Напряженно-деформированное состояние лицевого слоя многослойных каменных стен при климатических температурных воздействиях тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.01, кандидат наук Зимин Сергей Сергеевич

• Зимин Сергей Сергеевич
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Зимин Сергей Сергеевич

Оглавление

Введение

Глава 1. Наружные многослойные каменные стены современных зданий

1.1. Краткий исторический обзор развития конструктивных решений многослойных каменных стен

1.2. Конструктивные решения многослойных каменных стен современных зданий

1.2.1. Конструктивные особенности зданий с многослойными каменными стенами

1.2.2. Конструкции наружных многослойных каменных стен

1.2.3. Материалы для каменных слоев стен

1.2.4. Сопряжение лицевого и внутреннего каменных слоев стен

1.2.5. Сопряжение лицевого каменного слоя с несущими конструкциями здания

1.2.6. Деформационные швы в лицевом каменном слое

1.3. Дефекты и повреждения лицевого каменного слоя в процессе эксплуатации

1.4. Анализ результатов исследований и норм проектирования многослойных каменных стен

1.5. Расчетные модели каменной кладки

1.6. Выводы по главе

Глава 2. Характеристики физико-механических свойств кладки и параметры

климатических температурных воздействий в расчетной модели лицевого слоя

2.1. Анизотропия деформационных и прочностных свойств каменной кладки

2.2. Критерии прочности для кладки лицевого слоя

2.3. Лабораторные исследования теплофизических свойств каменной кладки

2.4. Расчетные параметры климатических температурных воздействий

2.5. Конечноэлементная расчетная модель лицевого слоя

2.6. Выводы по главе

Глава 3. Исследования повреждений кладки лицевого слоя и характеристик ее

напряженно-деформированного состояния

3.1. Натурные исследования повреждений кладки лицевого слоя

3.1.1. Повреждаемость лицевого слоя в зависимости от ориентации относительно сторон света и его температурно-влажностного состояния

3.1.2. Влияние пустотности кирпича на повреждаемость лицевого слоя

3.1.3. Повреждения лицевого слоя при отсутствии горизонтальных деформационных швов

3.1.4. Повреждения лицевого слоя при отсутствии вертикальных деформационных швов

3.1.5. Натурные исследования динамики развития повреждений лицевого слоя

3.2. Лабораторные исследования характеристик НДС кладки лицевого слоя

3.2.1. Прочность кладки при растяжении

3.2.2. Несущая способность гибких связей на вытягивание из швов кладки

3.3. Выводы по главе

Глава 4. Напряженно-деформированное состояние лицевого слоя при наличии

и отсутствии деформационных швов

4.1. Расчетные модели

4.2. Напряженно-деформированное состояние лицевого слоя на прямолинейных участках при отсутствии горизонтальных деформационных швов

4.2.1. Случай равномерного распределения температуры по толщине лицевого слоя

4.2.2. Случай наличия перепада температуры по толщине лицевого слоя

4.3. Напряженно-деформированное состояние лицевого слоя на прямолинейных участках при наличии горизонтальных деформационных швов

4.4. Особенности напряженно-деформированного состояния лицевого слоя по протяженности прямолинейных участков

4.5. Напряженно-деформированное состояние лицевого слоя на Г-образных угловых участках при наличии горизонтальных деформационных швов

4.6. Напряженно-деформированное состояние лицевого слоя на Г-образных угловых участках при отсутствии горизонтальных деформационных швов

4.7. Влияние жесткости связей на напряженно-деформированное состояние лицевого слоя на Г-образных угловых участках

4.8. Влияние расстояний между вертикальными деформационными швами на напряженно-деформированное состояние лицевого слоя на Г-образных угловых участках

4.9. Выводы по главе

Основные выводы по диссертации

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Напряженно-деформированное состояние лицевого слоя многослойных каменных стен при климатических температурных воздействиях»

Введение

С начала 2000-х годов, в связи с резким ужесточением требований по энергоэффективности, в практике российского строительства получили широкое распространение железобетонные здания с наружными ненесущими многослойными каменными стенами с гибкими связями между слоями (далее - многослойные стены). Не обладая достаточно развитой отечественной нормативной базой по устройству подобных стен, многие проектные решения были заимствованными из европейских стран, где многослойные стены начали применяться на несколько десятилетий ранее. При этом не было проведено необходимых экспериментально-теоретических исследований, направленных на изучение температурных деформаций многослойных стен и, в первую очередь, лицевых слоев, применительно к климатическим условиям России, где амплитуда сезонных колебаний температуры в определенных регионах может достигать 80°С.

