Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса и задачи исследования 10
1.1 Краткий обзор экспериментальных исследований прочности каменных конструкций 10
1.2 Обзор исследований армированных каменных конструкций 24
1.3 Ячеистые бетоны. Основные свойства . 33
1.4 Обзор исследований косвенного армирования конструкций из ячеистого бетона 41
1.5. Цели и задачи исследования 45
2 Теоретический анализ работы кладки из мелких ячеистобетонных блоков 47
2.1 Напряженно-деформированное состояние в элементах кладки 48
2.2 Анализ напряженно-деформированного состояния элемента каменной кладки на различных стадиях его работы 56
2.3 Деформативность кладки 60
2.4 Нормирование несущей способности кладки 63
3 Экспериментальное исследование прочности и деформативности элементов кладки из мелких ячеистобетонных блоков с косвенным армированием при осевом кратковременном сжатии ...69
3.1 Методика математического планирования и программа экспериментальных исследований 69
3.2 Исследование прочностных и деформативных характеристик материалов кладки из мелких ячеистобетонных блоков 73
3.2.1 Прочность и деформативность газосиликата 73
3.2.2 Прочность и деформативность кладочного раствора 79
3.2.3 Прочность и деформативность арматуры 80
3.3 Характеристика опытных элементов 81
3.4 Методика испытаний 86
3.5 Разрушение опытных элементов 89
3.6 Влияние косвенного армирования на прочность и деформативность опытных элементов 95
3.7 Обработка результатов эксперимента и построение расчетной методики 103
3.8 Разработка конечно-элементной расчетной схемы элемента кладки из мелких ячеистобетонных блоков с косвенным армированием. 107
4 Рекомендации по проектированию несущих конструкций с применением кладки из мелких ячеистобетонных блоков с косвенным армированием ... 117
4.1 Назначение и области применения 117
4.2 Рекомендации по конструированию 118
4.2.1 Пример расчета 121
4.3 Опытно-производственное внедрение и экономическая эффективность применения кладки из мелких ячеистобетонных блоков 123
Основные выводы 126
Список использованных источников
- Ячеистые бетоны. Основные свойства
- Анализ напряженно-деформированного состояния элемента каменной кладки на различных стадиях его работы
- Исследование прочностных и деформативных характеристик материалов кладки из мелких ячеистобетонных блоков
- Рекомендации по конструированию
Введение к работе
Актуальность работы. Подавляющее большинство современных жилых зданий выполняется из различных видов бетонных и каменных конструкций, сохраняющих за собой доминирующее положение на самую далекую перспективу. Существенную роль в дальнейшем совершенствовании конструкций из бетона должно сыграть снижение их массы. В связи с этим, за последнее время значительно возросла роль ячеистых бетонов, которые находят все более широкое и комплексное применение, не только как изоляционный, но и как эффективный конструкционный материал для несущих конструкций жилых зданий.
В настоящее время при общем сокращении объемов строительства произошло перераспределение доли сборных бетонных и каменных стеновых конструкций в общем объеме строительно-монтажных работ. Наметилась тенденция сокращения выпуска продукции домостроительными комбинатами, производящими стеновые панели для крупнопанельного домостроения. Однако, в то же самое время, большого спада производства на предприятиях, выпускающих мелкоштучные стеновые материалы, не наблюдается; более того, за последние годы введены в эксплуатацию новые заводы и линии по производству мелкоштучных стеновых изделий, в основном, мелких ячеистобетонных блоков. Такое явление продиктовано экономическими факторами, обусловливающими необходимость использования наиболее эффективной продукции, исходя из ее стоимости, теплопроводности, экологичности и т. п.
В связи с удорожанием энергоресурсов и доведением цен на них до уровня мировых Минстроем России с 1 июля 1996 г. на территории Российской Федерации изменения в СНиП И-3-79* «Строительная теплотехника». В них, в частности, предусматривается повышение уровня теплозащиты зданий в 1,5 -1,7 раза на первом этапе и в 3 - 3,5 раза - на втором [79].
