Прочностные характеристики кирпичной кладки

Обновлено: 27.03.2024

9.1.1. Требования настоящего раздела распространяются на производство и приемку работ по возведению каменных конструкций из керамического и силикатного кирпича, керамических, бетонных, силикатных и природных камней и блоков.

Сплошную кладку наружных стен из материалов с плотностью более 1400 кг/м 3 следует применять для неотапливаемых зданий или для промзданий с большим выделением тепла.

9.1.2. Работы по возведению каменных конструкций должны выполняться в соответствии с проектом. Подбор состава кладочного раствора с учетом условий эксплуатации зданий и сооружений следует осуществлять, руководствуясь Приложением Т.

9.1.3. Применение материалов кладки в зависимости от влажностных параметров помещений приведены в СП 15.13330.

9.1.4. Не допускается ослабление каменных конструкций отверстиями, бороздами, нишами, монтажными проемами, не предусмотренными проектом или ППР.

9.1.5. Каменную кладку заполнения каркасов следует выполнять в соответствии с требованиями, предъявляемыми к возведению несущих каменных конструкций и в соответствии с 9.3 - 9.6.

9.1.7. Разность высот возводимой кладки на смежных захватках и при кладке примыканий наружных и внутренних стен, а также, разность высот между смежными участками кладки фундаментов не должна превышать 1,2 м.

9.1.8. Установку креплений в местах примыкания железобетонных конструкций к кладке следует выполнять в соответствии с проектом.

Возведение каменных конструкций последующего этажа допускается только после укладки несущих конструкций перекрытий возведенного этажа, анкеровки стен и замоноличивания швов между плитами перекрытий. Не допускается монтаж плит перекрытий в заранее заготовленные штрабы.

9.1.9. Предельная высота возведения свободно стоящих каменных стен (без укладки перекрытий или покрытий) не должна превышать значений, указанных в таблице 9.1. При возведении свободно стоящих стен большей высоты следует применять временные крепления.

9.1.10. Высота каменных неармированных перегородок, не раскрепленных перекрытиями или временными креплениями, не должна превышать 1,5 м для перегородок толщиной 9 см, выполненных из камней и кирпича на ребро толщиной 8,8 см, и 1,8 м - для перегородок толщиной 12 см, выполненных из кирпича.

9.1.11. При связи перегородки с поперечными стенами или перегородками, а также с другими жесткими конструкциями допускаемые их высоты увеличивать на 15% при расстоянии между жесткими конструкциями менее 3,5H, на 25% - при расстоянии не более 2,5H и на 40% - не более 1,5H.

9.1.12. Контроль за качеством кладки осуществляется производителем работ, строительным мастером. Строгая прямолинейность и горизонтальность рядов в период кладки обеспечивается натяжением причалок, выкладкой маяков и поверкой уровнем; отклонение в толщине шва допускается до +/- 2 мм.

Вертикальность стен и столбов проверяется провешиванием отвесом. Отклонение от вертикальности не должно быть более 5 мм при кладке под расшивку и не более 7 мм при кладке под штукатурку. Горизонтальность и вертикальность поверхностной кладки периодически проверяется геодезическими инструментами.

9.1.13. После окончания кладки каждого этажа следует производить инструментальную проверку горизонтальности и отметок верха кладки независимо от промежуточных проверок горизонтальности ее рядов.

9.2. Кладка из керамического и силикатного кирпича, из керамических, бетонных, силикатных и природных камней правильной формы

9.2.1. Кладка из кирпича и камней правильной формы должна выполняться с перевязкой: для кладки из одинарного кирпича - 1 тычковый ряд на 6 ложковых рядов кладки; для кладки из полуторного кирпича - 1 тычковый ряд на 4 ложковых ряда кладки; для кладки из камней правильной формы - 1 тычковый ряд на 3 ложковых ряда кладки. Другие типы перевязок должны быть указаны в рабочих чертежах. Тычковые ряды в кладке необходимо укладывать из целых кирпичей и камней всех видов. Независимо от принятой системы перевязки швов укладка тычковых рядов является обязательной в нижнем (первом) и верхнем (последнем) рядах возводимых конструкций, на уровне обрезов стен и столбов, в выступающих рядах кладки (карнизах, поясах и т.д.).

При многорядной перевязке швов укладка тычковых рядов под опорные части балок, прогонов, плит перекрытий, балконов, под мауэрлаты и другие сборные конструкции является обязательной. При однорядной (цепной) перевязке швов допускается опирание сборных конструкций на ложковые ряды кладки.

