Seo-friends.ru

Большая стройка
8 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Модуль упругости кирпича силикатного

Модуль упругости кирпича

Эксплуатационные характеристики кирпича имеют неоспоримое преимущество среди аналогов или прочих строительных материалов. Не будет лишним более детально разобраться в свойствах такого важного показателя как модуль упругости кирпича.

Определение

В первую очередь необходимо понять, что означает выражение «модуль упругости кирпича». По своей сути – это свойство материала деформироваться вследствие кратковременного или длительного воздействия. Упругость – это не постоянное явление. После окончания применения давления на кирпич деформация исчезает сразу или через незначительный промежуток времени.

Расчет данной величины осуществляется по формулам:

  • Е0 = a Ru (неармированная кладка);
  • Е0 = a Rsku (армированная).

Стоит акцентировать внимание, что значение а – характеристика упругая, данные по которой можно взять из специальной таблицы. Ru – сопротивление (временное), получаемое в качестве ответной реакции на оказываемое сжатие кирпичной кладки рассчитывается по формуле Ru = kR, где R – сопротивление кладки сжатию. Коэффициент k берется в зависимости от качества строительного материала, а именно:

  • кирпич – 2,0;
  • блоки, ячеистый бетон – 2,5.

Когда кладка выполняется с продольным армированием, используется формула № 2 для расчетов. При этом стоит учитывать, что сжатие происходит на высоте не больше, чем 1,5 м.

Специалисты оперируют следующими формулами при осуществлении расчетов:

(сетчатое армирование), где μ, — выражается в процентном соотношении, Аs – площадь сечения арматуры, а Ak – площадь сечения кирпичной кладки.

Таблицы

Показатель упругости формируется из множества факторов, в числе которых:

  • марка раствора;
  • уровень прочности цементной смеси;
  • вид кладки.

Подобные данные приведены в таблице ниже. При этом можно отметить, что разделение происходит в зависимости от используемой группы строительного материла. Общее количество групп составляет 9 (6- виды камня, 3 – виды кирпича).

В учет принимается этажность будущего строения, особенности конструкции, совместимость того или иного элемента здания и т.п. Бутобетонные кладки считаются самыми упругими, а коэффициент не рассчитывается, и имеет постоянное значение равное 2000 единиц.

Модуль упругости кирпича керамического рассчитывается благодаря значению относительной деформации, который получается из формулы:

e = v*(σ/E0), где σ — напряжение, v – коэффициент ползучести. Как правило, эти данные берутся из специальных таблиц, что в разы ускоряет процесс проектирования и строительства.

Не стоит целиком и полностью полагаться на выполняемые расчеты и данным, приведенным в таблицах. Опытные строители ориентируются на интуитивном уровне. Ведь даже в самых точных расчетах может иметь место определенная доля погрешности, что не лучшим образом отразиться на качестве возводимого объекта. Кроме того, в нетипичных ситуациях, это касается не только температурного режима, корректнее руководствоваться самостоятельными расчётами.

Во внимание принимаются такие показатели как:

Модуль упругости кирпичной кладки

Страница 1 из 212>

У меня встала необходимость рассчитать многоэтажное кирпичное здание. Железобетон я считаю постоянно, а вот кирпич приходится считать первый раз. Так вот в чем у меня возникла проблема: не могу понять какой же все таки модуль упругости принимать для расчетной схемы.
По п 3.20 имеется полученный начальный модуль деформаций Eo, затем судя указаниям п 3.22 следует, что
модуль деформации кладки при определении усилий и т.д E=0.5Eo
модуль деформации кладки при определении перемещений E=0.8Eo.

Затем читаю п. 3.24 — модуль упругости кладки при постоянной и длительной нагрузке с учетом ползучести след. уменьшать путем деления его на коэффициент ползучести (допустим для силикатного 3), т.е для определения усилий в расчетной схеме мне нужно принять:
E=0.5Eo/3,
а для определения перемещений E=0.8Eo/3 но это же почти вата какая-то получается.

Правильны ли мои размышления или все таки ползучесть учитывается вот таким образом E=Eo/3?

Ну и самое интересное, что модуль упругости по п7.19 Пособия к Снипу при расчете разности деформаций стен получается еще раза в 1.5-2 меньше, чем E=0.8Eo/3.
В моей голове началась полная неразбериха.

Анна1

Так вот в чем у меня возникла проблема: не могу понять какой же все таки модуль упругости принимать для расчетной схемы.

