Kivikonstruktsioonid EPI TTÜ
Kivikonstruktsioonid Loengukonspekt
V.
Voltri I osa Täiendatud 2011
Koostas
V. Voltri 1
Kivikonstruktsioonid EPI TTÜ Sisukord
Kivikonstruktsioonid .................................................................................................................. 3
1. Sissejuhatus ............................................................................................................................ 3
1.1 Üldiselt ............................................................................................................................. 3
1.2 Terminid ja tähised ........................................................................................................... 3
2
Ehituskonstruktsioonide arvutamise põhimõtted .................................................................. 10
2.1 Tugevusarvutuse alused ................................................................................................. 10
2.2 Piirseisundid ................................................................................................................... 11
2.3 Koormused ..................................................................................................................... 13
2.3.1 Määratlused ............................................................................................................. 13
2.3.2 Normkoormused ...................................................................................................... 13
2.3.3
Muutuvate koormuste esindussuurused .................................................................. 13
2.4 Materjalide omadused .................................................................................................... 14
2.5 Arvutusmudelid ja skeemid ............................................................................................ 14
2.6 Osavarutegurite meetod .................................................................................................. 14
2.6.1 Üldiselt .................................................................................................................... 14
2.6.2 Piiranguid ja lihtsustusi ........................................................................................... 15
2.4.3 Arvutussuurused (arvutuslikud suurused) ............................................................... 15
3 Müüritööde materjalid ja nende omadused ........................................................................... 18
3.1
Kivid ............................................................................................................................... 18
3.2 Mördid ............................................................................................................................ 23
4. Müürituse töötamine, müüri omadused ................................................................................ 25
4.1 Üldpõhimõtted ................................................................................................................ 25
4.2 Müürituse töötamine survele .......................................................................................... 25
4.3 Müüritise tugevus ........................................................................................................... 30
4.3.1 Müüritise
survetugevus ........................................................................................... 30
4.3.2 Müürituse nihketugevus .......................................................................................... 31
4.3.3 Armeerimata müüritise normpaindetugevus ........................................................... 32
4.4 Müüritise deformatsiooniomadused ............................................................................... 33
4.4.1
Deformatsioonid müüritise koormamisest .............................................................. 33
4.4.2 Muud deformatsioonid ............................................................................................ 34
4.4.2.1
Roomamine (roome) ........................................................................................ 34
4.4.2.2 Deformatsioonid müüritise niiskumisest .......................................................... 34
4.4.2.3 Müüritise
mahukahanemine ............................................................................. 35
4.4.2.4 Temperatuuri mõju müüritisele ........................................................................ 35
Täiendatud 2011
Koostas
V. Voltri 2
Kivikonstruktsioonid EPI TTÜ Kivikonstruktsioonid Loengukonspekt
Lektor dots. V. Voltri
1. Sissejuhatus
1.1 Üldiselt
Kivikonstruktsioonide
kursus on ühe semestri
pikkune ja lõpeb eksamiga. Semestri jooksul
tuleb teha hindeline kursusetöö.
Kursuse jooksul vaadeldakse konstruktsioone ja rajatisi, mille põhiosaks on kivimüür Kivist
hooned on ajalooliselt ühed vanemad Eriti tuntud on
igat liiki sakraalhooned.
Kaasajal ehita-
takse kivihooneid eriti prežtiissete ansamblite puhul, väikemajadena jne. Kivivooderdist kasu-
tatakse hoonete välisseintes nende suure ilmastikukindluse ja hea väljanägemise tõttu. Üks
vanemaid tehiskive on põletatud
savitellis , hiljem on kasutusele võetud
tsement - ja silikaatki-
vid. Looduskivina on Eestis juba vanast ajast kasutatud
paekivi (
lubjakivi ) Kursuse jooksul
vaadeldakse praegusel ajal kasutatavaid kivimaterjale ja nende omadusi. Tutvutakse kivi-
konstruktsioonide
arvutuse ja konstrueerimisega.
1.2 Terminid ja tähised
(1) Juhul, kui
vastupidine pole eraldi margitud, kasutatakse rahvusvahelisele standardile ISO
8930 vastavat terminoloogiat.
(2) Kasutatakse kõigile EV projekteerimisnormidele (ja kõigile Eurocode’idele) ühiseid ter-
mineid, millel on järgmine tähendus:
—
ehitis: kõik, mida ehitatakse või mis on ehitamise tulemus. See mõiste haarab nii
hooneid kui ka rajatisi ja
viitab nii kande- kui ka mittekandekonstruktsioonile;
—
ehitamine (ehitus): ehitise valmistamine (ehitamine). See mõiste haarab nii
tood ehitus-
platsil kui ka konstruktsioonide (detailide)
valmistamist väljaspool ehitusplatsi ja nende
püstitamist platsil;
—
kandekonstruktsioon : ühendatud detailidest iseseisev ehitise osa, millel on vajalik tugevus
ja jäikus. Selle mõistega osutatakse koonmust kandvale ehitise osale;
—
ehitise liik näitab tema kasutuse eesmärki, näiteks elumaja, tööstushoone, maanteesild;
—
konstruktsiooni liik näitab konstruktsioonielemendi tooskeemi, näiteks
tala , post, kaar,
jätkuvtala;
—
ehitusmaterjal: materjal, mida kasutatakse
ehitamisel , näiteks
betoon , teras, puit, kivi,
—
ehitise (konstruktsiooni) tüüp näitab ehitise (konstruktsiooni) põhimaterjali, näiteks raud-
betoonkonstruktsioon , teraskonstruktsioon,
puitkonstruktsioon , kiviehitis,
—
ehitusviis: näiteks kohapealne betoonivalu, ehitamine tööstuslikest detailidest;
—
konstruktiivne skeem (arvutusskeem): konstruktsiooni või tema osa lihtsustatud arvutus-
mudel.