9.2.2. Кирпичные столбы, пилястры и простенки шириной в два с половиной кирпича и менее, рядовые кирпичные перемычки и карнизы следует возводить из отборного целого кирпича.

9.2.3. Применение кирпича-половняка допускается только в кладке забутовочных рядов и мало нагруженных каменных конструкций (участки стен под окнами и т.п.) - не более 10%.

9.2.4. Толщина горизонтальных швов кладки из кирпича и камней правильной формы должна составлять 12 мм, вертикальных швов - 10 мм.

9.2.5. Горизонтальные и поперечные вертикальные швы кирпичной кладки стен, а также швы (горизонтальные, поперечные и продольные вертикальные) в перемычках, простенках и столбах следует заполнять раствором.

9.2.6. При кладке впустошовку глубина не заполненных раствором швов с лицевой стороны не должна превышать 15 мм в стенах и 10 мм (только вертикальных швов) в столбах.

9.2.7. Участки стен между рядовыми кирпичными перемычками при простенках шириной менее 1 м необходимо выкладывать на том же растворе, что и перемычки.

9.2.8. Стальную арматуру рядовых кирпичных перемычек следует укладывать по опалубке в слое раствора толщиной 30 мм под нижний ряд кирпичей. Число стержней устанавливается проектом, но должно быть не менее трех. Гладкие стержни для армирования перемычек должны иметь диаметр не менее 6 мм, заканчиваться крюками (отгибами) и заделываться в простенки не менее чем на 25 см. Стержни периодического профиля крюками не отгибаются.

9.2.9. При выдерживании кирпичных перемычек в опалубке необходимо соблюдать сроки, указанные в таблице 9.2.

В общем случае программа обследования каменных конструкций включает следующие виды работ:

  • осмотр и регистрацию выявленных повреждений и дефектов по их характерным признакам;
  • натурные обмерные работы по измерению фактических размеров в плане и по высоте, а также внешних признаков повреждений и дефектов;
  • инструментальное и лабораторное определение прочностных, теплотехнических и других характеристик каменных конструкций;
  • поверочные расчеты прочности и устойчивости;
  • испытание пробной нагрузкой (при необходимости).

Общий порядок проведения осмотра, обмерных работ и составления дефектной ведомости, а также уточнения расчетных схем, нагрузок и воздействий. При этом необходимо зафиксировать следующее:

  • фактические размеры конструкций в плане и по высоте;
  • осадки фундаментов, колон, стен, простенков, перекрытий и балок;
  • отклонения от вертикали стен, простенков, колонн и смещения опорных частей балок, плит и прогонов;
  • размеры сколов, вывалов, смещений рядов кладки, трещин;
  • величины прогибов плит, балок, перемычек.

При инструментальном обследовании каменных конструкций устанавливаются:

  • прочность каменной кладки, камней (кирпича) и раствора;
  • влажность материала;
  • морозостойкость и водопоглощение;
  • плотность материалов;
  • теплотехнические свойства ограждающих конструкций;
  • состояние арматуры к кладке.

Ширину раскрытия трещин измеряют с помощью градуированных луп и микроскопов, пластмассовых или бумажных трафаретов с нанесенными линиями толщиной 0,05-2,0 мм.
Глубину трещин определяют по следу на поверхности вырубленного из конструкции с помощью стальных комбинированных щупов, а также ультразвуковых приборов.
За раскрытием трещин наблюдают с помощью гипсовых или других маяков, а также с помощью луп и микроскопов.

Прочностные характеристики каменной кладки наиболее рационально определять косвенно, по установленным маркам кирпича и раствора, при этом прочность компонентов каменной кладки может быть определена как разрушающими, так и неразрушающими методами.
К неразрушающим относится метод пластического деформирования с использованием склерометров.
Для определения прочности компонентов каменной кладки разрушающим методом при испытании на прессе в лабораторных условиях отбирают образцы в количестве:

  • десять кирпичей из стен или столбов;
  • пять образцов камней размером не менее 5х10х20 см из стен и столбов;
  • образцы раствора в количестве, необходимом для склеивания с помощью гипсового раствора пяти образцов размером 7х7х7 см или 4х4х4 см.

