СП СП 15.13330.2020 Каменные и армокаменные конструкции СНиП II-2281

СП 15.13330.2020
​

СВОД ПРАВИЛ

КАМЕННЫЕ И АРМОКАМЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Masonry and reinforced masonry structures
​

ОКС 91.080.30
Дата введения 2021-07-01
​

Предисловие

Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛЬ - АО "НИЦ "Строительство" - Центральный научно-исследовательский институт строительных конструкций им.В.А.Кучеренко (ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)

4 УТВЕРЖДЕН приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 30 декабря 2020 г. N 902/пр и введен в действие с 1 июля 2021 г.

5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт). Пересмотр 15.13330.2012 "СНиП II-22-81* Каменные и армокаменные конструкции"


В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в установленном порядке. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минстрой России) в сети Интернет

Введение

Настоящий свод правил разработан в целях обеспечения соблюдения требований федерального закона от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений". Кроме того, применение настоящего свода правил обеспечивает соблюдение федерального закона от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности".

Пересмотр выполнен авторским коллективом АО "НИЦ "Строительство" - ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко: (руководители работы - канд. техн. наук А.В.Грановский, канд. техн. наук М.К.Ищук, О.К.Гогуа, М.О.Павлова, А.М.Горбунов, В.А.Захаров, Е.М.Ищук, О.С.Чигрина, В.А.Черемных, Х.А.Айзятуллин); МОСГРАЖДАНПРОЕКТ (А.Л.Алтухов); МГСУ (канд. техн. наук А.И.Бедов), при участии КГАСУ (канд. техн. наук А.Б.Антаков - приложение Е), РААСН (д-р техн. наук Б.С.Соколов - приложение Е).

Общая редакция - канд. техн. наук О.И.Пономарев (АО "НИЦ "Строительство" - ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко).

1 Область применения

Настоящий свод правил распространяется на проектирование каменных и армокаменных конструкций вновь возводимых и реконструируемых зданий и сооружений различного назначения, эксплуатируемых в климатических условиях России.

Свод правил устанавливает требования к расчету и проектированию конструкций, возводимых с применением кладки из керамического и силикатного кирпича, керамических, силикатных, бетонных, в том числе ячеистобетонных, природных камней и блоков.

Требования настоящего свода правил 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.

2 Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 4.206-83 Система показателей качества продукции. Строительство. Материалы стеновые каменные. Номенклатура показателей

ГОСТ 4.210-79 Система показателей качества продукции. Строительство. Материалы керамические отделочные и облицовочные. Номенклатура показателей

ГОСТ 4.219-81 Система показателей качества продукции. Строительство. Материалы облицовочные из природного камня и блоки для их приготовления. Номенклатура показателей

ГОСТ 4.233-86 Система показателей качества продукции. Строительство. Растворы строительные. Номенклатура показателей

ГОСТ 379-2015 Кирпич, камни, блоки и плиты перегородочные силикатные. Общие технические условия

ГОСТ 530-2012 Кирпич и камень керамические Общие технические условия

ГОСТ 3282-74 Проволока стальная низкоуглеродистая общего назначения. Технические условия

ГОСТ 4001-2013 Камни стеновые из горных пород. Технические условия

ГОСТ 5632-2014 Нержавеющие стали и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки

ГОСТ 5802-86 Растворы строительные. Методы испытаний

ГОСТ 6133-2019 Камни бетонные стеновые. Технические условия

ГОСТ 8462-85 Материалы стеновые. Методы определения пределов прочности при сжатии и изгибе

ГОСТ 9479-2011 Блоки из горных пород для производства облицовочных, архитектурно-строительных, мемориальных и других изделий. Технические условия

ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам

ГОСТ 13579-2018 Блоки бетонные для стен подвалов. Технические условия

ГОСТ 18105-2018 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности

ГОСТ 18143-72 Проволока из высоколегированной коррозионностойкой и жаростойкой стали. Технические условия

ГОСТ 23279-2012 Сетки арматурные сварные для железобетонных конструкций и изделий. Общие технические условия

ГОСТ 24211-2008 Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия

ГОСТ 24992-2014 Конструкции каменные. Метод определения прочности сцепления в каменной кладке

ГОСТ 25485-2019 Бетоны ячеистые. Технические условия

ГОСТ 25820-2014 Бетоны легкие. Технические условия

ГОСТ 28013-98 Растворы строительные. Общие технические условия

ГОСТ 30459-2008 Добавки для бетонов и строительных растворов. Определение и оценка эффективности

ГОСТ 31189-2015 Смеси сухие строительные. Классификация

ГОСТ 31357-2007 Смеси сухие строительные на цементном вяжущем. Общие технические условия

ГОСТ 31360-2007 Изделия стеновые неармированные из ячеистого бетона автоклавного твердения. Технические условия

ГОСТ 33929-2016 Полистирол бетон. Технические условия

ГОСТ Р 54923-2012 Композитные гибкие связи для многослойных ограждающих конструкций. Технические условия

ГОСТ Р 57350-2016/EN 1052-2:1999 Кладка каменная. Метод определения предела прочности при изгибе

СП 14.13330.2018 "СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах" (с изменением N 1)

СП 16.13330.2017 "СНиП II-23-81* Стальные конструкции" (с изменениями N 1, N 2)

СП 20.13330.2016 "СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия" (с изменениями N 1, N 2, N 3)

СП 22.13330.2016 "СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений" (с изменениями N 1, N 2)

СП 28.13330.2017 "СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии" (с изменениями N 1, N 2)

СП 50.13330.2012 "СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий" (с изменением N 1)

СП 63.13330.2018 "СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения" (с изменением N 1)

СП 64.13330.2017 "СНиП II-25-80 Деревянные конструкции" (с изменениями N 1, N 2)

СП 70.13330.2012 "СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции" (с изменениями N 1, N 3)

СП 131.13330.2018 "СНиП 23-01-99 Строительная климатология"

СП 327.1325800.2017 Стены наружные с лицевым кирпичным слоем. Правила проектирования, эксплуатации и ремонта

СП 335.1325800.2017 Крупнопанельные конструктивные системы. Правила проектирования

СП 339.1325800.2017 Конструкции из ячеистых бетонов. Правила проектирования

СП 427.1325800.2018 Каменные и армокаменные конструкции. Методы усиления

Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов.

 

3 Термины и определения

В настоящем своде правил применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 каменная кладка: Конструкция из природных или искусственных камней (кирпича, блоков), соединенных между собой раствором, клеевым составом или пастой.

3.2 кирпич, камни и блоки: Полнотелые и пустотелые кладочные изделия, удовлетворяющие требованиям соответствующих национальных стандартов.

3.3 зимняя кладка: Возведение каменных конструкций при отрицательных температурах наружного воздуха на растворах с противоморозными добавками, способом замораживания, с обогревом.

3.4 многослойная (трехслойная) кладка: Конструкция, состоящая из двух слоев кладки и слоя теплоизоляционных материалов, соединенных гибкими связями.

3.5 двухслойная кладка: Кладка, состоящая из основного и облицовочного слоев, соединенных между собой сетками, связями или прокладными рядами.

3.6 многослойная кладка с вертикальными диафрагмами: Кладка с соединением слоев вертикальными стенками (диафрагмами) и внутренними пустотами, заполненными утеплителем.

3.7 обрез: Горизонтальный уступ стены или фундамента, образованный в результате изменения толщины кладки вышележащей части.

3.8 перемычка: Конструктивный элемент балочного или арочного типа, перекрывающий проем в стене и воспринимающий нагрузку от вышерасположенных конструкций.

3.9 теплоизоляционный материал: Материал, который предназначен для снижения передачи тепла, изоляционные свойства которого основаны на его химической природе и/или физической структуре.

3.10 лицевой слой: Наружный слой многослойной кладки.

3.11 гибкая связь: В многослойных стенах связь между слоями стены, обеспечивающая их свободное перемещение относительно друг друга.

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 Проектируемые каменные и армокаменные конструкции должны соответствовать требованиям по безопасности, эксплуатационной пригодности и иметь такие начальные характеристики, чтобы при различных расчетных воздействиях не происходило деформаций и других повреждений, затрудняющих нормальную эксплуатацию зданий.

Безопасность, эксплуатационная пригодность, долговечность, энергоэффективность каменных и армокаменных конструкций и другие требования, установленные заданием на проектирование, должны обеспечиваться выполнением требований к кирпичу, камню, блокам, тяжелым и легким растворам, клеевым растворам, клеям, арматуре, конструктивным решениям, а также требований по эксплуатации.

