Проектування кам'яних конструкцій будівель і армокам'яних споруд, використання конструктивних рішень, вибір виробів і матеріалів для забезпечення необхідних несучих завдань і теплотехнічних характеристик, має відповідати вимогам положень:
- ГІСТЬ 54257-2010 Надійність будівельних конструкцій і основ,
- СНиП II-22-81 Кам'яні і армокам'яних конструкції,
- СНиП 2.01.07-85 Навантаження і впливи.
Властивості кам'яної кладки
Кам'яні і армокам'яних конструкції допускається використовувати в будь-яких кліматичних районах. Їх застосовують для зведення несучих елементів в позацентрово стиснутих спорудах, мають обмежений ексцентриситет прикладення зовнішніх сил (наприклад, фундамент, димові труби, стіни, стовпи і мостові опори, водонапірні або підпірні вежі і т.д.).
Сферу використання кам'яних споруд можна розширити за допомогою армокам'яних конструкцій, наближаючи їх характеристики до залізобетонних.
Кам'яні конструкції не використовують для зведення споруд, які знаходяться під динамічним впливам, в районах з сейсмічною активністю, в агресивному середовищі, на територіях вічної мерзлоти, грунтах, схильних до просідання або набухання, на об'єктах з систематичними технологічними температурами понад 100 ° С. Рекомендується спільно з штучними кам'яними матеріалами (цегла, пустотілі камені з бетону або кераміки, суцільні камені, легкі і ніздрюваті бетонні блоки) поєднувати з природними (туф, вапняк) або випилюються камені з гірських порід.
Переваги кам'яних і армокам'яних споруд:
- довговічність,
- стійкість до морозів і вологи,
- міцність
- вогнестійкість.
недоліки:
- вага;
- висока теплопровідність;
- високий коефіцієнт теплопровідності;
- низька технологічність і великі трудові витрати при виготовленні;
- зводяться в основному малоповерхові будівництва.
Методи розрахунків будівельних конструкцій
Методи розрахунку кам'яних і армокам'яних конструкцій відрізняються від розрахунків однорідних пружних матеріалів, і виконуються відповідно до норм ДБН В.2.6-162:2010, СНиП ІІ-22-81* и СП 15.13330.2012.
Типи розрахунків кам'яної кладки:
1) по несучих здібностям;
2) по появі і розкриття тріщин і деформацій.
враховується, що напруга по перерізу елемента розподіляється рівномірно при центральному стиску. При цьому несучі здібності елементів залежать як від міцності кладки, так і від гнучкості елементів.
Розрахунок кам'яної кладки щодо граничного стану несучих характеристик
Розрахунки неармованої кам'яної кладки по першому типу при центральному стиску здійснюються за формулою
де N - розрахункова поздовжня сила;
R - розрахунковий опір стиску кладки;
φ - коефіцієнт поздовжнього вигину;
A - площа перерізу елемента;
Mg - коефіцієнт, враховує дію тривалого навантаження.
При позацентрово стиснутих неармованих елементів розрахунок кам'яних конструкцій здійснюватися за формулою:
де Ac дорівнює площі стиснутого перетину при прямокутної епюрі напружень, яка вираховується при збігу центру ваги з точкою докладання розрахункової поздовжньої сили. При прямокутному перерізі розміщення кордону площі обчислюється, виходячи з умови, що статичний момент щодо центра ваги цієї площі дорівнює нулю.
При косому позацентровому стисканні використовується формула для позацентрово стиснених частин конструкції при епюрі напруг для прямокутного перерізу в обох напрямках.
Також в розрахунках враховуються місцевий стиск (в зонах обпирання прогонів, плит, балок, колон), вигинає момент, міцність при осьовому розтягу, зріз по швах для бутового мурування та ін.
Розрахунок кам'яної кладки за граничним утворення деформацій і розкриття тріщин
За появи і величиною розкриття швів кладки, утворення деформацій розраховуються:
- a) неармовані елементи, які знаходяться під впливом поздовжньо стискає сили (позацентрово стиснуті);
- б) суміжні, встановлені спільно різні елементи в конструкції, які мають різну деформативность (коефіцієнт повзучості, усадки або пружності) або при освіті в елементах значно відрізняється напруги;
- в) самонесучі стіни, які з'єднані з каркасами і піддаються впливу на поперечний вигин, або якщо несучі характеристики недостатньо міцні для сприйняття навантажень без каркаса;
- г) перекіс в стіновий площині при заповненні каркасів;
- г) армовані елементи конструкції, які використовуються в агресивному для арматури середовищі, на ізгібаемость, відцентровий стиск, розтягнутість;
- є) поздовжньо армовані споруди, до яких висуваються вимоги до властивостей непроникності штукатурного або ізоляції плиткового покриття;
- ж) інші елементи конструкції, на яких в період експлуатації не повинно з'являтися тріщин або необхідно мінімізувати їх розкриття.
