Определение прочности кирпичной кладки

Характеристикой прочности каменной кладки является ее расчетное сопротивление сжатию, которое назначается в зависимости от предела прочности на сжатие кирпича и раствора, на котором выполнена кладка.

Для определения предела прочности кирпича и раствора из тела кладки отбирается несколько образцов кирпича и несколько плиток раствора.

Испытания раствора на прочность проводят согласно требованиям ГОСТ 5802-86 “Растворы строительные. Методы испытаний”. Прочность раствора определяют путем испытания кубов с ребрами 2-4 см, изготовленных из двух пластинок, взятых из горизонтальных швов кладки. Пластинки изготавливают в виде квадрата, сторона которого в 1,5 раза должна превышать толщину пластинки. Склеивание пластинок для получения кубов с ребрами 2-4 см производят на гипсовом растворе. Толщина гипсового шва 1-2 мм.

Предел прочности раствора вычисляют как среднее арифметическое значение результатов испытаний не менее пяти кубов. Предел прочности на сжатие R_{раствора} каждого куба вычисляют с погрешностью до 0,1 кг/см² по формуле

R_{раствора}=P/A , (5.13)

где A – рабочая площадь сечения образца, см²; P – разрушающая нагрузка, кг; R – предел прочности на сжатие, кг/см².

Предел прочности кирпича при сжатии и изгибе определялся по [31]. Сначала проводят испытания целого кирпича на одноточечный изгиб. В результате испытаний на изгиб кирпич ломается на две половинки, которые укладывают постелями друг на друга и соединяют на гипсовом растворе, после чего их испытывают на сжатие (рис. 5.12). Толщина слоя гипсового раствора принимается не мене 5 мм.

Рис. 5.12. Схема испытаний кирпича на изгиб и сжатие

Предел прочности кирпича при изгибе R_изг, кг/см², вычисляется с точностью до 0,5 кг/см² по формуле

, (5.14)

где: P – разрушающая нагрузка в кг; L – расстояние между осями опор, см;
b – ширина образца в см; h – высота образца в см.

Предел прочности кирпича при сжатии определяют по формуле:

R_сж=P/F, (5.15)

где F – площадь поперечного сечения образца, см², вычисляемая как среднее арифметическое значение площадей верхней и нижней его поверхностей;
P – разрушающая нагрузка, кг;

R – предел прочности на сжатие, кг/см².

Предел прочности кирпича назначается как минимальное значение из R_изг и R_сж:

. (5.16)

Расчетное сопротивление каменной кладки сжатию назначается в соответствии со [31] в соответствии с табл. 5.10.

Таблица 5.10

Расчетное сопротивления каменной кладки на тяжелых растворах

Марка кирпича Rкирпича	Расчетные сопротивления сжатию кирпичной кладки в зависимости от марки раствора
	--
	--
	--	--
	--	--	--
	--	--	--

Промежуточные значения в табл. 5.10 следует принимать по интерполяции.

Пример: Определить расчетное сопротивление кирпичной кладки сжатию.

Кирпич был испытан на изгиб и на сжатие. Результаты испытаний представлены в табл. 5.11.

Таблица 5.11

Результаты испытания кирпича на сжатие и изгиб

№ п/п	Разрушающая нагрузка при сжатии Nсж, кН	Разрушающая нагрузка при изгибе Nизг, кН	Усредненная площадь сечения половинок Aк, см2	Предел прочности при сжатии Rизг, МПа	Предел прочности при изгибе Rсж, МПа
	389,86	158,82	139,6	27,93	110,29
	339,98	134,41	136,47	24,91	93,34
	358,12	96,24	139,09	25,75	66,84
	345,31	108,22	137,65	25,09	75,15
	398,17	86,36	137,75	28,91	59,97
Среднее арифметическое:	26,52	81,12

Средняя прочность кирпича установленная по результатам испытания 5 образцов составляет:
- при изгибе R_изг=81,12 МПа, (827,17 кг/см²);
- при сжатии R_сж=26,52 МПа, (270,38 кг/см²);
- R_min=26,52 МПа, (270,38 кг/см²).

Из раствора были изготовлены кубы, которые были испытаны на изгиб. Результаты испытаний представлены в табл.5.12.

Таблица 5.12

Результаты испытания раствора на сжатие

№ п/п	Размер грани растворного куба Lр, см	Площаль сечения растворного куба Aр=Lр2, см2	Разрушающая нагрузка Nр, кН	Предел прочности Rсж, МПа
			3.53	8.83
	1.8	3.24	2.86	8.84
	1.9	3.61	3.19	8.83
	1.8	3.24	2.86	8.84
			3.53	8.83
Среднее арифметическое:	8.83

Средняя арифметическая прочность раствора, установленная по результатам испытания 5 образцов, составляет 8,83 МПа (90,05 кг/см² ).

Расчетное сопротивление каменной кладки сжатию определяли по табл. 5.10. Значение фактического расчетного сопротивления каменной кладки сжатию вычислялось по линейной интерполяции значений, приведенных в табл. 5.10. Результаты интерполяции и промежуточные интерполируемые значения представлены в табл.5.13.

Таблица 5.13

Интерполяция значений расчетных сопротивлений каменной кладки

Марка кирпича	Расчетные сопротивления R, кгс/см2, сжатию каменной кладки
для раствора M100	для раствора M75	Марка раствора M90 по интерполяции
М300			31,8
М250			29,2
Расчетное сопротивление кладки при сжатии для кирпича M270 по интерполяции столбца для марки раствора М90	30,24

В результате расчета (табл.5.13) установлено, что расчетное сопротивление каменной кладки при сжатии составляет R=3,02 МПа, (30,2 кг/см²)

Контрольные вопросы для самопроверки