Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (КА)"

Каменные конструкции

Ка'менные констру'кции, несущие и ограждающие конструкции зданий и сооружений из каменной кладки (фундаменты, стены, столбы, перемычки, арки, своды и др.).

  Для К. к. применяют искусственные и естественные каменные материалы: кирпич строительный, керамический и бетонные камни и блоки (сплошные и пустотелые), камни из тяжёлых или лёгких горных пород (известняка, песчаника, туфа, ракушечника и т.п.), крупные блоки из обычного (тяжёлого), силикатного и лёгкого бетонов, а также растворы строительные. Материал для каменной кладки выбирается в зависимости от капитальности сооружения, прочности и теплоизоляционных свойств конструкций, наличия местного сырья, а также исходя из экономических соображений. Каменные материалы должны удовлетворять требованиям прочности, морозостойкости, теплопроводности, водо– и воздухостойкости, водопоглощения, стойкости в агрессивной среде, иметь определённую форму, размеры и фактуру лицевой поверхности. К растворам предъявляются требования прочности, удобоукладываемости, водоудерживающей способности и др.

  К. к. – один из наиболее древних видов конструкций. Во многих странах сохранилось большое количество выдающихся памятников каменного зодчества. (см. Архитектура ). К. к. долговечны, огнестойки, могут быть изготовлены из местного сырья, это обусловило их широкое распространение и в современном строительстве. К недостаткам К. к. относятся сравнительно большой вес, высокая теплопроводность; кладка из штучного камня требует значительного затрат ручного труда. В связи с этим усилия строителей направлены на разработку эффективных облегчённых К. к. с применением теплоизолирующих материалов. Стоимость К. к. (фундаменты, стены) составляет от 15 до 30% общей стоимости здания.

  В современном строительстве К. к. (главным образом стены и фундаменты из кирпича и камня), являются одним из распространённых видов строительных конструкций (только в больших городах преобладает строительство из крупных панелей). Практика строительства из камня значительно опередила развитие науки о К. к. При проектировании К. к. применялись эмпирические правила и недостаточно обоснованные методы расчёта, не позволяющие использовать в полной мере несущую способность К. к. Наука о прочности и методах расчёта К. к., основанная на обширных экспериментальных и теоретических исследованиях, была создана впервые в СССР в 1932—39. Её основоположником был Л. И. Онищик . Были изучены особенности работы каменной кладки из различных видов камня и раствора, а также факторы, влияющие на её прочность. Установлено, что в каменной кладке, состоящей из отдельных чередующихся слоев камня и раствора, при передаче усилия по всему сечению возникает сложное напряжённое состояние и отдельные камни (кирпичи) работают не только на сжатие, но и на изгиб, на растяжение, срез и местное сжатие. Причиной этого являются неровности постели камня, неодинаковые толщина и плотность горизонтальных швов кладки, что зависит от тщательности перемешивания раствора, степени разравнивания и обжатия его при укладке камня, условий твердения и др. Кладка, выполненная квалифицированным каменщиком, прочнее (на 20—30%), чем выполненная рабочим средней квалификации. Др. причина сложного напряжённого состояния кладки – различные упруго-пластические свойства раствора и камня. Под действием вертикальных сил в растворном шве возникают значительные поперечные деформации, которые ведут к раннему появлению трещин в камне. Наибольшей прочностью при сжатии (при использовании камней правильной формы) обладает кладка из крупных блоков, а наименьшей – из рваного бутового камня и кирпича. Более высокие камни имеют и больший момент сопротивления, что значительно увеличивает их противодействие изгибу. Прочность вибрированной кирпичной кладки при оптимальных условиях вибрирования примерно вдвое выше прочности ручной кладки и приближается к прочности кирпича. Это объясняется лучшим заполнением и уплотнением растворного шва и обеспечением тесного контакта раствора с кирпичом.

  В каменных зданиях важнейшие элементы – наружные и внутренние стены и перекрытия – связаны между собой в одну систему. Учёт их совместно пространственной работы, обеспечивающей устойчивость здания, позволяет наиболее экономично проектировать К. к. При расчёте К. к. различают две группы каменных зданий: с жёсткой или с упругой конструктивной схемой. К первой группе относятся здания с частым расположением поперечных стен, в которых междуэтажные перекрытия рассматриваются как неподвижные диафрагмы , создающие жёсткие связи для стен при действии на них поперечных и внецентренных продольных нагрузок. Такая схема принимается при расчёте стен и внутренних опор многоэтажных жилых и большинства гражданских зданий. Вторую группу составляют здания большой протяжённости, со значительными расстояниями между поперечными стенами. В этих зданиях перекрытия также связывают стены и внутренние опоры в одну систему, но они уже не могут рассматриваться как неподвижные диафрагмы, вследствие чего при расчёте учитываются совместные деформации связанных между собой элементов здания. По такой схеме рассчитывается большинство промышленных зданий с несущими каменными стенами. Учёт пространственной работы стен при проектировании К. к. позволяет существенно снизить расчётные изгибающие моменты в стенах, значительно уменьшить толщину стен, облегчить фундаменты и повысить этажность.

