Размещено на http://www.allbest.ru/

Контрольная работа

Конструкции из местных материалов

Содержание

1. Каменные строительные материалы

2. Особенности каменных конструкций

2.1 Сведения о каменных конструкциях

2.2 Материалы для каменных конструкций

2.3 Прочность и деформативность каменной кладки

3. Армокаменные конструкции

4. Конструкция из кирпича, пахсы и деревянного синча

5. Учет технико-экономических факторов при проектировании каменных конструкций

Литература

2.1 Сведения о каменных конструкциях

Для каменных конструкции применяют природные и искусственные камни. Природные камни тяжелых пород используют в фундаментах и облицовке, а камни легких пород - в стенах различных зданий. К природным камням относятся: известняки, песчаники, граниты, известняки ракушечники и др.

К искусственным камням относятся: кирпич различных видов (силикатный, глиняный обыкновенный, шлаковый и др.), сплошные и пустотелые бетонные камни, керамические камни и др. Искусственные каменные материалы используют при возведении стен многоэтажных зданий, стен емкостных инженерных сооружений, промышленных и сельско-хозяственных объектов , перегородок, перекрытий, столбов и.т.д.

Рис 1.Конструкция стен из каменных блоков

Для стен и фундаментов применяют крупные блоки (Рис 1) и панели из легких и ячеистых бетонов, керамических камней и других материалов. Использование крупных блоков и панелей приводит к значительному сокращению сроков возведения зданий.

Для внутренних несущих стен применяют сплошные панели из тяжелого бетона, а для наружных - трехслойные из двух слоев армированного бетона со слоем утеплителя между ними. Для наружных стен могут быть применены одно и двухслойные панели из легких и ячеистых бетонов, а также из керамических камней с утеплителем.

Каменные материалы, приминаемые для кладок зданий и сооружений, кроме прочности, должны удовлетворять требованиям морозостойкости. Для значительного увеличения несущей способности каменных кладок предусматривают железобетонные сердечники. Такие конструкции называют комплексными. Использование армокаменных и комплексных конструкций позволяет значительно расширить область применения каменных кладок. Например, такие инженерные сооружения, как дымовые трубы и резервуары, возводят теперь с каменными стенами, армированными железобетонными элементами.

В современном строительстве из каменной кладки выполняют фундаменты, наружные и внутренние стены, несущие столбы зданий, а также сооружения. При определенных качествах каменные стены являются не только несущими, но и ограждающими конструкциями, т.е. свойства каменных материалов используются наиболее полно. При наличии залежей хорошего качества естественного камня или сырья для изготовления искусственных камней строительство гражданских и промышленных зданий средней этажности (до пяти этажей) с каменный стенами оказывается технически и экономически целесообразными.

Прогрессивные конструкции - панельные и каркасно - панельные здания - требуют мощной производственной базы и значительного расхода цемента и стали, и их целесообразно применять для многоэтажных зданий.

В целях повышения индустриализации строительства для кладки стен и фундаментов используют различного рода блоки из тяжелого, облегченного и легкого бетонов. Применение армокаменных конструкций, т.е. каменных конструкций, армированных стальной арматурой, позволяет существенно уменьшить размеры элементов конструкций.

2.2 Материалы для каменных конструкций

Каменный материалы. В строительстве применяют как естественные, так и искусственные каменные материалы.

Маркой камня называют предел прочности при сжатии образца, установленного государственными стандартами формы и размеров. По прочности каменные материалы делят на следующие группы по маркам:

Высокой прочности 1000, 800, 600, 500, 400, 300

Средней 250, 200, 150, 100, 75, 50, 35

Низкой 25, 15, 10, 7, 4

К маркам высокой прочности относятся естественные камни тяжелых пород; средней прочности - преимущественно искусственные камни и легкие (пористые) естественные; низкой прочности - мало прочные известняки, грунтоблоки и др.

Для проектирования каменных и армокаменных конструкций применяют следующие марки камней, устанавливаемые по величине временного сопротивления сжатию, а для кирпича - также и изгибу (): 4, 7, 10, 15, 25, 35, 50, 75, 100, 200, 250, 300, 400, 500, 600, 800, 1000. Марки камней определяются по методике, установленной соответствующими государственными стандартами.

Природные камни (рис.2 ) имеют объемную массу от 1000 до 2900 (). Для отнесения партии каменей к определенной марке требуется, чтобы средний результат испытания пяти отдельных образцов был не ниже показателя марки и чтобы значение временного сопротивления (предела прочности) образцов было не ниже минимального передела. Минимальный предел прочности при сжатии для камней отдельных видов меняется от до показателя марки.

Рис 2. Конструкция из местного камня

Растворы. Растворы для каменной кладки могут быть цементными, известковыми, гипсовыми, глиняными и смешанными. К смешанным растворам относятся цементное - известковые, цементное - глиняные и. т. г.; их чаще других используют в каменных кладках. По объемной массе растворы подразделяют на тяжелые и легкие . Заполнителем для тяжелых растворов служат кварцевые известковые и другие пески, а для легкие растворов --- шлаковые ,туфовые пемзовые и другие легкие пески

Раствор связывает отдельные камни , образуя при этом монолитную кладку Он равномерно распределяет усилия по площади камня и передает их с одних камней на другие. Кроме этого, раствор снижает продуваемость и влагопроницаемость кладки. Ясно, что состав снижает продуваемость раствора в значительной степени определяются прочность, долговечность и теплотехнические показатели кладки. Для лучшего заполнения горизонтальных и вертикальных швов кладки раствор должен быть удобным для укладывания, т.е. подвижным, с достаточной водоудерживающей способность. Применение пластичных растворов повышает качество кладки, ее прочность и облегчает работу каменщика.

Арматуры Для армирования каменных кладок применяют главным образом горячекатаную круглую сталь класса А-1, сталь периодического профиля класса А-2 и низкоуглеродистую стальную проволоку класса В-1

Расчетные сопротивления арматуры, применяемой в армированной кладке приведены в соответствующих Справочниках.

2.3 Прочность и деформативность каменной кладки

Факторы, влияющие на прочность кладки . Причинность кладки зависит в основном от прочности камня и раствора. Влияет на прочность и неодинаковая толщина раствора в швах между рядами, которая создает вследствие искривления поверхности камней. Прочность каменной кладки изменяется в зависимости от толщины растворных швов. Повышение толщины шва улучшает заполнение раствором неровностей камня, что положительно сказывается на прочности кладки. Однако повышение толщины шва приводит к увеличению растягивающих усилий, действующих в кладке в поперечном направлении. Это происходит потому, что при сжатии поперечные деформации раствора значительно больше поперечных деформаций раствора. Все это в конечном счете приводит к понижению прочности кладки. Поэтому толщину вертикальных швов кирпичной кладки обычно принимают 10мм, горизонтальных - 12мм.

Повышение подвижности раствора достигаемые увеличением водоцементного отношения не снижает прочности и плотности раствора кирпичной кладки, так как при укладке кирпич быстро отсасывает из раствора воду в количестве, превышающем водоудерживающие возможности раствора. Следует отметить, что увеличение подвижности раствора, которое достигается введением органических пластификаторов, приводит к снижению плотности и повышению деформативности раствора. Поэтому ,чтобы предотвратить возникновение в кирпиче больших горизонтальных усилий, не допускается введение пластификаторов в количестве, снижающем плотность раствора больше чем на 6 , так как это приводит к значительному снижению прочности кладки.

На прочность кладки оказывают влияние размеры и форма элементов кладки, способ перевязки, сцепление раствора с камнем и.т.п.

Прочность и деформации кладки Каменная кладка неоднородным телом, состоящим из камней, швы между которыми заполняются разным раствором. Даже при такой простой деформации, как центральное сжатие, напряженное состояние отдельных камней являются достаточно сложным.

При экспериментальном исследовании кирпичных столбов, подвергнутых центральному сжатию, установлена следующая картина разрушения: появление отдельных трещин в кирпичах, примерно параллельных линии действия силы; при дальнейшем увеличении нагрузки появляются новые трещины, и происходит их объединение по высоте столба; в дальнейшем столб разделяется сплошными трещинами на отдельные вертикальные столбики и происходит разрушение столба. Следовательно, начало разрушения столба происходит не от сжатия, а от поперечного растяжения. Тензометрические измерения деформации отдельных кирпичей показали, что они подвергаются изгибу и растяжению. Все это являются следствием неравномерности растворной постели в горизонтальных швах и повышенной деформативности раствора. Необходимо отметить существенное влияние прочности кирпичей при изгибе на величину предела прочности кладки.

На основании проведенных исследований установлено, что предел прочности кладок при сжатии зависит: от пределов прочности камня и раствора; формы камня, высоты ряда кладки; качества кладки (однородности растворной постели, толщины швов, перевязки швов и т.д.).

3. Армокаменные конструкции

Виды армирования. Каменные конструкции армируют для повышения их несущем способности. Применяют два основных вида армирования кладок: поперечное (сетчатое) армирование стальными вязаными или сварными сетками, которые укладывают в горизонтальных швах кладки , и продольное, которое выполняют аналогично армированию железобетонных конструкций. Каменные столбы и простенки также можно армировать стальными, железобетонными и армоштукатурными обоймами. Чтобы повысить несущую способность, кладку можно усилить железобетоном в виде так называемых комплексных конструкций .

Поперечное армирование- основной способ повышение несущей способности каменных столбов и простенков малой гибкости при центральном и внецентральном сжатии с небольшими эксцентриситетами. Сущность сетчатого армирования заключается в том, что арматурные стержни, уложенные в горизонтальных швах каменной кладки, обладая более высоким модулем упругости, чем сама клака, препятствуют ее поперечному расширению при действии вертикальных усилий. Поэтому в поперечном направлении кладки создаются напряжения сжатия. Под действием вертикальных усилий кладка с поперечным армированием работает в условиях всестороннего сжатия, благодаря которому значительно увеличивается ее прочность.

Армокаменные конструкции Армирование каменных конструкций стальной имеют два вида армирования каменных конструкций: сетчатое (косвенное) и продольное.

При сетчатом армировании сварные или вязаные сетки укладываются в горизонтальные швы кладки, существенно повышая прочность сжатых элементов. Продольное армирование осуществляется установкой продольной арматуры и хомутов снаружи кладки или внутри в швах кладки между камнями.

Элементы с сетчатым армированием Сетчатое армирование применяется для увеличения несущей способности сжатых элементов преимущественно из кирпичной кладки. Уложенные в кладку сетки воспринимают усилия поперечного растяжения, задерживают продольных трещин и позволяют поднять расчетное сопротивление армированной кладки почти в два раза. строительный каменный кладка раствор

4. Конструкция из кирпича, пахсы и деревянного синча

Конструктивные особенности и схемы зданий из кирпича. Каменные кладки в том числе из кирпича (рис. 3.) в зависимости от их вида, а также прочности камней и растворов подразделяют на четыре группы.

В зависимости от группы кладки нормами установлены минимальные размеры сечений стен и столбов. Предельные отношения ? = H/h для стен без проемов, несущих нагрузку от перекрытий или покрытий при свободной длине стены l < 2,5 Н, для кладки из кирпича и блоков правильной формы - в зависимости от группы кладки и марки раствора колеблются от 25 до 13. При сложном сечении вместо высоты h принимается h?= 3,5r, где

r - радиус инерции сечения. Для других видов каменных конструкций и условий их работы указанные значения предельных отношений ? умножают на понижающие коэффициенты.

