Ввиду повсеместности и доступности сырья, долговечности и экономичности конструкции из природного камня возводились еще в каменном веке. Позже в качестве каменных конструкциях применялся тесаный камень, кирпич-сырец, обожженный кирпич.
Под каменными конструкциями понимают несущие и ограждающие конструкции зданий и сооружений, выполненные путем соединения отдельных камней или каменных изделий строительным раствором. До наших дней сохранилось много выдающихся памятников каменного зодчества: храмы Киевской Руси 10в., Архангельский собор в Московском Кремле 1333г., Кремлевские стены 1367г. И т.д.
Желание зодчих совершенствовать конструкции требовало разработки способов их расчета.
В 1638г. Галилей впервые определил несущую способность изгибаемого бруса в предположении, что в нем возникает такая же осевая растягивающая сила, как при осевом разрыве, и что в месте излома брус вращается вокруг грани сечения. В конце 18 века Кулон предложил теорию расчета каменного свода. В середине 19 века русский инженер Паукер дал более точное графическое определение несущей способности каменного свода.
В 1813г. В Англии была построена железокирпичная фабричная труба, а в 1825 г. –тоннель под Темзой из армированной кладки. В 1853 г. В Вашингтоне сооружен большой железокирпичный резервуар для воды.
Достаточно широкое применение нашли армокаменные конструкции и в нашей стране при строительстве зданий с армокирпичным каркасами. Широко используются традиционные материалы и конструкции. С 1955 года каменные и армокаменные конструкции рассчитываются по предельным состояниям. В развитии теории и практики каменных конструкций велика роль В.П. Некрасова, Л.И. Семенцова, С.В. Полякова, Ю.М. Иванова и др.
Применение каменных и армокаменных конструкций нашло во всех климатических районах в качестве несущих и ограждающих конструкций для центрально и внецентренно сжатых с ограниченным эксцентриситетом элементов. Армокаменные конструкции по свойствам приближаются к ж/б.
Достоинства каменных и армокаменных конструкций:
Сравнительная дешевизна и доступность материала;
Высокие прочностные характеристики
Недостатки: -большая теплопроводность;
Высокая трудоемкость;
Сезонная ограниченность ведения работ;
При проектирование каменных и армокаменных конструкций соблюдают требования
СНиП 11-25-80 Каменные и армокаменные конструкции
Кирпич и камни для каменных и армокаменных конструкций выпускают следующих марок: камни малой прочности (легкие бетонные и природные)-4;7;15;25;35;50
Камни средней прочности (кирпич, керам., природные, бетонные)-75;100;125;150;200
Камни высокой прочности (кирпич, природные, бетонные)-250;300;400;500;600;800;1000
Для строительных растворов установлены марки-4;10;25;50;75;100;150;200. Марки 150 и 200 применяют для отдельно стоящих и наиболее нагруженных элементов. Растворы плотностью (в сухом состоянии) 1500 кг/м3 и более называются тяжелыми, до-легкими.
Марки по морозостойкости F 10-300, в зависимости от класса здания и режима эксплуатации проектные марки 15-50
Для армирования применяют следующие классы арматуры: для сетчатого-А-1; Вр-1; для продольной и поперечной арматуры, анкеров, связей-А-1;А-11;Вр-1
Применение:
для кладки наружных стен с сухим и нормальным влажностным режимом рекомендуется применять сплошную кладку из пустотелого кирпича, керамических и легкобетонных камней, с влажным режимом при условии защиты внутренней поверхности пароизоляцией, с мокрым режимом и для наружных стен подвалов и цоколей не допускается. Сплошные керамические кирпичи и камни из тяжелого бетона применяют для сплошной кладки в цоколях, стенах подвала, в стенах неотапливаемых зданий. Кирпич марок 150 и более применяется в зданиях высотой более пяти этажей. Силикатный кирпич не применяется для кладки стен подвалов, и при мокрых и влажных режимах.
Прочностные и деформативные характеристики каменной кладки
Прочность и деформативность кладки зависит от многих факторов:
От прочности и деформативности камня и раствора
Размера и формы камня
Подвижности раствора и степени заполнения им вертикальных швов
Качества кладки
Квалификации каменщика и т.д.
Прочность каменных материалов определяют по результатам испытаний образцов-эталонов на сжатие. Кирпич дополнительно испытывается и на изгиб. Предел прочности камня на сжатие в 10-15 раз выше предела прочности на растяжение. По пределу прочности на сжатие устанавливают марку кирпича.
Каменные материалы являются хрупкими, строительные растворы в затвердевшем состоянии упругопластичными. Каменная кладка, несущая способность которой обеспечивается совместной работой этих материалов, являются нелинейно деформируемым материалом. При восприятии кладкой сжимающих усилий поперечные деформации строительных растворов в горизонтальных швах значительно превышают поперечные деформации каменных материалов, поэтому кладка разрушается от растягивающих усилий в камне, возникающих под влиянием поперечных деформаций раствора. Увеличение толщины шва ведет к уменьшению прочности кладки. Разрушение кладки начинается с раскрытия вертикальных швов и появления мелких вертикальных трещин в отдельных камнях. При дальнейшем нагружении вертикальные трещины соединяются по высоте и расчленяют кладку на отдельные столбы, затем при дальнейшем увеличении нагрузки происходит потеря устойчивости кладки.
Прочностные и деформативные характеристики кладки получают путем испытания призматических образцов с размерами основания 38*38; 51*51 см. высотой 110-120 см.
Прочностные характеристики кладки: -временное сопротивление сжатию R и
Расчетное сопротивление осевому сжатию R
Расчетное сопротивление осевому растяжению R bl
Расчетному сопротивлению растяжения при изгибе R tb
Расчетное сопротивление срезу R sq
Деформативные характеристики кладки : -модуль упругости кладки (начальный модуль деформации) Е о
Упругая характеристика кладки α
Модуль деформации кладки Е
Коэффициент ползучести кладки γ cr
Коэффициент линейного расширения α t
Коэффициент трения μ
Величина R и определяется по данным испытаний.
Величина R = R и /k, где k-коэффициент, зависящий от вида камня; для камня и кирпича всех видов, бута, бутобетона k=2; для крупных и мелких блоков из ячеистых бетонов k=2.25 (данные R даны в СНиП 11-22-81).