СНиП II-22-81, п.3.22
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=0.8Eo

А если по уму то см. Пособие, п. 3.22
Зависимость между напряжениями и деформациями криволинейна, модуль деформации не является величиной постоянной
Etan=Eo(1-S/(1.1Ru))
Но это, вроде, только при действии только кратковременной нагрузки
Кстати, коэффициент Пуассона для кладки тоже величина не постоянная, что-то вроде:
— при сжимающих напряжениях 0.2SIGMAult mue=0.1,
— при сжимающих напряжениях 0.4SIGMAult mue=0.15.

Дмитрий
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от Дмитрий

Вы меня окончательно добили, особенно Дмитрий.
Я понимаю конечно праздник народ гуляет, а я тут с кладкой какой-то мучаюсь. Может быть я неправильно сформулировала вопрос, тогда попробую по пунктам:

1) При расчете кладки на деформации или для определения усилий я должна учитывать ползучесть?

2) Как учитывать ползучесть допустим для определения деформаций E=Eo/3 или E=0.8Eo/3 ( ню=3 для силикатного кирпича)?

3) Почему же если следовать СНиП определение деформаций следует вести при E=0.8Eo, а судя по пособию п7.19 при расчете стен на допустимую разность деформаций, при которой отсутствуют или допустимая ширина раскрытия трещин, из-за другого значения характеристики альфа модуль упругости получается примерно
E=0.166Eo не правда ли странно вроде бы одно и тоже можно определить с разницей в 5 раз?

Читать еще:  Кирпич ручной формовки вандерсанден
Если считаешь сооружение полностью кирпичное, то для распределения усилий собственно усилий модуль упругости не актуален.
Анна1

1) Насколько я смог понять, Вы строите модель здания, чтобы оценить его жесткость, распределение усилий и деформации. Поэтому на данном этапе следует применить формулу (8) СНиП с учетом ползучести — E=0.8Eo/3 (для силикатного). Для зимней кладки дополнительно введите коэффициенты по п.7.3. СНИП.

2) Если Вам потребуется посчитать разность деформаций соседних стен, по формуле (93) Пособия —
E=250*Ru=750*Ru/3=Eo/3 (для силикатного в летних условиях) или
E=170*Ru (для силикатного в зимних условиях).

3) Для детальных расчетов участков кладки в контакте с другими материалами (например, при расчете кладки над рандбалками) следует применять ф-лу (7) СНиП — E=0.5Eo/3 (для силикатного). Для зимней кладки дополнительно введите коэффициенты по п.7.3. СНИП.

Анна, разрешите узнать, на какой программе Вы делаете расчет?

P.S. Просматривая формулы, нашел ошибку в электронном СНиПе II-22-81*(изм. 2003) Стройинформа — в п.3.23 нет коэффициентов ползучести 2.2, 2.8, 3.0. Будьте осторожны, доверяйте только бумаге!

2) Если Вам потребуется посчитать разность деформаций соседних стен
E=250*Ru=750*Ru/3=Eo/3
Поэтому на данном этапе следует применить формулу (8) СНиП с учетом ползучести — E=0.8Eo/3

Получается что при определении в том и в другом случае деформаций разница в коэффициенте 0.8 (не так много конечно).
Но скорее всего так и нужно.

Анна, разрешите узнать, на какой программе Вы делаете расчет?

На Лире, правда с большим количеством кульбитов и шаманских танцев, чтобы хотя бы близко соответствовать результату.

Прочность каменных кладок при растяжении, изгибе, срезе. Модуль деформации кладки.

Прочность кладки при растяжении

Прочность каменных кладок при работе их на растяжение, срез и изгиб зависит, главным образом, от величины сцепления между раствором и камнем.

Различают два вида сцепления:

нормальное — S (рис. 6,а) и касательное — Т (рис. 6,б).

Эксперименты показали, что касательное сцепление в два раза больше нормального, то есть Т= 2 S

Рис.6. Виды сцепления: а – нормальное; б — касательное

Величина сцепления возрастает:

— с увеличением марки раствора;

— при более шероховатой поверхности камня;

-при более чистой поверхности камня;

— при увлажнении камня.

Сцепление нарастает во времени и достигает 100% через 28 суток.