Опыт эксплуатации зданий с наружными многослойными стенами показал, что, во многих случаях, уже в первые годы после завершения строительства, в лицевых слоях образуются и, в ряде случаев, с течением времени получают дальнейшее развитие, повреждения в виде локальных трещин и сколов кирпича в кладке. При этом повреждения образуются и получают дальнейшее развитие в весенний и осенний периоды при смене температурного режима окружающего воздуха, что свидетельствует о существенном вкладе температурных деформаций кладки в поврежденность лицевых слоев.

Сдерживание температурных деформаций кладки лицевого слоя обусловлено отсутствием или недостаточным количеством горизонтальных и вертикальных деформационных швов в лицевом слое, гибкими связями и зависит от конструктивных особенностей (далее -конструктивных параметров) многослойной стены (свес лицевого слоя с плит и пр.), влияние чего на напряженно-деформированное состояние (далее - НДС) лицевого слоя не имеют четкого отражения в СП 15.13330 «Каменные и армокаменные конструкции». Кроме этого, данный документ позволяет дать оценку прочности кладки только при простых видах ее деформирования, что, зачастую, не соответствует фактической работе лицевого слоя в составе многослойной стены. В СТО 36554501-013 «Методы расчета лицевого слоя из кирпичной кладки наружных облегченных стен с учетом температурно-влажностных воздействий» распределение температуры по толщине лицевого слоя принимается равномерным, а изгиб лицевого слоя игнорируется, что не согласуется с фактической картиной деформирования и требует уточнений. Прямое заимствование решений по многослойным стенам из европейских стран неприемлемо из-за различий в параметрах климатических воздействий.

Актуальность темы исследования определяется необходимостью установления закономерностей формирования НДС лицевого слоя при климатических температурных воздействиях в зависимости от конструктивных параметров многослойной стены и законов распределения температуры по толщине лицевого слоя, а также необходимостью развития и совершенствования инженерной методики расчета лицевых слоев наружных многослойных стен при климатических температурных воздействиях.

Степень разработанности темы исследования.

Анализу НДС многослойных каменных стен, а также разработке критериев прочности кладки и моделей ее деформирования посвящены работы следующих ученых и исследователей: Malyszko L, Hendry A.W., Онищик Л.И., Поляков С.В., Семенцов С.А., Page A.W., Гениев Г.А., Lourenco P.B., Гроздов В.Т., Ищук М.К., Орлович Р.Б., Деркач В.Н., Найчук А.Я., Жерносек Н.М., Mann W., Muller H., Mojsilovic N., Marti P. Пангаев В.В., Лобов О.И., Ананьев А.И., Курбатов А.С., Самедов Ф.А., Sinha B.P., Davies S.R., Rots J.G.

Основные вопросы расчета и проектирования многослойных каменных стен отображены в следующих отечественных нормативных документах: СП 15.13330 «Каменные и армокаменные конструкции», СТО 36554501-013 «Методы расчета лицевого слоя из кирпичной кладки наружных облегченных стен с учетом температурно-влажностных воздействий» и в европейских нормативных документах: EN 1996-2: 2006 «Design of masonry structures. Design considerations, selection of materials and execution of masonry», национальные приложения европейских норм.

Цель исследования: установление закономерностей формирования НДС лицевого слоя при климатических температурных воздействиях в зависимости от конструктивных параметров многослойной стены и законов распределения температуры по толщине лицевого слоя, а также развитие и совершенствование инженерной методики расчета лицевых слоев наружных многослойных стен при климатических температурных воздействиях.

Задачи исследования:

1. Установление закономерностей образования и развития повреждений лицевого слоя, а также определяющих НДС лицевого слоя конструктивных параметров многослойной стены.

2. Установление определяющих для прочности кладки параметров НДС лицевого слоя при климатических температурных воздействиях с обоснованием выбора критериев прочности.

3. Определение прочностных характеристик кладки в соответствии с выбранными критериями прочности, а также максимальных усилий в гибких связях.