Расчеты и проектные проработки показали, что применение в наружных стеновых конструкциях каменных зданий конструктивных решений в виде
сплошной кладки в большинстве случаев не позволяет достичь уровня требуемого приведенного сопротивления теплопередачи ограждающей конструкции. В климатических условиях большей части территории Российской Федерации удовлетворение требований II этапа не может- быть достигнуто путем простого увеличения толщины кладки наружной стены. Это значит, что возведение стен толщиной 510 - 640 мм из полнотелого керамического кирпича, принятое для большинства российских регионов, необходимо довести на первом этапе до 1410 мм, а на втором этапе - до 2420 мм [38]. Разумеется, такой вариант неприемлем не по каким соображениям. Не удовлетворяют теплотехническим и экономическим критериям однослойные конструкции наружных стен в виде сплошной кладки из обыкновенных и эффективных стеновых материалов, в том числе и легкобетонных.
Использование ячеистобетонных блоков, как показывает мировой опыт, при внесении в СНиП П-3-79** поправок, касающихся приведения расчетной влажности ячеистого бетона в соответствие с фактической эксплуатационной, может оказаться экономически целесообразным. В этом случае наружные стены при марке ячеистого бетона по средней плотности D600 будут иметь для центральных регионов России приемлемую толщину в 550 - 600 мм [62]. Однако для многих регионов России такая толщина наружной стены не будет удовлетворять требованиям второго этапа. В этом случае, как показывают теплотехнические, технико-экономические расчеты и обширная мировая практика, наиболее эффективным способом теплозащиты зданий является устройство наружного утеплителя [7, 10, 98]. При этом масса утепляющей конструкции будет минимальной, что обусловлено небольшим слоем эффективного утеплителя, который не будет являться дополнительной нагрузкой на несущие конструкции, обеспечит надежное и безопасное ее крепление к наружным стенам и повысит теплоизоляционные качества. Применение таких конструктивных решений наружных стен при проектировании и строительстве зданий более 5-ти этажей, без специальных
мероприятий, таких как армирование кладки, ограничено относительно низкой прочностью на сжатие ячеистого бетона.
Применение ячеистого бетона открывает широкие возможности создания принципиально новых и эффективных несущих и ограждающих строительных конструкций, дает возможность не только уменьшить размеры и массу конструкций, но и одновременно уменьшить вес здания, что позволит значительно снизить нагрузку на основание и уменьшить размеры фундаментов. В действующих нормативных документах в связи с недостаточной изученностью свойств ячеистобетонных конструкций отсутствует ряд положений по их проектированию. В частности, это относится к элементам кладки из мелких ячеистобетонных блоков с косвенным армированием, что препятствует их практическому использованию. Опыт применения конструкций из кирпичной кладки показывает, что косвенное армирование является эффективным средством для увеличения прочности, трещиностойкости и снижения материалоемкости сжатых элементов. В настоящей работе предпринята попытка восполнить этот пробел применительно к кладке из мелких ячеистобетонных блоков. Решение поставленных в диссертационной работе задач позволит использовать поперечную арматуру при проектировании сильно нагруженных наружных стеновых элементов зданий и сооружений, выполненных в виде кладки из мелких ячеистобетонных блоков, повысить этажность зданий и уменьшить их общий вес.
Основная цель работы - выявление возможности использования стеновых элементов в виде кладки из мелких ячеистобетонных блоков в качестве не только ограждающих, но и несущих конструкций зданий высотой до 10-ти этажей за счет использования эффекта косвенного армирования, создаваемого стальными сетками, уложенными в горизонтальные растворные швы кладки.
В соответствии с поставленной целью были решены следующие задачи:
- исследовано влияние процентного содержания поперечной арматуры на
прочностные и деформативные свойства кладки из мелких ячеистобетонных
блоков при осевом кратковременном сжатии;
- получены экспериментальные данные, характеризующие напряженно-
деформированное состояние (НДС) элемента ячеистобетонной кладки с
поперечным армированием на различных стадиях его работы;
- определена степень включения поперечной арматуры сварных сеток в работу
элементов кладки из мелких ячеистобетонных блоков;
экспериментально определен коэффициент эффективности армирования сетками кладки из мелких ячеистобетонных блоков;
разработаны рекомендации по расчету и конструированию сжатых осевой нагрузкой стеновых элементов в виде кладки из мелких ячеистобетонных блоков, армированной сварными сетками;
- разработана конечно-элементная расчетная схема элемента кладки из мелких
ячеистобетонных блоков с поперечным армированием, адекватно отражающая
напряженно-деформированное состояние натурной конструкции для
дальнейших исследований при внецентренном сжатии;
результаты проведенных экспериментальных исследований использованы путем организации их опытного внедрения в производство;
оценен технико-экономический эффект внедрения результатов проделанной работы.
