве¬
 ли к выводу, что причина недолговечности бетона на топливных
 шлаках — наличие в последних несгоревших частиц угля и сер¬
 нистых соединений, способных к окислению на воздухе, что
 приводит к самопроизвольному распаду шлаков. Наличие значи¬
 тельного количества угля в шлаке увеличивает также водопо¬
 глощение шлака и тем самым снижает морозостойкость шлако¬
 бетона. Для получения прочных и долговечных шлакобетонов необ¬
 ходимо обогащать топливные шлаки, освобождая их от несго¬
 ревшего угля и других вредных примесей [83]. Существует мно¬
 жество способов обогащения шлаков и приготовления из них
 бетонов. Большие исследования ЦНИПС, посвященные провер¬
 ке эффективности различных способов обработки шлаков для
 -бетона, показали1, что нельзя установить какую-нибудь одну
 схему обработки шлаков для бетона, оптимальную для всех
 заводов страны. Выбор схемы в ка»ждом отдельном случае опре¬
 деляют качеством самих шлаков, наличным оборудованием
 и т. д. С целью повышения качества строительства в настоящее
 время для кладки стен зданий запрещено применение шлако¬
 бетонных камней марки 25 и ниже. Бетонные камни изготовляют сплошными и пустотелыми. Пустотелые камни могут иметь сквозные пустоты и пустоты,
 перекрытые сверху диафрагмой. Большое количество типов бетонных камней, отличающихся
 друг от друга размерами, весом, материалами, формой, коли¬
 чеством и формой пустот, явилось следствием стремления
 найти наиболее эффективные из них по теплотехническим ка¬
 чествам, удобству расстилания раствора при кладке, удобству
 в перевязке и т. д. Большое распространение получили трехпус¬
 тотные камни со сквозными отверстиями (рис. 5). Однако, как
 показала практика, кладка стен из таких камней, особенно для
 отапливаемых зданий, возводимых в районах с холодным кли¬
 матом, имеет существенные недостатки. Для защиты крупных пустот камня от проваливания в них
 раствора, в случае когда пустоты шлаком не заполняются, раз¬
 работан вариант конструкции трехпустотного камня с верхней
 горизонтальной диафрагмой. Значительно лучше для кладки
 стен камень со щелевидными пустотами типа «крестьянин»2. 1 Опыты лауреата Сталинской премии проф. С. А. Миронова, канд. техн.
 наук Г. А. Бужевича и др. 2 Предложенный инж. С. Л. Прохоровым еще в 1925 г. и претерпевший
 после этого некоторые изменения в размерах камня и расположении пустот. 29
^ Я*
В 195‘2 г. утвержден (разработанный совместно ЦНИПС и Ака¬
 демией архитектуры СССР) ГОСТ на бетонные камни (рис. 5,а) со щелевидными пустотами (ГОСТ 6133-52). На основе опыта применения в строительстве различных ти¬
 пов камней выявлены наиболее целесообразные габариты и
 форма их. Единые требования к внешним размерам (соответст¬
 вующим десятичной модульной системе) сплошных и пустоте¬
 лых бетонных камней, применяемых для ручной укладки, уста¬
 новлены ГОСТ 6928-54 (табл. 6). Таблица б Размеры бетонных камней для стен Тип Наименование камня Размеры в мм камня длина а ширина б высота в Основные камни А Целый камень 390 190 188 Б Продольная половинка . Дополнительные камни 390 90 , 188 В 290 190 188 Г Три четверти камня типа Б . • . . . . 290 90 188 л Полкамня (поперечная половинка) типа А 190 190 188 Е ' Полкамня (поперечная половинка) типа Б 190 90 188 Ж Продольная половинка для перевязки с
 кирпичной облицовкой 390 90 113 3 Полкамня (поперечная половинка) типа Ж 190 90 113 • В случае кладки простенков с четвертями для проемов, а
 также в случаях перевязки кладки из бетонных камней с кир¬
 пичной облицовкой камни целесообразно изготовлять с уступа¬
 ми (рис. 6). Основные требования, предъявляемые к обыкновенным бе¬
 тонным камням, применяемым для кладки вертикальных конст¬
 рукций, приведены в табл. 7. Сплошные камни из тяжелого бетона применяют при пол¬
 ном использовании их несущей способности в тяжело нагру¬
 женных конструкциях или в кладке, находящейся в условиях
 повышенной и высокой влажности. В последнем случае не до¬
 пускается применение сплошных камней из тяжелого бетона
 на топливных шлаках. Пустотелые камни из легкого и ячеистого бетона применя¬
 ют в первую очередь там, где используются их высокие тепло¬
 технические качества для существенного уменьшения толщины
 стен и веса конструкции, однако они не допустимы в конст- 31
Таблица 7 Требования к обыкновенным бетонным камням по основным показателям Предел прочности (брутто) * при сжатии в кг 1см в мо- Степень моро Вид камня Марка мент выпуска камней с завода зостойкости средний1 наименьший Мрз не менее Камни, изготовленные 200 200 150 ] на гидравлических вя¬ 150 150 100 жущих (ГОСТ 6928-54) 100 100 75 15 75 75 50 | ' 1 50 50 35 35 35 28 J 1 'Принимается по результатам испытания 5 образцов. Рис. 6. Типы и размеры камней по ГОСТ 6928-54 а — основные типы А и Б; б — дополнительные к типу А тип В и тип Д;
 «—камень с четвертью для проемов; г — камни с уступами для перевязки с кирпичной кладкой рукциях, находящихся в условиях эксплуатации с повышенной
 и высокой влажностью. Камни, изготовленные на гипсовых и других воздушных вя¬
 жущих, можно применять только в кладке конструкций зданий III класса капитальности, находящихся в сухих и нормальной
 влажности условиях. 5. Естественные камни В строительстве применяют естественные камни тяжелых
 (объемный вес более 1 800 кг/мъ) и легких пород (объемный
 вес менее 1 800 кг/мъ). Камни тяжелых пород (граниты, песчаники, известняки и
 др.), как правило, обладают высокой прочностью, морозостой- 32
костью, водо- и воздухостойкостью и поэтому применяются пре¬
 имущественно для кладки фундаментов и облицовки капиталь¬
 ных каменных зданий. Добыча и механическая обработка камней тяжелых пород
 очень трудоемки, трудно поддаются механизации, вследствие
 чего камни этих пород для кладки стен применять не рацио¬
 нально. Кроме того, стены отапливаемых зданий из таких кам¬
 ней, обладая высокой теплопроводностью, имеют большую тол¬
 щину и (неэкономичны. Для кладки фундаментов камни тяжелых пород, как пра¬
 вило, применяют в виде бута. В зависимости от формы бут
 имеет несколько разновидностей:* рваный бут — камень случай¬
 ной формы и размеров, не имеющий правильных постелей; по-
 стелистый бут — камень с двумя примерно параллельными ес¬
 тественными постелями, линейные размеры которых больше
 высоты камня; бут-плитняк — камень с естественными правиль¬
 ными постелями; бут, околотый под скобу, — камень с отесан¬
 ными постелями (грубой тески) и грубо околотыми поверхно¬
 стями. Бут из камней тяжелых пород должен иметь коэффици¬
 ент размягчения не ниже 0,7. Залежи легких каменных пород (известняк-ракушечник,
 туфы и т. д.) в основном распространены на юге страны
 (Кавказ, Крым, юг Украины и Молдавия). В последние годы широкое применение при добыче камня
 получили камнерезные машины, разработанные советскими изо¬
 бретателями (лауреатами Сталинской премии инж. А. М. Сто¬
 ляровым и С. М. Зильберглитом, А. П. Петрик и др.) Внедрение
 машин способствовало удешевлению и дальнейшему развитию
 добычи естественных каменных материалов и строительства из
 них. Камни легких пород легко поддаются обработке и в боль¬
 шинстве случаев применяются в виде мелких и крупных блоков
 правильной формы, плит и т. д. Их малая теплопроводность
 способствует успешному применению их для кладки наружных
 стен. В то же время камни легких пород (особенно свежедобы-
 тые) имеют сравнительно низкую морозостойкость и водостой¬
 кость и применяются в элементах конструкций, подвергающих¬
 ся замораживанию и интенсивному увлажнению с осторожно¬
 стью, только в соответствии с имеющимся опытом строительст¬
 ва в данном районе из аналогичных материалов. Следует иметь
 в виду, что свежедобытые известняки обладают более низкой
 морозостойкостью, чем после выдерживания их на воздухе и
 просушки. Пониженная морозостойкость свежедобытого камня
 объясняется тем, что в процессе образования горной породы
 влага под большим давлением проникает через капилляры в
 относительно замкнутые поры 7 мые при обыч- извлеченный из карьера кам< ге влажным, ном атмосферном давлении) Только что 33
чем высушенный и затем обычным способом насыщенный вла¬
 гой камень. Влияние горной влаги на морозостойкость камня
 хорошо иллюстрируется опытами1. Исследования показывают
 необходимость выдерживания свежедобытого камня для его
 просушки. Поэтому ГОСТ 4001-48 требует, чтобы камни из
 известняка-ракушечника выдерживали на месте их добычи не
 менее одного месяца в зимнее и не менее двух недель в летнее
 время. Существуют способы повышения морозостойкости камня
 посредством обработки его солями кремнефтористоводородной
 кислоты (флюатированием) или самой кислотой. Однако флюа-
 тирование не всегда приводит к значительному повышению мо¬
 розостойкости камня2. Коэффициент размягчения камней из легких пород, предна¬
 значенных для кладки стен, должен быть не менее 0,6, а для
 камней, предназначенных для лицевой кладки фасадов, — 0,7. Таблица 8 Основные требования к естественным камням легких пород Породы камня Марка камня Предел пр<
 сжатии* в кг) средний из 10
 наибольших )ЧНОСТИ при
 см* не менее наименьший
 для отдельных
 образцов из 10
 наибольших Объемный вес
 в /сг/л3 Известняк-ракушечник 50 50 30 « (ГОСТ 4001-48) 35 35 21 Водопоглощение не 25 25 15 более 30% 15 15 9 • 900-1 800 10 10 6 7 7 4 4 4 2 . ♦ Артикский туф 100 100 75 75 75 50 Не более 50 50 30 1 300 . 35 35 21 * Для определения предела прочности испытывают 12 образцов в форме куба. Следует отметить, что прочность естественных камней даже
 из одного и. того же карьера имеет значительные отклонения, 1 Канд. техн. наук С. А. Глебова [14]. 2 Канд. техн. наук М. И. Субботкиным предложен новый способ обра-* ботки камня пропиткой его поверхности гидрофобными веществами (пара¬
 фином, цинковым, алюминиевым, кальциевым и некоторыми другими мыла¬
 ми), не смачиваемыми водой, что препятствует увлажнению камня и повы¬
 шает его долговечность. 34
поэтому желательно производить предварительную сортировку
 камня на месте его добычи. Предварительную сортировку кам¬
 ня иногда можно производить по размерам и характеру пор при
 простом осмотре камней1. Такая отбраковка позволяет выде¬
 лить более прочные и менее прочные камни. По размеру камни делятся на камни для ручной (табл. 9)
 и механизированной укладки. Таблица 9 Размеры камней для ручной кладки стен зданий Вид камней Основные размеры ] В мм длина ширина высота Основные камни 490 240 188 390 190 188 Дополнительные камни 365 240 188 (для перевязки) 240 240 188 290 190 188 190 190 188 6. Облицовочные материалы Облицовку лицевой поверхности наружных стен зданий при¬
 меняют для повышения долговечности здания или архитектур¬
 ного оформления его фасада, а чаще — для одновременного
 удовлетворения обоих этих требований. По назначению все виды облицовочных изделий делят на
 рядовые — для облицовки гладких поверхностей стен и угло¬
 вые — для облицовки углов, откосов и т. д. Кроме того, изго¬
 товляют специальные профилированные камни и плиты для об¬
 лицовки перемычек, устройства архитектурных деталей и т. п. В качестве облицовочных каменных материалов для много¬
 этажных зданий наибольшее распространение получили есте¬
 ственные камни, изделия из керамики и бетона и лицевой кир¬
 пич. При строительстве высотных зданий Москвы для облицовки
 применялись крупные элементы в виде железобетонных коры¬
 тообразных оболочек, по размерам равных высоте этажа, снару¬
 жи облицованных керамикой и естественным камнем. Облицовочные изделия
 из естественного камня В зависимости от способа обработки лицевой поверхности
 камня, предназначенного для облицовки, различают фактуры,
 полученные посредством скалывания частиц камня ударным ин- 1 Как укавывает дож. П. Л. Еременок [20]. 3* 35
струментом бороздчатую глубиной рельефа 0,5—1,5 мм, рифле¬
 ную 1—2 мм, точечную 1—3 мм, бугристую 10—50 мм, скалу до
 100 мм, и фактуры, полученные обработкой посредством абра¬
 зивных инструментов: пиленую, шлифованную, лощеную и зер¬
 кальную. По степени твердости камни для облицовки делят на твердые
 (кварциты, сиениты, граииты, диориты, габбро, лабрадориты),
 средней твердости (мраморы, известняки, песчаники, вулкани¬
 ческие туфы и др.) и мягкие (тальковые сланцы, гипсы, ангидри¬
 ты, пористые известняки). Добыча и обработка для облицовки камней твердых пород
 представляет собой весьма трудоемкие и дорогостоящие про¬
 цессы, поэтому облицовочные материалы из этих пород камня
 идут только для наиболее ответственных с точки зрения долго¬
 вечности и архитектурного значения частей капитальных соору¬
 жений (цокольной части здания, парадных лестниц, пьедеста¬
 лов монументов и т. д.). Облицовочные материалы из пород средней твердости (плот¬
 ные известняки, песчаники и др.) используют сравнительно
 широко, чему способствуют их высокие декоративные качества
 и наличие месторождений, расположенных в различных районах
 нашей страны. Обработка пород средней твердости значительно
 дешевле, чем твердых пород, а долговечность и прочность их,
 как правило, отвечают требованиям, предъявляемым к обли¬
 цовкам стен зданий I класса. Наибольшее применение для об¬
 лицовок из пород средней твердости получили известняки, до¬
 бываемые в Московской, Ленинградской, Кировской областях,
 на Украине, Кавказе и других местах. В Москве известняком
 облицовано большое количество многоэтажных зданий — Ака¬
 демия им. Фрунзе, Казанский вокзал, гостиница «Москва», зда¬
 ние Московского Совета, наземные станции метро, здание по¬
 ликлиники на Сивцевом Вражке и много других. Известняком
 облицованы два высотных здания, возведенных в последние
 годы в Москве, — дом у Красных ворот1 и частично — гостини¬
 ца на Комсомольской площади. «Технические условия на облицовочные изделия из известня¬
 ка» (ТУ 103-53) предъявляют к качествам этого камня следую¬
 щие требования: объемный вес—не менее 1 800 кг/м3; предел
 прочности при сжатии 2 — не менее 200 кг/см2; водопоглощение—
 не более 12%; морозостойкость—не менее 25; коэффициент
 размягчения — не менее 0,7. Применение для облицовки камней мягких пород ограниче¬
 но их малой погодоустойчивостью. 1 Облицовка здания у Красных ворот производилась из заранее изго¬
 товленных крупных элементов — железобетонных оболочек (покрывающих
 поверхность стены 2,5X4,0 м), с наружных сторон которых укреплен обли¬
 цовочный камень. 2 В высушенном до постоянного веса состоянии. 36
Облицовочные изделия из естественных камней изготовляют
 в виде пиленых, тесаных и рельефных плит, колотых и массив¬
 ных камней. Пиленые плиты изготовляют из пород твердых и
 средней твердости и применяют с абразивными фактурами для
 облицовки стен, пилонов и цоколей (табл. 10). Таблица 10 Размеры пиленых плит Размеры в мм Вид облицовки наименьшая ширина (высота) толщина длина Из твердых пород (граниты, квар¬
 циты, габбро и др.) . 594 40 и 50 — Из средней твердости пород (плот¬
 ные известняки и песчаники, бе- 394—594 60 и 80 394-994
 (через 100) Тесаные плиты изготовляют механизированной выколкой в
 карьере и применяют только с ударными фактурами для обли¬
 цовки наружных стен и цоколей. Размеры плит по длине долж¬
 ны быть не менее 490 мм и кратны (включая толщину шва)
 50 мм; толщина плит— 100—150 мм. Рельефными (рустованными) плитами производят облицов¬
 ку фасадов зданий I класса. Их лицевая поверхность выступает
 за плоскость стены, образуя глубокий декоративный шов. В за¬
 висимости от формы лицевой поверхности плиты могут быть
 простыми или сложными (рис. 7). Колотые облицовочные камни изготовляют грубой околкой
 отходов, получаемых при производстве каменных изделий; та¬
 кими камнями в Москве, например, облицованы наружные сте¬
 ны нижних этажей некоторых зданий. Для крепления между собой и к стене облицовочных изде¬
 лий из естественного камня металлическими деталями по гра¬
 ням камня устраивают гнезда, размеры которых принимают в
 зависимости от конструкции облицовки и размеров камней. К недостаткам облицовки из естественных камней необходи¬
 мо отнести следующие: 1) большой вес; в зависимости от породы камня и толщины
 облицовочного слоя вес 1 м2 облицовки составляет от 80 до
 300 кг и приводит к значительному увеличению размеров сече¬
 ний несущих конструкций, воспринимающих вес облицовки, и
 существенно увеличивает транспортные расходы; э*
Рис. 7. Облицовочные плиты из естественного камня
 а—тесаная; б—пиленая; ^—профильные; /—лицевая поверхность г) Рис. 8. Керамические плиты для облицовки а—плита, примененная для высотного здания на Смоленской площади в Москве
 (вертикальное расположение пустот); б—рядовая (типа МК) по ГОСТ 6664-53; в—плоская типа МП; г—рельефная типа МП
2) при большом объемном весе такой облицовки она мало
 увеличивает термическое сопротивление стены; 3) добыча и обработка естественных камней значительно
 более трудоемки и дороги, чем производство искусственных об¬
 лицовочных материалов; 4) крепление к стене облицовок из естественных каменных
 пород более сложно, чем искусственных облицовок. Облицовочные изделия из керамики Облицовочная керамика является одним из наиболее эффек¬
 тивных материалов, применяемых для отделки наружных стен
 зданий. Натурные обследования памятников архитектуры, обли¬
 цованных керамикой, так же как и лабораторная проверка1, ука¬
 зывают на высокую долговечность керамики. Вес 1 м2 керамической облицовки в зависимости от ее конст¬
 рукции составляет 60—140 кг. В последнее время начато изго¬
 товление плоской керамики, вес 1 м2 которой равен около 25 кг. Высокие архитектурные достоинства керамики способство¬
 вали выбору ее для облицовки большинства высотных зданий
 Москвы (6 из 7 зданий). В зависимости от способа обработки лицевая поверхность
 керамической облицовки может быть терракотовая (без глазу¬
 ри) и глазурованная. В послевоенные годы разработано несколько типов керами¬
 ческих плит и камней для облицовки многоэтажных зданий2. По
 конструкции все керамические облицовки могут быть разделены
 на пустотелые и сплошные. Пустотелой керамикой облицованы
 высотные здания Москвы, возведенные на Смоленской площа¬
 ди, Котельнической и Дорогомиловской набережных. Значитель¬
 ное распространение для облицовки многоэтажных зданий по¬
 лучили пустотелые облицовочные камни типа МК (Москва —
 Киев), разработанные группой инженеров Москвы и Киева
 [27]. Преимуществом плит МК является удобство перевязки их
 с основной кладкой стены (посредством закладной части бло¬
 ка)3. Некоторые типы пустотелых облицовочных камней приве¬
 дены на рис. 8. Облицовка из пустотелых керамических камней
 улучшает теплотехнические качества стены. Недостаток пусто¬
 телой керамики — ее сравнительно высокие стоимость и вес. Пустоты в облицовочных камнях можно располагать гори¬
 зонтально и вертикально. Из сплошных облицовочных плит можно назвать плиты МП, 1 Проведенная Академией архитектуры СССР (проф. А. Ф. Филиппов,
 канд. техн. наук С. С. Чарный) и другими организациями [85, 86]. 2 В настоящее время в ЦНИПС производят экспериментальное исследо¬
 вание несущей способности кладки, облицованной различными керамическими
 камнями. 3 При заполнении горизонтальных швов в процессе облицовки плиты МК
 нельзя применять в сочетания с кладкой, обладающей повышенными де¬
 формациями. ; «. 39
плоские плиты с румпами на тыльной стороне, плоские плитки,
 изготовляемые Лосевским заводом Харьковской области и др.
 (рис. 8 и 9). Плиты МП укладывают одновременно с возведе¬
 нием основной каменной части стены. Они представляют собой
 корытообразные изделия с плоской или выпуклой лицевой по¬
 верхностью. Размер плит 220x500X65 мм. Для перевязки с кладкой стены одновременно с
 корытообразными плитами при¬
 меняются сплошные плиты раз¬
 мером 250X250X65 мм. Плиты МП при работе на
 вертикальные нагрузки имеют
 низкую прочность. Однако проч¬
 ность плит может быть повыше¬
 на введением вертикальных ре¬
 бер. Плоские плиты с румпами
 применены для облицовки двух
 высотных зданий Москвы—МГУ
 и жилого здания на площади
 Восстания. Облицовку произво¬
 дят после возведения стены. К
 недостаткам облицовки из этих
 плит необходимо отнести боль¬
 шой расход металла и раствора для закрепления плит на стене. В 1951 г. в Москве было облицовано многоэтажное жилое
 здание, в Орликовом переулке плоской керамической плиткой,
 изготовляемой Харьковским плиточным заводом. Эта плитка
 размерами 144X258X14 мм весит около I кг. Стоимость 1 м2
 плитки в 5—10 раз меньше стоимости облицовки других типов,
 но закрепление плиток на стене требует большого расхода це¬
 ментного раствора. Исследованиями установлено, что керамические изделия
 должны иметь влагопоглощение черепка до 5—10%; водопо-
 глощение ниже 5% дает худшее сцепление с раствором и сни¬
 жает надежность закрепления облицовки в стене. При* водо-
 поглощении черепка более 10—12% значительно снижается мо¬
 розостойкость камня и увеличивается возможность появления
 на поверхности облицовки грязных пятен-высолов, как следст¬
 вия выноса влагой наружу стены растворимых солей, содержа¬
 щихся в керамике и растворе. На камни типа МК утвержден ГОСТ 6664-53 «Плиты фа¬
 садные керамические», согласно которому предел прочности та¬
 ких плит при сжатии (по площади брутто) должен быть не ме¬
 нее 100 кг/см2; морозостойкость — не менее 25 и водопоглоще*
 ние—не более 10%. Минимальную величину водопоглощения
 ГОСТ не устанавливает, так как крепление плит к стене обес¬
 печивают заанкериванием. Рис. 9. Керамические плиты
 для облицовки а—плита с румпами, примененная для
 высотного здания на площади Восста¬
 ния в Москве; б—плитка, изготовляе¬
 мая Харьковским плиточным заводом;
 /—желобки глубиной 4,5 мм; 2—внут¬
 ренняя поверхность рифленая 40
Лицевой кирпич Лицевой кирпич представляет собой разновидность обыкно¬
 венного кирпича. Грань кирпича, выходящая на наружную по¬
 верхность стены, может быть цветной матовой (ангобирован-
 ной) или покрытой сплавленным стеклообразным слоем. Такой
 лицевой кирпич называется глазурованным. Глазурованная
 поверхность кирпича хорошо предохраняет стену от проникнове¬
 ния в нее атмосферной влаги и повышает ее погодоустойчи¬
 вость. Рядовой лицевой кирпич имеет форму и размеры обык¬
 новенного кирпича (250X120X65 мм). Для архитектурных
 деталей изготовляется профильный лицевой кирпич. Облицовочные изделия из бетона Опыт применения бетонных облицовочных изделий показы¬
 вает, что они могут применяться наряду с облицовками из ес¬
 тественных камней и керамики1. Бетонные облицовки, надлежа¬
 щим образом изготовленные из доброкачественных материалов*
 отличаются, как показывают лабораторные испытания, высокой
 долговечностью [7, 8]. Марку бетона для облицовки принимают не ниже 140, сте¬
 пень морозостойкости — 25—50 циклов; водопоглощение на¬
 ружного слоя облицовки не более 12—16% (в зависимости от
 крупности заполнителей). Бетонные облицовки изготовляют на цементных вяжущих в
 виде плоских, корытообразных, Г-образных и тому подобных
 плит и камней различных размеров, кратных по длине'и высоте
 100 мм, по ширине 50 мм. Бетонные облицовки могут иметь различную фактуру и цвет
 лицевой поверхности. Так как бетон легко заполняет любую
 форму, то из него сравнительно просто изготовляют весьма
 сложные архитектурные облицовочные детали (карнизы, пояски
 и т. п.). Сложные бетонные облицовочные детали применяют
 не только в сочетании с рядовой бетонной облицовкой, но и в
 сочетании с облицовкой из керамики, естественного камня и
 лицевого кирпича. Так, например, в высотном здании у Крас¬
 ных ворот в Москве, которое в основном облицовано известня¬
 ком, сложные архитектурные облицовочные детали выполнены
 из бетона на белом цементе. Существенным преимуществом бетонных облицовок яв¬
 ляется возможность их укрупнения, что затруднено при из¬
 готовлении крупных облицовочных деталей из других мате¬
 риалов. 1 Плиты и детали из бетона применены для облицовки фасадов жилы*
 зданий на ул. Горького, на Садово-Триумфальной ул., на Б. Калужской ул.
 и других зданий Москвы. 4*
§ 2. РАСТВОРЫ 1. Виды растворов и область их применения Затвердевший раствор в кладке: а) связывает между собой
 отдельные камни, образуя совместно с ними новый монолитный
 материал-кладку, чему способствуют сцепление и трение, раз¬
 вивающиеся по поверхности соприкосновения камней и раство¬
 ра; б) передает усилия с одних камней на другие, распределяя
 их более равномерно по всей площади камня; в) плотно за¬
 полняя швы между камнями, уменьшает продуваемость и вла-
 гопроницаемость кладки. Таким образом, раствор в той или
 иной степени определяет прочность, долговечность и теплотехни¬
 ческие свойства кладки. При изготовлении растворов часто в них
 вводят специальные добавки (тонкомолотые гидравлические; пла¬
 стифицирующие; добавки, способствующие твердению раствора
 при отрицательной температуре, и т. п.). Растворы, применяемые для каменной кладки, различаются
 по роду и виду их вяжущего и виду заполнителя. В зависимости от рода вяжущего растворы делят на раство¬
 ры гидравлические и воздушные. В качестве гидравлических
 вяжущих для растворов применяют: портландцемент, пуццола-
 новый и шлаковый портландцементы, шлаковые цементы, ро¬
 ман-цемент, гидравлическую известь и т. п. В качестве воздуш¬
 ных вяжущих широко применяют воздушную известь и реже—
 гипс и др. По виду вяжущего растворы бывают: чисто цементные, из¬
 вестковые, гипсовые, глиняные и смешанные: цементно-извест¬
 ковые, цементно-глиняные и т. п. По объемному весу в состоянии, высушенном до постоянно¬
 го веса, растворы подразделяют на тяжелые ( ч>1 500 кг/м?)
 и легкие ( 1 500 кг/мъ). Объемный вес раствора определяет¬
 ся видом заполнителя. Заполнителем для тяжелых растворов
 служат кварцевые, известняковые и другие пески; для легких
 растворов применяют туфовые, шлаковые, пемзовые и другие
 легкие пески. Предельная крупность песка в растворах составляет 5 мм
 для бутовой кладки и 2,5 мм — для кладки из камней правиль¬
 ной формы. Растворы для кладки должны обладать: 1) в период укладки — удобоукладываемостью, подвижно¬
 стью, достаточной водоудерживающей способностью; 2) в затвердевшем состоянии — прочностью, деформативно-
 стыо (свойством деформироваться под нагрузкой, при измене¬
 нии температуры и влажности окружающей среды и т. п.),
 стойкостью в различных условиях (на воздухе, в воде, при на¬
 личии агрессивной среды и т. д.), заданным объемным весом. Важнейшей оценкой при выборе раствора является его эко¬
 номичность. 42
Удобоукладываемость характеризует способность раствора
 легко укладываться тонким слоем и хорошо заполнять неровно¬
 сти камня. Равномерное распределение раствора по камню обес¬
 печивает равномерную передачу усилий с одного ряда кладки
 на другой, что весьма важно для сохранения прочности кладки.
 Применение удобоукладываемых пластичных растворов облег¬
 чает труд каменщика и повышает его производительность. Удо¬
 боукладываемость раствора зависит от его подвижности (кон¬
 систенции) , а последняя — от состава раствора, крупности пес¬
 ка и количества добавленной при затворении воды; подвиж¬
 ность раствора определяют по глубине погружения в него стан¬
 дартного металлического конуса по ГОСТ 5802-51. Обычно применяют растворы с глубиной погружения ко¬
 нуса: Большие из указанных величин погружения конуса устанавли¬
 ваются в жаркую погоду и при сухом и пористом камне. Качество растворов в значительной мере определяется их
 водоудерживающей способностью — способностью сохранять
 однородность массы при транспортировании и укладке. При ук¬
 ладке раствора на пористую поверхность камня последний от¬
 бирает из раствора часть воды, что в определенных пределах
 полезно сказывается на прочности и плотности раствора в шве;
 однако, если раствор обладает малой водоудерживающей спо¬
 собностью, то отсос может превысить полезные пределы, а рас¬
 твор оказаться настолько обезвоженным, что нормальное
 твердение его станет невозможным и прочность сильно понизит¬
 ся. Таким образом, свойства растворов до их затвердения ока¬
 зывают значительное влияние не только на производительность
 труда каменщика, но и определяют качество растворов после
 их затвердения. Прочность растворов оценивают марками, определяемыми
 испытанием раствора на сжатие на 28-й день твердения. Испы¬
 тывают на сжатие раствор в форме кубиков размерами 7,07Х
 Х7,07Х7,07 см, приготовленных на пористом основании и вы¬
 держанных при температуре воздуха в помещении +20° ±5*. При определении прочности раствора для кладки в сроки,
 отличные от 28-дневного возраста, применяют условные марки
 растворов, отвечающие их действительной прочности в эти
 сроки. Установлены следующие марки: 100, 75 и 50 (растворы высо*
 кой прочности), 25 и 10 (растворы средней прочности) и 4,2 и 0
 (растворы низкой прочности). Марка 0 установлена для определения предела прочности
 кладки на свежем, еще не отвердевшем растворе, на известко- для кирпичном кладки „ бутовой „ , вибрированной бутовой кладки 7-4-10 см
 4ч- 7 .
 1ч- 3 . 43
вом растворе в возрасте до 3 месяцев и на свежеоттаявшем
 растворе при производстве зимней кладки методом замора¬
 живания. Марка 2 установлена для определения деформационных
 свойств кладки на известковом растворе в возрасте до 3 меся¬
 цев и на свежеоттаявшем зимнем растворе. Растворы высокой прочности приготовляют на обыкновен¬
 ных, гидрофобных, пластифицированных и других цементных
 вяжущих марок 150—400, чаще всего с небольшим количеством
 добавок извести, глины, других наполнителей или активных до¬
 бавок; растворы средней прочности — на местных вяжущих,
 на цементах со значительным количеством добавки молотых
 гранулированных доменных шлаков, активных кремнеземистых
 добавок или наполнителей, а при отсутствии их — на цементах
 с введением в раствор извести, глины, зол или молотых доба¬
 вок; растворы низкой прочности могут быть известковыми, из¬
 вестково-глиняными или с применением других низкоактивных
 вяжущих. Прочность раствора зависит от ряда факторов: состава
 раствора, активности вяжущего, крупности песка, количества
 воды. Для цементных растворов наиболее выгодно применять вя¬
 жущие, прочность которых в 3—5 раз выше необходимой проч¬
 ности раствора. Однако с повышением активности цемента ко¬
 личество его в растворе соответственно уменьшается и, если
 марка цемента более чем в 5 раз выше марки раствора, цемент¬
 ного теста для заполнения всех пор в заполнителе и полного
 обволакивания его частиц оказывается недостаточно. Такой
 раствор получается жестким, плохо расстилается по поверхно¬
 сти камней и плохо заполняет на ней неровности. Это снижает
 прочность кладки. Производительность каменщика при работе
 с жесткими растворами падает. Для уменьшения жесткости растворов и, следовательно, по¬
 вышения их удобоукладываемости применяют пластифицирую¬
 щие добавки (способные образовать пластическую массу) чаще
 всего — известь и глину. Введение добавок повышает прочность
 кладки, снижает расход цементного вяжущего и повышает про¬
 изводительность труда каменщика. Кроме того, пластифициру¬
 ющие добавки улучшают водоудерживающую способность рас¬
 твора. Количество добавок зависит от требуемой прочности
 раствора, марки цемента и крупности применяемого песка. Чем
 меньше требуемая прочность раствора и чем выше марка це¬
 мента, тем большую часть последнего следует заменять до¬
 бавками. Количество добавок увеличивают также в случае
 применения мелкого песка. Следует иметь в виду, что введение
 слишком большого количества добавок увеличивает коэффици¬
 ент поперечного расширения раствора и ведет к снижению
 прочности кладки. 44
В растворах высокой прочности в зависимости от марки це¬
 мента количество пластифицирующих добавок составляет
 10->-70% от объема цемента. В известковые растворы, сами по себе обладающие высокой
 пластичностью, добавки вводят с целью ускорения твердения
 растворов и высыхания кладки, обычно это — тонкомолотые
 гидравлические добавки (доменные шлаки и др.)* В свою оче¬
 редь, известь применяют в качестве добавки в глиняные раство¬
 ры с целью уменьшения размокаемости их. Интенсивность твердения цементных, смешанных и извест¬
 ковых растворов различна. Наиболее быстро набирают прочность
 цементные растворы и медленнее всего чисто известковые. На¬
 растание прочности раствора замедляется с понижением тем¬
 пературы и прекращается при замерзании раствора. Прочность
 цементных, смешанных и известковых растворов в различные
 сроки твердения до 90 дней при температуре от +15 до +25°
 может быть приближенно определена по формуле, предложен¬
 ной канд. техн. наук И. Т. Котовым [40]: 284- г » (1) где R2 — прочность раствора в возрасте z дней; #28 — прочность раствора в возрасте 28 дней;
 z—время твердения раствора в днях;
 а — коэффициент, принимаемый для цементных, цемент¬
 но-известковых, цементно-глиняных и известковых
 растворов равным 1,5. При температурах твердения ниже +15° расчетная проч¬
 ность раствора, изготовленного на портландцементе, уменьшает¬
 ся умножением на следующие поправочные коэффициенты: при температуре твердения от + 1 до + 4° . . . 0,6 . + 5 . + 9° . . . 0,8
 » . » » +10 * +14° . . . 0,9 Для определения прочности цементных растворов в возрасте
 более 90 дней может быть применена формула проф. Б. Г.
 Скрамтаева, данная им для бетонов: (2) Гипсовые растворы в основном набирают прочность в тече¬
 ние первых 7 дней. Прочность гипсовых растворов в более
 ранние сроки может быть определена по табл. 11. В зависимости от прочности и плотности растворы облада¬
 ют разной деформативностью, что следует иметь в виду при про- 45
актировании каменной кладки. По данным проф. Л. И. Онищи-
 ка, деформация шва из тяжелого раствора при напряжениях в
 кладке, равных 7з от ее предела прочности, составляет при¬
 мерно: при растворах марки 50 и более 0,007 мм 25 0,039 . Ю 0,062 , Легкие растворы по сравнению с тяжелыми обладают зна¬
 чительно большей деформативностью. Таблица 11 Прочность гипсовых растворов в различных возрастах в долях
 от прочности в 7-дневном возрасте Наименование растворов Относительная прочность раствора в возрасте 1 часа 1 дня 3 дней 7 дней Г ипсовые Гипсо-глиняные .... 0,5 0,5 0,7 0,6 0,85 0,80 1,0 1,0 С экономической стороны достоинства раствора в значи¬
 тельной мере определяют расходом вяжущего (особенно цемен¬
 та), поэтому при проектировании состава раствора следует стре¬
 миться к снижению в растворе вяжущего. «Технические правила
 по экономному расходованию металла, леса и цемента в строи¬
 тельстве» (ТП 101-54) ограничивают применение цемента для
 растворов. Запрещаются чистоцементные растворы для камен¬
 ной кладки, кроме случаев, где их применение вызывается тех¬
 нической необходимостью (например, при кладке фундаментов
 в грунтах, насыщенных водой), и растворы, содержащие клин¬
 керный цемент (кроме кладочных цементов по ГОСТ 4726-49),
 для кладки сплошных стен помещений толщиной 25 см и более
 с нормальной влажностью в жилых и гражданских зданиях
 высотой до двух этажей включительно (если это не является
 необходимым по расчету), а также в фундаментах малоэтаж¬
 ных жилых и вспомогательных зданий при отсутствии грунто¬
 вых вод. Эти ограничения не распространяются на кладки, воз¬
 водимые в зимнее время методом замораживания. Экономии
 извести в среднем до 20% достигают при применении в извест¬
 ковых и смешанных* растворах вместо гашеной извести нега¬
 шеной1. Значительной экономии извести, гипса и тонкомолотых
 добавок добиваются при использовании разработанных в по¬
 следние годы в нашей стране специальных пластификаторов
 (БС, ЦНИПС-1 и др.). 1 Изменение в технологии производства и применения извести является
 результатом работ изобретателя лауреата Сталинской премии И. В. Смир¬
 нова. 46
Выбор состава раствора производят в зависимости от ранее
 перечисленных требований и с учетом конкретных условий ра¬
 боты конструкций. Так, в случае, если грунт сухой, для устрой¬
 ства фундаментов и части цоколя ниже гидроизоляции могут
 быть применены: цементно-известковые, цементно-глиняные и
 известковые растворы, последние — в зданиях III класса. Во
 влажных грунтах применяют смешанные растворы: цементно-
 известковые и цементно-глиняные; при этом количество добавок
 глины и извести должно быть вдвое меньше, чем для кладки в
 сухих грунтах, а в качестве вяжущих в этом случае использу¬
 ют портландцементы, шлако-портландцементы, пуццолановые
 портландцементы и другие подобные им цементы. Для кладки
 в грунтах, насыщенных водой, употребляют цементные, цемент¬
 но-известковые и цементно-глиняные растворы, причем два по¬
 следних допускают только в зданиях III класса. Для надземной кладки применяют как воздушные, так и гид¬
 равлические растворы, их выбирают в зависимости от класса
 возводимого здания, условий его эксплуатации, а также тре¬
 буемой прочности кладки. Во всех случаях, где это возможно, должны использоваться
 растворы на базе местных вяжущих (из пробужденных шлаков,
 гипсовые, глиняные и т. д.). В местах, подвергающихся воздействию агрессивной и теку¬
 чей воды (водопроводные и канализационные сооружения), не
 допускаются растворы на портландцементах; в этих случаях
 пригодны растворы на сульфатно-стойких портландцементах и
 сульфатно-шлаковых цементах; допускаются растворы на шла¬
 ковых или пуццолановых портландцементах марки 200 и выше.
 Два последних раствора не рекомендуются для надземной
 кладки в районах с жарким и сухим климатом (Средняя Азия
 и ДР-)Ч Стойкость растворов против атмосферных воздействий, а
 следовательно, и долговечность (табл. 12) в значительной мере
 зависят от их прочности. 2. Подбор состава растворов с пластификатором из извести и глины Прочность смешанных и цементных растворов определяют 1
 в основном расходом цемента и его активностью. В связи с
 тем, что в кладке раствор находится в условиях пористой сре¬
 ды, интенсивно отсасывающей из него влагу, вводимая в рас¬
 твор вода при затворении не полностью участвует в дальней¬
 ших процессах его твердения, и начальное водоцементное отно¬
 шение в растворе не имеет решающего, как в бетонах, влияния
 на прочность. 1 Ориентировочный метод подбора состава растворов разработан в
 ЦНИПС канд. техн. наук И. Т. Котовым. 47
Таблица 12 Минимально допускаемые марки растворов. Из «Инструкции по растворам для каменной кладки» (И 160-51/МСПТИ) Условия применения Виды растворов Марки раство¬
 ров при классе
 сооружений I II III А. Растворы для кладки наружных стен Стены зданий с помещениями су¬ а) Цементно-известко- 10 хими и с нормальной влажностью ВЫ6 • • • • • • • • 10 4 (при относительной влажности 60% б) Цементно-глиняные . 25 10 4 и менее) в) Известковые .... 4 4 г) Гипсовые 25 10 д) Глиняные _ 4 е) Глиняные с черными вяжущими 4 Стены зданий с влажными помеще¬ а) Цементно-известко- ниями (при относительной влажности ВЫ6 •••••■•* 25 25 10 60—75%), а также цоколи (выше гид¬ б) Цементо-глиняные . 25 25 25 роизоляционного* слоя) зданий с су¬ в) Известковые .... — — 4 хими, нормальной влажности и влаж¬ ными помещениями Стены зданий с мокрыми помеще¬ а) Цементно-известко- 50 ниями (при относительной влажности вые 25 10 более 75%), а также открытые водо¬ б) Цементно-глиняные . 50 50 25 насыщаемые конструкции зданий и сооружений, подвергающиеся воздей¬ ствию атмосферных осадков (балконы, подоконники, парапеты и т. п.). Б. Растворы для подземной кладки и кладки цоколей ниже гидроизоляционного слоя Грунт сухой а) Цементно-известко- ВЫ 6 25 10 10 б) Цементно-глиняные . 25 25 10 в) Известковые .... — — 4 Грунт влажный а) Цементно-известко- ВЫ6 •*•••••• 50 25 10 б) Цементно-глиняные . 50 25 10 Грунт, насыщенный водой а) Цементные 50 50 25 б) Цементно - известко¬ вые — 25 в) Цементно-глиняные . — 25 Примечание. Требуемые минимальные марки растворов по табл. 12
 для кладки стен, цоколей и фундаментов могут быть соответственно сниже¬
 ны на одну ступень: при защите стен влажных и мокрых помещений с внут¬
 ренней стороны пароизоляционным или гидроизоляционным слоем; при на¬
 ружной облицовке стен и цоколей плитами толщиной не менее 35 мм; при
 защите фундаментов от увлажнения гидроизоляцией. 48
Расход цемента в растворах определяют по формуле <1, = 1 ооо, (3) kt\ ц где Q„— расход цемента в кг на 1 мъ песка средней крупности
 и крупного в рыхло насыпанном состоянии при есте¬
 ственной влажности 2% и более (расход Q0 — см. в
 табл. 13); Rр — марка раствора в кг/см2; R ц—активность цемента в кг/см2;
 k — коэффициент, зависящий от метода оценки активно¬
 сти цемента, равный 0,7, при испытании цемента в
 трамбованных растворах и 1,4 при испытании в пла¬
 стичных растворах. Таблица 13 Примерный расход цемента в кг на 1 м3 песка при марке цемента,
 определенной испытанием образцов из трамбованного раствора жесткой консистенции Марка раствора ^ Расход цемента в кг на 1 м3 песка при марке цемента 400 300 250 200 150 100 50 1 25 100 340 475 50 185 240 300 350 — — — 25 90 120 150 185 230 330 — Ю — — — 75 95 140 280 4 " 75 110 230 Примечание. Если марки цементов определены испытанием в рас¬
 творах пластической консистенции, то при пользовании табл. 13 они должны
 быть повышены вдвое. Расход цемента в растворе, для которого применяется сухой
 песок, повышается на 10%- Повышенный расход цемента тре¬
 буется в растворе с мелкими песками, в связи с чем их следует
 избегать. Если по условиям строительства все же приходится
 применять мелкие пески, то дозировка составляющих должна
 быть обязательно установлена лабораторными испытаниями. «Инструкцией по растворам для каменной кладки» (И 160
 51/МСПТИ) установлен минимальный расход цемента для рас¬
 творов: а) для кладки в сооружениях I и II классов при применении
 цементно-глиняных растворов в условиях нормальной влажно¬
 сти, а также цементно-глиняных и цементно-известковых рас¬
 творов в условиях повышенной влажности — 100 кг на 1 ж3 пес¬
 ка; б) в остальных случаях — 75 кг на 1 мъ песка. Количество глиняного или известкового теста, вводимое в
 смешанные растворы для придания им надлежащей пластичности 4 Зак. 1494 49
и видо удерживающей способности, определяют по формуле £>= 170(1 — 0,002 QJ, (4) где D — количество теста в л на 1 ж3 песка; Qu — расход цемента в кг на 1 мъ песка. Максимальный расход извести и глины ограничивают в за¬
 висимости от класса сооружения и влажности помещения сле¬
 дующим образом: а) при применении цементно-глиняных растворов для клад¬
 ки стен зданий с влажностью воздуха помещений до 60% и
 кладки фундаментов в сухих грунтах отношение объема глиня¬
 ного теста к объему цемента должно быть не более 1,0 в соо¬
 ружениях I и II классов и не более 1,5 в сооружениях III класса; б) при применении цементно-глиняных и цементно-известко¬
 вых растворов для кладки стен зданий с влажностью воздуха
 более 60% и кладки фундаментов во влажных грунтах отноше¬
 ние объема глиняного или известкового теста к объему цемента
 должно быть не более 0,7 в сооружениях I и II классов и не
 более 1,0 в сооружениях III класса. * В формуле (4) дана дозировка для теста гашеной извести II
 сорта с объемным весом теста 1 400 кг/мг и для глиняного тес¬
 та с глубиной погружения стандартного металлического конуса
 на 14—15 см. При использовании в смешанных растворах мо¬
 лотой негашеной извести в виде порошка объем его уменьшают
 по сравнению с объемом теста умножением величины D на со¬
 ответствующие коэффициенты: при извести I сорта на 0,65
 » » 11 » я 0,75
 III „ , 0,85 Следует иметь в виду, что для начала кладки на растворе
 с молотой негашеной известью необходимо предварительно про¬
 верить: пригодность данной партии извести для кладочных рас¬
 творов и пригодность принятого состава раствора; влажностный
 режим его твердения и качество кладки. С этой целью «Инст¬
 рукция по приготовлению и применению молотой извести в строи¬
 тельстве» (И 112-51/МСПТИ) предписывает изготовить для
 наблюдения от каждой партии извести и каждого состава рас¬
 твора не менее двух пробных образцов кладки размером 38Х
 Х38Х70 см на каждый возводимый этаж и испытать раствор не
 менее чем на шести контрольных кубиках размером 70,7X70,7 X
 Х70,7 мм на каждые 100 ж3 раствора. При производстве клад¬
 ки из камней, сильно отсасывающих воду (кирпич, шлакобетон¬
 ные и другие камни), контрольные образцы изготовляют на по¬
 ристом основании, в качестве которого используют обыкновен¬
 ны и глиняный кирпич. Если на образцах кладки после ее 5-дневного хранения об¬
 наружены признаки разрушения или, если прочность контрЪль- 50
ных растворных кубиков ниже требуемой прочности, необходимо
 повторить испытание, изменив влажностный режим твердения
 раствора (увлажнять кирпич, повысить водовяжущее отношение
 и время перемешивания раствора). Рекомендуется при этом
 взамен портландцемента использовать шлако-портландцемент
 или цемент для строительных растворов. При производстве ра¬
 бот в сухую жаркую погоду во избежание сильного обезвожи¬
 вания кирпича раствора с молотой негашеной известью пред¬
 варительное обильное увлажнение кирпича обязательно. Проф. Л. И. Онищиком и канд. техн. наук И. Т. Котовым
 взамен известкового и глиняного теста, приготовление которых
 вызывает ряд производственных трудностей, связанных с необ¬
 ходимостью гашения извести или установки дополнительных
 растворомешалок для получения глиняного теста и т. д., пред^
 ложили использовать в качестве пластификатора глиняный по¬
 рошок грубого помола, изготовляемый на заводах сухого прес¬
 сования кирпича или на специальных установках. Это исклю¬
 чает необходимость приготовления теста. Прочность кладки в
 результате замены глиняного теста глиняным порошком гру¬
 бого помола не изменяется1; по технико-экономическим показа¬
 телям глиняный порошок грубого помола эффективней извести. При использовании в качестве пластификатора глиняного
 порошка грубого помола дозировки его производят в зависимости
 от качества глин, добавляя его: при тощей глине — в таком же количестве, как и тесто; при глине средней жирности—меньше объема теста на 15%; при жирной глине—меньше объема теста на 25%. Количество воды, потребное для приготовления раствора,
 контролируется заданной осадкой стандартного конуса. Количество необходимой для раствора воды ориентировочно
 определяют из условия, чтобы вяжущеводное отношение (отноше¬
 ние веса цемента и добавок к весу воды) находилось в пределах
 от 1,4 для мелких песков до 1,1 для крупных песков2. Пример 1. Определить состав цементно-известкового раствора марки 25
 для кладки наружных стен здания с относительной влажностью воздуха по¬
 мещений до 60%. Цемент имеет марку при оценке по испытанию в трамбо¬
 ванных растворах 300, объемный вес его 1 200 кг/м3. Объемный вес извест¬
 кового теста из извести I сорта 1 400 кг/м3. Песок кварцевый средней круп¬
 ности, влажностью 2%. По формуле (3) или по табл. 13 находим необходимый расход цемента
 Qn для приготовления раствора прочностью 25 кг/см2 в 28-дневном возрасте 25 Qn = 1 000 = 120 кг на 1 мь песка ц 0,7-300 120 или в переводе на объем - =0,1 ms на 1 м3 песка. Количество добав¬
 ляемого для придания необходимой пластичности известкового теста согласно
 формуле (4): 1 По данным опытов, произведенных И. Т. Котовым [41]. 2 Рекомендуется проф. Н. А. Поповым [67]. 4* 51
О « 170 (1 — 0,002-120) = 130 л на I мя песка. Состав раствора по объему будет 0,130 1
 1 : ——— : -— ИЛИ 1 : 1 ,3 : 10. 0,1 0,1 Пример 2. Определить состав цементно-глиняного раствора марки 25 для
 кладки фундаментов здания II класса во влажных грунтах. Цемент и
 песок те же, что и в примере 1. Как легко убедиться, состав раствора по расчету будет 1 : 1,3: 10 — тот
 же, что и в примере 1, однако, при применении цементно-глиняных раство¬
 ров для кладки фундаментов зданий II класса во влажных условиях отно¬
 шение объема глиняного теста к объему цемента не может быть более 0,7
 (см. выше), в соответствии с чем и следует исправить расчетный состав
 раствора. Таким образом, окончательный состав раствора по объему будет 1 : 0,7 : 10. 3. Растворы со специальными добавками-пластификаторами Применение в смешанных растворах в качестве пластифика¬
 торов извести и глины приводит к значительному усложнению
 на строительстве растворного хозяйства (вследствие необходи¬
 мости гашения извести или приготовления глиняного теста), а
 также к увеличению транспортных и складских расходов, свя¬
 занных с перевозкой и хранением большого количества пласти¬
 фикатора. В последние годы рядом советских изобретателей (д-ром техн.
