Проектирование и расчет каменных и армокаменных конструкций

Проектирование каменных конструкций зданий и армокаменных сооружений, использование конструктивных решений, выбор изделий и материалов для обеспечения требуемых несущих задач и теплотехнических характеристик, должно соответствовать требованиям положений:

  • ГОСТ 54257-2010 Надежность строительных конструкций и оснований,
  • СНиП II-22-81 Каменные и армокаменные конструкции,
  • SNIP 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия.

Cвойства каменной кладки

Каменные и армокаменные конструкции допускается использовать в любых климатических районах. Их применяют для возведения несущих элементов в внецентренно сжатых сооружениях, имеющих ограниченный эксцентриситет приложения внешних сил (na primer, temelj, дымовые трубы, stene, столбы и мостовые опоры, водонапорные или подпорные башни и т.д.).

Сферу использования каменных сооружений можно расширить с помощью армокаменных конструкций, приближая их характеристики к железобетонным.

Каменные конструкции не используют для возведения сооружений, которые находятся под динамическим воздействиям, в районах с сейсмической активностью, в агрессивной среде, на территориях вечной мерзлоты, грунтах, склонных к просадке или набуханию, на объектах с систематическими технологическими температурами более 100°С. Рекомендуется совместно с искусственными каменными материалами (кирпич, пустотелые камни из бетона или керамики, сплошные камни, легкие и ячеистые бетонные блоки) совмещать с природными (туф, известняк) или выпиливаемые камни из горных пород.

Преимущества каменных и армокаменных сооружений:

  • долговечность,
  • устойчивость к морозам и влаге,
  • прочность
  • огнеустойчивость.

Недостатки:

  • вес;
  • высокая теплопроводность;
  • высокий коэффициент теплопроводности;
  • низкая технологичность и большие трудовые затраты при изготовлении;
  • возводятся в основном малоэтажные строительства.

Проектирование и расчет каменных и армокаменных конструкций

Методы расчетов строительных конструкций

Методы расчета каменных и армокаменных конструкций отличаются от расчетов однородных упругих материалов, и выполняются в соответствии с нормами ДБН В.2.6-162:2010, СНиП ІІ-22-81* и СП 15.13330.2012.

Типы расчетов каменной кладки:

1) по несущим способностям;

2) по появлению и раскрытию трещин и деформациям.

Учитывается, что напряжение по сечению элемента распределяется равномерно при центральном сжатии. При этом несущие способности элементов зависят как от прочности кладки, так и от гибкости элементов.

Расчет каменной кладки по предельному состоянию несущих характеристик

Расчеты неармированной каменной кладки по первому типу при центральном сжатии производятся по формуле

где N ­– расчетная продольная сила;

R – расчетное сопротивление сжатию кладки;

φ – коэффициент продольного изгиба;

A – площадь сечения элемента;

Mg – коэффициент, учитывающий действие продолжительной нагрузки.

При внецентренно сжатых неармированных элементов расчет каменных конструкций производиться по формуле:

где Ac равно площади сжатого сечения при прямоугольной эпюре напряжений, которая высчитывается при совпадении центра тяжести с точкой приложения расчетной продольной силы. При прямоугольном сечении размещение границы площади вычисляется, выходя из условия, что статический момент относительно центра тяжести этой площади равен нулю.

При косом внецентренном сжатии используется формула для внецентренно сжатых частей конструкции при эпюре напряжений для прямоугольного сечения в обоих направлений.

Также в расчетах учитываются местное сжатие (в зонах опирания прогонов, плит, балок, колонн), изгибающий момент, прочность при осевом растяжении, срез по швам для бутовой кладки и др.

Проектирование и расчет каменных и армокаменных конструкций

Расчет каменной кладки по предельному образованию деформаций и раскрытию трещин

По появлению и величине раскрытия швов кладки, образованию деформаций рассчитываются:

  • in) неармированные элементы, которые находятся под влиянием продольно сжимающей силы (внецентренно сжатые);
  • б) смежные, установленные совместно различные элементы в конструкции, которые имеют различную деформативность (коэффициент ползучести, усадки или упругости) или при образованию в элементах значительно отличающегося напряжения;
  • v) самонесущие стены, которые соединены с каркасами и подвергаются воздействию на поперечный изгиб, или если несущие характеристики недостаточно прочны для восприятия нагрузок без каркаса;
  • g) перекос в стеновой плоскости при заполнении каркасов;
  • d) армированные элементы конструкции, которые используются в агрессивной для арматуры среде, на изгибаемость, внецентренное сжатие, растянутость;
  • е) продольно армированные сооружения, к которым выдвигаются требования к свойствам непроницаемости штукатурного или изоляции плиточного покрытия;
  • ж) другие элементы конструкции, на которых в период эксплуатации не должно появляться трещин или необходимо минимизировать их раскрытие.