В вертикальных швах кладки вследствие усадки раствора при твердении сцепление его с камнем значительно ослабляется или совсем нарушается с одной из прилегающих боковых поверхностей камня. Поэтому в расчетах сцепление в вертикальных швах не учитывается, а учитывается сцепление только в горизонтальных швах кладки.

В соответствии с касательным и нормальным сцеплением различают два вида растяжения кладки: растяжение по перевязанному и неперевязанному швам.

Растяжение кладки по неперевязанному шву (рис. 7, а) в чистом виде практически не встречается, а главным образом имеет место при работе кладки на внецентренное сжатие при больших эксцентриситетах, когда происходит растяжение кладки с одной стороны, как показано на рис. 7, б.

Рис.7. Растяжение кладки: а – по неперевязочному шву; б – с одной стороны

Растяжение кладки по перевязанному шву (рис. 8) встречается в конструкциях резервуаров. В этом случае разрыву сопротивляются только участки горизонтальных швов (вертикальные швы не учитываются), в которых действует касательное сцепление. Разрушение кладки может происходить по штрабе при слабых растворах и прочных камнях, либо по камням и частично по штрабе при прочных растворах и малой прочности камня.

Рис. 8. Растяжение кладки по перевязочному шву

Прочность кладки при срезе

Срез кладки так же, как и растяжение, может быть по перевязанному и неперевязанному швам.

При действии усилий вдоль горизонтальных швов (рис. 9, а)

Рис.9. Срез кладки по перевязанному и неперевязанному швам

Имеет место срез по неперевязанному шву, который встречается в подпорных стенах (рис. 9, б) или в пятовых сечениях арок (рис. 9, в). В этом случае сопротивление оказывает касательное сцепление раствора с камнем, а при сжимающих нормальных напряжениях в кладке сопротивление срезу увеличивается благодаря возникновению сопротивления от трения.

При действии усилий перпендикулярно горизонтальным швам (рис.10, а) имеет место срез по перевязанному шву, который встречается в консольных выступах (рис. 10, б). В этом случае учитывается сопротивление только камня срезу без учета вертикальных швов.

Рис.10. Действия усилий: а – перпендикулярно горизонтальным швам;

б – консольные выступы

Прочность кладки при изгибе

Изгиб в каменной кладке вызывает растяжение, которым и определяется прочность кладки по растянутой зоне. Однако если определить разрушающий момент как для упругого материала, приняв в растянутой зоне расчетное сопротивление (как для центрального растяжения), то разрушающий момент оказывается примерно в 1,5 раза меньше, чем при натурных испытаниях. Это объясняется тем, что момент внутренних усилий теоретически определялся, исходя из треугольной эпюры распределения нормальных напряжений, как для упругого тела (рис.11, а):

Рис.11. Эпюры распределения нормальных напряжений: а – для упругого тела; б – криволинейная

На самом же деле благодаря тому, что в кладке кроме упругих имеют место и пластические деформации, эпюра нормальных напряжений криволинейная (Рис. 11, б) и если ее принять прямоугольной (что очень близко к фактической эпюре), то получим:

Читать еще:  Кирпичи так как реп

то есть в 1,5 раза больше, чем при упругой работе. В практических расчетах пользуются формулами сопротивления материалов и момент сопротивления W определяют, как для упругого материала. Расчетное сопротивление кладки растяжению при изгибе по перевязанному сечению принимают примерно в 1,5 раза больше, чем расчетное сопротивление кладки при центральном растяжении .

На рис. 12 показана часть здания, левый угол которого получил осадку, что привело к образованию наклонных трещин в подоконных поясах.

Эти трещины являются следствием возникновения главных растягивающих напряжений при изгибе.

Рис.12. Образование трещин в стене при осадке здания

Деформативность кладки

В каменной кладке различают следующие деформации:

— объемные, возникающие во всех направлениях, вследствие усадки раствора и камня или от изменения температуры;

— силовые, развивающиеся, главным образом, вдоль направ­ления действия силы.

Усадочные деформации кладки st зависят от материала кладки. Например, для кладки из обожженного глиняного кирпича усадку можно не учитывать ввиду ее малости, а для кладок из силикатного кирпича и бетонных камней st = 3•10-4.

Температурные деформации кладки также зависят от материала кладки и коэффициента линейного расширения кладки t. Например, для глиняного кирпича и керамических камней t = 0,5•10-5, а для силикатного кирпича и бетонных камней t = 1•10-5.