  В зависимости от конструктивной схемы здания каменные стены подразделяются на несущие, воспринимающие нагрузки от собственного веса, от покрытия, перекрытий, строительных кранов и др.; самонесущие, воспринимающие нагрузку от собственного веса всех этажей здания и ветровые нагрузки; навесные, воспринимающие нагрузки от собственного веса и ветра в пределах одного этажа. Каменные стены из штучного камня и кирпича подразделяются на сплошные и слоистые (облегчённые). Толщина сплошных стен принимается кратной основным размерам кирпича: 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5 и 3 кирпича. Расход материалов, трудоёмкость и стоимость возведения стен зависят от правильно выбранной конструкции и степени использования свойств материалов. Для наружных стен малоэтажных отапливаемых зданий нецелесообразно применять сплошные К. к. из тяжёлых материалов. В этом случае применяют облегчённые слоистые стены с термоизоляцией или стены из пустотелых керамических камней, а также камней из лёгких и ячеистых бетонов. Для зданий средней и повышенной этажности, возводимых из штучного кирпича и камня, предпочтительна конструктивная схема с внутренними поперечными несущими стенами, позволяющая применять наружные стены из облегчённых эффективных материалов (керамических, с утеплителями и др.).

  Для повышения прочности кладки К. к. усиливают стальной арматурой (см. Армокаменные конструкции ), применяют армирование железобетоном (комплексные конструкции ); армирование обоймами – включение кладки в железобетонные или металлические обоймы.

  Лит.: Онищик Л. И., Каменные конструкции промышленных и гражданских зданий, М. – Л., 1939; Справочник проектировщика. Каменные и армокаменные конструкции, под ред. С. А. Семенцова и В. А. Камейко, 1968; Поляков С. В. и Фалевич В. Н., Проектирование каменных и крупнопанельных конструкций, М., 1966; Строительные нормы и правила, часть 2, раздел В, гл. 2. Каменные и армокаменные конструкции. Нормы проектирования, М., 1962.

  В. А. Камейко.

Каменные материалы

Ка'менные материа'лы строительные, обширная группа строительных материалов и изделий камневидного строения. Различают К. м. природные, получаемые механической обработкой (иногда и без специальной обработки) горных пород , и искусственные, производимые технологической переработкой исходного минерального сырья. Благодаря высоким строительным качествам (долговечности, прочности, морозостойкости и др.), распространённости и неограниченным запасам природного сырья, К. м. широко применяются в современном строительстве. Они являются основными строительными материалами для возведения жилых, общественных, промышленных зданий и различных инженерных сооружений.

  По форме К. м. делятся на материалы, состоящие из кусков неправильной формы (бутовый камень , щебень ), и штучные изделия, имеющие правильную форму (блоки, плиты, фасонные изделия). В зависимости от плотности (объёмной массы) К. м. разделяют на тяжёлые (более 1800 кг/м³ ), лёгкие (от 1800 до 1200 кг/м³ ) и особо лёгкие (менее 1200 кг/м³ ). Искусственные К. м., используемые в качестве теплоизоляционных материалов, могут иметь плотность в пределах 500 кг/м³ .

  Основной показатель К. м. – предел прочности при сжатии, характеризуемый маркой. По этому признаку К. м. делятся на прочные – от 10 до 300 Мн/м² (1 Мн/м² » 10 кгс/см² ), средней прочности – 2,5—10 Мн/м² и малопрочные – 0,4—5 Мн/м² . Прочность К. м. при растяжении в 7—15 раз ниже прочности при сжатии, поэтому искусственные К. м. часто армируют волокнистыми материалами (асбестом, стеклянным или органическим волокном) или металлом (стальная арматура). К. м., используемые в наружных конструкциях, должны обладать определённой степенью морозостойкости и водостойкости. В зависимости от областей применения К. м. оценивают также по водопоглощению, кислотостойкости, степени истираемости и т.п.