Научная новизна работы определяется полученными результатами, основными из которых являются:
впервые получены экспериментальные данные о несущей способности и деформативности элементов кладки из мелких ячеистобетонных блоков, армированных сварными сетками;
получены аналитические зависимости, оценивающие влияние процентного содержания косвенной арматуры в элементе кладки на его несущую способность и деформативность;
- разработана методика расчета коротких, сжатых осевой нагрузкой и
армированных сварными сетками элементов кладки из мелких
ячеистобетонных блоков.
Практическая значимость работы заключается в разработке ранее отсутствовавшей методики расчета и рекомендаций по конструированию элементов кладки из мелких ячеистобетонных блоков, армированных косвенной арматурой в виде сварных сеток, что позволяет повысить их несущую способность без изменения размеров поперечного сечения.
Применение конструктивных решений наружных стен, выполняющих наряду с несущей и теплоизолирующую функцию, позволит увеличить высотность проектируемых зданий, которая в настоящее время ограничена 5-ю этажами вследствие относительно низкой прочности ячеистого бетона. Выполнение таких специальных мероприятий, как укладка арматурных сеток в горизонтальные растворные швы кладки в процессе возведения конструкции позволяет повысить этажность возводимых зданий из ячеистого бетона. К тому же, такой способ армирования, с производственной точки зрения, достаточно технологичен и уже применен в реальном строительстве.
Реализация работы. Полученные экспериментальные данные и разработанная на их основе методика расчета и практические рекомендации получили проверку в натурных условиях и опытном внедрении. Результаты исследований использованы:
при проектировании и строительстве жилого дома № 33 по ул. Смоленская в г. Воронеже, наружные несущие стеновые конструкции которого выполнены в виде кладки из мелких ячеистобетонных блоков, армированной сварными сетками.
при разработке курсовых и дипломных проектов студентами строительного факультета Воронежского государственного архитектурно-строительного университета.
Достоверность полученных результатов и выводов по работе обеспечена методически обоснованным комплексом исследований с использованием
современных средств исследований и измерений, применением математических методов планирования экспериментов и статистической обработкой результатов, а также опытными испытаниями элементов кладки натурных размеров и их положительным практическим эффектом.
Публикации и апробация работы. Основные результаты исследований^ изложенные в диссертации, опубликованы в 7 печатных работах. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на ежегодных научно -технических конференциях ВГАСУ (2001 - 2005 г. г.), международной научно -практической конференции (XVII Научные чтения) "Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии" (г. Белгород, 2005 г.).
На защиту выносятся:
- результаты экспериментально-теоретических исследований элементов
строительных конструкций, выполненных в виде кладки из мелких
ячеистобетонных блоков с армированием поперечными сетками, анализ этих
результатов;
- методику расчета несущей способности коротких сжатых элементов кладки
из мелких ячеистобетонных блоков, армированных сварными сетками при
осевом вертикальном приложении нагрузки;
- предложения по практическому расчету и конструированию элементов
кладки из мелких ячеистобетонных блоков с косвенным армированием
сварными сетками.
Структура и объем работы. Диссертация содержит введение, четыре главы, основные выводы, список использованных источников из 117 наименований и четыре приложения. Работа содержит 161 страницу сквозной нумерации, 12 таблиц и 36 рисунков.
Ячеистые бетоны. Основные свойства
Автоклавный ячеистый бетон - сравнительно новый строительный материал, впервые был разработан в Швеции в 1929 г. [3]. В СССР исследования и внедрение в практику строительства конструктивного пенобетона автоклавного твердения были осуществлены И. Т. Кудряшевым в 1936 - 1938 г. г. [47]. Автоклавный ячеистый бетон имеет малый объемный вес, относительно высокую прочность и морозостойкость, низкую теплопроводность, что дает возможность применять его как эффективный конструкционный материал в несущих и ограждающих конструкциях зданий и сооружений, и позволяет совмещать в конструкции несущие и теплоизолирующие свойства.