 наук Г. Г. Булычевым, канд. техн. наук В. И. Сорокером, лауре¬
 атом Сталинской премии М. И. Хигеровичем и др.) предложе¬
 ны и с этого же времени успешно внедряются органические
 пластификаторы; введение их в очень небольшом количестве в
 раствор при его приготовлении обеспечивает необходимую удо-
 боукладываемость и водоудерживающую способность раствора.
 В настоящее время получили распространение пластификаторы:
 ЦНИПС-1, БС и мылонафт. Пластификаторы поступают на стройку в виде готового про¬
 дукта: пластификатор ЦНИПС-1 в виде пасты, получаемой по¬
 средством нейтрализации едким натром жирных кислот древес¬
 ного пека [9]; пластификатор БС — в виде порошка, получае¬
 мого посредством обработки едким калием или едким натром
 отходов клееварочного и кожевенного производства, измель¬
 ченных растительных продуктов, содержащих белки и угле¬
 воды. Пластификаторы ЦНИПС-1 и БС представляют собой
 микропенообразователи, создающие при перемешивании рас¬
 творной смеси мелкие пузырьки воздуха, обволакивающие пе¬
 сок. Эти пузырьки воздуха играют роль смазки, увеличивающей
 подвижность раствора. Мылонафт, получаемый как отход при щелочной очистке
 некоторых нефтепродуктов, также выпускается промышленно- 52
стыо и поступает на строительство в готовом виде. Мылонафт
 способствует подвижности растворной смеси, препятствуя зер¬
 нам вяжущего слипаться в «хлопья»; при интенсивном смачи¬
 вании он образует в растворе микропену, также увеличиваю¬
 щую подвижность раствора. Образующиеся в растворе после
 введения в него мылонафта кальциевые мыла уменьшают спо¬
 собность пор затвердевшего раствора омачиваться водой (гид-
 рофобизируют их поверхность), снижают скорость и величину
 влагопоглощения раствора, что ведет к повышению его моро¬
 зостойкости. В 1948—1951 гг. в ЦНИПС проведен ряд исследований, по¬
 священных изучению прочности каменных кладок на растворах
 с органическими пластификаторами. Изучение1 пластификатора
 ЦНИПС-1 показало некоторое снижение прочности кладки на
 цементных растворах q добавкой пластификатора по сравнению
 с такими же растворами, но без его добавки; в отдельных слу¬
 чаях снижение прочности кладки достигало 24% [42]. Снижение
 плотности раствора с введением в него пластификатора-микро¬
 пенообразователя приводит к повышению его сжимаемости и,
 в свою очередь, к некоторому снижению прочности кладки, при
 этом падение прочности кладки оказывается тем больше, чем
 больше уменьшена плотность раствора за счет введения в него
 пластификатора2. Учитывая такое влияние на прочность кладки пластифика¬
 торов-пенообразователей,. вводимых в растворы взамен изве¬
 сти или глины, применение пластификаторов-микропенообразо-
 вателей ограничивают. Согласно «Временным указаниям по
 применению органических пластификаторов в бетонах и раство¬
 рах» (У 104-51/МСПТИ) пластификаторы-микропенообразова-
 тели (ЦНИПС-1, БС и др.) можно применять вместо извести
 и глины в растворах марок 25 и ниже с цементным вяжущим
 только для кладки стен зданий высотой до трех этажей (или в
 верхних трех этажах многоэтажных зданий), а также для клад¬
 ки заполнения каркасов многоэтажных зданий, т. е. в тех слу¬
 чаях, когда несущая способность кладки полностью не исполь¬
 зуется и размеры сечения кладки определяются не из условий
 прочности, а теплотехническими или другими требованиями. Предел прочности кладки на растворах с пластификаторами-
 микропенообразователями определяют по данным действующих
 норм проектирования каменных и армокаменных конструкций
 со снижением на 15%. В тех же случаях, когда указанное сни¬
 жение недопустимо, следует применять обычные смешанные
 растворы. Вместе с тем необходимо отметить, что дальнейшие иссле¬
 дования прочностных характеристик каменных кладок с при- 1 Опыты кандидатов техн. наук А. С. Дмитриева и Л. А. Шлейной. 2 Как показано И. Т. Котовым. 53
менением пластификатора БС позволили уточнить положитель¬
 ные качества этого вида пластификатора. Опыты с кладкой1,
 изготовленной на цементно-известковом растворе состава 1 : 0,3 : 5
 и на цементном растворе 1:5 с пластификатором БС, по¬
 казали, что прочность кладки на сжатие при отрыве и сдвиге
 на растворе с пластификатором БС не уступает прочности клад¬
 ки на цементно-известковом растворе. При испытании кладки
 на известковом растворе составов 1:3 и 1:6 с пластификато¬
 ром БС [42] оказалось2, что, несмотря на снижение расхода из¬
 вести вдвое, прочность кладки на известковом растворе с добав¬
 кой пластификатора БС даже несколько повысилась. При испы¬
 тании кладки на цементно-глиняных растворах [42] установ¬
 лено лишь незначительное снижение прочности, при полной или
 частичной замене глины пластификатором БС. Приведенные данные позволяют надеяться, что уже в бли¬
 жайшее время после некоторых дополнительных лабораторных
 исследований и обобщения практического опыта внедрения пла¬
 стификатора БС можно будет ставить вопрос о применении это¬
 го вида пластификатора в конструкциях из кладки, несущая
 способность которых используется полностью, без указанного
 ранее снижения ее предела прочности. Таким образом, можно
 предполагать, что область применения в кладке пластификатора
 БС будет столь же широка, как и пластификаторов — извести
 или глины. Для установления оптимального количества потребного мик¬
 ропенообразователя производят опытные замесы. Количество
 микропенообразователя должно быть таково, чтобы отношение
 объемного веса растворных смесей одного и того же состава с
 микропенообразователем и без него было не менее 0,94. В за¬
 висимости от крупности песка и количества цемента в растворе
 на 1 м3 раствора требуется 2—4 л водного раствора пластифи¬
 катора ЦНИПС-1 или 2—4 кг пластификатора БС. Меньшее
 количество пластификатора требуется в растворах при более
 мелких песках и при меньшем содержании цемента. Применение пластификаторов-микропенообразователей при¬
 водит к значительной экономии извести и к повышению произ¬
 водительности труда каменщиков; в среднем применение 1 кг
 пластификатора ЦНИПС-1 или 10 кг пластификатора БС со¬
 кращает расход извести в растворе на 400 кг, а стоимость рас¬
 творов с пластификаторами ЦНИПС-1 и БС уменьшается по
 сравнению с обычными смешанными на 15%. 1 Проведенные в 1950 г. канд. техн. наук С. В. Поляковым. 2 В опытах канд. т[ехн. наук И. Т. Котова.
ГЛАВА И РАСЧЕТ СЕЧЕНИЯ КАМЕННЫХ
 И АРМОКАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ1 § 3. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 1. Строение каменной кладки Каменная кладка, применяемая для несущих (конструкций,
 воспринимает главным образом сжимающие усилия. Растяги¬
 вающие усилия в основном определяются силами сцепления,
 развивающимися между поверхностью раствора и поверх¬
 ностью камней кладки; в связи с тем, что эти силы сцепления
 не велики, кладку, как правило, так проектируют, чтобы рас¬
 тягивающие напряжения в ней не возникали. Поэтому для
 кладки, работающей в основном на сжимающие напряжения,
 важным является обеспечение надежной связи отдельных ее
 участков в плоскостях, перпендикулярных к действующим уси¬
 лиям, с тем чтобы предохранить ее от расслоения. Связь поверхностей отдельных камней с поверхностью рас¬
 твора обеспечивается благодаря развивающимся в процессе
 твердения раствора силам сцепления, а также благодаря спе¬
 циальной раскладке и перевязке камней в рядах кладки. Иног¬
 да для улучшения связи между отдельными элементами клад¬
 ку армируют. Если связь между элементами кладки оказыва¬
 ется недостаточной, кладка расслаивается на отдельные стол¬
 бики (ветви), и ее несущая способность резко сниж(ается.
 Особенно это ощутимо сказывается при действии в сечении
 неравномерно сжимающих напряжений (при внецентренном
 сжатии, продольном изгибе и т. д.), что практически всегда
 наблюдается в каменной кладке. Для обеспечения необходимой
 связи отдельных участков кладки все ее швы, параллельные
 действующей силе, через определенные промежутки перекрыва¬
 ют (перевязывают) камнями. 1 Расчет сечений каменных и армокаменных конструкций по разрушаю¬
 щим нагрузкам излагается в соответствии с «Нормами проектирования ка¬
 менных и армокаменных конструкций» (Н 7-49/МСПТИ) и «Временными
 указаниями проектирования каменных и армокаменных конструкций»
 (У 57-51/МСПТИ), а расчет по предельным состояниям—в соответствии с
 методикой, разработанной ЦНИПС и принятой в действующих Строитель¬
 ных нормах и правилах. 55
Конструкция кладки в значительной мере определяется
 формой и размером камней. В зависимости от их размеров и
 формы различают следующие виды кладки: кирпичную (из
 кирпича всех видов); из обыкновенных камней правильной фор¬
 мы (из керамических, бетонных и других видов камней); из
 крупных камней правильной формы (из естественных и ис¬
 кусственных камней); бутовую — из камней неправильной
 формы. В кирпичной кладке перевязку осуществляют поперемен¬
 ным устройством тычковых и ложковых кирпичных рядов ил»
 смешанных рядов из тычковых и ложковых кирпичей. Тычко¬
 выми кирпичами называют такие, которые длинной стороной
 укладывают перпендикулярно лицевой поверхности кладки.
 Ложковые кирпичи укладывают перпендикулярно тычковым.
 Каменные кладки могут быть сплошные и слоистые.
 Слоистые состоят из двух или нескольких слоев кладки, вы¬
 полненных из одного и того же или из разных материалов с
 воздушными или заполненными каким-либо материалом про¬
 слойками. Связь между отдельными слоями в такой кладке
 осуществляют различными способами: устройством вертикаль¬
 ных и горизонтальных диафрагм, посредством заложенной в
 кладку арматуры и т. п. В стенах, работающих в основном в поперечном направле¬
 нии, особенно важно обеспечить надежную поперечную пере¬
 вязку кладки. Для получения кладки нормальной прочности из
 камней правильной формы необходимо соблюдать следующие
 минимальные требования к поперечной перевязке: в кирпичной кладке один тычковый ряд перевязывает не
 более пяти рядов кладки, а в кладке из мелких камней правиль¬
 ной формы — не более трех рядов кладки; при этом тычки рас¬
 полагают как в отдельных тычковых рядах, так и в чередовании
 с ложковыми рядами; применяемые для перевязки стальные связи располагаются
 из расчета не менее одной связи сечением 0,2 см2 на 0,5 м2
 вертикального (продольного) сечения стены; однако следует
 иметь в виду, что такая перевязка стены не обеспечивает пере¬
 распределения вертикальных нагрузок между перевязанными
 частями стены, и поэтому каждая часть стены работает на на¬
 грузки, к ней непосредственно приложенные; при выполнении кладки из различных материалов, отличаю¬
 щихся по прочности более чем в 2 раза, количество тычковых
 рядов и связей увеличивают в 1,5 раза. Несоблюдение указанных условий ведет к снижению несу¬
 щей способности кладки. Так, при уменьшении количества свя¬
 зей в 1,5 раза прочность кладки снижается на 10%, в 2 раза—
 на 25%; если же количество связей еще меньше, то кладку
 нужно рассматривать как состоящую из отдельных не связан¬
 ных между собой слоев. 66
2. Расчет сечений по разрушающим нагрузкам Расчет каменных конструкций, разработанный ЦНИПС, в по¬
 следние 10—15 лет значительно усовершенствовался. Основан¬
 ные на экспериментальных исследованиях новые методы расче¬
 та позволяют учитывать специфические свойства каменных кла¬
 док, значительно отличающиеся от идеальных материалов, для
 которых построены расчетные формулы сопротивления материа¬
 лов. В ОСТ 90038-39 «Нормы и технические условия проектиро¬
 вания каменных конструкций» при определении несущей способ¬
 ности сечения уже учтены результаты экспериментальных ра¬
 бот ЦНИПС, показавших, что во многих случаях расчетные фор¬
 мулы сопротивления материалов не отвечают действительности и
 приводят к нерациональному использованию материала. Так,
 для наиболее распространенного в каменных конструкциях вида
 напряженного состояния — внецентренного сжатия—несущая-
 способность сечения, определенная по формулам сопротивления
 материалов, при значительных эксцентриситетах нормальной си¬
 лы оказывалась в два и более раза меньшей, чем в эксперимен¬
 тах. Специфические особенности каменных кладок в ОСТ
 90038-39 учитывались введением поправочных коэффициентов в
 формулах сопротивления материалов. Таким образом, уже с
 1939 г. с момента утверждения ОСТ 90038-39 расчеты каменных
 конструкций по существу производились по разрушающим на¬
 грузкам, хотя формулы сохраняли благодаря введению попра¬
 вочных коэффициентов вид выражений, принятых в сопротивле¬
 нии материалов. Значения поправочных коэффициентов во мно¬
 гих случаях оказывались столь значительными, что сохранение
 расчетных формул сопротивления материалов теряло смысл. В «Указаниях по применению и проектированию каменных
 и армокирпичных конструкций в условиях военного времени»
 (У 57-43/Наркомстрой) по аналогии с расчетом бетонных и же¬
 лезобетонных конструкций был в явной форме принят метод
 расчета каменных конструкций по разрушающим нагрузкам. Расчет каменных, бетонных и железобетонных конструкций
 по разрушающим нагрузкам базируется на одних и тех же
 принципиальных установках, а величины усилий, определяемые
 по расчетным формулам, позволяют в явном виде судить о ко¬
 эффициенте запаса, которым обладает сечение. В «Нормах проектирования каменных и армокаменных кон¬
 струкций» (Н 7-49/МСПТИ), а также во «Временных указаниях
 по проектированию каменных и армокаменных конструкций»
 (У 57-51/МСПТИ) был применен метод расчета по разрушаю¬
 щим нагрузкам. Дальнейшее развитие методов расчета строительных конст¬
 рукций благодаря обширным экспериментальным материалам, а
 также опыту проектирования и строительства, накопленным" 5Т
нашими научно-исследовательскими проектными и строительны¬
 ми организациями, позволило разработать новый метод расчета
 конструкций по предельным состояниям. Ниже даются необхо¬
 димые сведения для расчета каменных конструкций по предель¬
 ным состояниям, а основные примеры приведены с использова¬
 нием двух методов расчета (по разрушающим нагрузкам и по
 предельным состояниям). В Строительных нормах и правилах
 (СНиП) метод расчета по предельным состояниям принят для
 всех строительйых конструкций и оснований фундаментов. Основное в методе расчета конструкций по разрушающим
 нагрузкам —соблюдение тою, чтобы максимально возможное
 усилие в элементе было меньше или равно его минимальной не¬
 сущей способности. При расчете по разрушающим нагрузкам
 усилия в элементах определяют от действия нормативных (сред¬
 них) величин нагрузок, а несущую способность сечения — по
 экспериментальным формулам, в которых учитываются норма¬
 тивные (средние) показатели прочности кладки (сопротивление
 сжатию, растяжению, изгибу и т. п.). Возможные отклонения
 нагрузок от средних нормируемых величин, способные отклонять
 в ту или другую сторону величины возникающих в элементах
 усилий, а также изменчивость показателей прочности кладки и
 других факторов, способных уменьшить несущую способность
 сечения (определенную по изложенным ниже формулам), учи¬
 тываются единым коэффициентом запаса. Сечение конструкции
 считается достаточным, если коэффициент запаса будет не
 меньше значений, приведенных в табл. 14. Общий вид расчетной формулы по методу разрушающих на¬
 грузок имеет вид Np = kN=0(R,S), (5) где Мр— разрушающая нормальная сила; N — допускаемая нормальная сила; k — коэффициент запаса, принимаемый по табл. 14; Ф — функция, соответствующая характеру деформации
 элемента (сжгатие, внецентренное сжатие и т. п.); R — прочностная характеристика кладки (предел прочно¬
 сти) ; S — геометрическая характеристика сечения. Коэффициенты запаса в каменных конструкциях в зависимо¬
 сти от характера воздействий, учитываемых при расчете конст¬
 рукций, рода действующих усилий и вида каменной кладки,
 принимаются по табл. 14. Расчет открытых затяжек, ветровых поясов, расположенных
 вне кладки, производят по «Нормам и техническим условиям
 проектирования стальных конструкций». S8
Таблица 14 Коэффициенты запаса в каменных конструкциях Коэффициенты запаса при расчете на Случаи расчета и виды кладок основные воздействия основные
 и дополнитель¬
 ные воздей¬
 ствия особые воздействия При расчете на прочность неарми¬
 рованной кладки стен, столбов,
 арок и сводов сечением более 0,3 л*2:
 из кирпича и бутового камня . 2,5 2,3 1,9 из бетонных, грунтовых и естест¬
 венных камней правильной
 формы 2,8 2,5 2,1 из пустотелых керамических кам- 3,0 2,7 2,3 При расчете на прочность- армиро¬
 ванной кладки стен, столбов, арок,
 сводов, балок и плит сечением
 более 0,3 м2: при сетчатом армировании (по¬
 перечном) 2,5 2,3 1,9 при продольном армировании
 (при расчете комплексных кон¬
 струкций) 2,0 1,8 1,5 При расчете на трещины ..... 1,2 1,1 При расчете на ! опрокидывание
 и скольжение 1,5 1,4 1,2 Примечания. 1. При расчете каменных конструкций с продольным
 армированием предел прочности собственно каменной кладки в расчетных
 формулах принимается с коэффициентом 0,7. 2. Классификация воздействий производится по ГОСТ 1644-42 «Расчет
 строительных конструкций. Основные положения». 3. При расчете на прочность столбов, простенков, арок и балок сечени¬
 ем 0,3 м2 и менее из неармированной и армированной кладки коэффициенты
 запаса повышаются на 20%. 4. Для кладки из шлакобетонных камней в сооружениях I и II клас¬
 сов коэффициент запаса повышается на 20%. 5. При систематических испытаниях на строительной площадке кирпича,
 камня и раствора коэффициенты запаса при расчете на прочность при сжа¬
 тии кладки могут быть понижены на 20%. 6. При проверке прочности и устойчивости конструкций незаконченного
 сооружения (во время его возведения), а также при зимней кладке коэф¬
 фициенты запаса могут быть понижены на 20%. 7. При расчете анкеров и связей в кладке принимают коэффициент за¬
 паса, учитывающий коррозию стали: при растворе марки 25 и выше &=2,0 » » марки 10 £=2,5 » » марок 2—4 к—3,0 59
3. Расчет сечений по предельным состояниям Метод расчета по предельным состояниям является дальней¬
 шим развитием теории расчета сооружений; этот метод дает воз¬
 можность более точного учета работы сооружения. В Строитель
 ных нормах и правилах (СН и П) он применен для расчета кон
 струкций из всех видов материалов. Расчет по предельному состоянию предусматривает возмож¬
 ность возникновения трех видов расчетных предельных состоя¬
 ний, лимитирующих нормальную эксплуатацию конструкций: 1) несущей способности (по прочности или устойчивости); 2) по деформации конструкций; 3) по образованию или чрезмерному раскрытию трещин в
 конструкциях. Расчетное предельное состояние по несущей способности воз¬
 никает тогда, когда конструкция теряет способность сопротив¬
 ляться внешним воздействиям. Все несущие каменные конструк¬
 ции должны проверяться по этому предельному состоянию. Расчетная формула, характеризующая предельное состояние
 по несущей способности, отражает требование того, чтобы наи¬
 большее возможное усилие в элементе было меньше его
 наименьшей расчетной несущей способности. При расчете по раз¬
 рушающим нагрузкам расчетная формула должна соответство¬
 вать тому же условию. Однако основным ее недостатком является
 обобщенный коэффициент запаса (k), который должен отразить
 в скрытом виде возможные отклонения прочностных показателей
 материалов от их средних, нормируемых значений, возможные
 отклонения внешних воздействий от нормируемых величин и,
 наконец, в некоторых случаях специфические условия работы
 конструкции, влияющие на ее несущую способность _ (на¬
 пример, условия влажной среды для гипсобетонных кам¬
 ней и т. п.). Поэтому в новом методе расчета конструк¬
 ций по предельным состояниям приняты тр»
 независимых коэффициента: первый, учитывающий
 возможные отклонения нагрузок от их средних эксплуатацион¬
 ных величин (п — коэффициент перегрузки), второй, учитываю¬
 щий возможные отклонения показателей прочности материала
 от средних величин, устанавливаемых при испытаниях по стан¬
 дартной методике (k — коэффициент однородности материалов),,
 и третий, учитывающий возможное снижение несущей способ¬
 ности сечения вследствие каких-либо специфических качеств при*
 меняемого материала или условий работы конструкций (т —
 коэффициент условий работы), например: понижение прочности
 гипсобетонных камней при увлажнении, возможные резкие от¬
 клонения в несущей способности сечений малой площади из-за
 случайных факторов (например, пониженная прочность одного»
 или нескольких камней или раствора и т. п.). 60
Введение этих трех независимых коэффициентов дает воз¬
 можность более точного назначения размеров сечения, в то вре¬
 мя как при применении обобщенного единого коэффициента за¬
 паса в ряде случаев действительное представление о несущей
 способности элемента и, следовательно, правильное назначение
 размеров сечения его не достигается. В качестве такого примера
 можно привести случай расчета внецентренно сжатого сечения
 при эксцентриситете нормальной оилы е0>0,45 у. Это — часто
 встречающийся случай при расчете сечений стен и столбов про¬
 мышленных зданий, дымовых труб, подпорных стен и т. п. По Указаниям У 57-51/МСПТИ проверка сечения должна
 производиться по формуле где F'— часть площади сечения кладки, уравновешивающая
 внецентренно приложенную силу при прямоугольной
 эпюре напряжений; для прямоугольного сечения <Р„— коэффициент продольного изгиба, определяемый по формуле Тп— 2 ’ <Р—коэффициент продольного изгиба для полной площади
 сечения элемента; <р'—коэффициент продольного изгиба для части площади
 сечения элемента; F — площадь сечения; R — предел прочности кладки при сжатии. Сечение считалось достаточным, если отношение разрушаю¬
 щей нормальной силы Np к ее эксплуатационному значению N
 было больше необходимого коэффициента запаса k; этим самым
 предполагалось, что предельное состояние достигается при уве¬
 личении нормальной силы N, действующей в сечении с эксцен¬
 триситетом е0, в k раз. Величина эксплуатационной силы N
 определялась для невыгодного сочетания вертикальных и гори¬
 зонтальных сил (ветра, давления сыпучих тел и т. п.). Для
 определения величины А/р в расчетной формуле эксцентриситет
 разрушающей силы принимался равным эксцентриситету, опре¬
 деленному для эксплуатационных нагрузок (е0). Предположение,
 что вертикальные и горизонтальные силы возрастают в одинако¬
 вое число раз, вообще говоря, неверно, так как часто вертикаль¬
 ные силы вызываются собственным весом конструкций, мало
 отклоняющимся от средних величин, а горизонтальные нагруз¬
 ки, определение которых может оказаться менее достоверным,
 могут отклоняться от средних Величин на большие значения. В 61
результате эксцентриситет нормальной силы в предельном со¬
 стоянии может оказаться больше его значения при эксплуата¬
 ционных нагрузках. В некоторых случаях эксцентриситет
 нормальной силы настолько значителен, что устойчивость конст¬
 рукций вследствие образования трещин в растянутой зоне ока¬
 зывается необеспеченной. Попытка сохранить единый коэффи¬
 циент запаса k и определить предельный эксцентриситет в пред¬
 положении, что нормальная сила сохраняет свое значение, а
 возрастают в k раз только горизонтальные силы, приведет к
 другой крайности; такой случай является не реальным. Значе¬
 ние & должно характеризовать не только возможность отклоне¬
 ния сил от их средних величин, но и отклонения показателей
 прочности кладки от их средних величин, а также условия ра¬
 боты конструкции или материала (например, повышенное зна¬
 чение k для стен из гипсовых камней, не влияющее на величины
 сил). Поэтому для оценки предельного значения е0 должно быть
 учтено лишь возможное отклонение значений горизонтальных си*л
 от их средних значений (коэффициент перегрузки). Метод расчета по предельным состояниям устраняет проти¬
 воречия, присущие методу расчета по разрушающим нагрузкам.
 Для определения предельного значения е0 в этом случае учи¬
 тываются только возможные изменения сил (коэффициент пере¬
 грузки).- Таким образом, метод расчета сечения по предельным со¬
 стояниям, при котором вместо единого коэффициента запаса
 приняты три независимых коэффициента, позволяет более точно
 оценивать несущую способность конструкций и во многих слу¬
 чаях более экономно выбирать их сечения. Расчетная формула, характеризующая первое предельное
 состояние, в общем виде может быть представлена следующим
 неравенством: .V = 2 nNн < ф (К'< R";S), (6) где д/н — усилия, определяемые нормативными значениями на¬
 грузок; п— коэффициент перегрузки сил; Ф— функция, соответствующая роду усилия (сжатие,
 растяжение, изгиб и т. п.); RH — нормативные сопротивления кладки; kK—коэффициент однородности кладок;
 шк —коэффициент условий работы кладок; 5 — геометрическая характеристика сечений. Расчеты по второму и третьему расчетным предельным со¬
 стояниям необходимы в случаях, когда они ограничивают нор¬
 мальную эксплуатацию конструкций, сохраняющих несущую
 способность. При расчете по второму предельному состоянию соблюдается
 неравенство, выражающее, что максимальная величина дефор¬ 62
мации конструкции, вызываемая действующими нагрузками,,
 должна быть меньше (или равна) предельной деформации кон¬
 струкции, при превышении которой нормальная эксплуатация
 конструкции становится невозможной. При проектировании ка¬
 менных конструкций случаи расчета по второму предельному
 состоянию могут встретиться при расчете стен, работающих,
 совместно с железобетонным или стальным каркасом. В этих
 случаях во избежание появления в кладке трещин необходимо-
 ограничить максимальные деформации в ней. При наличии на
 стенах хрупких защитных штукатурок (облицовок) также необ¬
 ходимо бывает ограничить величину максимальной деформации
 кладки. Поскольку второе расчетное предельное состояние вы¬
 зывается требованиями нормальной эксплуатации конструкций,,
 прочность и устойчивость которых обеспечена, проверка дефор¬
 маций конструкций производится при действии нормативных,
 нагрузок, т. е. при коэффициентах перегрузки, равных еди¬
 нице. Третье расчетное предельное состояние — расчет по раскры¬
 тию трещин в конструкции —имеет существенное значение дляг
 внецентренно сжатых -элементов каменных конструкций при зна¬
 чительных эксцентриситетах нормальной силы. В этих случаях,
 хотя прочность конструкции может быть в достаточной степени
 обеспечена наличием сжатой зоны, глубокое раскрытие трещи¬
 ны для нормальной эксплуатации конструкции недопустимо-
 (см. § 4, п. 2 «Внецентренное сжатие»). Из изложенного следует, что при расчете каменных конст¬
 рукций по предельным состояниям во всех случаях обеспечи¬
 вают прочность и устойчивость, характеризующие первое пре¬
 дельное состояние; при расчете стен, работающих совместно с
 каркасами или служащих основаниями для специальных обли¬
 цовок или штукатурок, ограничивают величины наибольших де¬
 формаций, характеризующих второе предельное состояние, а
 при расчете внецентренно сжатых элементов ограничивают ве¬
 личины раскрытия трещин, характеризующих третье предельное
 состояние. Таким образом, для расчета сечения необходимо установить
 численные значения величин п, /?н, &к и тк ; значения коэффи¬
 циентов перегрузки п приведены в табл. 21. Для каменных кон¬
 струкций величины нормативных сопротивлений и пределов
 прочности в основном совпадают. Поэтому значения норматив¬
 ных сопротивлений каменной кладки RH можно принимать по
 таблицам пределов прочности кладки, приведенным в разделе,
 относящемся к расчету сечения кладки по разрушающим на¬
 грузкам. Коэффициенты однородности каменных кладок характеризу¬
 ют вероятные отклонения показателей прочности от средних
 величин, получаемых при испытаниях опытных образцов по-
 стандартной методике. 63
Проф. Л. И. Онищик произвел анализ результатов испыта¬
 ния на сжатие более 700 образцов кирпичной кладки, проведен¬
 ных в лаборатории каменных конструкций ЦНИПС. При обра¬
 ботке результатов испытаний влияние квалификации каменщика
 на прочность кладки оценивалось коэффициентом Значение
 7i=l было принято для прочности кладки, выложенной камен¬
 щиком средней квалификации; более низкое значение *^=0,8—
 для прочности кладки, выложенной низкоквалифицированным
 ^рабочим. Как и следовало ожидать, результаты обработки экс¬
 периментальных данных показали для малых образцов (25Х
 Х25 см) большие отклонения от средних значений прочности
 (RH), чем для нормальных образцов (38X38 см). Это объяс¬
 няется тем, что колебания прочности отдельных камней при ма¬
 лых размерах образцов более резко влияют на несущую спо¬
 собность образца. При расчете конструкций по разрушающим нагрузкам это
 обстоятельство учтено для элементов с малыми размерами по¬
 перечного сечения требованием более высокого значения коэф¬
 фициента запаса (см. табл. 14 и примечание 3 к этой табл.).
 При расчете по предельным состояниям возможное понижение
 прочности кладки в сечениях малых размеров учитывается не
 при назначении коэффициента однородности, а коэффициентом
 условий работы при определении несущей способности сечения. Если принять, что для показателей прочности кирпичной
 кладки может быть применен нормальный закон распределения,
 то коэффициент однородности определится выражением *к = 1 -<*к — , (?) А)Н где RH —нормативное сопротивление кладки; о — среднеквадратическое отклонение (стандарт); Ок — коэффициент, характеризующий предел вероятного
 минимального сопротивления кладки. Комиссией по унификации методов расчета конструкций при
 ЦНИПС было установлено для ак значение, равное 3. Среднеквадратичеокие отклонения прочности кладки по опы¬
 там ЦНИПС в процентах от нормативной прочности составили — 100 = 9,0
 Rн Значение коэффициента однородности согласно формуле (7)
 будет kK — 1 — 3 0,09= 0,73. Влияние квалификации каменщика было в среднем принято
 равным ^=0,9. >64
Вследствие различных факторов, не учитываемых при рас¬
 чете сечения, как, например, неполное заполнение раствором
 швов, отклонения конструкций от вертикали и т. п., возможно
 понижение несущей способности кладки. Эти факторы учтены в
 каменных конструкциях при определении коэффициентов одно¬
 родности, хотя их можно было бы отнести и к условиям работы
 кладки. Понижение коэффициента однородности учитывается при
 этом сравнительно небольшой поправочной величиной 0,9,
 так как вероятность совпадения всех указанных неблагоприят¬
 ных обстоятельств, понижающих прочность кладки, очень мала. Коэффициент однородности кладки определяют значением kK = 0,73-0,9-0,9 = 0,6. Наиболее низкое значение kK в опытах ЦНИПС было равно
 0,68. Значение коэффициента однородности определено экспери¬
 ментальными исследованиями, при этом марки камня и раствора
 определялись также испытаниями. Значение коэффициента од¬
 нородности 0,6 может быть допущено, если на строительных
 площадках марки каменных материалов будут определяться
 контрольными испытаниями. Однако не на всех строительных
 площадках такие испытания производятся; часто марку камня
 принимают по паспортам заводов, а марку раствора назначают
 по объемной дозировке раствора. Анализ результатов экспери¬
 ментальных работ ЦНИПС показывает, что при таком назначе¬
 нии марок камня и раствора вероятно понижение прочности
 раствора на одну ступень, что вызывает при принятой градации
 марок растворов соответствующее понижение прочности кладки
 в среднем на 17,5%. Учитывая это обстоятельство, коэффициент
 однородности для таких случаев должен быть понижен умноже¬
 нием на величину у“г =0,85. Тогда значение коэффициента
 однородности будет =0.6-0,85 = 0,5. Отличие в значениях коэффициентов однородности между
 первым случаем, называемым классом работы А (когда на пло¬
 щадке производят контрольные испытания марки камня и рас¬
 твора), и вторым случаем, называемым классом работы Б (ког¬
 да марки камня и раствора принимают по паспортам без соот¬
 ветствующих контрольных испытаний), составляет 20%. Работа по классу А приводит, таким образом, к экономии
 кладки на 20% или уменьшению расхода цемента до 1,5 раза.
 Учитывая, что испытание камней и раствора в производствен¬
 ных условиях не представляет значительных трудностей, воз¬
 можно организовать более рациональное использование мате¬
 риалов и более правильное определение несущей способности
 кладки. 5 Зак. 1494 65
Таблица 1 Г> Коэффициенты однородности кладки kK kK при классе работы Вид кладки А Б 1. При сжатии: кирпичная кладка кладка из естественных, бетонных и грун¬
 товых камней правильной формы . . . .
 бутовая кладка и бутобетон 2. При осевом растяжении, растяжении при изги¬
 бе, срезе и главных растягивающих напряже¬
 ниях для всех видов кладки 0,60 0,55 0.55 0.50 0,50 0,50 0.50 0 45 Примечания. 1. По классу работы А проектируются каменные и
 армокаменные конструкции для тех строительств, где производят системати¬
 ческие предварительные контрольные испытания прочности камня и рас¬
 твора. 2. По классу работы Б проектируются каменные и армокаменные кон¬
 струкции для тех строительств, где марку кирпича и камня принимают по
 паспортам заводов, а марку раствора — по заданному составу без конт¬
 рольных испытаний. Таблица 16 Коэффициенты условий работы для кладки из кирпича,
 бетонных и естественных камней т к Вид кладки тк при классе сооружений I II 01 Из кирпича и керамических камней . 1 1 1 Из бетонных камней на заполните¬
 лях из естественных горных пород
 и искусственных легких заполни¬
 телей: керамзита, шлаковой пемзы,
 агломерированных топливных шла¬
 ков, доменных гранулированных
 шлаков, а также спекшихся кус¬
 ковых шлаков от сжигания угля
 в пылевидном состоянии 1 1 1 Из шлакобетонных камней на шла¬
 ках от сжигания антрацита и ка¬
 менных углей в кусках 0,9 1 1 Из шлакобетонных камней на шла¬
 ках от сжигания бурых и смешан¬
 ных углей в кусках _ 0,8 0,» Из естественного камня:
 а) марки 50 и выше 1 1 1 б) г 35 и ниже . 0,6 1 1 66
Величины коэффициентов однородности для кирпичной клад-
 ми определены на основе методов статистического анализа. Для
 других видов каменных кладок проведено еще недостаточное
 количество испытаний экспериментальных образцов для опреде¬
 ления значений среднеквадратического отклонения и статистиче¬
 ских кривых распределения прочности, поэтому величины коэф¬
 фициентов однородности таких кладок назначены на основании
 учета наибольших отклонений экспериментальных величин проч¬
 ности от их нормативных значений (табл. 15). Коэффициент однородности стали в армированной кладке к а
 принимают равным 0,90 независимо от класса работы. Факторы, влияющие на несущую способность элементов кон¬
 струкций или на сопротивление кладки, учитывают коэффици¬
 ентами условий работы, которые могут относиться ко всему рас¬
 считываемому элементу т или к материалу кладки тК или к
 арматуре та. Коэффициенты условий работы элементов каменных и армо¬
 каменных конструкций т. при расчетах по несущей способности Таблица 17 Коэффициенты условий работы для кладки тк из гипсобетонных камней и грунтоматериалов (для сооружений III класса) тк » Вид кладки для стен в районах с сухим
 климатом для стен в прочих районах наружных внутренних наружных внутренних Из гипсобетонных кам¬
 ней 0,7 0,8 0,5 0,8 То же, с водостойкими
 добавками 0,5-f0,5&p3 0,7+0,3*рз 0,7+0, З&рз 0,8+0,2Лрв Из грунтоматериалов не¬
 водостойких, 0,7 0,8 0,5 0,8 То же, с водостойкими
 добавками 0,9 1 0,8 I Примечание. Коэффициент размягчения £рЭ= • (8) До i где R "л—предел прочности (нормативное сопротивление) камней при сжа¬
 тии в насыщенном водой состоянии после 24-часового насыщения;
 R* — предел прочности (нормативное сопротивление) в состоянии есте¬
 ственной влажности. 67
Таблица 18 Коэффициенты условий работы для армированной кладки тк и арматуры та Виды кладки и арматуры тк та а) Кладка в сечениях с сетчатой арматурой . . 1,0 Сетчатая арматура: из стали Ст. 0 0,8 0,7 , холоднотянутой проволоки 0,7 б) Кладка с продольной арматурой только в растянутой зоне 1.0 — То же, в остальных случаях ... ♦ Продольная арматура: 0,85 — из стали Ст. 0 1 . Ст. 3 0,9 » холоднотянутой проволоки 0, 9 Отогнутая арматура и хомуты • . . 0,8 в) Анкеры и связи в кладке на растворе: 25 и выше . 0,9 ю . . 0,7 4 . . 0,5 принимаются: для элементов с площадью сечения более 0,3 м2
 т — 1, а равным 0,3 м2 и менее га = 0,8. При проверке проч¬
 ности конструкций незаконченного сооружения, в частности зим¬
 ней кладки, коэффициенты условий работы повышают на 25%. При проверке конструкций на действие нагрузки, восприни¬
 маемой конструкцией после длительного периода твердения
 кладки (более года), а также на сейсмические нагрузки коэф¬
 фициенты условий работы повышают на 10%. Коэффициенты
 условий работы неармированной и армированной кладки, а так¬
 же арматуры приведены в табл. 16—20. Таблица 19 Коэффициенты условий работы кладки раскрытию трещин
 (швов кладки) ттр при расчете на внецентренное сжатие Условия работы кладки оттр при классе сооружений I II III Неармированная внецентреннона-
 груженная кладка 1,5 2 3 То же, с гидроизоляционной шту¬
 катуркой для конструкций, ра¬
 ботающих на гидростатическое
 давление жидкости 1,2 1,5 2 То же, с кислотоупорной штукатур¬
 кой или облицовкой на жидком
 стекле 0,8 1 1 68
Таблица 20 Коэффициенты условий работы арматуры та для продольно армированных
 конструкций (из стали марки Ст. 3) при расчете их по предельному раскрытию трещин та при классе соору- Наименование конструкций Условия работы жений 1 II III Продольно армиро¬
 ванные изгибаемые и
 растянутые элементы
 в условиях агрессивной
 для арматуры среды Растяжение кладки в гори¬
 зонтальном направлении (по
 перевязанному сечению) . . . Растяжение кладки в вер¬
 тикальном направлении (по
 неперевязанному сечению) . . 0,20 0,12 0,28 0,16 0,28 0,16 Продольно армиро¬
 ванные емкости при на¬
 личии специальных тре¬
 бований по непроница¬
 емости покрытий камен¬
 ных конструкций При гидроизоляционной
 цементной штукатурке . . . При кислотоупорной шту¬
 катурке на жидком стекле и
 однослойном покрытии из пли¬
 ток каменного литья на кис¬
 лотоупорной замазке При двух-и трехслойном
 покрытии из прямоугольных
 плиток каменного литья на
 кислотоупорной замазке: 0,08 0,06 0,12 0,06 0,16 0,07 при растяжении вдоль
 длинной стороны плиток . 0,15 0,16 ) 0,16 при растяжении вдоль
 короткой стороны плиток 0;08 0,12 0,12 Примечание. При применении стали марки Ст. 0 коэффициенты ус¬
 ловий работы арматуры повышаются на 25%. 4. Нагрузки и их сочетания При расчете конструкций следует принимать невыгодные
 для рассчитываемого элемента расположение и сочетания на¬
 грузок и воздействий. Для расчета по предельным состояниям
 установлено три вида сочетаний нагрузок: основное, дополни¬
 тельное и особое. При расчете промышленных и гражданских зданий основ¬
 ное сочетание нагрузок слагается из собственного
 веса конструкций зданий, полезных нагрузок, снеговых нагрузок,
 нагрузок от рабочих и монтажных кранов. Дополнитель¬
 ное сочетание нагрузок состоит из нагрузок, входящих в
 основное сочетание, с добавлением нагрузки от ветра или воз¬
 действия температуры. Особое сочетание нагрузок со¬
 стоит из собственного веса конструкций, полезных нагрузок, сне¬
 га и ветра и особой нагрузки или воздействия (сейсмической
 силы), при этом учитывается работа только одного крана при
 одновременном действии ветра. 65
Таблица 21
 Нормативные нагрузки и коэффициенты перегрузки п № п/п Виды нагрузок Нормативная нагрузка в кг/м2 п 1 А. Нагрузка на перекрытия Чердачные помещения (без учета специ¬
 ального оборудования: водяных баков,
 моторов, вентиляционных камер и т. п.) 75 1.4 2 Квартиры, лечебные учреждения (за исклю¬
 чением вестибюлей и залов, где возмо¬
 жно массовое скопление посетителей),
 детские сады, детские ясли (с учетом
 обычного оборудования) 150 1.4 3 Общежития, конторы, классные комнаты,
 бытовые помещения промышленных це¬
 хов (с учетом веса обычного оборудо- 200 1.4 4 Коридоры общежитий, контор и бытовых
 помещений . • . . . 300 1.3 5 Залы столовых, ресторанов, аудиторий
 (с учетом веса обычного оборудования) 300 1 .3 6 Залы и коридоры театров, кино, клубов, школ, вокзалов, трибуны Производственные помещения промыш¬
 ленных предприятий, склады, музеи,
 торговые залы магазинов — по действи¬
 тельной нагрузке, но не менее 400 1.2 7 400 1,2* 8 Книгохранилища, архивы, перекрытия
 под проездами по действительный за¬
 грузке, но не менее 500 1.2 9 Обслуживающие площадки в цехах, на
 которых исключена возможность загруз¬
 ки оборудованием и материалами, га¬
 лереи для легких транспортеров — по
 действительной нагрузке, но не менее . 200 1 ,2* 10 Лестницы, вестибюли, террасы и балконы:
 в зданиях и помещениях, указанных
 в пп. 2иЗ. ........... 300 1.4 во всех прочих зданиях и помещениях 400 1.4 11 Б. Разные нагрузки У Вертикальные и горизонтальные нагрузки По проект¬ 1,3 12 от кранов • . ; ным данным Гидростатическое давление жидкостей . . То же 1,1 13 Давление сыпучих тел » 1,2* 14 Давление газов г 1,2* 15 1 Л Собственный вес конструкций, кроме
 указанных в п. 16 ** 1.1 16 Собственный вес теплоизоляционных плит
 и засыпок » 1,2 Примечание. Нагрузки на перекрытия в таблице приведены без уче¬
 та веса перегородок. * По фактическим данным, но не менее 1,2. 70
При расчете с учетом дополнительных и особых сочетаний
 нагрузок значения коэффициентов перегрузки для всех нагрузок,
 кроме собственного веса, умножают на величину, равную: а) при учете дополнительных сочетаний — 0,90, б) при учете особых сочетаний — 0,80. При расчете конструкций, несущих краны (столбов, стен),
 вертикальную нагрузку принимают не более чем от двух кранов,
 сближенных для совместной работы в каждом пролете и в каж¬
 дом ярусе здания. В многопролетных цехах учитывают возмож¬
 ность расположения нагрузок в одном створе в соседних проле¬
 тах. Горизонтальные нагрузки, вызываемые торможением кра¬
 новых тележек или мостов, во всех случаях принимают не бо¬
 лее чем от двух кранов. В основные сочетания нагрузок включают ветровую нагрузку
 и влияние температуры на здания и сооружения (трубы, башни,
 градирни, резервуары с горячей жидкостью и т. п.), для которых
 эти нагрузки являются преобладающими. Полезную нагрузку при расчете колонн, стен и фундаментов
 жилых и общественных зданий 1 принимают равной: в первом и
 втором этажах, считая сверху,— 100%; в третьем и четвертом —
 85%, в пятом и шестом — 70%, во всех остальных этажах—60%
 от всей вышележащей полезной нагрузки. Нормативную нагрузку, за исключением специальной, прини¬
 мают по табл. 21. Нагрузку от кранов принимают: вертикальную — по стандартам и каталогам на крановое обо¬
 рудование; горизонтальную продольную — вдоль подкранового пути
 (только для электрических кранов), равной 0,1 наибольшего
 давления на тормозные колеса; горизонтальную поперечную (только для электрических кра¬
 нов), равной: для кранов с гибким подвесом 0,05 суммы грузо¬
 подъемности и веса тележки крана, а для кранов с жестким
 подвесом 0,1 той же суммы нагрузок. При этом считается, что
 горизонтальное усилие передается полностью на одну подкрано¬
 вую балку и распределяется поровну между колесами крана. Нагрузки от ветра Нормативную ветровую нагрузку принимают нормальной к
 поверхности сооружения или его части и определяют формулой Яв = bQ, ' (9) где Q — скоростной напор ветра в кг!м2 (величина Q берется
 из табл. 22); k — аэродинамический коэффициент (величина k берется
 из табл. 23), 1 За исключением учебных заведений, театров, библиотек, книгохрани¬
 лищ, архивов и технических этажей. П
Т а 6 л и ц я 22 Величины скоростного напора ветра Q в кг/м2 Q в кг/м2 на высоте над по Географические районы верхностью земли до 10 м 20 м 100 м I район — вся территория СССР за ис¬ ключением 11, III и IV районов' 30 40 100 II район — береговая полоса океанов и морей за исключением III и IV районов . 55 70 150 III район — береговая полоса Черного мо¬ ря, протяженностью от Анапы до Туапсе 100 100 200 IV район — Арктика, Крайний Север, побе¬ режье Камчатки, остров Сахалин, Ку¬ рильские острова, Командорские остро¬ ва, побережье залива Шелехова, побе¬ режье Берингова моря По особым нормам Примечания. L Ширину береговой полосы принимают равной
 100 км, но не более расстояния от берега до ближайшего горного хребта. 2. Для высот промежуточных между значениями, приведенными в
 табл. 22, величину скоростного напора ветра определяют линейной интерпо¬
 ляцией. 3. В пределах отдельных зон высоких зданий и сооружений при высоте
 каждой зоны не более 10 м величину нормативного скоростного напора до¬
 пускается принимать постоянной и определять ее для средней точки зоны. Тцп1
 Направление
 ветра Тип 2
 Направление
 ветра ТипЗ
 Направление 1 ?
 ветра*~ тщщгяпзт Аэродинамические коэффициент/
 не зависят от величин углова up При а - 0'; О При 0°<а* 15°% к * -0,8
 - a * cL-30°i ffao • OL •60',Н-*0,8 • QL>50°;fc+0,8 Пэродинамические коэффициенты даны для случая Н^и Для случая H<f см-, тип 1 /'unU Направление ветра Рис. 10. Ветровые нагрузки П
Таблица 23 Аэродинамические коэффициенты k Элементы поверхности сооружений k Вертикальные поверхности с наветренной стороны, поло¬
 жительное давление +0,8 Вертикальные поверхности с подветренной стороны, отри¬
 цательное давление -0,6 Вертикальные или отклоняющиеся от вертикали не более
 чем на 50° поверхности в зданиях с многорядным рас¬
 положением фонарей и сложным профилем: для наветренных крайних и всех возвышающихся по¬
 верхностей, положительное давление -4-0,8 для подветренних крайних и всех возвышающихся
 поверхностей, отрицательное давление -0,6 для наветренных промежуточных плоскостей, поло¬
 жительное давление +0,4 для подветренных промежуточных плоскостей, отри- -0,4 Нйклонные поверхности в зданиях без фонарей или
 с однорядным расположением фонарей, а также гори¬
 зонтальные поверхности в зданиях с многорядным В соответствии
 со значениями
 k на рис. 10 Ветровые нагрузки для специальных сооружений (высотные
 сооружения, мачты, башни, куполы, резервуары и т. п.) прини¬
 мают в соответствии с указаниями специальных технических ус¬
 ловий. Величину скоростного напора ветра для зданий и сооруже¬
 ний, расположенных в местах с резко выраженным рельефом
 земной поверхности (горы, ущелья и т. п.), определяют по фор¬
 муле (9), но не менее указанной в табл. 22 где v — наибольшая скорость ветра по данным метеорологиче¬
 ских наблюдений в м/сек. Величину расчетного скоростного напора ветра в местах с
 резко выраженным рельефом при отсутствии метеорологических
 данных принимают не менее 70 кг/м2. Коэффициент перегрузки для ветровых нагрузок назначают разным 1,2. 73
Нагрузки от снега Снеговую нагрузку на 1 м2 площади горизонтальной проек¬
 ции покрытия определяют по формуле Рс = ср, (10) где р — вес снегового покрова в кг/м2, различный для различ¬
 ных географических районов (табл. 24);
 с — коэффициент, зависящий от профиля покрытия
 (табл. 25). "iff/ 'I 0,6 f --1 0,6 flf шши, 1 I- МШШШИ'
 1 s Рис. 11. Снеговые нагрузки на сложные покрытия Таблица 24
 Расчетный вес снегового покрова р Г еографические
 районы p в кг/м* I 50 II 70 III 100 IV 150 V 200 Pq - 200 Н, но не менее Q а
 не более 4 ^
 а^не менее 5,0 м и не
 более /0,0 ГГ Г ]_ ..Ш 1 а=гн i Рис. 12. Снеговые нагрузки для
 зданий с перепадом высот Таблица 25 Значения коэффициента с, зависящего от профиля покрытия Профиль покрытия Покрытия простые, односкатные и двускатные при углах
 наклона: 0° <«<25° а >60° Покрытия сводчатые простые Покрытия сложные с поперечными или продольными
 фонарями с неодинаковой высотой отдельных частей и т. п Согласно рис. 11 Примечания. 1. При углах наклона скатов 25о<а<360° значение
 коэффициента с определяется интерполяцией. 1.0 0 L_ Ю/ 74 Hf
2. Для сводчатых покрытий: L—означает пролет покрытия, /— подъем;
 коэффициент с в этом случае должен быть не более 1,0 и не менее 0,3. 3. При определении снеговых нагрузок в местах примыкания низких
 .«ланий (высотой Н н) к более высоким (высотой Яв) коэффициенты с для
 покрытия низкого здания увеличивают для участка длиной а=2(Ян—#в)=
 =2Н, но не менее 5 м и не более 10 м в направлении, перпендикулярном
 плоскости сопряжения зданий (рис. 12). Коэффициент перегрузки для снеговых нагрузок принимается
 равным п = 11,4. § 4. РАСЧЕТ НЕАРМИРОВАННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
 ПО РАЗРУШАЮЩИМ НАГРУЗКАМ 1. Осевое сжатие При осевом сжатии расчет сечения производят по формуле Mp==kN = FR<?. (И) Здесь. А/р — разрушающая нормальная сила; N — нормальная сила от эксплуатационных нагрузок
 в сечении элемента;
 k — коэффициент запаса прочности; F — площадь поперечного сечения элемента; R — предел прочности кладки при осевом сжатии; <Р — коэффициент продольного изгиба. Предел прочности кладки при сжатии зависит от прочности
 камня и прочности раствора. Для определения пределов проч¬
 ности всех видов кладки из кирпича, а также из искусственных
 камней проф. Л. И. Онищик [50], на основе обширных экспери¬
 ментальных работ ЦНИПС, предложил эмпирическую формулу R^ARJ 1 - , (12) где R\—предел прочности при сжатии камня (марка камня); /?2— предел прочности при сжатии раствора (марка рас¬
 твора) . Значения коэффициентов А, а и b различны для каждого
 вида кладки и определяются опытным путем. Во всех случаях
 а < Ъ и А < 1. Формула (12) показывает, что предел прочности кладки ог¬
 раничен нижним и верхним пределами: при R2=~0-R = Ro = AR1(l при R2 = со R = AR, = /?к, где RK— конструктивное сопротивление камня. (13) 75
Коэффициент А носит название конструктивного коэффици¬
 ента и определяется зависимостью , _ 100 + /?! U 100 (14) Значения коэффициентов а, Ь, п и k приведены в табл. 26
 [52]. При разработке СН и П эти коэффициенты уточнены.