Проектирование каменных и армокаменных конструкций по методу предельного образования деформаций и раскрытия трещин, учитывает также:

  • что величина линейной эпюры напряжений для внецентренного сжатия эпюре напряжений упругого тела;
  • величина раскрытия трещин рассчитывается по условному краевому напряжению растяжения.

Усиление кладки

Правила и методы восстановления и расчет усиления каменных и армокаменных конструкций регламентированы СП 427.1325800.2018.

Обследование технического состояния и решение о необходимости его восстановления или усиления принимается, если изменились условия эксплуатации, нагрузки, меняется конструкция здания, влекущая за собой усиление и изменение граничных условий, а также при появлении на сооружениях значительных дефектов.

Для усиления каменных и армокаменных конструкций используются следующие материалы: кирпич, камни, бетонные блоки, растворы. Если усиливается историческая кладка, то материалы должны быть идентичны тем, которые использовались для восстанавливаемого сооружения, при этом допускается несоответствие этих материалов требованиям действующих нормативных документов.

Армированные каменные конструкции усиливаются:

  • арматурой класса А1 и Вр-1, для конструкций с сетчатым армированием;
  • арматурой класса A-I, А-II или Вр-1 для сооружений с продольной и поперечной арматурой, анкерами и связями;
  • сталь для накладок соединительных и закладных элементов конструкции.

Для наружных и внутренних поверхностей с влажным режимом также допускается использование силикатных или пустотелых керамических кирпичей, камней натуральных и из ячеистого бетона. Указанные материалы нельзя использовать для сооружений с мокрым режимом.Проектирование и расчет каменных и армокаменных конструкций

Расчет прочности

Каменная кладка – это упругопластичный объект, поэтому напряжение и относительная деформация зависят между собой нелинейно. При кратковременной нагрузке модуль упругости или деформации рассчитывается по формуле:

  • 1) для неармированной кладки,

2) при продольно армированной кладке

где α – характеристика упругости, которая выбирается в зависимости от вида кладки из таблицы 15 СНиП II-22.

При сетчатом армировании модуль упругости рассчитывается так же, как и для неармированной кладки.

Кладке, имеющей продольное армирование, присваивается упругая характеристика, как и для неармированной кладки, при этом

– средний предел прочности или временное сопротивление на сжатие определяется по формуле:

а k – коэффициент, который равен 2,0 при использованию обычных камней, или 2,5 – блоков, изготовленных из ячеистого бетона. Другие значения этого коэффициента приведены в таблице 14 СНиП II-22.

R – расчетные сопротивления сжатию.

Упругая характеристика кладки, имеющая сетчатое армирование, определяется по формуле:

Где

– средний предел прочности высчитывается отдельно

in) для сооружений с продольной арматурой

б) для сооружений с сетчатой арматурой

µ – процентное соотношение армирования кладки.

Значение характеристик определяются согласно:

  • процент армирования µ – по п.4.30 СНиП II-22;
  • нормативное сопротивление арматуры по СНиП 52-01-2003,
  • упругая характеристика α по табл.15 СНиП II-22;
  • расчетные сопротивления сжатию R определены в СНиП II-22.

Проектирование и расчет конструкций

Неармированная кладка

Каменная кладка состоит из камней, раствора и швов, идущих горизонтально и вертикально. Опытным путем установлено, что надежность кладки зависит от размеров и прочности кирпичей или камней, их формы, наличию пустот внутри их, прочности раствора, его пластических свойств после затвердевания, качества выполнения работ.

Поэтому расчет элементов каменных конструкций содержит непосредственно высчитанные по формулах не только прочность кладки, а и ее деформативные свойства, ползучесть при длительной нагрузке и другие.Проектирование и расчет каменных и армокаменных конструкций

Кладка с поперечной сетчатой арматурой

При поперечном армировании кладки в горизонтальные швы укладывается арматурная сетка. Благодаря армированию каменная кладка устойчива к поперечным деформациям растяжения и имеет увеличенную несущую способность.