При назначении расчетных сопротивлений кладки сжатию учитывают коэффициент условий работы: γ c -для летней кладки; γ cl –для зимней кладки, выполненной способом замороживания
(СНиП 11-22-81 т.33)
Величина R bl ; R sq ; R tb зависят от вида сечения, по которому происходит разрушение кладки. При этом возможны два случая разрушения: -по неперевязанному сечению, которыми являются горизонтальные швы кладки
По перевязанному сечению, которыми являются вертикальные швы кладки, в этих случаях сечение имеет ступенчатую форму
Значения R tb R sq R bl приведены в СНиП 11-22-81 т. 10
Значение Е о при кратковременном нагружении принимается равным Е о = α tgφ о, также пропорционален временному сопротивлению осевого сжатия Е о = α R и
Значение упругой характеристики α, зависящей от типа кладки, для основных видов кладки находится в СНиП 11-22-81
При расчете кладки на действие постоянных и длительных нагрузок с учетом ползучести, модуль упругости уменьшается на коэффициент ползучести γ cr, принимаемые: 1,2- для кладки из керамического кирпича; 1,8- для керам. камней с вертикальными щелевыми пустотами; 2,8-для кладки из крупных блоков; 3-для кладки из силикатного кирпича и блоков из бетона с пористыми заполнителями.
Значение Е= tgφ- тангенс угла наклона касательной к кривой в точке с заданным уровнем напряжений. Модуль деформации применяют в расчетах по 1 и 11 группам предельных состояний каменных конструкций. Работающих в сооружениях совместно с элементами конструкций из других материалов, при этом Е=0,5Е о
При определение деформаций кладки в статически неопределимых рамных системах
Модули упругости и деформации кладки из природных камней принимают по результатам экспериментальных исследований.
Относительная деформация с учетом ползучести: ε=νσ/ Е о, где ν-коэфф., учитывающий влияние ползучести кладки; σ-напряжение в кладке при длительном загружении.
Каменные материалы. В качестве каменных материалов для кладок используют штучные камни массой не более 40 кг и каменные изделия, изготовленные в заводских условиях, масса которых ограничивается грузоподъемностью транспортного я монтажного оборудования. К штучным каменным материалам относят: кирпич керамический, керамические камни, природные камни правильной формы и бутовые (неправильной формы), бетонные камни. Каменные изделия выпускают в виде бетонных блоков различного назначения, блоков из кирпича и керамических камней, вибропанелей из кирпича, блоков из природных камней и т. п.
Каменные материалы классифицируют: по происхождению: а) природные камни, добываемые в каменных карьерах (каменные блоки, бут); б) искусственные камни, изготовляемые путем обжига (кирпич, керамические камни), и необжиговые камни (кирпич силикатный, шлаковый, бетонные камни из тяжелого и легкого бетона); по структуре: а) полнотелый кирпич и сплошные камни; б) пустотелый кирпич и камни с пустотами разной формы.
Для ручной каменной кладки применяют кирпич следующих видов: керамический обыкновенный пластического и полусухого прессования, керамический пустотелый пластического прессования, кирпич силикатный, кирпич из трепелов и диатомитов.
Керамический полнотелый и силикатный кирпичи применяют для кладки несущих стен и столбов; керамический пустотелый - для кладки наружных стен отапливаемых зданий. Керамические и бетонные камни используют при возведении стен и перегородок, а крупные блоки из тяжелого бетона, кроме того, применяют для кладки стен фундаментов.
Природные камни из тяжелых пород (известняки, песчаники, гранит) используют в основном для облицовки стен и кладки фундаментов, а из камней легких пород (туф, известняк, ракушечник) в некоторых районах возводят стены.
Основной характеристикой каменных материалов, применяемых в несущих конструкциях, является их прочность, характеризуемая маркой, которая обозначает временное сопротивление образцов при сжатии.
Арматура. Для армирования каменных конструкций следует применять: в качестве сетчатого армирования - горячекатаную круглую сталь класса А-1 или арматурную проволоку периодического профиля класса Вр-1 диаметром 3...8 мм, в качестве продольной и поперечной арматуры - сталь классов А-1, A-11 и Вр-1 диаметром 5...8 мм. Соединительные элементы, закладные детали и стальные обоймы следует изготовлять из прокатной листовой стали, фасонных профилей, полосовой стали.
Расчет каменных и армокаменных конструкций ведется по методу предельного состояние. При этом учитываются 2 группы предельных состояний: первая по несущей способности (прочности и устойчивости), вторая - по образованию и раскрытию трещин (швов кладки) и деформациям. Расчет по первой группе выполняют всегда и для всех видов конструкций. Расчет по второй группе производят для конструкций, где не допускаются трещины (облицовка резервуаров) или требуется неполное их раскрытие (внецентренносжатые элементы с большими эксцентриситетами), ограничиваются деформации по условиям совместной работы смежных конструкций (стеновые заполнения каркасов зданий) и др. Цель расчета состоит в подборе сечений элементов или проверке имеющихся сечений. Вычисленные напряжения, деформации и ширина раскрытия трещин не должны превышать предельных значений, установленных нормами.
Расчет по несущей способности производят из условия, что расчетное усилие N меньше или равно расчетной несущей способности . Расчетное усилие вычисляют при действии нагрузок, взятых с коэффициентом надежности при неблагоприятном их сочетании. Расчетную несущую способность определяют в зависимости от геометрических размеров сечения, расчетного сопротивления кладки R и коэффициентов условий работы. Расчетное сопротивление, учитывающее возможность снижения прочности, связанное с естественным разбросом механических свойств, учитывается коэффициентом надежности и определяется по формуле
СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА
КАМЕННЫЕ И АРМОКАМЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ
СНиП II-22-81
(в ред. Изменений,
утв. Постановлением Госстроя СССР от 11.09.1985 N 143,
Изменения N 2, принятого Постановлением
Госстроя РФ от 29.05.2003 N 46)
Разработаны Центральным научно-исследовательским институтом строительных конструкций (ЦНИИСК) им. В.А. Кучеренко Госстроя СССР.
Внесены ЦНИИСК им. Кучеренко Госстроя СССР.
С введением в действие настоящей главы СНиП отменяется глава СНиП II-В.2-71 "Каменные и армокаменные конструкции. Нормы проектирования".
Редакторы - инженеры Ф.М. Шлемин, Г.М. Хорин (Госстрой СССР) и кандидаты техн. наук В.А. Камейко, А.И. Рабинович (ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко).
При пользовании нормативным документом следует учитывать утвержденные изменения строительных норм и правил и государственных стандартов, публикуемые в журнале "Бюллетень строительной техники" и информационном указателе "Государственные стандарты" Госстандарта России.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Нормы настоящей главы должны соблюдаться при проектировании каменных и армокаменных конструкций новых и реконструируемых зданий и сооружений.
1.2. При проектировании каменных и армокаменных конструкций следует применять конструктивные решения, изделия и материалы, обеспечивающие требуемую несущую способность и теплотехнические характеристики конструкций.