Проектування кам'яних і армокам'яних конструкцій за методом граничного утворення деформацій і розкриття тріщин, враховує також:
- що величина лінійної епюри напруг для позацентрового стиснення епюрі напружень пружного тіла;
- величина розкриття тріщин розраховується за умовним крайовій напрузі розтягування.
посилення кладки
Правила і методи відновлення і розрахунок підсилення кам'яних і армокам'яних конструкцій регламентовані СП 427.1325800.2018.
Обстеження технічного стану і рішення про необхідність його відновлення або посилення приймається, якщо змінилися умови експлуатації, навантаження, змінюється конструкція будівлі, тягне за собою посилення і зміна граничних умов, а також при появі на спорудах значних дефектів.
Для підсилення кам'яних і армокам'яних конструкцій використовуються наступні матеріали: цегла, камені, бетонні блоки, розчини. Якщо посилюється історична кладка, то матеріали повинні бути ідентичні тим, які використовувалися для відновлюваного споруди, при цьому допускається невідповідність цих матеріалів вимогам чинних нормативних документів.
Армовані кам'яні конструкції посилюються:
- арматурою класу А1 і Вр-1, для конструкцій з сітчастим армуванням;
- арматурою класу A-I, А-II або Вр-1 для споруд з поздовжньою і поперечною арматурою, анкерами і зв'язками;
- сталь для накладок сполучних і заставних елементів конструкції.
Для зовнішніх і внутрішніх поверхонь з вологим режимом також допускається використання силікатних або пустотілих керамічних цегли, каменів натуральних і з пористого бетону. Зазначені матеріали не можна використовувати для споруд з мокрим режимом.
розрахунок міцності
Кам'яна кладка - це упругопластічни об'єкт, тому напруга і відносна деформація залежать між собою нелінійно. При короткочасному навантаженні модуль пружності або деформації розраховується за формулою:
- 1) для неармованої кладки,
2) при поздовжньо армованої кладки
де α - характеристика пружності, яка вибирається в залежності від виду кладки з таблиці 15 СНиП II-22.
При сітчастому армуванні модуль пружності розраховується так само, як і для неармованої кладки.
кладці, має поздовжнє армування, присвоюється пружна характеристика, як і для неармованої кладки, при цьому
- середній межа міцності або тимчасовий опір на стиск визначається за формулою:
а k - коефіцієнт, який дорівнює 2,0 при використання звичайних каменів, або 2,5 - блоків, виготовлених з пористого бетону. Інші значення цього коефіцієнта наведені в таблиці 14 СНиП II-22.
R - розрахунковий опір стиску.
Пружна характеристика кладки, має сітчасте армування, визначається за формулою:
де
- середній межа міцності вираховується окремо
a) для споруд з поздовжньою арматурою
б) для споруд з сітчастою арматурою
μ - процентне співвідношення армування кладки.
Значення характеристик визначаються згідно:
- відсоток армування μ - по п.4.30 СНиП II-22;
- нормативне опір арматури по СНиП 52-01-2003,
- пружна характеристика α по табл.15 СНиП II-22;
- розрахункові опори стиску R визначені в СНиП II-22.
Проектування і розрахунок конструкцій
неармована кладка
Кам'яна кладка складається з каменів, розчину і швів, йдуть горизонтально і вертикально. Дослідним шляхом встановлено, що надійність кладки залежить від розмірів і міцності цегли або каменів, їх форми, наявності порожнеч усередині їх, міцності розчину, його пластичних властивостей після затвердіння, якості виконання робіт.
Тому розрахунок елементів кам'яних конструкцій містить безпосередньо вирахувані по формулах не тільки міцність кладки, а й її деформативні властивості, повзучість при тривалому навантаженні і інші.
Кладка з поперечної сітчастої арматурою
При поперечному армуванні кладки в горизонтальні шви укладається арматурна сітка. Завдяки армуванню кам'яна кладка стійка до поперечних деформацій розтягування і має збільшену несучу здатність.
