Открытый урок "Общие сведения о каменных и армокаменных конструкций и материалах"

ГККП «Уральский колледж газа, нефти и отраслевых технологий  УОА ЗКО»

 

 

                           «Утверждаю»

                                                                               Зам. директора по УМР

                                                                                _________ Утебаева А.Н.

                                                                                «___» _____________2014  г.

 

 

 

План  открытого урока        

по дисциплине: «Основы расчета строительных конструкций»

   на тему: «Общие сведения о каменных и армокаменных конструкций и материалах»

        

                       

                       

                                                   Подготовила преподаватель:

Утебаева Д.К.

                                               

 

 

 

Уральск  2014 г.

 

Рассмотрено                                                  Согласовано

Председатель ПЦК СД                                Методист

__________Джарлыгасова У.У .                 _____________ Обезьянова С.Н.

«_______» ________2014 г.                          «_______» __________2014 г.

                             

 

Разработала преподаватель спец. дисциплин _________ Утебаева Д.К. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                               

План  открытого  урока

по дисциплине «Основы расчета строительных конструкций»

Дата: 23.04.2014 г.

 

Группа: КТ 121

 

Тема:  «Общие сведения о каменных и армокаменных конструкциях».

 

Тип урока: урок обобщения и систематизации знаний.

 

Технология  обучения : Технология уровневой дифференциации,

                                          Элементы  технологии проблемного обучения.

Компетенции: 
информационная:  Закрепить знания по каменным и армокаменным  

                                  материалам.

                             Познакомить учащихся с расчетами каменных конструкций...

коммуникативная: развитие навыков по систематизации знаний, умений.

                                      развивать навыки выбора марки кирпича и раствора  

решения проблем: прививать навыки по подбору и расчету материалов и

                                      конструкций 

Межпредметные связи: Строительные материалы, конструкции зданий  и   

                                         сооружений.

Техническое обеспечение процесса обучения:

 -- слайды, кабинет  АРМ, раздаточный материал, нормативная литература.

 

Основные этапы занятия:

I. Организационный момент                                                              2- 3 мин.

    1.Проверка посещаемости

    2. Проверка готовности учащихся к занятиям

II Рефлексия по теме:                                                                              10 мин.   

      По вопросам:

   1.Назовите размеры кирпича

   2.Какие разновидности кирпича  вы знаете?

   3. Перечислите состав раствора

   4. Дайте определение каменной кладки

   4.Назовите инструменты для кирпичной кладки и раствора

   5.Перечислите виды перевязок

III. Актуализация опорных знаний                                                         90 мин.

-Сообщение темы урока и целевая установка на урок

- Ознакомление с видами каменных  и армокаменных конструкций 

- Разбор технических требований к кладке

-   Каменных материалы и растворы

-  Стальная арматура

VI. Закрепление темы                                                                               10 мин.

V.  Подведение итогов                                                                                 5 мин

    - сообщение оценок

    - Рассмотреть типичные ошибки

V. Домашнее задание                                                                                   2 мин.

    Т.Н.Цай «Строительные конструкции» том 1 стр.271-286

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.     Вступительное слово преподавателя

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

         Каменные конструкции, усиленные стальной арматурой,  называются  армокаменными.

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

         Применение каменных конструкций насчитывает несколько тысячелетий. С развитием общества и совершенствованием средств производства  вместо крупноразмерных тяжелых  камней началось широкое применение удобных для ручной кладки на растворах грубо отколотых, а затем тесаных камней. В странах с жарким сухим климатом каменным материалом служили  искусственные  грубые блоки их сырцовой глины, а позднее – сырцовый и обожженный кирпич. Использование сырцовых материалов насчитывает более 6 тыс. лет, а  обожженного кирпича- 4 тыс.лет.      Армокаменные конструкции впервые были использованы в XI веке в Грузии, а затем в XVI веке при строительстве храма  Василия Блаженного в Москве.

         Практика строительства из камня значительно опережала развитие науки о каменных конструкциях. Вместо  расчета каменных конструкций на прочность и устойчивость в XIX веке  были выработаны эмпирические правила  возведения зданий и сооружений. После 30х годов XX века начались  исследования работы каменных и армокаменных конструкций.   

§ 1 Виды каменных конструкций

Каменная кладка является неоднородным телом, состоящих из камней, вертикальных и горизонтальных швов, заполненных раствором. Благодаря своим положительным качествам (долговечность, влагостойкость, морозостойкость, прочность, устойчивость, огнестойкость и др.) каменная кладка применяется для стен и столбов зданий, фундаментов, дымовых труб, водонапорных башен, подпорных стен и силосных ям, канализационных коллекторов, колодцев, мостовых опор и других сооружений.

Кладка из природных и искусственных камней малых и больших размеров отличается большим  разнообразием по виду материала, по конструктивному решению и способам возведения.

По конструктивному решению различают:

-кладку сплошную из кирпича или камней правильной формы;

-кладку облегченную, состоящую из несущих кирпичных слоев и утеплителя,  расположенного внутри кладки или с одной (внутренней) стороны;                   - с облицовкой керамическими плитками, лицевым кирпичом или камнями;    - кладку из крупных блоков, изготовленных из легкого или ячеистого бетона;   -стены из виброкирпичных блоков или панелей.                                          Наружные   стены из кирпичной сплошной  кладки ввиду большой теплопроводности кирпича получаются массивными (особенно в северных районах), поэтому их применение требуют  технико-экономического обоснования. Для повышения экономической эффективности наружных стен зданий применяют облегченные кладки из пустотелого (пористого, дырчатого, пористо-дырчатого) кирпича и из эффективных пустотелых бетонных камней, если это возможно по условиям прочности конструкции. Технико-экономические показатели некоторых типов стен. Подтверждают целесообразность широкого применения облегченных кладок, а также кладок из легких керамических и бетонных камней. Такие кладки рекомендуются в первую очередь при строительстве малоэтажных зданий, а также в верхних этажах многоэтажных зданий, так как нагрузки от таких стен не велики и толщина их определяется в основном теплотехническим расчетам и требованиями звукоизоляции. Чтобы обеспечить прочность стен, кладку из кирпича и мелких камней выполняют в перевязку: при применении обычного кирпича вертикальные швы перевязывают укладкой тычковых рядов через один (цепная система),три (трехрядная система) или пять (пятирядная система) ложковых рядов, а в кладке из мелкоштучных камней высотой до 200 мм тычковые ряды располагают через два-три ложковых ряда. Кладку кирпичных столбов и простенков шириной до 1 м  выполняют обычно по трехрядной системе. При не выполнении требований по перевязке вертикальных швов кладка под действием нагрузки может расслоиться на отдельные тонкие гибкие столбики, потерять общую устойчивость и преждевременно разрушиться. В облегченных стенах связь наружного и внутреннего слоев кладки осуществляется заделкой тычковых рядов в легкобетонный утеплитель, перевязкой тычковых рядов или заделкой в горизонтальные швы арматурных сеток. Для повышения экономической эффективности каменных конструкций необходимо разрабатывать и внедрять в строительство новые эффективные стеновые материалы с малой плотностью, отвечающие требованиям прочности и долговечности, пустотелые керамические камни, кирпич и легкобетонные камни и щелевидными пустотами высоких марок 150,200,300, камни и блоки из ячеистых бетонов р=500…700 кг/м³, силикальцитные изделия и т.д. Конструктивные решения зданий должны предусматривать максимальное использование хорошей работы кладки на сжатие в несущих элементах (стенок, столбит). В случаях когда толщина стен определяется требованиями тепло- и звукоизоляции, следует применять конструкции из облегченной кирпичной кладки. Этим задачам отвечают, например, типы зданий с внутренними поперечными несущими каменными стенами и легкими несущими или самонесущими наружными стенами с высокоэффективными теплоиозоляционными материалами (минераловатными плитами, ячеистым бетоном, фибролитом, пенопластобетоном, ячеистой керамикой, пластмассой и др.). Масса 1м² стены при этом может быть снижена с 700-1200 до 200-350 кг, что значительно уменьшает стоимость стен. Следует также применять крупные блоки и  панели из бетонов на легких заполнителях (керамзите, термозите, аглопорите и др.), из ячейстых бетонов р=600…800 кг/ м² (пеносиликата, пенобетона, пеносиликальцита, газосиликата и т.д.), а также блоки и панели из вибрированной кирпичной кладки, прочность которой повышается в 1,5-2 раза и следовательно, стены можно делать более тонкими, чем при обычной (ручной) кладке.

