3.7. Расчет каменной кладки по прочности на изгиб.

Разрушение при изгибе кладки происходит вследствие разрушения растянутой зоны. Каменная кладка является упруго-пластическим материалом, и эпюра напряжений в ней криволинейная (форма эпюры промежуточная между треугольной и прямоугольной; рис. 1,в) и, следовательно, возникающие в ней при изгибе краевые напряжения σ₃ должны быть меньшими, чем σ₁ по формуле сопротивления материалов.

Этот поправочный коэффициент вводится в величину расчетного сопротивления растянутой грани. Принимается, что расчетное сопротивление каменной кладки в краевой зоне, так называемое расчетное сопротивление кладки при изгибе кладки R_р.и., на 33 - 50% выше расчетного сопротивления кладки при осевом растяжении R_р, т. е.                       

 R_р.и = 1,33÷1,5 R_р . (4)

При расчете же идеально упругих материалов принимают  R_р.и = R_{р .}

 

Расчетный изгибающий момент М при изгибе неармированной каменной кладки должен удовлетворять условию

 

M ≤ [M] = R_р.и W, (5)

где W — момент сопротивления элемента при упругой его работе.

 

Разрушение изгибе кладки по перевязанным сечениям возможно как по швам (сечение I-I, рис. 1,г), так и по кирпичу или камню (сечение II-II). Проверку прочности следует делать для обоих сечений по формуле (5), принимая соответствующие значения R_р.и. Проектирование каменных конструкций, работающих на изгиб по неперевязанным сечениям (рис.1,д), не допускается, так как в этом случае, так же как и при центральном растяжении по неперевязанным сечениям, прочность кладки определяется только сцеплением, обеспечение которого в производственных условиях трудно контролировать. 

 

Расчетная поперечная сила Q при изгибе должна удовлетворять следующему условию:

 

Q ≤ [Q] = R_глbz, (6)    

3.8.Расчет каменной кладки по прочности на срез

Расчетная срезывающая сила Q при срезе кладки вдоль горизонтальных швов (см. рис. 1) должна удовлетворять условию

  Q ≤ [Q] = [R_ср + 0,8fσ₀ ]F, (1)

 

 

Рис. 1. Растяжение кладки

(а - нормальное сцепление в кладке из камней каменной формы; б - схема к формуле  R^н_пер = N^н_пер/F = уR^1,н_сц) 

 

где R_cp— расчетное сопротивление при срезе кладки вдоль горизонтальных швов при отсутствии нормального обжатия (σ₀ = 0);

      f — коэффициент трения в швах кладки;

      σ₀— среднее расчетное напряжение сжатия при такой комбинации нагрузок, когда расчетная продольная сила имеет наименьшее значение; при этом нагрузки от собственного веса принимают с коэффициентом перегрузки 0,9.

      F— площадь среза.

 

Кроме проверки прочности каменной кладки по швам, для кладки из камней низкой прочности необходимо проверить прочность горизонтальных сечений, проходящих по камням, по формуле

 

Q ≤ [Q] = R`_ср F_нт, (2)

где R`_ср — расчетное сопротивление при срезе, когда разрушение кладки происходит по кирпичу или камню;

      F_нт — площадь сечения среза за вычетом площади вертикальных швов (площадь сечения нетто). Формулой (2) следует пользоваться также при проверке прочности вертикальных перевязанных сечений.