 В табл. 27—30 значения нормативных сопротивлений даны по
 СН и П. Таблица 26 Значения коэффициентов а, Ь, п я , k для определения прочности кладки Виды кладки а ъ п к Кирпичная и из других видов сплош¬
 ных камней при высоте ряда
 5-14 см 0,2 0,3 3,3 1,0 Из сплошных камней правильной
 формы при высоте ряда 18—39 см . 0,15 0,3 2,5 1,0 То же, из пустотелых камней .... 0,15 0,3 2,5 0,85 Из крупных камней при высоте ряда
 60 см и более 0 — 2,0 1,0 Из керамических камней с верти¬
 кальными пустотами 0,3 0,4 4,0 1,0 То же, с горизонтальными пустотами 0,6 1,0 2,5 1,0 Из рваного бутового камня .... 0,2 0,25 6,0 1,0 Из постелистого бутового камня . . 0,2 0,25 6,0 1,4 Из формулы (12) видно, что конструктивный коэффициент
 имеет такое же значение для величины сопротивления кладки
 сжатию, как и марка камня. Коэффициенты а и b определяют
 закон нарастания прочности кладки в зависимости от марки рас¬
 твора. Экспериментальные исследования показывают, что при сжа¬
 тии кладки камни работают на изгиб. Таким образом, сопротив¬
 ление кладки сжатию зависит от двух прочностных показателей
 камня, а именно: от прочности камня на сжатие и на изгиб.
 Поэтому и марку кирпича устанавливают по двум показате¬
 лям: по испытаниям его на сжатие и на изгиб. Для хрупких
 камней значение конструктивного коэффициента А ниже, в свя¬
 зи с чем ниже и сопротивление кладки сжатию. Естественно, что
 высота сечения камня существенно влияет на его сопротивление
 изгибу, вследствие чего при прочих равных условиях сопротив¬
 ление кладки сжатию зависит от количества швов на 1 м вы¬
 соты кладки. 76
Чем меньше количество швов на 1 м высоты кладки, тем
 меньше влияние марки раствора на сопротивление кладки сжа¬
 тию. Например, для кирпичной кладки прочность кирпича на из¬
 гиб имеет большее значение, чем для кладки из камней пра¬
 вильной формы, имеющих высоту большую, чем кирпич. Пластичность раствора, определяющая его удобоукладывае-
 мость, улучшает условия работы отдельных камней в кладке.
 Для жестких растворов предусмотрено снижение показателей
 прочности кладки; однако чрезмерная пластичность раствора
 приводит не к увеличению, а к понижению прочности кладки,
 так как резкая разница в коэффициентах поперечного расшире¬
 ния камня и раствора вызывает в камнях при сжатии кладки
 растягивающие напряжения (табл. 27). Пределы прочности для кладок на жестких цементных рас¬
 творах (без добавления глины или извести) и на всех легких и
 известковых растворах в возрасте до 3 месяцев снижаются
 на 15%. Таблица 27 Предел прочности (нормативное сопротивление) при сжатии кладки
 из кирпича и других видов камня при высоте ряда кладки 5—15 см
 на тяжелых растворах (jp аств > 1 500 кг/м9) в кг/см2 Марка камня Предел прочности кладки при сжатии в кг/см? при марке раствора 100 75 50 25 10 4 2 0 300 65 60 55 50 45 35 33 30 200 55 50 45 35 30 27 25 20 150 45 40 35 30 . 25 23 20 16 100 35 33 30 25 20 18 15 12 75 30 28 25 22 18 15 13 10 50 22 20 18 14 11 10 7 35 18 16 14 11 9 8 5 При проектировании каменных конструкций предел прочно¬
 сти кладки принимают в зависимости от марки раствора в 28-
 дневном возрасте. Если расчет конструкций производят для
 кладки других возрастов, то в этом случае предел ее прочности
 определяют по прочности раствора, соответствующей тому
 возрасту кладки, в котором определяется ее несущая спо¬
 собность. Пределы прочности (нормативные сопротивления) при сжа¬
 тии других типов кладки (из сплошных и пустотелых бетонных
 камней, бутового камня), определенные в зависимости от марки
 камня и марки раствора по формулам (12) и (14), с подстанов¬
 кой в них соответствующих коэффициентов по табл. 26, приве¬
 дены в табл. 28—30. 77
Таблица 28 Предел прочности (нормативное сопротивление) при сжатии кладки
 из сплошных бетонных камней и из естественного пиленого камня и чистой
 тески на тяжелых и легких растворах в кг/см2 Марка камня Предел прочности кладки при сжатии в кг/сМ1 из камней высотой 18- -35 см при марке раствора из камней высотой
 50 см и выше на
 растворе марки 10
 и выше 100 50 25 10 4 2 0 1 ООО 240 220 210 190 170 165 160 420 800 200 185 175 155 145 135 130 350 600 160 145 140 120 110 105 100 280 400 115 105 100 90 80 75 70 210 200 70 65 60 55 50 45 40 120 100 45 40 35 33 30 25 20 65 50 30 25 23 20 18 17 12 35 25 16 15 13 11 10 7 18 Примечания. 1. Сопротивление кладки из камней высотой
 35—50 см принимают по интерполяции. Марка шлакобетонных камней долж¬
 на быть не ниже 35. Сопротивление для промежуточных марок камней при¬
 нимают по интерполяции. 2. Под маркой бетонного камня высотой 50 см и более понимается приз
 менная прочность бетона. Таблица 29 Предел прочности (нормативное сопротивление) кладки при сжатии из
 пустотелых бетонных камней при высоте ряда кладки 18—35 см на тяжелых и легких растворах в кг/см2 Марка камня Предел прочности кладки при сжатии в кг/см2 при марке раствора 100 50 25 10 4 2 0 100 40 35 32 27 25 23 18 75 32 28 25 22 20 18 14 50 25 22 20 17 15 14 10 35 — 18 16 14 12 11 8 25 14 13 11 10 9 6 Прочность бутовой кладки в значительно меньшей степени
 зависит от марки камня, чем прочность кладки из естественных
 камней правильной формы. При неправильной форме камней
 давление передается через отдельные выступающие части, что
 приводит к местной концентрации напряжений в этих частях и
 разрушению кладки. Поэтому даже при очень высоких марках
 камней прочность таких кладок невелика и зависит в значитель¬
 ной степени от марки раствора. 78
Таблица 30 Предел прочности (нормативное сопротивление) при сжатии кладки
 из рваного бута в возрасте трех месяцев в кг/см? • Предел прочности кладки при сжатии в кг 1см 2 при марке раствора Марка камня 100 50 25 10 4 0 ! 000 50 35 25 15 10 8,5 7 800 45 33 20 14 9 7,5 5,5 600 40 28 18 13 8 6,5 4 400 30 23 16 11 6,5 5 3 200 22 17 13 9 5,5 3,7 1.6 100 15 12 10 7 4,5 3.2 1 50 9 7,5 5,5 4 2,8 0,6 25 6 5,5 4,5 3 2,3 10.4 Примечания. 1. Предел прочности бутовой кладюи в трехмесячном
 возрасте определен при марке раствора в возрасте 28 дней. 2. Для кладки из постелистого бутового камня предел прочности повы
 шается на 50%. 3. Для промежуточных марок камня сопротивления принимаются по
 интерполяции. 4. Для кладки в возрасте 28 дней предел прочности снижается на 20%. Ниже приводим пример определения прочности кладки из пу¬
 стотелых бетонных камней по формулам (.12) и (14) и табл. 26. Пример 3. Определить предел прочности (нормативное сопротивление)
 при сжатии R для кладки из пустотелых бетонных камней марки 50 на рас¬
 творе марки 25. Пользуясь формулами (12) и (14) и значениями необходимых коэффи¬
 циентов по табл. 26, находим: 100 + 50 .0,85= 0,565; 100 + 2,5-50 0 15 0,565-50/ 1 — ’ \ = 20,5 « 20 кг/см*. 0,3+— 2*50 Прочность кладки из естественных камней зависит от формы
 камней. Чем больше отклонение формы камней от прямоуголь¬
 ного параллелепипеда, тем ниже при прочих равных условиях
 прочность кладки. Для кладок из постелистых камней или кам¬
 ней с обработанной поверхностью (пиленые, тесаные) пределы
 прочности при сжатии определяют по тем же формулам с попра¬
 вочными коэффициентами, учитывающими влияние характера
 поверхности камней на прочность кладки. 79
Поправочные коэффициенты принимают: для кладки из пиленых камней и чистой тески (выбоины до 0,2 см) 10 для кладки из камней получистой тески (выбои¬
 ны до 1,0 см) . . 0,8 для кладки из камней грубой тески (выбоины до 2,0 см) - 0,7 для кладки под скобу и из бута-плитняка ... 0,6 В кладке из гипсобетонных камней учитывают потерю проч¬
 ности при увлажнении; расчетный предел прочности для кладки
 из гипсобетонных камней, определяемый по формуле (12) или
 по табл. 27—29, умножают на коэффициент размягчения, при¬
 нимаемый по табл. 31. Таблица 31 Коэффициенты размягчения кладки &р.к
 из гипсобетонных камней Характеристика района строительства Коэффициенты раз¬
 мягчения кладки Ар.к для наружных стен для внут¬
 ренних стен
 и столбов Районы с сухим климатом . . . 0,7 0,7 Районы с влажным климатом . . 0,4 0,7 Для грунтовых камней учитывают потерю прочности при ув¬
 лажнении в зависимости от климатических условий и наличия
 в грунтовой массе добавок, вводимых для повышения водостой¬
 кости (неразрываемости) камней, посредством умножения пока¬
 зателя предела прочности кладки, определенного по формуле
 (12), на коэффициенты размягчения кладки по табл. 32. Таблица 32 Коэффициенты размягчения кладки Ар.к из грунтовых камней Лр*к Характеристика районов строительства неводостойкие камни
 для стен камни с водостойкими
 добавками для стен наружных внутренних наружных внутренних Районы с сухим климатом 0,7 0,7 1 1 Районы с влажным климатом .... 0,4 0,7 0,7 1 80
Примечание. Введение и расчет коэффициентов размягчения (табл.
 V2) не исключает необходимости для сохранности здания систематического
 ремонта наружной водозащитной штукатурки. Пример 4. Определить предел прочности R (нормативное сопротивление)
 кладки из сырцового кирпича. Марки кирпича 15, раствора 4, для строи¬
 тельства в районе с сухим климатом. Пользуясь формулами (12) и (14) и значениями коэффициентов, по
 табл. 26 находим А = R - 0,76-15/ 1 100 -г 15
 100 + 3,3-15 0.2 0.3- 2-15 Для грунтовых материалов должен учитываться коэффициент размягчения
 по табл. 32: /? = 0,7-6,1 = 4,2 кг) см*. Прочность бутобетонной кладки в основном зависит от мар¬
 ки бетона. Экспериментальные исследования позволили устано¬
 вить эту зависимость (табл. 33). Таблица 33 Предел прочности (нормативное сопротивление) бутобетонной кладки
 при сжатии в зависимости от марки бетона в кг/см2 Вид бутобетона Предел прочности кладки при сжатии
 в кг/см2 при марке бетона 100 75 50 35 С камнем марки 200 и выше 60 50 40 35 То же, марки 100 — 45 37 30 То же, марки 50 и с кирпичным боем . . — — 35 27 Примечание. При вибрировании бутобетонной кладки предел проч¬
 ности повышается на 15%. Для определения по формуле (11) разрушающей силы необ¬
 ходимо знать коэффициент продольного изгиба <р. ‘Значение <р зависит от упругих свойств каменной кладки.
 При сжатии каменной кладки зависимость между напряжениями
 и деформациями не следует линейному закону. Она в значитель¬
 ной степени зависит также от методики испытания, в особен¬
 ности от длительности действия нагрузки, при которой опреде¬
 ляют деформации кладки. Посредством обработки результатов опытов со значитель¬
 ным количеством кирпичных столбов, испытанных на сжатие
 по одинаково принятой методике, проф. Л. И. Онищик [50] 6 Зак. 1404 81
предложил для определения величины полной (упругой и плас¬
 тической) деформации s следующую зависимость: М In 1 , V 1,1Я/’ (15) где а — напряжение, соответствующее определяемой деформа¬
 ции; а — упругая характеристика кладки, зависящая от марки
 применяемого раствора (табл. 34). Величина л/т / /т \ (16) названа модулем упругости кладки. Величину a R принято обозначать Е0 и называть начальным
 модулем упругости кладки (при напряжении а = 0): Е0 = а/?. (17) Пользуясь формулой (17), можно определить величину пре¬
 дельной деформации е0, при которой происходит разрушение
 кладки. Для кладок с упругой характеристикой а= 1 ООО
 (табл. 34) предельная деформация определяется величиной
 в0 = 2,64 мм/м. Для других видов кладок величина предельной деформации
 изменяется обратно пропорционально величине а: 1 ООО е = е0, а (18) где а — упругая характеристика, соответствующая виду клад¬
 ки, для которой определяют деформации; £0= 2,64 мм/м — величина предельной деформации для
 кладки при упругой характеристике а — 1 ООО. Таблица 34 Значения упругой характеристики а Виды кладок а при марке раствора 100-50 25-10 4 2 0 Из кирпича, легкобетонных камней,
 бута, легких естественных камней
 и грунтовых камней на тяжелых
 растворах 1 ООО 750 500 350 200 То же, на легких растворах .... 750 500 350 200 100 Из пустотелых керамических камней
 с горизонтальными пустотами . . 1 500 1 000 750 350 200 Из пустотелых керамических камней
 с вертикальными пустотами.. . . 2 000 1 500 1 000 500 350 Из тяжелых естественных и бетон¬
 ных камней 2 000 1 000 750 500 350 82
В целях упрощения расчетов величины модулей упругости
 принимают постоянными и равными: а) при определении деформаций от эксплуатационных нагру¬
 зок (например, при определении усилий в статически неопреде¬
 лимых системах и т. д.) £ = 0,8 а#; (19) б) при расчете конструкций по разрушающим нагрузкам и
 по предельному состоянию прочности кладки Е = 0,5 aR; (20) в) при действии периодической многократно повторяющейся
 нагрузки и при определении периода колебаний каменных кон¬
 струкций E = aR. (21) Для вычисления коэффициентов продольного изгиба обычные
 методы определения критических сил (соответствующих потере
 устойчивости конструкции из материалов, которые при загру-
 жении следуют закону пропорциональности) для каменных кон¬
 струкций не применимы. Переменность модуля упругости клад¬
 ки играет существенную роль и значительное нарастание де¬
 формаций по мере роста напряжений (вследствие уменьшения
 модуля упругости) способствует уменьшению критической силы. На основе экспериментальных исследований проф. Л. И. Они-
 щик рекомендует формулу для определения коэффициента про¬
 дольного изгиба <р, учитывающую переменность модуля упру¬
 гости кладки: V = г!г- > (22) 1 Н” ?() где ф0—коэффициент продольного изгиба, определяемый по
 формуле Эйлера при постоянном модуле упругости Е0 = aR. При гибкости элемента конструкции Х=-^-ср0 определяют
 формулой Фо=^/М2 = ^./Ма; (23) 1.1 /г U / 1,1 Wo / h для прямоугольного сечения г — у— и То = 0,75 а (у-)'. (24) 6* 83
Значения -р, вычисленные по формулам (23) и (24), в за¬
 висимости от приведенной гибкости даны в табл. 35. Таблица Зо Коэффициенты продольного изгиба <у Приведенная гибкость <р Приведенная гибкость ч> Приведенная гибкость 9 Рпр *пр Рпр ^пр Рпр *пр 4 14' 0,99 12 42 0,84 22 76 0,61 5 17,5 0,98 13 45,5 0,81 24 83 0,56 6 21 0,96 14 49 0,79 26 90 0,53 7 24,5 0,94 15 52,5 0,77 28 97 0,49 8 28 0,92 16 56 0,74 30 104 0,46 9 31,5 0,90 17 59,5 0,72 32 111 0,42 10. 35 0,88 18 63 0,70 34 118 0,39 11 38,5 0,86 20 70 0,65 36 125 0,36 При этом для прямоугольных сечений приведенная гибкость
 выражена через высоту сечения fW = -у|/ . (25) а для сечений другой формы через радиус инерции = -у • (26) Пример 5. Проверить сечение кирпичного столба при следующих данных:
 в расчетном сечении столба действует осевая сжимающая сила М=30 т, рас¬
 четная длина столба /о=3,5 м; размеры поперечного сечения 64X64 см.
 Кладка из кирпича марки 75 на растворе марки 25. По формуле (11) Np—k N = RF<? находим значение k, которое должно
 быть не меньше соответствующего значения по табл. 14. По табл. 27
 R=22 кг/см2-, для нахождения <р по табл. 35 определяем предварительно по = kL-./1000 .
 h ]/ а ’ формуле (25) значение рпр 10 — 350 см; h = 64 см; а = 750 (по табл. 34), откуж* Я„р = 350 /1000 _
 64 у 750 откуда По табл. 35 <р = 0,96; Л/р = 22-64-64-0,96 = 86 500 кг, 86 500 ———==2,81 > 2,5, требуемого по табл. 14.
 «301)00 84
2. Внецентренное сжатие Исследование внецентренно сжатых сечений Внецентренное сжатие является наиболее распространенным
 видом напряженного состояния каменных конструкций. Сечения
 стен и столбов зданий, перемычек, фундаментов и т. п. рассчи¬
 тывают на внецентренное сжатие. В лаборатории каменных
 конструкций ЦНИПС в течение более 15 лет ведутся экспери¬
 ментальные работы по изучению несущей способности внецент¬
 ренно сжатых каменных элементов. Это изучение убедительно
 показало, что расчет по формулам сопротивления материалов
 не отражает действительной работы и специфических особен¬
 ностей каменных конструкций. Несущая способность конструк¬
 ций по экспериментам получилась большей, чем по теоретиче¬
 ским формулам сопротивления материалов. При эксцентрисите¬
 те нормальной силы, равном Уз высоты сечения, несущая спо¬
 собность по экспериментам превышала получаемую по теорети¬
 ческим формулам более чем в 2 раза; при больших эксцентри¬
 ситетах эта разница возрастает. Расчетные формулы, приведен¬
 ные в ОСТ 90038-39, а также в Указаниях У 57-43/Наркомстрой
 и У 57-51/МСПТИ, учитывают особенность работы каменных
 кладок и позволяют поэтому во многих случаях уменьшать се¬
 чения конструкций. Основная предпосылка для разработки расчетных формул —
 это установленная опытами возможность учитывать несущую
 способность лишь сжатой зоны сечения, так как в растянутой
 зоне появляются трещины; однако при ограничении величины
 эксцентриситетов приложения Нормальной силы величина рас¬
 крытия этих трещин не превышает величин раскрытия трещин от
 температурных и усадочных деформаций, не влияющих на нор¬
 мальную эксплуатацию конструкции. Расчетные формулы, приведенные в Указаниях У 57-51/МСПТИ,
 базируются на методы расчета по разрушающим нагрузкам1. Лабораторные исследования показали, что разрушающий мо¬
 мент относительно менее сжатой (или растянутой) грани сече¬
 ния остается постоянным при изменении величин эксцентриси¬
 тетов. Из сопротивления материалов известно, что для сечений из
 материалов, деформации которых от загружения следуют закону
 пропорциональности, разрушающий момент относительно края
 ядра сечения остается постоянным при изменении эксцентриси¬ 1 Для их вывода была использована закономерность, установленная лау¬
 реатом Сталинской премии проф. А. А. Гвоздевым и канд. техн. наук М. С
 Боришанским при испытании бетонных призм на внецентренное сжатие :
 небольшим эксцентриситетом нормальной силы (eo<0,25/t). 85
тета нормальной силы. Действительно, если принять обозначе¬
 ния по рис. 13, получим где г — радиус инерции сечения; у — расстояние от оси до наиболее сжатого волокна. Хорошая сходимость с опытными данными для сравнительно
 небольших эксцентриситетов получается, если принять постоян¬
 ство разрушающегося момента относительно наименее сжатой
 (или растянутой) грани, сечения. Тогда, приняв обозначения по
 рис. 14, получим Предположив, что сила действует по оси элемента, получим Если учесть коэффициент продольного изгиба ? , получим Ь-ч+г0 —*~ЛНр Рис. 13. Расчетная
 схема к формуле (27) Рис. 14. Расчетная схема
 к формуле (28) Nve = const. (28) RF(h—у) = const, (29) откуда WPfa> +A —y) = W(A —у) (30) или RF (30а)
Эта формула применима при сравнительно небольших экс¬
 центриситетах нормальной силы, так как при появлении значи¬
 тельных растягивающих напряжений, превышающих прочность
 кладки при растяжении, часть сечения выключается, что ведет
 к уменьшению величины разрушающего момента и нарушению
 постоянства величины момента разрушающей силы относительно
 грани сечения. В табл. 36 приведены сравнительные данные прочности вне¬
 центренно сжатого прямоугольного сечения по экспериментам
 ЦНИПС 1935—1938 гг. и расчетным формулам по Указаниям
 У 57-51. Из этой таблицы видно, что для небольших эксцентри¬
 ситетов нормальной силы сходимость предложенных формул с
 экспериментальными данными вполне удовлетворительная. При
 больших же эксцентриситетах значение разрушающей силы по
 эксперименту меньше получаемой по формуле (31), что сви¬
 детельствует о неприменимости этой формулы для расчета вне¬
 центренно сжатых элементов при больших эксцентриситетах
 нормальной силы. Таблица 36 Сравнительные данные несущей способности внецентренно сжатого
 прямоугольного сечения кирпичного столба по опытам ЦНИПС 1935—1938 гг. и формулам Указаний У 57-51/МСПТИ Относи¬ тельный эксцентри¬ ситет *0 h Np* RF Np** ~RF Np —- по экспериментам
 RF Np RF 1935 г. 1936 г. 1937 г. 1938 г. Сред¬ нее 0 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1 12 0,667 0,667 — 0,80 0,76 0,85 0,81 0,86 1 6 0,500 0,500 0,69 0,75 0,77 0,69 0,73 0,75 3 0,330 0,250 0,41 0,51 0,49 0,50 0,48 0,48 * По формулам сопротивления материалов. ** По формулам сопротивления материалов без учета растянутой зоны.
 *** По указаниям У 57-51/МСПТИ. Позднее, в 1945—1946 гг., были проведены дополнительные
 экспериментальные исследования1, в результате которых опре¬
 делена несущая способность сечения кирпичного столба при 1 Опыты кандидатов техн. наук М. Я. Пильдиша, И. Т. Котова и С. В.
 Полякова. 87
больших эксцентриситетах нормальной силы, а также возмож¬
 ность распространения расчетных формул на тавровые сечения
 [54]; результаты этих испытаний приведены в табл. 37. Таблица 37 Несущая способность внецентренно сжатых прямоугольного и таврового
 сечений кирпичного столба по опытам ЦНИПС 1945—1946 гг.
 и формулам Указаний У 57-51/МСПТИ Форма сечений и размеры в см Марка кир¬
 пича Марка раствора - Относитель¬
 ный эксцен- во триситет —^
 У Разрушаю¬
 щая нагрузка
 в т • 2 с о о с Л! fc, S
 * 1*2 по Указа- RF ниям ~ У 57-51/МСПТИ Ш 1 & 1 100 100 100 100 30 30 30 30 0,0 0,3 0,6 0,9 37,6 37.2
 26,0 21.3 1,00 0,99 0,69 0,57 1,00 0,77 0,54 0,22 *-38 —J 150 50 0,0 54,0 1,00 1,00 150 50 0,3 32,5 0,60 0,67 150 50 0,6 20,0 0,37 0,45 150 50 0,9 11,0 0,20 0,18 150 50 -0,3 49,0 0,92 0,89 150 50 -0,6 45,0 0,84 0,72 150 50 -0,9 34,0 0,63 0,29 150 30 0,0 48,0 1,00 1,00 150 30 0,3 32,5 0,68 0,67 150 30 0,6 25,0 0,52 0,45 150 30 0,9 12,0 0,25 0,18 150 4 0,0 23,8 1,00 1,00 150 4 0,3 18,0 0,75 0,67 150 4 0,6 15,6 0,65 0,45 150 4 0,9 7 2 0,30 0,18 Результаты испытаний свидетельствуют, что ранее установ¬
 ленное опытами расхождение между действительной и получае¬
 мой при применении формул сопротивления материалов несу¬
 щей способностью сечения кирпичного столба должно быть
 распространено и на тавровые сечения кирпичной кладки. Из
 этих же опытов следует, что при больших значениях эксцен¬
 триситета нормальной силы разница между действительной не¬
 сущей способностью сечения и получаемой по формулам сопро¬
 тивления материалов увеличивается. 88
По Указаниям У 57-43/Наркомстрой, разрушающая сила опре¬
 делялась по формуле (31), в которую вводился коэффициент у = 2 [ 1 —^ ; этот коэффициент определялся из условия, чтобы при — = 0,5 Т = 1 •
 у а при — = 1 v = о Значения разрушающей силы при этом получались близ!кими к опытным результатам при эксцентриситетах — < 0,6, а при У больших — допускалась экстраполяция с учетом того, что при
 расположении силы у грани сечения (во=у) величина разру¬
 шающей силы равна нулю. Это приводило, как показали опи¬
 санные эксперименты, к значительному занижению несущей
 способности сечения кирпичной кладки. Следует отметить, что при больших эксцентриситетах нор¬
 мальной силы в сторону полки таврового сечения эксперимен¬
 тальные значения разрушающей нормальной силы получились
 значительно большими, чем по формуле (45). Так, из данных табл. 37 следует, что при -у-=о,9 (в сторону полки тавра) опытное значение -2- получилось равным 0,63, а по формуле FR N (45) -2-=0,29. Очевидно, для этого случая внецентренно
 FR сжатого сечения кладки имеется значительный резерв прочно¬
 сти, который может быть уточнен при дальнейших исследова¬
 ниях. При проведении опытов в ЦНИПС в 1945—1946 гг. изме¬
 рялись также деформации кладки в различных точках сечения
 кладки для определения формы сечения каменной конструкции
 после, деформации. Результаты этих измерений показали, что
 можно с достаточной для практики точностью принять, что для
 каменных конструкций применим закон плоских сечений; вне¬
 центренно сжатое сечение, плоское до деформации, остается
 плоским после деформации. На рис. 15 изображены деформации
 сечения кирпичной кладки при различных величинах нормальной
 силы. Это обстоятельство может в значительной степени облег¬
 чить создание теоретических предпосылок для разработки тео¬
 рии расчета внецентренно сжатых сечений каменной кладки. В целях унификации методов расчета каменных, бетонных и
 железобетонных конструкций расчет несущей способности се¬
 чения при больших эксцентриситетах можно производить, исходя 89
5 Он в CQ О Ю ts о н о Я X я 2 н Я сЗ сг Й Я О с Я О Я я 0) Я сх Я н я Я СЗ CD S Я' CL<U о Я *& я а> LO CJ Я Он <L> s О Ф CS X Я о о ° я
 о н
 и о 0 ^
 р
 §н
 о Я s й К £1 к* 1 х
 I X о 5 о
 « ^
 X s
 Я Л 0> у о и о 03 о о. СП СО н
из установленной прямоугольной эпюры напряжений в сжатой
 зоне сечения. Выше было указано, что при небольших эксцентриситетах
 хорошее совпадение с опытными результатами получается при
 применении формул, вытекающих из предположения, что раз¬
 рушающий момент относительно менее сжатой грани сечения
 остается постоянным. Для прямоугольного сечения каменной
 конструкции это приводит к выражению Если предположить предельный случай, когда наиболее
 ярко выражены пластические свойства каменной кладки, эпюра
 напряжений примет вид прямоугольника. Такое предположение
 мало влияет на величину разрушающей силы и позволяет зна¬
 чительно упростить расчетные формулы. По этим соображени¬
 ям проф. П. JL Пастернак предложил для сечений бетонных и
 каменных элементов условно считать распределение напряже¬
 ний в этой зоне в виде прямоугольника. Приняв условную прямоугольную эпюру напряжений, вели¬
 чину разрушающего момента для случая прямоугольного сече¬
 ния кладки, можно определить из условия равенства моментов
 внешних и внутренних сил относительно растянутой грани се¬
 чения кирпичного столба (см. рис. 14) здесь /?и — предел прочности кладки при внецентренном. Для сохранения постоянства правой части этого равенства
 нужно допустить, что предел прочности RH следует опреде¬
 лять из формулы Расчет по формуле (32) или расчет в предположении прямо¬
 угольной эпюры при пределе прочности материала по формуле (34) приводит, очевидно, к одинаковым результатам. При боль¬
 ших значениях эксцентриситета (ео>0,45*/), как это указано
 выше, формула (32) не может быть применена. При расчете армированных каменных конструкций получа¬
 ется несколько иная картина. При малых эксцентриситетах,
 когда все сечение работает на сжатие, напряженное состояние
 аналогично описанному для неармированной каменной кладки.
 При больших эксцентриситетах, когда на одной из граней се¬
 чения появляются растягивающие напряжения, аналогии не мо¬
 жет быть, так как благодаря наличию растянутой силы (арма¬
 туры) высота активной (сжатой) зоны увеличивается. M'p = 0,5Rbh2. (32) (33) сжатии. R (34) 91
Если принять обозначения, указанных на рис. 16, то из ус
 ловия равновесия внешних и внутренних сил имеем N^e = N1k' и откуда /vp = yv1-yvJ, k'= - i+ — (35) (36) *i — H' -~4' ! т. e. k' уменьшается при наличии арматуры N2, а высота сжа¬
 той зоны увеличивается. При отсутствии арматуры величины е и k' должны совпадать. Это отличие в вели¬
 чинах активных зон и показывает, что при
 эксцентриситетах ео>0,45 у аналогии в расчет¬
 ных формулах для армированных и неармиро-
 ванных сечений не может быть. Таким образом, при малых эксцентрисите¬
 тах е0<0,45 У для прямоугольных и тавровых
 сечений формула, основанная на постоянстве
 величины разрушающего момента относитель¬
 но менее сжатой грани сечения, может хорошо
 отразить результаты, получаемые из опытов
 как для армированных, так и для неармиро-
 ванных конструкций. При эксцентриситетах в0>0,45г/ между ар¬
 мированными и неармированными сечениями
 возникает различие, заключающееся в том,
 что высота активной зоны неармированных
 сечений уменьшается быстрее, чем армированных. Для армиро¬
 ванных сечений по аналогии с железобетоном при больших экс¬
 центриситетах предел прочности для сжатой зоны кладки при¬
 нимают постоянным и равным #И=1,25Я. (37) Для неармированных. конструкций, в которых высота актив¬
 ной зоны уменьшается более резко, увеличение прочности сле¬
 дует принять большим, чем в армированных каменных элемен¬
 тах. Опытами установлено, что границей между областями ма¬
 лых и больших эксцентриситетов может служить величина
 эксцентриситета нормальной силы, когда краевое напряжение
 сжатия при прямоугольной эпюре равно 1,25 R. Тогда из фор- Уастянутая
 арматура Рис. 16. Расчетная
 схема к формуле
 (36) мулы (34), заменяя Ra через !l,25 R и решая относительно
 получим £о_ h 0,223 или — ^ 0,45 92
Это значение выведено для прямоугольного сечения; в общем
 же случае, принимая обозначения по рис. 16, можно написать,
 заменив jVp = 1,25 RFK; Np(e0 +h —y)=RF (h —у)
 или 1,25 RFK (e0 -f h — y) = RF (h — y),
 откуда 1,25 <SK=S0, где 5K — статический момент сжатой зоны сечения относи¬
 тельно его растянутой грани; S0 — статический момент всего сечения относительно той
 же оси. Таким образом, для у- > 0,8 будем иметь область малых эксцентриситетов, а для ^0,8 — область больших эксцен-
 триситетов. Для прямоугольного сечения эти неравенства при-
 нимают соответственно вид — <0,45 и — > 0,45- в Указани¬
 ях У 57-51/МСПТИ в целях упрощения значение — < 0,45 при¬
 нято в качестве критерия и для сложных форм сечений. По Указаниям У 57-51/МСПТИ расчет сечения при — <0,45 производят по формуле (31), а при больших экс- У центриситетах > 0,45 j , принимая прямоугольную эпюру напряжений и переменное увеличенное значение краевого на¬
 пряжения, по формуле (41). Проф. Л. И. Онищик [49], учитывая, что при больших экс¬
 центриситетах нормальной силы в растянутой зоне происходит
 раскрытие швов и наблюдается фактически местное сжатие,
 при котором прочность материала повышается по сравнению с
 прочностью материала при осевом сжатии (напряжения рас¬
 пределены по всей площади сечения), предложил принимать
 для /?и значение, равное R*=RVi' (38> где FK — площадь сжатой зоны сечения; F — площадь всего сечения. Для прямоугольного сечения
В свете изложенного расчетная формула для случая больших эксцентриситетов — >0,45 будет л-;=r„ /\ и для прямоугольного сечения N„ — FR у (■ - tr ■ (41) (42) В табл. 37 приведены
 сравнения опытных данных
 с результатами, полученны¬
 ми по формуле (41). В опытах, упомянутых
 выше, измерялись при боль¬
 ших значениях эксцентриси¬
 тета нормальной силы вели¬
 чины сжатой (активной) зо¬
 ны сечения (рис. 17). На рис. 17 приведены
 также теоретические вели¬
 чины активной зоны сече¬
 ния, полученные в предпо¬
 ложении, что напряжения в
 сечениях происходят по за¬
 кону параболического рас¬
 пределения 2-й степени и по
 закону прямоугольного рас¬
 пределения. Эксперимен¬
 тальные значения высот
 активной зоны получились
 большие, чем для обоих слу¬
 чаев распределения напря¬
 жений. Минимальная высо¬
 та активной зоны по этим
 экспериментам составляла
 примерно 0,45 h при эксцентриситете е0 = 0,9 У. Это свидетельствует, что при ограничениях, накладываемых
 на величины эксцентриситетов, высоты активных зон достаточ¬
 но велики, а раскрытие трещин в растянутой зоне ограничено. Указанные обстоятельства имеют существенное значение
 для назначения гибкости конструкции, по которой определяют
 величину коэффициента продольного изгиба сри. По Указани¬
 ям У 57-43/Наркомстрой это значение применялось, учитывая
 гибкость конструкции при высоте сечения, равной h\=^h, Рис. 17. Отношения высоты (а) ак"
 тивной (сжатой) зоны сечения
 к полной высоте сечения (h) 1 — при прямоугольной эпюре распределения
 напряжений; 2—при распределении напряже¬
 ний по параболе 2 й степени; 3 — эксперимен¬
 тальные точки для образца 25x25 см из кир¬
 пича марки 100 на растворе марки 30
 (1945 г.); 4—экспериментальные точки для
 образца размером 38x38 см из кирпича марки
 125 на растворе марки 30 (1945 г.); 5—экс¬
 периментальные точки для образца размером
 51x64 см из кирпича марки 200 на растворе
 марки 15 (1938 г.) (е0 и у см. на рис. 13) где 7=2(1 или Г] =7 г, где г — радиус инерции сечения. 94
Применение этих формул при значительных эксцентрисите¬
 тах приводило к резкому увеличению гибкости конструкции и
 снижению ее несущей способности. Экспериментальные измере¬
 ния высоты сжатой зоны при различных эксцентриситетах поз¬
 воляют уточнить гибкость конструкции. Проф. JI. И. Онищик
 предложил для сри принять значение где ср— коэффициент продольного изгиба, определенный для
 полного сечения; <Pj—коэффициент продольного изгиба, определенный для
 сечения, высота которого равна высоте сжатой зоны
 сечения, определяемой с учетом прямоугольной эпюры
 напряжений. Следует отметить, что и в этом случае, когда в расчет при¬
 нимают высоту активной зоны, достаточно близкую к получен¬
 ным опытным величинам, вероятно значения <ри несколько за¬
 нижены, так как величины критических сил зависят не только
 от жесткости сечения, где происходит раскрытие шва, но и от
 жесткости других сечений, где этого раскрытия нет. Для опре¬
 деления действительных значений ©иочевидно необходимо про¬
 ведение дополнительных испытаний на образцах кладки высо¬
 той более 3 м при больших эксцентриситетах нормальной силы. Опытные исследования показали, что при эксцентриситетах
 нормальной силы е0, больших 0,7#, в растянутой зоне сечения
 могут появляться видимые трещины. Поэтому при значениях
 эксцентриситетов для основных воздействий, больших величин 0,6г/, а для дополнительных — 0,7уу для ограничения глубины
 раскрытия трещин производят расчет по растянутой зоне, при¬
 меняя обычные формулы сопротивления материалов и коэффи¬
 циенты запаса k тр, предусмотренные в табл. 14. Для конструк¬
 ций, где появление трещин не может быть допущено по услови¬
 ям эксплуатации (резервуары, кислотоупорные штукатурки
 и т. п.), проверку коэффициента &тр производят независимо от
 величины эксцентриситета нормальной силы. Расчет внецентренно сжатого сечения Расчет внецентренно сжатого сечения производят в зависи¬
 мости от величины эксцентриситета нормальной силы по фор¬
 мулам (43) или (45). Если величина эксцентриситета нормаль¬
 ной силы для обычных конструктивных элементов (стен, стол¬
 бов, фундаментов и т. п.) не превосходит значений, приведен¬
 ных в табл. 38, проверки растянутой зоны сечения не произво¬
 дят. Если величина эксцентриситета больше значений, приве¬
 денных в табл. 38, а для конструкций, где по условиям эксплу¬
 атации недопустимо появление трещин в растянутой зоне, — 95
независимо от величины эксцентриситета коэффициент запаса
 проверяют по формуле (51). Во всех случаях в неармирован¬
 ных каменных конструкциях величина эксцентриситета должна
 быть не более 0,90 у. При эксцентриситетах нормальной силы е0<0,45*/ проверку
 сечения производят по формуле N„ = kN= (43) h—y или для прямоугольного сечения Nf = WV= - . (44) 2е0 1+ ~ir При эксцентриситетах е0>0,45у проверку сечения производят
 по формуле: 3 Г/В \ 2 (45) Л'р = kN = FRf„ j/'(^-)\ где FK — сжатая зона сечения столба при прямоугольной
 эпюре напряжений; <ри— коэффициент продольного изгиба с учетом увели¬
 ченной гибкости конструкции из-за частичного рас¬
 крытия швов; 9- = ^, .(46) где <р— коэффициент продольного изгиба для полной площади
 сечения элемента F; <р'— коэффициент продольного изгиба для части площади
 сечения элемента FK. Площадь сжатой зоны сечения FK можно определить по
 формулам: для прямоугольного сечения F« = F(l-2-^y, (47) для тавровых сечений расстояние от точки приложения нор¬
 мальной силы до границы сжатой зоны х можно определять
 формулами: 1) при эксцентриситете в сторону полки (рис. 18,а) * = 1/ ^ (2е'-с) + (е'-су (48) у 02 £ Если ег < —, то сжатая зона сечения определяется частью пло- 96
щади ребра, симметричной относительно точки приложения
 нормальной силы; значение х будет в этом случае х — е'\ (49) 2) при эксцентриситете в сторону ребра тавра (рис. 18,6) (2 е" — h) + (e"—h)2 si (50) Рис. 18. Определение высоты сжатой зоны таврового сечения а—при эксцентриситете нормальной силы в сторону полки; б—при эксцентриситете нор¬
 мальной силы в сторону ребра В общем случае, для сложных форм сечений конструкции
 высота сжатой зоны может быть определена из условия равен¬
 ства нулю статического момента эпюры напряжений относи¬
 тельно оси, проходящей через точку приложения сжимающей
 силы. При эксцентриситетах нормальной силы, превышающих зна¬
 чения е пр, приведенные в табл. 38, а для конструкций, где по
 условиям эксплуатации не могут быть допущены трещины в
 растянутой зоне, независимо от величины эксцентриситета нор¬
 мальной силы должна производиться проверка по растянутой
 зоне по формуле Nrt = krtN=—ffp" - (5П FeQ[h-y) _ J или для прямоугольного сечения Л^тр = *тр N = . (52) _ 1 h 7 Зак. 1494 * 97
Здесь k.rp принимается по табл. 14, а для конструкций зданий
 с повышенными требованиями к отделке &тр=1,5; для гидро¬
 изоляционной штукатурки &хр = 1,5 и для кислотоупорной шту¬
 катурки kTp =2,5. Таблица 38 Значения £пр» при превышении которых
 необходима проверка растянутой зоны
 внецентренно сжатого сечения Виды воздействий £пр при расчете по методу разрушающих нагрузок предельных состояний Основные сочетания 0,6у 0,7у Дополнительные сочетания . . . 0,7 у 0,8у Особые сочетания . * 0,8 у Расчет не
 производится Наибольшая величина эксцентриситета в конструкциях
 нормированных в растянутой зоне продольной арматуры при
 всех видах воздействий ограничивается величиной: £0 = 0,9у. (53) Пример 6. Проверить тавровое сечение каменной стены при следующих
 данных. Кладка выложена из кирпича марки 75 на растворе марки 25; размеры
 сечения приведены на рис. 19. Расчетная высота стены — 7,0 м. В сечении возникают следующие усилия:
 от основного сочетания нагрузок: N=60 т, М=—4,16 тм;
 от дополнительного сочетания нагрузок: N=57 т, М=—5,6 тм.