-
konstruktsiooni liik: määratakse konstruktsioonielemendi asendi, kuju ja töötamisviisi jär-
gi, näiteks tala, post kaar jne.
-
konstruktsiooni (ehitise) tüüp: viide konstruktsioonide (ehitise) põhimaterjalile - näiteks
teraskonstruktsioon, raudbetoonehitis jne,
(3) Projekteerimisel kasutatavad tähtsamad terminid:
-
ajutine arvutusolukord : olukord, mille kestus on lühike võrreldes konstruktsiooni
projek -
teeritud kasutuseaga ja milline võib teatud tõenäosusega esineda näiteks ehitamise või re-
mondi ajal;
-
alaline arvutusolukord: olukord, mille
kestus on sama suurusjärku konstruktsiooni projek-
teeritud kasutuseaga. See vastab enamasti tavalistele kasutustingimustele;
-
arvutuskriteeriumid: iga piirseisundi tingimuste täitmist kirjeldavad
kvantitatiivsed suuru-
sed:
Täiendatud 2011
Koostas
V. Voltri 3
Kivikonstruktsioonid EPI TTÜ -
arvutusolukord: teatud
ajavahemikus esinevad füüsikalised tingimused, millest lähtutakse
konstruktsiooni arvutamisel,
-
avariifaktor:
erandlik ja tugeva mõjuga sündmus, mis võib esile kutsuda avariiolukorra -
näit. mingi erandlik koormus või ülemäärane kõrvalekalle projekteeritud mõõtmetest,
-
avariiolukord: olukord, millega
kaasnevad erandlikud tingimused konstruktsioonidele, näi-
teks tulekahju, plahvatus kokkupõrge või kohalik vigastus,
-
hooldamine: tegevuste kogum konstruktsiooni kasutusea kestel konstruktsiooni kasutus-
omaduste ja toimivuse säilitamiseks,
-
kandepiirseisund: seisund, mille ületamisega
kaasnevad konstruktsiooni kahjustused või
purunemine . Selle määrab tavaliselt konstruktsiooni või selle osa suurim kandevõime,
-
kandevõime: elemendi, ristlõike või
konstruktsiooni mehhaaniline omadus, mida mõõde-
takse enamasti jõu või momendiühikutes, näiteks paindekandevõime, nõtkekandevõime jne,
-
kasutuspiirseisund: seisund, mille ületamisel
konstruktsioon või tema osa ei ole enam suu-
teline täitma talle esitatud ekspluatatsiooninõudeid. See vastab normaalse kasutatavuse kritee-
riumidele,
-
koormusjuhtum (ingl k
load case ): kokkusobivad koormusvariandid, deformatsioonid ja
vaadeldaval juhul arvutustes arvesse võetavad ebatäpsused,
-
koormuskombinatsioon (ingl k
combination of actions ): - vt koormustega seotud terminid -
p.(4),
-
koormusvariant (ingl k
load arrangement): liikuva koormuse asendi, suuruse ja suuna
fikseering:
-
piirseisund: seisund, mille ületamisel konstruktsioon enam ei täida talle ettenähtud funkt-
sioone,
-
projekteeritud kasutusiga : ajavahemik, mille kestel konstruktsiooni kavatsetakse kasutada
etteantud hooldamise tingimustes, kuid ilma olulise vältimatu remondita;
-
tugevus: materjali mehhaaniline omadus mida mõõdetakse tavaliselt pingeühikutes.
(4) Koormustega seotud terminid:
-
alaline koormus (G): koormus, mis mõjub tõenäoliselt konstruktsiooni kogu arvutusolukor-
ra vältel ja mille suuruse muutumine ajas on tühine või toimub kogu aeg kindlas suunas, kuni
koormus saavutab teatud piirväärtuse;
-
arvutuskoormus (Fd ): suurus, mis on saadud normkoormuse
korrutamisel osavaruteguriga
γF,
-
avariikoormus (A): reeglina kestuselt lühiajaline koormus, mille esinemise tõenäosus pro-
jekteeritud kasutusea vältel on väike. Avariikoormus võib põhjustada raskeid tagajärgi, kui ei
võeta kasutusele eriabinõusid:
-
dünaamiline koormus: koormus, mis annab konstruktsioonile või tema osadele märgatava
kiirenduse,
-
kinniskoormus: kindla suuruse ja suunaga koormus, mille
paiknemine konstruktsiooni ula-
tuses on püsiv:
-
koormus: konstruktsioonile mõjuv jõud (otsene koormus) või välistingimustest põhjustatud
deformatsioon (kaudne koormus). Kaudseks koormuseks on näiteks temperatuuri muutus,
niiskuse mõju, vajumine jne.,
-
koormuse esindusväärtus: üksikkoormuse suurus koormuskombinatsioonis, mis võtab ar-
vesse üksteisest sõltumatute koormuste ebasoodsaimate väärtuste samaaegse esinemise väike-
se tõenäosuse;
-
koormuskombinatsioon: arvutuskoormuste kogum, mida kasutatakse konstruktsiooni arvu-
tamisel mitme koormuse üheaegsel mõjumisel;
-
koormustulem : koormuste mõju konstruktsioonielementidele, näit sisejõud,
pinged ,
defor -
matsioonid jne;
-
liikuv koormus: koormus, mille paiknemine ja suurus võivad suvaliselt muutuda
konstrukt -
siooni ulatuses;
-
muutuva koormuse tavaväärtus (tavaline väärtus): koormuse suurus, mis on määratud
Täiendatud 2011
Koostas
V. Voltri 4
Kivikonstruktsioonid EPI TTÜ nii, et vaadeldava ajavahemikuga võrreldes aeg, mille jooksul see väärtus ületatakse on tühi-
ne, või mille ületamise
esinemissagedus on piiratud,
-
muutuva koormuse tõenäoline väärtus (...