Нормативные и расчетные значения нагрузок и воздействий, предельные деформации, расчетные значения температуры наружного воздуха и относительной влажности помещения, защита конструкций от воздействий агрессивных сред и другое устанавливаются соответствующими нормативными документами (СП 14.13330, СП 20.13330, СП 22.13330, СП 28.13330, СП 131.13330).

4.4 Проектирование наружных многослойных стен выполняется с учетом СП 327.1325800.

4.5 Проектирование усиливаемых каменных конструкций выполняется в соответствии с СП 427.1325800.

4.6 Конструктивное исполнение строительных элементов не должно быть причиной скрытого распространения огня 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.

 

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 4.210; ГОСТ 4.219; ГОСТ 4.233; ГОСТ 379; ГОСТ 530; ГОСТ 4001; ГОСТ 5802; ГОСТ 6133; ГОСТ 8462; ГОСТ 9479; ГОСТ 13579; ГОСТ 24211; ГОСТ 25485; ГОСТ 28013; ГОСТ 30459; ГОСТ 31189; ГОСТ 31357; ГОСТ 31360; ГОСТ 33929 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; В1,5; 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 в качестве утеплителей использование теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных бетонов в соответствии с ГОСТ 25820, предел прочности которых на сжатие 0,7 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 - 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 5.1.

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).

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 5.1.

Примечание - Определение границ Северной строительно-климатической зоны и ее подзон приведены в СП 131.13330.

5.4 Для армирования каменных конструкций следует применять:

• для сетчатого армирования - арматуру классов А240 и В500;
• для продольной и поперечной арматуры, анкеров и связей - арматуру классов А240, А400, В500;
• для продольного армирования кладки лицевого слоя многослойных стен - сетки из полимерных композитных материалов.

Для закладных деталей и соединительных накладок следует применять сталь в соответствии с СП 16.13330.

Для гибких связей многослойных наружных стен следует применять стальную арматуру класса А240, проволоки из высоколегированных коррозионностойких и низкоуглеродистых сталей по ГОСТ 18143, полимерные композитные материалы в виде сеток, а также отдельных стержней с анкерными устройствами в соответствии с СП 327.1325800.

Арматуру для кладки из ячеистобетонных камней следует применять в соответствии с СП 63.13330 с учетом требований СП 339.1325800.

Таблица 5.1​

​

 

6 Расчетные характеристики

Расчетные сопротивления

6.1 Расчетные сопротивления R сжатию кладки на тяжелых растворах из кирпича всех видов и керамических камней со щелевидными вертикальными пустотами шириной до 12 мм, пустотностью до 27% при высоте ряда кладки 50-150 мм на тяжелых растворах приведены в таблице 6.1.

Таблица 6.1​

​

Расчетные сопротивления сжатию R кладки из пустотелого керамического кирпича с вертикальными прямоугольными пустотами шириной 12-16 мм и квадратными пустотами сечением 20×20 мм пустотностью до 48% при высоте ряда 77-100 мм определяются по экспериментальным данным. При отсутствии таких данных значение R следует принимать по таблице 6.1 с понижающими коэффициентами:

• на растворе марки 100 и выше - 0,9;
• на растворе марок 75, 50 - 0,8;
• на растворе марок 25, 10 - 0,75;
• на растворах с нулевой прочностью и прочностью до 0,4-0,65 МПа.

При пустотности 39%-48% значения понижающих коэффициентов следует умножать на 0,9.

6.2 Расчетные сопротивления сжатию кладки из силикатных пустотелых (с круглыми пустотами диаметром не более 35 мм и пустотностью до 25%) кирпичей толщиной 88 мм и камней толщиной 138 мм допускается принимать по таблице 6.1 с коэффициентами:

• на растворах нулевой прочности и прочности 0,2 МПа - 0,8;
• на растворах марок 4, 10, 25 и выше - соответственно 0,85, 0,9 и 1.

6.3 Расчетные сопротивления сжатию кладки из крупноформатных камней с вертикальным соединением "паз-гребень" (без заполнения раствором) из керамики шириной до 260 мм, пустотностью до 55% с вертикально расположенными пустотами шириной до 16 мм при высоте ряда кладки до 250 мм устанавливаются по экспериментальным данным. При отсутствии таких данных расчетные сопротивления следует принимать по таблице 6.2.

Таблица 6.2​

​

6.4 Расчетные сопротивления R сжатию кладки из ячеистобетонных блоков автоклавного твердения на тяжелых растворах при высоте ряда кладки 150-300 мм приведены в таблице 6.3.

Таблица 6.3​

​

Таблица 6.4​

​

6.5 Расчетные сопротивления R сжатию кладки из крупных сплошных блоков из бетонов всех видов, перечисленных в 5.1, и из блоков природного камня (пиленых или чистой тески) при высоте ряда кладки 500-1000 мм приведены в таблице 6.4.

6.6 Расчетные сопротивления R сжатию кладки из сплошных бетонных, гипсобетонных и природных камней (пиленых или чистой тески) при высоте ряда кладки 200-300 мм приведены в таблице 6.5.

Таблица 6.5​

​

 

6.7 Расчетные сопротивления сжатию R кладки из пустотелых бетонных камней и силикатных блоков пустотностью до 25% при высоте ряда кладки 200-300 мм приведены в таблице 6.6.

Расчетные сопротивления сжатию R кладки из пустотелых бетонных камней пустотностью от 25% до 40% следует принимать по таблице 6.6 с учетом коэффициентов:

• на растворе марки 50 и выше - 0,8;
• на растворе марки 25 - 0,7;
• на растворе марки 10 и ниже - 0,6.

Таблица 6.6​

​

6.8 Расчетные сопротивления сжатию кладки и другие характеристики кладки из полистиролбетонных блоков определяются по экспериментальным данным.

6.9 Расчетные сопротивления R сжатию виброкирпичной кладки на тяжелых растворах приведены в таблице 6.7.

Таблица 6.7​

​

6.10 Расчетные сопротивления R сжатию кладки из природных камней (пиленых и чистой тески) при высоте ряда до 150 мм приведены в таблице 6.8.

Таблица 6.8​

​

6.11 Расчетные сопротивления R сжатию бутовой кладки из рваного бута приведены в таблице 6.9.

6.12 Расчетные сопротивления R сжатию бутобетона (невибрированного) приведены в таблице 6.10.

Таблица 6.9​

​

Таблица 6.10​

​

 

6.13 Расчетные сопротивления сжатию кладки при промежуточных размерах высоты ряда от 150 до 200 мм должны определяться как среднеарифметическое значений, принятых по таблицам 6.1 и 6.5, при высоте ряда от 300 до 500 мм - по интерполяции между значениями, принятыми по таблицам 6.4 и 6.5.

6.14 Расчетные сопротивления кладки сжатию, приведенные в таблицах 6.1-6.10, следует умножать на коэффициенты условий работы γc, равные:

а) 0,8 - для столбов и простенков площадью сечения 0,3 м² и менее;

б) 0,6 - для элементов круглого сечения, выполняемых из обыкновенного (нелекального) кирпича, не армированных сетчатой арматурой;

в) 1,1 - для блоков и камней, изготовленных из тяжелых бетонов и из природного камня (γ ≥ 1800 кг/м³);

• 0,9 - для кладки из блоков и камней из силикатных бетонов классов по прочности выше В25;
• 0,8 - для кладки из блоков и камней из крупнопористых бетонов и из автоклавных ячеистых бетонов;
• 0,7 - для кладки из блоков и камней из неавтоклавных ячеистых бетонов;

г) 1,15 - для кладки после длительного периода твердения раствора (более года);

д) 0,85 - для кладки из силикатного кирпича на растворе с добавками поташа;

е) для зимней кладки, выполняемой способом замораживания, - на коэффициенты условий работы γc1, указанные в таблице 10.1;

ж) 0,8 - для кладки из камней и блоков пустотностью более 48%;

и) 0,8 - для кладки наружных стен в уровне цоколей, а также наружных и внутренних стен подвалов в случае их возможного увлажнения дождевыми, талыми или грунтовыми водами;

к) 0,6 - для кладки из кирпича, камней и блоков с горизонтальными пустотами.​

6.15 Расчетные сопротивления сжатию кладки из крупных пустотелых бетонных блоков различных типов устанавливаются по экспериментальным данным. При отсутствии таких данных расчетные сопротивления следует принимать по таблице 6.4 с коэффициентами:

• 0,9 - при пустотности блоков ≤ 5%;
• 0,5 - ≫≫≫ ≤ 25%;
• 0,25 ≫≫≫ ≤ 45%,

где процент пустотности определяется по среднему горизонтальному сечению.