(п. 1.2 в ред. Изменения N 2, принятого Постановлением Госстроя РФ от 29.05.2003 N 46)
1.3. Применение силикатных кирпича, камней и блоков; камней и блоков из ячеистых бетонов; керамического кирпича и камней, бетонных блоков с пустотами; керамического кирпича полусухого прессования допускается для наружных стен помещений с влажным режимом при условии нанесения на их внутренние поверхности пароизоляционного покрытия. Применение указанных материалов для стен помещений с мокрым режимом, а также для наружных стен подвалов и цоколей не допускается. Влажностный режим помещений следует принимать в соответствии со СНиП по тепловой защите.
1.4. Прочность и устойчивость каменных конструкций и их элементов должны обеспечиваться при возведении и эксплуатации, а также при транспортировании и монтаже элементов сборных конструкций.
(п. 1.3 в ред. Изменения N 2, принятого Постановлением Госстроя РФ от 29.05.2003 N 46)
1.5 исключен с 1 июля 2003 года. - Изменение N 2, принятое Постановлением Госстроя РФ от 29.05.2003 N 46.
1.6. При проектировании зданий и сооружений следует предусматривать мероприятия, обеспечивающие возможность возведения их в зимних условиях.
2. МАТЕРИАЛЫ
2.1. Кирпич, камни и растворы для каменных и армокаменных конструкций, а также бетоны для изготовления камней и крупных блоков должны удовлетворять требованиям соответствующих ГОСТов и применяться следующих марок или классов:
(в ред. Изменений, утв. Постановлением Госстроя СССР от 11.09.1985 N 143)
а) камни - по пределу прочности на сжатие (а кирпич - на сжатие с учетом его прочности при изгибе): 7, 10, 15, 25, 35, 50 (камни малой прочности - легкие бетонные и природные камни); 75, 100, 125, 150, 200 (средней прочности - кирпич, керамические, бетонные и природные камни); 250, 300, 400, 500, 600, 800, 1000 (высокой прочности - кирпич, природные и бетонные камни);
б) бетонов классов по прочности на сжатие;
тяжелые - В3,5; В5; В7,5; В12,5; В15; В20; В25; В30;
на пористых заполнителях - В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В12,5; В15; В20; В25; В30;
ячеистые - В1; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В12,5;
крупнопористые - В1; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5;
поризованные - В2,5; В3,5; В5; В7,5;
силикатные - В12,5; В15; В20; 825; В30;
(подпункт б) в ред. Изменений, утв. Постановлением Госстроя СССР от 11.09.1985 N 143)
в) растворы по пределу прочности на сжатие - 4, 10, 25, 50, 75, 100, 150, 200;
г) каменные материалы по морозостойкости - F 10, F 15, F 25, F 35, F 50, F 75, F 100, F 150, F 200, F 300.
(в ред. Изменения N 2, принятого Постановлением Госстроя РФ от 29.05.2003 N 46)
Для бетонов марки по морозостойкости те же, кроме F 10.
(в ред. Изменения N 2, принятого Постановлением Госстроя РФ от 29.05.2003 N 46)
2.2. Растворы с плотностью в сухом состоянии - 1500 кг/м3 и более - тяжелые, до 1500 кг/м3 - легкие.
2.3. Проектные марки по морозостойкости каменных материалов для наружной части стен (на толщину 12 см) и для фундаментов (на всю толщину), возводимых во всех строительно-климатических зонах, в зависимости от предполагаемого срока службы конструкций, но не менее 100, 50 и 25 лет, приведены в табл. 1 и пп. 2.4 и 2.5.
КонсультантПлюс: примечание.
Постановлением Госстроя СССР от 05.12.1983 N 311 с 1 января 1985 года введены в действие СНиП 2.02.01-83 "Основания зданий и сооружений".
Примечание. Проектные марки по морозостойкости устанавливают только для материалов, из которых возводится верхняя часть фундаментов (до половины расчетной глубины промерзания грунта, определяемой в соответствии с главой СНиП "Основания зданий и сооружений").
Таблица 1
┌────────────────────────────┬────────────────────────────────────┐
│ Вид конструкций │ Значения F при предполагаемом │
│ │ сроке службы конструкций, лет │
│ ├───────────┬──────────┬─────────────│
│ │ 100 │ 50 │ 25 │
├────────────────────────────┼───────────┼──────────┼─────────────│
│1. Наружные стены или их │ │ │ │
│ облицовка в зданиях с │ │ │ │
│ влажностным режимом │ │ │ │
│ помещений: │ │ │ │
│ а) сухим и нормальным │ 25 │ 15 │ 15 │
│ б) влажным │ 35 │ 25 │ 15 │
│ в) мокрым │ 50 │ 35 │ 25 │
│2. Фундаменты и подземные │ │ │ │
│ части стен: │ │ │ │
│ а) из кирпича глиняного │ │ │ │
│ пластического прессования│ 35 │ 25 │ 15 │
│ б) из природного камня │ 25 │ 15 │ 15 │
│ │ │ │ │
КонсультантПлюс: примечание.
Постановлением Госстроя СССР от 20.08.1984 N 136 с 1 января
1986 года введены в действие СНиП 2.03.01-84 "Бетонные и
железобетонные конструкции".
