Напряженное состояние камня в каменной кладке.

Ответ:

В 1924 г. Гастевым В.А. была опубликована работа, в которой пока-зано, что камень и раствор в кладке находятся в условиях сложного напряжённого состояния даже при равномерном распределении нагру-зки по всему сечению сжатого элемента. Причиной формирования в материалах каменной кладки сложного напряжённого состояния является ряд факторов, обусловленных различием физико-механичес-ких свойств камня и раствора и условиями их работы в структуре каменной конструкции. Одним из основных факторов является значительная неоднородность растворной постели камня в кладке.

Схема работы камня в структуре сплошной кладки из полнотелых камней: 1 - камень; 2 - кладочный раствор; 3 - воздушная полость;

4 - участок местного сжатия;

Передача усилий от камня к камню при действии нагрузки происходит не по всей площади опирания, а по отдельным точкам соприкосновения раствора с камнем. Основной причиной разрушения сжатого камня являются возникающие при этом напряжения изгиба и растяжения.

С ложное напряжённое состояние, форми-рующееся в элементах каменной кладки, яв-ляется причиной, с одной стороны, неполной реализации в структуре кладки прочностных характеристик на сжатие камней, с другой – значительного превышения предела проч-ности кладки на сжатие относительно проч-ности кладочного раствора. На эксплуатаци-онной стадии упрочнение кладочного цемен-тно-песчаного раствора на сжатие соответ-ствует напряжениям, равным 50…100% значения расчетного сопротивления.

Наряду с благоприятным для прочности кладки упрочнением кладоч-ного раствора, в кладочном камне в условиях действия сжимающей нагрузки формируются разупрочняющие кладку напряжения растяже-ния sby, составляющие до 0, 02…0, 04 от величины сжимающего напряжения.

Стадии работы кладки:

I - до появления трещин (50% разрушающей нагрузки) – нормальная эксплуатация;

II- появление небольших трещин в отдельных кирпичах (50-70% разрушающей нагрузки);

III- появление вертикальных трещин, пересекающих несколько рядов кладки;

IV- разрушение кладки от потери устойчивости ввиду ее полного расчленения.