Для промежуточных значений процента пустотности указанные коэффициенты следует определять интерполяцией.

6.16 Расчетные сопротивления сжатию кладки из природного камня, указанные в таблицах 6.4, 6.5 и 6.8, следует принимать с коэффициентами:

• 0,8 - для кладки из камней получистой тески (выступы до 10 мм);
• 0,7 - для кладки из камней грубой тески (выступы до 20 мм).

6.17 Расчетные сопротивления сжатию кладки из сырцового кирпича и грунтовых камней следует принимать по таблице 6.8 с коэффициентами:

• 0,7 - для кладки наружных стен в зонах с сухим климатом;
• 0,5 - то же, в прочих зонах;
• 0,8 - для кладки внутренних стен.

Сырцовый кирпич и грунтовые камни разрешается применять только для стен зданий с предполагаемым сроком службы не более 25 лет.

6.18 Расчетные сопротивления кладки из сплошных камней на цементно-известковых, цементно-глиняных и известковых растворах осевому растяжению Rt, растяжению при изгибе Rtb и главным растягивающим напряжениям при изгибе Rtw, срезу Rsq при расчете сечений кладки, проходящих по горизонтальным и вертикальным швам, приведены в таблице 6.11.

Таблица 6.11​

Рисунок 6.1 - Растяжение кладки по неперевязанному сечению


Рисунок 6.2 - Растяжение кладки по перевязанному сечению


Рисунок 6.3 - Растяжение кладки при изгибе по перевязанному сечению​

6.19 Расчетные сопротивления кладки из кирпича и камней правильной формы осевому растяжению Rt, растяжению при изгибе Rtb, срезу Rsq и главным растягивающим напряжениям при изгибе Rtw при расчете кладки по перевязанному сечению, проходящему по кирпичу или камню, приведены в таблице 6.12.
​

Таблица 6.12​

​

6.20 Расчетные сопротивления бутобетона осевому растяжению Rt, главным растягивающим напряжениям Rtw и растяжению при изгибе Rtb приведены в таблице 6.13.

6.21 Расчетные сопротивления кладки из природного камня для всех видов напряженного состояния допускается уточнять по специальным указаниям, составленным на основе экспериментальных исследований и утвержденным в установленном порядке.

6.22 Расчетные сопротивления стальной арматуры Rs, принимаемые в соответствии с СП 63.13330, следует умножать в зависимости от вида армирования конструкций на коэффициенты условий работы γcs, приведенные в таблице 6.14.
​

Таблица 6.13​

​

Таблица 6.14​

​

6.23 Временное сопротивление (средний предел прочности) кладки Ru определяется по формуле
​

Ru = kR, (6.1)​

где k - коэффициент, принимаемый по таблице 6.15;​

R - расчетные сопротивления кладки, принимаемые по таблицам 6.1-6.13 с учетом коэффициентов, приведенных в примечаниях к этим таблицам, а также в 6.1-6.17.
​

Таблица 6.15​

​

 

Модули упругости и деформаций кладки при кратковременной и длительной нагрузке, упругие характеристики кладки, деформации усадки, коэффициенты линейного расширения и трения

6.24 Модуль упругости (начальный модуль деформаций) кладки E₀ при кратковременной нагрузке должен приниматься равным:

• для неармированной кладки

E₀ = αRᵤ; (6.2)​

• для кладки с продольным армированием

E₀ = αRₛₖᵤ. (6.3)​

В формулах (6.2) и (6.3) α - упругая характеристика кладки, принимается по таблице 6.16.

Модуль упругости кладки с сетчатым армированием принимается таким же, как для неармированной кладки.

Для кладки с продольным армированием упругую характеристику следует принимать такой же, как для неармированной кладки;

Rᵤ - временное сопротивление (средний предел прочности) сжатию кладки, определяемое по 6.23.

Упругую характеристику кладки с сетчатым армированием следует определять по формуле

αₛₖ = αRᵤ / Rₛₖᵤ. (6.4)​

В формулах (6.3) и (6.4) Rₛₖᵤ - временное сопротивление (средний предел прочности) сжатию армированной кладки из кирпича или камней при высоте ряда не более 150 мм, определяемое по формулам:

• для кладки с продольной арматурой

Rₛₖᵤ = kR + Rₛₙ μ/100; (6.5)​

• для кладки с сетчатой арматурой

Rₛₖᵤ = kR + 2Rₛₙ μ/100; (6.6)​

μ - процент армирования кладки;

• для кладки с продольной арматурой

μ = (Aₛ/Aₖ)·100,​

где Aₛ и Aₖ - соответственно площади сечения арматуры и кладки, для кладки с сетчатой арматурой μ определяется по 7.31;

Rₛₙ - нормативные сопротивления арматуры в армированной кладке, принимаемые для сталей классов А240 и А400 в соответствии с СП 63.13330, а для стали класса В500 - с коэффициентом условий работы 0,6 по СП 63.13330.​

Таблица 6.16​

​

6.25 Модуль деформаций кладки E должен приниматься:

а) при расчете конструкций по прочности для определения усилий в кладке при знакопеременных и малоцикловых нагружениях (для определения усилий в затяжках сводов, в слоях сжатых многослойных сечений, усилий, вызываемых температурными деформациями, при расчете кладки над рандбалками или под распределительными поясами) по формуле​

E = 0,5E₀, (6.7)​

где E₀ - модуль упругости (начальный модуль деформаций) кладки, определяемый по формулам (6.2) и (6.3).

б) при определении деформаций кладки от продольных или поперечных сил, усилий в статически неопределимых рамных системах, в которых элементы конструкций из кладки работают совместно с элементами из других материалов, периода колебаний каменных конструкций, жесткости конструкций по формуле​

​

E = 0,8E₀. (6.8)​

6.26 Для нелинейных расчетов относительные деформации кладки ε при кратковременной нагрузке могут определяться при любых напряжениях по формуле
​

ε = -(1,1/α)ln(1 - σ/1,1Rᵤ). (6.9)​

При зависимости между напряжениями и деформациями по формуле (6.9) тангенциальный модуль деформаций определяется по формуле
​

Eₜₐₙ = E₀(1 - σ/1,1Rᵤ). (6.10)​

6.27 Относительная деформация кладки с учетом ползучести определяется по формуле
​

ε = νσ/E₀, (6.11)​

где σ - напряжение, при котором определяется ε;​

ν - коэффициент, учитывающий влияние ползучести кладки:​

ν = 1,8 - для кладки из керамических камней, в том числе крупноформатных, с вертикальными щелевидными пустотами (высота камня от 138 до 220 мм);
ν = 2,2 - для кладки из керамического кирпича пластического и полусухого прессования;
ν = 2,8 - для кладки из крупных блоков или камней, изготовленных из тяжелого бетона;
ν = 3,0 - для кладки из силикатного кирпича и камней полнотелых и пустотелых, а также из камней, изготовленных из бетона на пористых заполнителях или поризованного и силикатных крупных блоков;
ν = 3,5 - для кладки из мелких и крупных блоков или камней, изготовленных из автоклавных ячеистых бетонов;
ν = 4,0 - то же, из неавтоклавных ячеистых бетонов и полистиролбетонов.​

6.28 Модуль упругости кладки E₀ при постоянной и длительной нагрузках с учетом ползучести следует уменьшать делением его на коэффициент ползучести ν.

6.29 Модуль упругости и деформаций кладки из природных камней допускается принимать на основе результатов экспериментальных исследований, утвержденных в установленном порядке.

6.30 Деформации усадки кладки из керамического кирпича и керамических камней, в том числе крупноформатных, не учитываются.

Деформации усадки следует принимать для кладок:​

• из кирпича, камней, мелких и крупных блоков, изготовленных на силикатном или цементном вяжущем, - 3·10⁻⁴;
• из камней и блоков, изготовленных из автоклавных ячеистых бетонов на песке и вторичных продуктах обогащения различных руд, - 4·10⁻⁴;
• то же, из автоклавных бетонов на золе - 6·10⁻⁴.

6.31 Модуль сдвига кладки следует принимать равным G = 0,4E₀, где E₀ - модуль упругости при сжатии.

6.32 Значения коэффициентов линейного расширения кладки следует принимать по таблице 6.17.
​

Таблица 6.17​

​

6.33 Коэффициент трения μтр следует принимать по таблице 6.18.