│ Примечания. 1. Марки по морозостойкости камней, блоков и│
│панелей, изготовляемых из бетонов всех видов, следует принимать в│
│соответствии с главой СНиП по проектированию бетонных и│
│железобетонных конструкций. │
│ 2. Марки по морозостойкости, приведенные в табл. 1, для всех│
│строительно-климатических зон, кроме указанных в п. 2.5 настоящих│
│норм, могут быть снижены для кладки из глиняного кирпича│
│пластического прессования на одну ступень, но не ниже F 10 в│
│следующих случаях: │
│29.05.2003 N 46) │
│ а) для наружных стен помещений с сухим и нормальным│
│влажностным режимом (поз. 1, а), защищенных с наружной стороны│
│облицовками толщиной не менее 35 мм, удовлетворяющими требованиям│
│по морозостойкости, приведенным в табл. 1, морозостойкость│
│лицевого кирпича и керамического камня должна быть не менее F│
│25 для всех сроков службы конструкций; │
│(в ред. Изменения N 2, принятого Постановлением Госстроя РФ от│
│29.05.2003 N 46) │
│ б) для наружных стен с влажным и мокрым режимом помещений│
│(поз. 1, б и 1, в), защищенных с внутренней стороны│
│гидроизоляционными или пароизоляционными покрытиями; │
│ в) для фундаментов и подземных частей стен зданий с│
│тротуарами или отмостками, возводимых в маловлажных грунтах, если│
│уровень грунтовых вод ниже планировочной отметки земли на 3 м и│
│более (поз. 2). │
│ 3. Марки по морозостойкости, приведенные в поз. 1 для│
│облицовок толщиной менее 35 мм, повышаются на одну ступень, но не│
│выше F 50, а облицовок зданий, возводимых в Северной│
│строительно-климатической зоне, - на две ступени, но не выше│
│F 100. │
│(в ред. Изменения N 2, принятого Постановлением Госстроя РФ от│
│29.05.2003 N 46) │
│ 4. Марки по морозостойкости каменных материалов, приведенные│
│в поз. 2, применяемых для фундаментов и подземных частей стен,│
│следует повышать на одну ступень, если уровень грунтовых вод ниже│
│планировочной отметки земли менее чем на 1 м. │
│ 5. Марки камня по морозостойкости для кладки открытых│
│конструкций, а также конструкций сооружений, возводимых в зоне│
│переменного уровня грунтовых вод (подпорные стенки, резервуары,│
│водосливы, бортовые камни и т.п.), принимаются по нормативным │
│документам, утвержденным или согласованным Госстроем СССР. │
│ 6. По согласованию с заказчиком требования по испытанию│
│на морозостойкость не предъявляются к природным каменным│
│материалам, которые на опыте прошлого строительства показали│
│достаточную морозостойкость в аналогичных условиях эксплуатации. │
│(п. 6 примечания в ред. Изменения N 2, принятого Постановлением│
│ 7. Для наружных стен многослойной кладки при толщине│
│наружного слоя не более 120 мм, за которым располагается│
│утеплитель, марку по морозостойкости лицевого слоя следует│
│принимать на одну ступень больше, чем основной кладки. │
│(п. 7 примечания введен Изменением N 2, принятым Постановлением│
│Госстроя РФ от 29.05.2003 N 46) │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
(в ред. Изменения N 2, принятого Постановлением Госстроя РФ от 29.05.2003 N 46)
2.4. Для районов строительства, расположенных восточнее и южнее городов: Грозный, Волгоград, Саратов, Самара, Орск, Караганда, Семипалатинск, Усть-Каменогорск, требования к морозостойкости материалов и изделий, применяемых для конструкций, указанных в табл. 1, допускается снижать на одну ступень, но не ниже F 10.
(в ред. Изменения N 2, принятого Постановлением Госстроя РФ от 29.05.2003 N 46)
Примечание. Величины ступеней соответствуют значениям, приведенным в п. 2.1, г.
2.5. Для Северной строительно-климатической зоны, а также для побережий Ледовитого и Тихого океанов шириной 100 км, не входящих в Северную строительно-климатическую зону, марки по морозостойкости материалов для наружной части стен (при сплошных стенах - на толщину 25 см) и для фундаментов (на всю ширину и высоту) должны быть на одну ступень выше указанных в табл. 1, но не выше F 50 для керамических и силикатных материалов, а также природных камней.
(в ред. Изменения N 2, принятого Постановлением Госстроя РФ от 29.05.2003 N 46)
Примечание. Определения границ Северной строительно-климатической зоны и ее подзон приведены в главе СНиП по строительной климатологии и геофизике.
2.6. Для армирования каменных конструкций в соответствии с главой СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций следует применять:
для сетчатого армирования - арматуру классов A-I и Bp-I;
для продольной и поперечной арматуры, анкеров и связей - арматуру классов A-I, A-II и Bp-I (с учетом указаний п. 3.19).
Для закладных деталей и соединительных накладок следует применять сталь в соответствии с главой СНиП по проектированию стальных конструкций.
АКТУАЛИЗИРОВАННАЯ РЕДАКЦИЯ СНиП II-22-81*
Masonry and reinforced masonry structures
СП 15.13330.2012
ОКС 91.080.30
Предисловие
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила разработки - Постановлением Правительства Российской Федерации от 19 ноября 2008 г. N 858 "О порядке разработки и утверждения сводов правил".
Сведения о своде правил
1. Исполнители - Центральный научно-исследовательский институт строительных конструкций им. В.А. Кучеренко (ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко) - институт ОАО "НИЦ "Строительство".
2. Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство".
3. Подготовлен к утверждению Департаментом архитектуры, строительства и градостроительной политики.
4. Утвержден Приказом Министерства регионального развития Российской Федерации (Минрегион России) от 29 декабря 2011 г. N 635/5 и введен в действие с 1 января 2013 г.
5. Зарегистрирован Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт). Пересмотр СП 15.13330.2010 "СНиП II-22-81*. Каменные и армокаменные конструкции".
Информация об изменениях к настоящему своду правил публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минрегион России) в сети Интернет.
Введение
КонсультантПлюс: примечание.
В официальном тексте документа, видимо, допущена опечатка: Федеральный закон N 123-ФЗ принят 22.07.2008, а не от 22.06.2008.
Настоящий свод правил составлен с учетом требований Федеральных законов от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", от 22 июня 2008 г. N 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности", от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений".
Актуализация выполнена авторским коллективом ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко - институтом ОАО "НИЦ "Строительство": кандидаты техн. наук А.В. Грановский, М.К. Ищук (руководители работ), В.М. Бобряшов, Н.Н. Кручинин, М.О. Павлова, С.И. Чигрин; инженеры: А.М. Горбунов, В.А. Захаров, С.А. Минаков, А.А. Фролов (ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко); кандидаты техн. наук А.И. Бедов (МГСУ), А.Л. Алтухов (МОСГРАЖДАНПРОЕКТ). Общая редакция - канд. техн. наук О.И. Пономарева (ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко).
1. Область применения
Настоящий свод правил распространяется на проектирование каменных и армокаменных конструкций новых и реконструируемых зданий и сооружений различного назначения, эксплуатируемых в климатических условиях России.
Нормы устанавливают требования к проектированию каменных и армокаменных конструкций, возводимых с применением керамического и силикатного кирпича, керамических, силикатных, бетонных блоков и природных камней.
Требования настоящих норм не распространяются на проектирование зданий и сооружений, подверженных динамическим нагрузкам, возводимых на подрабатываемых территориях, вечномерзлых грунтах, в сейсмоопасных районах, а также мостов, труб и тоннелей, гидротехнических сооружений, тепловых агрегатов.
Нормативные документы, на которые в тексте настоящих норм имеются ссылки, приведены в Приложении А.
Примечание. При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов в информационной системе общего пользования на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим сводом правил следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3. Термины и определения
В настоящем своде правил приняты термины и определения, приведенные в Приложении Б.
4. Общие положения
4.1. При проектировании каменных и армокаменных конструкций следует применять конструктивные решения, изделия и материалы, обеспечивающие требуемую несущую способность, долговечность, пожаробезопасность, теплотехнические характеристики конструкций и температурно-влажностный режим (ГОСТ 4.206, ГОСТ 4.210, ГОСТ 4.219).