quasi permanent value ): koormuse suurus, mis
on määratud nii, et vaadeldava ajavahemikuga võrreldes aeg, mille jooksul see väärtus ületa-
takse, on märkimisväärne;
-
muutuv koormus (Q): koormus, mis t6enaoliselt ei
mõju kogu arvutusolukorra vältel, või
mille suurus võib ajaliselt oluliselt muutuda;
-
normkoormus: koormuse iseloomulik väärtus. Juhul, kui normkoormus määratakse
statisti -
liste meetoditega, siis selle suurus võetakse selline, et seda etteantud tõenäosusega ei ületataks
konstruktsiooni projekteeritud kasutusea või arvutusolukorra kestel,
-
staatiline koormus: koormus, mis ei tekita konstruktsioonile või tema osadele olulist kii-
rendust;
-
tavaline koormuskombinatsioon: kombinatsioon, mida arvestatakse konstruktsiooni arvu-
tamisel kasutuspiirseisundis mingi koormustulemi (näiteks läbipainde v.m.s.) leidmisel ja mil-
list võidakse vaadeldava perioodi vältel korduvalt ületada,
-
töökindlus: üldmõiste, mis hõ1mab ohutuse, kasutuskõlblikkuse ja konstruktsiooni kestvuse
mõisted.
(5) Materjalide omadustele viitavad terminid:
- materjali omaduse arvutuslik väärtus (arvutusväärtus) Xd: suurus, mis saadakse norma-
tiivse väärtuse jagamisel osavaruteguriga γM,
-
materjali omaduste normatiivne väärtus (normväärtus) Xk:
materjali omaduse väärtuse
alumine (ülemine) piir, mida teatud tõenäosusega ei saavutata oletatavas lõpmatus katsete see-
rias See vastab tavaliselt konstruktsioon materjali teatud omaduste statistilise jaotusega mää-
ratud väärtusele. Teatud tingimustes kasutatakse normväärtusena nimiväärtust.
(6) Geomeetriliste mõõtmetega seotud terminid:
-
normväärtus: suurus, mis tavaliselt vastab
projekteerija poolt määratud mõõtmetele,
-
arvutusväärtus: tavaliselt nimiväärtus.
Erimõisted-
Ankur: vahend müürikivide ühendamiseks külgnevate konstruktsioonidega, näiteks lae ja ka-
tusega .
Armatuuri ankurdustugevus: nakketugevus armatuuri pinnaühiku ja mördi või betooni va-
hel tõmbel või survel.
Armatuurteras : müüritises armatuurina kasutatav teras.
Armeeritud müüritis: müüritis, milles tavaliselt terasvardad või -võrk on paigutatud mördi
või betoonikihi sisse nii, et müüritis töötab koormuse (jõudude) vastuvõtul ühtse
tervikuna .
Eeldoseeritud mört: tehases doseeritud komponendid millest ehitusplatsil segatakse mört.
Eelpingestatud müüritis: müüritis, milles pingearmatuuri abil on eelnevalt tekitatud surve-
pinged.
Ehitusplatsimört: mört, mille alglähtematerjalid doseeritakse ja segatakse ehitusplatsil.
Jaotusarmatuur : pikiarmatuuriga ristiolev
armatuur jõudude ühtlustamiseks pikivarrastes.
Kaubamört: tehases doseeritud ja
segatud ning ehitusplatsile toodud mört.
Kergmört: mört kuivmahumassiga alla 1500 kg/m3.
Konstruktiivne armatuur: mittearvutuslik armatuur vastavalt üldtunnustatud konstrueeri-
misnõuetele.
Liugvuuk:
vuuk , mis võimaldab müüritise
horisontaalse vaba liikumise.
Mördi survetugevus: kindla arvu mördi
katsekehade keskmine survetugevus 28 päeva
vanuselt.
Märkus. Vastavad eeskirjad on EN 1015-11-s "Müürmörtide katsetamise meetodid Osa
11. Kivinenud mördi painde- ja
survetugevuse määramine".
Mört: mehaaniliselt segatud sideainete, täiteainete ja vee segu koos vajalike lisanditega
Täiendatud 2011
Koostas
V. Voltri 5
Kivikonstruktsioonid EPI TTÜ Märkus. Mördid normeeritakse EN 998-2 'Müürimörtide liigid. Osa 2. Müürimördid"
alusel.
Müürikivi grupp: müürikivide jaotamine
gruppideks vastavalt
avade protsendile ja orientat-
sioonile
kivis .
Müürikivi normaliseeritud survetugevus: müürikivi survetugevuseks võetakse samast ma-
terjalist 100 mm servaga õhkkuiva kuubi survetugevus.
Müürikivi normsurvetugevus: kindla arvu müürikivide 95 % tõenäosusega määratud surve-
tugevus .
Müürikivi survetugevus: määratud arvu müürikivide keskmine survetugevus.