Таблица 6.18​

​

 

7 Расчет элементов конструкций по предельным состояниям первой группы (по несущей способности)

Центрально-сжатые элементы

7.1 Расчет элементов неармированных каменных конструкций при центральном сжатии следует выполнять по формуле

N ≤ mgφRA, (7.1)​

где N - расчетная продольная сила;

R - расчетное сопротивление сжатию кладки, определяемое по таблицам 6.1-6.10;
φ - коэффициент продольного изгиба, определяемый по 7.2;
A - площадь сечения элемента;
mg - коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки и определяемый по формуле (7.7) при e0g = 0.​

Если меньший из двух размеров прямоугольного поперечного сечения элемента ≥ 30 см (или меньший радиус инерции элемента любого сечения i ≥ 8,7 см), коэффициент mg следует принимать равным единице.

7.2 Коэффициент продольного изгиба φ для элементов постоянного по длине сечения следует принимать по таблице 7.1 в зависимости от гибкости элемента

λᵢ = l₀/i, (7.2)​

или прямоугольного сплошного сечения при отношении

λₕ = l₀/h, (7.3)​

и упругой характеристики кладки α, принимаемой по таблице 6.16, а для кладки с сетчатым армированием - по формуле (6.4).

В формулах (7.2) и (7.3):

l₀ - расчетная высота (длина) элемента, определяемая согласно указаниям 7.3;
i - наименьший радиус инерции сечения элемента;
h - меньший размер прямоугольного сечения.

Таблица 7.1​

​

7.3 Расчетные высоты стен и столбов l₀ при определении коэффициентов продольного изгиба φ в зависимости от условий опирания их на горизонтальные опоры следует принимать:

а) при неподвижных шарнирных опорах l₀ = H (рисунок 7.1, а);

б) при упругой верхней опоре и жестком защемлении в нижней опоре: для однопролетных зданий l₀ = 1,5H, для многопролетных зданий l₀ = 1,25H (рисунок 7.1, б);

в) для свободно стоящих конструкций l₀ = 2H (рисунок 7.1, в);

г) для конструкций с частично защемленными опорными сечениями - с учетом фактической степени защемления, но не менее l₀ = 0,8H, где H - расстояние между перекрытиями или другими горизонтальными опорами, при железобетонных горизонтальных опорах - расстояние между ними в свету;

д) при жестких опорах (см. 9.11) и заделке в стены сборных железобетонных перекрытий принимается l₀ = 0,9H, а при монолитных железобетонных перекрытиях, опираемых на стены по четырем сторонам, l₀ = 0,8H;

е) если нагрузкой является только собственная масса элемента в пределах рассчитываемого участка, то расчетную высоту l₀ сжатых элементов, указанную в настоящем пункте, следует уменьшать умножением на коэффициент 0,75.​

а - шарнирно опертых на неподвижные опоры; б - защемленных внизу
и имеющих верхнюю упругую опору; в - свободно стоящих

Рисунок 7.1 - Коэффициенты φ и mg по высоте сжатых стен и столбов
​

7.4 Значения коэффициентов φ и mg для стен и столбов, опирающихся на шарнирные неподвижные опоры, с расчетной высотой l₀ = H (см. 7.3) при расчете сечений, расположенных в средней трети высоты l₀, следует принимать постоянными, равными расчетным значениям φ и mg определенным для данного элемента. При расчете сечений на участках в крайних третях l₀ коэффициенты φ и mg увеличиваются по линейному закону до единицы на опоре (рисунок 7.1, а).

Для стен и столбов, имеющих нижнюю защемленную и верхнюю упругую опоры, при расчете сечений нижней части стены или столба до высоты 0,7H принимаются расчетные значения φ и mg, а при расчете сечений верхней части стены или столба значения φ и mg для этих сечений увеличиваются до единицы по линейному закону (рисунок 7.1, б).

Для свободно стоящих стен и столбов при расчете сечений в их нижней части (до высоты 0,5H) принимаются расчетные значения φ и mg а в верхней половине значения φ и mg увеличиваются до единицы по линейному закону (рисунок 7.1, в).

В месте пересечения продольной и поперечной стен, при условии их надежного взаимного соединения, коэффициенты φ и mg разрешается принимать равными единице. На расстоянии H от пересечения стен коэффициенты φ и mg определяются по 7.1-7.3. Для промежуточных вертикальных участков коэффициенты φ и mg принимаются интерполяцией.

7.5 В стенах, ослабленных проемами, при расчете простенков коэффициент φ принимается по гибкости стены.

Для узких простенков, ширина которых меньше толщины стены, выполняется также расчет простенка в плоскости стены, при этом расчетная высота простенка принимается равной высоте проема.

7.6 Для ступенчатых стен и столбов, верхняя часть которых имеет меньшее поперечное сечение, коэффициенты φ и mg определяются:

а) при опирании стен (столбов) на неподвижные шарнирные опоры - по высоте l₀ = H (H - высота стены или столба согласно 7.3) и наименьшему сечению, расположенному в средней трети высоты H;

б) при упругой верхней опоре или при ее отсутствии - по расчетной высоте l₀ определенной согласно 7.3, и сечению у нижней опоры, а при расчете верхнего участка стены (столба) высотой H₁ - по расчетной высоте l₀₁ и поперечному сечению этого участка; l₀₁ определяется так же, как l₀, но при H = H₁.​

 

Внецентренно сжатые элементы

7.7 Расчет внецентренно сжатых неармированных элементов каменных конструкций следует выполнять по формуле

N ≤ mgφ₁RAcω, (7.4)​

где Ac - площадь сжатой части сечения при прямоугольной эпюре напряжений (рисунок 7.2), определяемая из условия, что ее центр тяжести совпадает с точкой приложения расчетной продольной силы N. Положение границы площади Ac определяется из условия равенства нулю статического момента этой площади относительно ее центра тяжести для прямоугольного сечения

Ac = A(1 - 2e₀/h), (7.5)

φ₁ = (φ + φc)/2. (7.6)​

В формулах (7.4)-(7.6):

R - расчетное сопротивление кладки сжатию;
A - площадь сечения элемента;
h - высота сечения в плоскости действия изгибающего момента;
e₀ - эксцентриситет расчетной силы N относительно центра тяжести сечения;
φ - коэффициент продольного изгиба для всего сечения в плоскости действия изгибающего момента, определяемый по расчетной высоте элемента l₀ (см. 7.2, 7.3), по таблице 7.1;
φc - коэффициент продольного изгиба для сжатой части сечения, определяемый по фактической высоте элемента H по таблице 7.1 в плоскости действия изгибающего момента при отношении

λhc = H/hc​

или гибкости

λic = H/ic,​

где hc и ic - высота и радиус инерции сжатой части поперечного сечения Ac в плоскости действия изгибающего момента.

Для прямоугольного сечения hc = h - 2e₀.

Для таврового сечения (при e₀ > 0,45y) допускается приближенно принимать Ac = 2(y - e₀)b и hc = 2(y - e₀), где y - расстояние от центра тяжести сечения элемента до его края в сторону эксцентриситета; b - ширина сжатой полки или толщина стенки таврового сечения в зависимости от направления эксцентриситета.

При знакопеременной эпюре изгибающего момента по высоте элемента (рисунок 7.3) расчет по прочности следует выполнять в сечениях с максимальными изгибающими моментами различных знаков. Коэффициент продольного изгиба φc следует определять по высоте части элемента в пределах однозначной эпюры изгибающего момента при отношениях или гибкостях

λh1c = H₁/hc1 или λi1c = H₁/ic1​

и λh2c = H₂/hc2 или λi2c = H₂/ic2,​

где H₁ и H₂ - высоты частей элемента с однозначной эпюрой изгибающего момента;

hc1; ic1 и hc2; ic2 - высоты и радиусы инерции сжатой части элементов в сечениях с максимальными изгибающими моментами;
ω - коэффициент, определяемый по формулам, приведенным в таблице 7.2;
mg - коэффициент, определяемый по формуле​

mg = 1 - η(Ng/N)(1 + 1,2e0g/h), (7.7)​

где η - коэффициент, принимаемый по таблице 7.3;

Ng - расчетная продольная сила от длительных нагрузок;
e0g - эксцентриситет от действия длительных нагрузок.​

​

Таблица 7.2​

​

Таблица 7.3​

​

При h ≥ 30 см или i ≥ 8,7 см коэффициент mg следует принимать равным единице.