4.2. При проектировании зданий и сооружений следует предусматривать мероприятия, обеспечивающие возможность возведения их в зимних условиях.
4.3. Применение силикатных кирпича, камней и блоков; камней и блоков из ячеистых бетонов; пустотелых керамических кирпича и камней, бетонных блоков с пустотами; керамического кирпича полусухого прессования допускается для наружных стен помещений с влажным режимом при условии нанесения на их внутренние поверхности пароизоляционного покрытия. Применение указанных материалов для стен помещений с мокрым режимом, а также для наружных стен подвалов, цоколей и фундаментов не допускается.
Применение трехслойной кладки с эффективным утеплителем для наружных стен помещений с влажным режимом эксплуатации допускается при условии нанесения на их внутренние поверхности пароизоляционного покрытия. Применение такой кладки для наружных стен помещений с мокрым режимом эксплуатации, а также для наружных стен подвалов не допускается.
4.4. Конструктивное исполнение строительных элементов не должно являться причиной скрытого распространения горения по зданию, сооружению, строению.
При использовании в качестве внутреннего слоя горючего утеплителя предел огнестойкости и класс конструктивной пожарной опасности строительных конструкций должны быть определены в условиях стандартных огневых испытаний или расчетно-аналитическим методом.
Методики проведения огневых испытаний и расчетно-аналитические методы определения пределов огнестойкости и класса конструктивной пожарной опасности строительных конструкций устанавливаются нормативными документами по пожарной безопасности.
4.5. Применение настоящего документа обеспечивает выполнение требований Технического регламента "О безопасности зданий и сооружений".
5. Материалы
5.1. Кирпич, камни и растворы для каменных и армокаменных конструкций, а также бетоны для изготовления камней и крупных блоков должны удовлетворять требованиям соответствующих стандартов: ГОСТ 28013; ГОСТ 4.233; ГОСТ 530; ГОСТ 379; ГОСТ 4001; ГОСТ 6133; ГОСТ 9479; ГОСТ 31189; ГОСТ 31357; ГОСТ 4.210; ГОСТ 4.219; ГОСТ 25485; ГОСТ Р 51263; ГОСТ 8462; ГОСТ 5802 и применяться следующих марок или классов:
а) камни - по среднему пределу прочности на сжатие (кирпич - сжатие с учетом его среднего значения предела прочности при изгибе): М7, М10, М15, М25, М35, М50, М75 - камни малой прочности - легкие бетонные и природные камни, керамические, в том числе крупноформатные; М100, М125, М150, М200 - кирпич и камни средней прочности, в том числе крупноформатные, керамические, бетонные и природные; М250, М300, М400, М500, М600, М800 и М1000 - кирпич и камни высокой прочности, в том числе клинкерные природные и бетонные;
б) бетоны классов по прочности на сжатие:
тяжелые - В3,5; В5; В7,5; В12,5; В15; В20; В22,5; В25; В30;
на пористых заполнителях - В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В12,5; В15; В20; В25; В30;
ячеистые - В1; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В12,5;
полистиролбетон - В1,0; В1,5; В2,0; В2,5; В3,5;
крупнопористые - В1; В2; В2,5; В3,5; В5; В7,5;
поризованные - В2,5; В3,5; В5; В7,5;
силикатные - В12,5; В15; В20; В25; В30.
Допускается применение в качестве утеплителей бетонов, предел прочности которых на сжатие 0,5 МПа и более; а для вкладышей и плит не менее 1,0 МПа;
в) растворы по среднему пределу прочности на сжатие - 0,4 МПа, и по маркам по прочности на сжатие - М4, М10, М25, М50, М75, М100, М150, М200;
г) каменные материалы по морозостойкости - F10, F15, F25, F35, F50, F75, F100, F150, F200, F300.
Для бетонов марки по морозостойкости те же, кроме F10.
5.2. Проектные марки по морозостойкости каменных материалов для наружной части стен (на толщину 12 см) и для фундаментов (на всю толщину), возводимых во всех строительно-климатических зонах, в зависимости от предполагаемого срока службы конструкций, но не менее 100, 50 и 25 лет, приведены в 5.3 и таблице 1.
Примечание. Проектные марки по морозостойкости устанавливают только для материалов, из которых возводится верхняя часть фундаментов (до половины расчетной глубины промерзания грунта, определяемой в соответствии с СП 22.13330).
Таблица 1
┌───────────────────────────────────────────────────────┬─────────────────┐
│ Вид конструкций │ Значения │
│ │морозостойкости F│
│ │ кладочных │
│ │ материалов при │
│ │ предполагаемом │
│ │ сроке службы │
│ │конструкций, лет │
│ ├─────┬─────┬─────┤
│ │ 100 │ 50 │ 25 │
│1. Наружные стены из массивной кладки или их облицовка │ │ │ │
│без эффективного утеплителя, наружные двухслойные стены│ │ │ │
│при плотности кладки внутреннего слоя не менее │ │ │ │
│1400 кг/м3 в зданиях с влажностным режимом помещений: │ │ │ │
│ а) сухим и нормальным │ 25 │ 25 │ 25 │
│ б) влажным │ 35 │ 25 │ 15 │
│ в) мокрым │ 50 │ 35 │ 25 │
├───────────────────────────────────────────────────────┼─────┼─────┼─────┤
│2. Наружные трехслойные стены с эффективным │ │ │ │
│утеплителем: │ │ │ │
│ а) лицевой слой кладки толщиной 120 мм │ 75 │ 75 │ 75 │
│ б) лицевой слой кладки толщиной 250 мм и более │ 50 │ 50 │ 50 │
├───────────────────────────────────────────────────────┼─────┼─────┼─────┤
│3. Фундаменты, цоколи и подземные части стен: │ │ │ │
│ а) из бетонных блоков, кирпича керамического │ 50 │ 35 │ 25 │
│ пластического формирования (в т.ч. клинкерного) │ │ │ │
│ б) из природного камня │ 35 │ 25 │ 25 │
├───────────────────────────────────────────────────────┴─────┴─────┴─────┤
│ Примечания. 1 Марки по морозостойкости, приведенные в таблице 1,│
│могут быть снижены для кладки из керамического кирпича пластического│
│прессования на одну ступень (кроме п. 2) в следующих случаях: │
│ а) для наружных стен с влажным и мокрым режимом помещений, защищенных│
│с внутренней стороны гидроизоляционными или пароизоляционными покрытиями;│
│ б) для фундаментов и подземных частей стен зданий с тротуарами или│
│отмостками, возводимых в маловлажных грунтах, если уровень грунтовых вод│
│ниже планировочной отметки земли на 3 м и более. │
│ 2. В Северной строительно-климатической зоне марки по│
│морозостойкости, приведенные в позиции 1 - 2, повышаются на одну│
│ступень, а облицовок зданий - на две ступени, но не выше F100. │
│ 3. Марки по морозостойкости каменных материалов, приведенные в│
│поз. 3, применяемых для фундаментов, цоколей и подземных частей стен,│
│следует повышать на одну ступень, если уровень грунтовых вод ниже│
│планировочной отметки земли менее чем на 1 м. │
│ 4. Для наружных двухслойных стен при плотности кладки внутреннего│
│слоя менее 1400 кг/м3 марки по морозостойкости каменных материалов,│
│приведенные в поз. 1, следует повышать на одну ступень. │
│ 5. По согласованию с заказчиком требования по испытанию│
│на морозостойкость не предъявляются к природным каменным материалам,│
│которые на опыте прошлого строительства показали достаточную│
│морозостойкость в аналогичных условиях эксплуатации. │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
5.3. Для побережий Северного Ледовитого и Тихого океанов шириной 100 км, не входящих в Северную строительно-климатическую зону, марки по морозостойкости материалов для наружной части стен (при сплошных стенах - на толщину 25 см) и для фундаментов (на всю ширину и высоту) должны быть на одну ступень выше указанных в таблице 1.
