К оценке предела прочности кладки при сжатии по указаниям норм проектирования
Исследования прочности и деформации кладки из пильного известняка при центральном сжатии производились с камнями карьеров Крыма [111, 147], Азербайджана [ 2, 3, 81, 82, 93, 108, 136, 137], Одесской области [18, 36], Молдавии [59, 66], Узбекистана [60, 133] и других месторождений страны.
Многочисленные исследования кладок различных видов показали возможность описания связи между ее пределом прочности при осевом сжатии R (кг/см2) и характеристиками камня и раствора эмпирической зависимостью Л. И. Онищика [32,76,77, 94, 113].
При использовании формул (IV—1) — (IV—3) для оценки предела прочности кладки из природных камней принимаются следующие значения входящих в нее величин.
1. Предел прочности Ri природных камней согласно ГОСТа 4001—66 определяется величиной их кубиковой прочности (кг/см2), установленной при испытании образцов с размером ребра 20 см (см. главу II).
Камни из слоистых горных пород для определения марки прочности испытывают при расположении сжимающей нагрузки перпендикулярно слоям. В этих случаях, как было показано в главе II, прочность камня меньшая, чем при параллельном слоям направлении сжимающей нагрузки.
При определении предела прочности длительное время увлажняющейся кладки марку камня определяют по испытаниям образцов, находящихся в насыщенном водой состоянии.
2. Предел прочности раствора при сжатии R2 определяют при испытании образцов-кубов с размерами ребер 70,7 мм по методике, установленной ГОСТом 5802—66 [21]. Согласно этой методике при изготовлении растворных кубиков используются металлические формы без дна, устанавливаемые на кирпич, покрытый смоченным листом непроклеенной бумаги. Кирпич — основание форм — должен быть глиняным с водопоглощением 10—15% и влажностью до 3% по весу. Применение такого кирпича в качестве пористого основания, как показывают опыты, приводит к более интенсивному отсосу влаги, чем при использовании для основания известнякового камня и, вследствие этого, к увеличенному пределу прочности образцов раствора. Возможно, что более благоприятные результаты при построении эмпирической зависимости для природного камня можно было бы получить, используя в качестве основания форм при изготовлении образцов раствора тот же камень, который используется и для кладки. Следует, однако, учесть, что влияние прочности раствора на предел прочности кладки из природных камней высотой 18 см (и более) меньше, чем для кладки из обыкновенного кирпича, поэтому изменение основания при изготовлении растворных кубиков в первом случае сказывается меньше, чем во втором. Кроме этого, несоответствие отсоса влаги стандартным основанием реальным условиям твердения раствора в швах исладки в какой-то мере учитывается в формуле (IV—1) величинами подбираемых по результатам эксперимента коэффициентов а и b.
3. Величины эмпирических коэффициентов а и b отражают влияние растворных швов на прочность кладки. Это влияние при растворах низкой прочности часто оказывается более сильным, чем это учитывается коэффициентами а и b, и для таких случаев, когда растворы имеют нулевую пли очень малую прочность, вводится дополнительный коэффициент. При составлении таблиц нормативных сопротивлений в СНиП [116] и соответствующих им расчетных сопротивлений в СНиП П-В. 2-62* [117] для кладок из пильных известняков было принято:
— начиная с предела прочности раствора R2~35 кг/см2, дальнейшее его увеличение при указанной выше прочности камня практически не отражается на величине предела прочности крупноблочной кладки, в то время, как при применении кладки с высотой ряда 20—30 см отмечается достаточно активный рост ее предела прочности с ростом прочности раствора;
— отношение предела прочности крупноблочной кладки при марке раствора 100 к пределу прочности этой же кладки при нулевой прочности раствора для кладки с высотой ряда 20-30 см;
— применение высокопрочных растворов для кладки из мелкоблочных камней позволяет приблизить ее предел прочности при сжатии к пределу прочности крупноблочной кладки, выполненной из камней той же марки.
Эти особенности указывают на большую эффективность для прочности кладки на сжатие применения высокопрочных растворов при высоте ряда кладки 20—30 см, чем в случае выполнения кладки крупноблочной. Такие закономерности объясняются тем, что усилия, возникающие в камне, расположенном в кладке на растворной постели, вследствие его изгиба, среза и растяжения, возрастают по мере увеличения деформативности раствора, а последняя увеличивается при снижении прочности раствора. В то же время все эти усилия при увеличении высоты камня становятся менее опасными.
4. Величина конструктивного коэффициента А выражает ту максимально возможную величину предела прочности кладки, отнесенную к пределу прочности камня, которую можно было бы достигнуть, применяя такие прочные растворы.
Влияние марки камня на величину конструктивного коэффициента кладки А иллюстрируется графиком (см. рис. IV—2).
С увеличением марки камня, конструктивный коэффициент мелкоблочкой кладки падает. В кладке из крупных блоков к снижению эффективного использования прочности камня приводит опирание его на растворную постель, что вызывает концентрацию напряжений в отдельных местах опорного сечения и связанное с этим снижение прочности.
Влияние марки камня на предел прочности кладки, выполненной на растворе марки 25, показано на графике рис. IV—3.