7.8 При е₀ > 0,7y, кроме расчета внецентренно сжатых элементов по формуле (7.4), следует проводить расчет по раскрытию трещин в швах кладки согласно указаниям 8.3.

7.9 При расчете несущих и самонесущих стен (см. 9.10) толщиной 25 см и менее следует учитывать случайный эксцентриситет eν, который должен суммироваться с эксцентриситетом продольной силы.

Величину случайного эксцентриситета следует принимать равной: для несущих стен – 2 см; для самонесущих стен, а также для отдельных слоев трехслойных несущих стен – 1 см; для перегородок и ненесущих стен, а также для заполнений фахверковых стен случайный эксцентриситет допускается не учитывать.

7.10 Наибольшая величина эксцентриситета (с учетом случайного) во внецентренно сжатых конструкциях без продольной арматуры в растянутой зоне не должна превышать: для основных сочетаний нагрузок – 0,9 y, для особых – 0,95 y; в стенах толщиной 25 см и менее: для основных сочетаний нагрузок – 0,8 y, для особых – 0,85 y, при этом расстояние от точки приложения силы до более сжатого края сечения для несущих стен и столбов должно быть не менее 2 см.

7.11 Элементы, работающие на внецентренное сжатие, должны быть проверены расчетом на центральное сжатие в плоскости, перпендикулярной к плоскости действия изгибающего момента в тех случаях, когда ширина их поперечного сечения b < h.

 

Косое внецентренное сжатие

7.12 Расчет элементов при косом внецентренном сжатии следует выполнять по формуле (7.4) при прямоугольной эпюре напряжений в обоих направлениях. Площадь сжатой части сечения Ас условно принимается в виде прямоугольника, центр тяжести которого совпадает с точкой приложения силы и две стороны ограничены контуром сечения элемента (рисунок 7.4), при этом hс = 2сₕ; bс = 2сb и Ас = 4сₕсb, где сₕ и сb – расстояния от точки приложения силы N до ближайших границ сечения.

В случаях сложного по форме сечения для упрощения расчета допускается принимать прямоугольную часть сечения без учета участков, усложняющих его форму (рисунок 7.5).

Рисунок 7.4 – Расчетная схема прямоугольного сечения при косом внецентренном сжатии


Рисунок 7.5 – Расчетная схема сложного сечения при косом внецентренном сжатии; площади А₁ и А₂ в расчете не учитываются
​

Значения ω, φ₁ и mg определяются дважды:

а) при высоте сечения h или радиусе инерции iₕ и эксцентриситете еₕ в направлении h;

б) при высоте сечения b или радиусе инерции ib и эксцентриситете еb в направлении b.
​

За расчетную несущую способность принимается меньшее из двух значений, вычисленных по формуле (7.4) при двух значениях ω, φ₁ и mg.

Если еb > 0,7 сb или eₕ > 0,7 cₕ, то кроме расчета по несущей способности должен проводиться расчет по раскрытию трещин в соответствующем направлении по указаниям 8.3.

Смятие (местное сжатие)

7.13 Расчет сечений на смятие при распределении нагрузки на части площади сечения следует выполнять по формуле

Nс ≤ ΨdRcAc, (7.8)​

где Nс – продольная сжимающая сила от местной нагрузки;

Rс – расчетное сопротивление кладки на смятие, определяемое согласно указаниям 7.14;
Aс – площадь смятия, на которую передается нагрузка;
d = 1,5 – 0,5Ψ – для кирпичной и виброкирпичной кладки, а также кладки из сплошных камней или блоков, изготовленных из тяжелого и легкого бетонов;
d = 1 – для кладки из пустотелых бетонных или сплошных камней и блоков из крупнопористого и ячеистого бетонов; крупноформатных керамических камней;
Ψ – коэффициент полноты эпюры давления от местной нагрузки.
​

При равномерном распределении давления Ψ = 1, при треугольной эпюре давления Ψ = 0,5.

Если под опорами изгибаемых элементов не требуется установка распределительных плит, то допускается принимать Ψd = 0,75 – для кладок из материалов, указанных в пунктах 1 и 2 таблицы 7.4, и Ψd = 0,5 – для кладок из материалов, указанных в пунктах 3 и 4 таблицы 7.4 и в таблице 7.5.

7.14 Расчетное сопротивление кладки на смятие Rc следует определять по формуле

Rc = ξR; (7.9)

ξ = ∛(A/Ac) ≤ ξ₁, (7.10)
​

где А – расчетная площадь сечения, определяемая согласно указаниям 7.16;

ξ₁ – коэффициент, зависящий от материала кладки и места приложения нагрузки, определяется по таблицам 7.4 и 7.5.​

Таблица 7.4​

​

Таблица 7.5​

​

При расчете на смятие кладки с сетчатым армированием расчетное сопротивление кладки Rс принимается в формуле (7.8) большим из двух значений: Rс, определяемого по формуле (7.9) для неармированной кладки, или Rс = Rₛₖ, где Rₛₖ – расчетное сопротивление кладки с сетчатым армированием при осевом сжатии, определяемое по формуле (7.23) или (7.24).

В кладке из камней и блоков пустотностью 48% и более при опирании перекрытий и балок на глубину 25 см и менее следует проводить дополнительный расчет кладки на скалывание и срез в соответствии с пунктом Ж.13 приложения Ж, или предусматривать выполнение конструктивных мероприятий в соответствии с пунктом Ж.3.

а – и – Различные случаи местного сжатия
Рисунок 7.6 – Определение расчетных площадей сечений при смятии (местном сжатии)
​

7.15 При одновременном действии местной (опорные реакции балок, прогонов, перекрытий и т.п.) и основной нагрузок (вес вышележащей кладки и нагрузка, передающаяся на эту кладку) расчет проводится раздельно на местную нагрузку и на сумму местной и основной нагрузок, при этом принимаются различные значения ξ₁ по таблице 7.4 и таблице 7.5.

При расчете на сумму местной и основной нагрузок разрешается учитывать только ту часть местной нагрузки, которая будет приложена до загружения площади смятия основной нагрузкой.

П р и м е ч а н и е – В случае, когда площадь сечения достаточна для восприятия одной лишь местной нагрузки, но недостаточна для восприятия суммы местной и основной нагрузок, допускается устранять передачу основной нагрузки на площадь смятия путем устройства промежутка или укладки мягкой прокладки над опорным концом прогона, балки или перемычки.

7.16 Расчетная площадь сечения А определяется по следующим правилам:

а) при площади смятия, включающей всю толщину стены, в расчетную площадь смятия включаются участки длиной не более толщины стены в каждую сторону от границы местной нагрузки (см. рисунок 7.6, а);

б) при площади смятия, расположенной на краю стены по всей ее толщине, расчетная площадь равна площади смятия, а при расчете на сумму местной и основной нагрузок принимается также расчетная площадь, указанная на рисунке 7.6, б пунктиром;

в) при опирании на стену концов прогонов и балок в расчетную площадь смятия включается площадь сечения стены шириной, равной глубине заделки опорного участка прогона или балки, и длиной не более расстояния между осями двух соседних пролетов между балками (рисунок 7.6, в); если расстояние между балками превышает двойную толщину стены, длина расчетной площади сечения определяется как сумма ширины балки bс и удвоенной толщины стены h (рисунок 7.6, в1);

г) при смятии под краевой нагрузкой, приложенной к угловому участку стены, расчетная площадь равна площади смятия, а при расчете на сумму местной и основной нагрузок принимается расчетная площадь, ограниченная на рисунке 7.6, г пунктиром;

д) при площади смятия, расположенной на части длины и ширины сечения, расчетная площадь принимается согласно рисунку 7.6, д. Если площадь смятия расположена вблизи от края сечения, то при расчете на сумму местной и основной нагрузок принимается расчетная площадь сечения, не меньшая, чем определяемая по рисунку 7.6, г, при приложении той же нагрузки к угловому участку стены;

е) при площади смятия, расположенной в пределах пилястры, расчетная площадь равна площади смятия, а при расчете на сумму местной и основной нагрузок принимается расчетная площадь, ограниченная на рисунке 7.6, е пунктиром;

ж) при площади смятия, расположенной в пределах пилястры и части стены или простенка, увеличение расчетной площади по сравнению с площадью смятия следует учитывать только для нагрузки, равнодействующая которой приложена в пределах полки (стены) или же в пределах ребра (пилястры) с эксцентриситетом е₀ > 1/6L в сторону стены (где L – длина площади смятия, е₀ – эксцентриситет по отношению к оси площади смятия). В этих случаях в расчетную площадь сечения включается кроме площади смятия часть площади сечения полки шириной С, равной глубине заделки опорной плиты в кладку стены и длиной в каждую сторону от края плиты не более толщины стены (рисунок 7.6, ж);

и) если сечение имеет сложную форму, не допускается учитывать при определении расчетной площади сечения участки, связь которых с загруженным участком недостаточна для перераспределения давления (участки 1 и 2 на рисунке 7.6, и).
​

П р и м е ч а н и е – Во всех случаях, приведенных на рисунке 7.6, в расчетную площадь сечения А включается площадь смятия Аc.