 Геометрические характеристики сеченця. Площадь сечения F= 1,7*0,38 + 0,64*0,64 « 1,0 м2. Положение центра тяжести 1,70* 0.38* 0,19+0,64*0,64(0,32+0,38) Л
 ус = — = 0,39 м. Момент инерции сечения относительно оси х—х, проходящей через центр
 тяжести сечения: J = 0,881 м4. Эксцентриситеты нормальной силы:
 при основном сочетании нагрузок М 416 000 е0 7 е() = — = =7 см; — = — = 0 11 < 0 6; 0 N 60 000 у 63 ’ ’ ’ при дополнительном сочетании нагрузок М 560 000 о е0 9,8 =17 = 17Ж =9-8 7 = ^ к °-16 < °-7- 98
eQ Значения • для обоих сочетаний нагрузок меньше значений епр по
 I У табл. 38 и меньше 0,45 у, поэтому следует применить расчетную формулу (43): Nn = kN = RFy 1+ h — у По табл. 27 R — 22 кг/см2. Для определения <р по табл. 34 находим а =750 и из формулы (26): 700 Г 1 ООО о<т ft
 29,6 у 750 ~ ’ ’ Рис. 19. Схема к примеру 6 /—центр тяжести сечения Рис. 20. Схема к примеру 7 1 — центр тяжести сечения; 2 — сжатая
 грань сечения где Г = |/^-у = = 0,296 .* = 29,6 см. По табл. 35 находим <р=0,92. Подставляя эти значения в формулу (43), получаем для основного соче¬
 тания нагрузок 10000*22*0.92
 Щ = kN = = 171 523 кг; 1 + — 39 N0 171523 k= -jj == '"gQQQQ ~ 2,85> 2,5 (размеры сечения достаточны); для дополнительного сочетания нагрузок 10 000*22*0,92
 Np = kM = 2— = 161 920 кг; i+^ 39 Nv 161920 Л„ Л , k — —— = ж 2.85> 2,3 (размеры сечения достаточны . N 57000 ’ у v Пример 7. Проверить тавровое сечение стены при следующих данных:
 расчетная высота стены /о=5,5 м; размеры сечения приведены на рис. 20;
 стена выложена из кирпича марки 75, на растворе марки 25; усилия в сече¬ 99
ниях при основном сочетании нагрузок М=3,22 тм N—21,52 т, а при допол¬
 нительном, сочетании М=5,08 тм 21,05 т. Эксцентриситеты нормальной силы: 1 * при основном сочетании нагрузок М 322 000 е0 14,9 = Т~ <0-45' Расчет следует производить п'о формуле (43):
 при дополнительном сочетании нагрузок М 5080С0 ло 0 г0 23,8 Л л *0 "0 = 7Г= "2Г050 "23»8сл:ув зГ = 0’63>0’45; значейие У ^пр меньше —- по табл. 38, поэтому расчет производим по формуле (45). Геометрические характеристики сечения. Площадь сечения F= 1,7-0,38 + 0,64*0,25 = 0,806 м2. Положение центра тяжести 1,7-0.38.0,19+0,64-0,25-0,505 Л ус = =0,25 м. . ус 1,7-0,38+0,64-0,25 Момент инерции относительно оси, проходящей через центр тяжести
 сечения: 1,7.0.25* ■ 1,7(0,38 —0,25)з 0,64-0,253 J 3 + 3 '+ + + 0,64-0,25-15,52 = 0,02135 ж4. Производим проверку сечения для основного сочетания нагрузок: RFv> N0 = kN = — ; R = 22 кг!см*; F = 8 060 см2. п — у Для определения <р находим предварительно Хпр: X лпр — г Г = т/1000 = 550 /-_1000
 V а 16,1 У 750 /J , f0,02135 л , , — = 1/ ' ’ »-- ■ =0,161 м =16,1 cMv
 F у 0,806 Для этого значения ХПр находим у =0,86. Подставляя эти значения, получаем 22-8 060-0,86 М0 = kN = 1 = 95 300 кг, р 14 9 1 + —1-
 25 откуда 95 300 _ k — =4,4 >2,5. 21 520 Проверка сечения для дополнительного сочетания нагрузок. 100
Поскольку для этого сочетания нагрузок е,о>0,45 у, проверку произво¬
 дим по формуле (45): з Mp = kN= FRy
 Находим необходимые величины: высоту сжатой зоны сечения; для этого предварительно вычисляем вели¬
 чину х по формуле (50) (см. рис. 18,6): _i / Х у 17 25 i7-(2.14,2-25)+(14,2—25)2= 14,2 см, откуда высота сжатой зоны лг + е" = 14,2 +12,2 = 26,4 см. Площадь сжатой зоны сечения FK = 64,25 + 1,4-170 = 1 838 см-». Значение <ри определяем по формуле (46): ?и = — ;
 ср = 0,86; для определения <?' находим радиус инерции сжатой зоны сечения. Положение центра тяжести сжатой зоны сечения относите-чьно края с
 нулевым напряжением (см. рис. 20) определяем из выражения 170-1,4 ( 25+ у] +25-64-12.5 ус = = 14,2 см. ус 1 838 Находим момент инерции сжатой зоны сечения относительно оси, про¬
 ходящей через ее центр тяжести: + ■—-1-2--2- = 126 539 см41 откуда , f Jc , / 126539 = 1/ =1/ = 8,3 см; У FK У 1838 _ 55° Г “8,3 У 1 000
 750 1пр=—-]/ =77,5; ср' = 0,61, откуда 0,86 + 0,61
 <ри — 2 — 0,73. Подставляя найденные значения в формулу (45), получаем
откуда 47 872 £ = ——— = 2,25 < 2,3. 21 050 Сечение не обладает необходимой прочностью. Если при тех же данных
 применить для кладки кирпич марки 100, то R=25 кг/см2, откуда
 25 &=2,25 — »2,6>2,3, т. е. в этом случае прочность сечения достаточна. м л* Пример 8. Проверить сечение простенка каменной стены с обычной от¬
 делочной штукатуркой при следующих данных: сечение простенка прямо¬
 угольников 51ХЮЗ см (высота сечений h=51 см); кладка выложена из кир¬
 пича марки 75 на растворе марки 25; усилия от основного сочетания нагрузок. М •= 1,61 тм; N=9 т. Находим эксцентриситет нормальной силы: М 161 000 1>7л е0 17,9 Л е°~ N~ 9 0 00 - 17-9сл; у - 25,5 ' Это значение больше епр по табл. 38 (еПр=0,6), поэтому проверку про¬
 изводим по формуле (52): Nур — &Тр N — F/?р»и б£о _{
 h Rp.H принимаем по табл. 39 Rp.H = 1,8 kzJcm*, откуда 51*103.1,8
 NT? = krp N = ——- = 9 275 кг;
 6-17,9 -1 51 9 275 9 000 kjp = 777^ « 1, что недопустимо. Необходим запас прочности в соответствии с требованиями, изложенными
 в табл. 14. Изменяем марку раствора на 50, тогда /?р.и=2,5 кг/см2 и Атр
 определим из выражения М
 1,8 В этом случае сечение обладает необходимой прочностью. ^тр = 1 = 1,4 > 1,2. 3. Растяжение, срез и изгиб Каменная кладка значительно лучше сопротивляется дейст¬
 вию сжимающих, чем растягивающих и скалывающих усилий,
 поэтому следует всегда стремиться к созданию таких условий
 работы для каменных конструкций, когда они испытывали бы
 главным образом сжимающие усилия. Однако в практике строительства каменных сооружении
 встречаются случаи, когда кладка испытывает растягивающие
 или срезывающие воздействия. Осевое растяжение кладки
 встречается при проектировании каменных круглых резервуа¬
 ров, силосов и т. п. Сопротивление растяжению при изгибе 102
следует учитывать при расчете внецентренно сжатых элемен¬
 тов при эксцентриситетах ео>£пр (табл. 38). Явление среза
 , встречается при расчете перемычек, арок и т. п. Сопротивление кладки растяжению и сдвигу зависит от
 прочности швов кладки; прочность шва в свою очередь опреде¬
 ляется силами сцепления раствора с камнями. Различают два
 вида сцепления в зависимости от направления действия силы:
 нормальное сцепление (S), когда сила действует перпендику¬
 лярно плоскости шва, и касательное (71), когда сила действует
 параллельно плоскости шва. Величины сил нормального и ка¬
 сательного сцеплений играют существенную роль во всех слу¬
 чаях, когда кладка может испытывать растягивающие, изгиба¬
 ющие или скалывающие воздействия. На основании экспериментальных работ ЦНИПС (лауреата
 Сталинской премии С. А. Семенцова) для кирпичной кладки
 приняты следующие формулы для определения 5 и Т (в кг/см2): (54) 1+«г г=- .,40’ (55) 1+ж где R2 — марка раствора. Величины 5 и Т в значительной степени зависят от возра¬
 ста кладки. Известны случаи, когда при разборке старой кладки
 на цементных растворах швы оказались прочнее кирпича. Од¬
 нако систематических экспериментальных испытаний прочности
 шва кладок в возрасте более 28 дней очень мало. Еще меньше
 данных о прочности шва в кладках из естественных камней1 и
 из искусственных бетонных камней. Следует отметить, что сцепление раствора с камнями в го¬
 ризонтальных и вертикальных швах неодинаково. Так, в верти¬
 кальных швах вследствие плохого заполнения их раствором и
 усадки раствора при его твердении сцепление ослабляется или
 совсем нарушается. Ввиду этого при расчете конструкции со¬
 противление вертикальных швов не учитывают. В горизонтальных швах сцепление не нарушается, так как
 твердение и усадка раствора происходят при непрерывной
 осадке кладки. При осевом растяжении кладки в зависимости от направ¬
 ления силы по отношению к швам кладки различают два слу¬
 чая: 1 Интересные исследования по прочности сцепления расгвора с естест¬
 венными камнями проведены канд. техн. наук Степаняном в Институте со¬ оружений Академии наук Армянской ССР [80]. 103
а) если усилия направлены перпендикулярно к горизонталь¬
 ным швам (рис. 21,а), то разрушение происходит по неперевя-
 занному сечению кладки и сопротивление кладки обусловли¬
 вается силами нормального сцепления камней с раствором; б) если усилия направлены параллельно горизонтальным
 швам кладки (рис. 21,6), то разрушение происходит по пере- а) S) Рис. 21. Различные случаи работы кладки а—растяжение по неперевязанному сечению; б—растяжение по перевязанному сечению;
 в—изгиб по неперевязанному сечению; г—изгиб по перевязанному сечению вязанному сечению, т. е. по штрабе кладки или по сечению,
 проходящему через швы и целые камни кладки. При слабых растворах и прочных камнях, например, для
 кирпича марок 50 и выше и растворов марок ниже 25, разру¬
 шение происходит по штрабе и определяется силами касатель¬
 ного сцепления (Г), при этом сопротивление вертикальных
 швов не учитывают, и для определения несущей способности
 сечения достаточно площадь горизонтальных участков штрабы
 умножить на величину Т. Для расчета по формуле, учитывающей полную площадь
 поперечного сечения кладки, вводят коэффициент продольной
 перевязки кладки js представляющий собой отношение сред¬
 ней глубины штрабы к высоте ряда кладки (для цепной пере¬
 вязки ^ =1). При отношении глубины перевязки к высоте ряда-
 кладки менее единицы значения пределов прочности, приведен¬
 ные в табл. 39, понижают умножением на его отношение. При растяжении кладок из слабых камней разрушение по
 перевязанному сечению может произойти не по штрабе, а по
 целым камням; в этом случае несущую способность сечения
 определяют сопротивлением камней разрыву. Рабочее сечение 104,.,..,
кладки по исключении вертикальных швов будет равно 7^ пол¬
 ного сечения. Поскольку в расчетную формулу условно вводят
 всю площадь сечения кладки, предел прочности камней на раз-
 .рыв уменьшают в два раза. Так, для кирпичной кладки (с уче¬
 том того, что для кирпича сопротивление разрыву составляет
 7з сопротивления растяжению при изгибе) предел прочности
 при разрыве по перевязанному сечению принят равным прибли¬
 зительно 7б от соответствующего значения предела прочности
 кирпича на растяжение при изгибе. При расчете по перевязан¬
 ному сечению проверяют оба вида возможного разрушения (по
 штрабе и по камням). Опыты ЦНИПС, институтов Академии наук Казахской и
 Армянской ССР и др. показывают, что прочность шва кладки,
 определяющая нормативные сопротивления кладки растяжению
 и сдвигу, зависит в значительно большей степени, чем при осе¬
 вом сжатии, от ряда факторов, не характеризуемых марками
 камня и раствора; к таким факторам в первую очередь следует
 отнести консистенцию раствора, скорость водопоглощения кам¬
 ней, пластичность раствора, состав раствора, связующую спо¬
 собность вяжущего и т. д. Значения нормативных характеристик, приведенные в
 табл. 39, действительны для нормальных условий образования
 шва. Поэтому в случаях, когда прочность или устойчивость кон¬
 струкции обусловлена значениями нормативных сопротивлений
 растяжению или сдвигу, следует дополнительно указывать ме¬
 роприятия, обеспечивающие достижение этих величин; в пер¬
 вую очередь необходимо обеспечить: благоприятные условия
 твердения раствора, чистоту постелей камней, достаточную пла¬
 стичность раствора, заполнение вертикальных швов кладки
 жидким раствором и т. п. В 1949 г. в ЦНИПС канд. техн. наук С. А. Семенцовым
 были произведены экспериментальные исследования прочности
 сцепления красного кирпича с раствором. На основе этрх экс¬
 периментов им были предложены расчетные формулы для опре¬
 деления прочности сцепления раствора с кирпичом при усло¬
 вии чистых поверхностей кирпича и увлажнении его перед ук¬
 ладкой здесь принята полученная в этих сериях испытаний зависи¬
 мость Формулы были выведены из условия, что минимальные
 экспериментальные значения прочности сцепления отклоняются (56) (57) (58) 105
от получаемых по формулам не более чем на 30%. Значения
 прочности сцепления по формулам (56) и (57) для высоких ма¬
 рок раствора получаются несколько меньшими, чем по табл. 39. Работы по изучению факторов, влияющих на прочность сце¬
 пления растворов с камнями, а также количественные показа¬
 тели этой прочности ведутся в настоящее время в ряде инсти¬
 тутов нашей страны. Эти исследования позволят в ближайшее
 время уточнить нормативные значения величин 5 и Т [62, 63]. Таблица 39 Предел прочности (нормативное сопротивление) кладки из камней всех
 видов в кг/см2 на растяжение, срез и главные растягивающие напряжения
 при разрушении кладки по швам (случай а) в возрасте 28 дней Сопротивление и вид сечения Предел прочности кладки в
 при марке раствора кг 1см9 100-50 25 10 4 Осевое растяжение По неперевязанному сечению кладки всех
 видов 1,8 1.2 0,6 0,3 По перевязанному сечению: кладки из камней правильной формы 3,5 2,5 1,2 0,6 бутовой кладки 2,5 1,8 0,9 0,4 Растяжение при изгибе По неперевязанному сечению кладки всех
 видов ♦ . . . . 2,5 1,8 0,9 0,4 По перевязанному сечению: кладки из камней правильной формы . 5,5 3,5 1.8 0,8 бутовой кладки 4 3 1,5 0,5 Срез По неперевязанному сечению кладки всех 3,5 2,5 1,2 0,6 По перевязанному сечению бутовой кладки 5,5 3,5 1.8 0,8 Главные растягивающие напряжения
 По косой штрабе 2,5 1,8 0,9 0,4 Пр имечания. 1. Пределы прочности (нормативные сопротивления)
 отнесены ко всему сечению разрыва или среза кладки (включая швы, нахо¬
 дящиеся в плоскости сечения). 2. Для кладки из камней правильной формы при отношении глубины
 перевязки к высоте ряда кладки менее единицы пределы прочности кладки
 на растяжение при изгибе по перевязанным сечениям понижают путем умно¬
 жения их на коэффициент, равный этому отношению. 3. При применении цементных растворов величины в табл. 39 понижают¬
 ся на 25%, а для кладок из дырчатого и щелевого кирпича повыщаются
 на 25%. 106
Расчет сечения при осевом растяжении делают по формуле Np = kN= FRpt (59) где #р —предел прочности кладки на растяжение по перевя¬
 занному сечению (меньшее из табл. 39 и 40). Таблица 40 Предел прочности (нормативное сопротивление) кладки из кирпича и камней
 правильной формы в кг/см2 на растяжение, изгиб, срез и главные
 растягивающие напряжения при изгибе по перевязанному сечению
 при разрушении кладки по швам и целому камню (случай б) Вид сопротивления о Предел прочности кладки в кг)см при марке камня 200 150 100 75 50 35 25 15 10 Осевое растяжение . . . 6 5 4 3 2,5 1,8 1,4 1 0,7 Растяжение при изгибе . 9 7 5,5 4,5 3,5 2,5 2 1,5 1 Срез Главные растягивающие 22 18 14 12 9 6,5 5 3 2 напряжения при изгибе 9 7 5,5 4,5 3,5 2,5 2 1.5 1 Примечания. 1. Пределы прочности при осевом растяжении, изгибе
 и главных растягивающих напряжениях отнесены ко всему сечению разрыва
 кладки (включая швы, находящиеся в плоскости сечения). 2. Пределы прочности при срезе по перевязанному сечению отнесены
 только к сечению кирпича или камня в сечении среза (за вычетом верти¬
 кальных швов). При внецентренном сжатии с большими эксцентриситетами
 (е0>еПр) и при изгибе необходимо учитывать криволинейное
 очертание эпюры напряжений в растянутой зоне кладки. Для
 применения обычных формул сопротивления материалов соот¬
 ветствующие поправочные коэффициенты введены в значения
 пределов прочности кладки (#р.и)- Среднее значение поправоч¬
 ного коэффициента принято равным 1,5. Разрушающий момент при поперечном изгибе (см. рис. 21,в)
 [76, 77] определяют по формуле Мр= kM —WRp.m (60) где W — момент сопротивления сечения; Rр.и—предел прочности кладки на растяжение при изги¬
 бе по табл. 39 и 40. Разрушающую нагрузку при срезе определяют по формуле Qp — kQ = F {RCp -f- fo0) (61) где / —коэффициент трения по шву кладки; 107
а0—среднее напряжение сжатия при наименьшей расчет¬
 ной продольной нагрузке;
 k — коэффициент запаса прочности по табл. 14. Предел прочности кладки при растяжении, срезе и скалы¬
 вании при изгибе принимают: при расчете в предположении разрушения кладки по швам
 (неперевязанным и перевязанным) по табл. 39; при расчете в предположении разрушения кладки по швам
 и целому камню по табл. 40; за расчетную величину принимают предел прочности,
 меньший из двух величин, полученных по табл. 39 и 40. 4. Местное сжатие (смятие) При действии нагрузки на части площади предел прочности
 этой части кладки повышается. Ненагруженная часть кладки
 является своего рода обоймой, которая, препятствуя попереч¬
 ному расширению конструкции, создает объемное напряженное
 состояние, когда сопротивление продольным сжимающим уси¬
 лиям повышается. Предел прочности кладки при местном смятии определяют
 экспериментальной зависимостью где RCM — предел прочности кладки при местном сжатии (смя¬
 тии). FCM — площадь местного сжатия (смятия); F — расчетная площадь сечения. Значение R см во всех случаях ограничивают величиной двой¬
 ного предела прочности при осевом сжатии кладки (R). Если местная (не краевая) нагрузка приложена несиммет¬
 рично относительно сечения кладки, за расчетную площадь се¬
 чения следует принимать только часть площади, симметричную
 относительно центра площади, на которую действует местная
 нагрузка. Разрушающую нагрузку при местном сжатии определяют
 по формуле Np = kN = FeuRm. (63) В случае, когда на кладку действуют одновременно местная на¬
 грузка (на опорах прогонов, балок, ферм и т. п.) и распределен¬
 ные напряжения от вышележащей кладки, расчет следует про¬
 изводить по формуле 108 ' (64)
где Деи — приведенный предел прочности кладки по площади
 смятия (Fc ), определяемый по формуле ^см Nx RN2 (65) причем R'ca<Rcu - Ni— усилие от местной нагрузки; N2— усилие от вышележащей кладки, определяемое по
 формуле N2 = aFCM; (66) a — напряжение по площади смятия (FCM) от вышележа¬
 щей кладки. а) IT ■qfe' а, •К} .
 I Н LJ £л i ^2\ Со I7 'Si hc~ S, а,>2с * J ■ а,>2о h-tt
 J SfО-i ——| " я 9)' шл k * Ш&жв . \ \ J 1 \ & & и г Рис. 22. Случаи местного сжатия (смятия) кладки а—'Опирание балок, прогонов и т. п.; б—опирание балок, случай ах > 2 с; в—опира-
 ние колонн, столбов и т. д.; г—опирание колонн, столбов; д—опирание стен на
 ленточный фундамент; £—случай краевой нагрузки; /—фундамент стены Расчет каменных конструкций на местное смятие встречает¬
 ся в следующих случаях: 1) при опирании на кладку прогонов, балок и опорных уз¬
 лов ферм (рис. 22, а и б); в этом случае, если расстояния меж¬
 ду балками не одинаковы (рис. 22,а) при подсчете расчетной 109
площади F = S2t2 учитывают меньшее расстояние а\ (т. е. S2=
 = fli), если расстояние между балками превышает двойную
 толщину стены (рис. 22,6), то в расчетную площадь сечения F
 включают участки, расположенные по обе стороны балки на дли¬
 ну не более толщины стены (т. е. 52=5i+2c); 2) при опирании на кладку подколонников, стальных и же¬
 лезобетонных колонн, а также каменных простенкой и столбов,
 выполненных из более прочной кладки, чем кладка опоры
 (рис. 22,в, г); в этом случае при определении расчетного сече¬
 ния F = S2t2 учитывают: для колонн (рис. 22,в) меньшее рас¬
 стояние до края кладки е (т. е. t2=2е) и меньшее расстояние
 между колоннами а\ (т. е. S2 = ai); для простенков (рис. 22,г)
 участок кладки на длину не более толщины стены в обе сто¬
 роны от краев местной нагрузки (т. е. 52=5i+2c); 3) при опирании стен на ленточный фундамент и ширине
 фундамента большей, чем толщина стены (рис. 22,д); для под¬
 счета площади F учитывают ширину фундамента с (т. е. t2—c); 4) при местной краевой нагрузке (рис. 22,е) в расчетную
 площадь включают участок стены на длину не более толщины
 стены (т. е. 52=5ic). На рис. 22 размеры S2 и t2 относятся к расчетной площади
 F, т. е. F=S2t2, а размеры Si и t\ к площади смятия, т. е. F — St 1 см — °1 *1- 5. Расчет многослойных стен При расчете многослойных стен ось стены принимают по
 центру тяжести сечения конструкции, приведенного к одному
 материалу (^пр)- При приведении сечения конструкции толщина слоев прини¬
 мается фактическая, а ширина слоев изменяется пропорцио¬
 нально отношению пределов прочности при центральном сжатии
 отдельных слоев кладки или бетона по формуле &пр = 6^, (67) 1<2 где Ьпр— приведенная ширина слоя;
 b — фактическая ширина слоя; Ri— предел прочности слоя; R2— предел прочности слоя, к материалу которого приво¬
 дится сечение конструкции. Расчет многослойных стен с симметричным и несимметрич¬
 ным расположением слоев производят по приведенному преде¬
 лу прочности Япр, который определяют по формуле D mi Fi Ri F2 R2 /cov пр ~ F 4 F ’ ' ' г 1 ~г г 2 где F\ и F2 — площади сечения отдельных слоев; 110
Ri и R2 — пределы прочности отдельных слоев кладки или
 бетона (призменная прочность);
 гп\ и т2 — коэффициенты использования прочности отдель¬
 ных слоев многослойной кладки, принимаемые
 по табл. 41. Таблица 41 Коэффициенты использования прочности материалов отдельных слоев многослойной кладки т,\ и т2 Для слоя Для слоев Тип кладки из кирпичной из других кладки материалов Кирпичная кладка с заполнением Легким бетоном марки 10 и выше 1 0,6 Легкобетонными камнями марки 25 и выше . . 0,9 1 То же, марки 15 • .... 1 2’9 То же, марки ниже 15 1 0,5 Примечание. Стены с засыпками, с заполнением из бетона проч¬
 ностью ниже 7 кг/см2 и с односторонним утеплением легким бетоном рас¬
 считывают по сечению кладки без учета несущей способности заполнения.
 Последнее учитывают только как нагрузку с соответствующим эксцентриси¬
 тетом. Коэффициент продольного изгиба принимают как среднее из двух
 значений <р для полного сечения и одной наружной стенки. Расчет многослойных стен производят по формулам: 1) при центральном сжатии Np = kN = mQ FRnp о, (69) где F — общая (фактическая) площадь сечения несущих сло¬
 ев многослойной кладки; Япр — приведенный предел прочности многослойной кладки;
 ср—коэффициент продольного изгиба;
 т0 — коэффициент, учитывающий влияние перевязки при
 центральном сжатии; при перевязке кладки про¬
 кладными тычковыми рядами и расстоянии между
 ними не более 40 см (3-^5 рядов кирпичной кладки
 или 2 ряда кладки из камней), а также при колод-
 цевой кладке m0= 1; при расстоянии между тычковы¬
 ми рядами не более 62 см (6-^-8 рядов кирпичной
 кладки или 3 ряда кладки из камней) т0=0,9; 2) при внецентренном сжатии при малых эксцентриситетах (е0<0,45 у) 7VP = kN = (70) , , ео 111
при больших эксцентриситетах (ео>0,45 у) N kN = mnFRav^V МЧ. (71) где е0 — эксцентриситет относительно оси приведенного се¬
 чения [см. формулу (67)];
 h — высота поперечного сечения (толщина стены);
 у — расстояние от центра тяжести приведенного сечения
 до края сечения в сторону эксцентриситета; Fnp — площадь сечения, приведенного к одному материалу;
 F'пр—часть площади приведенного сечения, уравновеши¬
 вающая внецентренно приложенную силу при пря¬
 моугольной эпюре напряжений; величина F'np мо¬
 жет приближенно определяться по формуле ^Р~26пр(у-ео); (72) ?n=^\ (73) где ср —коэффициент продольного изгиба для сечения Fnp ;
 ср'— (коэффициент продольного изгиба для сечения F'np;
 т п— коэффициент, учитывающий влияние перевязки при
 внецентренном сжатии, определяется по формуле тп=т.<,{\ — (74) В многослойных кладках с облицовками эксцентриситет про¬
 дольной силы воу направленный в сторону облицовки, не дол¬
 жен превышать 0,5 у. При расчете многослойных кладок с тычковой перевязкой и
 различными заполнителями или с металлическими связями и за¬
 полнением из бетона марки 7 и выше коэффициенты продоль¬
 ного изгиба принимают по упругой характеристике кладки на¬
 ружных стенок, как для сплошного сечения стены. При различ¬
 ном материале наружных стенок упругие характеристики для
 них также различны. При определении коэффициентов учиты¬
 вают меньшее значение упругой характеристики. В кладках с облицовками при толщине облицовочного слоя
 менее 110% от общей толщины стены коэффициент продольного
 изгиба принимают по упругой характеристике основного ма¬
 териала стены, а гибкость — по общей толщине стены с обли¬
 цовкой. В многослойных стенах с металлическими связями (без
 тычковой перевязки) с засыпками, термовкладышами или за¬
 полнением бетоном прочностью менее 7 кг/см2 каждую ветвь 112
кладкш принимают работающей самостоятельно на приложен¬
 ные к ней нагрузки. Коэффициент продольного изгиба принима¬
 ют как среднюю величину из двух значений ср, определенных
 для всей толщины стены и для одной более тонкой стенки. * § 5. РАСЧЕТ НЕАРМИРОВАННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
 ПО РАСЧЕТНЫМ ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ1 В соответствие изложенному в § 3 п. 3 расчет каменных
 конструкций по предельным состояниям должен производиться: 1) по первому расчетному предельному состоянию — несу¬
 щей способности (прочности и устойчивости) —для всех конст¬
 рукций; 2) по второму расчетному предельному состоянию — по де¬
 формациям — для конструкций, нормальная эксплуатация кото¬
 рых возможна лишь до определенных величин деформаций; 3) по третьему расчетному предельному состоянию — по об¬
 разованию или ограничению глубины р)аскрытия трещин — для
 конструкций, условия эксплуатации которых не допускают об¬
 разования или требуют ограничения глубины раскрытия тре¬
 щин. Расчет производят на воздействие следующих нагрузок: по несущей способности—на расчетные нагрузки; по предельным деформациям — на нормативные нагрузки; по образованию или ограничению глубины раскрытия тре¬
 щин — на расчетные нагрузки. 1. Расчет по первому предельному состоянию
 (прочности и устойчивости) Осевое сжатие Проверку прочности сечений неармированных каменных кон¬
 струкций производят по формуле N= Е nNн < mmK RFy, (75) где N — расчетная нормальная сила, определяемая как сумма
 произведений величин нормальных сил, вызываемых
 нормативными нагрузками, на соответствующие значе¬
 ния коэффициентов перегрузки (см. § 3, п. 3); N —
 EnNH; m — коэффициент условий работы элемента конструкции
 (см. табл. 16).
 тк—коэффициент условий работы кладки (табл. 16); 1 Расчет изложен в соответствии с методами, принятыми в Строитель¬
 ных нормах и правилах (СН и П). 8 Зак. 1494 113
R — расчетное сопротивление кладки осевому сжатию; ве¬
 личину R определяют умножением нормативных со¬
 противлений кладки (пределов прочности), принимае¬
 мое по табл. 27—30 на коэффициент однородности по
 табл. 15; <р — коэффициент продольного изгиба (по табл. 35). Внецентренное сжатие В разделе расчета внецентренно сжатых каменных элемен¬
 тов по разрушающим нагрузкам были изложены основные пред¬
 посылки для вывода расчетных формул. При расчете по методу
 предельных состояний эти формулы будут иметь следующий
 вид: при малых эксцентриситетах нормальной силы ео<0,4 5у; (76) N= S nNH< ; (77* h — y ( для прямоугольного сечения N=H nNH< тШкRF<t ; (78) 1+2 "Г h здесь 5 с и S0 — статические моменты сжатой зоны и всего
 сечения относительно менее сжатой грани сечения;
 при больших эксцентриситетах £0 > 0,45#; (79) N = 2 nNH < ттк Ra Fc = = «К ?И RFe \f у- — ттк ср„ FR j/" ; для прямоугольного сечения (80) Fc = Wl-2-M; (81) N=LnN"<mmK^FR-l/r (l—2 (82) Величину активной сжатой зоны для сложных форм сечений
 конструкций определяют, как это изложено в разделе расчета
 конструкций, по разрушающим нагрузкам. При значениях экс- 114
цснтриситета нормальной силы е0, больших епр, по табл. 38 не¬
 обходима проверка по третьему предельному состоянию (глубине
 раскрытия трещин). При значениях эксцентриситета нормальной
 силы во, больших 0,9# в случае основных воздействий и 0,95#
 в случае дополнительных и основных воздействий, неармирован-
 ную (без продольной арматуры в растянутой зоне) кладку не
 допускают. Растяжение, изгиб и срез кладки Расчет неармированных элементов при осевом растяжении
 и перевязанному сечению производят по формуле: N = Е nNH < mmK Rp F, (83) где Rp — расчетное сопротивление кладки осевому растяжению;
 величину R9 определяют умножением величины нормативного
 сопротивления кладки осевому растяжению (пределу прочности)
 по табл. 39 на величину коэффициента однородности по табл. 15; R п <=k Я?. Р к VP Расчет изгибаемых неармированных элементов производят
 по формуле М = Е пМн < mmK /?р.и W, (84) где М — расчетный изгибающий момент, определяемый как
 сумма произведений изгибающих моментов от нор¬
 мативных нагрузок Мн на коэффициенты перегруз¬
 ки п; Rр и—расчетное сопротивление кладки растяжению при
 изгибе; W — момент сопротивления сечения конструкции. Расчет неармированных элементов на срез производят по
 формуле Q = Е nQH <mmK F (Rcp 4- 0,8/а0) (85) где f — расчетный коэффициент трения по шву кладки; а о — среднее напряжение сжатия при меньшем значении
 продольной сжимающей силы; Rcp—расчетное сопротивление кладки срезу; #o=V?cV 2. Расчет по второму предельному состоянию (деформациям) Расчет каменных конструкций по предельным деформациям
 должен производиться: 1) для высоких несущих стен, связанных с каркасами, ра¬
 ботающих на поперечный изгиб, если несущая способность стен
 недостаточна для восприятия нагрузок без каркаса; 8* 115
2) для стеновых заполнений каркасов — на перекос в плос¬
 кости стен, если сопротивление стен сдвигу недостаточно для вос¬
 приятия поперечной силы; Таблица 42 Предельные относительные деформации епр кладки при сжатии, изгибе
 и растяжении от действия постоянной и временной нагрузки Вид деформации Предельные относительные деформации Епр
 для зданий и сооружений классов I и III Сжатие кладки 0,4* 0,5* 0,6* а а а Растяжение кладки осевое и при
 изгибе: по перевязанному сечению . . .
 по неперевязанному сечению . 0,15*10 —3
 0,0810 —3 СО СО
 1 1
 О О О О СМ Т—1 •* Л о о 0,20-10 ~3
 0,15*10 —3 * а — упругая характеристика кладки (по табл. 34). Таблица 43 Предельные относительные деформации епр растяжения кладки,
 гарантирующие от появления трещин в штукатурных покрытиях
 на растянутой поверхности кладки Виды и назначение штукатурки Предельные относительные деформации ^пр
 для зданий и сооружений классов I II III Известковая 0,15-10 —3 0,20-Ю-3 0,30.10 —3 Цементно-известковая и цемент- 0,10-10 —3 0,15*10 -3 0,20-10-3 Гидроизоляционная цементная шту¬
 катурка для конструкций, подвер¬
 женных гидростатическому дав¬
 лению жидкостей 0,06-10 -3 0,08-10-3 0,10-10-3 Кислотоупорная штукатурка на жид¬
 ком стекле и однослойное по¬
 крытие из плиток каменного литья
 (диабаза, базальта на кислото¬
 упорной замазке) 0,04-Ю —3 0,05-10 —3 0,05-10-3 Двух-и трехслойные перекрытия из
 прямоугольных плиток каменного
 литья на кислотоупорной замазке:
 вдоль длинной стороны плиток . 0,08-10 -3 1 — о 0,10-10-3 0,10-Ю-3 вдоль короткой стороны плиток . 0,06-10 3 0,08-10 “3 0,08-10 ~з 116
3) для других каменных или армокаменных конструкций (при
 штукатурных, плитных и тому подобных покрытиях), деформа¬
 ции которых определяются поддерживающими их конструкциями,
 в случаях, когда условия нормальной эксплуатации требуют ог¬
 раничения деформаций каменных конструкций. Деформации конструкций каркасов, работающих совместно с
 каменными элементами, определяются от действия нормативных
 нагрузок без учета каменной кладки. При наличии условий, обе¬
 спечивающих совместную работу кладки с каркасом, разрешает¬
 ся учитывать передачу части усилий на каменные элементы. Деформации кладки, вызываемые каркасом, не должны пре¬
 вышать значений, приведенных в табл. 42. Деформации конструкций, на которые наносятся штукатур¬
 ные, изоляционные и другие покрытия, в которых не допускается
 появление трещин, должны определяться от действия норматив¬
 ных нагрузок, приложенных после нанесения покрытия. Величи¬
 ны деформаций не должны превышать значений, приведенных
 в табл. 43. При продольном армировании конструкций, а также для шту¬
 катурки неармированных кладок по сетке или деревянных конст¬
 рукций по драни предельные деформации увеличиваются на 25%. 3. Расчет по третьему предельному состоянию
 (раскрытию трещин) Расчет неармированных каменных конструкций по предель¬
 ному раскрытию трещин (швов кладки) производят для внецент¬
 ренно сжатых элементов в случаях, когда эксцентриситет нор¬
 мальной силы больше значений епр, приведенных в табл. 38.
 В этом случае характеристикой глубины раскрытия трещины слу¬
 жит условная величина несущей способности растянутой зоны
 сечения конструкции, определяемая по обычным формулам со¬
 противления материалов. Расчетная формула в этом случае име¬
 ет вид N= Е nNH < mlp /?р.„ F ; (86) Fe0{h-y) J для прямоугольного сечения конструкции эта формула примет
 вид N=2nN“<mTfRe.„——, (87) _&?0_ h где тгр —коэффициент условий работы по табл. 19; Яр.и — расчетное сопротивление кладки растяжению при
 изгибе Яр.и^к^.и • 117
При е0>0,9у— в случае основных воздействий и 0,95# — в
 случае дополнительных и основных воздействий кладка должна
 быть армирована в растянутой зоне продольной арматурой. 4. Примеры расчета Пример 9. Проверить сечение кирпичного столба при следующих данных.
 В расчетном сечении столба действуют две осевые сжимающие силы: по¬
 стоянная, нормативное значение которой равно N* =20 т, коэффициент перегрузки для которой принимаем «1=1,1 и временная ЛГ" =10 т, с коэф¬
 фициентом перегрузки «2=1,4. Расчетная высота столба /о=3,5 м, а сечение 64X64 см; кладка выложе¬
 на из кирпича марки 75 на растворе марки 25; класс работы Б, т. е. на
 строительстве не производят контрольные испытания марок раствора и
 кирпича. Сечение столба проверяем по формуле (75). Находим необходимые
 величины ДГ= nxN^+n2 1,1*20 + 1,4.10 = 36т. По табл. 27 для кирпичной кладки при марке кирпича 75, а раствора 25
 найдем RH= 22 кг/см2. По табл. 15 коэффициент однородности &i=0,5. Значение расчетного сопротивления кладки будет R = 0,5-22 = 11 кг/см2. Для определения коэффициента продольного изгиба <р по табл. 34 для
 кирпичной кладки на растворе марки 25 находим значение упругой характе¬
 ристики а =750, откуда /0 Г 1000 350Г 1000
 = h У а ~ 64 У 750 S6,5- Этому значению тпр по табл. 35 соответствует <р =0,94. Подставляя эти
 значения в формулу (75), получим - 36 000 < 11*642*0,94 или 36 000 < 42 350, т. е. неравенство удовлетворено и поэтому несущая способность сечения
 достаточна. Пример 10. Проверить тавровое сечение стены каменного промышлен¬
 ного здания при следующих данных: кладка выложена из кирпича марки 75
 на растворе марки 25; класс работы Б; размеры сечения приведены на
 рис. 19; расчетная высота стены 7,0 м; усилия в расчетном сечении от нормативных нагрузок и коэффициенты
 перегрузки: i собственный вес конструкции iV” = 25,9т\ М” = — 1,57тм; п1 = \,\; снеговая нагрузка А^2 = 3,6т; = — 0,07 тм; п2 = 1,4; крановая вертикальная N% = 20,4т; Mg =-г 1,6лш; п3= 1,3; 118
крановая горизонтальная М\ = ± 0,21, тм; л4= 1,3; ветровая Mg = — 3,2 тм; пь = 1,2. Геометрические характеристики сечения
 (согласно примеру 6) Площадь сечения F=1,0 м2, положение центра тяжести сечения
 у с = 0,39 м; момент инерции относительно оси, проходящей через центр тя¬
 жести сечения, / = 0,0881 м4. Расчетные сочетания нагрузок Основное сочетание нагрузок N= 25,9-1,1 +3,6-1,4 + 20,4-1,3 « 60 т; ЛГ = — (1,57-1,1 +0,07-1,4 + 1,6.1,3 + 0,21.1,3) =—4,16 тм; дополнительное сочетание нагрузок' N= 28,5 + 0,9 (3,6* 1,4 + 20,4-1,3) = 57 т; М = — 1,57-1,1 — 0,9(0,07.1,4+ 1,6-1,3+ 0,21-1,3 + 3,2-1,2) = —5,6 тм. Коэффициент 0,9 при дополнительном сочетании учитывают для всех
 нагрузок, кроме собственного веса конструкций. Максимальные эксцентриситеты При основном сочетании нагрузок М 416000 „ 6q 7 Л „ е0 = — = = 7 см; — = — = 0,11 < 0,7. 0 N 60 000 ' у 63 При дополнительном сочетании нагрузок М 560 000
 6о=В N ~~ 57 000 “ * СМ’ — = Ц = 0,16<0,8. у 63 Проверка сечения ^0 Значения — для обоих сочетаний нагрузок меньше предельного по табл. 38 и меньше 0,45, поэтому для проверки сечения следует применить
 формулу (77): ттк RFv
 N=Zn№< ; 6q h-y т = тк = 1 (так как площадь сечения больше 0,3 ж2). Предел прочности кладки принимаем по табл. 27 с учетом (табл. 15): # == kKRH = 0,5-22 = 11 /сг/сж2; <р =0,92 (согласно примеру 6). 119
Подставляя значения в расчетную формулу, найдем:
 при основном сочетании нагрузок ЛГ=60000< 1Ь|000°-°-92 или 60ООО < 85 761; 1+39 при дополнительном сочетании нагрузок 1Ы0000.0.92
 N = 57 000 < или 57 000 < 80 960. i+9^ 39 Неравенство удовлетворено, значит размеры сечения достаточны. Пример 11. Проверить тавровое сечение стены при следующих данных:
 кладка выложена из кирпича марки 75 на растворе марки 25; класс
 работы Б; размеры сечения приведены на рис. 20. Расчетная высота стены
 /о = 5,5 м; усилия в расчетном сечении простенка от нормативных нагрузок и коэф¬
 фициенты перегрузки: собственный вес конструкций Л^= 15,0 m; М\ = 1,72 тм; пх= 1,1; снеговая нагрузка iV| = 3,6m; м* =0,94тм; п2 = 1,4; ветровая нагрузка Мз =1,86 тм; л3 = 1,2. Геометрические характеристики сечения
 (согласно примеру 7) Площадь сечения F=0,806 ж2;
 положение центра тяжести у =0,25 ж; момент инерции относительно оси, проходящей через центр тяжести,
 7=0,02135 м\ Расчетные сочетания нагрузок
 При основном сочетании нагрузок N= 15-1,1 + 3,6-1,4= 21,52 т; М= 1,72.1,1 + 0,94-1,4 = 3,22 тм;
 при дополнительном Сочетании нагрузок 15-1,1 + 0,9-3,6-1,4 = 21,05 т; М= 1,72-1,1 +0,9(0,94-1,4 + 1,86-1,2) = 5,08 тм. Максимальные эксцентриситеты При основном сочетании нагрузок М 322 000 е0 14,9 Л ОЛ л N ~ 21 520 — СМ’’ у~ 38 °,39 < 0,45; I сечение следует проверить по формуле (77). 120
При дополнительном сочетании нагрузок М 508 ООО е0 23 8 <?0= N = 21 050 = 23,8 СМ’’ У = "38 “°’63 > 0,45,
 но меньше еПр по табл. 38; сечение следует проверить по формуле (80). Проверка сечения
 При основном сочетании нагрузок по формуле (77)
 w=Sn№<«^.m = OTK=l. 1 + 1Г~ п — у R = 0,5-22= И кг/см2; F = 8 060 см2; <р = 0,86 (согласно примеру 7). Подставляя эти значения, находим 11-^ О60-0 86 N= 21 520< : , откуда 21 520 < 47 650, 1+11.9 25 т. е. неравенство удовлетворено. При дополнительном сочетании нагрузок по формуле (80): з N = 2n NH < ттк <ри FR т- Высота сжатой зоны сечения (согласно примеру 7) х + е" = 26,4 см. Площадь сжатой зоны сечения F = 1 838 см2; ср ср' <ри = —г— = 0,73 (согласно примеру 7). Подставляя эти значения в формулу (80), получим: з 1 838\^ N= 21 050 < 8060-11.0.73 1/ = 23 936 к?. )/(■ Сечение достаточно. Пример 12. Проверить сечение простенка каменной стены при следую-,
 щих данных: сечение простенка прямоугольника 51ХЮЗ см (высота сечения;
 h—51 см); кладка выложена из кирпича марки 75 на растворе марки 25;.
 класс работы Б; высота простенка /о=3,5 м. В расчетном сечении простенка действуют усилия: от постоянной нагрузки Д/“ =5 т, коэффициент перегрузки ti\=\,\; от временной нагрузки =2,5 т, коэффициент перегрузки «2=1.4. Усилие N* приложено с эксцентриситетом ei=10,2 см, а усилие N с эксцентриситетом ^2=30,3 см. Оба усилия создаются основными сочетания¬
 ми нагрузок. Здание II класса капитальности с обычной отделочной штука¬
 туркой стен. Находим расчетные усилия в простенке: нормальная сила iV= 5-1,1 + 2,5* 1,4 = 9m; изгибающий момент М = 2,5* 1,4*0.303 + 5* 1,1 • 0,102 = 1,61 тм; 121
эксцентриситет нормальной силы М 161 ООО <?0 17,9 -W=!7’9“: f=sirs'0,705 >0,7, т. е. значение эксцентриситета нормальной силы больше значения еПр. при¬
 веденного в табл. 38, поэтому сечение должно быть проверено по третьему
 предельному состоянию (раскрытию трещин) по формуле (87): N=Y пт < /я-фЯр.и ——- . 6<?о _
 h По табл. 19 для зданий II класса с отделкой штукатуркой ттр=2
 но табл. 39: Rpil = 1,8кг]см2\ Rpil =0,5-1,8 =0,9kzJcm2; F= 103-51 = 5255сл*2. Подставляя эти значения, получим дг_9000 > 2^_55.0.9 6-0,35 — 1 ’ откуда 9000 > 8 599. Расчетная сила больше предельно допустимой. Изменим марку раствора с 25 на 50, тогда по табл. 39 #”и = 2,5/сг/ои2; Rp и = 0,5-2,5 = 1,25кг!см2, тогда неравенство примет вид 1 25 9000< 8 599-’--[или 9000 < 11 800. 0,75 § в. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ АРМИРОВАННЫХ КАМЕННЫХ И КОМПЛЕКСНЫХ КОНСТРУКЦИИ Несущая способность каменной кладки может быть повыше¬
 на введением в нее более прочных материалов для совместной
 работы их с кладкой вплоть до момента разрушения. Наиболее распространенный способ усиления каменной клад¬
 ки— ее армирование. Существует два вида армирования кладки:
 поперечное — для усиления несущей способности кладки только
 при работе на сжатие и продольное — для усиления главным
 образом несущей способности кладки на растяжение. Основные
 исследования армированной кладки выполнены в ЦНИПС (канд.
 техн. наук В. А. Камейко [38, 39]). В последнее время проф. П. Л. Пастернаком предложен
 новый вид усиленных каменных конструкций, так называемых
 комплексных конструкций, представляющих собой сочетание ка¬
 менной кладки с железобетоном. Для армирования кладки применяют сталь марки Ст. 0 или
 Ст. 3 в виде стержней круглого профиля. Может быть применена 122
сталь и других профилей — квадратная, овальная и т. п. Для ар¬
 мирования каменных конструкций пригодна также обезличенная
 сталь (сталь, не имеющая заводских сертификатов). После про¬
 изводства испытаний она приравнивается к стали марки Ст. О,
 если испытания показывают, что ее механические свойства не
 ниже установленных для этой марки стали. 1. Поперечное (косвенное) армирование Конструктивные указания и область применения ч «■ Поперечное (косвенное или так называемое сетчатое) арми¬
 рование каменных кладок предложено в 1925 г. проф. В. П. Не¬
 красовым. При действии на каменную кладку продольных сжимающих
 усилий в ней одновременно с продольными возникают попереч¬
 ные деформации. Большое число исследований показывает, что
 несущая способность нагруженного продольной силой элемента
 может быть значительно повышена, если удается каким-либо
 путем воспрепятствовать развитию его поперечных деформаций
 116]. Для этой цели в основном и применяют поперечное армиро¬
 вание каменной кладки. При таком армировании каменная клад¬
 ка работает аналогично с работой железобетонных колонн со
 спиральной арматурой. В вертикальных элементах поперечную арматуру укладывают
 в горизонтальные швы кладки. Под действием нагрузки армату¬
 ра плотно зажимается в швах и вследствие сил трения и сцепле¬
 ния с раствором работает совместно с кладкой до момента раз¬
 рушения последней. Обладая высоким модулем упругости и
 пределом текучести, арматура воспринимает значительные растя¬
 гивающие усилия [38] и этим самым препятствует развитию
 поперечных деформаций кладки. Данные опытов, приведенные в
 табл. 44, наглядно доказывают эффективность применения сет¬
 чатого армирования. Влияние поперечной арматуры на несущую способность клад¬
 ки тем больше, чем чаще она уложена по высоте кладки. При
 расположении поперечной арматуры реже чем через 5 рядов кир¬
 пичной кладки влияние ее на несущую способность кладки ма¬
 ло1, поэтому такое армирование рассматривают как конструктив¬
 ное и в расчете его не учитывают. Поперечную арматуру применяют в виде сеток из стержней
 диаметром 3—8 мм. Сетки в зависимости от диаметра арматуры
 можно применять двух типов: прямоугольные и типа «зигзаг».
 Первые применяют только при арматуре диаметром до 5 мм,
 вторые — при арматуре любого диаметра от 3 до 8 мм. 1 Установлено опытами, проведенными в ЦНИПС В. А. Камейко. 123
Таблица 41 Несущая способность опытных кирпичных столбов с неармированной
 кладкой и кладкой, усиленной сетчатой арматурой, при осевом сжатии
 (размеры столбов 510X510X2 600 мм) Характеристика образцов % армирования Разрушающая
 нагрузка
 (средняя по
 трем образцам)
 в т Соотношение разрушающих нагрузок Неармированные . 0 58,3 1,00 Армированные сетками из проволо¬
 ки диаметром 5 мм: через 2 ряда кладки, размеры
 ячеек сеток 120X120 мм ~
 через 1 ряд кладки, размеры
 ячеек сеток 60X60 мм . . . 0,246 0,820 91,9 170,0 1,59 2,94 6) ■qp V—\C itr fK /К # Рис. 23. Поперечное армирование столба а—прямоугольными сетками; б—сетками „зигзаг44. Концы
 стержней сеток или вязальной проволоки выпускают наружу
 для контроля укладки сеток Прямоугольные сетки изготовляют в виде взаимноперпендику¬
 лярных рядов соединенных между собой стержней (рис. 23,а).
 Общая толщина сетки равна двум диаметрам стержней. При
 диаметре стержней более 5 мм требуется значительное утолще¬
 ние швов, что отрицательно сказывается на упругих свойствах
 кладки. Кроме того, в местах пересечения стержней образуются
 жесткие узлы, в которых концентрируются напряжения. Это imq- 124
жет стать причиной раздробления камея. Сетки «зигзаг» выпол¬
 няют из одного слоя арматуры (рис. 23,6), и поэтому не имеют
 отмеченных недостатков. В каждой сетке этого типа стержни
 располагают только в одном направлении, и в смежных швах
 кладки сетки укладывают так, чтобы стержни одной сетки рас¬
 полагались перпендикулярно к стержням другой. Расстояние
 между стержнями в сетке принимают 3—12 см. Для проверки
 наличия сеток в кладке сетки изготовляют и укладывают так,
 чтобы отдельные (контрольные) концы стержней выступали на
 5 мм за поверхность кладки (рис. 23). Диаметр и количество стержней в сетках, а также расстояние
 между сетками определяют расчетом на прочность в зависимо¬
 сти от необходимой степени увеличения несущей способности
 кладки. При увеличении количества арматуры несущая способность
 кладки соответственно увеличивается, однако только до тех пор,
 пока ее сопротивление не станет близким к нормативному со¬
 противлению применяемого для кладки камня. Дальнейшее уве¬
 личение площади сечения арматуры (как показывают опыты,
 проведенные с кирпичной кладкой) незначительно сказывается
 на изменении ее (несущей способности. Процент поперечного армирования рс определяют отношени¬
 ем объема арматуры va к объему кладки vK по формуле рс = —100; (88) Vk для сеток с квадратными ячейками рс = —а100; (88а) CS для сеток с прямоугольными ячейками л = _М£1±£2> 100> (886) Ci С2 s где va и vK—объемы арматуры и кладки; Fa—площадь сечения одного стержня сетки; 5 — расстояние между сетками (шаг сеток) по высо¬
 те; при армировании сеткой «зигзаг» шаг сеток
 равен расстоянию между сетками одного направ¬
 ления; с — размер квадратной ячейки сетки; 6'i и с2 — размеры прямоугольной ячейки сетки. Минимальный процент поперечного армирования принимают
 равным 0,1%, максимальный—1,0%. Дальнейшее увеличение
 процента армирования, как указано выше, неэффективно и не¬
 удобно по конструктивным соображениям. 125
Во избежание коррозии арматуры, а также с целью повыше¬
 ния ее сцепления с кладкой марка применяемого раствора долж¬
 на быть не ниже 25. Если армированная кладка находится во влажных условиях
 (стены и внутренние конструкции зданий с влажными и мокры¬
 ми помещениями, а также цоко¬
 ли, подземные и открытые наруж¬
 ные конструкции), следует приме¬
 нять раствор марки 50. Толщину
 швов кладки, в которые уклады¬
 вают арматуру, делают на 4 мм
 больше толщины сеток. При внецентренном сжатии
 эффективность поперечного арми¬
 рования значительно меньше и
 практически при эксцентриситете
 е0=0,5у падает до нуля; послед¬
 нее объясняется тем, что при вне¬
 центренном сжатии кирпичной
 кладки независимо от армирова¬
 ния наблюдается по мере роста
 эксцентриситета увеличение проч¬
 ности кладки крайних волокон
 сжатой зоны за счет менее напря¬
 женных соседних участков клад¬
 ки. Поэтому дополнительного эф¬
 фекта от армированной сетками
 сжатой зоны кладки при больших
 эксцентриситетах не получается. По экономическим соображе¬
 ниям поперечное армирование при
 эксцентриситетах, выходящих за
 ядро сечения (для прямоуголь¬
 ных сечений при e0>0,16d), нецелесообразно. Модуль упругости армированной кладки меньше, чем модуль
 упругости такой же, но неармированной кладки, что объясняется
 падением величины упругой характеристики а. 0,1 0,14 0,6 0,8 w р. С/О Рис. 24. Зависимость упругой
 характеристики армированной
 сетками кладки ас от упругой
 характеристики неармирован¬
 ной кладки с. и процента
 армирования рс Величину ас определяют по формуле ас = 1 +3рс (89) или по графику, приведенному на рис. 24. Из этого графика вид¬
 но, что с возрастанием процента поперечного армирования рс
 упругая характеристика кладки ас уменьшается. По этим со¬
 ображениям нецелесообразно поперечное армирование в гибких
 каменных элементах, несущая способность которых в значитель¬
 ной мере зависит от величины коэффициента продольного изги¬
 ба, который с уменьшением упругой характеристики ас кладки 126
также уменьшается. Коэффициент продольного изгиба кладкиг
 усиленной поперечной арматурой, определяют по табл. 35 с по¬
 мощью формул (25) или (26). Таким образом, эффективное поперечное армирование клад¬
 ки ограничивается применением в элементах малой гибкости
 (когда Х<^50) при действии продольных сил с малым эксцен¬
 триситетом, не выходящим за ядро сечения (полагаем эпюру на¬
 пряжений треугольной). В связи с этим наиболее широко приме¬
 няют его для столбов и простенков многоэтажных жилых зданий.
 В промышленных зданиях, особенно при наличии крановых на¬
 грузок, в сечениях несущих стен и столбов, как правило, имеют¬
 ся значительные эксцентриситеты, и поэтому поперечное армиро¬
 вание допускается реже. До настоящего времени поперечное армирование применяли
 преимущественно в кирпичной кладке. Возможность и целесооб¬
 разность поперечного армирования кладок из других видов кам¬
 ней еще мало изучены, однако можно считать, что в большин¬
 стве случаев оно окажется столь же эффективным, как и для
 кирпичной кладки. Опытами установлено, что приведенный предел прочности
 кирпичной кладки /?а к с учетом работы поперечной арматуры
 может быть выражен формулой: где R — предел прочности неармированной кладки; ат— расчетный предел текучести стали; для проволоки диа-
 . метром 3—8 мму применяемой при сетчатом арми¬
 ровании, ат принимают в зависимости от марки ста¬
 ли и вида проволоки, но не более 3 500 кг/см2, для
 катанки из стали марки Ст. 0 ат =2 500 кг!см2 в
 Ст. 3 ат =2 850 кг/см2;
 рс — процент армирования кладки сетками по формуле (88);
 п — экспериментальный коэффициент. По довоенным опытам установлен коэффициент п = 3, исходя
 из этого значения, а также из величины ат =2 500 кг/см2 в Ука¬
 заниях У 57-43/Наркомстрой было принято, что Дальнейшие исследования показали, что экспериментальный
 коэффициент п для кладки на растворе с пределом прочности 25
 и выше следует принять равным двум, в связи с чем Расчет по методу разрушающих нагрузок (90> (91) 127
а для кладки на растворе с пределом прочности Rz менее 25 (кладка в возрасте менее 28 дней) п = 1 -f- —, 25 откуда + W0 (1 + ffi): (92) R2 — предел прочности раствора в возрасте z дней
 (Rz <25 кг/см2) принимают по формуле (1). В тех случаях, когда приведенный предел прочности армиро¬
 ванной кладки /?а.кприближается к пределу прочности камня при
 сжатии Rь эффективность сетчатого армирования начинает сни¬
 жаться [48]. В связи с этим проф. JI. И. Онищик рекомендует
 ограничить применение формул (91) и (92) условием Ra,K <
 <0,9 Ri. При внецентренном сжатии приведенный предел прочности
 армированной кладки Ra к>и, как было уже отмечено, падает
 с ростом эксцентриситета во. R а.к.и при марке раствора 25 и выше определяют по форму¬
 лам: Яа.к.и=Д+ -2г^р-; (93) при прочности раствора ниже 25 (в возрасте менее 28 дней) #а.к.и2 =#+ (l + -£j К, (94) где Хс — экспериментальный коэффициент понижения эффек¬
 тивности сетчатого армирования при внецентренном
 сжатии (учитывающий влияние эксцентриситета),
 определяют по формуле Xc=1--2Sl. (95) Проверку прочности сечения при центральном сжатии произ¬
 водят по формуле kN<Np = RakFb:, (96) где N и Np — соответственно допускаемая и разрушающая нор¬
 мальная сила;
 k — коэффициент запаса по табл. 14; RaK—приведенный предел прочности армированной сет¬
 ками кладки по формулам (91) и (92);
 срс — коэффициент продольного изгиба по табл. 35 с
 учетом ас по формуле (89) или по графику
 рис. 24. 128
При внецентренном сжатии расчет производят по формуле kN < N0= , (97) d — y где/?а>к>и—приведенный предел прочности внецентренно сжатой
 армированной сетками кладки по формулам (93) и
 (94); d — высота сечения; е0 — эксцентриситет силы N относительно центра тяжести
 сечения; у — расстояние от оси сечения до более напряженной гра¬
 ни. Формула (97) справедлива при условии, что нормальная си¬
 ла не выходит за ядро сечения. Расчет по методу предельных состояний Расчетное сопротивление осевому сжатию армированной сет¬
 ками кладки определяют при марке раствора 25 и более по фор¬
 муле: Да. к=Д+ (98) при прочности раствора ниже 25 (кладка в возрасте менее
 28 дней) по формуле #а к = R + m‘Ra рс- (1 + , (99) 100 \ 25/ где Ra — расчетное сопротивление арматуры; для проволоки
 диаметром 3—8 мм принимают в зависимости от марки
 стали: Ст. 0 Ra = \ 700 кг!см2, Ст. 3 Ra —2 100 кг/см2;
 для холоднотянутой проволоки R а принимают
 3 600 кг!см2\ R — расчетное сопротивление кладки; Rz — предел прочности раствора в возрасте менее 28 дней; та—коэффициент условий работы сетчатой арматуры,
 та = 0,8 для стали Ст. 0 и та — 0,7 в остальных
 случаях. Расчетное сопротивление внецентренно сжатой армирован¬
 ной кладки Яа.к.и определяют при марке раствора 25 и более по
 формуле (100) при прочности раствора ниже марки 25 по формуле R».«.„=R+ (i + &■). • (Ю1) где Хс — экспериментальный коэффициент, определяемый по
 формуле (95). 9 Зак. 1494 1 29
Расчет центрально сжатых элементов производят по формуле mm^R^F, (102) где тк — коэффициент условий работы кирпичной кладки с
 сетчатой арматурой, тк = 1. Для элементов из кирпичной кладки сечением более 0,3 м2
 т=тк = 1 и, следовательно, N<^CR,.KF. (102а) Расчет внецентренно сжатых элементов при малых эксцент¬
 риситетах (сила не выходит за ядро сечения1) производят по
 формуле уу ^ ттк срс ^?а.к.и ттк 7?а.к.и Fус . (ЮЗ) 1+ d — У для элементов из кирпичной кладки сечением более 0,3 м2 N < f'?с, (103а) 1+ d — y где S0 — статический момент сечения относительно менее
 напряженной его грани;
 е и е0 — эксцентриситеты силы N относительно менее на¬
 пряженной грани сечения и центра тяжести се¬
 чения. Примеры расчета Пример 13. Рассчитать по методу разрушающих нагрузок кирпичный
 столб в месячном возрасте сечением 51X51 см с расчетной длиной 4,0 м\
 расчет производится для кладки из кирпича марки 75 на растворе марки 50;
 материалы применяются в соответствии с данными паспортов заводов без
 проведения систематических испытаний; столб загружен постоянной нагруз¬
 кой i=l 6,0 т, приложенной в центре сечения и временной нагрузкой
 ^2=7,5 г, приложенной с эксцентриситетом 13 см. Сочетание нагрузок
 основное. Нормальная сила N = 16 + 7,5= 23,5т; изгибающий момент Л1 = 7,5-0,13 = 0,97 тм; 97 000 эксцентриситет е0— ' • == 4,1 см<^0,33у. оии F = 51 *51 = 2 600 см2; по табл. 34 а = 1 000; 400 Рпр = —— ~ 8; по табл. 35 ср = 0,92. 51 1 Размеры ядра сечения определяют, исходя из предположения, что в
 сечении им;еет место треугольная эпюра напряжений. Для прямоугольных
 сечений это условие соответствует неравенству ес< 0,16с?. 130
По формуле (43) и табл. 27 2 600.25-0,92
 "П Np = = 51 500 кг; 1+- 51 — 25.5 * = ^р= «и?_2.19. N 23 500 Согласно табл. 14 и примечанию 3 к ней k должно быть не менее 2,5 • 1,2 = 3,0. Таким образом, требуется усиление сечения. I о Так как ео<0,16 d и -—<15 (Л<50), то усиление сечения столба можно а произвести применением сетчатого армирования. По формуле (95) 2-4,1 х‘ = 1-^=0'68-
 Принимаем арматуру из стали марки Ст. 0 с рс=0,32%. По формуле (93) * 2.2500*0,32.0,68
 •^а.к.и—25—f— ^ ^ = 36 кг'\см . По графику рис. 24 ас=510, , , 1 000
 Рпр = ® 1/ gjQ = Ю,8; 9с = 0,86. По формуле (97) 2 600.36.0,86 Л 69 800 п п ^Р= = 69 8 00 кг; = 2,97*3. 1+ ! 51 — 25,5 Сечение обладает необходимой прочностью. Армируем кладку через 15 см по высоте столба (через два ряда) сет¬
 ками с квадратными ячейками 8 см, тогда по формуле (88а) 0,32-8.15 Л Л „ Fa = — = 0,19 см2. а 2.100 Принимаем Fa =0,2 см2, что соответствует арматуре диаметром 5 мм.
 Таким образом, рс=Д33%. Пример 14. Проверить по методу предельных состояний прочность кир¬
 пичного столба, рассчитанного в примере 13, принимая,для постоянной на¬
 грузки коэффициент перегрузки «1=1,1 и для временной нагрузки п2= 1,4.
 Расчетная нормальная сила N= 16-1,1 +7,5-1,4= 28,1 т; расчетный изгибающий момент М = 7,5.1,4-0,13= 1,37 тм; 137 000 эксцентриситет е0 = ' 28 iqq = см’’ = * кг/см .
Для класса работы Б R=25. 0,5=12,5 кг/см2\ = 17,9 кг]см2. Так как F<0,3 м2, то т = 0,8, шк=1. По формуле (103) ттк /?аж.и ^Ус 0,8*2 600-17,9*0,86 = 26 800 кг, что меньше N = 28 100 кг. Повторным подсчетом легко убедиться, что необ¬
 ходимо увеличение количества арматуры до рс=0,39%. Принимаем сетку
 «зигзаг» из арматуры диаметром 6 мм с Fa= 0,28 см2\ s=15 см; с=9 см, Продольное армирование кладки применяют для восприятия
 растягивающих усилий в кладке (в изгибаемых, растянутых и
 внецентренно сжатых элементах с эксцентриситетом больше
 0,3 у), а также для повышения расчетного сопротивления сжа¬
 тию в случаях, когда поперечное армирование оказывается не¬
 применимым (в гибких центрально и внецентренно сжатых стол¬
 бах и стенах независимо от величины эксцентриситета). Кроме
 того, продольное армирование применяют в стенах и столбах,
 подвергающихся значительной вибрации, с целью предохране¬
 ния кладки от появления трещин. В то время как поперечное армирование принимают пре¬
 имущественно в конструкциях жилых и общественных много¬
 этажных зданий, продольное армирование в основном исполь¬
 зуется для усиления стен и столбов промышленных зданий, осо¬
 бенно с крановыми нагрузками. Продольное армирование является одним из основных спо¬
 собов усиления кладки зданий, возводимых в сейсмических
 районах. При продольном армировании стержни арматуры распола¬
 гают снаружи или внутри кладки (рис. 25). Наружное распо¬
 ложение арматуры более удобно для производства работ. Оно
 также оказывает большое влияние на повышение несущей
 способности кладки при работе на внецентренное сжатие и из¬
 гиб. Наружное расположение арматуры не рекомендуется при
 постоянном воздействии на кладку высоких температур или тогда 2. Продольное армирование Конструктивные указания и область применения 132
агрессивной среды; в этих случаях при высоте сечения элемента
 не менее 51 см предпочтительно внутреннее армирование. Арматура, расположенная снаружи кладки, должна быть
 тщательно защищена от коррозии защитным слоем цементного
 раствора толщиной не менее, указанной в табл. 45. а) Г нн \ 11 1 1 II \ 1 \ 4 |] \ 6) К 12^ ш 11 no «г MOO A ,Ъгв 2 a) 12Ц К ■£ 530 —J I1 c\j, ■J Ш ж г ш : V ' '• 1 I 1 п п □ - п 1 г I. г *) I . . — V, 'Ъ'Ъ 3) "" «о 1 t d_ d Рис. 25. Продольное армирование кирпичных столбов а—внутреннее расположение арматуры; б и в—наружное расположение арматуры;
 г—расположение хомутов при ширине их не более 380 мм и не более 4 стержней ар¬
 матуры; д—расположение хомутов при ширине их более 380 мм или при количестве
 стержней арматуры более 4; е—деталь заанкеривания растянутой 1 арматуры; ж—стык
 внахлестку; з—стык сварной с накладками, выполненный дуговой сваркой; /—железобе¬
 тонная подушка; 2—хомуты, располагаемые в швах кладки; 3—дополнительный хомут в смежном горизонтальном шве
Таблица 45
 Толщина защитного слоя для продольной арматуры Вид конструкций Толщина защитного слоя в см
 для конструкций, находящихся в сухих
 условиях во влажных
 условиях Балки, простенки и столбы 2,0 3,0 1,5 2,5 При наружном расположении продольной арматуры ее мож¬
 но укладывать в специальные борозды, устраиваемые при воз¬
 ведении стен и столбов (рис. 25). Для обеспечения совместной работы внутренней продольной
 арматуры с каменной кладкой и для защиты такой арматуры
 от коррозии необходимо, чтобы стержни со всех сторон обвола¬
 кивались раствором; с этой целью швы кладки, в которые укла¬
 дывают арматуру, устраивают толще поперечного размера
 стержней не менее чем на 5 мм. Арматуру устанавливают с одной или двух сторон сечения
 элемента конструкций. Одностороннюю арматуру ставят при
 наличии растягивающих усилий только с одной стороны, а дву¬
 стороннее армирование — для усиления кладки при работе ее
 на сжатие в элементах значительной гибкости и в элементах,
 подверженных воздействию знакопеременной нагрузки, вызыва¬
 ющей двусторонние растягивающие напряжения. Первый слу¬
 чай часто встречается при проектировании внутренних высоких
 столбов промышленных зданий, второй — при проектировании
 внутренних столбов с двусторонним расположением кранов. В изгибаемых элементах сжатую арматуру допускают так¬
 же при ограничении высоты сечения элемента. ' Диаметр стержней рабочей арматуры должен быть: для сжа¬
 той — не менее 8 мм и для растянутой — не менее 3 мм. Общая
 площадь сечения арматуры составляет: в растянутой зоне —
 не менее 0,05% от полной площади сечения кладки и в сжатой
 зоне — не менее 0,2% и не более 2%. Расстояние между стерж¬
 нями в свету допускается не менее 3 см. Продольную арматуру укрепляют в кладке хомутами диа¬
 метром 3—8 мм, закладываемыми в швы (рис. 25). Во избежа¬
 ние выпучивания сжатой арматуры расстояние между хомутами
 не должно превышать 15 диаметров этой арматуры при ее рас¬
 положении снаружи кладки и 25 диаметров при ее расположе¬
 нии внутри кладки. В изгибаемых элементах расстояние между
 хомутами назнач}ают не более 3Д высоты элемента, но во всех
 случаях оно не должно превышать 50 см. 134
Концы продольной арматуры отгибают под прямым углом и
 заканчивают крюком. Если арматура работает на растяжение,
 то концы ее заделывают в бетон (рис. 25,е) на длину, равную
 не менее 30 диаметров стержней. Стыки арматуры, как прави¬
 ло, рекомендуется делать сварными (контактной сваркой, а при
 отсутствии соответствующих аппаратов для стыковой сварки —
 электродуговой сваркой) (рис. 25,з). В стыках внахлестку без
 сварки концы стержней перепускают на величину 50 диаметров
 стержней для растянутой арматуры и на 20 диаметров — для
 сжатой арматуры; на концах стыкуемых стержней устраивают
 крюки (рис. 25,ж). В растянутой зоне допускается стыковать
 внахлестку без сварки в одном сечении не более 25% всех стер¬
 жней. Во избежание коррозии арматуры и для обеспечения надеж¬
 ной совместной работы арматуры с кладкой марки растворов
 для кладки и защитного слоя принимают не ниже: для сухих условий (наружные стены и внутренние конструкции в по¬
 мещениях сухих и с нормальной влажностью ) 25 Дл я влажных условий (стены и внутренние конструкции зданий с влаж¬
 ными и мокрыми помещениями, цоколи, подземные и открытые
 наружные конструкции) 50 Расчет по методу разрушающих нагрузок При сжатии элемента, армированного продольной арматурой,
 последняя, как это показывают опыты [39], достигает своего
 предела текучести значительно раньше, чем разрушается клад¬
 ка. Объясняется это тем, что пределу текучести арматуры соот¬
 ветствуют значительно меньшие деформации, чем пределу проч¬
 ности кладки. Относительная деформация мягкой стали колеб- ^ ^ лется в пределах от 1,2 * 10 до 2,0 • 10 , в то время как для
 кирпичной кладки на растворе марки 50 предельная сжимае¬
 мость е= in (0,09) = 2,66-10_3 *• 1 000 ' ' После достижения арматурой предела текучести и при даль¬
 нейшем увеличении нагрузки кладка интенсивно деформирует¬
 ся, что приводит к нарушению сцепления между арматурой и
 кладкой и выпучиванию арматуры. Несущая способность продольно армированной кладки мень¬
 ше суммы несущих способностей кладки и арматуры. Опыты по¬
 казывают, что прочность кладки в армированном сечении может
 быть использована примерно на 85% от прочности неармиро-
 ванной кладки. * Подсчеты сделаны по формуле (15) при а =1 000 и а =/?. 135
Коэффициент запаса для неармированной кирпичной кладки
 устанавливается на 25% выше, чем для арматуры; поэтому
 для того, чтобы принять единый коэффициент запаса для арми¬
 рованного сечения (равный коэффициенту запаса арматуры),
 необходимо значение предела прочности кладки помножить на величину —= 0,8. Тогда общий коэффициент снижения пре¬
 дела прочности кладки при сжатии в продольно армированных
 конструкциях принимается равным 0,85 • 0,8?«0,7. Разрушающую нагрузку при центральном сжатии определя¬
 ют по формуле К N < 7Vp = (0}7RF + от F; ) ср, (Ю4) где R — предел прочности неармированной кладки; <зт—расчетный предел текучести арматуры (для стали
 марки Ст. 0 и обезличенной стали, имеющей показа¬
 тели прочности не ниже, чем для стали марки
 Ст. 0 — ат =2 500 кг/см2; для стали марки Ст. 3
 <зт=2 850 кг!см2)\
 ka — коэффициент запаса для продольно армированных
 элементов (по табл. 14). Как показывают опыты, продольное армирование практиче¬
 ски не влияет на упругую характеристику каменного элемента,
 поэтому коэффициент продольного изгиба ср принимают в со¬
 ответствии с изложенным ранее для неармированной кладки. В связи с неполным использованием предела прочности клад¬
 ки продольное армирование может быть выгодным только тог¬
 да, когда часть усилия, приходящаяся на арматуру, будет боль¬
 ше недоиспользованной прочности кладки, если aTF; > (A^o,7)*F, (105) где k — коэффициент запаса для неармированной кладки. При основном сочетании нагрузок ka = 2 и £ = 2,5, что при¬
 водит к условию oTF'a>0t\RF. • (105а) Формула (104) может быть записана также в следующем
 виде: kaN<Np= (о,7 R + F% (106) К где р — процент армирования продольной арматурой р=—100- F Из сопоставления формул (96) и (106) видно, что продоль¬
 ное армирование при осевом сжатии выгоднее сетчатого только
 при больших гибкостях, когда значительно уменьшается срс. 136
При воздействии на элемент продольной силы N с эксцент¬
 риситетом расчет производят в зависимости от величины по¬
 следнего по одному из двух случаев. Случай малого эксцентриситета Для вывода расчетных формул при внецентренном сжатии с
 помощью условий равновесия необходимо, кроме других дан¬
 ных, знать, по какому закону распределяются напряжения в се¬
 чении, а также какова величина одного из краевых напряжений.
 Анализ экспериментов с каменными, бетонными и железобетон¬
 ными конструкциями показал, что принятие эпюры напряжений
 в виде треугольника или квадратной параболы дает расхожде¬
 ние с опытом и тем большее, чем больше эксцентриситет. Если принять форму эпюры напряжений в каменном или бе¬
 тонном элементе прямоугольного сечения в виде параболы т-й
 степени, то высота ядра сечения будет равна в*=-Г7- <107> т + 2 где d — полная высота сечения. Положив в предельном случае т= оо, что будет соответст¬
 вовать прямоугольной эпюре напряжений, получим g= 0. Таким
 образом, если допустить справедливость прямоугольной эпюры
 напряжений во всех случаях внецентренного сжатия, то уже
 при ничтожно малых эксцентриситетах в сечении следует ожи¬
 дать появления растягивающих напряжений. В действительно¬
 сти, как показывают многочисленные опыты (в том числе и
 опыты с комплексными конструкциями), растяжение краевых
 зон возникает при эксцентриситетах, отличных от нуля. Следо¬
 вательно, при наличии малых эксцентриситетов эпюра напря¬
 жений, строго говоря, не может быть прямоугольной. На основании экспериментов с внецентренно сжатыми желе¬
 зобетонными колоннами, проведенными в ЦНИПС проф. А. А.
 Гвоздевым и канд. техн. наук М. С. Боришанским, замечено,
 что при малых эксцентриситетах продольных сил в определен¬
 ных пределах сохраняется условие постоянства разрушающего
 момента продольной силы относительно наиболее удаленной от
 точки приложения силы грани сечения независимо от величины
 эксцентриситета. Проверка этого положения о постоянстве раз¬
 рушающего момента на экспериментах с каменными столбами
 (как это было показано ранее) также подтвердила его справед¬
 ливость при условии, если е0<0,45у, где у—расстояние от центра
 тяжести сечения до наиболее сжатого волокна. Сказанное по¬
 зволяет при выводе расчетной формулы освободиться от необ¬
 ходимости выбора формы эпюры напряжений и их краевой
 величины. 137
Пусть, как мы ранее и приняли, действительная эпюра на¬
 пряжений будет параболой т-й степени с краевым напряжением
 F(x [60], тогда условие равновесия моментов1 относительно ме¬
 нее сжатой (или растянутой) арматуры F а будет (см. рис. 26) М„ — N„e — R bx + cT F' (h0-a'). (108) + 1 Как следует из приведенного
 в § 4 п. 2, с увеличением эксцен¬
 триситетов предельные краевые
 напряжения возрастают, Rx^>R,
 где R — предел прочности при
 расчете на осевое сжатие. Допустим, что рассматривае¬
 мое сечение подвергнуто осевому
 сжатию. При этом известно, что
 напряжения распределяются рав¬
 номерно и в пределе доходят до
 R. В этом случае условие равно¬
 весия относительно арматуры Fa: Afpi = 7Vpl el = Rbdex + + °tK{h-a')- do9) Но на основании положения о постоянстве момента Мр = М v откуда Rxbx —ех —Rbdev (110) m -{- 1 Таким образом, все неизвестные в выражении (108) заменя¬
 ются известными из равенства (109). В общем виде для любо¬
 го сечения, армированного одиночной или двойной продольной
 арматурой, может быть записано К Ne < Np е = [ /?ы S0 + от Г, ( h0 - а')) Ь (111) где So — статический момент всей рабочей (за вычетом защит¬
 ного слоя) площади армированного сечения кладки
 относительно центра тяжести арматуры Fa ; R к л — расчетный предел прочности армированной кладки;
 для сечений с одиночной арматурой в менее сжатой
 (или растянутой) зоне RKn=0,8R*\ для сечений с
 двойной арматурой #кл =0,8 • 0,85 R^OJR; 1 Для упрощения формулы пренебрегаем величиной защитного слоя. * Коэффициент 0,8 вводим для приведения расчетной формулы к еди¬
 ному коэффициенту запаса прочности, принимая его по арматуре. 138
R — предел прочности неармированной кладки; F'— сечение более сжатой арматуры; h0 — полезная высота армированного сечения hQ = d—а; а и а' — расстояния от центра тяжести арматуры F а и Га
 до ближайшего края сечения;
 ср—коэффициент продольного изгиба, как для неар-
 мированного сечения при осевом сжатии;
 е— эксцентриситет нормальной силы. N относительно Fa
 Границей применения формулы (111) считается по аналогии
 с железобетоном момент, когда кладка в армированном сечении
 работает с пределом прочности сжатию при изгибе Rx=Rn =
 = 1,25# при прямоугольной эпюре напряжений. Исходя из этого
 и воспользовавшись гипотезой о постоянстве разрушающего мо¬
 мента, запишем R^SK =R S0, что определяет применимость фор¬
 мулы (111) условием SK>0,8S0, (112) где SK — статический момент площади сжатой зоны армирован¬
 ной кладки1 относительно центра тяжести арматуры F а.
 Если при расчете оказывается, что ka Afe< RKJl S0 ср , то, как
 легко установить из неравенства (111), арматура F/ в этом
 случае не нужна. В некоторых случаях (при большом количестве арматуры Р'ь ) действительный центр тяжести сечения может переместить¬
 ся настолько в сторону арматуры F a, что нормальная сила рас* положится между ним и арматурой Fа. В этом случае большие напряжения будут в сечении со сто¬
 роны арматуры Fa. Чтобы быть уверенным в надежности сече¬
 ния, необходимо выполнить дополнительную проверку, напи¬
 сав условие, аналогичное неравенству (in) , но не относитель¬
 но арматуры Fa, а относительно арматуры Fа . В этом случае. кгШ <N;e'= [*и S-0 + °TFa(h'0- а)] ь (113) где So'—статический момент рабочего сечения кладки относи¬
 тельно арматуры F' а. По формуле (113) арматура Fa не нужна, если ka Ne < RKll S'0 <p. (114) Ho Fa должно быть не менее, чем это необходимо для обес¬
 печения условия (112) или (118). 1 5К находят с помощью формул, записанных для случая больших экс¬
 центриситетов. Для этого из формулы (122) или при одиночном армирова¬
 нии (125) находят S до. Из S ^подсчитывают высоту сжатой зоны кладки х и по ней 5 к- Так как S ^зависит от количества арматур, FanF\To от по¬
 следних зависит и SR. 139
Для расчета прямоугольных сечений формулы (111) и (113)
 могут быть преобразованы в следующие:
 при двойном армировании kaNe<Npe = [0,35Rbh* + ат F'a ( h0- а')} (115) ka Ne' < N'pe = [OfibRbhl + *TFa(h'0- a)] 9; (116) при одиночном армировании kaNe<Npe = 0ARbhl. (117)
 Условие (112) преобразуется
 в следующее: *>0,55/г0, (118) где х — высота сжатой зоны
 кладки. Формулу (111) можно полу¬
 чить также, если исходить из пря¬
 моугольной эпюры напряжений1,
 принимая предельное напряже¬
 ние в кладке равным RKJl. Случай большого
 эксцентриситета Если условие (112) не удов¬
 летворено и SK<0£S0 (119) или при прямоугольном сечении х < 0,55Л0, (120) то мы имеем дело со случаем
 большого эксцентриситета. Как показывают опыты, проведенные с железобетоном, ус¬
 ловию (119) соответствуют такие эксцентриситеты, при кото¬
 рых разрушение наступает при наличии текучести в растянутой
 арматуре, а бетон работает с повышенным пределом прочности
 на сжатие /?и, величина которого зависит от процента армиро¬
 вания и величины эксцентриситета. Яи.кл ПРИ продольном армировании кладки и при условии
 (119) меняется в сравнительно узких пределах2 (от 1,2 R до
 1,3 R), что позволяет для случая большого эксцентриситета
 принять /?и.кл постоянным и так же, как и в железобетоне, рав¬
 ным 1,25 RKJl. Исходя из этого и принимая предельную эпюру
 прямоугольной, расчетные формулы получим из двух условий
 равновесия внутренних и внешних сил (см. рис. 27). 1 По предложению проф. П. JI. Пастернака [66]. 2 По данным проф. JL И. Онищика [49]. Гп -е ha~ O' Nn Vе3 e's V-4 fa XSL Рис. 27. Расчетная схема к фор¬
 мулам (121)—(122) 140
При двойном армировании /?ы = 0,85-0,8/?;
 /?я.ы= 1,25-0,85-0,8/? = 0,85/?; К N < Nf = [0,85 RFK -^{F- F;)] ч;
 0,85 /?SKN — ат ( + F[e' + Fze) =0, (121) (122) где FK — площадь сжатой части сечения кладки; Skn—статический момент сжатой части сечения кладки
 относительно точки приложения продольной силы.
 Условие равновесия моментов (122) записано относительно точки приложения силы N поэтому знак плюс перед Fa при¬
 нимается, когда продольная сила приложена между центрами тяжести арматур Fа и Рл, знак минус, когда продольная сила приложена за пределами арматур Fа и . Формулы справедливы при условии, если где z — расстояние от центра тяжести сжатой зоны кладки до Так как при продольном армировании растягивающие на¬
 пряжения воспринимает арматура, то при определении коэффи¬
 циента продольного изгиба ср независимо от эксцентриситета
 величину его принимают по ее полному сечению как для неар¬
 мированной кладки. Для прямоугольных сечений формулы (121) — (125) приоб¬
 ретают следующий вид: z < h0--a\ (123) и условия равновесия записываются так: &а w < TVp = ср (RFK — атFa); ат Fae==Q- (124) (125) при двойном армировании К N < Л^р = [0,85Rbx - Ст ( Fa - F')] ср; (126) 0,85Rbx(e0-h0 + у)—»,( ± К е' + Fa е) = 0; (127) 141
при этом должно быть х > 2а'; (128) при одиночном армировании k& N < 7Vp = (Rbx— aTFa)cp; (129) Rbx ^ e—Hq -f- ~~j — FaoTe = 0. (130) Для сечений, имеющих сжатую и растянутую арматуру
 (внецентренное сжатие при большом эксцентриситете, внецент¬
 ренное растяжение и изгиб), минимальное количество арматуры
 получается при условии, если нейтральную ось расположить так,
 чтобы она делила расстояние между центрами тяжести сжатой
 и растянутой арматуры пополам1. Это условие экономичного
 армирования приводит к равенству х = — (hQ-\-а’). (131) При этом предполагается, что <зт обеих арматур одинаковы. Поперечный изгиб
 Расчет сечений при поперечном изгибе производят по следу¬
 ющим формулам: при двойном армировании kaM<Mp = 0,85 RSK + ат Fa (h0 - а'); (132) 0,85 RFK = *r{Fa-F’a). (133) Сечение сжатой зоны должно удовлетворять (119) и (123):
 при одиночной арматуре kaM<Mp = RSK, (134) RFK = oTFa. (135) Сечение сжатой зоны должно удовлетворять условию (119).
 Разрушающую поперечную силу Qp в изгибаемых элементах
 определяют по формуле Qp<kQ = RTJlbz, (136) где RrJl —предел прочности кладки при расчете на главные
 растягивающие напряжения;
 z — плечо внутренней пары сил; при прямоугольном се¬
 чении , х z = tin . 0 2 В тех случаях, когда при расчете по формуле (136) проч¬ 1 Это положение показано проф. П. J1. Пастернаком [66]. 142
ность кладки окажется недостаточной, необходима постановка
 хомутов или устройство отгибов в арматуре, расчет которых
 производят так же, как и для железобетонных сечений, и мо¬
 жет быть выполнен по «Инструкции по расчету сечений элемен¬
 тов железобетонных конструкций» (И 123-49/МСПТИ) [23]. Расчет по методу предельных состояний Расчет по несущей способности Предельное состояние каменных конструкций с продольной
 арматурой, работающих на центральное сжатие и на внецент-
 ренное сжатие при малом эксцентриситете (SK>0,8 So), также
 как и при расчете по методу разрушающих нагрузок, характе¬
 ризуется условием использования сопротивления кладки в сжа¬
 той зоне и сопротивления арматуры. Расчет сечений при осевом сжатии производят по формуле N < /яср (tnKRF + maRaFa), (137) где m — коэффициент условий работы элемента конструк¬
 ции при F>0,3 м2 — m = 1, при ^<0,3 м2—т—0,8;
 тк — коэффициент условий работы кладки в сжатом
 сечении с продольной арматурой, тк = 0,85;
 та — коэффициент условий работы продольной арма¬
 туры, ma=1 для Ст. 0 и та= 0,9 для Ст. 3; <р — коэффициент продольного изгиба как для неар-
 мированной кладки (по полному сечению); R — расчетное сопротивление неармированной кладки;
 Rа — расчетное сопротивление арматуры: для стали
 марки Ст. 0 R а = 1 700 кг/см2, а для стали марки
 Ст. 3 Ra =2 100 кг/см2; F и Fа—площадь кладки и площадь арматуры. Для элементов из армированной кирпичной кладки при
 F>0,3 м2 с арматурой из Ст. 0 N < (0,85RF -f R, Fa) ?. (137а) Расчет внецентренно сжатых элементов с двойной армату¬
 рой при малом эксцентриситете (при SK>0,8S0) производят,
 исходя из условия постоянства величины момента продольного
 усилия в кладке относительно арматуры Fa по формуле Ne < тр [mKRS0 + тв Ra F',(h0 — а')], (138) So — статический момент площади всего рабочего сечения
 относительно центра тяжести арматуры Fa. Остальные обозначения те же, что и в формуле (137). 143
5 к находят с помощью условия равновесия, записанного для
 случая больших эксцентриситетов. Для этого из формулы (141) находят 5 . Имея S подсчитывают высоту сжатой зоны 4 ’ kN. на¬ кладки х и уже затем SK. При этом количество арматуры Fa
 определяется условием (141). Если усилие N приложено между центрами тяжести арма¬
 туры Fa и Fa , то должно быть удовлетворено дополнительное
 условие Ne' < mcp [ткRS'0 + maRa Fa( h'0— a)], (139) где S0' — статический момент площади всего рабочего сечения
 относительно центра тяжести арматуры F'a;
 е' — расстояние силы N до центра тяжести арматуры F'.
 При одиночной арматуре в растянутой зоне расчет произ¬
 водят по формуле (138), при этом принимают F'а =0; тк — 1,
 Предельное состояние каменных конструкций, армированных
 продольной арматурой, несущая способность которых опреде¬
 ляется сопротивлением растянутой арматуры (осевое и внецент¬
 ренное растяжение, изгиб и внецентренное сжатие при большом
 эксцентриситете, когда SK <0,8 S0) характеризуется так же, как
 и при расчете по методу разрушающих нагрузок, условием пол¬
 ного использования сопротивления растянутой арматуры в рас¬
 тянутой зоне и кладки в сжатой зоне; при этом принимается: 1) прямоугольная эпюра напряжений в сжатой зоне кладки
 при повышенном расчетном сопротивлении R „=1,25 R; 2) напряжения в арматуре сжатой и растянутой зоны равны
 расчетным сопротивлениям арматуры. Расчет внецентренно сжатых элементов с двойной продоль¬
 ной арматурой при большом эксцентриситете (при SK<0,8 So)
 производят по формулам JV=/n<p[/nKR„FK + maRa{F[ — Fa)\\ (140) «к SKN-maRa(±F'ae' + Fae)= 0 (141) или после подстановки 1 N ту [1,05/?FK +/яа А?а( F'a — Fa)] ; (140а) 1,05£SKW-WaRa ( ± F- е' + Fa е)=0, (141а) где тк—коэффициент использования кладки с продольной
 арматурой в сжатой зоне сечения при внецентрен¬
 ном сжатии с большим эксцентриситетом, тк =
 = 0,85; тк#и =0,85- 1,25-^1,05 R; FK—площадь сжатой части сечения кладки; 1 Знак перед F' а определяется так же, как и при расчете по разру¬
 шающим нагрузкам. 144
S kn — статический момент сжатой части сечения кладки
 относительно точки приложения продольной силы.
 Высота сжатой зоны при двойном армировании должна удо¬
 влетворять условию (123). При одиночной арматуре в растянутой зоне расчет произво¬
 дят по формулам (140) и (141); при этом принимают F^— 0;
 т,, = 1. Расчет продольно армированных изгибаемых элементов с
 двойной арматурой производят по формулам М < т [mKR« S, + Л' ( К— а')] = = т [1,05/?SK +maRa f' ( h0— a')] ; (142) F« ~ Л. ( Fа- K)= 1.05/?FK - V,( Fa - Fa) = 0. (143) где SK — статический момент сжатой части сечения кладки от¬
 носительно арматуры Fа; тк = 0,85; тк RH = 1,25 • 0,85 R ^ 1,05 R. Высота сжатой зоны кладки должна удовлетворять услови*
 ям (119) и (123). При одиночной арматуре расчет производят по формулам (142) и (143), полагая в них Fa =0, тк= 1,0 и удовлетворяя
 условию (119) и (123). Расчет продольно армированных изгибаемых элементов на
 поперечную силу Q производят по формуле Q < ттк RTJl bz = mRTJl bzy (144) где тк= 1. В случае, если при расчете на поперечную силу прочность
 кладки окажется недостаточной, необходима постановка хому¬
 тов или устройство отгибов в арматуре, расчет которых произ¬
 водят по методам проектирования железобетонных сечений. Расчет по предельному раскрытию трещин При расчете продольно армированных растянутых, изгибае¬
 мых и внецентренно сжатых каменных конструкций по предель¬
 ному раскрытию трещин (швов кладки) усилия определяют по
 нормативным нагрузкам. Это положение принято в связи с тем,
 что с точки зрения прочности элемента появление в кладке тре¬
 щин даже в случае большого эксцентриситета при наличии рас¬
 считанной по несущей способности растянутой арматуры не яв¬
 ляются столь опасным, как в случае отсутствия этой арматуры;
 таким образом, коэффициент перегрузки для расчета армиро- 10 Зак. 1494
ванного сечения по предельному раскрытию трещин должен
 быть меньше, чем при аналогичном расчете неармированной
 кладки. Расчет производят для всего сечения кладки и арматуры
 (без учета раскрытия швов), принимая закон линейного рас¬
 пределения напряжений по сечению; коэффициенты условий ра¬
 боты кладки и арматуры принимают по табл. 16 и 20. Примеры расчета Пример 15. Рассчитать по методу разрушающих нагрузок кирпичный
 столб сечением 51X51 см; расчетная длина его 5,0 м; кирпич марки 100;
 раствор марки 50. Столб загружен постоянной нагрузкой Ni=8,0 т, приложенной в центре
 сечения, и временной нагрузкой N2= 7,0 т, приложенной с эксцентриситетом
 48 см; сочетание нагрузок основное. Работы производят без контрольных ис¬
 пытаний материалов на строительной площадке. Нормальная сила N— 8,0 -f- 7,0 = 15,0 m; изгибающий момент М = 7,0-0,48 = 3,36 тм; 336 000 эксцентриситет <?0 = = 22,4 см. F 0 15 000 е0 22,4 Так как — ^ 25 5~ нео^ходимо армирование растянутой зоны F = 51 -51 = 2 600 см2; R = 30 кг/см2; а = 1 000; 500 Р= — = 9,8; ср=0,89; &а = 2• 1,2 = 2,4 (так как F < 3 000смг); 51 ho = 51 — 2,5 — 48,5 см; е = Ло— у -J-<?0 == 48,5 — 25,5 + 22,4 = 45,4 см;
 е' = 46,0 — 45,4 = 0,6 см; сталь марки Ст. 0; ат = 2 500 кг/см2. Подбираем арматуру из условия ее минимального количества в сечении
 т. е. /?а+ Fa равно минимуму, и по формуле (131) принимаем 51 х = — = 25,5 см. 2 Так как х=25,5 сж<0,55/го=26,6 см, то мы имеем дело со случаем боль¬
 шого эксцентриситета. Из формулы (126) находим разность , _ 0,85Rbx kaJV 0,85-30-51-25,5 а а ат срат 2 500 2,4-15000
 — = — 2,9 см2; 0,89-2 500 Fa=F;- 2,9, (А) Поставляя значение (А) в формулу (127), получим
 0,85-30.51-25,5(45,4 — 48,5+ 12,7) - — 2 500 ( F[ 46,0 — 2,9*145,4) = 0; 146
откуда F*а =5,6 см2 и из (А) находим Fa= 5,6 - 2,9 = 2,7 см*. Армируем сжатую зону 2 019 мм, Fа =5,67 см2 и растянутую зону
 2013 мм; F а=2,65 см2 (см. рис. 28). Так как лг=25,5>2а'=5 см, то условие (128) удовлетворено. Проверяем, соответствует ли подобранное сечение арматуры минимально
 допустимому проценту армирования ртin: 5.67 в сжатой зоне р — в растянутой зоне р 2 600
 2.45 2 600 100 — 0,218% > Рт\п — 0,2%; 100 = 0,094% > pmin = 0,05% . Пример 16. При тех же условиях за¬
 дач», что и в примере 15, но полагая, что Fа=F а = 5 см2, определить достаточное ли количество арматуры для прочности сече¬
 ния. Из формулы (127) 0,85-30.51* (45,4—48,5+^-)—2500-5(0,6-f
 +45,4)=0, откуда х = 33 см. Так как х — ЪЪ сл>0,55 Ло=26,6 см,
 то мы имеем дело со случаем малого экс¬
 центриситета и следует воспользоваться
 формулой (115), согласно которой k& Ne о — — 0,35 Rbhl <? 1Ф19 X 1 § ш У % »| 1
 - V3 А 2413 U * ь . г*— 8 = 510 —1 aT (/го — а') 2,4-15 000*45,4 0.89 Рис. 28. К примеру 13 расчета
 кирпичного столба с продоль¬
 ной арматурой — 0,35-30-51-48,52 5,0 см2, 2500(48,5- 2,5)
 что равно ориентировочно принятому. Для прямоугольных сечений с a=a' и Fа —Fa проверка по формуле (113)
 не требуется. Так как по расчету Fa оказалось меньше, чем минимально требуемое количество арматуры, то армируем столб с обеих сторон, исходя из р=0,2%, 2 600 т. е. F a—Fa =0,2 -=5,2 см2. 1 Принимаем с каждой стороны сечения 30 15 мм; Fa—Fa=b,3 см2.
 Пример 17. При тех же условиях задачи, что и в примере 15, сделать
 расчет по методу предельных состояний. Коэффициенты перегрузки: для постоянной нагрузки 1,1, для времен¬
 ной — 1,4; расчетная нормальная сила N = 8,0-1,1 + 7,0-1,4 = 18,6т;
 расчетный изгибающий момент М -■= 7,0-1,4-0,48 = 4,7мм; 470 000 эксцентриситет е0= ——~г~ —25.3 см. 18 600 Так как ~ >0,9, необходимо продольное армирование: 10* 147
R = \5кг;см2 (класс работы Б), т = 0,8 (так как F < 3 ООО см2)', Rd = 1 700 кг/см2; тл= 1; в = Hq — у -I- 6q == 48,5 — 25,5 -f- 25,3 = 48,3 см; е' = 2,3 см; х = 25,5 см; FK = 51 *25,5 = 1 300 см2; SKN = bx (e-h0 = 51-25,5(48,3 -48,5 + 12,7) = 16300 см3. ' Из формулы (140а) находим разность N 18 600 — - 1,05 RFK - 1,05-15-1 300 P’_f т = _з,з«*. а а та 1 700 ^а-^-3,3. (А') Подставляя (А') в формулу (141а), получим 1,05RSkN -тл Ra ( Fae-Fa /)*= 1,05.15-16300+ + 1 700 ( Fa -2,3 —F'.48,3 +3,3-48,3 ) =.0, откуда Fa = 6,75 см1 и Fa = 6,75 — 3,3 = 3,45 см2. Армируем сжатую зону 3 018 мм; F a— 7,63 см и растянутую зону 3013 мм.
 Fа =3,98 см2. В данном примере получен несколько больший расход арматуры при рас¬
 чете по методу предельных состояний, чем при расчете по разрушающим
 нагрузкам. Это объясняется тем, что в первом случае временная нагрузка,
 создающая изгибающий момент при коэффициенте перегрузки 1,4, имеет
 сравнительно большой удельный вес по отношению к осевой постоянной на¬
 грузке, коэффициент перегрузки которой 1,1. В итоге это приводит к повы¬
 шению расчетной нормальной силы, к большему эксцентриситету (чем при
 расчете по разрушающим нагрузкам), а следовательно, и к повышенному
 расходу арматуры. В других случаях, когда временная нагрузка имеет мень¬
 ший удельный вес, расчет по методу предельных состояний приводит к мень¬
 шему расходу арматуры, чем расчет по методу разрушающих нагрузок. 3. Комплексные конструкции Описание конструкций и область их применения Комплексными называются конструкции, состоящие из ка¬
 менной кладки и железобетона (рис. 29), работающих совмест¬
 но до момента разрушения. Комплексные конструкции столбов
 и стен могут быть с внутренним железобетонным сердечником
 (рис. 29,а и б) или с наружным расположением железобетон¬
 ных частей в пазах каменной кладки (рис. 29,в). Возведение комплексных конструкций с внутренним железобе¬
 тоном производят последовательно: сперва каменную кладку
 возводят на высоту 1,0—1,2 м, затем в оставленную в ней пу¬
 стоту опускают арматурный каркас и после установки его про¬ * Перед F'a знак гаинус, так как сила расположена за пределами арма¬
 тур F[ и F г . 148
изводят бетонирование. Бетон применяют .пластичной конси¬
 стенции с тщательной укладкой его во избежание образования
 пустот. По окончании бетонирования первого яруса конструк¬
 ции снова возводят каменную кладку на высоту следующего
 яруса 1,2 м и далее последовательность работ повторяют. Большой недостаток такого способа возведения комплексных
 конструкций — затруднительность проверки качества железобе¬
 тонного сердечника и необходимость постоянного контроля за
 особой тщательностью производства работ. aJ 1ряд &с. 1 8] 1ряд тт "I J г, 1 1! ! ГТ‘ 1 И, J I 4- Р- о ряд шж 1—г,,.;:»--,,! б) 1ряд г- . К > -• *'
 е; L. Г 2 ряд г+Ч "Г I I -L I I гг- ьй ;|С* ;i
 •Тс I 1 т 1 1 ¥ —• LLf, iLLT Рис. 29. Сечение элементов комплексных конструкций а и б—столбы с внутренним железобетонным сердечником; в—столб и пилястра с наруж¬
 ным расположением железобетонных частей; /—железобетон; 2—кирпичная кладка; 3—поперечная арматура в кладке При устройстве комплексных конструкций в соответствии с
 рис. 29,в каменную кладку возводят полностью на всю высоту
 этажа; в процессе возведения кладки в нее заделывают хому¬
 ты, выступающие в оставленную для бетона штрабу. После
 окончания кладки устанавливают продольную арматуру и на¬
 ружные боковые щиты опалубки И производят бетонирование.
 При таком способе производства работ легко обеспечить конт¬
 роль качества железобетонных частей конструкции. При устройстве столбов с железобетонными сердечниками
 процессы кладки, установки арматуры и бетонирования должны
 быть строго взаимоувязаны; задержка одного из процессов ве¬
 дет к остановке остальных. При наружном армировании выпол¬
 нение кладки и железобетона не зависят друг от друга.
 Комплексные конструкции могут быть рекомендованы: 1) при необходимости возведения высоких стен и столбов, в
 которых применение продольной арматуры оказывается недо¬
 статочным; даже при возможности усиления таких конструкций
 продольной арматурой может оказаться более экономичным
 применение комплексных конструкций, так как расход армату¬
 ры при этом будет меньше, чем при продольном армировании; 149
2) во внецентренно сжатых стенах и столбах, особенно при
 значительном эксцентриситете; 3) в перемычках, в поясах, фундаментных обвязочных бал¬
 ках и других конструктивных элементах, работающих на изгиб
 или растяжение. Можно предполагать, что применение комплексных конст¬
 рукций будет оправдано при вибрационных нагрузках и в сей¬
 смических районах, хотя практического опыта в таком примене¬
 нии еще нет. По своей несущей способности комплексные конструкции
 занимают промежуточное положение между каменными и армо-
 каменными, с одной стороны, и железобетонными, с другой. В
 отдельных случаях они оказываются выгоднее железобетонных,
 так как требуют меньшего расхода арматуры и опалубки; кро¬
 ме того, работы по возведению кладки и бетонированию можно
 производить одновременно, что создает возможность сокраще¬
 ния сроков строительства. До сего времени комплексные конструкции применяли в
 основном при необходимости усиления кирпичной кладки. Для сечений комплексных конструкций с кирпичной кладкой
 рекомендуются марки: кирпича — не ниже 75; раствора — не
 ниже 50; бетона — 100. При конструировании вертикальных элементов следует при¬
 держиваться следующих правил: 1) толщину защитного слоя во внутреннем железобетонном
 сердечнике делать не менее 4 см; при наружном расположении
 железобетонных частей — не менее 2,5 см; 2) хомуты располагать через 3—4 ряда кладки; при наруж¬
 ном расположении железобетонных частей закладывать в клад¬
 ку хомуты так, как показано на рис. 29,в; 3) расстояние в свету между вертикальными стержнями ар¬
 матуры делать не менее 2,5 см; диаметр растянутой арматуры
 принимать не менее 5 мм, сжатой — не менее 8 мм; 4) передачу нагрузки на элементы комплексных конструк¬
 ций обеспечивать по всему их сечению посредством железобе¬
 тонных распределительных плит; 5) стыки и анкеровку стержней производить так же, как и
 при продольном армировании. Расчет элементов комплексных конструкций
 по методу разрушающих нагрузок Проф. П. JI. Пастернаком были разработаны теоретические
 основы расчета сечений комплексных конструкций [66]. Для про¬
 верки основных положений этой теории ЦНИПС в 1945—
 1947 гг.1 и в 1948 г.2 были проведены экспериментальные иссле¬
 дования комплексных конструкций с кирпичной кладкой [59, 60], 1 Опыты С. В. Полякова. 2 Опыты В. А. Камейко. 150
в основном подтвердившие указанную теорию, внеся в рас¬
 чет некоторые уточнения, связанные со спецификой работы ка¬
 менной кладки. Опыты ЦНИПС проводили с образцами, кладка которых
 была изготовлена из кирпича. В 1951 г. ВНИИ по строительству1
 были исследованы сечения комплексных конструкций с кладкой
 из известняка-ракушечника. Проведенные ЦНИПС в 1945—1947 гг. исследования показа¬
 ли следующее: 1) прочность бетона, твердеющего в кирпичной опалубке
 (как это имеет место в образцах комплексных конструкций) вы¬
 ше прочности бетона, твердеющего в деревянной и металличе¬
 ской опалубках, что объясняется явлением абсорбции влаги
 опалубкой; это повышение прочности особенно резко сказывает¬
 ся в раннем возрасте бетона (до 4—10 дней); явление ускоре¬
 ния нарастания прочности бетона в комплексных конструкциях
 свидетельствует о возможности более раннего их загружения по
 сравнению с конструкциями из обычных бетонов; 2) использование несущей способности материалов комп¬
 лексных конструкций может быть полным при условии, если
 при совместной работе они имеют одинаковые предельные де¬
 формации; в действительности бетон имеет меньшую предель¬
 ную сжимаемость, чем кирпичная кладка, и поэтому при сжа¬
 тии он разрушается раньше кладки, после чего напряжения в
 кладке быстро возрастают до предельных, и вся комплексная
 конструкция оказывается разрушенной. Коэффициент использования кладки Хисп (отношение напря¬
 жения в кладке, при котором разрушается бетон в сечении, к
 ее пределу прочности) зависит от ряда факторов и по опытам
 для кирпичной кладки составляет в среднем 0,8*. Если нагруз¬
 ка приложена только к железобетонной части сечения, кладка
 мало влияет на величину разрушающей нагрузки и в среднем
 ХИсп=0Л- В связи с этим при проектировании комплексных кон¬
 струкций необходимо особое внимание обращать на тщатель¬
 ность устройств распределительных плит для обеспечения рав¬
 номерного загружения всего сечения. Опытами2 установлено, что
 предельная сжимаемость кладки из пильного ракушечника мар¬
 ки 7—15 на растворах марок 10—25 примерно соответствует
 предельной сжимаемости тяжелого бетона марки 50—70, поэто¬
 му для таких комплексных конструкций с наружным располо¬
 жением бетона рекомендуется принимать ^Исп=1- Приведенные выше значения коэффициентов Хисп справедливы 1 Опыты канд. техн. наук И. Л. Жодзишского [21]. * Опыты канд. техн. наук В. А. Камейко позволили несколько уточнить
 этот коэффициент и принять *«cn=0»85. 2 И. Л. Жодзишского [21]. 151
€ Г L 'TVTT. 1 Ji 9) для таких элементов, кладка и бетон которых загружаются од¬
 новременно. В тех же случаях, когда бетонирование производят
 позже, чем загружение кладки, коэффициент использования
 кладки и бетона Хисп, повидимому, может отличаться от приве¬
 денного экспериментального: его следует установить посредст¬
 вом сопоставления участков кривых деформаций, где оба мате¬
 риала будут загружаться одновременно; если
 загружение бетона начнется при напряжениях
 в кирпичной кладке, составляющих не более
 30% от ее предела прочности, то величину Хисп
 можно не уточнять и принять равной 0,85; 3) кладка и бетон в комплексных конструк¬
 циях вплоть до их разрушения (при условии
 доброкачественного бетонирования) работают
 совместно, что обеспечивается хорошим сцеп¬
 лением кладки с бетоном; однако в некоторых
 опытных образцах с наружной железобетонной
 частью (хомуты в которых были установлены,
 как показано на рис. 30,а) первые трещины
 появлялись в швах между кладкой и железо¬
 бетоном; для повышения несущей способности
 таких конструкций рекомендуется производить
 установку хомутов в соответствии с показан¬
 ным на рис. 30,6; при одновременном продоль¬
 ном и поперечном армировании их рекомен¬
 дуется выполнять, как показано на рис. 30,в; 4) несущая способность центрально сжатых
 элементов комплексных конструкций в столбах
 малой гибкости с внутренним и наружным рас¬
 положением железобетонной части одинакова
 при условии равной площади сечений и одина¬
 ковом качестве материалов; несущая способ¬
 ность внецентренно сжатых и гибких конст¬
 рукций с наружным расположением железобе¬
 тона при прочих одинаковых условиях больше,
 чем конструкций с внутренним расположением
 железобетона. Последнее объясняется тем, что
 в первом сечении более прочный материал (бе¬
 тон и арматура) значительно больше удален
 от нейтральной оси, чем во втором (например,
 несущая способность столба сечением 51Х Х51 см, состоящего из 1 900 см2 каменной кладки, 700 см2 бе¬
 тона и арматуры FZ=F\~ 4 см2, при наружном расположении
 железобетона почти вдвое больше, чем при внутреннем, если
 эксцентриситет равен 25 см). Таким образом и с точки зрения
 несущей, способности элементам комплексных конструкций с
 наружным расположением железобетона следует отдать пред¬
 почтение; ft*v V i;;. _• И, в.’.*1 •- <г О V; * 'А Рис. 30. Привязка
 продольной арма¬
 туры в комплекс¬
 ных конструкциях
 с наружным рас¬
 положением желе¬
 зобетонных частей а—не рекомендуемый
 способ; б—рекомендуе¬
 мый способ; в—реко¬
 мендуемый способ при
 наличии поперечной
 арматуры Я52
5) при осевом сжатии столбов малой гибкости поперечная
 арматура (рис. 29,6 и 30,б) повышает несущую способность
 комплексных конструкций в такой же мере, как и при попереч¬
 ном армировании обычной кладки. Учитывая все вышеизложенное, расчет центрально и вне-
 центренно сжатых элементов комплексных конструкций можно
 производить, исходя из следующих предпосылок: 1) кладка и бетон работают совместно вплоть до разруше¬
 ния; коэффициент использования кладки Хисп =0,85; растянутая
 зона кладки и бетона в расчете не учитывается; 2) в стадии разрушения в арматуре достигается предел те¬
 кучести; в зависимости от величины эксцентриситета продольной
 силы расчетные пределы прочности кладки и бетона изменяются
 в пределах от R—призменной прочности бетона до R„ = 1,25 R —
 предела прочности сжатию при изгибе. Определение несущей способности сечения комплексной кон¬
 струкции с кирпичной кладкой при осевом сжатии производят
 по формуле К.с N Np = сркс ( Хисп FKJlR + Rnp.6F6 + о,/7'); (145)
 при наличии поперечной арматуры (рис. 29,в) *к.сЛГ<Np = срк с |^испрс jFKJl + Rnрб F6 + aT/7aj,(146) гдеФк с— коэффициент продольного изгиба комплексной конст¬
 рукции определяют по табл. 35 после подсчета приве¬
 денной гибкости и упругой характеристики ак а, -ОК.С кс R (147) к.с Eqk с—начальный модуль упругости элемента комплексной
 конструкции, определяемый по формуле Р* £0К *^кл Н~ Еоб Jq ' /•. ДО у Ок.С j I г ’ ' ^ ^КЛ “Г J6 Еок и Еоб— начальные модули упругости кладки и бетона.