Благодаря научной деятельности А. А. Федина, связанной с проблемами заводской технологии автоклавных силикатных материалов, в г. Воронеже в 1958 г. впервые в нашей стране было организовано промышленное производство газосиликатных блоков и панелей и начато массовое строительство из них жилых домов. Технологические процессы производства современных эффективных материалов, к которым, прежде всего, следует отнести силикатные ячеистые бетоны, разработаны на основе фундаментальных исследований П. И. Боженова [9], В. А. Саталкина [89], А. В. Волженского [13] и их учеников. Развитие и совершенствование производства ячеистобетонных изделий широкого спектра применения стало возможным в результате исследований ведущих отраслевых институтов - ЦНИИСКа, НИИЖБа, НИПИсиликатобетона, Уральском ПромстройНИИпроекте, ВНИИстром, а также ученых вузов Москвы, Ленинграда, Воронежа и других. Наибольшее распространение получили автоклавные ячеистые бетоны, более половины выпуска которых приходится на газосиликат, один из наиболее эффективных материалов.
Ячеистый бетон - искусственный каменный материал с равномерно распределенными порами в виде сферических ячеек, диаметр которых обычно составляет 1-3 мм. Этот вид бетона изготовляется из вяжущего, тонкодисперсного кремнеземистого компонента, порообразователя и воды.
Пористая структура ячеистых бетонов образуется путем введения в суспензию затворенных материалов газообразующих добавок (чаще всего алюминиевой пудры) или пены, приготовленной с помощью различных пенообразователей.
В качестве вяжущего для производства ячеистых бетонов применяют цементы, известь или смесь извести с цементом (смешанное вяжущее), в качестве кремнеземистых компонентов - пески, золы (угольные и сланцевые).
По условиям твердения ячеистые бетоны делятся на автоклавные (синтезного твердения), подвергаемые обработке в автоклавах в воздушно-паровой среде при давлении пара 8-12 ат. и температуре 170 - 200 С, и неавтоклавные (гидратационного твердения), твердеющие в естественных условиях, при электропрогреве или в среде насыщенного пара при атмосферном давлении.
Независимо от условий твердения, способу порообразования и видам вяжущих и кремнеземистых компонентов ячеистые бетоны по назначению подразделяют на теплоизоляционные (средней плотностью от 300 до 400 кг/м3), конструктивно-теплоизоляционные (средней плотностью от 500 до 900 кг/м3) и конструкционные (средней плотностью от 1000 до 1200 кг/м3).
В процессе автоклавной обработки кремнеземистые компоненты -молотые пески, золы - вступают в химическое взаимодействие с основными вяжущими (цементом и известью) и приобретают частично свойства вяжущих веществ, благодаря чему обеспечивается повышенная относительная прочность ячеистого бетона. Наиболее распространенные ячеистые бетоны имеют при средней плотности 700 кг/м3 прочность 5 МПа, чего не удается достичь даже для легких бетонов типа керамзитобетона или перлитобетона.
В структуре ячеистого бетона можно выделить следующие элементы: все виды пор, мембраны, кремнеземистый и инертный компоненты, не вступившие в реакцию зерна клинкера, кристаллы и субмикрокристаллы.
Такие элементы структуры как поры, выступают в двоякой роли: их можно рассматривать как необходимую составную часть материала и как своеобразные «врожденные» дефекты, способные стать причиной концентрации напряжений в материале при внешних, например, механических воздействиях.
В ячеистом бетоне при нагружении создается неоднородное поле напряжений, увеличивающееся по мере перехода от одного структурного уровня к другому. Схемы структуры ячеистого бетона и разрушения разработаны Е. М. Чернышевым и А. М. Крохиным [48]. Так, процесс разрушения ячеистого бетона начинается с разрыва элементарных химических связей и заканчивается разрушением мембран и их совокупностей в результате образования и развития трещин. Повышение однородности поля напряжений в объеме материала, возникающего при нагружении, осуществляется за счет оптимизации структуры порового пространства.
Анализ напряженно-деформированного состояния элемента каменной кладки на различных стадиях его работы
При сжатии элемента каменной кладки, в зависимости от величины действующих в сечении напряжений и деформированного состояния кладки можно выделить четыре характерные стадии ее работы.
Первая стадия работы каменной кладки, начало которой совпадает с моментом приложения нагрузки, соответствует напряжениям в сечении, при которых не происходит возникновение трещин в кладке. В начале этой стадии, происходящие продольные деформации всего элемента обусловлены, в основном, процессом интенсивного обмятия горизонтальных растворных швов, что увеличивает площадь контакта между камнем и раствором.