Допускается определять прочность при сжатии камней на образцах-цилиндрах в количестве 5 шт. диаметром и высотой 5-10 см, вырубленных из каменной кладки специальной коронкой.

Предел прочности при сжатии кирпича определяют на образцах, состоящих из двух его половинок, а предел прочности камней - на целом камне.
Допускается определять предел прочности при сжатии на половинках кирпича, полученных после испытания его на изгиб.
Предел прочности при изгибе керамического и силикатного кирпичей определяют на целом кирпиче.

Пробы для определения прочности кирпичной кладки отбирают равномерно в следующих местах:

6.1 Расчетные сопротивления 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 2.

Марка кирпича или камня

Расчетные сопротивления , МПа, сжатию кладки из кирпича всех видов и керамических камней со щелевидными вертикальными пустотами шириной до 12 мм при высоте ряда кладки 50-150 мм на тяжелых растворах

при марке раствора

при прочности раствора

Примечание - Расчетные сопротивления кладки на растворах марок от 4 до 50 следует уменьшать, применяя понижающие коэффициенты: 0,85 - для кладки на жестких цементных растворах (без добавок извести или глины), легких и известковых растворах в возрасте до 3 мес; 0,9 - для кладки на цементных растворах (без извести или глины) с органическими пластификаторами.

Уменьшать расчетное сопротивление сжатию не требуется для кладки высшего качества - растворный шов выполняется под рамку с выравниванием и уплотнением раствора рейкой. В проекте указывается марка раствора для обычной кладки и для кладки повышенного качества.

Расчетное сопротивление сжатию кладки из пустотелого керамического кирпича с вертикальными прямоугольными пустотами шириной 12-16 мм и квадратными пустотами сечением 20х20 мм пустотностью до 48% при высоте ряда 77-100 мм определяется по экспериментальным данным. При отсутствии таких данных значение следует принимать по таблице 2 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 МПа (4 кгс/см) - 0,65;

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

Расчетные сопротивления сжатию кладки из крупноформатных камней с вертикальным соединением "паз-гребень" (без заполнения раствором) из керамики шириной до 260 мм, пустотностью до 56% 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 2а.

Расчетные сопротивления сжатию кладки из полистиролбетонных блоков на клею принимаются по экспериментальным данным.

Расчетные сопротивления , МПа, сжатию кладки из керамических крупноформатных камней пустотностью от 40% до 55% со щелевидными вертикально расположенными пустотами шириной до 16 мм при высоте ряда кладки 200-260 мм* на тяжелых растворах при марке раствора

Метод определения прочности сцепления в каменной кладке

Masonry structures. Method of estimating bonding strength in masonry

Дата введения 2015-07-01

Предисловие

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения", ГОСТ 1.2 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом "Научно-исследовательский центр "Строительство", Центральным научно-исследовательским институтом строительных конструкций им.В.А.Кучеренко (ОАО "НИЦ "Строительство" ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом ТК 465 "Строительство"

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 5 декабря 2014 г. N 46)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Минэкономики Республики Армения

Госстандарт Республики Беларусь

Госстандарт Республики Казахстан

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Декабрь 2019 г.

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.

В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге "Межгосударственные стандарты"

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на все виды каменной кладки, в том числе на панели и блоки из кирпича, природных и искусственных камней, стен строящихся зданий, в том числе в сейсмических районах, когда монолитность кладки определяется техническими требованиями по условиям эксплуатации.

Стандарт устанавливает метод определения прочности нормального сцепления (далее прочность сцепления) раствора с кирпичом или камнем в кладке стен строящихся зданий или на специальных образцах в лабораторных условиях.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 380-88 Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки

ГОСТ 5781-82 Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. Технические условия

ГОСТ 5802-86 Растворы строительные. Методы испытаний

ГОСТ 6727-80 Проволока из низкоуглеродистой стали холоднотянутая для армирования железобетонных конструкций

ГОСТ 9467-75 Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки конструкционных и теплоустойчивых сталей. Типы

ГОСТ 28840-90 Машины для испытания материалов на растяжение, сжатие и изгиб. Общие технические требования

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

испытания: Экспериментальное определение количественных и (или) качественных характеристик свойств объекта испытаний как результата воздействия на него, при его функционировании, при моделировании объекта и (или) воздействий.

образец для испытаний: Продукция или ее часть, или проба, непосредственно подвергаемые эксперименту при испытаниях.

испытательное оборудование: Средство испытаний, представляющее собой техническое устройство для воспроизведения условий испытаний.