  Природные К. м. по способам их механической обработки делятся на следующие основные разновидности: песок и гравий , получаемые просеиванием и промывкой соответствующих рыхлых горных пород; бутовый камень, добываемый главным образом разработкой (при взрывных работах) известняков, песчаников и др. осадочных пород; щебень, получаемый дроблением горных пород; пилёные камни и блоки, выпиливаемые из лёгких горных пород (туфы, ракушечники и др.) непосредственно в карьере камнерезными машинами; облицовочные камни, плиты и фасонные изделия (см. Отделочные материалы ), изготовляемые на специализированных камнеобрабатывающих предприятиях из декоративных горных пород (мрамор, гранит, известняк и др.).

  К природным К. м., в зависимости от их назначения (гидротехнические сооружения, дорожное строительство, наружная или внутренняя отделка зданий), предъявляют различные требования, установленные соответствующими СНиП и ГОСТами. Наиболее распространённые природные К. м. – песок, гравий и щебень – широко применяются в качестве заполнителей при изготовлении бетонов и растворов строительных. Бутовый камень служит в основном для кладки фундаментов зданий, подпорных стен и т.п. Пилёные камни и блоки используются главным образом как местные стеновые материалы . Облицовочные камни, плиты и фасонные изделия с различным характером поверхности (фактуры) – колотые, тёсаные, шлифованные и полированные – применяют в большом объёме для наружной и внутренней отделки зданий, настилки полов, изготовления ступеней, парапетов, ограждений и др. Этому способствуют их высокие декоративные качества и долговечность, а также снижение их стоимости в результате внедрения новейших методов обработки (алмазного инструмента, термообработки, способов механизированного раскалывания и др.).

  Горные породы широко используют в качестве сырья для изготовления разнообразных искусственных К. м. (например, керамики , стекла , теплоизоляционных материалов ), а также неорганических вяжущих веществ (гипса , извести и цемента ). В производстве этих материалов и изделий применяют технологические процессы, изменяющие состав, строение и свойства природных К. м. Искусственные К. м. могут быть получены следующими основными способами формования: из глиняных и др. керамических масс с последующим обжигом (кирпич глиняный, камни керамические); из силикатных расплавов (каменное литьё , шлаковое литьё, стеклянные изделия); из смесей, содержащих вяжущее вещество, – изделия из бетонов и строительных растворов (например, бетонные, железобетонные и силикатобетонные панели и блоки, силикатный кирпич и др.).

  Важнейший, наиболее индустриальный вид искусственных К. м. – бетонные и железобетонные конструкции и изделия на основе минеральных вяжущих (цемента, извести).

  Лит.: Строительные нормы и правила, ч. 1, раздел В, гл. 8. Материалы и изделия из природного камня, М., 1962; Строительные материалы, под ред. М. И. Хигеровича, М., 1970.

  А. М. Орлов, К. Н. Попов.

Каменные многоугольники

Ка'менные многоуго'льники, каменные венки, тип мерзлотного микрорельефа в виде системы полигонов или колец, сложенных в центральной части мелкозёмом, а на периферии – грубообломочным материалом (бордюр).

  Возникает в результате сочетаний полигонального растрескивания, пучения и мерзлотной сортировки грунтов в пределах деятельного слоя на литологически неоднородных горных породах.

Каменные могильники

Ка'менные моги'льники, погребальные сооружения, распространённые на территории Эстонской ССР и в северной части Латвийской ССР. В 1—5 вв. представляли собой прямоугольную ограду из крупных валунов, ориентированную по длинной оси С.—Ю., позже, в 6—13 вв., – бесструктурные кладки из камня и земли. Захоронения коллективные, в 1—2 вв. – трупоположения, позже – преимущественно трупосожжения. К. м. – погребения семейной общины или более многочисленной родственной группы; встречается по 10 и более оград, пристроенных друг к другу. Инвентарь: железное оружие, орудия труда, бронзовые украшения. К. м. оставлены предками ливо-эстонских племён.

  Лит.: Моора Х. А., Археологические памятники I—IV вв. в Прибалтике, в сборнике: Краткие сообщения института истории материальной культуры, в. 53, М., 1954; Шмидельхельм М. Х., Археологические памятники периода разложения родового строя на северо-востоке Эстонии (V в. до н. э. – V в. н. э.), Тал.,,1955.

Каменный могильник с оградками в Яагупи. Эстонская ССР.

Каменные моря

Ка'менные моря', обширные россыпи каменных глыб на плоских поверхностях горных вершин, расположенных выше границы лесной растительности. Образуются в результате процессов морозного выветривания в сочетании с явлениями солифлюкции в условиях сурового континентального климата и развития многолетнемёрзлых горных пород.

Каменные работы

Ка'менные рабо'ты, строительные работы, выполняемые при возведении каменных конструкций зданий и сооружений из естественных и искусственных каменных материалов .

