1.4 Арматура для продольного и поперечного армирования каменных конструкций

Для повышения несущей способности каменной кладки, каменные конструкции армируют, применяя продольное, либо поперечное армирование.

Для поперечного (сетчатого) армирования применяют сварные и вязанные стальные сетки различных сечений. Обладая значительно более высоким модулем упругости, чем каменная кладка, арматурная сетка, уложенная в горизонтальных швах, противостоит поперечному расширению, возникающему от вертикальных усилий. Применение поперечного армирования оптимально в каменных конструкциях малой гибкости при центральном и не центральном сжатии и при небольших эксцентриситетах. При этом напряжения сжатия образуются и в поперечном направлении кладки, а под воздействием еще и вертикальных усилий кладка создаются условия работы кладки при всестороннем сжатии, что значительно повышает ее прочность.

Используемые сетки могут быть как с прямоугольными ячейками, так и зигзагообразными. В сетках прямоугольной формы рекомендуется использовать арматурные стержни сечением до 6 мм, в сетках типа «зигзаг» оптимальным диаметром стержней считают – 8 мм. Внутри кладки расположенные в смежных швах сетки «зигзаг» укладывают во взаимно перпендикулярных направлениях. Применение арматурных стержней более 6 мм в прямоугольных сетках приводит к увеличению толщины кладочного шва, сосредоточению напряжений в местах пересечения стержней и, как следствие, ослаблению прочности каменной кладки. Сетки укладывают не реже чем через пять рядов каменной кладки, соблюдая толщину шва превышающую диаметр стержней армирования на 4-6 мм. При этом процент армирования, как для поперечного, так и для продольного, не должен быть менее 0,1 общего объема кладки. При сетчатом армировании не допускается превышение процента армирования выше 1.

Продольное армирование выполняют аналогично армированию железобетонных конструкций. Различают внутреннее и внешнее продольное армирование. Продольные стержни связывают хомутами, устанавливаемыми в швах кладки. Арматура, при продольном армировании, располагается внутри вертикальных швов кладки, либо снаружи (под штукатурным слоем), либо в штрабе (с последующей заделкой раствором). Обеспечивая устойчивость, как отдельных частей, так и здания в целом, продольное армирование противодействует растягивающим усилиям. Применяется при больших эксцентриситетных нагрузках, в изгибаемых элементах конструкции, для усиления тонких стен и особенно важно в сейсмоопасных районах.

Для повышения несущей способности кладки, так же применяют усиление стальными или железобетонными конструкциями. Такое армирование носит название комплексной конструкции и, в основном, находит применение в промышленном строительстве.

2.1. Прочность, факторы влияния

На прочность кладки оказывают влияние следующие факторы:

• температура при твердении кладки; 

• размеры и форма элементов кладки; 

• способ перевязки; 

• сцепление раствора с камнем.

 

Нормы прочности кладки составлены исходя из условий твердения ее при температуре от 15 до 25°.

 

Повышение температуры при твердении кладки до 75 - 100° при условии, если относительная влажность воздуха при этом будет не менее 60%, приводит к ускоренному твердению раствора и соответственно прочности кладки, существенно не влияя при этом на конечную прочность последней. Снижение температуры, наоборот, замедляет скорость накопления прочности раствором и кладкой. При замораживании раствора накопление им прочности практически прекращается.

 

По форме поперечного сечения наиболее благоприятные для прочности кладки круглые и квадратные сечения, наименее благоприятные - тавровые и другие сложные сечения. Уменьшение площади поперечного сечения приводит к некоторому увеличению предела прочности кладки, а увеличение, наоборот, к снижению.

 

При ухудшении перевязки вертикальных швов в кладке прочность ее заметно падает. Нормами проектирования каменных конструкций требуется учитывать снижение прочности кладки на 10%, если количество тычков и связей в ней меньше требуемого минимального в 1,5 раза, и на 25%, если количество тычков и связей меньше требуемого минимального в 2 раза.

 

Сцепление между кирпичом и раствором в швах кладки из камней правильной формы, как показали опыты, при осевом сжатии не оказывает заметного влияния. Кирпичные столбы с проложенной в горизонтальных швах между кирпичом и раствором бумагой, нарушившей между ними сцепление, показали малое снижение прочности.

 

Следует, однако, отметить, что опыты по изучению влияния перевязки и сцепления на прочность кладки проводились на образцах небольших размеров, когда эти факторы возможно проявились мало, и поэтому полученные выводы требуют проверки на образцах больших размеров.

 

Прочность бутовой кладки  при осевом сжатии, в отличие от кладки из камней правильной формы, существенно зависит от сцепления раствора с камнем.

2.2.

Бутобетон применяется для устройства ленточных фундаментов, стен подвалов -, отдельно стоящих фундаментов и пр. 

Бутобетон укладывают в опалубку из щитов, ребровых досок и схваток ( см. гл. Разрешается укладка бутобетона без опалубки в траншеи с отвесными стенками, вырытые в плотных грунтах.

Бутобетон ( бетон марки 50 - 70, укладываемый слоями по 15 - 20 см и втапливаемый в него трамбованием или вибрированием, крупный бутовый камень) и бетон марки 70 обеспечива-ют устройство более прочных фундаментов. 

По своим свойствам бутобетон занимает промежуточное место между бетоном и бутовой кладкой. Прочность бутобетона зависит главным образом от прочности входящего в его состав бетона и в значительно меньшей степени от прочности камня.