 ТТри наличии сетчатой арматуры учитывают ее влияние на
 упругую характеристику кладки по формуле (89). RK'C—условный предел прочности комплексного сечения. RK C=: + Дпр б t (149) FKn + Fe где JKJl и J6 — моменты инерции сечений кладки и бетона относительно геометрического центра тяже¬
 сти сечения; • Формула (148) для комплексных конструкций предложена канд. техн.
 наук С. М. Кузнецовым [44]. 153
Fкд) F6 и F'a — площади сечений кладки, бетона и арматуры; R — предел прочности кладки при сжатии; /?*пр.б— призменная прочность бетона по нормам для
 бетонных конструкций; от — предел текучести арматуры (см. предыду¬
 щие параграфы); X — коэффициент использования кладки; X =
 = 0,85; р с— процент армирования сетчатой арматурой;
 ^к.с — коэффициент запаса комплексного сечения,
 определяемый по формуле Ь = kRF™ + Rr.f.6 F6 (,50) Д^кл+Япр-бЛ. где k и k6— коэффициенты запаса, принимаемые по нормам
 проектирования каменных и железобетонных кон¬
 струкций. Метод расчета сечений комплексных конструкций на внецент-
 ренное сжатие принципиально не отличается от расчета сечений
 каменных конструкций с продольной арматурой. Как показали упомянутые ранее опыты ЦНИПС, для случая
 расчета конструкций с малым эксцентриситетом достаточно хо¬
 рошо оправдывается гипотеза о постоянстве разрушающего мо¬
 мента относительно грани сечения, наиболее удаленной от дей¬
 ствующей силы. Принимая с некоторой погрешностью этот мо¬
 мент не относительно грани, а относительно центра тяжести
 менее сжатой (или растянутой) арматуры, и опуская приведен¬
 ные ранее преобразования, запишем расчетную формулу для
 случая расчета элемента с малым эксцентриситетом: К, Ne<Nfe = <ркс [XmRS„ + от f; ( й0-а')}. (151) Если продольная сила приложена между центрами тяжести
 арматур, то величина продольного усилия должна удовлетворять
 дополнительному условию К, Не' <Nf е' = ?кс [ХиспRS'KC + cTFa(h'0- а)} . (152) В формулах (151) и (152) 5К.С— приведенный статический момент всего рабочего комп¬
 лексного сечения относительно арматуры Fa, опреде¬
 ляемый по формуле. SK.C = SKn + nS6, (153) где SKC —то же, относительно арматуры Z7', определяемый по
 формуле +/tS'; (154) * Повышение прочности бетона за счет отсоса воды кирпичом в запас
 прочности не учитываем. 154
5КЛ —статический момент рабочего сечения кладки относи¬
 тельно арматуры Fa; S6 —то же, бетона; П = ; ^■ИСП R е — эксцентриситет силы N относительно арматуры Fа;
 е' — то же, относительно Fa. Формула (151) применима при условии ^к.к.с > 0,8Sr.c, (155) где 5К К С—приведенный статический момент сжатой части сече¬
 ния1 относительно центра тяжести арматуры Fa. При большом эксцентриситете, когда условие (155) не удов¬
 летворено, расчетные формулы записывают по аналогии с фор¬
 мулами для расчета армокирпичных и железобетонных сечений 2
 из условий равновесия и прямоугольной эпюры напряжений N<Np = <ркс [Хисп RH Fk kc + sr ( Ft- F;)]; (156)
 R.S -%(±F'ae'+Fa e) =0. (157) N Знак плюс перед F'a принимают, когда продольная сила при¬
 ложена между центрами тяжести арматур Fa и Fa, а знак ми¬
 нус, — когда сила приложена за пределами Fа и Fa. В формулах (156) и (157) Хисп= 0,85; RH— 1,25 R. FK к с—приведенная площадь сжатой части комплексного сечения, ^К.К. С FК.КЛ "I- /^к.б, и Fvt. —площади сжатой части сечений кладки и бетона; КаКЛ КаО 5ККС — приведенный статический момент сжатой части N сечения комплексной конструкции относительно
 точки приложения силы N. Формулы (156) и (157) справедливы при г < /г0 — а\ (158) где г — расстояние от центра тяжести эпюры напряжений в
 сжатой зоне до арматуры Fa;
 а' — растояние от арматуры Fa до ближайшей грани. ’ Для сечений комплексных конструкций справедливо условие
 минимума сжатой и растянутой арматуры (131), приведенное
 ранее для продольно армированных сечений. 1 к-к*с опРеДеляют п0 аналогии с SR при продольном армировании
 (см. сноску на стр. 139). 2 Случай большого эксцентриситета для сечений комплексных конструк¬
 ций экспериментально не исследован. 155
Расчет элементов комплексных конструкций по методу
 предельных состояний по несущей способности Расчет комплексных элементов с кладкой из кирпича при
 центральном сжатии производят по формуле N<m9ltc (тгекRFK„ + m6R„p6 F6 + RaF'a)> (159) m — коэффициент условий работы элемента, при F ==F кл_г
 + F > 0,3 м2 m — 1; при F < 0,3 м2 пг = 0,8;
 пгк — коэффициент условий работы кирпичной кладки в комп¬
 лексном сечении, тк= 0,85;
 тб—коэффициент условий работы бетона в комплексном се¬
 чении, тб— 0,8; /?прб—расчетное сопротивление бетона при осевом сжатии (рас¬
 четная призменная прочность). При внецентренном сжатии с малым эксцентриситетом рас¬
 чет производят по формуле Ne < m<pK C [тк RSK C + maRa F'a{ h,t-а')\. (160) Если продольная сила приложена между центрами тяжести
 арматур, то величина расчетного продольного усилия должна
 удовлетворять дополнительному условию: Ne’ < т<?кс [mKRS'KC + m,R,F,( h’0 — а)\. (161) В формулах (160) и (161) /як=0,85; ma— 1; ^к-с = *^кл + п^б — *^кл Н—S6; (162) тк R тб = 0,8. Формула (160) применима при 5К.К.С> 0,8 5S.C; (155) где ^к.к.с=5к,кл+^ПРбр^ . (163) тк R Если условие (155) не удовлетворено, то расчет производят
 по следующим формулам: н<ты f„c + Rt(я*.F.~^)]: (164) m«R* 5k.k.cn “Ra (±F’3e' + ma F3 e) = 0; (165) mK—коэффициент условия работы кладки, mK=0,85; * 5 к-к-с определяют по S к-к<с дг из формулы (165). 156
R„— расчетное сопротивление кладки сжатию при изгибе, Яи = 1,25#; ша—коэффициент использования растянутой арматуры в же¬
 лезобетонных элементах принимают: *для арматуры из
 круглой горячекатанной стали марки Ст. 3 (при бетоне
 марки 100) та— 0,9, а для арматуры из стали марки
 Ст. 0 — та — 1,0. Формулы (164) и (165) справедливы при условии (158) 2 < /гй — а'. § 7. УСИЛЕНИЕ КЛАДКИ ОБОЙМАМИ Во многих случаях встречается необходимость в повышении
 несущей способности каменных столбов или простенков. Так, при
 реконструкции зданий, при их надстройке или увеличении на¬
 грузок на существующие перекрытия, а также при восстанов¬
 лении несущей способности частично разрушенной кладки зна¬
 чительное повышение прочности кладки столбов и простенков
 может быть достигнуто посредством включения ее в обойму.
 Этот способ усиления элементов каменных конструкций осно¬
 ван на том, что прочность материала при объемном напряжен¬
 ном состоянии (когда элемент подвержен всестороннему сжа¬
 тию) выше, чем при одноосном сжатии; стальная арматура
 обоймы, обладая значительно более высоким модулем упруго¬
 сти, чем каменная кладка, препятствует ее поперечным дефор¬
 мациям, создавая по боковым граням элемента сжимающие на¬
 пряжения. На этом же принципе основано повышение прочности кладки
 армированием сетками. Опытами установлено, что при армиро¬
 вании сетками в горизонтальных рядах достигают большего по¬
 вышения прочности кладки, чем при усилении кладки наружной
 обоймой при том же расходе стали (проценте армирования);
 это вызвано, очевидно, более равномерным распределением ар¬
 матуры по объему кладки, по сравнению с укладкой такого же
 количества арматуры в наружной обойме. Поэтому область при¬
 менения обойм следует ограничить случаями усиления конструк¬
 ций существующих зданий. Обоймы часто применяют и для вос¬
 становления несущей способности частично разрушенной кладки. Потеря несущей способности в каменных конструкциях обыч¬
 но сопровождается появлением трещин. Правильное определе¬
 ние причин, вызвавших их появление в кладке, может способст¬
 вовать созданию ясного представления как о степени их
 опасности, так и характере необходимых мероприятий для уси¬
 ления конструкций. Появление отдельных вертикальных трещин,
 проходящих через 1—2 ряда кладки, свидетельствует о значи¬
 тельных перенапряжениях в простенках или столбах. Если тре- 157
щины такого характера достигают значительных размеров (ши¬
 риной более 1 мм и длиной больше. 30 см) и покрывают кладку
 в виде сетки, следует считать, что напряжения достигают вели¬
 чины, равной примерно 0,8—0,9 от сопротивления кладки сжа¬
 тию. Состояние конструкции в этом случае нужно считать ава¬
 рийным. Значительные по величине трещины одиночного характера в
 глухих стенах или перемычках не являются признаками раздав¬
 ливания кладки и не представляют непосредственной опасности,. а—из слоя цементного раствора по стальной сетке; б—из кирпича на ребро; в—железобетонная если они не сопровождаются значительным наклоном стен. При
 частичной потере стенами или столбами несущей способности не¬
 обходимо прежде всего определить возможность производства
 восстановительных работ. Одним из основных критериев для определения состояния
 конструкций, в которых появились трещины, являются результа¬
 ты наблюдений за поведением маяков, поставленных на трещи¬
 ны. Если маяки рвутся, — на их место ставят новые. При ава¬
 рийном состоянии конструкции вновь поставленные маяки рвут¬
 ся через более короткие интервалы времени. При затухании
 деформаций вновь поставленные маяки остаются целыми или до
 их разрыва проходит больше времени, чем до разрыва ранее по¬
 ставленных маяков. Как отмечалось выше, восстановление несущей способности
 простенков или столбов может быть достигнуто путем включе¬
 ния поврежденной кладки в обойму. В зависимости от степени
 повреждения кладки, производственных возможностей и получе¬
 ния желаемого результата от усиления обоймы применяют: а) из цементной штукатурки по стальной сетке; б) из кирпича
 на ребро с прокладкой в швах стальных хомутов; в) железобе¬
 тонные; г) стальные (рис. 31).
Первый тип обоймы состоит из ряда хомутов, связанных
 между собой продольной арматурой; по образуемой таким об¬
 разом сетке делают штукатурку из цементного раствора состава
 1 : 3-4-1 :4; такой тип обоймы следует рекомендовать для слу¬
 чаев усиления без увеличения размеров поперечных сечений
 простенков или столбов. Второй тип обоймы связан с некоторым увеличением разме¬
 ров поперечных сечений усиливаемых элементов; по этому вари¬
 анту обойма состоит из кирпича, укладываемого на ребро; швы
 армируют хомутами — стальными стержнями диаметром до
 12 мм. Кладку обоймы ведут на смешанном растворе марки не
 ниже 25. Преимуществом такого типа обоймы является просто¬
 та ее выполнения, возможность использования для обоймы
 обыкновенного кирпича, а также сохранение внешнего вида уси¬
 ливаемой конструкции, что иногда может быть желательным с
 архитектурной точки зрения при усилении наружных фасадных
 стен. Железобетонные обоймы нужны в случаях необходимости
 значительного повышения несущей способности усиливаемой кон¬
 струкции. Бетон для обоймы при толщине ее от 6 до 10 см сле¬
 дует применять не ниже марки 100. Для столбов с раз¬
 мером поперечного сечения менее 77 см рекомендуется обойма
 толщиной 6 см. Большей толщины обоймы делают при
 значительных размерах поперечных сечений усиливаемых конст¬
 рукций. Усиление кладки обоймами из стальных уголков, соединен¬
 ных между собой приваренными к ним планками, менее эффек¬
 тивно, так как требует большего расхода стали; при устройстве
 таких обойм углы каменных столбов предварительно выравни¬
 вают цементным раствором, затем устанавливают продольные
 уголки каркаса, к которым приваривают планки. Для выявления эффективности обойм различных типов, опре¬
 деления несущей способности усиленной кладки, а также фик¬
 сации конструктивных требований в ЦНИПС производили
 экспериментальные исследования кладки в обойме. Хотя эти*
 исследования не дают еще исчерпывающих ответов на вопросы,
 возникающие при проектировании кладки, включенной в обой¬
 мы, и до настоящего времени не созданы удовлетворительные
 предпосылки для теоретического определения прочности такой
 кладки, все же на практике во многих случаях произведенные
 исследования оказываются весьма полезными. В 1936 г. канд. техн. наук В. А. Камейко производил испы¬
 тания кирпичных столбов в обойме из стальных уголков, соеди¬
 ненных приваренными к ним планками, а в 1944—1945 гг. канд.
 техн. наук М. Я. Пильдиш производил испытания кирпичных
 столбов, включенных в обоймы из оштукатуренной стальной
 сстки, из кирпича на ребро с прокладкой в горизонтальных
 швах стальных хомутов и железобетонных. Поскольку обычным 159
для каменных конструкций является внецентренное сжатие, спе¬
 циальная серия образцов, усиленных обоймами, испытывалась
 при различных величинах эксцентриситета разрушающей про¬
 дольной силы. Для выявления несущей способности кладки, час¬
 тично разрушенной, а затем усиленной обоймой, специальная
 серия образцов до включения в обоймы подвергалась на прессе
 действию сжимающей силы до начала падения стрелки мано¬
 метра пресса, свидетельствующего, что кладка доведена до пре¬
 дельного состояния [56]. В 1949—1950 гг. В. А. Камейко и Р. Н. Квитницким были
 произведены более многочисленные опыты, позволившие уточ¬
 нить расчетные формулы для случая осевого сжатия кладки в
 обоймах, а также выявить величины усилий, непосредственно
 воспринимаемых обоймами (в зависимости от способа их опи-
 рания) [43]. Обычно обойма лишь охватывает тело усиляемой
 конструкции, не опираясь снизу на обрезы фундамента, усту¬
 пы и т. п. и не воспринимая нагрузку непосредственно у верха.
 В этих -случаях передача части продольного усилия на обойму
 происходит через плоскости сцепления кладки с обоймой. Ис¬
 следования [43] подтвердили принципиальные положения, уста¬
 новленные прежними опытами и позволили уточнить расчетные
 формулы. Ниже использованы расчетные формулы, полученные
 В. А. Камейко и Р. Н. Квитницким1. Опытами было установлено, что включение кладки в обой¬
 мы может повысить ее несущую способность в 2—2,5 раза. При
 повышении процента армирования обойм их эффективность сни¬
 жается; не рекомендуется применять обоймы с процентом арми¬
 рования р> 1—1,5%. Эффективность обойм понижается также
 при значительных эксцентриситетах нормальной силы: примене¬
 ние обойм следует ограничить предельными величинами эксцен¬
 триситета нормальных сил, предусмотренных для случая сетчато¬
 го армирования кладки. Исследования производили на обоймах
 для столбов, имевших в плане сечение квадрата и прямоуголь¬
 ника с отношением сторон до 2. Опыты показали, что при этих
 'соотношениях сторон применимы приведенные ниже расчетные
 формулы; для больших величин отношения сторон сечения экс¬
 периментальные данные отсутствуют. Следует, однако, полагать,
 что в этих случаях, эффективность обойм будет снижаться.
 Поэтому можно рекомендовать при большем, отношении сторон
 прямоугольного сечения пропускать в теле кладки специальные
 связи, делящие площадь сечения усиливаемого элемента на
 квадраты. Расстояние между связями по высоте должно быть не
 более меньшей стороны сечения, а площадь поперечного сечения
 связей — не менее двойной площади сечения арматуры обоймы
 на высоте, равной расстоянию между связями. 1 Формулы для осевого сжатия заимствованы из автореферата канди¬
 датской диссертации Р. Н. Квитницкого. 160
Расчет элементов кирпичных конструкций,
 усиленных обоймами Осевое сжатие Обоймы из цементной штукатурки по стальной сетке Обоймы железобетонные ЛГр = *ЛГ=Ы^?+^--^) +®F6R6 + iF','r) ]<р. (167) Nv = &V= [f (v? + ) +(Р/г6/?« + т/г'.«т) ]<P- (167) Обоймы кирпичные с поперечной арматурой Обоймы из стальных уголков и приваренных к ним планками
 (расстояние между планками не более меньшей стороны сече¬
 ния столба) В формулах (166) — (169) приняты следующие обозначения: F—площадь сечения усиляемой каменной кладки; ttj— коэффициент, характеризующий состояние усиляемой
 кладки (поврежденная или без повреждений), прини¬
 мается по табл. 46; R— предел прочности кладки (в зависимости от марки рас¬
 твора и кирпича) — по табл. 27; р—процент содержания аркатуры (хомутов); ат—расчетный предел текучести арматуры в зависимости от
 марки стали, но не более 3 500 кг/см2; 9— коэффициент продольного изгиба; Р— коэффициент, характеризующий участие обоймы в вос¬
 приятии продольного усилия, принимается в зависимости
 от способа опирания обоймы по табл. 46; F6— площадь сечения железобетонной обоймы; Re*— призменная прочность бетона; Т — коэффициент, характеризующий работу продольной ар¬
 матуры по табл. 46; F Л'— площадь сечения продольной арматуры; F'— площадь сечения кирпичной обоймы; R'— предел прочности при сжатии кирпичной кладки обоймы. Опытные исследования для определения критических сил для
 каменных столбов, усиленных обоймами, необходимые для вы¬
 числения коэффициентов продольного изгиба ср,отсутствуют. 11 Зак. 1494 161
Таблица 46 Значения коэффициентов kj. Р и Способ опирания обоймы Состояние кладки
 перед усилением 1 Нагрузка передается непосред¬
 ственно только на усиляемую Без повреждений . . .
 Частично разрушен¬ 1 1,0 0,35 0,25 кладку ная 0,70 0,35 0,25 Обойма имеет опору сни зу ,
 а нагрузка передается у верха Без повреждений . . .
 Частично разрушен- 1,0 0,70 0,70 только на усиляемую кладку НдЯ •••••«*• 0,70 0,70 0,70 Нагрузка передается на все
 сечение усиленной конструкции Без повреждений . . .
 Частично разрушен¬ 0,85 1,0 1,0 ная 0,70 1,0 1,0 При сетчатом армировании кладки вследствие увеличения
 толщины швов величины упругих характеристик а несколько
 уменьшаются по сравнению с неармированной кладкой. Это
 обстоятельство (повышенная деформативность) вызывает умень¬
 шение коэффициентов продольного изгиба ср. Для кладки, уси¬
 ленной обоймами, поскольку армирование производится вне га¬
 баритов конструкции, значения коэффициентов продольного из¬
 гиба можно рекомендовать принимать (впредь до уточнения
 экспериментальными исследованиями), как для неармированной
 кладки. Внецентренное сжатие
 Обоймы ие цементной штукатурки по стальной сетке 2,8 рат Np = kN = + 2 р 100 <Р 1+2 ео (170) Обоймы железобетонные f / 3 рот Np = kN = Х) + (Мб^б + Т ^т)]? 1 +2 ^0 (171) Обоймы кирпичные 2,8
Обоймы из стальных уголков и приваренных к ним планками
 (расстояние между планками не более меньшей стороны сече¬
 ния столба) ‘+2т Л з формулах (170) — (173) X = 1 — 4 — , (174) h где е0 — эксцентриситет нормальной силы; h —высота прямоугольного сечения конструкции. При эксцентриситете нормальной силы е0 — 0,225 h влияние
 обоймы на прочность усиляемой кладки равно нулю (Х=0). Пример 18 (расчет обоймы). При реконструкции здания существующий
 кирпичный столб с размерами поперечного сечения 51X64 см должен воспри¬
 нять следующие нагрузки: при основном сочетании нагрузок N=35 т; при
 дополнительном сочетании нагрузок N—35 т, М= 1,2 тм. Кладка столба выложена из красного кирпича марки 75 на растворе
 марки 25; расчетная высота столба /о=5,5 м\ высота сечения h = 51 см. Проверяем коэффициент запаса прочности при основном сочетании на
 грузок: Nv = kN= RF<p. Предел прочности при сжатии кирпичной кладки для кирпича и раствора
 указанных выше марок определяем по табл. 17; R=22 кг/см*. Для определения <р находим Хпр; ^пр /0 Г 1 ООО
 = — 1/ ; а = 750; /, = 550 см; h — Ь\ см; h У а V- 550 / 1 000 Кпо = — 1/ = 11,3; р 51 у 750 по табл 35 находим <р =0,86, t RFy 22-51.64.0,86 л л откуда k = = = 1,73 < 2,6, J N 35 000 т. е. столб необходимо усилить. Для усиления столба применим обойму из цементной штукатурки ао
 стальной сетке. Принимаем р=0,5%. Производим проверку несущей способ¬
 ности усиленного таким образом столба. Основное сочетание нагрузок по формуле (166) Л/р = kN = р L# + -LL.&l\
 \ 1 +2р 100/ <Р- 163
Применяя для армирования хомуты из стали марки Ст. 0от=2 500 кг/см1
 но табл. 461) =1 (неповрежденная кладка) и подставляя численные значе¬
 ния. находим / 2,8 0,5-2500 \ 51-64 22+ °,86 \ 1+2-0,5 100 / ’ k = — ! =3,1 > 2,5. 35 000 т е. усиление достаточно. Дополнительное сочетание нагрузок N = 35 m; /И = 1,2 тм. Проверку производим по формуле (170): fLr + 2,8 т-х)? 1+2— h М 120 000 (>Q — — = = 34 см; 0 N 35000 во 3,4 А. = 1 — 4— =1 — 4—= 0,74, А 51 откуда / 2,8 0,5-2 500 Л \ 51-64 22+ ;— ' 0,74 0,86 \ М +0,5-2 100 / ’ ft , . k == — = 2,7> 2,3 / 3 4\ (1+2 ~J 35 000 т. e. усиление достаточно. Для хомутов принимаем круглую сталь диаметром 12 мм, тогда, обозна¬
 чая через s расстояние между хомутами, через а и b — стороны прямоуголь¬
 ного сечения столба, а через FiX—сечение хомута, получим для р выраже¬
 ние 2F а»х (л + Ь)
 р = -*—100,
 abs откуда расстояние между хомутами _ 200 (а + Ь) Fa
 раЬ Для нашего случая, подставляя численные значения, находим 200(51 +64) 1,13 5= ————— = 16 см. 0,5-51-64 Таким образом, для армирования обоймы устанавливаем расчетную
 арматуру из 6 хомутов диаметром 12 мм на 1 пог. м высоты столба. В ка¬
 честве вертикальной конструктивной арматуры устанавливаем по сторонам
 длиной 51 см по 3 стержня (в углах и посередине), а по сторонам длиной
 64 см по 4 стержня (в углах и в третях длины стороны) — диаметром 12 мм.
ГЛАВА III ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ § 8. КЛАССИФИКАЦИЯ ЗДАНИЙ ПО ИХ КАПИТАЛЬНОСТИ Классификацию зданий по степени капитальности произво¬
 дят для облегчения экономически целесообразного выбора их
 конструкций. Основным признаком для назначения классов ка¬
 питальности зданий является расчетный срок их эксплуатации.
 Ранее по ОСТ 4534 предусматривалась классификация зданий,
 приведенная в табл. 47. Таблица 47
 Классификация сооружений по степени капитальности Классы сооружений Характеристика сооружений Вне классов 11 Монументальные сооружения исключительного и
 исторического значения, а также рассчитанные на осо¬
 бую долговечность (свыше 100 лет), как, например,
 некоторые части электроцентралей, памятники, музеи
 и т. п. Сооружения особо ответственные, отличающиеся
 большой капитальностью, например, некоторые постоян¬
 ные искусственные сооружения железнодорожного и
 водного транспорта, здания центральных государствен¬
 ных, научных и общественных учреждений, основные
 коммунальные сооружения, некоторые железнодорож¬
 ные пассажирские здания в больших городах и уз¬
 ловых пунктах, в исключительных случаях—отдельные
 промышленные сооружения, характеризуемые призна¬
 ком значительных предусматриваемых при их проекти¬
 ровании сроков службы в 60 и более лет Обычные капитальные сооружения в нормальном
 экономическом строительстве на транспорте, в комму¬
 нальном, фабрично-заводском, жилищном и других
 хозяйствах, например, пассажирские здания I и II клас¬
 сов, элеваторы, крупные больницы и учебные заведе¬
 ния, укрупненное жилищное строительство и т. п..
 а также всякого рода сооружения, рассчитанные при
 проектировании на срок службы свыше 40 лет 165
Продолжение табл. 47 Классы сооружений Характеристика сооружений III Сооружения облегченного типа, применяемые в мас¬
 совом строительстве, например, все сооружения на
 транспорте, не вошедшие в высшие классы, массовое
 промышленное, жилищное и прочее строительство, рас¬
 считанное при проектировании на срок службы не
 свыше 40 лет IV Сооружения временного характера, например, вре¬
 менные жилища для рабочих, временные склады, вре¬
 менные сооружения на железнодорожном и водном
 транспорте, при постройках и т. п., а также всякого
 рода инженерные сооружения, рассчитанные на срок
 службы не свыше 5 лет, и гражданские—не свыше
 10 лет Класс капитальности проектируемого здания назначают при
 разработке проектного задания. Выбор каменных материалов,
 удовлетворяющих требованиям, предусмотренным для опреде¬
 ленного класса здания или сооружения, производят в соответст¬
 вии с классификацией, приведенной в табл. 2, 3 и 12. В последние годы в связи с разработкой Строительных норм
 и правил произведены исследования, позволившие уточнить как
 градацию зданий и сооружений для отнесения их к определен¬
 ному классу капитальности, так и требования, предъявляемые
 к конструктивным элементам зданий различной степени капи¬
 тальности. Технико-экономические исследования, произведенные канд.
 техн. наук Н. П. Шаламовым [89], позволили уточнить отдель¬
 ные факторы, влияющие на капитальность зданий. Сделанный
 им анализ фонда промышленных зданий в СССР свидетельству¬
 ет о высоком качестве фонда промышленных зданий и в неко¬
 торой части о чрезмерной их капитальности, иногда не оправ¬
 данной ни с эксплуатационной, ни с экономической точек зрения
 (чрезмерная капитальность зданий приводит к неоправданному
 удорожанию строительства). При назначении капитальности зда¬
 ния в первую очередь следует учитывать расчетный срок эксплу¬
 атации, зависящий от технологической особенности производства,
 для которого оно возводится, ресурсы обрабатываемого сырья,
 а также изменения, вызываемые усовершенствованием техноло¬
 гического процесса. При выборе конструкций для зданий различной степени ка¬
 питальности принимают во внимание влияние физико-химиче¬
 ской среды производства (температуру, влажность воздуха,
 вредные газы, кислоты и т. п.). При правильном выборе мате¬ 166
риалов для конструкций зданий определенной капитальности
 учитывают особенности производства, в которых будут эксплу¬
 атироваться конструкции. Обыкновенный красный кирпич хорошо сопротивляется воз¬
 действию многих химических реагентов, поэтому конструкции из
 него обладают значительной долговечностью; однако такие кон¬
 струкции недостаточно устойчивы (в наружных стенах) при
 наличии в здании водяных паров, щелочей и растворов кристал¬
 лизирующихся солей. Железобетон сравнительно устойчив про¬
 тив воздействия щелочей, солей и влаги, но в то же время слабо
 сопротивляется воздействию кислот и высоких температур;
 бетоны на обычных портландцементах разрушаются при систе¬
 матических воздействиях температуры в 200—300°. Здания и сооружения можно делить на три класса по сово¬
 купности признаков капитальности и эксплуатационных качеств
 в отличие от ранее принятого деления по ОСТ 4534, когда учи¬
 тывался лишь один признак капитальности. Капитальность зданий при этом определяется степенью их
 огнестойкости, степенью долговечности строительных мате¬
 риалов и основных конструктивных элементов в заданных усло¬
 виях их эксплуатации. Эксплуатационные качества зданий
 характеризуются: составом помещений, нормами их площа¬
 дей и объемов, внутренней отделкой и техническим оборудова¬
 нием. К I классу относят здания, удовлетворяющие повышенным
 требованиям, ко II — средним и III—минимальным (классы обо¬
 значают римскими цифрами I, II и III). Класс здания устанавливают в зависимости от капитально¬
 сти, а эксплуатационные качества оценивают дополнительным
 разрядом, обозначаемым арабскими цифрами 1, 2 и 3; каждый
 разряд соответствует уровню эксплуатационных требований —
 повышенным, средним и минимальным. Например, I—2 озна¬
 чает здание I класса при средних эксплуатационных требова¬
 ниях. Особые архитектурные требования дополнительно обознача¬
 ют буквой А, например, I—2-А означает здание I класса при
 средних эксплуатационных качествах и специальных архитек¬
 турных требованиях. § 9. ПРИМЕНЕНИЕ ЕДИНОП МОДУЛЬНОЙ СИСТЕМЫ (ЕМС) ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ КАМЕННЫХ ЗДАНИЙ Развитие индустриальных методов строительства неразрывно
 связано с широким применением стандартных строительных эле¬
 ментов, изготовленных заводскими методами. Возможность
 пользования индустриальных строительных изделий должна
быть предусмотрена при проектировании зданий, для этого все
 размеры зданий и их отдельных элементов назначают такими,
 чтобы они могли обеспечить применение стандартных строи¬
 тельных деталей — стандартных балок для перекрытий, стан¬
 дартных столярных изделий для окон и дверей, листов сухой
 штукатурки для отделочных работ и т. п., т. е. основные разме¬
 ры элементов зданий должны быть увязаны с размерами строи¬
 тельных изделий и оборудования, выпускаемых нашей промыш¬
 ленностью. Такой увязки достигают назначением размеров ча¬
 стей зданий и выпускаемых промышленностью строительных
 изделий и оборудования, кратными определенной величине,
 называемой модулем. В качестве модуля для всего строитель¬
 ства в СССР установлена величина 100 мм, а система, пред¬
 ставляющая собой совокупность правил и приемов взаимоувязки
 размеров объемно-планировочных и конструктивных элементов
 зданий и сооружений, а также размеров строительных изделий
 и оборудования, называется Единой модульной системой сокра¬
 щенно именуемой ЕМС. Разработка и внедрение ЕМС в строи¬
 тельство является крупным достижением отечественной строи¬
 тельной техники, способствующим повышению качества, сокра¬
 щению сроков и удешевлению стоимости строительства. Разра¬
 ботка ЕМС в основном проведена организациями Министерства
 строительства предприятий металлургической и химической про¬
 мышленности, Академией архитектуры СССР и др. [3]. При про¬
 ектировании зданий должны быть модулированы: расстояния
 между разбивочными осями здания, между вертикальными гра¬
 нями стен и перегородок, высоты этажей, высоты подоконной и
 надоконной частей стен, высота и ширина оконных и дверных
 проемов, ширина простенков, толщина стен и перегородок, рас¬
 стояния между балками перекрытий и т. п. Отдельные строительные детали, как правило, сопрягаются
 между собой не вплотную, а с небольшим монтажным зазором.
 В каменной кладке отдельные камни соединяются между со¬
 бой растворным швом, вследствие чего они не могут служить
 мерой кратности (модулем) для размеров самой кладки. Поэто¬
 му различают два вида размеров: 1) номинальный — кратный
 модулю и 2) действительный (конструктивный), отличающийся
 от номинального на небольшую величину. Номинальные разме¬
 ры (кратные модулю) являются условными величинами, наи¬
 более близкими к действительным размерам элементов зданий
 или строительных изделий. Так, например, если для лицевой
 поверхности кладки заданы горизонтальный шаг 400 мм (че¬
 тыре модуля) и для перевязки кладки принято, что одному лож¬
 ку должны соответствовать два тычка, а толщина вертикальных
 швов принята в .10 мм и горизонтальных 12 мм, то действи¬
 тельные размеры камней должны быть 390X190X188 мм (но¬
 минальные размеры — 400X200X200 мм), из таких камней
 можно сложить стены толщиной 190, 390, 590 мм — это их дей- 168
стнитсльные размеры, а соответствующие им номинальные раз
 меры будут 200, 400, 600 мм. Для изделий обычно указывают действительные размеры, а
 на планировочных и монтажных чертежах размеры элементов
 приводят по их номинальным величинам. Грани конструктивных
 элементов, к которым относятся номинальные размеры, называ¬
 ют номинальными в отличие от дей¬
 ствительных (рис. 32). Во многих
 случаях номинальные размеры сов¬
 падают с действительными; напри¬
 мер, расстояния между разбивочны-
 ми осями здания, осями балок пе¬
 рекрытия и т. п. При проектировании зданий все
 основные размеры, как правило, на¬
 значают номинальными; отступле¬
 ния допускаются лишь для зданий
 уникального характера, а также для
 зданий, имеющих в плане непра¬
 вильную форму (косоугольную или
 криволинейную) и в случаях исполь¬
 зования деталей, не согласованных
 с модульной системой размеров
 (при соответствующем на это обо¬
 сновании). Внедрение в строительство индустриальных строительных
 изделий связано с необходимостью значительного сокращения
 типоразмеров применяемых строительных элементов. Для этой
 цели устанавливают для конструктивных элементов зданий града¬
 ции модулированных размеров. Уменьшение количества типо¬
 размеров достигают назначением более крупной градации разме¬
 ров элементов. Это вызывает некоторые трудности при архитек¬
 турной планировке зданий, связанной со стремлением получить
 наибольшее количество возможных архитектурно-планировочных
 вариантов. Внедрение модульной системы в строительство вызывает не¬
 обходимость приведения в соответствие с ней размеров выпус¬
 каемых строительных деталей и в первую очередь размеров
 каменных стеновых материалов (кирпича, керамических камней
 и др.). Однако на период реконструкции промышленности строи¬
 тельных материалов допускается проектировать здания с уче¬
 том единой модульной системы (с модулем 100 мм) в сочетании
 с смодулированными размерами кирпича существующего фор¬
 мата за счет незначительных расхождений действительных и но¬
 минальных размеров элементов, которые в основном находятся
 в пределах тех отклонений от размеров, которые регла¬
 ментируются требованиями на производство строительных ра¬
 бот. Г59 I Со Действительная грань
 4-00 ^Номинальный размер л. Конструктивный
 (дейстдительный)размер Рис. 32. Номинальные и
 действительные размеры
 конструкций
Данные по увязке элементов зданий, решенных в модуле
 100 мм с использованием кирпича существующего формата,
 приведены в табл. 48а и 486 [73]. Одновременно следует указать на то, что при облицовке стен
 зданий кирпичом существующего формата требуется соблюде¬
 ние нынешнего «кирпичного модуля», равного по горизонтали
 130 мм и по вертикали 75 мм. Каменные конструкции зданий в
 модулированных размерах с применением в кладке кирпича су¬
 ществующего формата (250X120X65 мм) производят на осно¬
 ве следующих указаний [73]: 1) все номинальные размеры столбов, простенков и отдель¬
 ных участков стен приним:ают кратными 10 см согласно
 табл. 48а. Таблица 48а Отклонение действительных размеров (в мм) от номинальных при кладке
 стен из кирпича существующего формата Действитель¬ ные Номинальные Отклонение [ Действитель¬ ные Номинальные Отклонение 38 40 +2 103 100 —3 51 50 — 1 116 120 4-4 64 60 —4 129 130 +1 77 80 +3 142 140 -2 90 90 + 0 155 160 +5 168 170 4-2 2) все номинальные размеры кладки по высоте элементов ■
 отклонения фактических размеров от номинальных принимают
 по данным табл. 486. Таблица 486 Сопоставление модулированной высоты стен с фактическими высотам*,
 получающимися при существующем формате кирпича Модульная высота
 стены в см Фактическая высота
 стены при существую¬
 щем формате кирпича
 в см Отклонения в см Количество рядов
 кладки 100 97,5 —2,5 13 120 120 ±0 16 140 142,5 +2,5 19 160 157,5 -2,5 21 180 180 ±0 24 200 202,5 +2,5 27 220 217,5 -2,5 29 240 240 ±0 32 260 262,5 +2,5 35 280 277,5 -2,5 37 300 300 ±0 40 320 322,5 +2,5 43 340 337,5 -2,5 48 360 360 ±0 48 17®
3) внутренние грани наружных стен совмещают с линиями
 модульной сетки; 4) оси наружных стен назначают на расстоянии 20 см от
 внутренней грани; 5) оси внутренних стен и столбов совмещают с их геометри¬
 ческими осями; 6) размеры облицовочных плит принимают по действитель¬
 ным, а не номинальным размерам стен. 150 506 Рис. 33. ПривязкаТразбивочных осейfздания а — при кранах грузоподъемностью до 15 т включительно; б — при кранах грузо¬
 подъемностью более 15 от; в — при перепаде высот; г — пример привязки промежу
 точных столбов к разбивочным осям здания при кранах грузоподъемностью 10 от; I =» I — 1 ООО мм\ Q = 10 т Разбивочные оси наружных стен и столбов одноэтажных
 яромышленных зданий должны совпадать с осями опорных уз¬
 лов ферм. Привязку разбивочных осей к граням стены или стол¬
 ба устанавливают в зависимости от грузоподъемности крана
 (рис. 33,а, б). Разбивочные оси внутренних столбов, как прави¬
 ло, должны совпадать с геометрическими осями столбов. В не¬
 которых случаях, при значительных крановых нагрузках, когда
 желательно увеличить сечение столбов выше подкрановых ба¬
 лок, разбивочная ось может и не совпадать с геометрической
 осью столба, как это показано, например, на рис. 33,г. При проектировании всегда следует стремиться к четкой и
 простой разбивке сетки колонн (столбов} и балок (ферм) с оди¬
 наковой или кратной величиной пролета и шага в целях полу-
чения возможно большего числа повторяющихся строительных
 элементов, что упрощает их изготовление и способствует инду
 стриализации, а также снижению стоимости строительства. Высоту помещений одноэтажных зданий от уровня пола до
 низа несущей конструкции покрытия, а также высоту этажей в
 многоэтажных зданиях от уровня пола нижележащего этажа
 до уровня пола вышележащего этажа или до верха конструк¬
 ций чердачного перекрытия рекомендуется назначать кратной
 двойному модулю — 200 мм. § 10. РАСЧЕТНЫЕ СХЕМЫ ЗДАНИЙ
 И ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ОГРАНИЧЕНИЯ Отдельные конструктивные элементы каменного здания дол¬
 жны быть надежно связаны между собой для образования
 жесткого в целом сооружения. Пространственная жесткость зда-
 ния и характер связи между отдельными его частями в значи¬
 тельной степени предопределяют характер и величину усилий,
 возникающих в его отдельных элементах. Основными конструктивными элементами, обеспечивающими
 пространственную жесткость здания, являются поперечные устой¬
 чивые конструкции (стены, контрфорсы, рамы) и перекрытия.
 Существенное значение для жесткости здания имеют расстояния
 между поперечными устойчивыми конструкциями, высота эта¬
 жей и жесткость перекрытий (покрытий) в горизонтальном на¬
 правлении. Горизонтальные и внецентренно приложенные вертикальные
 нагрузки вызывают появление в несущих каменных стенах и
 столбах изгибающих моментов. Вид эпюры изгибающих момен¬
 тов зависит от характера опорных закреплений элемента. Если перекрытия достаточно надежно связаны со стенами
 (столбами), то в местах их сопряжений возникают горизонталь¬
 ные усилия. Эти усилия от перекрытий передаются поперечным
 стенам (рамам), а от тех в свою очередь — фундаментам и на
 основание. В зависимости от жесткости перекрытий в горизон¬
 тальной плоскости и расстояния между поперечными конструк¬
 циями перекрытия могут представлять собой для стен и столбов
 в большей или меньшей степени податливые опоры. Очевидно,
 что жесткость перекрытия (или покрытия) зависит в основном
 от вида заполнения между несущими элементами (балками,
 фермами). Для того чтобы при действии горизонтальных и внецентрен¬
 но приложенных вертикальных нагрузок все элементы здания
 работали совместно, необходимо соблюдение следующих условий: стены, работая как вертикально расположенные балки, дол¬
 жны иметь достаточную прочность, чтобы воспринимать прило¬
 женные к ним нагрузки (в том числе и те, которые несут стены
 в процессе возведения); перекрытия должны быть связаны с© 172
стенами посредством анкеров и обладать достаточной жест¬
 костью в горизонтальной плоскости; расстояния между попереч¬
 ными устойчивыми конструкциями (стенами, рамами и т. п.)
 делаются такими, чтобы горизонтальные перемещения стен в
 местах их опирания на перекрытия (прогибы перекрытий в го¬
 ризонтальной плоскости) были невелики. Поэтому предельные
 высоты этажей и расстояния между поперечными стенами (ра¬
 мами и т. п.), устанавливают в зависимости от материала клад¬
 ки, а также материала и конструкции перекрытий. На основе опыта строительства установлены предельные рас¬
 стояния 1СТ между устойчивыми поперечными конструкциями, при
 которых различные типы перекрытий в горизонтальной плоско¬
 сти обладают жесткостью, достаточной для того, чтобы считать
 ■х для стен и столбов практически неподвижными опорами
 (табл. 49). Таблица 49 Максимальные расстояния /ст между поперечными конструкциями,
 при которых перекрытия считают неподвижными опорами для стен и столбов Класс пере¬ Вид перекрытий и покрытий Расстояние в м между поперечными кон¬
 струкциями при группе кладок крытий и III IV А Деревянные перекры¬
 тия и покрытия .... 30 24 18 12 Б Перекрытия и покры¬
 тия из сборного железо¬
 бетона. Перекрытия по
 стальным балкам со сбор¬
 ным железобетонным за¬
 полнением 40 32 24 В Железобетонные мо¬
 нолитные и сборные за-
 моноличенные перекры¬
 тия и покрытия. Перекры¬
 тия по стальным балкам
 с заполнением из моно¬
 литного бетона или
 кладки 50 40 30 Примечание. Указанные в таблице предельные расстояния долж¬
 ны быть уменьшены в следующих случаях: 1) при скоростных напорах ветра 70 и 100 кг/м2—соответственно на
 15 и 25%; 2) при высоте зданий более 20 м —на 10%, более 32 м — на 20% и
 более 48 м — на 25%; 3) для узких зданий при ширине здания b менее двойной высоты эта- „ Ь жа п — пропорционально отношению 2р • 173
Предельные расстояния /ст назначают в зависимости от степени
 жесткости каменных кладок, подразделяющиеся на четыре груп¬
 пы; в табл. 50 приведена классификация каменных кладок на
 группы. Таблица 50 Группы каменных кладок Вид кладки Группы I II ш IV Сплошная кладка из
 кирпича или камней пра¬
 вильной формы марки
 50 и выше На растворе,
 марки 10 и
 выше На растворе
 марки 4 — — То же, марок 35 и 25 На растворе
 марки 10 и
 выше На растворе
 марки 4 То же, марок 15, 10
 и 7 — — На любом
 растворе — То же, марки 4 1 На любом
 растворе Облегченная кладка
 из кирпича или бетонных
 камней С бетоном
 марки 25 и
 выше
 На растворе
 марки 25 и
 выше С бетоном
 марок
 15-10
 На растворе
 марки 10 и
 выше С бетоном
 марок 7—4
 или с засып-
 • кой Кладка из бута под
 скобу или из плитняка На раство¬
 ре марок
 100 и 50 На раство¬
 ре марок
 25 и 10 На раство¬
 ре марки 4 Кладка из постели-
 стого бута На раство¬
 ре марки
 25 и выше На раство¬
 ре марок
 10 и 4 На глиняных
 растворах Кладка из рваного
 бута — На раство¬
 рах марок
 100 и 50 На раство¬
 рах марок
 25 и 10 На раство¬
 ре марки 4 Бутобетон На бетоне
 марки 100 На бетонах
 марок
 75—50 На бетоне
 марки 35 Кладка из грунтовых
 материалов На известко¬
 вом растворе На глиняных
 растворах Если расстояния между устойчивыми поперечными конструк¬
 циями меньше приведенных в табл. 49, конструктивную схему
 здания считают жесткой, а перекрытия — условно неподвижны¬
 ми опорами для стен и столбов. Такая схема обычна для граж¬
 данских зданий (см. рис. 68). Если расстояния превышают рас¬
 стояния, приведенные в табл. 49, перекрытия (или покрытия)
 при наличии связей (анкеров) со стенами считают упругими
 опорами, а конструктивную схему здания называют упругой.