4. Исследование распределения температуры по толщине лицевого слоя и температурных деформаций лицевого слоя с уточнением значений коэффициентов линейного температурного расширения кладки.

5. Установление закономерностей изменения параметров НДС лицевого слоя при климатических температурных воздействиях в зависимости от факторов влияния.

6. Развитие и совершенствование метода расчета лицевого слоя наружных многослойных стен при климатических температурных воздействиях.

Объект исследования: лицевой каменный слой наружных многослойных стен с гибкими связями современных железобетонных зданий.

Предмет исследования: параметры НДС и характеристики прочности кладки лицевого каменного слоя наружных многослойный стен с гибкими связями при климатических температурных воздействиях.

Область исследования соответствует паспорту специальности ВАК 05.23.01 -Строительные конструкции, здания и сооружения, и относится к пункту 3. Создание и развитие эффективных методов расчета и экспериментальных исследований вновь возводимых, восстанавливаемых и усиливаемых строительных конструкций, наиболее полно учитывающих специфику воздействий на них, свойства материалов, специфику конструктивных решений и другие особенности.

Научная новизна:

1. Численно установлены определяющие для прочности кладки параметры НДС лицевого слоя при климатических температурных воздействиях в зависимости от наличия/отсутствия горизонтальных и вертикальных деформационных швов в лицевом слое с обоснованием выбора критериев прочности кладки.

2. Экспериментально определена несущая способность гибких связей на вытягивание из швов кладок лицевого кирпичного и внутреннего газобетонного слоев многослойной стены.

3. Экспериментально установлены законы распределения температуры по толщине лицевого слоя при одностороннем замораживании.

4. Экспериментально уточнены значения коэффициентов линейной температурной деформации кладки лицевого слоя.

5. Численно установлены закономерности изменения параметров НДС лицевого слоя при климатических температурных воздействиях в зависимости от факторов влияния.

Теоретическая значимость диссертационной работы заключается в установлении закономерностей формирования НДС лицевого слоя при климатических температурных воздействиях в зависимости от конструктивных параметров многослойной стены и законов распределения температуры по толщине лицевого слоя.

Практическая значимость диссертационной работы заключается в развитии и совершенствовании инженерной методики расчета лицевых слоев наружных многослойных стен при климатических температурных воздействиях, что нашло отражение в практике

проектирования после выхода в 2016 г. регионального методического документа РМД 51-25 Санкт-Петербург «Рекомендации по проектированию, монтажу и эксплуатации фасадных систем для нового строительства, реконструкции и ремонта жилых и общественных зданий в Санкт-Петербурге», в который включены результаты исследований в части указаний по расчету лицевых слоев, определению расстояния между деформационными швами в лицевых слоях и рекомендаций по проектированию наружных многослойных стен с гибкими связями.

Методология и методы исследования базировались на аналитическом обобщении экспериментальных и теоретических результатов исследований касаемых многослойных стен, физическом и математическом моделировании, обработке экспериментальных данных, сопоставлении полученных автором результатов экспериментальных исследований, выполненных в лабораторных условиях, с соответствующими теоретическими результатами, а также с результатами, полученными другими авторами.

Положения, выносимые на защиту:

1. Закономерности образования и развития повреждений лицевого слоя многослойных стен и определяющие НДС лицевого слоя конструктивные параметры многослойной стены.

2. Определяющие для прочности кладки параметры НДС лицевого слоя при климатических температурных воздействиях и обоснование выбора критериев прочности.

3. Результаты экспериментального определения прочностных характеристик кладки в соответствии с выбранными критериями прочности, а также максимальных усилий в гибких связях.

4. Результаты экспериментального исследования распределения температуры по толщине лицевого слоя и температурных деформаций лицевого слоя с уточненными значениями коэффициентов линейного температурного расширения кладки.

5. Закономерности изменения параметров НДС лицевого слоя при климатических температурных воздействиях в зависимости от факторов влияния.

6. Метод расчета лицевого слоя наружных многослойных стен при климатических температурных воздействиях.

Степень достоверности результатов обоснована применением базовых понятий сопротивления материалов, теории упругости, строительной механики, а также общепринятых гипотез и допущений современной теории каменных конструкций; подтверждена проведенными экспериментальными исследованиями лицевого слоя в составе многослойной стены; обеспечена применением стандартных методов испытаний, использованием метрологически аттестованного испытательного оборудования и измерительных приборов.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на всероссийских и международных конференциях: конференция «Фасады зданий - проблемы долговечности, ремонт, обслуживание» (2015 г., Жилищный комитет г. Санкт-Петербург); XX Международной межвузовской научно-практической конференции студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых «Строительство - формирование среды жизнедеятельности» (2017 г., МГСУ); Международная научно-практическая конференция «Современные методы расчета железобетонных и каменных конструкций по предельным состояниям» (2018 г., МГСУ); IX научно-практическая конференция «Обследование зданий и сооружений: проблемы и пути их решения» (2018 г., СПбПУ); V Международная конференция «Белый камень-2019» (2019 г., СПб).

Внедрением исследований соискателя явился вышедший в 2016 г. региональный методический документ РМД 51-25-2015 Санкт-Петербург «Рекомендации по проектированию, монтажу и эксплуатации фасадных систем для нового строительства, реконструкции и ремонта жилых и общественных зданий в Санкт-Петербурге», в который включены результаты исследований в части указаний по расчету лицевых слоев и определению расстояния между деформационными швами в лицевых слоях, а также рекомендаций по проектированию наружных многослойных стен с гибкими связями.

Глава 1. Наружные многослойные каменные стены современных зданий 1.1. Краткий исторический обзор развития конструктивных решений многослойных каменных стен

Вплоть до конца XIX в. каменные здания, как правило, возводились из глиняного кирпича с применением известковых растворов [1]. При этом наружные стены совмещали в себе функции несущих и ограждающих конструкций. Их геометрические параметры назначались исходя из постоянно накапливавшегося опыта строительства, интуитивных соображений и простейших расчетов. XIX-XX вв. привнесли в строительную отрасль новые материалы и технологии, которые, с одной стороны, расширили области применения каменных зданий, но, с другой, более усложнили их конструкции, что обусловило необходимость решения задач, связанных с развитием научнообоснованных методов расчета каменных конструкций. Например, проблемы экономии материала при одновременном повышении теплотехнических свойств стен привели к появлению многослойных кладок [2, 3]. Впервые в России конструкции стен из облегченной кладки предложил в 1829 г. А.И. Герард (рисунок 1.1 а). Первоначально кладка состояла из внутреннего и наружного кирпичных слоев, пространство между которыми заполнялось засыпным органическим утеплителем (опилки, торф, мох и т.п.). Слои соединялись между собой металлическими скобами, закрепляемыми в просверленные в кирпиче отверстия. В Европе подобные стены начали возводить в Англии с 1850-х годов.

В СССР в 1930-е годы из-за нехватки строительных материалов при больших масштабах строительства возникла необходимость проведения полномасштабных исследований в области каменных конструкций [4, 5] с целью внедрения в практику строительства экономичных стен. К этому времени появилось уже довольно много технических решений облегченных стен высотой до пяти этажей, в основе которых лежала система А.И. Герарда. Например, стены системы Н.С. Попова (рисунок 1.1 б). Вплоть до 1960-х годов можно наблюдать интерес к исследованиям в области каменных конструкций [6, 7, 8], в том числе с керамической облицовкой [9], и расширение номенклатуры многослойных стен в отношении решений по соединению каменных слоев, повышению теплотехнических характеристик стен, материалам, применяемым в конструкции стен, и т.п. [2, 3]. Причем в любом из вариантов решения стен предполагали их устройство на всю высоту без опирания на перекрытия.

Во второй половине XX в. произошла переориентация строительства и, соответственно, исследований с каменных зданий на железобетонные. В итоге многослойные каменные стены не получили широкого развития и превалирующим вариантом в решении каменных стен оставалась однослойная кирпичная стена.

С середины 1990-х годов в жилищном домостроении наметились существенные изменения, характеризующиеся следующими факторами: существенное ужесточение требования к сопротивлению теплопередаче [10], пересмотр общих требований к комфорту и санитарным условиям, пересмотр общих взглядов к эстетическому восприятию зданий, переориентация со сборного на монолитное домостроение, ориентация на домостроение повышенной этажности (до 25 этажей и выше). Отмеченные изменения предопределили применение многослойных наружных стен, причем как несущих, так и ненесущих, которые бы выполняли только ограждающую функцию. Рациональным оказалось применение двух- или трехслойных стен [11], где внутренние слои обеспечивали бы большую часть требуемых теплозащитных свойств, а наружный слой выполнял бы защитную и эстетическую функцию (рисунок 1.1 в). Такие стены получили широкое распространение как в России, так и в странах СНГ, причем как в многоэтажном, так и в малоэтажном строительстве.

а)

б)

в)

1 - внутренний слой; 2 - утеплитель; 3 - воздушная прослойка; 4 - лицевой слой

Рисунок 1.1 - Развитие конструктивных решений многослойных каменных стен: а - стена системы А.И. Герарда [2]; б - стена системы Н.С. Попова [2]; в - современный вариант решения многослойной стены с гибкими связями

1.2. Конструктивные решения многослойных каменных стен современных зданий 1.2.1. Конструктивные особенности зданий с многослойными каменными стенами

Современные здания с многослойными каменными стенами отличаются разнообразием в отношении объемно-планировочных решений, и могут представлять собой отдельно стоящую секцию или включать в себя несколько секций, подземные, а также технические этажи (рисунок 1.2). В конструктивном отношении протяженные здания разделены деформационными швами на блоки, которые могут включать в себя одну или несколько секций. Основные требования, предъявляемые к современным жилым и общественным зданиям, отображены в соответствующих нормативных документах [12, 13, 14]. а)

б)

в)

Рисунок 1.2 - Примеры зданий с наружными многослойными стенами: а - многосекционное жилое здание с нарастанием этажности к центральной секции; б - отдельностоящая секция жилого здания; в - отдельностоящее общественное здание

Несущие конструкции зданий выполняют из монолитного или сборно-монолитного (реже) железобетона. Конструктивная схема зданий может быть бескаркасной (рисунок 1.3 а), вертикальные элементы в которой представлены поперечными и продольными железобетонными стенами, и каркасной (рисунок 1. 3 б), вертикальные элементы в которой представлены колоннами или пилонами. В первом варианте перекрытия выполняются безбалочными, во втором -балочными или безбалочными. Перегородки выполняют из газобетонной, гипсолитовой и т.п. кладок.

Особенностью в архитектурном решении современных зданий можно назвать «ступенчатость» наружных стен в плане (рисунок 1.3), что обусловлено наличием лоджий и балконов, устроенных своим остеклением либо заподлицо, либо с выступом наружу относительно плоскости фасада, а также архитектурными соображениями (устройством эркеров и т.п.). В результате по всей протяженности фасадов формируются Г- и 2-образные угловые участки (рисунок 1.2, 1.3). Торцевые стены «ступеней» наружных стен, в большинстве случаев, образованы продолжением внутренних поперечных железобетонных стен. Плиты балконов и лоджий являются конструктивным продолжением междуэтажных плит перекрытий. а)

_п п_

Рисунок 1.3 - Планы многосекционных зданий: а - по бескаркасной схеме (три секции);

б - по каркасной схеме (одна секция)

1.2.2. Конструкции наружных многослойных каменных стен

Современные многослойные наружные стены состоят из наружного (лицевого) каменного слоя, внутреннего каменного слоя, а также, при необходимости, промежуточного утепляющего слоя и воздушной прослойки (рисунок 1.4). Лицевой и внутренний слои соединены между собой при помощи гибких связей. Основные требования, предъявляемые к наружным многослойным каменным стенам, отображены в СП 15.13330 [15], СП 50.13330 [16] и РМД 51-25 [17].

а) б) в) г)

1 - внутренний каменный слой; 2 - лицевой каменный слой; 3 - гибкие связи;

4 - вентилируемая воздушная прослойка; 5 - слой теплоизоляции

Рисунок 1.4 - Разрезы многослойных каменных стен: а, б - с вентилируемой воздушной прослойкой; в, г - без вентилируемой воздушной прослойки

Многослойные каменные стены классифицируются по следующим признакам:

- по статической функции: несущие (внутренний слой представлен железобетонной стеной) и ненесущие;

- по материалу внутреннего слоя: каменные (из керамического кирпича, из керамических камней, из природных камней), мелкоблочные (бетонные, легкобетонные, ячеистобетонные), железобетонные, комбинированные;

- по материалу лицевого слоя: из керамического либо силикатного кирпича, из природных либо бетонных камней;

- по наличию воздушной прослойки: с прослойкой и без прослойки;

- по характеристикам воздушной прослойки: с вентилируемой и невентилируемой прослойкой.