Началом второй стадии можно считать возникновение первых трещин в кладке, а ее окончанием - их незначительное развитие, в основном в отдельных камнях над вертикальными растворными швами. Нагрузка, соответствующая началу трещинообразования в кладке находится в довольно широком пределе и зависит в основном от механических свойств камня, его высоты, качества кладки, ее возраста и деформативных свойств раствора. Последние, в свою очередь, зависят от вида кладочного раствора и его прочности.
При дальнейшем увеличении нагрузки на элемент, образовавшиеся ранее трещины развиваются и, объединившись друг с другом и с вертикальными швами, постепенно расслаивают кладку на отдельные вертикальные ветви, каждая из которых оказывается в условиях внецентренного воздействия нагрузки. Так происходит третья стадия работы кладки.
Начало четвертой стадии работы кладки может быть охарактеризовано быстрым развитием трещин даже без увеличения нагрузки на элемент, падением величины приложенной нагрузки, и разрушением, приводящие к общей деструкции кладки.
Наглядно проиллюстрировать работу каменной кладки при сжатии с момента приложения нагрузки на элемент кладки до момента ее полного разрушения можно диаграммой сжатия кладки. Однако, немногие лаборатории имеют оборудование, с помощью которого можно было бы снять при испытании элемента каменной кладки полную диаграмму ее работы под нагрузкой, включая нисходящую ветвь зависимости ст — Sz. На основании диаграммы сжатия кладки, полученной в лаборатории Atkinson - Norland & Associates (Boulder, Colorado), в рамках программы исследования каменной кладки TCCMAR, осуществляемой Национальным научным фондом США можно проследить за поведением каменной кладки на всех стадиях ее работы под нагрузкой.
Зависимость а — 8z, полученная в результате испытаний серии крупноформатных элементов кладок из высокопустотных вибропрессованных бетонных блоков американскими исследователями (Norland, Schuller, Atkinson, Hart). Общий ее вид позволяет сделать вывод о возможности ее рассмотрения для анализа напряженно - деформированного состояния кладок из практически всей номенклатуры применяемых в нашей стране каменных материалов. Таким образом, диаграмма сжатия в общем виде каменной кладки, с четко выделенными границами стадий ее работы показана на рисунке 2.3.
Участок 0-1 на диаграмме сжатия кладки соответствует первой стадии ее работы. Работа кладки на этом участке характеризуется пропорциональным ростом упругих и незначительным нарастанием неупругих деформаций. Напряжения и деформации в точке 1 диаграммы - ai-Szi соответствуют моменту появления в кладке первых трещин. Момент появления первых трещин в кладке из мелких ячеистобетонных блоков автоклавного твердения соответствует нагрузке 0,85 - 1,0 от разрушающей. При этом, растворы, применяемые для кладки, как правило, наименее деформативные, тяжелые цементно-песчаные. Соответственно, при применении слабых известковых растворов, обладающих большей деформативностью, эта величина будет несколько меньше, а участок 0-1 на диаграмме (рисунок 2.3) - коротким и немного криволинейным. Аналогичный показатель для кирпичной кладки на
Рисунок 2. З - Диаграмма сжатия каменной кладки: зависимость а — Sz. цементно-песчаном растворе находится в более широком диапазоне - 0,6 - 0,8. Участок 1-2 на диаграмме сжатия кладки, соответствующий второй стадии ее работы, характеризуется значительным нарастанием неупругих деформаций кладки. Возникающие на протяжении этой стадии трещины являются причиной действия напряжений растяжения и среза в отдельных камнях. Причем, степень действия этих напряжений и развитие данной стадии работы кладки зависит главным образом от высоты камня. Становится очевидным, что кирпичная кладка, вследствие небольшой высоты ряда камня и большего количества горизонтальных швов обладает более интенсивным процессом трещинообразованием на второй стадии своей работы. Имея высоту ряда 200мм, кладка из мелких ячеистобетонных блоков исключает многие недостатки работы кирпичной кладки, в частности негативное влияние горизонтальных растворных швов, обуславливающие раннее появление и развитие трещин в камнях.
Начало работы каменной кладки в третьей стадии сопровождается значительным ростом поперечных деформаций при относительно стабильных продольных деформациях, что при дальнейшем увеличении нагрузки приводит к объединению отдельных трещин и разрыву элемента кладки в поперечном направлении. Продолжительность работы каменной кладки в третьей стадии и, соответственно, ее предел прочности во многом зависит от пластических свойств материала камня.