Märkus. Survetugevus määratakse EN 722-1, ―Müürikivide katsetamise meetodid. Osa
I. Survetugevuse määramise‖ alusel.
Müürikivi: kivi,
tellis või väikeplokk
Müüriseotis: kivide (elementide)
asetus müüris, mis kindlustab müüri töötamise ühtse tervi-
kuna.
Müüritis: ettenähtud seotisega ja mördiga kokku liidetud müürikivide ühendus.
Müüritisdiafragma: müüritis, mis on tihedalt laotud raudbetoontalade ja -postide ( või ar-
meeritud müüri) vahele ja piiratud nende elementidega neljast küljest, arvutuslik põiksein.
Müüritise lõiketugevus: müüritise põikjõuvastupanu.
Müüritise normtugevus: tugevuskatsete alusel 95 % tõenäosusega määratud müüritise tuge-
vus.
Müüritise paindetugevus : müüritise tugevus
paindel .
Müüritise survetugevus: müüritise survetugevus üheteljelises pingeolukorras.
Pasta : tsemendi, liiva ja vee segu väikeste lohkude ja tühikute täitmiseks.
Peenmört: mört
vuugi paksusele 1...3 mm.
Pingarmatuur: terastrossid
, vardad ja traadid müüritise eelpingestamiseks
Projekteeritud mört: mört mille omadused täidavad vastava standardi nõudeid
Põhimört (mört): sobiva terasuurusega täitematerjaliga mört vuugis paksusega üle 3 mm
Põikarmatuur: armatuur põikjõu vastuvõtuks.
Ristlõikepind: elemendi ristlõike brutopind.
Seinaside: side vertikaalsete seinakihtide omavaheliseks ühendamiseks 1äbi nõrkade vahekih-
tide või ühendamiseks kapitaalse seina või jäiga konstruktsiooniga
Seotud vuuk: horisontaalne või vertikaalne mördivuuk, milles kivid moodustavad ―hambad‖
sügavusega vähemalt 1/4 kivi pikkust.
Sidumata vuuk: horisontaalne või vertikaalne tasapinnaline mördivuuk.
Sängituspind: müürikivi
pealmine või alumine pind ladumisel.
Sängitusvuuk: horisontaalne mördikiht müürikivide vahel.
Taane: tagasiaste seina pinnal.
Tasku (müüri-): vertikaalne ava (tasku) armatuuri ja täitebetooni jaoks .
Tõsteava: ava müürikivi küljel, mis võimaldab paremat haaramist kas käsitsi või masinaga.
_
Täitebetoon: sobiva konsistentsi ja täitematerjali suurusega betoonisegu müüritise avade ja
tühemike täitmiseks.
Töötav armatuur: arvutuslik armatuur.
Uure ( lohk ): müürikivi valmistamisel sängituspinnale tehtud
vagu (lohk).
Uure (vagu): müüritisse tehtud vagu
torude , juhtmete, annatuun jms paigutamiseks.
Veetihe vahekiht : veetihe pehmest materjalist või müürikividest vahekiht.
Vertikaalne pikivuuk: müüritise välispinnaga paralleelne vertikaalvuuk
Vertikaalne ristvuuk: sängitusvuugiga ja müüri pinnaga risti olev vertikaalvuuk.
Vuugi täitmine: tühikute täitmine vuugis.
Vuugiarmatuur: vuugis kasutatav armatuur.
Vuukimine : vuugi töötlemine väljast
Õhuke vuuk: vuuk paksusega kuni 3 mm
Täiendatud 2011
Koostas
V. Voltri 6
Kivikonstruktsioonid EPI TTÜ Õõne välissein: kest, materjal välispinna ja õõne vahel .
Õõntevaheline sein: tihe materjal õõnte vahel,
Õõs (ava): vormitud õõs või ava, mis kas läbib müürikivi või mitte.
Ekvivalentsed mõisted erinevates keeltes
Tabel 1.1.