При действии нагрузки (силовые деформации) каменная кладка представляет собой упругопластический материал, и поэтому при действии нагрузки зависимость между напряжениями и деформациями не подчиняется закону Гука. Начиная с небольших напряжений в кладке, кроме упругих, развиваются и пластические деформации. Поэтому силовые деформации будут зависеть от характера приложения нагрузки и могут быть трех видов:

1) деформации при однократном нагружении кратковременной нагрузкой;

2) деформации при длительном действии нагрузки;

3) деформации при многократно повторных нагрузках.

Если каменную кладку нагружать очень быстро и довести до разрушения за несколько секунд, то в кладке возникнут только упругие деформации, и кладка будет работать как упругий материал, а зависимость между напряжениями и деформациями будет линейной.

Если каменную кладку в лабораторных условиях загружать в течение 1 часа постепенно до разрушения, то зависимость между напряжениями и деформациями получается нелинейной; для данного случая кривая зависимости показана на рис. 13.

Таким образом, полные деформации будут слагаться из упругих и неупругих. В этом случае модуль деформации кладки Е будет величиной переменной:

С возрастанием напряжения угол уменьшается последовательно, уменьшается и модуль деформаций.

Наибольшее значение модуль деформаций будет иметь при , то есть -это начальный или мгновенный модуль упругости, величина которого для данного вида кладки является постоянной.

Рис.13. Кривая зависимости

Экспериментально установлено, что начальный модуль деформации Е модуль упругости кладки пропорционален временному сопротивлению сжатия кладки – Ru:

; .

Здесь — упругая характеристика кладки, зависящая от вида кладки и прочности раствора; R — расчетное сопротивление сжатию кладки; — коэффициент, принимаемый равным 2, для кладки из кирпича, камней, блоков.

В практических расчетах модуль деформаций кладки принимается Е=0,5Е или Е = 0,6Е в зависимости от характера расчета.

При действии длительных нагрузок в кладке развиваются деформации ползучести, поэтому в практических расчетах модуль упругости Е уменьшается путем деления его на коэффициент ползучести, величина которого принимается от 1,8 до 4,0 в зависимости от вида кладки.

При многократно повторных нагрузках после некоторого числа циклов «нагрузка-разгрузка» пластические деформации выбираются, и материал начинает работать упруго с модулем упругости Е0, но только если напряжения не превосходят напряжений, при которых появляются трещины в кладке : .

Если же , то после некоторого количества циклов «нагрузка-разгрузка» деформации начинают неограниченно расти, и кладка разрушается.

Список литературы

1. СП 63.13330.2018 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003/Минстрой России. – М., 2013. – 147с.

2. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: Общий курс: Учеб. для вузов. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1991. – 767с.

3. Еременок П.Л., Еременок И.П. — Каменные и армокаменные конструкции. – Киев: Вища школа, 1981.

СНиП II-22-81 от 31.12.1981 г. Каменные и армокаменные конструкции. Часть 2

3.8. Расчетные сопротивления сжатию бутобетона (невибрированного) приведены в табл. 9.

, МПа (кгс/ ), сжатию бутобетона (невибрированного) при классе бетона

С рваным бутовым камнем марки:

50 или с кирпичным боем

Примечание. При вибрировании бутобетона расчетные сопротивления сжатию следует принимать с коэффициентом 1,15.

3.9. 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 табл. 2 c коэффициентами:

на растворах нулевой прочности и прочности 0,2 МПа (2 кгс/ ) — 0,8;

на растворах марок 4, 10, 25 и выше — соответственно 0,85, 0,9 и 1.

3.10. Расчетные сопротивления сжатию кладки при промежуточных размерах высоты ряда от 150 до 200 мм должны определяться как среднее арифметическое значений, принятых по табл. 2 и 5, при высоте ряда от 300 до 500 мм — по интерполяции между значениями, принятыми по табл. 4 и 5.

Читать еще:  Сырье для керамических кирпичей

3.11(К). Расчетные сопротивления кладки сжатию, приведенные в табл. 2 — 8, следует умножать на коэффициенты условий работы , равные:

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

б) 0,6 — для элементов круглого сечения, выполняемых из обыкновенного (нелекального) кирпича, неармированных сетчатой арматурой;

в)(К) 1,1 — для крупных блоков и камней, изготовленных из тяжелых бетонов и из природного камня ( 1800 кг/ );

0,9 — для кладки из блоков и камней из автоклавных ячеистых бетонов и из силикатных бетонов классов по прочности выше В25;

0,8 — для кладки из блоков и камней из крупнопористых бетонов и из неавтоклавных бетонов. Виды ячеистых бетонов принимают в соответствии с ГОСТ 25485-82.