Примечание. Определения границ Северной строительно-климатической зоны и ее подзон приведены в СП 131.13330.
5.4. Для армирования каменных конструкций в соответствии с СП 63.13330 следует применять:
для сетчатого армирования - арматуру классов А240 и В500;
для продольной и поперечной арматуры, анкеров и связей - арматуру классов А240, А300, В500.
Для закладных деталей и соединительных накладок следует применять сталь в соответствии с СП 16.13330.
Кирпич: керамический по ГОСТ 530-2013, силикатный по ГОСТ 379-95
Растворы по ГОСТ 28013-98
Для центрально-сжатого каменного столба прямоугольного сечения с размерами bxh= 51х51 см, сложенного из керамического кирпича марки М 100 и цементно-песчаного, цементно-известкового , известкового раствора (подчеркнуть) марки М 100 . Высота столба Н=4,2 м. Условия опирания концов принять шарнирные. Определить несущую способность N .
Оцените, насколько увеличится несущая способность столба в случае применения сетчатого армирования через 3 ряд(а) арматурной сеткой из арматуры класса В500 диаметром d= 4 и с размерами ячейки СхС = 60х60 . Изобразите кладку каменного столба с узлами и расчетную схему.
а) конструктивная схема столба; б) расчётная схема столба.
Рисунок 15 – Кирпичный столб
Материал – керамический кирпич по ГОСТ 530-2012 принимаем размерами 120x250х65 мм марки М100.
Раствор - сложный (цементно-песчаный) марки М100.
Сечение столба hxb=510х510мм, высота столба H=4200мм.
Рисунок 16 – Кладка кирпичного столба
Расчет элементов неармированных каменных конструкций при центральном сжатии следует производить в соответствии с п. 7.1 :
N≤ m g *φ*A*R, кН
где R - расчетное сопротивление сжатию кладки, кН/см 2 ;
А - площадь сечения элемента, см 2 ;
m g = 1 - коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки. П.7.1 примечание: при меньшем размере прямоугольного поперечного сечения элементов h > 30 см коэффициент m g следует принимать равным единице 38 > 30 см.
Принимаем высоту ряда кладки:
t K = 65 + 12 = 77 см;
Расчетное сопротивление сжатию кладки из кирпичей определяются по таблице 2 в зависимости от марки кирпича и марки раствора при высоте ряда кладки 50-150 мм:
R H = 1,8 МПа = 0,18 кН/см 2 .
Из п. 6.12 а) принимаем коэффициент условий работы ɣ с = 0,8, т.к. площадь сечения:
А = 51 * 51 = 2601 см 2 (0,14 < 0,3 м 2).
Уточненное сопротивление сжатию кладки из кирпичей:
R = R H *0,8 = 0,18* 0,8 = 0,14 кН/см 2 .
Расчетную высоту столба при определении коэффициентов продольного изгиба φ в зависимости от условий опирания их на горизонтальные опоры следует принимать согласно п. 7.3 а) :
l 0 = Н = 420 см.
Гибкость колонны определим по п. 7.2 для прямоугольного сплошного сечения:
λ h = l 0 /h = 420/51= 8,23
Упругая характеристика кладки α определяется по таблице 16 в зависимости от материала (керамического кирпича) (п. 8) и марки раствора М100: α - 1200.
Коэффициент φ определим методом интерполяции по таблице 19 в зависимости от гибкости колонны λ h и упругой характеристики α: φ = 0,93.
Определим несущую способность кирпичного столба с неармированной кладкой:
N неарм ≤ 1 * 0,93 * 0,14 * 2601 ≤ 338,65 кН.
Кладка армированная
Арматура Вр500.
Размер ячейки сетки с 60x60 мм. Диаметр арматуры d s = 4 мм.
Шаг арматурных сеток S по высоте столба – через число рядов кладки – 3.
Расчет элементов с сетчатым армированием (рисунок 16) при центральном сжатии следует производить по формуле п. 7.30 :
N≤ m g *φ*A*R sk , кН (25)
где R sk - расчетное сопротивление при центральном сжатии, определяемое для армированной кладки из кирпича всех видов и керамических камней со щелевидными вертикальными
пустотами;
φ - коэффициент продольного изгиба, определяемый по п. 7.2 таблице 19 ;
m g , А - согласно формуле (24).
Расчетное сопротивление при центральном сжатии определяется по формуле:
R sk =R + (ρ*μ*R s)/100, (26)
где ρ - коэффициент, принимаемый при пустотности кирпича (камня) до 20% включительно равным 2, при пустотности от 20%, до 30% включительно - равным 1,5, при пустотности выше 30% - равным 1. Т.к. в задании нет процента пустотности, принимаем что кирпич полнотелый, т.е. ρ = 2;
R = 0,14 кН/см 2 - уточненное сопротивление сжатию кладки из кирпичей;
R s - нормативное сопротивление стальной арматуры, кН/см 2 ;
μ - процент армирования по объему для сеток с квадратными ячейками, определяется по формуле:
μ = ((2*A st)/(c*S))*100
где с = 6 см - размер ячейки;
S - шаг сетки армирования, см:
S = t K * п =7,9*3 = 23,7 см,
где п=3 - количество рядов кладки;
t K = 6,5 + 1,4 = 7,9 см – толщина кладки;
A st - площадь сечения арматуры, определяется по формуле:
A st = (π*d s 2)/4=(3,14*0,4 2)/4= 0,125 см 2 .
По примечанию п. 7.30 процент армирования кладки сетчатой арматурой, учитываемый в расчете на центральное сжатие, не должен превышать определяемого по формуле:
μ max = 50*(R/ R s), (28)
Прочностные характеристики арматуры определяются по таблицам 6.13 и 6.14 :
R sn H = 500 МПа=50 кН/см 2 - нормативное сопротивление арматуры;
R s p = 435 Мпа=43,5 кН/см 2 - расчетное сопротивление арматуры для предельных состояний Значения сопротивлений арматуры, согласно п. 6.20 , следует умножать в зависимости от вида армирования конструкций на коэффициент условий работы ɣ cs = 0,6 для арматуры класса Вр500, приведенный в таблице 14 :
R sn = R sn H * 0,6 = 50 * 0,6 = 30 кН/см 2 ;
R s = R s p *0,6= 43,5 * 0,6 = 26,1 кН/см 2 ;
Тогда процент армирования:
μ max = 50*(0,14/26,1)=0,27;
μ= ((2*0,125)/(6*23,7))*100=0,176<0,27
Расчетное сопротивление при центральном сжатии:
R sk = 0,14 + 2*0,179*26,1/100 = 0,23 кН/см 2 .
Упругую характеристику кладки с сетчатым армированием следует определять по формуле из п. 6.21 :
α sk = α*(R u /R sku), (29)
где R sku - временное сопротивление (средний предел прочности) сжатию рмированной кладки из кирпича для кладки с сетчатой арматурой, кН/см 2 ;
α = 1200 - упругая характеристика кладки определяется по таблице 16 в зависимости от материала (п. 8) и марки раствора М100;
R u =к*R- временное сопротивление (средний предел прочности) сжатию кладки, кН/см 2 ;
где к = 2- коэффициент, принимаемый по таблице 15 .
R u = k*R = 2*0,14 = 0,28 кН/см 2 .
Временное сопротивление (средний предел прочности) сжатию армированной кладки из кирпича для кладки с сетчатой арматурой определяется по формуле в соответствии с п 6.21 :
R sku = R u + 2*R sn *μ/100 = 0,28+2*30*0,176/100 = 0,38 кН/см 2 .
Тогда упругая характеристика кладки:
α sk =α* R u / R sku =1200*0,28/0,38=884,21
Коэффициент φ определим методом интерполяции по таблице 19 в зависимости от гибкости столба λ h =8,23 и упругой характеристики a sk =884,21: φ - 0,96.
Определим несущую способность кирпичного столба с армированной кладкой:
N арм ≤ 1*0,96*0,23*2601 = 574,3 кН.
т = N арм /N неарм =574,3/338,65=1,69
Несущая способность столба в случае применения сетчатого армирования увеличится в 1,69 раза.
4.4 Древесина (СП 64.13330.2011) по ГОСТ 20850-84, ГОСТ 8486-86Е, ГОСТ 24454-80
Для центрально-сжатой деревянной стойки , изготовленной из древесины: сосны , ели, пихты, кедра или лиственницы сибирской (подчеркнуть) первого (К26), второго (К24) или третьего (К16) сорта (класса) прямоугольного (цельного, клееного) или круглого сечения (подчеркнуть) с размерами 17х42,9 см, имеющей высоту Н =4,2 м и закрепленной по концам (шарнирно с двух сторон, жестко внизу и шарнирно вверху , жестко только внизу - подчеркнуть), определить несущую способность N .
Изобразите деревянную стойку с узлами и расчетную схему.
Примечание: максимальные размеры цельного брусчатого сечения по ГОСТ 20850-84 - 250…275 мм.
Класс условий эксплуатации 3 .
Для балки покрытия (по задаче п.1) подобрать прямоугольное сечение из условия прочности и жесткости при изгибе. Опирание балки принять шарнирным.
а) конструктивная схема стойки; б) сечение стойки; в) расчётная схема.
Рисунок 17 - Железобетонная колонна прямоугольного сечения
Расчет на устойчивость центрально-сжатых элементов следует производить по п 5.1, 5.2 и 6.2 :
N/(φ*F расч)≤R c *m n * т в, (30)
где R c - расчетное сопротивление сжатию, МПа;
F расч - расчетная площадь поперечного сечения, см 2 ;
m п = 0,8 - переходный коэффициент, принимаемый по таблице 5 ;
т в =0,85 - коэффициент для различных условий эксплуатации, принимаемый по таблице 7 по 3 классу эксплуатации.
В соответствии с таблицей 3 определим расчетное сопротивление сжатию для древесины 2 (К24) класса R c = 14 МПа = 1,4 кН/см 2 .
Из условий устойчивости определим несущую способность деревянной стойки:
N ≤ φ*F расч * R c *m n * т в (31)
Определим геометрические характеристики поперечного сечения стойки:
Площадь поперечного сечения F расч = b * h= 17 * 42,9 = 729,3 см 2 ;
Момент инерции относительно оси X: i x = b * h 3 /12 =42,9 3 *17/12=111850,9 см 4 ;
Момент инерции относительно оси Y: i у = b 3 * h/12 =42,9*17 3 /12=17563,97 см 4 ;
Радиус инерции относительно оси X: i x = 
= 12,38 см;
Момент инерции относительно оси Y: i y = 
= 4,91 см;
Проверка 
Расчетная длина в соответствии с п. 6.5 определяется по формуле:
l ef = H*μ 0 =4,2*0,8 = 3,36 м = 336 см,
где μ 0 - коэффициент приведенной длины в зависимости от способа закрепления,
определяется по п. 6.23 .
Гибкость стержня определяется в соответствии с п. 6.4 :
;
где [λ] = 120 - предельная гибкость для древесины.
Коэффициент продольного изгиба φ определяется в соответствии с п. 6.3 по
максимальной гибкости λ у =68.43 < [λ]=120:
φ=A/λ 2 =3000/68,43 2 =0,621
Определим несущую способность деревянной стойки:
N ≤ φ*F расч *R c *m n *т в = 0,621 * 729.3 * 1,4 * 0,8 * 0,85 =431,15 кН.
Ответ: N=431,15 кН.
Подбор сечения деревянной балки покрытия (из бруса)
Задание и исходные данные:
Шаг балок - В=1,8 м. Расчетный пролет балки - L
=4,66 м.
Уклон ската кровли α=0 0.
Погонные нагрузки примем из решения задачи №1:
H q=8,51кН/м – нормативная;
qP=12,44 кН/м - расчетная.