Eesti
Inglise
Prantsuse
Saksa
Soome
Ehitis (ehitus-
Construction Construction
Bauwerk
Rakennuskohde
objekt)
works Ehitamine
Execution
Exècution
Bauausfüh-
Toteutus
rung
Kandekonst-
Structure
Structure
Tragwerk
Rakenne
ruktsioon
Ehitise liik
Type of building
Nature de Art des Bau- Rakennuksen
or civil
engineer - construction
werks
tyyppi
ing works
Konstruktsioo-
Form of structure Type de struc- Art des
Trag - Rakennetyyppi
ni liik
ture
werks
Ehitusmaterjal
Construction ma- Matèriau
de Baustoff;
Rakennusmate-
terial
construction
Werkstoff
riaali
Ehitise (
konst - Type of construc- Mode
de Bautyp
Rakenteen mate-
ruktsiooni)
tion construction
riaali
tüüp
Ehitusviis
Method of con- Procèdè
Bauverfahren
Rakennustapa
struction
d’execution
Konstruktiivne Structural system
Systéme
Tragsystem
Rakennejärjes-
süsteem
structural
telmä
Tähised
(1) Sõltuvalt kontekstist kasutatakse järgmisi tähiseid
— G vähendustegur,
0
— muutuva koormuse
kombinatsioonitegur ,
1
— muutuva koormuse tavalise väärtuse kombinatsioonitegur,
2
— muutuva koormuse tõenäolise väärtuse kombinatsioonitegur,
A
— avariikoormuse
osavarutegur ,
a
— geomeetrilise suuruse ebatäpsus,
F
— koormuse osavarutegur,
G
— alalise koormuse osavarutegur,
G,inf — osavarutegur Gk,inf jaoks,
G,sup — osavarutegur Gk,sup jaoks,
GA
— osavarutegur alalise koormuse avariikombinatsioonile,
M
— materjali omaduste osavarutegur,
P
— eelpingekoormuse osavarutegur,
Q
— muutuva koormuse osavarutegur,
A
— avariikoormus, ristlõikepindala,
Ad
— avariikoormuse arvutusväärtus,
Ak
— avariikoormuse normväärtus,
ad
— arvutuslik geomeetriline suurus,
anom
— geomeetrilise suuruse nimiväärtus,
Cd
— fikseeritud arvutusväärtus,
Täiendatud 2011
Koostas
V. Voltri 7
Kivikonstruktsioonid EPI TTÜ E
— koormustulem (konstruktsiooni sisemine reageering koormusele),
elastsusmoodul ,
Ed
— arvutuslik koormustulem,
Ed,dst — destabiliseeriva koormuse arvutuslik tulem,
Ed,stb — stabiliseeriva koormuse arvutuslik tulem,
F
— koormus; jõud,
Fd
— arvutuskoormus,
Fk
— normkoormus,
G
— alaline koormus,
Gd
— alaline arvutuskoormus,
Gd,inf — alalise koormuse alumine arvutussuurus,
Gd,sup — alalise koormuse ülemine arvutussuurus,
Gk
— alaline normkoormus,
Gk,inf — alalise koormuse alumine normsuurus,
Gk,sup — alalise koormuse ülemine normsuurus,
P
— eelpingestusjõud,
Pd
— arvutuslik eelpingestusjõud,
Pk
— normatiivne eelpingestusjõud,
Q
— muutuvkoormus,
Qd
— arvutuslik muutuvkoormus,
Qk
— normatiivne muutuvkoormus,
Rd
— arvutuslik kandevõime, vastupanu (tugevus),
Sd
— arvutuslik sisejõud,
Wk
— normatiivne
tuulekoormus ,
Xd
— arvutuslik materjali omadus.
(2) Kontekstist sõltuvad tähised kivimüüritise puhul:
— paindemomendi tegur,
— müürikivi laiusest ja kõrgusest sõltuv tegur,
— suhteline deformatsioon,
— paindetugevuste suhe kahes ristsuunas,
— normaalpinge,
—
kaldenurk ,
— nõtketegur,
∞
— lõplik roometegur,
c
— pinnase tihedus (
mahumass ),
c∞
— lõplik roomedeformatsioon,
d
— arvutuslik vertikaalne
survepinge ,
el
— elastne suhteline deformatsioon,
i
— nõtketegur seina ülaservas või jalal,
m
— nõtketegur seina keskmisel kõrgusel,
M
— materjali omaduse osavarutegur,
n
— jäigastatud seina vähendustegur (n= 2, 3 või 4),
A
— seina ristlõikepindala,
Ab
— toetuspindala,
Aef
— seina ristlõike efektiivpindala,
al
— toetuspikkus,
E
— elastsusmoodul,
e
—
ekstsentrilisus ,
ea
— juhuslik ekstsentrilisus,
ehi
— horisontaalkoormuse ekstsentrilisus seina alumisel või ülemisel serval,
ehm
— horisontaalkoormuse ekstsentrilisus seina keskmisel kõrgusel,
Täiendatud 2011
Koostas
V. Voltri 8
Kivikonstruktsioonid EPI TTÜ ei
— resultandi ekstsentrilisus seina jalal või ülemisel serval,
ek
— roomest tingitud ekstsentrilisus,
emk
— resultandi ekstsentrilisus seina keskmisel kõrgusel,
En
— elemendi elastsusmoodul,
F
— seina vöö normatiivne surve- või tõmbetugevus,
f
— müüritise survetugevus (üldiselt),
fb
— müürikivi normaliseeritud survetugevus,
fd
— müüritise arvutussurvetugevus,
fk
— müüritise normsurvetugevus,
fm
— mördi keskmine survetugevus,
fvd
— müüritise arvutusnihketugevus,
fvk
— müüritise normnihketugevus,
fvk0
— müüritise normnihketugevus vertikaalkoormuse puudumisel,
fx
— müüritise paindetugevus,
fxd
— müüritise arvutuspaindetugevus,
fxk
— müüritise normpaindetugevus,
G
—
nihkemoodul ,
g
— kahe mördiriba
summaarne laius kestsängitusega müüris,
H
— seina kõrgus kuni koondatud jõuni,
h
— seina puhaskõrgus (ka h1 ja h2),
h0
— konstruktsiooni üldine kõrgus,
hc
— täite paksus,
hef
— seina efektiivkõrgus,
Ij
— pinna
inertsimoment ,
K
— konstant, mis on seotud müüritise normtugevusega,
k
— plaadi ja seina jäikuste suhe,
L
—tugede
vahekaugus või kaugus toe ja vaba serva vahel,
l
— lae puhasava (ka l3 ja l4),
lc
— seina surutud osa pikkus,
Lef
— seina efektiivpikkus,
Md
— arvutuslik moment,
M
) või jalal (M
i
— moment koormuse ekstsentrilisusest seina ülemises
servas (M1
2),
Mm
— moment seina keskmisel kõrgusel,
n
— elemendi jäikustegur,
N
) või jalal (N
i
— arvutuslik vertikaalkoormus seina peal (N1
2),
Nm
— arvutuslik vertikaalkoormus seina keskmisel kõrgusel,
NRd
— seina kandevõime (arvutustugevus) vertikaalkoormusel,
NSd
— seina arvutuslik vertikaalkoormus,
qlat
— külgsuunaline arvutustugevus seina pikkusühiku kohta,
t
— seina tegelik paksus (ka t1 ja t2),
tef
— seina efektiivpaksus,
tf
—
riiuli paksus talal või ääriku paksus seinal,
VRd
— seina arvutuslik põikjõukandevõime (põikjõutugevus),
VSd
— seina arvutuslik põikjõud,
w
— arvutuslik ühtlaselt jaotatud koormus laele,
WSd
— seina arvutuslik horisontaalkoormus,
Z
— ristlõike vastupanumoment.
(3) Kontekstist sõltuvad tähised armeeritud müüritise puhul:
— põikarmatuuri kaldenurk,
m
— müüritise suhteline deformatsioon,
s
— armatuuri suhteline deformatsioon,
Täiendatud 2011
Koostas
V. Voltri 9
Kivikonstruktsioonid EPI TTÜ s
— armatuurterase osavarutegur,
uk
— armatuuri normatiivne suhteline pikenemine maksimaalse tõmbepinge puhul,
Am
— müüritise ristlõikepindala,
As
— armatuuri ristlõikepindala,
Asl
— pikiarmatuuri ristlõikepindala,
Asw
— põikarmatuuri ristlõikepindala,
av
— kaugus toe servast kuni põhilise koormuseni talal,
b
— ristlõike laius,
bc
— elemendi survetsooni laius,
bef
—
riiulitega elemendi efektiivlaius,
d
— ristlõike töötav kõrgus,
fbo
— armatuurvarda ankurdusnakketugevus,
fbok
— armatuurvarda normatiivne ankurdusnakketugevus,
fc
— täitebetooni survetugevus,
Fc
— elemendi arvutuslik paindesurvejõud,
fck
— täitebetooni normsurvetugevus,
fcv
— täitebetooni nihketugevus,
fcvk
— täitebetooni või müüritise normnihketugevus,
fp
— pingearmatuuri tõmbetugevus,
Fs
— arvutuslik tõmbejõud armatuurvardas,
ft
— armatuuri tõmbetugevus,
ftk
— armatuuri normtõmbetugevus,
fy
— armatuuri voolupiir,
fyk
— armatuuri normatiivne voolupiir,
h
— ristlõike üldkõrgus,
lb
— armatuurvarda
ankurduspikkus ,
lef
— elemendi arvutusava,
MRd
— arvutuslik vastuvõetav moment,
ø
— armatuuri läbimõõt,
s
— põikarmatuuri samm,
VRd
— müüritise arvutuslik põikjõutugevus (ka VRd1 ja VRd2),
x
— survetsooni kõrgus ristlõikes,
z
— armeeritud müüritise sisejõudude õlg paindel.
Märkus. Reeglina antakse tähise
kasutamisel tekstis ka tema tähendus.
N
2 Ehituskonstruktsioonide arvutamise põhimõtted
2.1 Tugevusarvutuse alused M
Tugevusarvutustes lähtutakse üldjuhul elastsusteooriast, arvutuste alu-
seks on ristlõikes leitud pinged. Kivimüüritise tugevuskontrollil omavad
suuremat tähtsust
normaal - ja tangensialapinged, tõmbepingete arvesta-
misest üldjuhul loobutakse.
Normaalpinged määratakse avaldisega
N
M y
,
A
I
kus
N
on normaaljõud ristlõikes,
M
on mõjuv moment,
y
on vaadeldava punkti kaugus keskjoonest ja
I
on ristlõike inertsimoment.
Skeem 1.1 Varda koormamine
Täiendatud 2011
Koostas
V. Voltri 10
Kivikonstruktsioonid EPI TTÜ Kivikonstruktsioonide ristlõigete suurte pindade tõttu võib nihkepinged nendel pindadel mää-
rata üldiselt lihtsustatult-
V
,
A
kus
V
on põikjõud ja
A
on ristlõike pindala.
Elementide purunemise
uurimisel vaadeldakse tihti ka nn piirolukorda. Piirolukorra võib de-
fineerida mitmeti, näit liigsete deformatsioonide alusel või voolupiiri saabumisega pingetes.
σmax
M
Elastne pingestaadium
Ristlõike ühes servas on pinged voolupiiril
Skeem 1.2 Pinge ristlõikes
σy
Materjali voolama hakkamisel pinge stabiliseerub ja saavutab kindla väärtuse σy, paindeele-
menti
tekkib nn
plastne šarniir. Paljudel juhtudel võetakse selline situatsioon elemendi puru-
nemise kriteeriumiks.
Põhinõuded projekteerimisele
Konstruktsioon tuleb projekteerida nii, et ta vastuvõetava tõenäosusega (vt edaspidi) jääb ka-
vandatud ekspluatatsioonikulude korral sihipäraselt kasutatavaks kogu projekteeritud kasutus-
aja vältel ja ta on nõuetekohase usaldusväärsusega võimeline kandma kõiki tõenäoliselt esine-
vaid koormusi.
Konstruktsiooni töökindlus tagatakse, kui kasutatakse nende projekteerimiseks EVS
meeto -
deid ja peetakse kinni seal esitatud nõuetest.
Arvutusolukorrad
Tuleb teha selline arvutusolukordade valik, et oleksid arvestatud kõik tingimused millistesse
konstruktsioon võib sattuda nii ehitamisel kui ka ekspluatatsioonis.
Eristatakse järgmisi arvutusolukordi
alaline olukord, mis kajastab tavalisi ekspluatatsiooni tingimusi;
ajutine olukord, mis kajastab ajutisi ekspluatatsiooni tingimusi, näiteks
remondi või püstita-
mise ajal;
avariiolukord, näit tulekahju, plahvatus, kokkupõrge.
2.2 Piirseisundid
Üldkäsitlus
Tehakse vahet kandepiirseisundi ja kasutuspiirseisundi vahel. Mõlemail juhul loelakse, et piir-
seisundi saabumisel konstruktsiooni töö ei ole enam võimalik Arvutuslikult võib piirseisund
olla määratud ükskõik millise arvutusolukorraga.
Kandepiirseisundi määravad konstruktsiooni purunemise või kandevõime kaotuse põhjus-
tavad kahjustused. Purunemisele eelnevat konstruktsiooni
seisundit käsitatakse samuti kande-
piirseisundina. Kandepiirseisund on konstruktsioonide puhul üldiselt määrav, pärast selle sei-
Täiendatud 2011
Koostas
V. Voltri 11
Kivikonstruktsioonid EPI TTÜ sundi tekkimist ei ole võimalik konstruktsiooni enam kasutada või ta on juba ohtlik kasutami-
seks.
Võib eristada; järgmisi kandepiirseisundeid:
A -
konstruktsiooni kui terviku või selle mistahes osa tasakaalu kaotus,
B -
konstruktsiooni purunemine liigsete plastsete deformatsioonide või mehhanismiks
muutumise tulemusena,
habras purunemine, stabiilsuse kadu.
M epüür
Jätkuvtala
Plastne
P
Lõpuks
šarniir
2
lihttala Pl
Pl
4
4
Skeem 1.3 Jõudude ümberjaotumine talas
Plastse šarniiri tekkimise tõttu keskmisel toel tekkib jätkuva tala asemel 2 lihttalale lähenevat
tala (
osalise šarniiriga keskmisel toel), süsteem läheneb lihttalade skeemile. Koormuse suure-
nemisel võib avamoment minna nii suureks, et avasse tekib ka plastne šarniir. Tala selles avas
muutub mehhanismiks ja
variseb .
Selline purunemine on seotud materjali voolamisega ristlõikes.
Vastandsituatsioonina plastsele purunemisele vaadeldakse nn habrast purunemist, mis esineb
habraste materjalide (betoon, müüritis jt) puhul.
Tehakse vahet hapra- ja normaalse- (voolavusega seotud)purunemise vahel. Voolavusega seo-
tud purunemine ongi esitatud eelmisel
skeemil . Üldiselt on
voolamine ajas jälgitav protsess.
Ehituskonstruktsioonides on tüüpiliselt voolamine seotud terase kasutamisega konstruktsioo-
nis, pehmetel terastel on nn selgelt eristatav voolupiir. Kui terase pinge saavutab voolupiiri,
hakkab teras aeglaselt venima enam pingestatud ristlõike osas, talas tekkib nn plastne šarniir.
Ristlõige hakkab aeglaselt pöörduma painde situatsioonis. Kõike seda on võimalik
tegelikus konstruktsioonis jälgida, sellise situatsiooni tekkimine
hoiatab kandevõime kaotuse eest.
Haprapurunemise korral on purunemisega kaasnevad deformatsioonid nii väikesed, et nad ei
ole
visuaalselt jälgitavad. Vaatleja seisukohalt toimub purunemine ootamatult, ilma ette hoia-
tamata. Konstruktsioon ei hoiata meid enda ülekoormamisest. Konstruktsioone ei ole lubatud
üldiselt projekteerida haprale purunemisele, st võimalikul purunemisel ei tohi tekkida hapra-
purunemise situatsiooni.
Kasutuspiirseisund ei ole üldiselt ohtlik konstruktsioonile või tema ekspluateerijatele. Kasu-
tuspiirseisundi määramise kriteeriumid lähtuvad kas esteetilistest kaalutlustest või muudest
ekspluatatsiooninõuetest.
Ekspluatatsiooninõuded peavad tagama
-ehitise ja selle osade
funktsioneerimise ,
-inimeste
mugavuse ,
Täiendatud 2011
Koostas
V. Voltri 12
Kivikonstruktsioonid EPI TTÜ -ehitise vastuvõetava välimuse säilimise.
Kontrollimisel peab jälgima konstruktsioonide võimalike deformatsioone (läbivajumisi), vib-
ratsioone mis võivad olla kahjulikud inimestele või ohtlikud hoonetele jms.
2.3 Koormused
2.3.
1 Määratlused
(1) Koormus F on kas
—
otsene koormus (jõud), s.o konstruktsioonile otseselt rakendatud koormus, või
kaudne koormus e mõjur (sunddeformatsiooni mõju), näiteks temperatuuri mõju.
(2) Koormusi liigitatakse:
a) nende ajalise muutumise järgi
alalised koormused G, näiteks konstruktsiooni
omakaal , sanitaartehniliste seadmete, abi-
seadmete ja statsionaarse sisseseade kaal,
muutuvad koormused Q, näiteks kasuskoormus, temperatuuri-, lume- ja tuulekoormus,
avariikoormused A, näiteks plahvatuse või ratta löögikoormus;
b) nende liikuvuse järgi ruumis
kinniskoormused, näiteks omakaal seoses konstruktsioonidega, mis on väga tundlikud oma-
kaalu muutuste suhtes),
liikuvkoormused nende liikuva iseloomu tõttu, näiteks liikuv
kasus - või temperatuurikoor-
mus, tuule- ja
lumekoormus ;
c) nende mõjumisviisi järgi
—
staatilised koormused, mis ei põhjusta konstruktsioonis või selle osas nimetamisväärseid
kiirendusi,
—
dünaamilised koormused, mis põhjustavad konstruktsioonis või selle osas arvestatavaid
kiirendusi.