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 по табл. 33.

3.12. Расчетные сопротивления сжатию кладки из крупных пустотелых бетонных блоков различных типов устанавливаются по экспериментальным данным. При отсутствии таких данных расчетные сопротивления следует принимать по табл. 4 с коэффициентами:

0,9 при пустотности блоков 5 %

где процент пустотности определяется по среднему горизонтальному сечению.

Для промежуточных значений процента пустотности указанные коэффициенты следует определять интерполяцией.

3.13. Расчетные сопротивления сжатию кладки из природного камня, указанные в табл. 4, 5 и 7, 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).

3.14. Расчетные сопротивления сжатию кладки из сырцового кирпича и грунтовых камней следует принимать по табл. 7 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.

3.15. Расчетные сопротивления кладки из сплошных камней на цементно-известковых, цементно-глиняных и известковых растворах осевому растяжению , растяжению при изгибе и главным растягивающим напряжениям при изгибе , срезу при расчете сечений кладки, проходящих по горизонтальным и вертикальным швам, приведены в табл. 10.

Рис. 1. Растяжение кладки по неперевязанному сечению

Рис. 2. Растяжение кладки по перевязанному сечению

Рис. 3. Растяжение кладки при изгибе по перевязанному сечению

Вид напряженного состояния

Расчетные сопротивления , МПа (кгс/ ), кладки из сплошных камней на цементно-известковых, цементно-глиняных и известковых pacтворах осевому растяжению, растяжению при изгибе, срезу и главным растягивающим напряжениям при изгибе при расчете сечений кладки, проходящих по горизонтальным и вертикальным швам

при марке раствора

1. По неперевязанному сечению для кладки всех видов (нормальное сцепление; рис. 1)

2. По перевязанному сечению (рис. 2):

а) для кладки из камней правильной формы

б) для бутовой кладки

3.По неперевязанному сечению для кладки всех видов и по косой штрабе (главные растягивающие напряжения при изгибе)

4.По перевязанному сечению (рис. 3):

а) для кладки из камней правильной формы

б) для бутовой кладки

5.По неперевязанному сечению для кладки всех видов (касательное сцепление)

6.По перевязанному сечению для бутовой кладки

Примечания: 1. Расчетные сопротивления отнесены по всему сечению разрыва или среза кладки, перпендикулярному или параллельному (при срезе) направлению усилия.

2. Расчетные сопротивления кладки, приведенные в табл. 10, следует принимать с коэффициентами:

для кирпичной кладки с вибрированием на вибростолах при расчете на особые воздействия — 1,4;

для вибрированной кирпичной кладки из глиняного кирпича пластического прессования, а также

для обычной кладки из дырчатого и щелевого кирпича и пустотелых бетонных камней — 1,25;

для невибрированной кирпичной кладки на жестких цементных растворах без добавки глины или извести — 0,75;

для кладки из полнотелого и пустотелого силикатного кирпича — 0,7, а из силикатного кирпича, изготовленного с применением мелких (барханных) песков, по экспериментальным данным;

для зимней кладки, выполняемой способом замораживания, — по табл. 33.

При расчете по раскрытию трещин по формуле (33) расчетные сопротивления растяжению при изгибе для всех видов кладки следует принимать по табл. 10 без учета коэффициентов, указанных в настоящем примечании.

3. При отношении глубины перевязки кирпича (камня) правильной формы к высоте ряда кладки менее единицы расчетные сопротивления кладки осевому растяжению и растяжению при изгибе по перевязанным сечениям принимаются равными величинам, указанным в табл. 10, умноженным на значения отношения глубины перевязки к высоте ряда.

3.16. Расчетные сопротивления кладки из кирпича и камней правильной формы осевому растяжению

, растяжению при изгибе , срезу и главным растягивающим напряжениям при изгибе при расчете кладки по перевязанному сечению, проходящему по кирпичу или камню, приведены в табл. 11.

Вид напряженного состояния

, МПа (кгс/ ), кладки из кирпича и камней правильной формы осевому растяжению, растяжению при изгибе, срезу и главным растягивающим напряжениям при изгибе при расчете кладки по перевязанному сечению, проходящему по кирпичу или камню, при марке камня

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector