Приведены основные понятия о каменных и армокаменных конструкциях, краткий исторический обзор их развития. Рассмотрены физико-механические свойства кладки, основы сопротивления и деформирования каменных и армокаменных элементов, особенности проектирования и расчета каменных и армокаменных конструкций гражданских и промышленных зданий. Для студентов строительных вузов и факультетов.

Введение

Глава 1. Материалы и изделия
Общие сведения
Каменные материалы, применяемые для ручной кладки
Крупные блоки
Фасадные изделия
Стеновые изделия и объемно-пространственные блоки
Общие сведения о растворах
Материалы для растворов
Свойства растворов

Глава 2. Каменные кладки
Общие сведения
Виды каменных кладок
Напряженное состояние камня и раствора при центральном сжатии
Стадии работы кладки под нагрузкой при сжатии
Основные факторы, влияющие на прочность кладки при сжатии
Прочность кладки при центральном сжатии
Прочность кладки при местном сжатии (смятии)
Прочность кладки при растяжении и срезе
Деформации кладки

Глава 3. Нагрузки. Нормативные и расчетные характеристики кладки
Нагрузки и воздействия
Нормативные и расчетные сопротивления
Коэффициенты условий работы и коэффициенты надежности

Глава 4. Метод расчета элементов каменных и армокаменных конструкций по предельным состояниям
Сущность метода
Расчет каменных конструкций по предельным состояниям первой и второй групп

Глава 5. Расчет элементов и сечений неармированных каменных конструкций по предельным состояниям первой группы (по несущей способности)
Основные положения. Центральное сжатие
Внецентренное сжатие
Местное сжатие (смятие)
Расчет опорных узлов
Осевое и внецентренное растяжение. Изгиб
Срез
Устойчивость

Глава 6. Армированные, комплексные и усиленные обоймами каменные конструкции
Общие сведения
Сетчатое армирование
Продольное армирование
Комплексные конструкции
Элементы, усиленные обоймой

Глава 7. Расчет элементов каменных и армокаменных конструкций по предельным состояниям второй группы (по образованию и раскрытию трещин и по деформациям)
Общие сведения    
Расчет по деформациям растянутых поверхностей неармированной кладки
Расчет по раскрытию трещин

Глава 8. Статический расчет каменных зданий
Общие сведения
Расчет стен зданий с жесткой конструктивной схемой
Расчет стен зданий с упругой конструктивной схемой
Расчет на ветровые нагрузки самонесущих стен, опирающихся на поперечные рамы каркаса или на горизонтальные диафрагмы
Расчет и проектирование стен. Общие сведения
Расчет стен многоэтажных зданий на вертикальную нагрузку по раскрытию трещин
Учет заполнений (стен) каркасных зданий при расчете каркасов
Расчет висячих стен

Глава 9. Проектирование каменных и армокаменных конструкций
Общие сведения
Допустимые отношения высот стен и столбов к их толщине
Сплошные и облегченные стены ручной кладки
Стены из крупных блоков
Облицованные стены
Многослойные стены
Стены производственных и сельскохозяйственных зданий
Проектирование каменных конструкций, возводимых в зимнее время

Глава 10. Элементы каменных стен. Фундаменты
Перемычки
Карнизы и парапеты
Анкеровка стен и столбов
Деформационные швы
Каменные фундаменты, стены подвалов, подпорные стены

Глава 11. Технико-экономические предпосылки для проектирования каменных зданий и сооружений
Общие сведения
Условия сопоставимости каменных конструкций
Оценка сравнительной экономической эффективности применения каменных материалов в конструкциях зданий
Выбор наиболее эффективного варианта конструкции наружных стен

Приложения
Список литературы

Введение

Коммунистическая партия Советского Союза и Советское государство постоянно уделяют большое внимание повышению уровня индустриализации и интенсификации строительства, степени заводской готовности строительных изделий и деталей, расширению практики полносборного строительства и поточного монтажа зданий и сооружений из прогрессивных конструкций, изготовленных из эффективных местных строительных материалов. Решение этой задачи в значительной мере определяется развитием и совершенствованием теории каменных и армокаменных конструкций, широко применяемых во всех областях строительства.

К каменным конструкциям относятся части зданий и сооружений из каменной кладки (стены, столбы, плоские и сводчатые перекрытия, арки, перемычки и др.), воспринимающие нагрузку от собственного веса, веса других элементов и приложенных к ним сил.

Каменные конструкции, усиленные стальной арматурой, называются армокаменными, а усиленные железобетоном — комплексными.

Каменные конструкции широко используются во всех областях строительства благодаря их долговечности и огнестойкости. В ограждающих и несущих конструкциях зданий и сооружений они выполняют несущие, теплоизоляционные, звукоизоляционные и другие функции.

Применение каменных конструкций насчитывает несколько тысячелетий. Древнейшими, частично сохранившимися сооружениями из природного камня являются постройки каменного века из больших глыб и плит — дольмены. К более позднему периоду относятся обнаруженные во многих странах крепостные стены циклопической кладки из массивных, почти не обработанных камней, гробницы египетских фараонов — пирамиды, сложенные из больших тесаных камней. С развитием общества и совершенствованием средств производства вместо крупноразмерных тяжелых камней началось широкое применение удобных для ручной кладки на глиняных, известковых или гипсовых растворах мелких грубо околотых, а затем тесаных камней. В странах с жарким сухим климатом каменным материалом для конструкций служили искусственные грубо отформованные блоки из сырцовой    глины, а позднее — сырцовый и обожженный    кирпич.

В Египте здания и сооружения из сырцовых материалов возводились свыше 6 тыс. лет назад, а в Вавилоне из обожженного кирпича около 4 тыс. лет назад.

Природный камень, кирпич-сырец и обожженный кирпич являлись основными строительными материалами в Древней Греции и Древнем Риме, а в средние века — в Западной Европе.

Армокаменные конструкции впервые были использованы в XI веке при сооружении собора Свети-Цховели в Мцхете на территории Грузии, а затем в XVI веке при строительстве пологих сводов храма Василия Блаженного на Красной площади в Москве, когда в каменную кладку для восприятия растягивающих усилий закладывали стальные стержни.

В начале XIX века в Англии была построена первая железо-кирпичная фабрично-заводская труба и применена армокирпичная кладка при закладке двух шахт Лондонского метрополитена под Темзой.

В СССР в период первых пятилеток важнейшими строительными материалами для всех видов строительства были природный камень и кирпич. Широкое применение каменные и армокаменные конструкции нашли в годы Великой Отечественной войны, что способствовало успешному выполнению грандиозного объема строительства, связанного с перебазированием промышленности из эвакуируемых районов в восточные районы СССР. В послевоенный период, кроме конструкций из природного камня и кирпича, начинают развиваться более эффективные по теплотехническим свойствам и в экономическом отношении конструкции: из пустотелых бетонных камней, дырчатого кирпича, керамических камней, крупных бетонных, кирпичных и природных блоков, виброкаменных панелей, объемно-пространственных (состоящих из панелей) блоков.

Практика строительства из камня значительно опережала развитие науки о каменных конструкциях. В силу этого вместо расчета каменных конструкций на прочность и устойчивость в XIX веке были выработаны эмпирические правила возведения каменных зданий и сооружений, которые не могли учесть всего разнообразия работы сложных каменных сооружений. До тридцатых годов каменные конструкции проектировались либо по эмпирическим правилам, либо по формулам сопротивления материалов, справедливым лишь для идеально упругих материалов. Основными причинами отставания теории расчета каменных конструкций от практики явились: возможность повторения накопленного опыта строительства; недостаточность знаний физико-механических свойств кладки; отсутствие мощного прессового оборудования для проведения экспериментальных работ и, в некоторых случаях, недопустимость применения метода подобия для обоснования прочности и устойчивости каменных конструкций.

Большой вклад в развитие теории расчета и проектирования каменных конструкций внесли труды выдающихся   русских исследователей Н.А. Белелюбского, Н.К. Лахтина, Л.Д. Проскурякова, Ф.С. Ясинского, Н.Н. Аистова, В.А. Гастева.

За годы Советской власти большие экспериментальные и теоретические работы были проведены в Центральном научно-исследовательском институте промышленных сооружений группой сотрудников под руководством проф. Л.И. Онищика по изучению физико-механических свойств каменной (в основном кирпичной) кладки. Проф. Н.А. Поповым были разработаны основы теории прочности раствора, проф. В.П. Некрасовым — армокаменные конструкции, усиленные сетчатой арматурой, проф. А.А. Гвоздевым — рядовые неармированные перемычки, проф. П.Л. Пастернаком — комплексные конструкции.

Физико-механические свойства кладок из природных стеновых камней и крупных блоков изучались в Одесском и Ростовском инженерно-строительных институтах, АрмНИИСА, НИИСМИ (Киев).

В предлагаемом учебнике освещены вопросы теории и практики применения каменных и армокаменных конструкций зданий и сооружений, рассчитываемых прогрессивным методом предельных состояний.

Главы 1, 2, 6, 9—11 написаны П.Л. Еременком, главы 3—5, 7, 8 — И.П. Еременком.

Авторы приносят искреннюю благодарность доктору техн. наук Р.Л. Маиляну и доктору техн. наук Л.П. Полякову, рецензировавшим рукопись, за ценные указания по ее улучшению, а также инж. В.В. Дорожкину за техническую помощь, оказанную при работе над учебником.