3.4 прочность сцепления: Сопротивление кладки осевому растяжению по неперевязанным швам.

4 Общие положения

4.1 Определение прочности сцепления проводят путем испытания на осевое растяжение элементов кладки стен на строительной площадке или на специальных образцах, изготовленных в лаборатории.

4.2 Испытания прочности сцепления в кладке стен строящихся зданий проводят строительные лаборатории с целью контроля соответствия требованиям проекта.

4.3 Лабораторные испытания по определению прочности сцепления на контрольных образцах проводят специализированные лаборатории, строительные организации, научно-исследовательские институты, а при изготовлении виброкирпичных панелей и блоков - заводские лаборатории.

5 Сущность метода

Сущность метода заключается в определении характеристики удельной работы для разделения кирпича (камня) и раствора при действии осевого растягивающего усилия, направленного перпендикулярно плоскости их контакта (по неперевязанным швам).

6 Определение прочности сцепления в кладке стен строящихся зданий

6.1 Средства испытаний и измерений

Для испытания кладки на сцепление применяют следующее оборудование:

- установку, указанную на рисунке 1. Перечень приборов и приспособлений, необходимых для изготовления установки, приведен в таблице А.1 (приложение А);

- гидравлическое испытательное оборудование с возможностью автоматической записи результатов испытаний, рисунок 2;

- скребок угловой 5 мм, 250 мм, скребок прямой 5 мм, 250 мм;

- гаечный ключ 10x12 мм, молоток.


1 - испытуемый кирпич (камень); 2 - захват (тросовый); 3 - перекладина; 4 - регулировочный болт; 5 - тяга; 6 - гидравлический домкрат; 7 - манометр; 8 - регулируемые опоры; 9 - траверса; 10 - шарнир; 11 - рама; 12 - переходник; 13 - узел троса

Рисунок 1 - Сборное гидравлическое испытательное оборудование


1 - испытуемый кирпич (камень); 2 - захват (заводской); 3 - манометр; 4 - регулируемые опоры; 5 - тяга; 6 - гидравлический домкрат

Рисунок 2 - Гидравлическое испытательное оборудование с возможностью автоматической записи результатов испытаний

6.2 Отбор образцов

6.2.1 Для проведения контрольных испытаний на сцепление кладки из кирпича или камня на строительной площадке следует выбирать участки стен по указанию представителя технического надзора.

6.2.2 Число таких участков в каждом здании должно быть не менее одного на этаж с отрывом по пять кирпичей (камней) на каждом участке.

6.2.3 На участках стен, где была выполнена замена применяемых материалов или резко менялись погодные условия, необходимо проводить дополнительные испытания.

6.3 Подготовка к испытаниям

6.3.1 Вертикальные швы расчищают вокруг испытуемого кирпича (камня) при помощи скребков, не допуская сильных толчков и ударов.

6.3.2 При испытании кладки на сцепление необходимо определять прочность раствора на сжатие, взятого из шва кладки, по методике в соответствии с приложением Б.

6.3.3 Схема захвата кирпича и камня, подготовленного к испытанию, показана на рисунке 3. Испытуемый кирпич 1 охватывают петлей из троса (захватом) 2 по боковым граням, затем петлю подтягивают перекладиной 3 при помощи регулировочного болта 4.

3.8. Предел прочности всех видов кладок при кратковременном загружении определяется по формуле профессора Л.И. Онищика:


, (1)


где - предел прочности кладки при сжатии;


- предел прочности камня при сжатии;


- предел прочности раствора (кубиковая прочность).


Коэффициент А характеризует максимально возможную, так называемую "конструктивную", прочность кладки. Действительно, из формулы (1) следует, что при .


, (2)

где выражен в .

Примечание. При определении прочности кладки из сплошных легкобетонных крупных блоков принимается коэффициент А = 0,8, а из крупных блоков тяжелого бетона А = 0,9.

Если прочность кирпича при изгибе меньше предусмотренной ГОСТ 530-80, то конструктивный коэффициент А для кладки определяется по формуле


, (3)


где - прочность кирпича при изгибе.


Коэффициент применяют при определении прочности кладки на растворах низких марок (25 и ниже). Эти коэффициенты принимают равными при:


;


210 × 60 пикс.   Открыть в новом окне
. (4)

Для кладки из кирпича и камней правильной формы ; ; для бутовой кладки ; .


Формула (1) установлена для случаев, когда качество кладки соответствует уровню массового строительства, а применяемые растворы достаточно подвижны и удобоукладываемы. Если эти условия не соблюдаются, то влияние ряда факторов учитывается применением дополнительных коэффициентов к значениям , вычисленным по формуле (1). В случае, например, применения жестких, неудобных для кладки цементных растворов (без добавки глины или извести), растворов на шлаковом или другом легком песке, а также сильно сжимаемых (в возрасте до 3 мес) известковых растворов пределы прочности кладки понижаются на 15% по сравнению с вычисленными по формуле (1). В среднем на 15% понижается предел прочности кладки из пустотелых крупных бетонных блоков по сравнению с пределом прочности кладки из сплошных крупных блоков той же марки. Предел прочности кладки из постелистого бута на 50% выше кладки из рваного бута.

3.9. Предел прочности вибрированной кирпичной кладки, в которой обеспечено плотное и равномерное заполнение швов раствором, значительно (в 1,5-2 раза) выше обычной кладки.

3.10. Предел прочности кладки и бетона зависит также от длительности загружения. Пределом длительного сопротивления кладки или бетона является максимальное напряжение, которое может выдержать кладка или бетон неограниченное время без разрушения. Величина для тяжелых бетонов равна , а для ячеистых бетонов неавтоклавного твердения . Для кирпичной кладки на прочных растворах марок 50 и выше ориентировочно , марок и для кладок на известковом растворе .

Следует однако учитывать, что после длительного периода твердения раствора под нагрузкой (более года) вследствие его пластических деформаций происходит выравнивание поверхности раствора в швах кладки, что уменьшает местные концентрации напряжений и позволяет повысить расчетное сопротивление кладки на 15%, см. п. [3.11г].

3.11. Принятое в стандарте СЭВ 384-76 понятие нормативного сопротивления материалов, связанное с контрольной или браковочной их характеристикой, устанавливаемой государственными стандартами на материалы, не применяется к кладке, так как она является композитным материалом и ее прочность не установлена стандартами.

При установлении расчетных сопротивлений для каменных конструкций принята следующая система коэффициентов. Коэффициент изменчивости прочности кирпичной кладки на основании статистических данных принят равным С = 0,15, а условное нормативное сопротивление , при этом обеспеченность величины С равна 0,98. Вероятное понижение прочности кладки по сравнению с уровнем, принятым в нормах, учитывается делением на коэффициент 1,2, а другие второстепенные факторы, не учитываемые расчетом, и дефекты (ослабление кладки пустошовкой, гнездами, небольшие отклонения столбов и стен от вертикали и т. п.) - на коэффициент 1,15. Таким образом, дополнительный коэффициент надежности для кирпичной кладки принят равным 1,2 х 1,15 = 1,4 и расчетное сопротивление .

Расчетные сопротивления кладки сжатию из всех видов каменных и бетонных изделий приведены в табл. 6, пп. [3.1-3.14]. Средние ожидаемые пределы прочности кладки могут быть определены, в случае необходимости, умножением расчетных сопротивлений на коэффициенты безопасности, приведенные в п. [3.20].


3.12. Расчетные сопротивления кладки при сжатии из керамических камней с горизонтальным расположением пустот (см. ГОСТ 530-80, черт. 15-18) следует назначать по п. [3.1] табл. [2] с применением следующих понижающих коэффициентов: D - учитывающего особенности работы кладки (хрупкость разрушения и др.) и - переходный коэффициент от расчетного сопротивления к пределу прочности кладки:


D = 0,6; = 3,3;


D = 0,6; = 3,3;


D = 0,8; = 2,5.


3.13. Расчетное сопротивление кладки из кирпича и пустотелых керамических камней при расчете каменных конструкций на выносливость, а также по образованию трещин при многократно повторяющихся нагрузках определяется путем умножения соответствующих расчетных сопротивлений кладки, принятых по табл. [2, 10 и 11], на коэффициент D. В табл. 3 приведены коэффициенты D для определения расчетных сопротивлений кладки из кирпича и пустотелых керамических камней при расчете на выносливость и по образованию трещин при многократно повторяющихся нагрузках в зависимости от коэффициента асимметрии :


, (5)

где и - соответственно наименьшее и наибольшее значения напряжений в кладке, возникающих от нормативных статических и повторяющихся нагрузок.

Читайте также: