книги из ГПНТБ / Использование отходов разработки месторождений известняка-ракушечника для производства бетонов и облицовочных изделий [сборник]

Относительные деформации

Рис. 10. График деформаций обрааца кладки из ракушечника с уве­ личенной шириной сечения, облицованного керамической прислон­ ной плиткой, при осевом сжати.

(жирными линиями показана деформация кладки; тонкими линия­ ми — деформация облицовочного слоя; пунктирной — средние де­ формации кладки).

1 — появление трещины в шве между облицовочным слоем и кладкой; 2 — появление трещин в кладке;

И1; И2; ИЗ; И4 — индикаторы

141

4. При напряжениях более 0,4—0.5R наблюдается замет­ ный излом кривых деформаций.

Это объясняется следующим: до указанных напряжений кладка работает -совместно с облицовочным слоем. На этой стадии работы обеспечивается прочная, монолитная связь камня с затвердевшим раствором и отделочным слоем. Рост деформаций почти следует за ростом напряжений, и кривые деформаций имеют незначительную кривизну в сторону оси напряжений.

Значительный рост деформаций в дальнейшем связан с нарушением монолитности кладки, с началом отслаивания облицовочного слоя и нарушением сцепления камня с раст­ вором.

При этом начинает сказываться малое количество камней в поперечном сечении кладки — всего два камня. Вслед­ ствие малого количества камней в сечении не происходит перераспределение усилий в случае .попадания в сечение слабого камня. Известно, что естественный камень имеет большую неоднородность. Кроме того, при двух камнях в сечении и нарушении их монолитной связи возникают зна­ чительные поперечные деформации, обусловливающие в свою очередь рост продольных деформаций.

Наличие одного слабого камня в сечении может явиться причиной резкой продольной деформации участка кладки (см. рис. 8, график внизу).

Следует отметить, что при нагрузках до 0.6 от разрушаю­ щей в кладке из известняка-ракушечника наблюдается зна­ чительно меньшая деформативность по сравнению с кирпич­ ной кладкой.

На основании приведенных выше графиков (см. рис. 5—10)

— экспериментальной зависимости между деформациями и

.напряжениями — были вычислены величины деформаций в каждой десятой предела прочности кладки (N/Np) отдель­ ного образца.

JHa рис. 11.а представлены графики зависимости между относительными деформациями и напряжениями кладок из кирпича с облицовкой прессбетонитовыми плитками и на рис. 11,6 — керамическими плитками (тонкие сплошные линии).

На рис. 12, а, б построены опытные кривые зависимости «N/Np — в» для отдельных образцов кладки из камня раку­ шечника с облицовкой прессбетонитовой и керамической плиткой.

142

143

Рис. 12. Относительные продольные деформации и модули деформа­ ций кладки из камня-ракушечника с облицовкой,

а — прессбетонитовой плиткой; б — керамической плиткой

144

По средним деформациям для каждой десятой ступени нагрузки определены действительные модули деформаций по формуле (1) путем деления приращения напряжения на приращение деформации, нанесенные на рис. II, 12 кружоч­ ками (сплошными и полыми) слева. Здесь же даны графики изменения модуля Е с ростом напряжений.

Для теоретического выражения закономерности измене­ ния деформаций от напряжений при обработке результатов испытаний кладки с прислонной облицовкой была принята логарифмическая зависимость (3). Как видно, эта зависи­ мость характеризуется двумя параметрами: упругой харак­ теристикой а и коэффициентом р,, определяющим величину условного предела текучести oT= pR (где R — предел прочности; ат — условные напряжения, при которых дефор­ мации растут без увеличения напряжений и касательный модуль деформации становится равным нулю Е = 0 , (см. рис. 1).

Для теоретического выражения закона изменения модуля деформаций от напряжений кладки е облицовкой в наших опытах принята зависимость (2), в которой величина р при­ нята равной 1,1.

Используя опытные данные, до формулам (4), (5) вы­ числены значения упругой характеристики а и начального модуля деформаций Ео для отдельных образцов кладки из кирпича и камня ракушечника с облицовкой (табл. 2). В табл. 2 помимо опытных величин упругих характеристик и начального модуля деформаций кладок приведены также прочностные характеристики кладок и примененных раство­ ров.

деформаций Е в основном применимы для кирпичной кладки с прислонной облицовкой преосбетонитом и керамикой. Построенные на основании формул (2), (3) теоретические зависимости « о —е» и « о —в » имеют близкое совпадение с кривыми деформаций и модулей деформаций, полученными из опытов.

Указанные зависимости имеют меньшее совпадение с результатами испытаний кладки, сложенной на прочном растворе.

2. Опытные зависимости между деформациями и напря жениями, а также модулями деформаций, для кладки из ракушечника с прислонной облицовкой для отдельных об­ разцов (№ 15; 20) имеют расхождение с теоретическими кривыми относительных деформаций и модулями деформа­ ций, построенных по формулам (2), (3) с величиной условного предела текучести 1,1 R. О причинах этих расхождений го­ ворилось выше.

Т а б л и ц а 2

Начальные модули деформации Ео и упругие характеристики кладки с облицовкой прислонными плитками

*См. ссылку к табл. 1

146

Из данных табл. 2 следует:

1. Значения упругой характеристики для кирпичной клад­ ки, облицованной прессбетонитовыми плитками, изменяются в пределах от 1100 до 1400 и в среднем для кладки на растворе марки 50 и выше составляют а — 1270.

Для кирпичной кладки с облицовкой прислонной керами­ кой значение упругой характеристики получено равным 1350, то есть несколько больше. Однако в группе 3 кладок с кера­ мической облицовкой было испытано два образца против трех в группе 2 кладок с облицовкой прессбетонитовыми плит­ ками.