 Такая схема обычна для одноэтажных промышленных зданий. 174
Устойчивыми поперечными конструкциями считают попереч¬
 ные каменные стены толщиной не менее 10 сж и железобетон¬
 ные — толщиной не менее 7 см; контрфорсы; поперечные рамы
 и другие конструкции, рассчитанные на восприятие горизонталь¬
 ных нагрузок от перекрытий. Ветровые пояса, связи и железо¬
 бетонные обвязки, рассчитанные на восприятие горизонтальной
 нагрузки от стен, также считают неподвижными опорами. Предельные гибкости стен независимо от результатов стати¬
 ческого расчета ограничивают конструктивными величинами, за¬
 висящими от группы кладки, марки раствора и назначения стен
 (наружных, внутренних, несущих или ненесущих). В практике строительства каменных зданий наиболее рас¬
 пространена прямоугольная форма сечения стен, гибкость кото¬
 рых измеряют величиной р=— (табл. 51 и 52), где Я — высо- d та стены и d — ее толщина. Для тавровых или сложной формы сечений при пользовании
 табл. 51 и 52 следует условно принимать с?« 3,5 г, где г — ра¬
 диус инерции сечения. Таблица 51 Предельные отношения р для стен толщиной более 30 см без проемов,
 несущих нагрузки от перекрытий или покрытий, при свободной
 длине стены /<2,5 Н (для кладок I—IV групп из камней правильной формы и плит) Марка раствора Отношение (3 при группе кладки I II hi IV 50 и выше 25 22 25 22 20 17 10 20 17 15 14 4 и ниже 15 14 13 Таблица 52 Предельные отношения (3 для стен и перегородок толщиной 30 см
 и менее без проемов, не несущих нагрузки при /<2,5 Н (для кладок
 1 и II групп из камней правильной формы и плит) Толщина стены Отношения Р при растворе марки 50 и выше 25 10 4 и ниже 30 27 22 20 17 25 30 25 22 18 20 35 30 25 20 15 40 35 30 22 10 45 40 35 25 5 50 45 40 — Примечания. 1. Для промежуточных значений толщины стены вели
 чину Р принимают по интерполяции. 2. Предельные значения р понижаются для кладок III группы на 10%, а
 IV —на 20%. 175
Предельные значенияр по табл. 51 и 52 понижают умноже¬
 нием на коэффициент k\ в следующих случаях: стены, толщиной 30 см несущие нагрузку от перекрытий или
 покрытия kt = 0,8 стены с проемами .... . . kx =1/ — У Рбр перегородки с проемами .... • • kx = 0,9 при / между примыкающими поперечными стенами или столбами более 2,5 Н • . . ^=*0.9 при I > 3,5 Н и для нераскрепленных стен ^ » 0,8 стены из бутовых кладок и бутобетона . £, = 0,8 Общее снижение р должно быть не более, чем приведенные
 ниже значения для столбов. При высоте стены Я больше сво¬
 бодной длины I р==—• d Предельное отношение fi для стен может быть повышено
 в следующих случаях: 1) при продольном армировании стен на
 20—30%; 2) при малых расстояниях между связанными со сте¬
 нами устойчивыми поперечными конструкциями, не превышаю¬
 щих величину k\ р d\ при этом предельную высоту стены конст¬
 руктивно не ограничивают и определяют расчетом на прочность. Если стена или перегородка конструктивно связана по кон-
 туру (например, выпусками арматуры) с перекрытиями и попе¬
 речными стенами или стойками каркаса, а отношение большей
 стороны панели стены к меньшей стороне меньше 2, стену мож¬
 но рассматривать как пластинку, опертую по контуру (или по
 трем сторонам). Соответствующие значения р находят прирав¬
 ниванием максимальных величин изгибающих моментов для
 простой балки и пластинки. Для пластинки изгибающий момент М=ЯН2~. (175: где Н = k\$d по табл. 51 и 52. Для пластинки изгибающий момент M=*qh**, (176J где а зависит от величины k = у- (отношения сторон пластин¬
 ки) . Приравнивая между собой значения изгибающих моментов, h можно выразить h в зависимости от H=k^d и k = —. Зная величину h, можно из выражения k = —определить расчетное
 значение I. Для пластинок, опертых по контуру, сумма найденных таким * Здесь Н — предельная высота стены по табл. 51 и 52, a h — действи¬ тельная высота пластинки. 176
путем значений Ли/ при отношении — от 1 до 2 изменяется
 мало, и для этого случая применима формула /*+/<3^, (177) где р принимают по табл. 51 и 52. Для пластинки, опертой по трем сторонам, сумма h~hl изме- h няется мало — только при изменении — в пределах от 1 до If 1,5; для этого случая применима формула h + /<2,5^, (178) где р принимают также по табл. 51 и 52. В зданиях с жесткой конструктивной схемой, в которых рас¬
 стояния между устойчивыми поперечными конструкциями удов¬
 летворяют требованиям табл. 50, значение Н принимают рав¬
 ным высоте этажа. Часто в многоэтажных зданиях перекрытия делают различ¬
 ной конструкции, например, деревянные перекрытия могут чере¬
 доваться с железобетонными. В таких случаях, если расстояния
 между поперечными стенами не превышают предельных при де¬
 ревянных перекрытиях (табл. 50), значение Н принимают рав¬
 ным высоте этажа. В случае же, если расстояние между попе¬
 речными стенами удовлетворяет требованиям табл. 50 только
 при железобетонных перекрытиях, гибкость стен должна быть
 проверена при Н, равное расстоянию между железобетонными
 перекрытиями. Предельная гибкость столбов и узких простенков (в плоско¬
 сти стены между подоконником и перемычкой) должна удовлет¬
 ворять значениям табл. 51 с понижением: При толщине столба в см Кладка из камней Бутовая и бутобетонная правильной формы кладка 90 и более 0,75 0,6 70—89 0,7 0,55 50—69 0,65 0,5 менее 50 0,6 0,45 § 11. ДЕФОРМАЦИОННЫЕ ШВЫ Деформационные швы в каменных зданиях в зависимости
 от их назначения устраивают как осадочные или температур¬
 ные. Осадочные швы устраивают сквозными на всю высоту зда¬
 ния; они разрезают кладку стен и фундаментов и предназнача¬ 12 Зак. 1494 177
ются для обеспечения независимой деформации (осадки) раз¬
 личных частей здания; температурные швы разрезают только
 стены зданий (до верха фундамента), деля их на ряд отсеков,
 деформирующихся от температурных воздействий независимо
 друг от друга. Каждый осадочный шов является одновременно и темпера¬
 турным. Осадочные швы устраивают в случаях, когда возмож¬
 на неравномерная осадка отдельных частей здания: 1) между частями здания, возводимыми на различных грун¬
 тах, или на обжатых и не обжатых грунтах; 2) между существующими зданиями и новыми пристройками; 3) при значительной разнице в величине давления под по¬
 дошвой фундамента в различных частях здания; 4) при значительной разнице в высотах (10 ж и больше) от¬
 дельных частей здания; 5) при резком изменении ширины подошвы (например, в
 2—3 раза) или глубины заложения фундамента. Необходимость устройства температурных швов вызывается
 стремлением избежать возможного появления трещин в стенах
 зданий, возникающих при резких изменениях наружной темпе¬
 ратуры. Температурные деформации проявляются в основном
 на стенах; фундаменты, защищенные грунтом, в меньшей сте¬
 пени подвержены действию колебаний наружной температуры.
 При резком понижении наружной температуры стены стремят¬
 ся сократиться по длине; фундаменты же препятствуют сокра¬
 щению стен, вследствие чего в стенах возникают растягивающие
 напряжения. Ниже приводятся коэффициенты линейного расши¬
 рения каменных кладок (табл. 53). Таблица 53
 Коэффициенты линейного расширения кладок Виды кладок Из красного кирпича Из силикатного кирпича и бетонных камней
 Из естественных камней 0,5.10“5
 1,0-10—5
 0.8-10 5 Температурное удлинение (или укорочение) кладки при дли¬
 не /, разности температур t\—12 и коэффициенте линейного рас¬
 ширения а (табл. 53) определяют формулой А/= —12). (179) Кладки на смешанных и особенно на известковых растворах
 обладают большей способностью к пластическим деформациям, 178
чем кладки на цементных растворах, и поэтому они могут пре¬
 терпевать большие величины удлинения без появления трещин.
 Это обстоятельство учитывают при назначении предельной дли¬
 ны стен между температурными швами (табл. 54), благодаря
 чему в стенах из кладки на смешанных и известковых раство¬
 рах допускают большие расстояния между швами, чем в сте¬
 нах из кладок на цементных растворах. Таблица 54 Наибольшие допускаемые расстояния между температурными швами
 в стенах отапливаемых зданий в м Расчетная наружная
 зимняя температура Расстояния между температурными швами i в м при кладке стен из обожженного кирпича и кера¬
 мики на растворах марки из силикатного кирпича, бетон¬
 ных камней
 на растворах марки 100-50 25-10 4 100—£0 25-10 4 Ниже —30° 50 75 100 25 35 50 —21 до —30° 60 90 120 30 45 60 — И до —20° 80 120 150 40 60 80 —10° и выше 100 150 200 50 75 100 Примечания. 1. Для кладки из естественных камней расстояния
 в табл. 54 увеличивают на 25%. 2. Для бутобетона расстояния для кладки из бетонных камней на рас¬
 творе марки 100 уменьшают в 2 раза. При назначении расстояний между температурными швами
 учитывают эксплуатационный режим здания. В отапливаемых
 зданиях внутренняя температура имеет незначительные колеба¬
 ния; в таких зданиях нет оснований ожидать резких изменений
 температуры стен при колебаниях температуры наружного воз¬
 духа, как это наблюдается в неотапливаемых зданиях. Поэтому
 для неотапливаемых зданий необходимо значения, приведен¬
 ные в табл. 54, уменьшать на 30% для стен закрытых неотап¬
 ливаемых зданий и на 50% —для открытых сооружений. В кладке из невыдержанного силикатного кирпича в возра¬
 сте до 1 месяца со дня его изготовления, а также в кладке из
 бетонных камней и из монолитного бетона возможно появление
 значительных внутренних напряжений от усадочных деформа¬
 ций. Во избежание появления трещин от усадочных и темпера¬
 турных деформаций в таких кладках, помимо обеспечения тре¬
 буемого расстояния между температурными швами (табл. 54),
 рекомендуется укладывать арматуру вдоль стен на уровнях по¬
 доконников и оконных перемычек с количеством арматуры в каж¬
 дом месте не менее 0,02% площади сечения пояса кладки. Если стены здания связаны с железобетонным или стальным
 каркасом или на стены опираются перекрытия, в которых име¬ 179
ются температурные швы, то швы в кладке должны обязательно
 совпадать со швами в каркасах и перекрытиях. Наоборот, если
 перекрытие не разрезается швом, а в кладке он предусмотрен,
 то устройство шва в перекрытии не обязательно, так как желе¬
 зобетонные и металлические элементы перекрытия легко воспри¬
 нимают усилия, возникающие от их сопряжения с кладкой. Конструкция шва должна быть непродуваемой. С этой
 целью швы в кирпичных стенах обычно устраивают в шпунт с Рис. 34. Деформационные швы а — в глухой стене; б — в простенке; в — детали швов; 1 — толь; 2 — проконопатка смоля¬
 ной паклей прокладкой двух слоев толя. Перед штукатуркой стен швы
 тщательно проконопачивают паклей с обеих сторон стены
 (рис. 34). § 12. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЯ ЗДАНИЙ И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ При назначении конструктивной схемы промышленного ка¬
 менного здания руководствуются технологическим заданием, в
 значительной степени определяющим основные габариты буду¬
 щего сооружения; вместе с тем необходимо стремиться к со-
 зданию условий, при которых кладка испытывает в основном
 сжимающие усилия при возможно меньших величинах эксцент¬
 риситета продольных сил. В этом отношении наиболее благо¬
 приятны жесткие конструктивные схемы, когда вследствие общей
 пространственной жесткости здания отдельные элементы камен¬
 ных конструкций работают при сравнительно небольших эксцен¬
 триситетах продольных сил. Однако в тех случаях, когда по технологическим соображе¬
 ниям поперечные стены недопустимы, а здание имеет значи¬
 тельную высоту и несущие элементы стен связываются с покры¬
 тием лишь поверху конструктивная схема здания — упругая. В
 этих случаях для улучшения условий работы основных несущих
 элементов здания следует стремиться к совмещению оси столба 180
или простенка с положением продольной силы при наиболее небла¬
 гоприятном сочетании нагрузок. При наличии в соседних проле¬
 тах кранов различной грузоподъемности ось, как правило, сме¬
 щается в направлении пролета, где работает более тяжелый
 кран. В зданиях с повышенным средним крановым пролетом
 опоры ферм покрытий боковых пролетов следует располагать
 на уровне подкрановых балок среднего пролета. Такое решение
 увеличивает поперечную жесткость здания и позволяет переда¬
 вать горизонтальные тормозные усилия от крана через элемен¬
 ты покрытия на торцовые стены. Большая работа в области стандартизации и типизации час¬
 тей одноэтажных промышленных зданий проведена Гипротис1
 Министерства строительства предприятий металлургической и
 химической промышленности СССР. Каменные материалы можно рекомендовать для применения
 в наружных ограждениях всех типов секций промышленных
 зданий, а для внутренних опор, наряду с железобетонными ко¬
 лоннами, — комплексные и армокаменные конструкции. Технико-экономическое сравнение эффективности применения
 железобетонных и армокирпичных опор показывает, что послед¬
 ние имеют несколько большие сечения; это вызывает необходи¬
 мость в устройстве более массивных фундаментов. Вместе с тем применение армокирпичных столбов снижает
 расход лесоматериалов, обеспечивает экономию стали и цемента.
 При проектировании каменных зданий, с одной стороны, не¬
 обходимо учитывать возможность использования местных ка¬
 менных материалов для экономии стали и леса, с другой, —
 учитывать неизбежность увеличения габаритов конструкций, вы¬
 зывающих уменьшение полезной площади цеха. При выборе материалов и конструктивных решений для ог¬
 раждений зданий основную роль играют внутренний климат по¬
 мещений и климатические условия местности, где производится
 строительство. Для оценки внутренних климатических условий
 различных помещений [36] их делят на четыре группы
 (табл. 55). Для оценки влияния наружного климата на каменные конст¬
 рукции зданий, территория СССР разделена на районы [5] в со¬
 ответствии с Указаниями У57-51/МСПТИ, приведенными
 в табл. 56. В основу расчета теплозащитных свойств наружных стен по¬
 ложена величина температурного перепада между внутренним
 воздухом помещений и внутренней поверхностью ограждений. Для теплотехнического расчета массивных ограждающих
 конструкций предусматривают более высокую расчетную зим¬
 нюю температуру наружного воздуха, чем для легких утеплен¬
 ных конструкций, обладающих меньшей тепловой инерцией. 1 Ранее именовавшийся КТИС. 18!
Характеристика внутреннего Параметры внутрен¬
 него климата Поме сухие (с пониженной влажностью):
 сварочные, кузнечные, терми¬
 ческие цехи и т. п. с нормальной влажностью:
 жилые и общественные помеще¬
 ния, цехи механические, точной
 механики и т. п. Расчетная темпе¬
 ратура внутрен¬
 него воздуха в Гр8Д( • • • • • 15 18 22 15 18 22 Относительная
 влажность в % Ниже 55 Ниже 45 Ниже 35 55-70 45-60 35-50 Абсолютная влаж¬
 ность в мм
 рт. ст Ниже 7,0 7,0-9,0 7,0—10,0 7,0—10,0 Такой метод теплотехнического расчета, разработанный совет¬
 скими учеными (К. Ф. Фокиным, В. М. Ильинским и др.), об¬
 легчает учет специфических особенностей внутреннего климата
 помещений [36]. Для южных районов с расчетной летней температурой +20°
 и выше для защиты от перегрева солнечными лучами проверя¬
 ют теплоустойчивость наружных стен, обращенных на юг, во¬
 сток и запад. Применение сплошных стен из обыкновенного глиняного или
 силикатного кирпича по теплотехническим соображениям не
 эффективно, и поэтому конструкции таких стен вытесняются
 другими типами каменных стен из более эффективных материа¬
 лов — дырчатого кирпича, пустотелых керамических камней
 и др. Сплошные стены из обыкновенного глиняного кирпича целе¬
 сообразно применять в случаях, когда может быть использова¬
 но одно из ценных свойств красного кирпича — огнестойкость,
 высокая прочность, морозостойкость и сопротивление химиче¬
 ским воздействиям (в нижних этажах многоэтажных зданий,
 для несущих столбов, несущих стен промышленных цехов
 и т. п.). Независимо от использования несущей способности материа¬
 ла стены красный кирпич целесообразно применять: 1) в брандмауерах и других противопожарных преградах
 зданий любого назначения, а также в стенах помещений, отне¬
 сенных по противопожаоным нормам строительного проектиро¬
 вания к категориям А, Б и В [68]; 182
/ климата помещений Таблица 5Г» тения влажные (с повышенной влажностью):
 малярные, прядильные, ткацкие цехи и т. п. мокрые (с высокой влажностью):
 кожевенные цехи, прачечные, бани и т. п. 15 18 22 15 18 22 70-85 60-80 50—75 Выше 85 Выше 80 Выше 75 9,0-11,0 10,0-12,0 10,0—15,0 Выше 11,0 Выше 12,0 Выше 15,0 2) в помещениях с влажностью воздуха выше нормальной; 3) в зданиях с избыточными тепловыделениями и неотапли¬
 ваемых; 4) в зданиях, где по технологическим процессам возможны
 химические воздействия. Стены из легковесного кирпича имеют меньший вес, что при¬
 водит к значительной экономии материальных средств и трудо¬
 вых затрат, однако такой кирпич в наружных стенах должен
 обладать достаточной морозостойкостью (см. главу I). Для
 стен из пустотелых камней большое значение имеет качество
 камней и в первую очередь отсутствие трещиноватости (так
 как наличие трещин способствует более быстрому разрушению
 стен от атмосферных воздействий), а также плотное заполнение
 растворных швов, препятствующее проникновению атмосфер¬
 ной влаги в пустоты. Применение пустотелых шлакобетон¬
 ных камней показало, что их долговечность может быть обес¬
 печена при использовании шлаков без значительных примесей
 угля, серы и золы. Многослойные стены с эффективными утеплителями во мно¬
 гих случаях экономически весьма выгодны. Однако при проек¬
 тировании зданий следует учитывать, что теплоизоляционные
 материалы, расположенные между облицовочными стенками,
 обладают, как правило, малой стойкостью к атмосферным воз¬
 действиям. В ряде случаев для обеспечения достаточных экс¬
 плуатационных качеств таких стен и их долговечности приме¬
 няют конструктивные защитные мероприятия. Такими мероприя¬
 тиями могут быть: 183
Таблица 56 Влажностно-климатическая характеристика районов СССР (из У 57-51/МСПТИ) u/u Наименование географических районов СССР Влажностно-климатическая
 характеристика районов 1 Средняя Азия, Южный Казахстан, Нижнее
 Поволжье, юго-восточная часть Закавказья,
 центральная часть Якутии, район северо-
 восточнее р. Лены < Районы устойчиво сухие 2 Южная Молдавия, Крым, Южная Украина,
 Донбасс, Среднее Поволжье южнее Жигулев¬
 ских гор, Северный Казахстан, Башкирия,
 центральная и северо-восточная часть Закав¬
 казья, юго-западная и северо-восточная часть
 Якутии, Колымский край западнее Колым-
 ского^хребта Районы сухие Районы с
 сухим кли¬
 матом 3 Северная Украина, Северная Молдавия,
 Среднее Поволжье от Казани до Жигулев¬
 ских гор, Южный Урал, южные центральные
 и восточные районы Сибири, Северный
 Кавказ, северная часть Закавказья, централь¬
 ная часть Чукотского края Районы умеренно сухие 4 Юго-западные, центральные и северо-во-
 сточные районы Европейской части СССР,
 Сибирь западнее среднего и нижнего тече¬
 ния р. Енисей, большая часть Дальневосточ¬
 ного края и бассейна р. Амура, восточная
 часть северного Сахалина, северная и севе¬
 ро-восточная часть Камчатки за исключени¬
 ем ее побережья Районы умеренно влажные 5 Прибалтика, западные и северо-западные
 районы Европейской части СССР, районы,
 граничащие с побережьем Тихого и Ледови¬
 того океанов, восточная часть южного и за¬
 падная часть северного Сахалина, большая
 часть Камчатки Районы влажные Районы с
 влажным
 климатом 6 Западное побережье Кавказа и западная
 Грузия, отдельные местности побережья Бал¬
 тийского моря, а также Ледовитого и Тихо¬
 го океанов, западная часть южного Сахали¬
 на, южная часть Камчатки и часть восточ¬
 ного ее побережья Районы устойчиво влажные Примечания. 1. Влажностно-климатическая характеристика районов,
 указанных в таблице, не распространяется на острова Ледовитого океана. 2. Влажностно-климатическая характеристика отдельных географических
 пунктов, входящих в указанные районы, но расположенных в местностях с
 горным рельефом, влияющим на изменение количества осадков в теплый
 период года, устанавливается на основе местных климатологических данных. 184
1) устройство внутреннего плотного и невлагоемкого защит¬
 ного отделочного слоя с достаточным сопротивлением паропрони-
 цанию; 2) обеспечение осушающего режима ограждения, устройст¬
 вом воздушной прослойки между теплоизоляционным и наруж¬
 ными слоями стены; при этом утепление стен изнутри следует
 допускать только в помещениях сухих и с нормальной влаж¬
 ностью. Штукатурку и затирку для указанной цели используют
 при жестких теплоизоляционных материалах (автоклавном пе¬
 нобетоне, цементном фибролите и т. п.). Органические теплоизоляционные материалы с малой жест¬
 костью и большим водопоглощением требуют устройства отде¬
 лочных слоев, монтируемых насухо, с тщательной разделкой
 швов и стыков (сухие штукатурки, листовые материалы). При
 прокладке паропроницаемых теплоизоляционных материалов
 (минеральной ваты, войлока и т. п.) утеплитель отделяют от
 несущего стенового материала воздушной прослойкой для пре¬
 дохранения его от увлажнения парами, поступающими из поме¬
 щения. Теплоизоляционные материалы как заполнитель между кир-
 пичнымй* и бетонными стенками должны быть не загнивающи¬
 ми и обладать водопоглощением, не превышающим 30% по объ¬
 ему. Опыт эксплуатации стен влажных и мокрых помещений по¬
 казал полную нецелесообразность применения стен, утепленных
 изнутри, а также стен с наружной облицовкой или наружной
 плотной цементной штукатуркой, стен с пустотами, засыпками и
 невентилируемыми воздушными прослойками. Такие стены в
 этих помещениях сильно увлажняются, теряют свои теплоза¬
 щитные свойства и быстро разрушаются. Для стен влажных и мокрых помещений пригодны сплош¬
 ные стены из обыкновенного глиняного кирпича или беспустот-
 нь^х камней, покрытые изнутри отделочным слоем, обладающим
 большим сопротивлением паропроницанию и исключающим впи¬
 тывание влаги в стену. Для этого их защищают цементной шту¬
 катуркой с накрывочным зажелезненным слоем, покрытым ма¬
 сляной краской по сплошной шпаклевке.
ГЛАВА IV СТЕНЫ, СТОЛБЫ И ФУНДАМЕНТЫ ЗДАНИЙ
 § 13. КОНСТРУКЦИИ СТЕН 1. Классификация стен и область их применения Стены по своему основному назначению —ограждающие
 конструкции здания. В зависимости от степени участия в общей
 работе несущих конструкций зданий они подразделяются на не¬
 сущие и каркасные. В несущих стенах кладка, кроме нагрузки от собственного
 веса, воспринимает нагрузки, передаваемые на нее от перекры¬
 тий, ферм, стропил, подкрановых балок и тому подобных кон¬
 струкций (рис. 35,а). В каркасных стенах кладка является заполнением каркаса
 и обычно работает только в пределах одной панели каркаса на
 нагрузки от собственного веса и ветра (рис. 35,6). Иногда с
 целью облегчения каркаса кладку делают воспринимающей
 собственный вес стен в пределах не одной панели, а всей высо¬
 ты здания (или нескольких его этажей); воздействующий на
 стены ветер при помощи специальных связей передают на кар¬
 кас. Стены такой конструкции по характеру воспринимаемых
 ими нагрузок занимают промежуточное положение между не¬
 сущими и каркасными стенами и условно могут быть названы
 «самонесущими» (рис. 35,в). Несущими стены устраивают тогда, когда передающиеся на
 них нагрузки достаточно равномерно распределяются по всей
 длине стены. Все участки кладки оказываются относительно
 одинаково напряженными и, следовательно, всю стену целесо¬
 образно делать из одного и того же материала. В общественных, жилых зданиях, бытовых, конторских и
 тому подобных помещениях балки перекрытий располагают,
 как правило, на расстояниях не более 2 му что позволяет без
 особенных затруднений включить в работу большую часть клад¬
 ки стены. В случае, если нагрузки сосредоточены на отдельных участ¬
 ках кладки, значительно отстоящих друг от друга, кладка, рас¬
 положенная непосредственно на участке приложения нагрузки, 186
иитенсивно вовлекается в работу по ее восприятию, в то время
 как удаленные участки кладки вовлекаются в работу в значи¬
 тельно меньшей степени. Если стена при этом состоит из одного
 материала, более напряженные участки кладки часто приходит¬
 ся усиливать армированием, устройством пилястр и т. д., в то I I 1 I ПоЗ'З Рис. 35. Схематические разрезы и планы наружных стен а — несущие стены; б — каркасные стены; в самонесущие" стены (в
 пределах нижних пяти этажей) и каркасные стены (в вышележащих эта¬
 жах); 1 — балки; 2 — ригели каркаса; 3 — стенка каркаса; 4 — горизон¬
 тальные связи время как несущая способность остальной, большей части клад¬
 ки оказывается мало использованной. Естественно, что такая
 стена не экономична. Исходя их этих соображений, каменные
 стены, несущие сосредоточенные нагрузки, расположенные на
 значительных расстояниях друг от друга, проектируют только в
 случаях, если эти нагрузки сравнительно невелики. При наличии
 значительных сосредоточенных на большом расстоянии друг от
 друга нагрузок стены целесообразно проектировать каркасными. Как было показано в главе II, каменная кладка обладает
 пониженной несущей способностью при действии на нее нагруз¬ 1 ffr
ки, приложенной с большим эксцентриситетом. Величина экс¬
 центриситета в значительной мере зависит от высоты стен, ус¬
 ловий приложения нагрузки и конструктивной схемы самого
 здания. С увеличением свободной высоты каменных стен возра¬
 стает влияние продольного изгиба, и несущая способность стен
 также снижается. Возможность и экономическую целесообразность возведения
 несущих каменных стен определяют несколькими факторами:
 способом закрепления стены (конструктивной схемой здания),
 величиной нагрузок и их эксцентриситетов, характером распре¬
 деления нагрузок по длине стены, высотой стены, несущей спо¬
 собностью кладки. Все. это с той или иной степенью точности
 может быть учтено расчетом стены на прочность и устойчивость,
 в результате которого определяют необходимые с точки зрения
 несущей способности размеры и форму сечения ее и требуемую
 прочность материалов кладки. Лишь после этого можно вывести
 заключение об экономичности конструкции и установить целе¬
 сообразность проектирования стен несущими. Но не только перечисленные факторы, связанные с несущей
 способностью кладки, определяют конструкцию стены. Сущест¬
 венное и часто решающее значение при выборе конструкции
 стены и ее толщины играют и другие предъявляемые к ней тре¬
 бования — эксплуатационные, теплотехнические, экономические,
 а также требования по долговечности. Теплотехнические требования устанавливают в зависимости
 от назначения здания, принятого способа отопления и климати¬
 ческих условий. Широко применяемый для кладки наружных стен сплошной
 (полнотелый) кирпич имеет сравнительно невысокие теплоизо¬
 ляционные свойства, поэтому для обеспечения достаточных те¬
 плотехнических качеств сплошных стен из полнотелого кирпича
 приходится во многих случаях делать их очень толстыми.
 Это вызывает большой расход материалов, повышает транс¬
 портные и другие расходы и утяжеляет конструкцию стен и
 фундаментов. Для улучшения теплотехнических и экономических показа¬
 телей стен внесено большое количество предложений, которые
 можно подразделить на две основные группы. Первая группа предложений предусматривает полную заме¬
 ну полнотелого кирпича в стенах более эффективными по тепло¬
 изоляционным свойствам материалами; сюда относят нашедшие
 широкое применение сплошные стены из пустотелых бетонных
 камней, дырчатого и пористого кирпича, пустотелых керамиче¬
 ских камней, стены из легких естественных камней и т. д. Вторая группа предложений предусматривает частичную за¬
 мену кирпичной кладки более легкими материалами; к этой
 группе относят слоистые и колодцевые кладки Герарда, Попова,
 Попова—Орлянкина, Власова и других авторов; такие стены 188
состоят из двух или большего числа слоев кладки, образующих
 несущую часть стены и утепляющих ее материалов; для несу¬
 щей части таких стен применяют кладку из сплошного и дыр¬
 чатого кирпича, керамических, бетонных и естественных камней
 и т. д., а для утепления — легкий бетон, вкладыши из легкого
 •бетона, различные засыпки или устраивают замкнутые воздуш¬
 ные прослойки. По сравнению с конструкцией сплошной стены из полнотело¬
 го кирпича обе указанные группы конструкций стен обладают
 следующими преимуществами: 1) они имеют меньший объем кладки, что уменьшает вес
 1 м2 стены, приводит к облегчению нижележащих конструкций
 (кладки несущих стен или каркаса, фундаментов), а также к
 уменьшению общего расхода материалов и снижению транспорт¬
 ных расходов; 2) стоимость утеплителя обычно значительно ниже, чем сто¬
 имость слоя кирпичной кладки с ?аким же термическим сопро¬
 тивлением, вследствие чего стоимость стены соответственно сни¬
 жается; 3) трудоемкость и сроки возведения стен также снижаются,
 что'"объясняется уменьшением количества укладываемых в та¬
 ких стенах материалов и возможностью применения камней
 большего размера, повышающих производительность труда ка¬
 менщика. * Стены обеих групп имеют меньший вес, чем обычные стены
 из сплошного полнотелого кирпича: их уместно было бы наз¬
 вать облегченными, но в «Инструкции по назначению каменных
 стен при проектировании зданий» (У 102-52) первая группа на¬
 звана стенами из легких каменных материалов, а вторая — сте¬
 нами из облегченных кладок. Принимая эту терминологию в
 дальнейшем изложении книги, объединим обе группы стен под
 общим названием — стен из эффективных кладок. I Стены со сплошной кладкой из полнотелого кирпича, полно¬
 телых бетонных камней (на тяжелом бетоне), из плотных из¬
 вестняков и из песчаников назовем стенами из тяжелой
 -кладки. Стены из эффективных кладок могут применяться и в комби¬
 нации со стенами из тяжелых кладок, что позволяет лучше ис¬
 пользовать их несущую способность. Так, например, в много¬
 этажных зданиях прочность сплошных стен из тяжелых камней
 в верхних этажах не может быть использована полностью и
 толщина стен в этом случае определяется теплотехническим»
 соображениями. Применение в верхних этажах стен из эффек¬
 тивных кладок (рис. 36) при условии, если они удовлетворяют
 соответствующим требованиям капитальности и прочности не
 только возможно, но и необходимо; как показала практика
 строительства, такие конструкции стен приводят к значительной
 экономии материалов и трудовых затрат. 189
В (каркасных стенах ввиду пониженных требований к проч¬
 ности заполнения для стен помещений, имеющих нормальную
 влажность воздуха, следует применять только эффективную
 кладку. В наиболее неблагоприятных условиях с точки зрения дол¬
 говечности находится наружная часть кладки наружных стенг ? ^ s>- Рис. 36. Эффективная кладка [в стенах многоэтажных зданий (по
 данным канд. техн. наук А. А. ^Шишкина) подвергающаяся непосредственному воздействию атмосферных
 осадков, мороза и т. д. Соответствующие требования к наруж¬
 ной части кладки наружных стен приведены в табл. 2, 3 и 12. 2. Сплошные стены
 из легких и тяжелых каменных материалов Стены со сплошной кладкой выполняют из легких и тяже¬
 лых камней на растворах всех видов. В случаях, когда толщина стены определяется теплотехниче¬
 скими требованиями, применение для стен сплошной кладки из-
 тяжелых камней, как указывалось ранее, нецелесообразно.
 Сплошная кладка из тяжелых камней рекомендуется в случаях,
 когда ее несущая способность может быть полностью использо¬
 вана (например, в несущих стенах промышленных зданий с 190
кранами, в несущих стенах нижних этажей многоэтажных зда¬
 ний и т. д.) или в случаях, когда применение других видов клад¬
 ки в наружных стенах недопустимо в связи с высокой влаж¬
 ностью внутри помещений (при относительной влажности воз¬
 духа более 75%). Сплошные тонкие стены из тяжелых камней
 часто применяют для заполнения каркасов в наружных стенах
 горячих цехов промышленных зданий. С целью улучшения теплотехнических качеств стен кладку
 иногда выполняют на легких растворах с нормальными или
 уширенными швами. Следует, однако, отметить, что существу¬
 ющее мнение у некоторой части строителей об эффективности
 кладки на легких растворах обосновывалось на ошибочно при¬
 нимавшемся заниженном коэффициенте теплопроводности таких
 растворов и не подтверждено практикой; повышение теплотех¬
 нических свойств стены оказывалось весьма незначительным.
 Поэтому, учитывая ряд отрицательных свойств легких раство¬
 ров, нельзя отдавать им преимущество перед тяжелыми. Легкие
 растворы можно рекомендовать только в случаях наличия для
 легкого заполнителя дешевого местного материала. Недостатком кладки стен на легких растворах является их
 повышенная деформативноёть, что при наличии в стенах раз¬
 лично напряженных участков может вызвать в них неравномер¬
 ную осадку и появление трещин. В связи с этим не рекомендуется
 применять кладку на легких растворах для стен зданий высотой
 более четырех этажей, промышленных зданий с крановыми
 нагрузками и т. п. К числу недостатков легких растворов на
 шлаковом песке следует отнести также их плохую удобоукла-
 дываемость. Кроме того, при выполнении сплошной кладки с
 уширенными швами в стену вместе с раствором вводится боль¬
 шое количество влаги; теплотехнические свойства таких стен
 до высыхания в первые годы после их возведения неудовлетво¬
 рительны. (Таким образом, можно считать, что повышения эффективно¬
 сти сплошных стен можно достичь в основном улучшением те¬
 плотехнических качеств камня, поэтому пустотелые камни и
 камни из материалов с малым объемным весом имеют сущест¬
 венное преимущество перед сплошными камнями с большим
 объемным весом. Кладку стен на цементных растворах допускается произво¬
 дить только в случаях, когда это необходимо по условиям проч¬
 ности, по влажностным условиям и т. п.; при этом цементные
 растворы должны применяться с пластифицирующими добавка¬
 ми. Кирпичные стены «Инструкция по назначению типов каменных стен при проек¬
 тировании зданий» [31] запрещает сплошную кирпичную кладку
 из полнотелого кирпича в наружных стенах одно- и двухэтаж¬ 191
ных зданий, а также в стенах двух верхних этажей многоэтаж¬
 ных зданий, за исключением тех случаев, когда ее применение
 вызывается условиями прочности или влажностным режимом 6) 1ряд 2ряд Лг Л ЗцбряЗы X 4-ибряЗы Г_Е Рис. 37. Система перевязки кирпичной кладки
 а — цепная; б — шестирядная; в — угол стены по шестирядной системе помещений; сплошную кладку из полнотелого кирпича можн©
 применять в наружных стенах нижних этажей многоэтажных
 зданий, во внутренних стенах, в наружных стенах одноэтажных
 промышленных зданий с кранами, в тонких каркасных стенах го¬
 рячих цехов промышленных зданий и т. д. 192
В настоящее время в строительстве приняты в основном ион¬
 ная и шестирядная системы перевязки кирпичной кладки стен
 (рис. 37). Цепная система—одна из самых старых систем пе¬
 ревязки. В цепной системе кирпичи перекрывают друг друга в
 каждом ряду в поперечном направлении — на V2 кирпича, а в
 продольном — на У* кирпича. В шестирядной кладке каждые пять ложковых рядов кладки,
 образующих отдельные продольные стенки толщиной в У*» кир¬
 пича каждая, чередуются с одним тычковым рядом. В каждом
 ложковом ряду поперечные вертикальные швы перевязываются
 на 1/& кирпича, продольные же швы перекрываются только в
 каждом шестом тычковом ряду. Применение шестирядной си¬
 стемы повышает производительность труда каменщика. В ней
 по сравнению с цепной кладкой меньше наружной верстовки
 кирпичей, требующей от каменщика высокой квалификации и
 большей тщательности работы, чем при кладке забутки, кото¬
 рая может выполняться каменщиками более низкой квалифика¬
 ции. При шестирядной системе перевязки положение каменщи¬
 ка в процессе возведения верстовых наружных рядов более
 удобно, чем при цепной кладке. Недостатком цепной кладки является также необходимость
 применения большого количества трехчетвертных кирпичей; при
 кладке углов и примыканий стен трехчетвертки в цепной систе¬
 ме необходимы в ка*ждом ряду, а при шестирядной кладке —
 только в каждом шестом (тычковом) ряду. Проведенные исследования показали, что при обычных усло¬
 виях прочность обеих систем кладки практически одинакова.
 Поэтому применение цепной кладки сплошных стен следует
 считать устаревшей традицией. Сплошная кладка из многодырчатого и пористо-дырчатого
 кирпича применяется в несущих и каркасных стенах жилых,
 общественных и промышленных зданий. В практике послевоен¬
 ного строительства Москвы много дырчатый кирпич широко ис¬
 пользуют для кладки верхних этажей многоэтажных зданий;
 он применялся для заполнения каркасов всех высотных зданий. При ограниченном количестве на строительстве много дыр¬
 чатого или пористо-дырчатого кирпича его следует применять
 для кладки наружных стен отапливаемых зданий, где наиболее
 полно (в связи с более высокими теплотехническими качества¬
 ми) использованы его преимущества перед другими видами
 кирпича. Кладку стен из многодырчатого и пористо-дырчатого кирпи¬
 ча полуторной высоты рекомендуется производить по пятиряд¬
 ной системе, при которой тычковый ряд укладывают через каж¬
 дые четыре ложковых (рис.-38,а); при этом кирпич одинарной
 высоты (65 мм) следует применять только там, где он требует¬
 ся по условиям перевязки (например, для кладки стен с обли¬
 цовками). Кладку из кирпича одинарной высоты рекомендуется :13 Зак. 1494 193
выполнять по шестирядной системе так же, как это было пока¬
 зано для кладки из сплошного кирпича. При примыкании стен из кирпича одинарной высоты к сте¬
 нам из кирпича полуторной высоты (такой случай возможен,
 например, при примыкании наружных стен из многодырчатого
 или пористо-дырчатого кирпича к внутренним из обыкновенно¬
 го кирпича) перевязку кладки производят через каждые три
 ряда обыкновенной кладки (рис. 38,в). При этом необходимо а) ж .ЕсрЕ. -5W —^ ш 6W—J (Г) 1ряд -Л—-> J, 1 1. ?77 2род :—V STs — Г " ' t U L_ J flol-l У/о <44 дибрядь ]г" I I V tt-ряд Рис. 38. Кладка стен из много¬
 дырчатого и пористо-дырчато-
 го кирпича а — стены из кирпича полуторной вы¬
 соты; б — угол стены из кирпича по¬
 луторной высоты; в — сопряжения
 внутренних стен из кирпича одинарной
 высоты с наружными стенами из кир¬
 пича полуторной высоты не реже, чем через каждые 2 ж по высоте стены и на уровне
 перекрытий в кладке на участке примыкания стен закладывать
 стальные анкеры сечением не менее 2,0 см2 на каждом уровне. В стенах из многодырчатого и пористо-дырчатого кирпича
 участки кладки, подвергнутые наиболее интенсивному увлаж¬
 нению (карнизы, цоколи, подоконные участки, выступающие
 пояски, подвальные стены и т. д.), выполняют из обыкновенно¬
 го кирпича, из бетонных (на тяжелом бетоне) камней или дру¬
 гих материалов, отвечающих требованиям морозостойкости. Кладку из многодырчатого и пористо-дырчатого кирпича,
 равно как и кладку из силикатного кирпича и обыкновенного
 глиняного кирпича сухого прессования, нельзя применять в на¬
 ружных стенах зданий с мокрыми помещениями (при относи¬
 тельной влажности более 75%). В этих случаях кирпичную
 кладку можно выполнять только из полнотелого глиняного
 обыкновенного кирпича пластичного прессования. 194
В наружных стенах здании с помещению ми повышенной
 (более 60%) влажности кирпичную кладку можно производить
 из полнотелого кирпича пластического прессования, из силикат¬
 ного кирпича (за исключением стен зданий I класса) и в зда¬
 ниях III класса — из многодырчатого или пористо-дырчатого
 кирпича; применение в таких стенах кирпича сухого прессования
 и трепельного кирпича независимо от класса здания не допус¬
 кается. Во всех случаях кирпич по морозостойкости и прочности
 должен удовлетворять требованиям, изложенным в табл. 1—3. Учитывая повышенную капитальность зданий высотой 10 и
 более этажей, к кладке их наружных несущих стен всех этажей
 предъявляются следующие дополнительные требования [31]: 1) не допускается применение глиняного кирпича пластиче¬
 ского прессования и силикатного кирпича марки ниже 100, а
 многодырчатого кирпича марки ниже 75; 2) кирпич сухого прессования марки не ниже 75 допускает¬
 ся к применению при условии устройства с наружной стороны
 стены облицовки толщиной 12 см из кирпича пластического
 прессования или силикатного марки не ниже .100. Для кирпичных стен в качестве облицовки можно использо¬
 вать наружный ряд кладки, который (при толщине 12 см) сле¬
 дует выполнять из глиняного обыкновенного или силикатного
 кирпича, удовлетворяющего требованиям табл. 1—3. Конструкция стен из многодырчатого и пористо-дырчатого
 кирпича с облицовкой обыкновенным кирпичом показана на
 рис. 55, д, е. Применение многодырчатого и пористо-дырчатого кирпича
 для кладки дыкйовых каналов не разрешается. Допускаемая этажность несущих стен с кладкой из много¬
 дырчатого и пористо-дырчатого кирпича ограничивается в зави¬
 симости от марки кирпича и толщины стены в соответствии с
 данными табл. 69. Наибольшая возможная высота несущих стен
 с кладкой из многодырчатого и пористо-дырчатого кирпича —
 восемь этажей (при высоте этажа 3,6 м). Несущие стены с клад¬
 кой из легковесного трепельного кирпича можно возводить для
 зданий не более пяти этажей. Свежеизготовленный силикатный кирпич обладает повышен¬
 ной усадкой, поэтому во избежание появления усадочных и
 температурных трещин в кладке стен из такого кирпича (при
 возрасте кирпича до 1 месяца со дня изготовления) в горизон¬
 тальных швах на уровне подоконников и опирания балок пере¬
 крытия укладывают арматуру — по 2 стержня диаметром
 8—10 мм. Для предварительного назначения толщины кирпич¬
 ных стен, исходя из теплотехнических требований, можно поль¬
 зоваться данными табл. 57, уточняя последнюю в каждом от¬
 дельном случае соответствующим расчетом согласно требова¬
 ниям Строительных норм и правил. 13* 195
Таблица 57 Толщина кладки наружных сплошных (без воздушных прослоек) кирпичных стен жилых и общественных зданий Объемный вес
 в /сг/л3 Толщина к 1адки стен в см при расчет¬
 ной тем leparype наружного воздуха
 в град. Вид кладки -10 |-20 -30 | -40 -10 —20 -30 -40 кирпича рас¬ твора при относительной влажности
 помещений в % до 50 включительно от 51 до 60 вклю¬
 чительно Из сплошного глиня¬
 ного кирпича на тяже¬
 лом растворе 1 800 1 700 38 51 51 64 38 51 64 77 1 Из многодырчатого
 кирпича со 105 отвер¬
 стиями на тяжелом рас¬
 творе 1 250-
 1 300 1 700 25 38 38 51 25 38 51 51 То же, с 60 и 31 от¬
 верстиями 1 250-
 1 300 1 700 25 38 38 51 25 38 51 64 Из пористо-дырчатого
 кирпича с 32 отвер¬
 стиями на тяжелом рас¬
 творе 1 300 1 700 25 38 \ 51 51 25 38 51 64 То же, с 19 отвер¬
 стиями 1 300 1 700 25 38 51 51 38 51 51 64 Из трепельного кир¬
 пича на тяжелом рас- ТВОрб • »«••••«• i 1 000 1 700 25 25 38 38 25 38 38 51 1 200 1 700 25 38 38 51 25 38 51 64 Пр имечание. Толщина кладки подсчитана с учетом термического со¬
 противления односторонней внутренней штукатурки. Стены из пустотелых керамических камней Кладка из пустотелых керамических камней может приме¬
 няться для наружных и внутренних стен и перегородок в
 промышленных, жилых и общественных зданиях. Кладка из
 соответствующих видов керамических камней (см. главу I)
 одинаково целесообразна как при каркасных, так и при несущих
 стенах. В табл. 58 приведены технико-экономические показатели для
 сплошных стен (на участке без проемов) жилых зданий из
 обыкновенного и многодырчатого кирпича и из пустотелых ке- 196
рамических камней в районах средней полосы Европейской части
 СССР. Таблица 58* Технико-экономические показатели для сплошных стен из кирпича
 и пустотелых керамических материалов Расход на 1 м2 стены Типы кирпича
 и стен Тол¬ щина Вес 1 м2 раствора условного топлива электро¬ энергии трудовых затрат •К К к о> * о стен
 в см в кг в % в л в % в кг В % в квт-ч в % X W X е* 1 Ч О) ЕГ со в % со о »=; СО н 5 5* Ьй а Стена из обык¬
 новенного кир¬
 пича на тя¬
 желом рас¬
 творе . . 64 1 150 100 137 100 1 73,5 100 18,2 100 1,40 100 100 Стена из мно¬
 годырчатого
 кирпича . . 51 750 65 90 66 48,2 66 14,1 77 1,04 1 74 75 Стена из кера¬
 мических пу¬
 стотелых кам¬
 ней с пусгот-
 ностью 35% 38—42 510 45 65 48 38 51 12,5 69 0,95 68 73 * Таблица заимствована из работы канд. техн. наук А. С. Дми риева [18]. Данные этой таблицы наглядно показывают экономические
 преимущества кладки из пустотелой керамики по сравнению не
 только с кладкой из сплошного кирпича, но и по сравнению с
 кладкой кз многодырчатого кирпича. Наиболее характерны по¬
 казатели по весу, поэтому применение кладки из пустотелой
 керамики особенно целесообразно при каркасных стенах. Ввиду большой пустотности керамических камней и сравни¬
 тельно малой толщины стенок между пустотами камня разруше¬
 ние последних при недостаточной морозостойкости или по дру¬
 гим причинам более опасно, чем разрушение сплошных камней,
 поэтому применение кладки из керамических камней в несущих
 стенах ограничено в зависимости от ее толщины, типа и марки
 камней предельно допускаемой этажностью зданий (см. табл.