Исследование прочностных и деформативных характеристик материалов кладки из мелких ячеистобетонных блоков
Для получения необходимых данных по прочностным и деформативным характеристикам газосиликата были изготовлены и испытаны газосиликатные призмы размерами 100 х 100 х 400 мм, полученные путем выпиливания из массива ячеистобетонных блоков, применяемых для кладки опытных элементов.
Для установления марки по прочности при осевом сжатии ячеистобетонных блоков были изготовлены и испытаны эталонные образцы-кубы с размером ребра 150 мм. При этом направление усилия при испытании контрольных образцов соответствовало направлению усилия при испытании конструкции (опытных элементов), поскольку предел прочности при сжатии ячеистого бетона зависит от направления сжимающей нагрузки относительно направления заливки ячеистобетонной смеси. Именно по этой причине испытания образцов производилось в положении, соответствующем работе ячеистобетонного блока в изделии.
Испытания контрольных образцов кубов и призм кратковременной сжимающей нагрузкой производились согласно требований ГОСТ 12852.1-77 [25] и ГОСТ 24452-80 [28]. Всего было испытано 18 образцов-кубов (по 6 на каждую серию опытных элементов) и такое же количество призм.
Статистическая обработка результатов испытаний газосиликатных призм и кубов приведена в таблицу 3.1.
При испытании призм как продольные, так и поперечные деформации измерялись индикаторами часового типа 1МИГ с ценой деления 0,001 мм. Перед началом испытания призма центрировалась на опорной плите пресса. Центрирование выполнялось по физической оси путем пробных нагрузок до 0,2Nu со снятием показаний по индикаторам, крепившихся на призме с помощью металлической рамки. Отклонение продольных деформаций Sz по каждой из граней призмы от среднего значения считалось приемлемым не более ±10 %. Испытание призм производилось до их полного разрушения. Характерный вид разрушения ячеистобетонных призм после проведенных испытаний показан на рисунке 3.1.
По результатам испытаний была определена диаграмма сжатия G-S, которая представлена на рисунке 3.2. Из рассмотрении этой диаграммы следует, что до уровня нагружения порядка 0,7Nu рост продольных деформаций Sz пропорционален действующему в сечении напряжению а, т.е развитие пластических деформаций практически не отмечается. При дальнейшем повышении напряжения пластические деформации незначительно возрастают, что связано с постепенным развитием микротрещин в ячеистом бетоне. Этот участок диаграммы находится в пределах (0,7-0,9)Nu и характеризуется линией, наклон которой к оси абсцисс несколько меньший, чем на участке до уровня нагружения 0,7Nu. При этом наблюдается интенсивное нарастание поперечных деформаций Єху призм при относительно стабильном росте продольных 8z. В пределах последней ступени нагружения, что соответствует уровню более 0,9Nu, зависимость между деформацией Sz и напряжением о близка к кривой линии, выпуклой кверху, деформации растут быстрее, чем напряжение. На этом участке проявляются несколько большие пластические деформации, обусловленные интенсивным развитием вертикальных микротрещин, переходящих в необратимые макротрещины, которые и являются конечной причиной полного разрушения ячеистобетонных призм. Большой рост поперечных деформаций Єху перед разрушением указывает на то, что разрушение наступает от преодоления сопротивления разрыву материала в его поперечном направлении.
Рекомендации по конструированию
Рекомендации относятся к расчету и конструированию элементов кладки из мелких ячеистобетонных блоков прямоугольного сечения с косвенным армированием сварными сетками и гибкостью
Толщина наружных стен из мелких ячеистобетонных блоков с косвенным армированием определяется исходя из совместного рассмотрения толщины ограждающей конструкции, полученного в результате теплотехнического расчета и расчетного сопротивления сжатию R кладки по п.3.4 [93] с учетом введения косвенной арматуры. Также необходимо учесть стандартные типы и размеры стеновых мелких блоков из ячеистых бетонов по ГОСТ 21520-89 [26] для обеспечения и применения систем перевязок горизонтальных рядов кладки из принятых типов блоков, возможных по технологическим соображениям, при возведении конструкций. Необходимые минимальные требования к перевязке рядов при кладке стеновых мелких блоков из ячеистых бетонов принимать в соответствии с п.6.3 [93].