 § 2 Материалы для каменных  и армокаменных конструкций                                    - Каменная кладка состоит из камня и раствора, а в армированной кладке в швы закладывают стальную арматуру. В облегченные кладки включают также утеплитель. Каменные материалы подразделяются по ряду признаков:                                                                                                                   - по происхождению – на природные, добываемые в карьерах                                      - на искусственные, изготовляемые на заводах  и полигонах   из различного сырья путем обжига при высокой температуре или на основе вяжущих с  твердением на воздухе или термообработкой:                                                   По величине- камни крупные (блоки)  высотой 50 см и более мелкоштучные камни (обыкновенные)  высотой до 200 мм и кирпич высотой 65, 88 и 103 мм по материалу   - искусственные    камни: глиняные, силикатные, бетонные, легкобетонные, ячеистые; природные: гранит, известняк (бут)      известняк-ракушечник, туф и др

Каменные материалы должны быть прочными, долговечными и обладать теплозащитными свойствами. Прочность камней характеризуется их марками. Марка камней определяется по пределу прочности их при сжатии в Па в образцах установленной формы и размеров (обычно по кубам с ребром 5,7,10,15 или 20 см), а для кирпича – в зависимости от предела прочности его при сжатии и изгибе. Каменные материалы подразделяют на следующие группы: высокой прочности (марок 260-1000), средней прочности (марок 75-200) и малой прочности  (марок 4-50)

               ТАБЛИЦА 11.2 Проектные марки камней и бетонов

Материал	Группа прочности	Марка по пределу прочности на сжатие, а для кирпича и по изгибу	Материал
камень	высокая	1000,800,600,500,400,300,250	Тяжелые природные камни, клинкерный кирпич
	средняя	200,150,125,100,75	Легкие природные камни, кирпич разных видов, бетонные и керамические камни
	малая	50,35,25,15,10,7,4	Слабые известняки-ракушечники, сырцовый кирпич
бетон	-	Проектные марки                  М 400,     М 350,      М 250  М200,      М 150,      М 100,  М 75.      М 50.         М 35,    М 25	Бетон на пористых заполнителях и тяжелый бетон (без марок М 25 и М 35)
		М 400,     М 300,      М 250  М200,      М 150,      М 100,	Силикатный бетон
		М 150.      М 100.         М 75,    М 50           М 35.         М 25.         М 15,	Ячеистый бетон

 

Марки пустотелых и природных камней (слоистых) определяют испытанием на сжатие в том положении, в каком они будут находиться под нагрузкой в конструкции. Марку сплошных и пустотелых бетонных и силикатных крупных блоков R определяют проектной прочностью бетона при сжатии кубов с ребром 20 см. Бетоны применяемые в качестве утеплителей кладки, должны иметь проектные марки по пределу прочности  на сжатие М 7, М 10, М 15, а для вкладышей и плит не менее М 10. Долговечность каменных материалов характеризуется их стойкостью против атмосферных воздействий и определяется испытанием на морозостойкость. Требуемая морозостойкость материала (Мрз), измеряемая числом циклов замораживания и оттаивания в насыщенном  водой состоянии, для разных сооружений неодинакова и  зависит от условий  эксплуатации здания и степени надежности конструкции. Согласно СНиП II-22-81, установлены следующие проектные марки каменных материалов и бетонов по морозостойкости – Мрз 10,15,25, 35,50,100,150,200 и 300. требуемая морозостойкость каменных материалов для некоторых конструкций указаны в таблице 11.3

Но не выше Мрз 50 для керамических и природных камней и Мрз 100 – для бетонных

ТАБЛИЦА 11,3  Морозостойкость каменных материалов. Применяемых

                 для внешних частей кладки наружных стен и для фундаментов

Конструкция	Значение Мрз при сроке службы конструкции (лет)
	100	50	25
Наружные стены и их облицовки в зданиях в влажностным режимом помещений:
-Сухим и нормальным	25	15	10
-влажным	35	25	15
-мокрым	50	25	25
Фундаменты и подземные части стен
-Из кирпича глиняного пластического прессования	35	25	15
-Из природного камня	25	15	15

 

Местные природные  камни можно применять  без лабораторных испытаний на морозостойкость, если опыт  длительной эксплуатации  в подобных условиях показал достаточную их долговечность. Теплоизоляционные свойства каменных материалов существенно влияют на стоимость наружных стен. Чем больше плотность материала, тем они теплопроводнее и тем больше толщина и стоимость наружных стен (см. таблицу 11.1), поэтому для кладки стен необходимо стремиться применять каменные материалы с низкой плотностью -500-1200 кг/см³: облегченный (пористый и дырчатый) кирпич, пустотелые керамические и бетонные камни, камни из ячеистого бетона и т.д.

Искусственные камни. Кирпич. Виды кирпича: глиняный обыкновенный (обоженный) пластического и полусухого прессования, силикатный, шлаковый, глиняный пустотелый пластического и полусухого прессования (дырчатый и пористо-дырчатый). Размер кирпича в плане 250х120 мм, высота 65 мм (одинарная), 103 мм (полуторная), 88 мм (модульная). Плотность сплошного кирпича 1700-2000 кг/м³, легкого – 700-1500 кг/м³. Марки кирпича от 50 до 200. Применение легкого кирпича вследствие его меньшей теплопроводности позволяет уменьшить толщину стен на 15-20%. керамические пустотелые камни выпускают с вертикальными или горизонтальными пустотами, объем пустот в них достигает 50-60%. Благодаря наличию пустот значительно улучшаются  теплотехнические свойства камня, плотность его 1000-1400 кг/м³ ниже плотности дырчатого кирпича. Размеры камней с вертикальными щелевидными пустотами 250х120х138 мм, ширина пуст от до 12 мм. Марки камней по прочности 50-150, по морозостойкости не ниже Мрз 15.                                             Бетонные обыкновенные камни изготовляют из тяжелого бетона с р≥ 1800 кг/м³, из легкого бетона на пористых заполнителях с р=900…1800 кг/м³ и из ячеистого бетона. Основные размеры камней 390х190х188 и 390х90х188 мм. Марки камней по прочности из тяжелого бетона от м 50 до М 400, из крупнопористого бетона от М 15 до М 100. Камни выпускают, как правило, облегченная с щелевидными пустотами или трех пустотными, иногда сплошными (для фундаментов, цоколей и стен мокрых помещений).       Камни из ячеистых бетонов  имеют плотность 600-12300 кг/м³, марки по прочности от М 15 до М 150 и морозостойкость не ниже Мрз 25.      Гипсовые, гипсобетонные и грунтовые камни, а также сырцовой (необожженный) кирпич применяют из-за малой прочность и водостойкости для кладки стен одноэтажных временных зданий.   Природные камни добывают в карьерах из горных пород-доломитов, известняков, песчаников, гранита, туфа вулканического и др. По способу добычи и точности их формы камни разделяют на пиленые и чистой тески (выступы неровностей до 2 мм), получистой тески (выступы до 10 мм), грубой тески (выступы до 20 мм), грубо околотые ( под скобу) и камень-плитняк, имеющий две приблизительно параллельные грани, рваный – неправильной формы. Кладка из камней правильной формы, хорошо отесанных, имеет более высокую прочность, чем кладка из грубо отесанных камней. Известняковый камень – бут рваный, постелистый, под

 

 ТАБЛИЦА 11.1 Технико-экономические показатели 1 м² стен из кирпича, бетонных камней, панелей и крупных блоков (для районов с расчетной температурой  - 26ºс)

Тип стены и плотность Р материала (брутто) кг/м²	Толщина с внутренней отделкой,   см	Масса, кг	Трудоемкость общая чел-дни	Расход материала			Стоимость,%
				Кирпича шт.	Цемента, кг	Извести, кг
Из обыкновенного кирпича сплошная р=1800	66	1185	1,42	255	29	17	100
Из керамических пустотелых камней, р=1400, с облицовкой силикатным кирпичом	53	865	1,07	220	19	14	78
Из обыкновенного кирпича с воздушной прослойкой 6 см	57	980	1,23	204	21	15	82
Колодцевая кладка с заполнением легких бетоном	60	1050	1,28	162	40	-	84
Из обыкновенного кирпича толщиной в полтора кирпича с утеплением плитами толщиной 8 см	46	735	11,1	153	40	-	75
Из легкобетонных камней со щелевидными пустотами, р=1100… 1200	41	525	1,01	-	61	6	60
Из пеносиликатных блоков или панелей, р=1000	35	350	0,66	-	28	44	65
Из сплошных шлакобетонных блоков р=1500	55	825	1,04	-	121	3	98
Из пенобетонных панелей, р=1000	35	350	0,59	-	67	3	68

 

 

2.    Каменные и армокаменные конструкции

                                   Общие сведения

1.Виды каменных конструкций

 

 

 

№ пп	Вид кирпича	Марка кирпича	Степень морозо-стой-кости(не менее)	Плотность кг/м3
1.	Глиняный обыкновенный (сплошной)пластического прессования полусухого прессования	200;150;125;100;75   150;125;100;75	15   15	1700…1900   1800…2000
2.	Глиняный пустотелый: пластического прессования полусухого прессования	150;125;100;75;50 100;75;50	15 15	1300…1450 Не более 1500
3.	Силикатный (сплошной)	150;125;100;75	15	1800…2000
4.	Легковесный	100;75;50	10	700…1300
5.	Шлаковый (сплошной)	75;50;25	10	1200…1500

 

 

 

 

 

 

 .   

 

 

 

 

 

 

 

 

Основная литература

 

1. СНиП РКА 32-96 Охрана труда в строительстве  и Т.Б.
2. Данилов Н.Н., Булгаков С.Н., Зимин М.П. «Технология  и организация строительного производства» М.; Строиздат, 1988
3. Черкасов Н.А.  «Каменные работы» М.; Строиздат, 1987