Решение:
На рисунке 21 изображена возможная стропильная конструкция покрытия с
применением брусчатых деревянных балок.
Расчетная схема балки по условию задачи 1 приведена на рис.18.
Рисунок 18 - Конструкция деревянной балки покрытия
Статический расчет:
M
МАХ = q p ·L2/ 8
=12,44·4,662/8=33,77 кН·м – максимальный расчетный изгибающий момент в середине пролета балки;
Q
МАХ = q p·L / 2
=12,44·4,66/2=28,99 кН – наибольшая расчетная поперечная сила на опоре.
Высоту и ширину прямоугольного поперечного сечения балки принимаем в первом приближении из конструктивных соотношений.
Для малых пролетов L
=4...6 м высота h
= (1/20...1/40)L
.
h = 480/25 = 20 cм.
Ширину сечения балки – b
= (1/4…1/2) h.
b
= 20/2 = 10 cм.
Размеры сечения брусьев назначаем кратными дробному модулю М/4=25
мм, соответствующему размерам стандартных пиломатериалов хвойных пород
по ГОСТ 24454-80.
Для клееной древесины размеры сечения назначаем с учетом припусков на
механическую обработку пиломатериалов (4…6 мм) строганием или фрезерованием. При этом учитываем, что кромки пиломатериалов обрабатываются дважды: сначала в заготовке из доски, а затем после склеивания блока.
Так из пиленой доски 40х150 мм получается слой клееной древесины (ламель) – толщиной 33…35 мм и блок шириной 140 мм.
Пусть ширина балки b
=150 мм.
Определим высоту поперечного сечения балки h
из условия прочности при изгибе (1-я группа предельных состояний)
M MAX
≤≤ M ult
= W · R
и· m
п · m
б · mB
,
где M ult
– несущая способность балки при изгибе;
R
и=15 МПа =1,5 кН/см2 – расчетное сопротивление древесины базовой породы (сосны) 2-го сорта (К24) прямоугольного сечения по табл.3 п.1,в при ширине сечения b
свыше 130 мм;
mn
= 0,8 – переходный коэффициент к расчетному сопротивлению для пих-
ты, принимаемый по таблице 5 п.4 ;
m
б= 1 - коэффициент условия работы, зависящий от высоты сечения балки, при-
нимаемый по таблице 9 ;
при высоте сечения h
до 500 мм m
б= 1;
m B
= 0,85 – коэффициент условий работы для 3-го класса температурно-
влажностных условий эксплуатации по таблице 1 , принимаемый по таб-
лице 7 ;
W = b · h 2 / 6
- момент сопротивления сечения
Поскольку требуемая высота сечения балки оказалась больше 250 мм, а по
сортаменту максимальный размер бруса 200х250 мм, то проектируем балку из
клееной древесины.
Ширину сечения балки принимаем с учетом припуска на механическую обработку (двойную острожку кромок) черновой заготовки доски сортамента шириной 175 мм - b =175 – 10 =165 мм и толщиной 40 мм.
Толщина доски после острожки пластей - t
СЛ = 40 – 7=33 мм.
Требуемое число слоев - n = h /t
СЛ= 36,39 / 3,3 ≈ 11 шт.
Высота клееного бруса - h
СЛ = n · t
СЛ=
3,3 · 11 =36,3 см.
Принятые размеры поперечного сечения балки достаточны из условия прочности при изгибе, так как ширина сечения b
больше первоначальной (165>150
мм), высота сечения балки h
совпадает с требуемой, а дополнительный коэффициент условия работы m
СЛ, учитывающий толщину слоя t
СЛ по таблице 10 , равен m
СЛ=
1 при толщине слоя t
СЛ =33 мм.
Условие прочности по поперечной силе имеет вид
QMAX
≤≤ Qult
.
Для брусчатых балок постоянной высоты эта проверка нужна в тех случаях,
когда между пролетом L
и высотой балки h
имеет место отношение L / h
≤≤ 7
или опорные сечения ослаблены, например, подрезками.
В нашем случае отношение указанных размеров больше 7:
L/ h =
466 / 36,3 = 12,8.
Запишем условие прочности в касательных напряжениях ττ с использовани-
ем известной формулы Д.И. Журавского, которая для прямоугольного сечения
приобретает очень простой вид:
где RCK
= 1,5 МПа = 0,15 кН/см2 - расчетное сопротивление клееной древесины скалыванию (табл. 3 п.5,б );
А=
16,5·36,3=
598,95 см2 - площадь прямоугольного сечения клееного деревянного бруса в опорном сечении.
Список использованных источников
1 СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» / Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*/ [Текст]. - М.: Министерство Регионального Развития РФ ОАО «ЦПП», 2011. - 95 с.
2. СП 17.13330.2011 «Кровли» / Актуализированная редакция СНиП И-26-76 / [Текст]. -
М.: Министерство Регионального Развития РФ ОАО «ЦНИИПромзданий», 2011.
3. СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий». Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003 / [Текст]. - М.: Министерство Регионального Развития РФ НИИСФ РААСН, 2012.
4. СП 131.13330.2012 «Строительная климатология» / Актуализированная редакция
СНиП 23-01-99* / [Текст]. - М.: Министерство Регионального Развития РФ НИИСФ РААСН при участии ФГБУ ГГО Росгидромета ФБУ и НИЦ «Строительство», 2012.
5. ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях» / [Текст]. - М.: МГС ОАО «СантехНИИпроект» и ОАО «ЦНИИПромзданий», 2013.
6. СП 29.13330.2011 «Полы» / Актуализированная редакция СНиП 2.03.13-88 / [Текст].-
М.: Министерство Регионального Развития РФ ОАО «ЦНИИПромзданий» и ООО «ПСК Конкрит Инжиниринг», 2011.
7. СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции» / Актуализированная редакция СНиП И-23-81 / [Текст]. - М.: Министерство Регионального Развития РФ ОАО «ЦПП», 2011. - 173 с.
8. СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения» / Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003 / [Текст]. - М.: Министерство Регионального Развития РФ ФАУ «ФЦС», 2012.- 156 с.
9. СП 15.13330.2012 «Каменные и армокаменные конструкции» / Актуализированная редакция
СНиП И-22-81 / [Текст]. - М.: Министерство Регионального Развития РФ ФАУ «ФЦС», 2012. - 74 с.
10. СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции» / Актуализированная редакция СНиП Н-25-80 / [Текст]. - М.: Министерство Регионального Развития РФ ОАО «ЦПП», 2011. - 88 с.
11. Сетков, В.И., Сербии, Е.П. Строительные конструкции: Расчет и проектирование [Текст]: Учебник. - 3-е изд., доп. и испр. - М.: ИНФРА-М, 2013. - 448 с.