Для армування використовують прямокутну або квадратну сітку або сітку по типу «зіззаг». Сітка може бути виготовлена з холоднотянутой дроту, діаметр якої повинен бути від 3 мм, або з круглої сталі A-I. Якщо стрижні перетинаються в швах, то діаметр арматури повинен бути 5мм, без перетину - 8мм. Розмір осередків рекомендується вибирати від 3 до 12 см.
По висоті сітки встановлюються на відстані 40 см один від одного або в кожен п'ятий ряд цегляної кладки. «Зигзаг» сітка укладається в горизонтальних двох суміжних швах так, щоб стрижні в ній були перпендикулярно один з одним.
Потрібно враховувати, що товщина шва кладки повинна на більш ніж 4 мм більше розміру діаметра арматури. Розчин армокам'яних конструкцій повинен бути більше 50.
кам'яні елементи, посилені обоймою
Якщо необхідно підсилити несучі характеристики будівлі, не збільшуючи його перетину, то кам'яні елементи посилюються обоймою. Необхідність в таких роботах виникає при зведенні надбудов над вже існуючим спорудою, якщо простінки і стовпи нижніх поверхів мають недостатню міцність, існують дефекти кладки, що виникли при пожежах, землетрусах або з'явилися в разі допущення помилок в проекті або при зведенні.
Обойми можуть бути:
- сталеві,
- залізобетонні,
- армовані штукатурні.
Найбільш ефективні перші два типи, так як вони не тільки збільшують міцність кладки, але і здатні прийняти на себе частину навантаження.
Сталева обойма - вертикальні сталеві куточки, які встановлюються по кутах конструкції і з'єднуються між собою сталевими планками (смуговий сталлю). Щоб захистити від корозії обойма покривається штукатуркою товщиною від 25 до 30 мм.
Залізобетонна обойма має товщину від 6 до 12 см. Виготовляється з вертикальних стрижнів в діаметрі до 12 мм і хомутів діаметром від 4 до 10 мм, які заливаються бетоном марки 150-200, для цього роблять опалубку пересувну або нарощувану.
Штукатурна армована обойма виконується з вертикальних стрижнів, діаметр яких становить від 6 до 12 мм і встановлених на них хомутів, розмір яких в діаметрі дорівнює від 4 до 10 мм.
Розробка креслень і розрахунків
Робочі креслення кам'яних і армокам'яних конструкцій повинні містити:
a) застосовувані для кладки матеріали (цегла, види каменів, бетону, облицювальних матеріалів), які характеристики вони повинні мати згідно ГОСТам або технічним умовам;
б) допустимі марки розчинів, для монтажних швів, виготовлення панелей або блоків, з урахуванням проведення робіт в літній або зимовий час;
в) допустимі марки і класи арматури;
г) обрану конструкцію стін, систему перев'язки швів, а в разі укладання полегшеного виду і товщину утеплювача;
г) якщо роботи повинні виконуватися при мінусових температурах, то в кресленнях повинен вказуватися допустимий спосіб укладання та необхідні прийняті додаткові заходи для забезпечення міцності і стійкості конструкції під час експлуатації. У таких кресленнях обов'язково має зазначатися, що були проведені всі розрахунки і перевірка міцності конструкції;
є) споруди, які на 80% складаються з каменю і цегли, повинні бути відзначені в робочих кресленнях. Матеріали для кам'яних і армокам'яних конструкцій (цегла, розчин і т.д.) під час їх зведення повинні систематично контролюватися на міцність.
Наші переваги
Студія інтер'єру та архітектури «ІНСАЙТ» - компанія, якої вже більше десяти років успішно виконує проектні роботи “замком” і надає широкий асортимент послуг в різних напрямках. Ми пропонуємо послуги проектування кам'яних і армокам'яних конструкцій для житлових, громадських і виробничих об'єктів будь-якого рівня складності. Завдяки команді професійних архітекторів, дизайнерів і будівельників ми пропонуємо індивідуальних підхід, гарантію якості, контроль і привабливі ціни на повний комплекс послуг: від розробки проекту, реалізації до здачі в експлуатацію.
Архітектурне рішення, архітектурний проект, ескіз, концепт, будівництво, ремонт, 3d модель, архітектурна візуалізація. Вартість розробки в Санкт-Петербурзі. Створення проекту в СПб. Будівництво та ремонт.
Ціна: від 30 000р. термін: від 10 днів
Приклади наших робіт: портфель | архітектура | інтер'єр | Інжиніринг | ціни | Контакти