Минимальные размеры сечений несущих ячеистобетонных элементов с поперечным армированием должны быть не менее, указанных в п.4.7 [85]. При этом, защитный слой для рабочей арматуры, обеспечивающий совместную работу с кладкой на всех стадиях работы конструкции, а также защиту арматуры от внешних атмосферных, температурных и прочих воздействий принимается не менее 25 мм [92]. При проектировании конструкций также необходимо избегать резкого изменения размеров сечений элементов, устройства гнезд, четвертей, если же они неизбежны, то все входящие углы, во избежание развития трещин, должны иметь более мощное армирование. Также применение косвенной арматуры должно осуществляться в местах возможной концентрации напряжений
Типы и размеры стеновых мелких блоков из ячеистых бетонов рекомендуется применять в соответствии с требованиями ГОСТ 21520-89 [26]. Приемка блоков, методы контроля их нормируемых характеристик и геометрических отклонений, транспортирование и хранение должно осуществляться в соответствии с указаниями ГОСТ 21520-89 [26].
Растворы, применяемые при кладке из мелких ячеистобетонных блоков с армированием горизонтальных растворных швов, должны быть преимущественно тяжелые, простые, по прочности на сжатие марки М50 и выше. Применение по виду вяжущих простых, цементных растворов вышеуказанной марки обусловлено с одной стороны обеспечением лучшей сохранности стальной арматуры в растворном шве и повышение его сцепления с кладкой, а с другой - получение меньшей деформативности растворных швов и кладки в целом в процессе эксплуатации конструкции или к моменту достижения полной проектной нагрузки в период ее возведения.
Для изготовления арматурных сеток применяемых для армирования кладки из мелких ячеистобетонных блоков рекомендована арматурная проволока класса Вр-1 диаметром стержня 3-4 мм. Использование большого диаметра приводит на практике к значительному утолщению горизонтальных растворных швов, что сказывается на деформативных, теплотехнических свойствах кладки и негативно повлияет на качество ее выполнения. Поскольку армирование кладки рекомендовано автором в каждом ее горизонтальном растворном шве, то шаг по высоте сеток косвенного армирования ограничен основными типами стеновых ячеистобетонных блоков, а именно их размерами по высоте, приведенных в ГОСТ 21520-89 [26].
Для армирования кладки могут быть применены сварные сетки, как с квадратной в плане ячейкой, так и с прямоугольной, при этом шаг стержня в арматурной сетке должен находится в пределах от 30 до 100 мм. При изготовлении сеток необходимо учесть требования к контролю ее укладки, т.е. сетки должны быть изготовлены и уложены так, чтобы отдельные (контрольные) концы стержней выступали на 5 мм за наружную поверхность стены. Общие технические требования, правила приемки, методы контроля и маркировка арматурных сеток должна соответствовать ГОСТ 23279-85.
В кладке стальная сетка теоретически расположена внутри горизонтального шва из цементного раствора, что обеспечивает ее должную сохранность, однако, из-за неточности укладки сеток по вертикали в процессе производства работ, арматурные стержни могут соприкасаться с ячеистобетонным камнем, защитные свойства которого по отношению к стальной арматуре весьма низки. Именно по этой причине вся стальная арматура, как принятая по расчету с целью повышения несущей способности элемента кладки, так и конструктивная расположенные в прочном цементном растворном шве должны иметь специальное антикоррозионное покрытие, соответствующее требованиям специальных нормативных документов.
Несоблюдение требований по минимальной толщине защитного слоя в элементах ячеистобетонной кладки может привести к преждевременному отслоению и разрушению наружных слоев бетона, а в случае плохой антикоррозионной защиты арматуры она будет усиленно коррозировать, что также будет способствовать преждевременному разрушению растворных швов и ячеистого бетона.
Также, наряду с требованиями по антикоррозионной защите стальной арматуры, должны быть обеспечены соответствующие конструктивные мероприятия по обеспечению защиты конструкций из ячеистого бетона от их увлажнения атмосферными осадками. Помимо этого, в целях обеспечения долговечности ячеистобетонной конструкции рекомендуется выполнять защитно-декоративную отделку их наружных поверхностей окрасочными составами, поризованными растворами с дроблеными каменными материалами с выделением, при необходимости, ранее расшитых швов на грани стены.