Рис.3. Конструкция из кирпича.

В строительном проектировании Республик Средней Азии широко практикуется кирпичная кладка из жженного, сырцового кирпича и из гувалы. Последний имеет некую произвольную форму и размеры ,удобной к формованию, полученной после тщательной обработке глины и высушенную на открытом воздухе в жаркие дни года Конструкции из сырого материала, в том числе сырцового кирпича используются как для стен ., так и для перегородок и наполнителей в синчевой конструкции.. При этом следует помнить , что такие конструкции боятся влаги , но достаточно эффективны для строительства жилых, сельскохозяйственных объектов и для др. целей с хорошими теплоемкостными, изолирующими свойствами.

В условиях Узбекистана, при проектировании кирпичных зданий большой протяженности, предусматривают деформационные ,температурные швы, разделяющие здание на отдельные блоки (отсеки ) до верхнего обреза фундамента. Эти же швы являются сейсмическими швами, разделяющими колебательный процесс каждого отсека. Это вызвано необходимостью, уменьшить растягивающие напряжения в кладке от температурного перепада. Расстояния между температурными швами зависят от температуры наружного воздуха, вида кладки, марки раствора, условий эксплуатации . а также от сейсмичности территории.

В условиях высокой сейсмоактивности территорий строительство и требования к кирпичным конструкциям возрастают. Высота зданий из кирпича не рекомендуется превышать 5-этажа. Предусматриваются антисейсмические горизонтальные железобетонные пояса на каждых этажах на уровне перекрытий и покрытий., а также вертикальные железобетонные сердечники в узловых участках стен. Железобетонные части определяются расчетным путем в зависимости от баллности территории и сейсмостойкости проектируемого здания .

Следует особо отметить свойство еще одной конструкции из местного материала , признанной своей неприхотливостью, дешевизной , легкости изготовления и возможности получения любой формы. Это конструкция из пахсы (рис 4.),т.е из глины с соответствующей обработкой. Свойства у пахсы такие же как каменная конструкция из сырдцевого кирпича и гувалы. Пахса изготавливается на основе суглинистых грунтов. где меньше всего песка, различной примеси. За последние несколько десятилетий предложено различные варианты пахсы с улучшенными прочностными . водостоками и др. свойствами. Эти преимущества достигаются путём обжига стены из пахсы . армированиям ее из разных арматур: камыш, конопля и ряд других сельхоз материалов и отходов.

Рис. 4.Конструкция стен из пахсы

С давних времен , в ряде стран , в особенности в странах Средней Азии, широко используются конструкции из дерева типа каркаса, из дерева - синч (рис.5) в качестве стен, системы покрытий и перекрытий.

Рис 5Конструкция из дерева - синч в разных вариациях

Преимуществом синчовой конструкции является то, что она может быть изготовлена практически из любого сорта и вида дерева, любой длины и разных поперечных размеров сечения. Такие синчовые ряды-стены бывают одинарными , двойными и тройными в зависимости от цели и назначения конструкции.На основе синчового каркаса строятся одно, двух и многоярусные здания как для жилья так и для других целей. Синчевой каркас отличается своей легкостью , сейсмостойкостью и высокой эффективностью.

Широкое применение в старинных зданиях имела конструкция из местного материала из дерева -токи. Получившие применение покрытия из дерева типа из «токи», т.е. когда на главную балку покрытия из дерева перпендикулярно прикрепляются ряд полуокружностью рейки-токи типа черный потолок, создают высокую пространственную жесткость потолка и перекрывают помещения.

5. Учет технико-экономических факторов при проектировании каменных конструкций

В проектировании конструкций из местных материалов целесообразно владеть технико экономическими показателями различных конструкций , для чего в таблице 1 даны основные показатели

Табл. 1. Технико - экономические показатели 1м3 стен из кирпича, бетонных камней, панелей и крупных блоков