  К. р. представляют собой комплекс процессов, в состав которых, кроме основных (кладка кирпича или др. камней на растворе, подача и раскладка камня, разравнивание раствора и др.), входят вспомогательные процессы, связанные с основными (крепление лесов и подмостей, заготовка материалов на рабочем месте и т.п.).

  В древние времена искусные строители-каменщики возводили каменные здания и сложные инженерные сооружения (башни, арочные мосты, сводчатые перекрытия и пр.), однако К. р. производились медленно, способы производства работ мало изменялись на протяжении столетий. К. р. осуществлялись вручную; мастера-каменщики выполняли обычно и все подготовительные и транспортные работы на стройке, сами приготовляли раствор и доставляли его на рабочее место. При кладке стен на всю их высоту устанавливались громоздкие строительные леса. Работы велись сезонно, лишь в тёплое время года. С начала 20 в. в наиболее развитых странах проводились мероприятия по усовершенствованию К. р. (механизация подачи материалов, приготовление раствора и др.).

  В СССР технология К. р. начала существенно изменяться с 30-х гг. в период интенсивного развития строительства. За годы пятилеток в Советском Союзе были разработаны новые принципы организации и механизации строительства из каменных материалов, внедрены передовые, эффективные методы выполнения К. р., рациональные инструменты, приспособления и инвентарь; получил распространение захватный метод, позволивший выполнять К. р. непрерывным потоком, совмещая их с монтажом сборных элементов и др. сопутствующими работами; внедрён бригадный метод организации труда с разделением бригад на звенья, в которых труд каменщиков четко дифференцирован в соответствии с их квалификацией; усовершенствованы приёмы укладки раствора и камня в конструкцию, методы производства работ в зимних условиях (см. Зимние работы ), средства доставки растворной смеси и камня от завода-изготовителя до рабочих мест. Всё это способствует росту производительности труда, повышению качества работ и более экономному расходованию материалов.

  В зависимости от применяемых материалов в современном строительстве различают следующие основные виды К. р. (каменных кладок): кирпичная кладка стен, столбов и др. частей зданий и сооружений из обыкновенного (обожжённого) и силикатного кирпича без облицовки, кладка с облицовкой лицевым кирпичом или керамическим камнем; кладка из пустотелых керамических камней, из сплошных и пустотелых шлакобетонных камней, используемая главным образом для стен каркасных зданий и для несущих стен зданий ограниченной этажности; кладка из пилёных камней преимущественно лёгких естественных пород (туф, известняк и др.); кладка из крупных бетонных, железобетонных или кирпичных блоков (см. Крупноблочные конструкции ). Для возведения подземных частей зданий и сооружений (фундаментов, стен подвалов, подпорных стен) применяют бутовую кладку из естественных камней (плотных горных пород) прочностью на сжатие не менее 40 Мн/м² (400 кгс/см² ). Однако в современном массовом строительстве при возведении фундаментов и стен подвалов трудоёмкая бутовая кладка заменяется конструкциями из сборного железобетона и крупных блоков.

  Наиболее распространённым видом К. р. является возведение сплошной кирпичной кладки, выполняемой из отдельных кирпичей, укладываемых на растворе (см. Растворы строительные). Иногда применяется т. н. облегчённая кладка, состоящая из двух параллельных лицевых стенок толщиной в ¹ /₂ кирпича каждая с заполнением пустот лёгким бетоном или с засыпкой шлаком или др. утеплителем. Такая кладка обычно применяется для зданий не выше 2 этажей. Кладка стен многоэтажных жилых зданий производится с выполнением по ходу кладки монтажа всех сборных конструктивных элементов здания – лестниц, междуэтажных перекрытий, оконных и дверных блоков, перегородок, балконов и др. Кладка обычно ведётся с т. н. инвентарных подмостей. Эти подмости обеспечивают безопасность работ, быстро устанавливаются, разбираются и монтажным краном переставляются на новое место. Для кладки стен промышленных и др. зданий выше 5 м применяют подвесные подмости, а также леса строительные , собираемые и наращиваемые из отдельных элементов в процессе К. р. Каменные материалы и растворы подают также при помощи монтажных кранов – башенных, стреловых (на гусеничном и пневмоколёсном ходу), рельсовых. Кирпич доставляют к рабочим местам пакетами на дерево-металлических поддонах или пакетами без поддонов (силикатный кирпич), раствор – в специальных ящиках. При крупных объёмах работ организуют подачу раствора по трубам растворонасосом.

  Лит.: Материалы по истории строительной техники. Сб. ст., в. 1, М,, 1961; Руководство по организации труда при производстве строительно-монтажных работ, гл. 7 – Каменные работы, М., 1972.

  П. И. Ковалевский.

Назад к карточке книги "Большая Советская Энциклопедия (КА)"