Для армирования используют прямоугольную или квадратную сетку или сетку по типу «зиззаг». Сетка может быть изготовлена из холоднотянутой проволоки, диаметр которой должен быть от 3 мм, или из круглой стали A-I. Если стержни пересекаются в швах, то диаметр арматуры должен быть 5мм, без пересечения – 8мм. Размер ячеек рекомендуется выбирать от 3 za 12 см.

По высоте сетки устанавливаются на расстоянии 40 см друг от друга или в каждый пятый ряд кирпичной кладки. «Зигзаг» сетка укладывается в горизонтальных двух смежных швах так, чтобы стержни в ней были перпендикулярно друг с другом.

Следует учитывать, что толщина шва кладки должна на более чем 4 мм больше размера диаметра арматуры. Раствор армокаменных конструкций должен быть больше 50.

Каменные элементы, усиленные обоймой

Если необходимо усилить несущие характеристики здания, не увеличивая его сечения, то каменные элементы усиливаются обоймой. Необходимость в таких работах возникает при возведении надстроек над уже существующим сооружением, если простенки и столбы нижних этажей имеют недостаточную прочность, существуют дефекты кладки, возникшие при пожарах, землетрясениях или появившиеся в случае допущения ошибок в проекте или при возведении.

Обоймы могут быть:

  • стальные,
  • железобетонные,
  • армированные штукатурные.

Наиболее эффективные первые два типа, так как они не только увеличивают прочность кладки, но и способны принять на себя часть нагрузки.

Стальная обойма – вертикальные стальные уголки, которые устанавливаются по углам конструкции и соединяются между собой стальными планками (полосовой сталью). Чтобы защитить от коррозии обойма покрывается штукатуркой толщиной от 25 za 30 мм.

Железобетонная обойма имеет толщину от 6 za 12 см. Изготавливается из вертикальных стержней в диаметре до 12 мм и хомутов диаметром от 4 za 10 мм, которые заливаются бетоном марки 150-200, для этого делают опалубку передвижную или наращиваемую.

Штукатурная армированная обойма выполняется из вертикальных стержней, диаметр которых составляет от 6 za 12 мм и установленных на них хомутов, размер которых в диаметре равен от 4 za 10 мм.

 

Risbe KMD, KM, stroški razvoja

Risbe in izračuni

Рабочие чертежи каменных и армокаменных конструкций должны содержать:

in) применяемые для кладки материалы (кирпич, виды камней, бетона, облицовочных материалов), какие характеристики они должны иметь согласно ГОСТам или техническим условиям;

б) допустимые марки растворов, для монтажных швов, изготовления панелей или блоков, с учетом проведения работ в летнее или зимнее время;

v) допустимые марки и классы арматуры;

g) выбранную конструкцию стен, систему перевязки швов, а в случае укладки облегченного вида и толщину утеплителя;

d) если работы должны выполняться при минусовых температурах, то в чертежах должен указываться допустимый способ укладки и необходимые принятые дополнительные меры для обеспечения прочности и устойчивости конструкции во время эксплуатации. В таких чертежах обязательно должно указываться, что были произведены все расчеты и проверка прочности конструкции;

е) сооружения, которые на 80% состоят из камня и кирпича, должны быть отмечены в рабочих чертежах. Материалы для каменных и армокаменных конструкций (кирпич, раствор и т.д.) во время их возведения должны систематически контролироваться на прочность.

Naše prednosti

Студия интерьера и архитектуры «ИНСАЙТ» – компания, которой уже более десяти лет успешно выполняет проектные работыпод ключи предоставляет широкий ассортимент услуг в разных направлениях. Мы предлагаем услуги проектирования каменных и армокаменных конструкций для жилых, общественных и производственных объектов любого уровня сложности. Благодаря команде профессиональных архитекторов, дизайнеров и строителей мы предлагаем индивидуальных подход, гарантию качества, контроль и привлекательные цены на полный комплекс услуг: от разработки проекта, реализации до сдачи в эксплуатацию.

 

Arhitekturne rešitve, arhitekturni projekt, skica, koncept, gradnja, popravila, 3d modela, arhitekturna vizualizacija. Стоимость разработки в Санкт-Петербурге. Ustvarjanje projekta v Sankt Peterburgu. Строительство и ремонт.

cena: iz 30 000p. čas: iz 10 dni

Primeri našega dela: Портфолио | arhitektura | notranjost | inženiring | cene | Контакты

CALL NOW
+
Pokliči me!