7.17 При опирании на край кладки изгибаемых элементов (балок, прогонов и т. п.) без распределительных плит или с распределительными плитами, которые могут поворачиваться вместе с концами элемента, длина опорного участка элемента должна приниматься по расчету. При этом плита обеспечивает распределение нагрузки только по своей ширине в направлении, перпендикулярном к изгибаемому элементу.

Указания настоящего пункта не распространяются на расчет опор висячих стен, который выполняется согласно 7.13 и 9.9.

П р и м е ч а н и я
1 При необходимости увеличения площади смятия под опорными плитами следует укладывать на них стальные прокладки, фиксирующие положение опорного давления.
2 Конструктивные требования к участкам кладки, загруженным местными нагрузками, приводятся в 9.46 – 9.49.

 

Изгибаемые элементы

7.18 Расчет изгибаемых неармированных элементов следует выполнять по формуле

M ≤ RtbW, (7.11)​

где М – расчетный изгибающий момент;

Rtb – расчетное сопротивление кладки растяжению при изгибе (см. таблицы 6.11 – 6.13);
W – момент сопротивления сечения кладки при упругой ее работе.​

Расчет изгибаемых неармированных элементов на поперечную силу следует выполнять по формуле

Q ≤ Rtwbz, (7.12)​

где Rtw – расчетное сопротивление кладки главным растягивающим напряжениям при изгибе, по таблицам 6.11 – 6.13;

b – ширина сечения;
z – плечо внутренней пары сил, для прямоугольного сечения, z = ⅔h.​

П р и м е ч а н и е – Проектирование элементов каменных конструкций, работающих на изгиб по неперевязанному сечению, допускается только в случае проверки прочности нормального сцепления кирпича (камня, блока) с кладочным раствором непосредственно на объекте в соответствии с ГОСТ 24992.

Центрально-растянутые элементы

7.19 Расчет элементов неармированных каменных конструкций на прочность при осевом растяжении следует проводить по формуле

N ≤ RₜA, (7.13)​

где N – расчетная осевая сила при растяжении;

Rₜ – расчетное сопротивление кладки растяжению, принимаемое по таблицам 6.11 – 6.13 по перевязанному сечению;
А – расчетная площадь сечения.​

П р и м е ч а н и е – Проектирование элементов каменных конструкций, работающих на осевое растяжение по неперевязанному сечению, не допускается.

Срез

7.20 Расчет неармированной кладки на срез по горизонтальным неперевязанным швам и перевязанным швам кладки следует выполнять по формуле

Q ≤ (Rsq + 0,8nμσ₀) А, (7.14)​

где Rsq – расчетное сопротивление срезу (см. таблицу 6.11);

μ – коэффициент трения по шву кладки, принимаемый для кладки из кирпича и камней правильной формы равным 0,7;
σ₀ – среднее напряжение сжатия при наименьшей расчетной нагрузке, определяемой с коэффициентом надежности по нагрузке 0,9;
n – коэффициент, принимаемый равным 1,0 для кладки из полнотелого кирпича и камней и равным 0,5 для кладки из пустотелого кирпича и камней с вертикальными пустотами, а также для кладки из рваного бутового камня;
А – расчетная площадь сечения.​

Расчет кладки на срез по перевязанному сечению (по кирпичу или камню) следует выполнять по формуле (7.14) без учета обжатия (2-й член формулы 7.14). Расчетные сопротивления кладки должны приниматься по таблице 6.12.

При внецентренном сжатии с эксцентриситетами, выходящими за пределы ядра сечения (для прямоугольных сечений e₀ > 0,17h), в расчетную площадь сечения включается только площадь сжатой части сечения Ас.

Многослойные стены с облицовкой каменными кладочными материалами

7.21 Отдельные слои многослойных стен должны быть соединены между собой жесткими или гибкими связями. Жесткие связи должны обеспечивать распределение нагрузки между конструктивными слоями. При гибком соединении слоев каждый слой следует рассчитывать раздельно на воспринимаемые нагрузки.

7.22 Жесткими являются связи:

а) при любом теплоизоляционном слое и расстояниях между осями вертикальных диафрагм из тычковых рядов кирпичей или камней не более 10h и не более 120 см, где h – толщина более тонкого конструктивного слоя;

б) при теплоизоляционном слое из монолитного бетона с пределом прочности на сжатие не менее 0,7 МПа или кладке из камней марки не ниже М25 при тычковых горизонтальных прокладных рядах, расположенных на расстояниях между осями рядов по высоте кладки не более 5h;

в) при соблюдении требований по перевязке слоев в соответствии с 9.7.​

7.23 Расчет многослойных стен с жесткими связями следует выполнять:

а) при центральном сжатии по формуле (7.1);

б) при внецентренном сжатии по формуле (7.4), при этом коэффициент ω для кладки с вертикальными диафрагмами принимается равным 1,0.​

В формулах (7.1) и (7.4) принимаются: площадь приведенного сечения Ared, площадь сжатой части приведенного сечения Acred и расчетное сопротивление слоя, к которому приводится сечение, с учетом коэффициента использования его прочности mR.

Коэффициенты продольного изгиба φ, φ₁ и коэффициент mg следует определять по указаниям 7.2 − 7.7 для материала слоя, к которому приводится сечение.

При приведении сечения стены к одному материалу толщина слоев должна приниматься фактической, а ширина слоев (по длине стены) изменяться пропорционально отношению расчетных сопротивлений и коэффициентов использования прочности слоев по формуле

bred = b mᵢ Rᵢ / mR, (7.15)​

где bred – приведенная ширина слоя;

b – фактическая ширина слоя;
R; m – расчетное сопротивление и коэффициент использования прочности слоя, к которому приводится сечение;
Rᵢ; mᵢ – расчетное сопротивление и коэффициент использования прочности любого другого слоя стены. Коэффициенты использования прочности слоев в многослойных стенах m и mᵢ приведены в таблице 7.6.​

Таблица 7.6​

​

7.24 При расчете многослойных стен с гибкими связями коэффициенты φ, φ₁ и mg следует определять по 7.2 − 7.7 для условной толщины, равной сумме толщин двух конструктивных слоев, умноженной на коэффициент 0,7, но не меньше полученной отдельно для основного слоя.

При различном материале слоев принимается приведенная упругая характеристика кладки αred, определяемая по формуле

αred = (α₁h₁ + α₂h₂) / (h₁ + h₂), (7.16)​

где α₁ и α₂ – упругие характеристики слоев;

h₁ и h₂ – толщина слоев.​

7.25 Многослойные стены с утеплителями с пределом прочности на сжатие 1,5 МПа и ниже следует рассчитывать по сечению кладки без учета несущей способности утеплителя.

7.26 В двухслойных стенах при жесткой связи слоев эксцентриситет продольной силы, направленной в сторону термоизоляционного слоя относительно оси, проходящей через центр тяжести приведенного сечения, должен быть не больше 0,5y.

7.27 Сечение стен с облицовкой следует приводить к материалу основного несущего слоя стены. Расчет по раскрытию швов облицовки на растянутой стороне сечения при эксцентриситете в сторону кладки, превышающем 0,7y относительно оси приведенного сечения, следует проводить по указаниям 8.3. Коэффициенты использования прочности слоев в стенах с облицовками m и mᵢ приведены в таблице 7.7.

Таблица 7.7​

​

7.28 При расчете стен с облицовками эксцентриситет нагрузки в сторону облицовки должен быть не более 0,25y (y – расстояние от центра тяжести приведенного сечения до края сечения в сторону эксцентриситета). При эксцентриситете, направленном в сторону внутренней грани стены e₀ > y(1 - m)/(1 + m), но не менее 0,1 у, расчет по формулам (7.1) – (7.4) проводится без учета коэффициентов m и mᵢ, приведенных в таблицах 7.6 и 7.7, как однослойного сечения по материалу основного несущего слоя стены, при этом в расчет вводится вся площадь сечения элемента.

Вертикальные перемещения наружного и внутреннего слоев многослойной кладки определяются по приложению В.

 

Стены с вертикальными диафрагмами

7.29 Кладка вертикальных кирпичных диафрагм, соединяющих слои кладки, проверяется на срез

τ = Rsq, (7.17)​

где τ – касательные напряжения, действующие в вертикальной плоскости, проходящей через диафрагму и возникающие от совместного действия вертикальной нагрузки и температурно-влажностных деформаций;

Rsq – расчетное сопротивление кладки диафрагм срезу, определяемое по 7.20.​

При расчете на центральное и внецентренное сжатие рассматривается фрагмент стены двутаврового сечения (рисунок 7.7). Изгибающие моменты от внецентренного приложения нагрузки учитываются только от нагрузок, приложенных в пределах рассматриваемого этажа. Помимо вертикальных усилий следует учитывать изгибающие моменты, возникающие от температурных воздействий.

Коэффициенты продольного изгиба φ, φ₁ и коэффициент mg следует определять для сечения, проходящего по диафрагме.

В формулах (7.1) и (7.4) принимаются: площадь приведенного сечения Ared, площадь сжатой части приведенного сечения Acred и расчетное сопротивление слоя, к которому приводится сечение, с учетом коэффициента использования его прочности mR.

Коэффициенты продольного изгиба φ, φ₁ и коэффициент mg следует определять по указаниям 7.2 − 7.7 для материала слоя, к которому приводится сечение, для сечения, проходящего по диафрагме.

Рисунок 7.7 – Приведенное сечение рассчитываемого фрагмента стены
​

Приведенная площадь горизонтального сечения рассчитываемого участка стены определяется по формуле

Ared = Aвс + Ared,нс + Ared,д, (7.18)​

где Aвс – площадь горизонтального сечения внутреннего слоя, к которому приводится сечение;

Ared,нс – приведенная площадь горизонтального сечения наружного слоя;
Ared,д – приведенная площадь горизонтального сечения диафрагмы;
hнс – толщина наружного слоя;
hд – толщина диафрагмы (расстояние в свету между наружным и внутренним слоями).​

Приведение материала наружного слоя и диафрагмы к материалу внутреннего слоя выполняется по 7.23.

Высота сжатой зоны определяется из условия равенства нулю суммы статических моментов эпюры вертикальных напряжений относительно оси приложения вертикального усилия. При этом принимается, что в предельном состоянии эпюра вертикальных напряжений является прямоугольной. Для многослойной кладки с вертикальными диафрагмами принимается приведенная упругая характеристика кладки, определяемая по формуле

αred = (αвсАвс + αнсАнс + αдАд)/Ared (7.19)​

где αвс; αнс; αд – упругие характеристики, соответственно, внутреннего, наружного слоев и диафрагмы.

Многослойные стены с гибкими связями с поэтажным опиранием лицевого слоя

7.30 Расчет неармированной кладки по перевязанному (вертикальному) сечению при действии растягивающих усилий в плоскости стены проводят из условий

N(t) ≤ RₜA; (7.20)​

где N(t) – горизонтальное растягивающее усилие от температурных воздействий, действующее в основании лицевого слоя, определяемое в соответствии с СП 327.1325800;

Rₜ – расчетное сопротивление кладки растяжению по перевязанному сечению, принимаемое таблице 6.12;
A – площадь вертикального сечения кладки.​

Проверка неармированной кладки на возможность образования вертикальных трещин от температурных воздействий выполняется из условия

N(t) ≤ (γᵣ Rₜ)A, (7.21)​

где γᵣ – коэффициент условий работы кладки при расчете на растяжение по предельным состояниям второй группы, назначаемый равным 1,5 для зданий с предполагаемым сроком службы 100 лет, 2,0 со сроком службы 50 лет и 3,0 со сроком службы 25 лет.

Расчет армированной кладки проводят в соответствии с СП 327.1325800.

Для кладки лицевого слоя с конструктивным армированием расстояния между вертикальными деформационными швами определяются по таблице 9.8.

Расстояния между вертикальными деформационными швами в армированной кладке лицевого слоя вычисляют по формулам СП 327.1325800.

 

Армокаменные конструкции

7.31 Элементы с сетчатым армированием выполняются на растворах марки не ниже 50 при высоте ряда кладки не более 150 мм. Прочностные характеристики кладки с сетчатым армированием при высоте ряда кладки более 150 мм определяются по экспериментальным данным.

Расчет элементов с сетчатым армированием (рисунок 7.8) при центральном сжатии следует выполнять по формуле

N ≤ mg φRₛₖA, (7.22)​

где N – расчетная продольная сила;

Rₛₖ ≤ 2R – расчетное сопротивление при центральном сжатии, определяемое для армированной кладки из кирпича всех видов и керамических камней со щелевидными вертикальными пустотами по формуле​

Rₛₖ = R + pμRₛ/100, (7.23)​

где p – коэффициент, принимаемый при пустотности кирпича (камня) до 20% включительно равным 2,0; при пустотности от 20%, до 30% включительно – равным 1,5; при пустотности выше 30% – равным 1,0.​

При прочности раствора менее 2,5 МПа при проверке прочности кладки в процессе ее возведения для кирпича всех видов и керамических камней со щелевидными вертикальными пустотами расчетное сопротивление при центральном сжатии определяется по формуле

Rₛₖ₁ = R₁ + (pμRₛ/100)(R₁/R₂₅), (7.24)​

где R₁ – расчетное сопротивление неармированной кладки в рассматриваемый срок твердения раствора;

R₂₅ – расчетное сопротивление кладки при марке раствора 25;
μ = (Vₛ/Vₖ)100 – процент армирования по объему. Для сеток с квадратными ячейками из арматуры сечением Aₛₜ с размером ячейки С при расстоянии между сетками S​

μ = (2Aₛₜ/CS)100,​

mg – коэффициент, определяемый по формуле (7.7);
Vₛ и Vₖ – соответственно объемы арматуры и кладки;
φ – коэффициент продольного изгиба, определяемый по таблице 7.1 для λₕ или λᵢ при упругой характеристике кладки с сетчатым армированием αₛₖ, определяемой по формуле (6.4).​

П р и м е ч а н и е – Процент армирования кладки сетчатой арматурой, учитываемый в расчете на центральное сжатие, должен быть не более определяемого по формуле

μ = 50R/Rₛ​

Rₛ – расчетное сопротивление арматуры.

При армировании меньше 0,1% сечение рассчитывается как неармированное.

1 – арматурная сетка; 2 – выпуск арматурной сетки для контроля ее укладки
Рисунок 7.8 – Поперечное (сетчатое) армирование каменных конструкций
​

При прочности раствора более 2,5 МПа отношение R₁/R₂₅ принимается равным единице.

7.32 Расчет внецентренно сжатых элементов с сетчатым армированием при малых эксцентриситетах, не выходящих за пределы ядра сечения (для прямоугольного сечения е₀ ≤ 0,17h), следует проводить по формуле

N ≤ mg φ₁ Rskb Ac ω, (7.25)​

или для прямоугольного сечения

N ≤ mg φ₁ Rskb A(1 - 2е₀/h)ω, (7.26)​

где Rskb < 2R – расчетное сопротивление армированной кладки при внецентренном сжатии, определяемое для армированной кладки из кирпича всех видов и керамических камней со щелевидными вертикальными пустотами при марке раствора М50 и выше по формуле

Rskb = R₁ + (pμRₛ/100)(1 - 2е₀/y), (7.27)​

а при марке раствора менее 25 (при проверке прочности кладки в процессе ее возведения) для кирпича всех видов и керамических камней со щелевидными вертикальными пустотами по формуле

Rskb = R₁ + (pμRₛ/100)(R₁/R₂₅)(1 - 2е₀/y). (7.28)​

Остальные величины – см. 7.1. и 7.7.

П р и м е ч а н и я
1 При эксцентриситетах, выходящих за пределы ядра сечения (для прямоугольных сечений е₀ > 0,17h), а также при λₕ > 15 или λᵢ > 53 применять сетчатое армирование не следует.
2 Процент армирования кладки сетчатой арматурой при внецентренном сжатии должен быть не более определяемого по формуле

μ = 50R/(1 - 2е₀/y)Rₛ ≥ 0,1%.​

При армировании меньше 0,1% сечение рассчитывается как неармированное.