2. Более высокой марке раствора соответствуют большие значения упругих характеристик и начального модуля де­ формаций Е0. Такая закономерность для а и Ео справедлива и для обычной кладки без облицовки (см. табл. 1)

Исключение составил образец № 1 кирпичной кладки, сложенной на растворе прочностью 75 кгс/м2, для которого величина а = 1100 получена ниже, чем для двух других образцов этой группы с меньшей прочностью раствора. Объясняется это только неплотным заполнением швов раст­ вором на участке кладки, противоположном стороне облицов­ ки, в результате чего прочный раствор оказал влияние на увеличение предела прочности кладки при сжатии, а плохо заполненные горизонтальные швы со стороны граней 3 и 4 привели к росту деформаций (см. рис. 5, вверху).

3. Начальные модули деформаций (упругости) Ео для кладки с прислонной облицовкой оказались следующими:

укирпичных образцов с облицовкой прессбетонитовыми плитками (группа 2) Eo=68400 кгс/см2,

укирпичных образцов с керамической облицовкой (груп­ па 3) Ео=637'50 кгс/см2,

укладки из ракушечника с облицовкой прессбетонитовы­ ми и керамичеокими плитками соответственно 52100 и 67200 кгс/см2.

Из сопоставления полученных данных следует, что величи­ на начального модуля деформаций (упругости) для образцов кладки с облицовкой обоих видов плитками практически оди­ наковая.

Втабл. 3 приведены определенные непосредственно в эксперименте относительные деформации облицовки при по­ явлении в ней первых трещин, деформации кладки при по­ явлении трещин в облицовке и основной кладке, а также соответствующие им нагрузки.

147

Из опытных данных, приведенных в табл. 3, можно сде­ лать следующие выводы:

1.Первые трещины в прислонной облицовке кладки прессбетонитовыми плитками появляются примерно при тех же деформациях, что и в облицовке из керамических плиток.

2.Деформации в облицовке в момент появления в ней первых трещин для кладки из ракушечника несколько мень­ ше, чем для кирпичной кладки.

Т а б л и ц а 3

Экспериментальные значения деформаций в облицовочном слое и в кладке, соответствующих появлению первых трещин

4. Деформации кладки с облицовкой при внецентренном сжатии

Деформации облицовочного слоя и противоположной сто­ роны кладки измерялись показаниями индикаторов, уста­ новленных на них. На двух других (торцовых) сторонах в третях по высоте сечения кладки также устанавливались ин­ дикаторы для замера деформаций в этих сечениях.

Графики зависимости продольных деформаций от нагруз­ ки образцов кирпичной кладки и кладки из камней ракушеч­ ника с облицовкой прессбетонитовыми и керамическими плит­ ками при эксцентриситетах равнодействующей нагрузки в сторону облицовки ео=ѴбЬ и l / 3h представлены на рис. 13— 16 (где h — высота сечения образца).

1 4 6

Для сравнения на графиках нанесены на основании опыт­ ных данных кривые средних деформаций кладки с облицов­ кой при осевом сжатии.

Хотя при ‘ео= ѴбЬ равнодействующая внешних сил прило­ жена на границе ядра сечения, однако менее напряженная грань кладки до нагрузок 0,5—0,6 Np испытывает сжимающие напряжения. Причем, отмечается рост деформаций сжатия с увеличением нагрузки. В необлицованной кладке при этом эксцентриситете нагружения обычно на -менее напряженной грани развиваются близкие к нулевым напряжения.

Такой характер развития деформаций на менее напря­ женной грани кладки в нашем случае объясняется наличием жесткого облицовочного слоя в кладке -со стороны прило­ жения нагрузки и как следствие — уменьшением внутреннего эксцентриситета продольной силы.

При нагрузках 0,6 Np совместная работа облицовочного слоя и кладки исчерпывается, и в вертикальном растворном шве облицовки возникают трещины. С отслоением более же­ сткого отделочного слоя, даже на незначительном участке по высоте столба, эксцентриситет нагрузки увеличивается и менее напряженная грань начйнает сразу же разгружаться. В дальнейшем с ростом нагрузки в ней появляются растяги­ вающие усилия.

Следует отметить, что кривые деформаций до момента появления первых трещин в облицовке как со стороны сжа­ той, так и растянутой граней, а также в третях по высоте се­ чения, имеют меньшую кривизну по сравнению с кривыми де­ формаций центрально сжатой кладки.

При эксцентриситете нагрузки, равном Уз высоты сечения в сторону облицовки, с момента подачи нагрузки на менее напряженной грани образца возникают растягивающие на­ пряжения. Нейтральная -ось до момента появления трещин в облицовке -располагается в крайней третьей части сечения.

Кривая деформаций растянутой грани кладки при экс­ плуатационных напряжениях имеет обратный выгиб. С увели­ чением нагрузки на кладку рост деформаций растяжения на удаленной грани замедляется, что свидетельствует об умень­ шении внутреннего эксцентриситета усилий за счет различных законов изменения модулей деформаций кладки и облицо­ вочного слоя с ростом нагрузки.

Деформации кирпичной кладки с облицовкой керамиче­ скими плитками при внецентренном сжатии с эксцентрисите­ том, равным 0,167h и направленным в сторону кладки, при­ ведены на рис. 17.

149

Рис. 13. Продольные относительные деформации кладки из кирпича с облицовкой прессбетонитовыми плитками при внецентренном сжа­ тии с эксцентриситетом ѴбЬ в сторону облицовки,

а — образец № 4; б — образец № 9

150