Минимальная толщина внутреннего несущего каменного слоя должна обеспечивать его несущую способность и соответствовать результатам статических расчетов согласно требованиям СП 15.13330 [15]. Минимальная толщина внутреннего ненесущего каменного слоя должна определяться статическим расчетом на действие ветровой нагрузки в зависимости от способа закрепления слоя к вертикальным и горизонтальным несущим элементам. Толщина лицевого каменного слоя должна устанавливаться на основании прочностных и тепловлажностных расчетов

в зависимости от вида кладки (двухслойная либо трехслойная), способа соединения слоев (с жесткими либо с гибкими связями), влажностного режима эксплуатации помещений (с сухим, нормальным, влажным, мокрым режимами эксплуатации).

В зданиях, в которых наружные каменные стены проектируются в виде заполнения между перекрытиями и вертикальными несущими конструкциями, опирание лицевого каменного слоя, как правило, выполняется на уровне каждого перекрытия (рисунок 1.5 а). В нижних этажах зданий опирание лицевого слоя осуществляется непосредственно на фундамент либо подвальные стены (рисунок 1.5 б), при этом его высота не должна превышать 12 м. Последнее связано с тем, что при большей высоте вертикальные температурные деформации лицевого слоя приводят к вытягиванию гибких связей в его верхних зонах.

а) б)

1 - внутренний каменный слой; 2 - лицевой каменный слой; 3 - гибкие связи; 4 -теплоизоляция;

5 - вентилируемая воздушная прослойка; 6 - подвальная стена; 7 - водоотводящие щели в незаполненных раствором вертикальных растворных швах; 8 - гидроизоляция; 9 - теплоизоляция подвальной стены;

10 - уклон из строительного раствора для удаления конденсата

Рисунок 1.5 - Опирание лицевого слоя: а - поэтажно на плиты перекрытий; б - на подвальную стену

Каменные слои многослойных стен соединяются гибкими горизонтальными связями, воспринимающими растягивающие либо сжимающие усилия от действия ветровой нагрузки и обеспечивающими при этом свободу горизонтальных и вертикальных деформаций лицевого слоя в плоскости стены от температурных воздействий.

Толщина слоя теплоизоляции принимается по результатам теплотехнического расчета в соответствии с СП 50.13330 [16]. Для трехслойной кладки наружных стен между лицевым каменным слоем и слоем теплоизоляции предусматривается вентилируемая воздушная прослойка. Роль воздушной прослойки заключается в эффективном удалении влаги и паров, мигрирующих

наружу из помещений сквозь стены, в том числе и из слоя теплоизоляции, а также в выравнивании температур на внутренней и наружной поверхностях лицевого слоя с целью уменьшения в нем деформаций от изгиба. Толщина вентилируемой воздушной прослойки обычно принимается не менее 40 мм и не более 100 мм между слоем теплоизоляции и каменным лицевым слоем. Вентилируемая прослойка должна быть непрерывной по всей высоте стены. Для обеспечения движения воздуха в вентилируемой воздушной прослойке в каменном лицевом слое предусматриваются вентиляционные отверстия (продухи) в нижней и верхней частях стены. Для устройства продухов используется специальный перфорированный кирпич либо пластиковые вентиляционные коробы, расположенные в вертикальных швах кладки, не заполненных растворной смесью.

Теплотехнические характеристики многослойных стен устанавливаются расчетным либо экспериментальным путем, исходя из нормативных требований для конкретных климатических условий с учетом теплопроводных включений, например, металлических связей между каменными слоями СП 50.13330 [16].

1.2.3. Материалы для каменных слоев стен

По своему определению каменный лицевой слой, кроме эстетических свойств, должен в течение всего периода эксплуатации здания надежно выполнять функции защиты внутренних конструкций от негативного влияния окружающей среды: знакопеременных температурных воздействий, атмосферной влаги, агрессивных воздействий окружающей среды, солнечной радиации, силовых воздействий (например, ветровой нагрузки) и т.д. Очевидно, что обеспечение этих функций достигается не только качеством производства работ, но и подбором соответствующих материалов. Камни для лицевого слоя должны обладать соответствующими морозостойкостью, водопоглощением, пористостью и прочностью в зависимости от климатических условий. В странах с относительно мягким климатом, например, в странах южной Европы, для лицевого слоя обычно используются пустотелые керамические камни с пустотностью 50% и даже более. При этом, во избежание попадания воды от косых дождей в пустоты камней, эти пустоты выполняются в виде горизонтальных щелей, параллельных ложковой поверхности. В северных европейских странах для лицевого слоя используются полнотелые, либо дырчатые керамические камни с пустотностью не более 15%. Более того, во избежание проникновения дождевой воды внутрь кладки, лицевой слой выполняется на гидрофобизированных растворах.

Особое внимание при этом уделяется качеству разделки горизонтальных и вертикальных растворных швов.

В отечественной практике для лицевого слоя почти повсеместно используются керамические камни с высокой пустотностью (наиболее часто 40%), что снижает долговечность слоя [18, 19, 20]. Марка по прочности кладочных каменных материалов лицевого слоя принимается не менее М100 (наиболее часто принимается кирпич марки М150), марка по морозостойкости - Б75-Р100. Кирпич и камни керамические применяются по ГОСТ 530 [21], силикатный кирпич - по ГОСТ 379 [22]. В конструкциях со средним слоем из эффективного утеплителя предусматривают применение лицевого каменного слоя из кирпича толщиной 250 мм. Применение лицевого каменного слоя из кирпича толщиной 120 мм возможно для двухслойной кладки при опирании лицевого слоя на перекрытие.

Внутренние слои наружных многослойных стен с лицевым слоем из кирпича могут выполнеяться из каменной кладки, монолитного бетона или железобетона, газобетонных блоков, пенобетона, камней сплошных и пустотелых, вибропрессованных бетонных и керамзитобетонных камней, блоков керамических поризованных и т.п. При проектировании наружных ненесущих многослойных стен (с поэтажным опиранием на плиты перекрытий) прочность кладочных материалов внутреннего слоя из легких бетонов, в том числе из ячеистого бетона, принимается не ниже класса В2 при плотности не менее Б450 (наиболее часто применяют газобетонные блоки марки Б500). Морозостойкость кладки внутреннего каменного слоя, если между ним и лицевым слоем не располагается слой теплоизоляции, принимается не ниже одной ступени, чем у кладки лицевого каменного слоя.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Зимин Сергей Сергеевич, 2020 год

- 47 с.

111. Пособие по обследованию строительных конструкций зданий. АО «ЦНИИПромзданий» Москва, 2004.

112. Рекомендации по обследованию и оценке технического состояния крупнопанельных и каменных зданий. - ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, 1988.

113. Серов А. Мониторинг трещин в каменных зданиях: современные методы / Серов А., Орлович Р., Морозов И. // Архитектура, дизайн и строительство, Санкт-Петербург. - 2009. - №1. -С. 62-63.

114. Федотов С.Д., Улыбин А.В. Опыт обследования и специфика усиления кирпичных фасадов современных многоэтажных зданий / С.Д. Федотов, А.В. Улыбин // Материалы VII международной научно-практической конференции «Обследование зданий и сооружений: проблемы и пути их решения». - 2017. - С. 284-295.

115. TC76-LUM: RILEM LUMB6. Diagonal tensile strength tests of small walls specimens. -Bruxelles 1991.

116. ASTM E519-02: ASTM. Committee C15 Standard Test Method for Diagonal Tension (Shear) in Masonry Assemblages.

117. DIN 1052-5: 2005. Prüfverfahren für Mauerwerk - Teil 5: Bestimmung der Scherfestigkeit bei einer Feuchtesperrschicht.

118. ГОСТ 27751-2014. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения. - Москва: Стандартинформ, 2015. - 13 с.

119. Деркач В.Н. Каменное заполнение каркасных зданий: прочность, жесткость и силовое взаимодействие с каркасом. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.23.01. Брест, 2016. - 260 с.

120. СТО 444416204-010-2010. Крепления анкерные. Метод определения несущей способности по результатам натурных испытаний, 2011. - 8 с.

121. Bramershuber W., Schubert P., Schmidt U., Hannawald J. Rissfreie Wandlänge von Porenbeton-Mauerwerk. Mauerwerk 4/2006 s. 132-139.