Вопросы для самоконтроля:

1. Как работает кладка при сжатии?

2. Какова схема разрушения кладки?

3. Какие факторы и как влияют на работу кладки.

4. От чего зависит средняя прочность кладки?

5. Какие деформации возможны в кладке?

6. Какие предельные состояния возможны в каменных конструкциях?

Лекция 10. Расчет прочности элементов каменных конструкций на сжатие

10.1. Методы расчета каменных конструкций

С 1955 г. расчет всех строительных конструкций выполняется по предельным состояниям. Предельными называются состояния, при которых конструкция перестаёт удовлетворять эксплуатационным требованиям. В зависимости от условий эксплуатации различают две группы предельных состояний.

Расчет по первой группе должен обеспечивать прочность, выносливость, устойчивость формы и положения при воздействии силовых факторов и внешней среды.

Расчет по второй группе выполняется с целью ограничения чрезмерных перемещений и уровней колебаний, ограничения ширины раскрытия трещин, либо недопустимости их возникновения, предотвращения отслоения облицовки.

Расчет по методу предельных состояний учитывает изменчивость свойств материалов, нагрузок и воздействий, геометрических характеристик конструкций, условия их работы и степень ответственности сооружений.

Расчетное сопротивление каменной кладки определяется из выражения:

(10.1)

где - коэффициент надежности, учитывающий множество факторов: естественный разброс прочностных параметров раствора и камня, квалифи­кацию каменщика, полноту заполнения швов раствором, толщину швов и т.д., принимается равным 2,0 при сжатии и 2,25 - при растяжении, для вибрированной кладки - 2,5. Иные обстоятельства, влияющие на проч­ность кладки, учитываются соответствующими коэффициентами условий работы, на которые умножается величина R.

Расчетное сопротивление кладки осевому растяжению, растяжению при изгибе по неперевязанному и перевязанному сечению, срезу, соответственно обозначаются . Величины сопротивлений в зависимости от марки раствора, бетона и камня приведены в таблицах действующих нормативных документов.

При расчете на выносливость расчетные сопротивления кладки снижаются на величину, зависящую от коэффициента асимметрии цикла загружения.

Расчет каменных конструкций по предельным состояниям должен обеспечивать надежность - способность сохранять эксплуатационные качества в течение определенного срока службы.

При проектировании конструкций необходимо учитывать возможные расчетные ситуации: устанавливающуюся в период возведения и эксплуатации; переходную - во время капремонта, реконструкции; на период консервации; аварийную - во время взрыва, аварии отдельных элементов или оборудования, пожара. Для каждой расчетной ситуации характерны свои расчетные схемы, коэффициенты условий работ и виды возможных предельных состояний.

В последние десятилетия широко применяются современные методы нелинейного расчета каменных стен на ЭВМ с помощью МКЭ. Развиваются также иные подходы к расчету, к примеру, энергетический метод для расчета армокирпичных стен, воспринимающих сейсмические нагрузки и т.п.