 

8 Расчет элементов конструкций по предельным состояниям второй группы (по образованию и раскрытию трещин и по деформациям)

8.1 По образованию и раскрытию трещин (швов кладки) и по деформациям следует рассчитывать:

а) внецентренно сжатые неармированные элементы при е₀ > 0,7y;

б) смежные, работающие совместно конструктивные элементы кладки из материалов различной деформативности (с различными модулями упругости, ползучестью, усадкой) или при значительной разнице в напряжениях, возникающих в этих элементах;

в) самонесущие стены, связанные с каркасами и работающие на поперечный изгиб, если несущая способность стен недостаточна для самостоятельного (без каркаса) восприятия нагрузок;

г) стеновые заполнения каркасов – на перекос в плоскости стен;

д) продольно армированные изгибаемые, внецентренно сжатые и растянутые элементы, эксплуатируемые в условиях среды, агрессивной для арматуры;

е) продольно армированные емкости при наличии требований непроницаемости штукатурных или плиточных изоляционных покрытий;

ж) другие элементы зданий и сооружений, в которых образование трещин не допускается или же раскрытие трещин должно быть ограничено по условиям эксплуатации.​

8.2 Расчет каменных и армокаменных конструкций по предельным состояниям второй группы следует выполнять на воздействие нормативных нагрузок при основных их сочетаниях. Расчет внецентренно сжатых неармированных элементов по раскрытию трещин при е₀ > 0,7y (см. 8.3) должен выполняться на воздействие расчетных нагрузок.

8.3 Расчет по раскрытию трещин (швов кладки) внецентренно сжатых неармированных каменных конструкций следует проводить при е₀ > 0,7y исходя из следующих положений:

• при расчете принимается линейная эпюра напряжений внецентренного сжатия как для упругого тела;
• расчет проводится по условному краевому напряжению растяжения, которое характеризует величину раскрытия трещин в растянутой зоне.

Расчет следует выполнять по формуле

N ≤ yᵣ Rtb A / [A(h - y)е₀/I - 1], (8.1)​

где yᵣ – коэффициент условий работы кладки при расчете по раскрытию трещин, принимаемый по таблице 8.1;​

Rtb – расчетное сопротивление кладки растяжению при изгибе по неперевязанному сечению (см. таблицу 6.11);
y – расстояние от центра тяжести сечения до сжатого его края;
I – момент инерции сечения в плоскости действия изгибающего момента.​

Остальные обозначения величин – см. 7.7.

Таблица 8.1​

​

8.4 Конструкции, в которых по условиям эксплуатации не может быть допущено появление трещин в штукатурных и других покрытиях, должны быть проверены на деформации растянутых поверхностей. Эти деформации для неармированной кладки следует определять при нормативных нагрузках, которые будут приложены после нанесения штукатурных или других покрытий, по формулам (8.2) – (8.5). Они не должны превышать величин относительных деформаций εᵤ, приведенных в таблице 8.2.

Таблица 8.2​

​

8.5 Расчет по деформациям растянутых поверхностей каменных конструкций из неармированной кладки следует выполнять по формулам:

• при осевом растяжении

N ≤ EAεᵤ; (8.2)​

• при изгибе

M ≤ EIεᵤ / (h - y); (8.3)​

• при внецентренном сжатии

N ≤ EAεᵤ / [A(h - y)е₀/I - 1]; (8.4)​

• при внецентренном растяжении

N ≤ EAεᵤ / [A(h - y)е₀/I + 1]. (8.5)​

В формулах (8.2) – (8.5):
N и М – продольная сила и момент от нормативных нагрузок, которые будут приложены после нанесения на поверхность кладки штукатурных или плиточных покрытий;
εᵤ – предельные относительные деформации, принимаемые по таблице 8.2;
(h – у) – расстояние от центра тяжести сечения кладки до наиболее удаленной растянутой грани покрытия;
I – момент инерции сечения;
Е – модуль деформаций кладки, определяемый по формуле (6.8).

8.6 Расчет стен многоэтажных зданий из каменной кладки на вертикальную нагрузку по раскрытию трещин выполняется по приложению Г.

8.7 Расчет на вертикальную нагрузку каменных и армокаменных конструкций с использованием диаграмм деформирования выполняется по приложению Е.

 

9 Проектирование конструкций

Общие указания

9.1 Силикатный кирпич и камни, пустотелый керамический кирпич и камни, блоки из ячеистых бетонов, бетонные блоки с пустотами, керамический кирпич полусухого прессования применяются для наружных стен помещений с влажным режимом при условии нанесения на их внутренние поверхности пароизоляционного покрытия. Применение указанных материалов для наружных стен подвалов, цоколей, фундаментов не допускается.

Допускается применение указанных материалов для стен помещений с мокрым режимом при условии нанесения на их внутренние поверхности гидроизоляционного слоя.

П р и м е ч а н и е – В проекте должны быть предусмотрены мероприятия по сохранности гидроизоляционного слоя как на этапах строительства и сдачи здания в эксплуатацию, так и в последующее время при проведении ремонтных работ.

Применение изделий на основе гипса, в том числе гипсобетонных, для стен помещений с влажным и мокрым режимом, а также для стен подвалов, цоколей, фундаментов не допускается.

9.2 Полнотелые силикатные блоки для возведения фундаментов и наружных стен подвалов применяются при соблюдении требований 9.71. Силикатный кирпич, перегородочные блоки и плиты в санузлах, душевых, ванных применяются при условии вертикальной гидроизоляции или облицовки плиткой внутренней поверхности стен (при «сдаче» зданий без отделки – только наружных стен).

9.3 Трехслойная кладка с эффективным утеплителем для наружных стен помещений с влажным режимом эксплуатации применяется 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.

9.4 При проверке прочности и устойчивости стен, столбов, карнизов и других элементов в период возведения зданий следует учитывать, что элементы перекрытий (балки, плиты и пр.) укладываются по ходу кладки. Возможно опирание элементов на свежую кладку.

9.5 Для повышения сопротивления теплопередаче стен из сплошной кладки, возводимой из кирпича, камня и мелких блоков, кладку стен допускается выполнять с уширенным швом шириной не более 50 мм между лицевым и основным слоями кладки, заполняемым эффективным утеплителем.

При недостаточном сопротивлении теплопередаче наружных стен, проектируемых из керамического крупноформатного камня, следует предусматривать возведение кладки с применением сеток из композитных материалов в каждом ряду, которые препятствуют попаданию раствора в пустоты камня, или другие методы повышения сопротивления теплопередаче стены.

9.6 Крупноразмерные элементы конструкций (панели, крупные блоки и т. п.) должны быть проверены расчетом для стадий их изготовления, транспортирования и монтажа. Собственный вес элементов сборных конструкций следует принимать в расчете с учетом коэффициента динамичности, значение которого принимается равным: при транспортировании – 1,8; при подъеме и монтаже – 1,5; при этом коэффициент перегрузки к собственному весу элемента не вводится. Допускается уменьшение указанных выше коэффициентов динамичности, если это подтверждено длительным опытом применения таких элементов, но не ниже 1,25.

9.7 Для сплошной кладки из кирпича и камней правильной формы, за исключением кирпичных панелей, необходимо предусматривать следующие минимальные требования к перевязке:

а) для кладки из полнотелого кирпича толщиной 65 мм – один тычковый ряд на шесть рядов кладки, а из кирпича толщиной 88 мм и пустотелого кирпича толщиной 65 мм – один тычковый ряд на четыре ряда кладки;

б) для кладки из камней правильной формы при высоте ряда до 200 мм – один тычковый ряд на три ряда кладки;

в) для кладки из крупноформатных камней высотой до 260 мм, толщиной до 250 мм и длиной до 510 мм на толщину стены перевязку следует осуществлять в полкамня в каждом ряду. Минимальная величина перевязки швов должна быть 0,4h.​

9.8 Необходимо предусматривать защиту стен и столбов от увлажнения со стороны фундаментов, а также со стороны примыкающих тротуаров и отмосток устройством гидроизоляционного слоя выше уровня тротуара или верха отмостки. Гидроизоляционный слой следует устраивать также ниже пола подвала.

Для подоконников, поясков, парапетов и тому подобных выступающих, особо подверженных увлажнению частей стен следует предусматривать защитные покрытия из цементного раствора, кровельной стали и др. Выступающие части стен должны иметь уклоны, обеспечивающие сток атмосферной влаги.

9.9 Неармированные кладки из каменных материалов в зависимости от вида кладки, а также прочности камней и растворов подразделяются на четыре группы (таблица 9.1).

Таблица 9.1​

​