 69). Максимальная возможная высота несущих керамических
 стен составляет пять этажей. Не допускается применение кладки из пустотелых керамиче¬
 ских камней для наружных стен зданий с влажными и мокры¬
 ми помещениями, для цоколей, фундаментов и других конст¬
 рукций, где может быть окопление влаги. 197
При кладке несущих стен из керамических камней для по¬
 вышения несущей способности кладки применяют камни с вер¬
 тикальными пустотами (как это было показано в главе I)
 Камни с вертикальными пустотами имеют обычно узкие отвер¬
 стия; при укладке раствора в горизонтальные швы его вдавли¬
 вают в эти отверстия не глубоко, благодаря чему теплотехниче¬
 ские свойства камня почти не снижаются. В то же время за- | -п- -X- ж -UI 390 -4 ► -И . 490 к dn 1ряд 2ряд t) i. Нирпич
 -А N v" flnt-1 / . AJ Л Рис. 39. Кладка стен из керамических камней (толщина
 швов горизонтальных 12 мм, вертикальных 10 мм) а — стены из керамических камней; б — угол стены толщиной в 1‘/3 кам¬
 ня; в — сопряжение внутренних стен из кирпича одинарной высоты с
 наружными стенами из керамических камней крытие пустот раствором устраняет возможность возникновения
 токов воздуха из одних отверстий в другие, что улучшает те¬
 плотехнические свойства стены. В случаях, когда к стенам не предъявляют высоких требова¬
 ний по прочности и теплотехническим свойствам, а более важ¬
 ным считают максимальное облегчение стен- (например, при
 устройстве перегородок, заполнении каркасов стен при наличии
 эффективных утеплителей), камни укладывают так, чтобы пу¬
 стоты их располагались горизонтально; это более удобно для
 расстилания раствора в горизонтальных швах. При пониженных 198
теплотехнических требованиях тщательное заполнение верти¬
 кальных швов уже не так обязательно, поэтому кладка с го¬
 ризонтально расположенными пустотами не вызывает затрудне¬
 ний. Толщина наружных сплошных стен из пустотелых керамиче¬
 ских камней (рис. 3,а) по теплотехническим требованиям для
 жилых и общественных зданий (при некоторых величинах рас¬
 четных температур наружного воздуха) приведена в табл. 59. Таблица 59 Толщина кладки (в см) на холодном растворе
 из керамических камней с вертикальными пустотами для наружных
 сплошных стен жилых и общественных зданий Влажность помещений в % Толщина кладки стен в см при расчетной температуре
 наружного воздуха в град. -10 -20 —30 -40 До 50 включительно
 От 51 до 60 включи¬ 19 29 39 49 тельно 29 39 49 49 Примечание. Толщина кладки подсчитана с учетом термического
 сопротивления односторонней внутренней штукатурки. Стены из бетонных камней Кладку из бетонных камней применяют для стен и перегоро¬
 док жилых, общественных и промышленных зданий. Если
 репТающим требованием при проектировании стен является тер¬
 мическое сопротивление стены, то наиболее целесообразно при¬
 менять для кладки пустотелые камни из легких бетонов; из
 таких камней производят кладку несущих стен и заполнения
 каркасов. Применение кладки из легкобетонных камней, обладающих
 высокой влагоемкостью, не допускается для стен зданий с по¬
 мещениями, имеющими повышенную влажность, для участков
 стен, подвергающихся интенсивному намоканию в процессе экс¬
 плуатации зданий (цоколя ниже гидроизоляционного слоя
 и т. п.), а также нагреву (дымоходы). Исключением являются
 здания III класса, в которых при наличии влажных помещений
 (с относительной влажностью 60 -*-75%) допускается примене¬
 ние кладки из сплошных легкобетонных камней марки 75. Сплошная кладка стен из сплошных легкобетонных камней
 требует по сравнению с кладкой из пустотелых легкобетонных
 камней повышенного расхода материалов, транспортных средств
 и т. п., поэтому она не может быть рекомендована для мас¬
 сового применения. 199
Кладку из сплошных бетонных камней на тяжелых бетонах
 применяют для несущих стен холодных помещений (холодные
 склады, неотапливаемые цехи и т. п.), для тяжело нагружен¬
 ных участков стен промышленных зданий (например, в пиляст¬
 рах и контрфорсах, несущих нагрузку от подкрановых балок,
 покрытия и т. д.), в случаях, когда повышенная теплопровод¬
 ность стен является положительным фактором (например, на¬
 ружные стены в горячих цехах), а также для наружных стен
 и цоколей зданий с мокрыми помещениями (прачечные, бани и
 т. д.). В последнем случае недопустимо использование камней
 на топливном шлаке. В отапливаемых зданиях сплошные камни из тяжелого бето¬
 на применяют для кладки несущих внутренних стен, для кладки
 цоколей и наружного облицовочного слоя. Большее распространение в настоящее время имеют трехпу¬
 стотные камни со сквозными пустотами; однако кладка из этих
 камней имеет ряд существенных недостатков. Для большинства
 районов нашей страны такие стены применяют с заполнением
 пустот камня утеплителем (чаще всего шлаком). Необходи¬
 мость тщательной утрамбовки утеплителя, а также сравнительно
 большой его объем (до 40% от объема кладки) повышает тру-
 доехмкость работ. В районах, где термическое сопротивление
 стен оказывается достаточным без засыпки пустот, процесс ве¬
 дения кладки усложняется ввиду трудности расстилки раство¬
 ра поверху тонких стенок камня, что не может не отразиться
 как на качестве кладки, так и на скорости ее возведения. По¬
 следний недостаток устранен при кладке из трехпустотных кам¬
 ней с верхней диафрагмой; применение трехпустотных камней
 с горизонтальной диафрагмой рекомендуется для жилых и обще¬
 ственных зданий в районах с расчетной температурой наруж¬
 ного воздуха —20° и выше, а также для неотапливаемых и
 промышленных зданий, где по теплотехническому расчету
 требуется толщина стен не больше 39 см. Продольную перевязку камней делают в 7г камня; пустоты
 верхнего камня располагают над пустотами нижнего, поэтому
 все сечение бетона в каждом камне загружено равномерно. Для стен толщиной 39 см перевязку кладки из трехпустот¬
 ных камней делают двумя способами. По первому способу — два-три ряда кладки укладывают
 ложками, а затем один ряд тычками (рис. 40,6); при этом пу¬
 стоты камней тычкового и ложковых рядов не полностью сов¬
 падают, что, приводя к неравномерному распределению напря¬
 жений в сечении камня, может несколько понизить прочность
 кладки; по второму способу — всю стену выкладывают из ложковых
 рядов в виде двух не перевязанных между собой слоев, связь
 между ними обеспечивают при помощи металлических скоб; свя¬
 зи можно изготовлять из высечки или круглой стали диаметром 200
4—6 мм и располагать на расстоянии, не превышающем 80 см
 по длине стены и 40 см по высоте. Сечение связей принимают
 не менее 0,5 см2 на 1 м2 стены. Если раствор кладки содержит
 менее 150 кг/м3 цемента, связи защищают от коррозии покрас¬
 кой битумом или слоем густого цементного молока. При этом
 способе кладки пустоты в камнях совпадают полностью, и кам¬
 ни работают полным сечением. С) 1 8
 I б) — ч 1 f / «^ й 1 \ 1 \ -4 \~390~ — т IJM т ж ж 1 иш I Ьрооо QoooQood
 t)Oo0o|poQoooQo ’ По 2-2 7 ОО0ООО0ООО^ОООрОООрО°О~О ж | т щ 1 Неправильно V/Л Правильно iOooofloooOoooOoooQoboQoo Рис. 40. Кладка стен из бетонных камней (толщина швов: горизонтальных 12 ми, вертикальных 10 мм) а — из сплошных бетонных камней; б — из трехпустотных камней; в — из камней со щеле¬
 видными пустотами типа „крестьянин; г — детали разделки швов кладки: 1 — металличе¬
 ские связи через 2 ряда кладки по высоте стены; 2 — тычковые ряды через 2—3 ряда лож¬
 ковых рядов; 3 — засыпка Перевязка кладки металлическими связями имеет свои не¬
 достатки. Нагрузка от балок перекрытий, уложенных концами
 на внутренний ложковый слой кладки, не может быть передана
 через гибкие связи наружному слою кладки, в результате чего-
 несущая способность стены снижается. Значительно лучшими теплотехническими и конструктивными
 качествами обладает кладка из камней с узкими щелевидными*
 пустотами (типа «крестьянин»), расположенными по ширине
 камня. В большинстве случаев кладка из камней типа «кресть¬
 янин» не требует дополнительного утепления. Камни со щеле¬
 видными пустотами сверху закрыты диафрагмой, поэтому рас¬
 стилание раствора в горизонтальных швах ведется обычным 201;
■способом, как при сплошных камнях. Перевязка камней со
 щелевидными пустотами в стенах любой толщины не вызывает
 осложнений (рис. 40,б); в связи с отсутствием шлаковой засып¬
 ки вес такой кладки несколько меньше, чем вес кладки из трех¬
 пустотных камней. С развитием выпуска высокопроизводительных станков для
 производства камней со щелевидными отверстиями, очевидно,
 что этот тип камня получит в ближайшее время наибольшее
 распространение в строительстве. Наряду с этим возможно так¬
 же изготовление и других типов камней, которые более точно
 будут отражать потребность в стеновых материалах в различ¬
 ных климатических условиях с учетом возможности использова¬
 ния богатейших местных сырьевых ресурсов. Применение продольных половинок в кладке стен из сплош¬
 ных камней и камней со щелевидными пустотами дает возмож¬
 ность легко осуществить хорошую продольную и поперечную
 перевязку камней в каждом ряду. Иногда для уменьшения рас¬
 хода камней со щелевидными отверстиями, а также с целью
 повышения теплотехнических свойств стены в практике строи¬
 тельства находит применение кладка из таких камней с про¬
 дольными вертикальными прослойками толщиной 5—10 см, за¬
 сыпанными шлаком. Прослойки смежных по высоте рядов клад¬
 ки не должны совпадать, что исключит возможность большого
 оседания засыпки (рис. 40,в). К недостатку кладки с прослой¬
 ками можно отнести пониженную несущую способность стены,
 так как передача усилий с верхнего ряда кладки на нижний
 происходит не по всему сечению; поперечная перевязка в такой
 кладке также менее надежна, чем в кладке с нормальными шва¬
 ми, кроме того, устройство засыпки прослойков повышает тру¬
 доемкость кладки. Кладка с уширенными швами и засыпкой мо¬
 жет быть выполнена также и из сплошных камней. В качестве заполнителей при изготовлении бетонных камней
 наиболее широко используют котельные и металлургические
 шлаки. Стены из камней с такими заполнителями ввиду боль¬
 шого распространения и малой стоимости шлаков оказываются
 весьма экономичными. Однако опыт эксплуатации зданий из
 бетонных камней был не всегда удачным. В отдельных случаях
 стены из шлакобетонных камней после их возведения начинали
 быстро разрушаться. Причины этих неудач в основном следу¬
 ющие: 1) при изготовлении камней иногда использовались недо¬
 статочно морозостойкие шлаки (например, необогащенные шла¬
 ки бурых подмосковных углей), а в качестве вяжущего — низко¬
 сортные местные материалы; 2) вся стена, начиная от обреза фундамента и кончая кар¬
 низом, возводилась из шлакобетонных камней, поэтому в мес¬
 тах, подверженных усиленному увлажнению (цоколях, подокон¬
 никах, карнизах), начиналось интенсивное разрушение кладки, 202
которое в дальнейшем распространялось и на остальные части
 стен. Вместе с тем многолетний опыт строительства подтвержда¬
 ет, что применение доброкачественных материалов при правиль¬
 ной технологии изготовления шлакобетонных камней, а также
 правильное проектирование и возведение стен обеспечивают их
 достаточную прочность и долговечность. В частности, весьма
 благоприятным оказался опыт применения шлакобетона в круп¬
 ноблочном строительстве зданий высотой до восьми этажей. Шлакобетонные камни, так же как и другие виды легкобе¬
 тонных камней, обладают значительной влагоемкостью, поэтому
 при кладке из них стен, кроме обычных защитных мероприя¬
 тий, следует предусматривать следующие. Таблица 60 Толщина кладки (в см) на холодном растворе
 из бетонных камней для наружных стен жилых и общественных зданий Толщина кладки в см при расчетной
 температуре наружного воздуха в град. Вид кладки Объемный
 вес бетона -10 -20 —30 -40 -10 -20 -?0 -40 камней
 в кг м3 при влажности помещений в Я до 50 включи¬
 тельно от 51 до 60
 включительно Из бетонных камней со
 щелевидными пустотами [ 1 500 19 29 39 39 29 29 39 49 (типа „крестьянин") .... { 1 800 19 29 39 49 29 39 49 — ( 2 200 29 39 49 — 39 49 — — Из бетонных трехпустот¬
 ных камней со сквозными
 пустотами: а) без засыпки пустот 1 500 39 39 39 б) с засыпкой шлаком
 Y = 1 ООО кг/мг .... 1 500 19 39 39 39 39 39 Из бетонных трехпустот¬
 ных камней с горизонталь¬
 ной диафрагмой при пере¬ ( 1 500 39 39 59 59 39 59 59 вязке тычковыми рядами . 1 800 39 39 59 — 39 59 { 2 200 39 59 — — — — Из сплошных камней
 ячеистых бетонов (пенобе¬ 800 19 19 29 34 19 24 34 39 тонных, пеносиликатных) . 1 000 19 24 34 44 24 34 44 — Из бетонных сплошных
 камней с перевязкой из 1 200 19 29 39 49 29 39 49 49 продольных половинок . . 1 500 29 39 49 59 29 49 59 — Примечание. Толщина кладки подсчитана с учетом термического со¬
 противления односторонней внутренней штукатурки. 203
1) все горизонтальные и наклонные выступающие части сте¬
 ны (подоконники, пояски и т. д.) защищать сверху гидроизоля¬
 цией со сливами; 2) в наружных стенах не допускать устройства выступаю¬
 щих частей и пустых швов, где могла бы задерживаться атмо¬
 сферная влага (рис. 40,г); 3) наружную поверхность стен оштукатуривать только по¬
 ристой штукатуркой (известково^песчаным раствором); защи¬
 щать стены от атмосферных воздействий облицовкой их снаружи
 морозостойкими камнями или плитами (облицовка, отвечающая
 требованиям, приведенным в табл. 1—3 и 12, может служить
 средством повышения долговечности стен зданий). Для предупреждения появления в стенах ив легкобетонных
 камней усадочных и температурных трещин в стенах каждого
 этажа по периметру здания в горизонтальных швах на уровне
 подоконников и опираиия балок перекрытий укладывают арма¬
 туру из двух стержней диаметром 8—10 мм. Кладку дымоходов в стенах из легкобетонных камней про¬
 изводят из обыкновенного глиняного кирпича, специальных
 керамических труб или бетонных камней из тяжелого бетона. В табл. 60 приведены данные, которыми можно, исходя из
 теплотехнических требований, пользоваться для предваритель¬
 ного выбора толщины наружных стен жилых и общественных
 зданий при сплошной кладке из бетонных камней. Стены из естественных камней Применение естественных камней для кладки стен целесо¬
 образно в тех районах, где эти камни являются местными ма¬
 териалами. В гражданских и промышленных зданиях естественные кам¬
 ни применяют, как правило, для кладки стен из камней пра¬
 вильной формы и в отдельных случаях из бутовой кладки. Для кладки стен наиболее подходят камни легких пород
 (туфы, мягкие известняки и пр.), обладающие ценными строи¬
 тельными качествами: малым объемным весом, пониженной
 тепло- и звукопроводностью, легко поддающиеся механической
 обработке. Использование этих качеств камней дает возмож¬
 ность значительно облегчить стены и фундаменты, ускорить про¬
 цесс возведения кладки применением укрупненных камней, сни¬
 зить транспортные и другие расходы. В южных районах (на Кавказе, Украине и др.) широко рас¬
 пространена кладка стен из туфа. Лучшие строительные качест¬
 ва имеют артикский и тедзамский туфы, они имеют малый объ¬
 емный вес (в среднем 1 200 кг!м3), малый коэффициент тепло*
 проводности (' =0,30—0,40 ккал/м час град), достаточную для
 кладки стен невысоких зданий прочность, обладают хорошей
 гвоздимостью и легко поддаются обработке. 204
Применение туфа наиболее целесообразно в виде камней
 правильной формы (для районов с расчетной температурой
 —20° возможно делать стены толщиной 25 сму для районов
 с более низкими расчетными температурами — не менее 38 см).
 Стены из артикского туфа в районах с расчетной температурой
 не ниже —30° обычно снаружи не штукатурят. Наружную шту¬
 катурку во избежание продувания стен применяют в местностях
 с сильными ветрами. Туфовые стены из камней правильной фор¬
 мы возводят высотой до шести этажей. Кладку стен из туфа
 можно производить как на холодных, так и на теплых раство¬
 рах с использованием в качестве заполнителя туфового пеока-
 отхода, получаемого при распиловке камня. В Закавказье имеет широкое распространение туфовая клад¬
 ка «мидис», рекомендуемая в случаях, когда тщательная обра¬
 ботка камня затруднительна. Кладка «мидис» представляет собой
 слоистую кладку, состоящую из двух рядов штучных камней, сло¬
 женных на пластичном растворе, и бутового заполнения между
 ними с заливкой раствором литой консистенции, что придает
 кладке монолитность. Камни для наружных слоев отесывают с
 лицевой стороны и по горизонтальным поверхностям. В послед¬
 ние годы свойства этой кладки подверглись подробному иссле¬
 дованию1, показавшему, что прочность такой кладки несколько
 выше, чем прочность бутовой кладки из постелистого камня
 [90]. Стены из мягких известняков и известняков-ракушечников
 широко распространены в Крыму, на юге Украины, на Север¬
 ном Кавказе и в других районах СССР. Эти каменные материалы
 сравнительно легко поддаются механической обработке, что
 дает возможность применять для кладки стен камни правиль¬
 ной формы. Толщину стен жилых и общественных зданий из
 легких известняков во избежание продуваемости и усиленного
 прсгревания солнечными лучами делают не менее 49 см. В сте¬
 нах промышленных зданий, складов и т. д. толщиной 39 см
 кладку еыпэлняют без сквозных поперечных вертикальных швов
 в ложковых рядах. В тычковых рядах эти швы следует тща¬
 тельно заполнять раствором. Кладку из камней марки 25 и
 ниже (но не ниже 7) допускают для несущих стен высотой не
 белее двух этажей. Допускаемая этажность и несущая способ¬
 ность кладки из легких известняков может быть повышена при
 усилении ее бетоном или железобетоном по типу комплексных
 конструкций (см. главу II). Древние памятники Армении, Грузии, Азербайджана и дру¬
 гих южных районов нашей страны показывают, что наряду с
 высокими декоративными качествами кладка стен зданий, воз¬
 веденных из туфов и отдельных видов ракушечника, весьма дол¬ 1 В Институте строительных материалов и сооружений Академии наук
 Армянской ССР (канд. техн. наук С. А. Шагинян [90]). 205
говечна и не требует специальных мероприятий по ее повыше¬
 нию. Однако часто легкие известняки-ракушечники (особенно
 свежедобытые) имеют недостаточные показатели по долговеч¬
 ности. Кроме приведенных ранее способов повышения долговеч¬
 ности камней в конструкциях наружных стен (флюатирование,
 обработка гидрофобными веществами и др.), используют такие конструктивные меропри¬
 ятия, как облицовка на¬
 ружной поверхности сте¬
 ны долговечными матери¬
 алами (кирпичом, бетон¬
 ными и естественными
 камнями), о чем более
 подробно изложено да¬
 лее. Камни тяжелых пород
 ввиду их высокой тепло¬
 проводности и большой
 трудоемкости добычи и
 обработки в кладке стен
 мало экономичны и, как
 правило, могут допускаться только там, где камень является
 местным материалом. В связи с трудностью обработки их часто
 применяют для кладки стен в виде бута. Наиболее широко
 используют для бутовой кладки известняки и песчаники, залежи
 которых имеются во многих районах нашей страны. В бутовых стенах высотой более двух этажей на уровне пе¬
 рекрытий устраивают через этаж железобетонные обвязки (из
 бетона марки не менее 70) или армированные пояса кладки с
 арматурой сечением не менее 2 см2 в каждом поясе. Толщину
 стен при кладке из рваного бута, исходя из требований надеж¬
 ной перевязки, делают не менее 60 см, а при постелистом буте—
 не менее 50 см. Наружную поверхность бутовых стен обычно не
 штукатурят, а производят расшивку швов. Однако в районах с
 сильными ветрами устройство штукатурки желательно. На Кавказе (Восточная Грузия) для повышения прочности
 кладки при возведении стен из булыги или крупной гальки уст¬
 раивают прокладные ряды из двух рядов кирпича или тесаных
 камней и плит. Кладку производят при помощи подвижной опа¬
 лубки. Прокладные ряды располагают на расстоянии 60—80 см
 друг от друга (рис. 41). Углы и проемы в такой кладке обраба¬
 тывают также кирпичом [11]. Опыты ЦНИПС1 показали воз¬
 можность при помощи прокладных кирпичных рядов повысить
 несущую способность бутовой и булыжной кладки на растворе
 не ниже марки 10 в среднем на 25%. Толщина наружных сплош¬
 ных стен из естественных камней для некоторых случаев при-*
 ведена в табл. 61. 1 Лауреата Сталинской премии канд. техн. наук А. А. Шишкина [88]. T-'-TF'TPT-r'. 1- ll -‘--ЦТ тт 111 I 1Г1 1 trip* _ Jbrr -г, тутг ч § & pi ^ у ^ 1 11 - ■ -JT ГТ, L A I I Рис. 41. Кладка из булыги с прокладны¬
 ми кирпичными рядами 1 — кирпичные прокладные ряды 206
Т «I С) л и ц а 61 Толщина кладки (в см) наружных сплошных стен из стественных камней в жилых и общественных зданиях Виды кладки Объемный
 вес камня о Толщина стен (в см) при расчетной темпе¬
 ратуре наружного воздуха в град. в кг/м6 -30 -20 -10 Из известняка-раку¬
 шечника 1 200 49 49 49 1 600 59 49 49 Из бутового камня
 (песчаника, известняка)
 и т. п 2 000 80 60 2 200 70 Примечание. В таблице толщины стен определены без штукатурки
 при влажности внутреннего воздуха 51—60%. Элементы сплошных ютен Цоколь. Цоколем называют нижнюю часть стены, считая
 от обреза фундамента на высоту не менее 45—50 см над уров¬
 нем отмостки (рис. 42). Цоколь наиболее подвержен атмосфер¬
 ным и механическим воздействиям, а также воздействию грун¬
 товой влаги, проникающей через фундамент. В особенно небла¬
 гоприятных влажностных условиях находится часть цоколя,
 расположенная ниже гидроизоляционного слоя. В связи с этим
 требования к прочности и долговечности материалов, применяе¬
 мых в цокольной кладке, более высокие, чем материалов в
 кладке остальных частей стены. По этим же, а также по архи¬
 тектурным соображениям цоколь, как правило, делают несколь¬
 ко толще остальной части стены. С целью предохранения стен от попадания в них грунтовой
 влаги из фундаментов в пределах высоты цоколя (выше уровня
 земли и ниже уровня пола) прокладывают гидроизоляционный
 слой, обычно состоящий из двух слоев толя на клебемаосе или
 из слоя асфальта толщиной не менее 2 см. Для кладки цоколя выше гидроизоляционного слоя в здани¬
 ях всех классов рекомендуется обожженный глиняный кирпич,
 сплошные и пустотелые камни из тяжелого бетона и естествен^
 ные камни тяжелых пород. Для кладки цоколя применяются це¬
 ментно-известковые и цементно-глиняные растворы. Силикатный
 кирпич для кладки цоколей выше гидроизоляционного слоя1
 можно применять в зданиях II и III классов. Многодырчатый и
 пористо-дырчатый кирпич и сплошные легкобетонные камни не
 ниже марки 75, ia также известковый раствор применяют для
 кладки цоколя только в зданиях III класса. Для кладки цоколя
 не допускается применение кирпича сухого прессования, шлако- 207
вого и трепельного кирпича, керамических камней, сплошных и
 пустотелых шлакобетонных (независимо от объемного веса бе¬
 тона) и других камней, не удовлетворяющих необходимым тре¬
 бованиям долговечности. Прочность и морозостойкость материалов, применяемых для
 <кладки цоколя (см. табл. 1—3 и 12), по условиям долговечно¬
 сти здания допускается понижать на одну ступень при наличии 9 Рис. 42. Детали цоколя а — кирпичный цоколь для стен из кирпича, сплошных и пустотелых лег¬
 кобетонных камней, естественных и пустотелых керамических камней и
 т. п.; 6 — цоколь из естественных камней тяжелых пород для стен из
 кирпича и любых видов камней; в — цоколь из сплошных или пустотелых
 камней из тяжелого бетона; г — облицовка цоколя сплошным кирпичом;
 д — облицовка цоколя естественным или искусственным камнем, выпол¬
 ненная одновременно с кладкой цоколя; е — облицовка цоколя плитами
 из естественных или искусственных камней; 1 — гидроизоляция; 2 — анкеры через 260 мм ?в цоколе облицовки толщиной не менее 3,5 см, защищающей
 •кладку от внешних воздействий; если толщина облицовки не
 •менее 3,5 см — морозостойкость облицовки должна удовлетво¬
 рять требованиям табл. 1, а если толщина облицовки менее
 3,5 см, — ее морозостойкость повышают на одну ступень против
 указанной в табл. 1. Прочность облицовки должна удовлетворять
 требованиям, приведенным в табл. 2, 3 и 12. Простейшим видом облицовки является кладка из сплошного
 обожженного кирпича толщиной 12 см (рис. 42,г). В жилых и общественных многоэтажных и других капиталь¬
 ных зданиях, даже если это не требуется по условиям долговеч¬
 ности, цоколи часто облицовывают по архитектурным соображе¬
 ниям, а облицовку обычно делают из тяжелых бетонных или
 из естественных камней прочных пород (гранита, плотных из- 208
веетняков и т. п.). Для достижения перевязки кладку облицо¬
 вочных камней возможно производить одновременно с клад¬
 кой цоколя (рис. 42,(5). С целью упрощения производства работ
 по возведению цоколя облицовку можно делать из плит, закреп¬
 ляемых к кладке анкерами (рис. 42,е); анкеры следует покры¬
 вать антикоррозийным составом. В месте перехода стены в цокольную часть во избежание
 скопления влаги по обрезу цоколя устраивают откос, который
 желательно защитить сверху кровельной сталью, имеющей на
 свободном конце капельник. В случаях, когда кладку цоколя
 выполняют из материалов с большей теплопроводностью, чем
 материалы вышележащей
 стены, то во избежание
 промерзания пола цоколь
 должен быть утеплен с
 внутренней стороны на
 уровне пола камнями, из
 которых ведется кладка
 стены. Подоконные уча¬
 стки стены. Для пре¬
 дохранения от сырости
 участков стен, располо¬
 женных под окнами, слу¬
 жат наружные подокон¬
 ники. Простейший вид подоконника устраивают посредством
 покрытия слоем цементного раствора наклонной плоскости клад¬
 ки нижнего откоса проема. Поверх раствора откос покрывают
 кровельной сталью с напуском 3—4 см от поверхности стены.
 Наружные подоконники делают также из наклонного ряда обык¬
 новенного глиняного кирпича, уложенного на ребро, из специ¬
 альных пустотелых керамических камней и др. В стенах из легкобетонных пустотелых камней, дырчатого,
 пористо-дырчатого и легковесного кирпича, а также в стенах из
 кладок облегченных конструкций верхнюю часть подоконной
 кладки заканчивают двумя-тремя рядами сплошной кладки из
 обыкновенного глиняного кирпича (рис. 43). Углы наружных стен. Во избежание промерзания на¬
 ружные углы стен зданий с печным отоплением рекомендуется
 утеплять, устраивая их со скосом кладки с внутренней стороны.
 В зданиях с центральным отоплением наружные углы здания
 утепляют установкой в этих углах стояков отопления. Проемы. Оконные и дверные проемы в кирпичных стенах
 жилых и общественных зданий с целью уменьшения продувае¬
 мости устраивают обычно с уступами в кладке — четвертями,
 •которые закрывают снаружи зазор между кладкой и коробкой
 проема. В стенах промышленных и складских зданий четверти
 часто в проемах не делают. Рис. 43. Деталь подокон¬
 ной кладки из пустоте¬
 лых или легкобетонных
 материалов, защищенной
 2—3 рядами кирпичной
 кладки 1 — кирпичная кладка; 2 — кровельная сталь 14 Зак, 1494 209
В стенах из бетонных и керамических камней четверти де¬
 вают только при наличии камней специального формата. В про¬
 тивном случае четверти не устраивают, а зазор между кладкой
 и коробкой тщательно проконопачивают и закрывают штука¬
 туркой. В стенах из естественных камней устройство четвертей
 сильно усложняет кладку, поэтому проемы, как правило, уст¬
 раивают без четвертей. Для крепления оконных и дверных коробок в кладку стен во
 время их возведения закладывают через 60—70 см по высоте
 (но не менее двух на каждую сторону проема) деревянные ан-
 тисептированные пробки или металлические штыри. Ворота промышленных зданий крепят к стенам посредством
 заделываемых в кладку металлических рам или полос с анке¬
 рами через 70—80 см по периметру проема. Деревянные короб¬
 ки ворот крепят к стенам анкерами из уголковой стали, заде¬
 ланной в кладку на глубину 35—40 см. Участки стен, окаймляющие проемы для ворот в стенах из
 сплошных камней марки ниже 75 и в стенах из пустотелых кам¬
 ней, выполняют из сплошной кирпичной кладки или усиливают
 железобетоном. Пер емычки. Перемычки в каменных стенах делают: из
 того же камня, из которого ведется кладка стен (перемычки ря¬
 довые, клинчатые, арочные или армированные); железобетонные
 (преимущественно сборные брусковые). Выбор типа и размеры
 сечений перемычек определяют расчетом в зависимости от про¬
 лета, действующих нагрузок и вида кладки стены (подробнее —
 см. главу V). Как указывалось ранее, в стенах из монолитного бетона, из
 легкобетонных камней, а также из силикатного кирпича (в воз¬
 расте до 1 месяца со дня изготовления) для погашения усадоч¬
 ных напряжений необходимо на уровне перемычек прокладывать
 по периметру стен здания арматуру из нескольких стержней об¬
 щей площадью сечения в каждом месте 2—3 см2. Эту арматуру
 совмещают с арматурой перемычки, если она делается в виде
 железокирпичной или рядовой. Карнизы. Карнизы зданий в зависимости от размера све¬
 са и материала кладки стены устраивают каменными, армо-
 кирпичными, сборными железобетонными, деревянными и комби¬
 нированными с несущими кронштейнами из прокатных профилей
 и заполнением между ними из железобетонных плит или штука¬
 турки по сетке (рис. .44)* В кирпичных стенах простейшие карнизы устраивают посте¬
 пенным напуском нескольких рядов кладки с выносом каждого
 ряда на 6—8 см (рис. 44,а), если вылет карниза не более 20 см
 и не превышает половины толщины стены. Такие карнизы устра¬
 ивают обычно в стенах малоэтажных гражданских зданий, в сте¬
 нах промышленных, складских и тому подобных зданий. При
 большем выносе карниза (но не больше 50 см) кладку его вы- 210
полня ют на растворе марки ,пе ниже 25 и усиливают арматурой.
 При выносах более 50 см карнизы устраивают из железобетон¬
 ных плит толщиной 7—10 см (рис. 44,в, г) или с применением
 металлических кронштейнов (рис. 44,д). Весьма целесообразно
 применять для карнизов сборные железобетонные плиты с гото¬
 вым отделочным слоем. Рис. 44. Карнизы а — простой кирпичный, образуемый напуском кирпича; б — деревянный; в — кирпичный
 с железобетонными плитами; г — пустотелый из сборных железобетонных плит; д — пусто¬
 телый по металлическим кронштейнам; в — крепление карнизов к балкам чердачного пе¬
 рекрытия; ж — венчающая часть парапетов; 1 — анкер, обетонированный для защиты от
 коррозии и огня; 2 — железобетонная плита; 3 — бетон; 4 — металлические кронштейны
 через 0,5 м; 5 — штукатурка по сетке; 6 — стяжная муфта; 7 — бетонная парапетная плита; 7'—цементный раствор; 8 — кровельная сталь Если устойчивость карниза недостаточна, необходимо укреп¬
 лять карниз анкерами, располагаемыми в кладке с внутренней
 стороны на расстоянии V2 кирпича от поверхности стены. При
 расположении анкеров вне кладки они должны быть защищены
 от коррозии и воздействия высокой температуры слоем цемент¬
 ной штукатурки толщиной 3 см. При кладке стен на растворах
 марки 10 и ниже необходимо закладывать анкеры в борозды
 кладки с последующей заделкой борозд бетоном. Площадь сече¬
 ния и длину заделки анкеров определяют расчетом, причем дли¬
 ну заделки против расчетной увеличивают на 20—30 см. При чердачных перекрытиях по железобетонным или метал¬
 лическим балкам концы анкеров рекомендуется заделывать в
 балках перекрытия. Анкеры ставят один от другого на расстоя¬
 нии не более 2 м и закрепляют кладку металлическими штыря¬
 ми или шайбами с гайками, а при растворах марки 10 и ниже —
 посредством легких стальных профилей; для уменьшения опро¬ 14* 211
кидывающего момента консольной части карниза можно делать
 обратный напуск кладки со стороны чердака. Устройство карнизов из бетонных камней неудобно по конст¬
 руктивным соображениям, а из легкобетонных камней — недо¬
 пустимо из-за опасности чрезмерного их намокания. Поэтому
 рекомендуется в стенах из бетонных камней карнизы с выносом
 до 20 см делать кирпичными, при большей величине выноса в
 малоэтажных зданиях — деревянные, а в многоэтажных здани¬
 ях— сборные железобетонные. Вынос карнизов в стенах из лег¬
 кобетонных камней допускается не менее 50 см. В карнизах из
 пустотелого кирпича или керамических камней отверстия в кам¬
 нях сверху и снизу карниза закрывают раствором. В карнизах
 многоэтажных зданий закладывают крюки для подвески ремонт¬
 ных люлек. Парапеты. Для кладки парапетов применяют глиняный
 обыкновенный кирпич или камни из тяжелого бетона. Если па¬
 рапет ставят без карнизов, то при отношении высоты парапета к
 его толщине меньше 3 кладку парапета ведут на том же раство¬
 ре, как и кладку стен; при отношении высоты к толщине более 3,
 а также при наличии карниза марку раствора для кладки па¬
 рапета принимают не ниже 25. Устойчивость парапетов в случае необходимости обеспечи¬
 вают анкерами, заделываемыми в кладку. Венчающую часть
 парапетов устраивают в виде бетонной плиты с бортиками, све¬
 шивающимися по обе стороны парапета на б—8 см, или с по¬
 крытием из кровельной стали, закрепляемым деревянными проб¬
 ками, со свесами по 3 см в каждую сторону (рис. 44,ж). Дымовые и вентиляционные каналы. Во избе¬
 жание охлаждения зимой и в связи с этим ухудшения тяги ды¬
 мовые и вентиляционные каналы, как правило, делают во внут¬
 ренних стенах здания; вентиляционные каналы — сечением !/гХ
 Х72 кирпича, дымовые — V2XI кирпич с толщиной стенок ка¬
 налов в кирпичной кладке 12 см. Внутренние поверхности венти¬
 ляционных каналов выравнивают раствором, а дымовых — за¬
 тирают глиной. В пределах деревянных междуэтажных перекры¬
 тий во избежание загорания деревянных частей в кладке стен
 против дымоходов устраивают разделку в виде напуска кладки.
 Расстояние между внутренней поверхностью канала и деревян¬
 ными частями должно быть не менее 38 и 25 см при дополнитель¬
 ной прокладке войлока, пропитанного глиной. При несгораемых
 перекрытиях разделки в местах дымоходов не устраивают.
 Стенки дымовых каналов делают из обыкновенного глиняного
 кирпича пластического прессования, из керамических труб,
 а также из специально изготовленных камней из тяжелого
 бетона. Не допускается кладка дымовых каналов из дырчатого, пори¬
 сто-дырчатого, силикатного, шлакового, легковесного кирпича,
 легкобетонных камней и тому подобных материалов. 212
Опирание балок междуэтажных перекрытий-
 Опирания балок перекрытий в наружных стенах производят в
 гнезда, а при недостаточной толщине стены на консоли, образуе¬
 мые напуском нескольких рядов кирпича с внутренней стороны
 стены, или обоими способами одновременно. В зависимости от
 величины действующих нагрузок, типа балок и температурно- а) vM. v *100 Рис. 45. Опирание балок на стены а — глухая залелка деревянных балок в наружные и внутренние стены; б — открытая залле-
 ка деревянных балок в наружную стену; в — консоль с внутренней стороны стены для
 опирания деревянных балок; г — опирание железобетонных сборных балок на внутренние
 и наружные стены; д — опирание деревянных балок на стену из пустотелых камней: 1 — глухая залелка раствором; 2 — антисептированные концы балок; 3 — 2 слоя толя;
 4— конец балки обернут толем; 5 — анкер; 6— вкладыш из легкого бетона; 7 — антисеп-
 тированный войлок; 8 — яшик из антисептированных досок; 9 — антисептированная доска;
 10 — два ряда сплошного кирпича; 11 — бетонная подушка влажностного режима здания определяют необходимые размеры
 опорного участка и способ заделки. Опирание на карниз допу¬
 скается только для второстепенных балок, при этом размеры
 карниза проверяют расчетом. Конструктивно, с точки зрения пе¬
 редачи нагрузки на стены, наиболее целесообразна заделка ба¬
 лок в гнезда, так как при этом эксцентриситеты нагрузок будут
 меньше. Заделка деревянных балок в гнезда бывает двух типов —
 глухая и открытая (рис. 45). При глухой заделке (рис. 45,а)
 концы деревянных балок тщательно антисептируют, обертывают 213
просмоленным войлоком илй рубероидом на клебемассе (кроме
 торцов) и наглухо заделывают в кладку. Между торцом балки й
 кладкой оставляют зазор в 3—5 см. Во избежание промерзания
 стены против конца балки и появления конденсата рекомен¬
 дуется утеплять гнезда с наружной стороны теплобетонными
 вкладышами. При открытой заделке деревянных балок (рис. 45,6) гнезда
 делают с зазором 5 см по всему периметру опорной части бал¬
 ки; опирают на кладку посредством подкладки из доски, кото¬
 рую, так же как и конец балки, тщательно антисептируют. Во
 избежание появления конденсата гнезда утепляют войлоком,
 теплым бетоном или другим утеплителем. В тонких стенах устройство утепленных гнезд затруднительно;
 В них применяют глухую заделку с теллобетонными вкладыша¬
 ми или уменьшают глубину гнезда с одновременным устройством
 выпускного пояса с внутренней стороны стены (рис. 45,в), а
 балки располагают так, чтобы они опирались главным образом
 на внутренние стены. Под концами тяжело нагруженных стальных и железобетон¬
 ных балок, а также при опирании балок на кладку из пусто¬
 телых камней необходимо делать бетонные или железобетонные
 подушки (рис. 45,г), размеры которых определяют по расчету.
 В стенах из пустотелых камней рекомендуется устраивать под
 концами малонагруженных балок прокладные ряды марки не
 ниже 50 (рис. 45,(9). В практике для различных балок и плит междуэтажных и
 чердачных перекрытий размеры опорной части принимают: для деревянных брусчатых и бревенчатых балок . . 0,7 — 0,8 Л „ дощатых балок 10 — 12 см „ железобетонных балок 0,8— 1,0 Л и железобетонных плит и настилов 0.7 — 0.8 h Здесь h — высота сечения балки или плиты. Для обеспечения пространственной жесткости зданий стены
 связывают с балками перекрытий стальными анкерами, распола¬
 гаемыми на расстоянии не более 3 м один от другого. Площадь
 сечения анкеров принимают не доенее 0,6 см2. Опирание прогонов, ферм и подкрановых ба¬
 лок. В местах передачи на кладку значительных сосредоточен¬
 ных нагрузок от прогонов, ферм и подкрановых балок во избе¬
 жание разрушения кладки необходимо устанавливать распреде¬
 лительные бетонные или железобетонные плиты (рис. 46). При устройстве опор по пилястрам распределительные плиты
 заделывают в тело стены, несколько недоходя до наружной гра¬
 ни, и для обеспечения монолитности заливают раствором. Такое
 опирание обеспечивает более равномерное распределение напря- 214
жоний под плитами и улучшает связь пилястры со стеной. Мини¬
 мальная толщина плит под прогонами, фермами и подкрановыми
 балками 150 мм. Плиты армируют сетками из проволоки диа¬
 метром 5—6 мм с ячейками 100—120 мм. Прогоны, фермы и
 подкрановые балки закрепляют на опорных плитах анкерными
 болтами. Подкрановые балки, кроме того, крепят горизонтальны- Вид по 1-Т Видпо2-2 —v—I 250 170 Рис. 46. Опирание подкрановых балок
 и ферм на пилястры стен а — крепление металлических подкрановых
 балок; отгибы арматуры устраивают только
 тогда, когда плита выступает за грань пиляст¬
 ры; б — крепление железобетонных подкрано¬
 вых балок; в — крепление металлических ферм;
 1 — подливка цементным раствором; 2 — же¬
 лезобетонная плита; 3 — ось центра тяжести
 надколонника ми анкерами, предназначенными для восприятия тормозных уси-
 лий (рис. 46,а, б). В целях более равномерной передачи нагрузки и для облег¬
 чения точной установки металлических ферм, прогонов и подкра¬
 новых балок на распределительные плиты их поверхность при
 монтаже металлических конструкций выравнивают слоем цемент¬
 ного раствора состава 1 : 3, толщиной 2—3 см (рис. 46,в). Де¬
 ревянные прогоны и фермы устанавливают на опорные плиты с
 прокладкой отрезков из деревянных брусьев и слоя толя. При выступе опорных плит за грань кладки более чем на
 100 мм под ними создают постепенным напуском рядов кирпича
 кирпичные консоли. 215
Связи. Для улучшения взаимной связи стен во всех углах
 и пересечениях стен через 6—8 м по их высоте укладывают ме¬
 таллические связи площадью сечения не менее 1 см2 и длиной
 по 1,5 ж в каждом направлении. Связи защищают от коррозии
 битумом или слоем густого цементного раствора. Стены, подвергающиеся динамическим воздействиям В зданиях, подверженных сотрясениям (при наличии машин
 с неуравновешенными движущимися частями, тяжелых молотов,
 мостовых кранов грузоподъемностью Юти более), принимают
 специальные меры для предохранения кладки от расстройства,
 вызываемого вибрацией: 1) применяют раствор марки 25 и выше; 2) увеличивают количество связей в углах и пересечениях
 стен и количество анкеров в перекрытиях; 3) не допускают применения неармированных рядовых и
 клинчатых перемычек; 4) стены, подвергающиеся значительной вибрации, усиливают
 арматурой в швах кладки, железокириичными или железобетон¬
 ными поясами, которые совмещают с оконными перемычками.
 Площадь сечения арматуры назначают не менее 4 см2 для глу¬
 хих стен и 6 см2 — для стен, ослабленных проемами. Расстояние
 между поясами по высоте принимают в зависимости от характе¬
 ра динамических воздействий равным от 4 до 8 толщин стены.
 При наличии в здании мостовых кранов грузоподъемностью 15 т
 и выше стены усиливают поясом, расположенным в кладке на
 уровне подкрановой балки. 3. Стены из облегченных кладок Облегченная кладка применима для несущих и каркасных
 стен гражданских и промышленных зданий. В облегченных стенах несущая способность каменной кладки
 используется значительно лучше, чем в сплошных стенах. Заме¬
 на части кладки более легкими и, как правило, местными мате¬
 риалами существенно улучшает технико-экономические показа¬
 тели пустотных стен, хотя зачастую и снижает их капитальность.
 Объем каменной кладки в облегченных стонах меньше по срав¬
 нению со сплошными на 30—50%. Вес облегченной стены при¬
 мерно на 30% меньше, чем вес сплошной стены. Соответствен¬
 но снижаются транспортные расходы и уменьшается общая
 стоимость стены. Известно большое количество различных типов облегченных
 кладок, отличающихся друг от друга по конструкции или по
 виду применяемых материалов. По конструкции все облегченные кладки могут быть разде¬
 лены на две группы. 216
К первой группе относят конструкции, состоящие из двух (а
 иногда, хотя и редко, трех) продольных различным образом
 связанных между собой слоев кладки, в промежутках между
 которыми укладывают теплоизоляционный материал или ос¬
 тавляют воздушную прослойку. В связи с наличием в такой1
 кладке пустот (заполненных или не заполненных теплоизоляци¬
 онным материалом) ее удобно назвать «пустотной». В кладке второй группы пустот нет, а ее облегчение дости¬
 гают устройством вне кладки, как правило, с внутренней сторо¬
 ны стены, теплоизоляционного слоя, благодаря чему такая
 кладка по теплотехническим показателям эквивалентна сплош¬
 ной каменной кладке большей толщины. Недостатком пустотных стен является практическая труд¬
 ность обеспечения совместной работы всех слоев кладки. Недо¬
 статочно надежная связь отдельных вертикальных ветвей вле¬
 чет за собой невозможность применения пустотной кладки для
 тяжело нагруженных стен, например, в нижних этажах много¬
 этажных зданий. В зависимости от способа взаимной связи отдельных слоев
 стен и прочности кладки предельно допустимая высота здания
 с пустотными стенами и с заполнением пустот засыпкой приня¬
 та в 1—2 этажа, а в случае заполнения пустот монолитным лег¬
 ким бетоном или легкобетонными вкладышами высота зданий
 может быть доведена до пяти-шести этажей. В более высоких
 зданиях пустотные стены применяют только для верхних эта¬
 жей. Их применение ограничивается также для зданий, возводи¬
 мых в сейсмических районах. В зданиях с динамическими на-
 грузюами допускается возведение пустотных стен при условии
 заполнения пустот монолитным легким бетоном или легкобетон¬
 ными вкладышами марки не ниже 35. Для стен с большим
 количеством проемов и узкими простенками пустотная кладка
 нецелесообразна, так как относительный объем пустот в таких
 стенах получается незначительным. Пустотная кладка не до¬
 пускается в строительстве зданий с повышенной и высокой
 влажностью (бани, прачечные и т. д.). Морозостойкость и прочность материалов для кладки пус¬
 тотных стен должны удовлетворять требованиям, указанным в
 табл. 1—3, 12 и 64, и, кроме того, в зависимости от этажности
 здания, — требованиям табл. 69, причем кирпич марок ниже 50
 и бетонные камни марок ниже 35 к применению не допускают¬
 ся. Раствор для кирпичной кладки, а также для кладки из бе¬
 тонных и естественных камней при перевязке несущих слоев
 стены каменными диафрагмами должен быть не ниже марки 4. В качестве теплоизоляционных материалов обычно исполь¬
 зуют засыпки, легкий бетон или легкобетонные камни (вкла¬
 дыши). Для утепления стен служат также замкнутые воздуш¬
 ные прослойки. Кладки с засыпками разрешаются для стен зданий 217'
только III класса высотой не более двух этажей. Для засыпок
 используют крупные фракции (с размером зерен не менее
 0,5 см) котельных, доменных и других шлаков с объемным ве¬
 сом 800—1 ООО /сг/ж3, пемзу, щебенку из кирпича, туфа, раку¬
 шечника и т. п. Эти же материалы служат крупным заполни¬
 телем легких бетонов для заполнения пустотелых стен. Для
 того чтобы засыпки не оседали, их смешивают с известковым
 или глиняным раствором. Глину, разведенную в воде до состоя¬
 ния густой сметаны, можно добавлять до 20% к объему за¬
 сыпки. При изготовлении бетона для теплоизоляции используют
 цементы низких марок или бесцементные вяжущие с расходом
 их до 50 /сг/ж3 бетона. Объем воды не должен превышать
 200 л/ж3 бетона. Ориентировочный состав шлакобетонов марок от 10 и вы¬
 ше, приготовляемых по цементной схеме и применяемых для
 заполнения пустот, на вяжущих марок от 50 до 250 можно при¬
 нимать по табл. 62. Таблица 62 Ориентировочный состав шлакобетонов1 Требуемая марка
 бетона Ориентировочный состав по объему (вяжущее к сумме объемов
 заполнителей) при марке вяжущего 50 75 100 150 200 250 10 1 : 6 1:9 1 s 10 1 : 13 1 : 15 15 1 s 4,5 1 : 7 1:8 1 : 10 1 : 12 1 : 13 25 1 :5 1 : 6 1:8 1 : 10 1 : 11 35 1:5 1 : 6,5 1:8 1:9 1 Из Инструкции по проектированию и возведению облегченных стен" из кирпича и бетон¬
 ных камней*, [34] Из условия транспортабельности легкобетонные вкладыши
 следует изготовлять из бетона марки не ниже 15, а расход вя¬
 жущего— принимать в пределах 80—120 /сг/ж3 бетона. Пре¬
 дельное число этажей в зданиях с пустотными стенами, в зави¬
 симости от их толщины и марки кирпича, приведены в табл. 69.
 Наличие приведенных данных в таблицах не исключает необхо¬
 димости расчета несущей способности стен. Предельную этаж¬
 ность стен, сплошная кладка которых утеплена с внутренней
 стороны, определяют расчетом кладки на прочность и ограничи¬
 вают требованиями табл. 69. При толщине сплошной кладки в нижних этажах 51 см, вы¬
 полненной из сплошного кирпича марки 150, высота стен до¬
 пускается до девяти этажей (табл. 63). 218
оо
 СО сц п ~ X
 П си ЯО & Н л
 £
 н
 о
 н CJ с X * § н о н о >> с •Г X CJ «О *>£ *
 сз О «3 ;£й a к
 . >>д 1 С X
 Си
 О О)
 ,*“ ! к м
 К
 «« : л о *=$ : со et Н сп о ч а а> о X л ч о «=< О) О-. 0Q 03 X а> х *5 'О X cd л R Ч Р* cd X £ а> ЯО cd Си О со н о cd Си R X 2 cd * ' S
 *
 Си cd 2 О) 2 S х н о с о е* о X л «=; cd £ X X- со х о. <и ш н -
 о к 03 н 5 £Г О CR 5 со *=С со « а> 5S л н СП 5 ЬЙ со 4
 « ч «=( СО я о н а> ю СО си о CD Н О СО си « я 2 со и: х Q. СО О 2 !П Л 4 СО 5
 S
 X со Й СО н СП о и о н 05 С СО X СО н СП о и а> л н О) о. 56' СО н ф о и о си о н ю БИНЭН -IfOLFBS нохэд doax -DBd 4H9WBH н & SJ03 Ю н й л
 у БИНЭН -ITOUHS нохэд doax -,DBd чнэгсен БИНЭН -IfOUHS нохэд doax oed чнэгсвя БИНЭН -IfOUBS Н0ХЭ9 doax OBd ЧНЭ1ЧВН Sc
 § *
 ag
 с л БИНЭН -IfOUBS нохэд doax -DBd ЧНЭ1ЧВН it; о e< CO 4
 «
 3
 fc( 5
 PQ Не ограничивается1 Не ограничивается2
 4 О LO 1 LO I / 1 1 ю см 1 см 1 I 1 1 LOLO 1 Ю I 1 1 1 см см 1 см 1 1 1 1 о о 1 О 1 I 1 1 о ю 1 LO 1 1 1 1 1—11—1 О LO 1 ю о ^ 1 1 ю сч 1 см — 1 1 Ю Ю 1 ююю 1 1 см см 1 см см см 1 1 LO О 1 LO о о i 1 о 1 ьою 1 1 т“| ’ ' ^ Os 05 OS? LO О о юо^ о о СЧ —1 н СМ н н <и <D <D сл crl сл « « о о CJ ООО о О 1—1 1—1 1—1 1—1 1—( >> я я Я О LO
 LO - QJ
 <D о ю о LO О о <D о к <D О LO О Ю о LO 10 LO CO о LO о LO о LO о LO LO CO О Я ^ с О p. R E cd X X о H <D VO СГ • I gs I
 S-So cd ^3 hQ QhVO
 *©« О cd
 Я <D H О я • •>3 R 03 OQ эЯ
 0) О чдк w cd cd X Н д D4 J S Sf S ^ 5 Я cgSc
 аё iS ft
 я а,я s 1 ft ь0 О S 0) н • о ' cd я • м о о д О С cd я я cd PQ О CJ 2 я к cd Ч t=s 0Q о H (U \c PQ
 О s 2 X H s «4 о X о s ^3 43 <D <u H H о а s s О о S cd s s cd О t—i CJ я cd S *з t=C CQ 5 X
 к
 *=5 О ё
 о .С Cd |_4 QQ S §2
 о S
 С § « а cd X R cd X 3* s с ft я ЬЙ Cd
 ft
 о
 и
 н CJ
 cd
 ft 00
 Я Я g-l is ft cd
 cd ft
 cj *0* cd Я t=C Я s 3 £ я cd CQ О эН о
 2 с X Q cd ^
 •тй О О Со
 cd ^ CQ X 3 я я о н (D VO со S cd Я Я н я R *=5 Л оЯ а о а>
 н
 о
 я ft°. О эя 2 °
 ^ PQ cd О cd
 CQ Я CQ Н Я 3 CJ cd со 219 1 Бетон для заполнения кладки любого верхнего этажа в зданиях высотой десять этажей и более должен быть марки не ниже 25. 2 Бетон для заполнения кладки любого верхнего этажа в зданиях высотой десять этажей и более должен быть марки не ниже 15.
Конструктивные элементы стен Пустотные стены первой группы обычно состоят, как указы¬
 валось, из двух (реже трех) параллельных слоев каменной клад¬
 ки, между которыми помещается слой термоизоляционного мате¬
 риала. Слои каменной кладки соединяют между собой горизон¬
 тальными или вертикальными диафрагмами, а иногда — теми и 120 120 М 12020п,20120 Рис. 47. Кладка системы Н. С. Попова, Н. М. Орлянкина и Р. Н. Поповой с горизонтальными связями а — кирпично-бетонная; б — кирпичная с вкладышами; в — кирпичная с засыпкой, 2 — кладка с металлическими связями; д — деталь растворной диафрагмы; е — армирование
 пересечений стен; I — легкий бетон; 2 — легкобетонные вкладыши; 3 — воздушная про¬
 слойка; 4 — металлические связи из круглой стали; 5 — то же, из высечки; 6 — связи в
 местах пересечения стен; 7—засыпка; 8 — растворная диафрагма другими одновременно. Кирпичные диафрагмы создают посред¬
 ством выпуска из слоев кладки внутрь заполнения тычковых
 камней (рис. 47,а, б). Взамен горизонтальных диафрагм возможно применение ме¬
 таллических связей, закладываемых в горизонтальные швы
 кладки через 50—70 см по длине стены и через 40—50 см по ее
 высоте (рис. 47,в). Связи делают из полос высечки или из круг¬
 лой стали диаметром 4—6 мм с площадь