(3) Eelpingestusjõud P on alaline koormus, kuid praktilistel põhjustel vaadeldakse teda eraldi.
2.3.2 Normkoormused
Projekteerimise üheks põhialuseks on koormuste määramine. On selge, et mitteusaldatavate
koormuste kasutamisel arvutustes kaotab kogu
tugevusarvutus oma mõtte. Konstruktsioonide
tugevusarvutused tehakse nn arvutuskoormustega -
arvutuskoormus = osavarutegur (γQ - hälbetegur)x normkoormus.
Normkoormusena käsitatakse üldiselt mingil arvutus- või mõõtmismeetodil määratud konk-
reetse koormuse keskväärtust, nimiväärtust või siis selle koormuse ülemist või alumist piiri.
Konstruktsiooni elementide koormused (kaalud) määratakse tavaliselt vastava materjali ma-
humassi ja elemendi mahu alusel. Kui elemendi maht on
teatava täpsusega arvutatav, siis ma-
terjalide mahumassid saadakse vastava materjali proovide andmete statistilise töötluse alusel.
Lumekoormuste ja tuulekoormuse väärtused saadakse pikaajalise mõõtmise tulemuste sta-
tistilise analüüsi alusel. On selge, et vastavad hälbed (
osavarutegurid ) on väga erinevad.
Osavaruteguri suurus võetakse kas ühest suurem vai väiksem, sõltuvalt sellest kumb arvu-
tuskoormus on konstruktsioonile ohtlikum.
2.3.3 Muutuvate koormuste esindussuurused
Muutuvate koormuste puhul tuleb tihti arvestada nende ajas muutumist ja võimalikku koos
esinemist nn kombinatsioone. Siin leiab oluliselt rakendamist tõenäosusteooria.
Näiteks kui teie tehase
sildkraana tõstab maksimaalset koormust, siis on vähe tõenäoline. et
katusel on samal ajal maksimaalne lumekoormus ja hoonele
puhub samal ajal marutuul. Hoo-
ne projekteerimisel on mõistlik siin osaliselt koormuste maksimaalsuurusi vähendada.
Projekteerimisel kasutatakse esindussuuruse mõistet:
-normsuurus
Qk
-kombinatsioonisuurus
ψ0 Qk
Täiendatud 2011
Koostas
V. Voltri 13
Kivikonstruktsioonid EPI TTÜ -tavaline esindussuurus
ψ1 Qk
-tõenäoline esindussuurus
ψ2 Qk
2.4 Materjalide omadused
Nagu
eelpool mainitud , materjalide omaduste andmed töödeldakse statistiliselt vastavate
standarditega määratud katsetest.
Materjali tugevusel võib olla kaks normsuurust - ülemine ja alumine. mida kasutatakse sõltu-
valt uuritava probleemi tüübist.
2.5 Arvutusmudelid ja skeemid
Konstruktsiooni arvutamine toimub tema idealiseeritud tööskeemi alusel. Selleks et rakendada
tehnilise
mehaanika skeeme tuleb kõigepealt konstruktsioonile leida temale sobiv idealiseeri-
tud tööskeem. Sõna idealiseeritud tähendab siin, et igasuguse arvutuse koostamisel tuleb teha
mööndusi tegelikkuse suhtes.
Vaatleme raudbetoontala kivimüüril.
Pinged tala
otsa all
Skeem 2.1 Tala arvutusskeem
Tegelikkuses ei ole täpselt fikseeritud
toereaktsiooni asukoht. Tala läbipaindest koormuse all
tala horisontaalprojektsiooni pikkus lüheneb. Tala
otsad lähenevad üksteisele, seda lähenemist
takistab toepindadel tekkiv hõõrdejõud - talas tekkib sisemine tõmbejõud. Idealiseeritud
skeemis võetakse see jõud tema väiksuse tõttu nulliks ja eeldatakse, et tala ots saab vabalt lii-
kuda toel. Suurte koormuste ja karedate toepindade puhul peab tekkivat tõmbejõudu arvesta-
ma.
Arvutusskeemide määramisel on suur tähtsus arvutustulemustele ja kogu projekteerimisele.
Projekteerijal peab olema suur kogemus ja oskus probleemi lahata, eraldada ebaoluline oluli-
sest.
2.6 Osavarutegurite meetod
2.6.1 Üldiselt
(1) Eesti ehituskonstruktsioonide projekteerimisnormides EVS-EN tagatakse konst-
ruktsioonide piirseisunditel põhinev töökindlus nn osavarutegurite meetodi abil. Osa-
varutegurite meetodiga tuleb tõestada, et kasutades arvutusmudelites koormuste, materjalide
omaduste ja geomeetriliste mõõtmete arvutuslikke väärtusi, jäävad kõik piirseisundid üle-
tamata.
Täiendatud 2011
Koostas
V. Voltri 14
Kivikonstruktsioonid EPI TTÜ (2) Eraldi tuleb tõestada, et
a) arvutuslikud koormustulemid (sisejõud, pinged jne.) ei ületa arvutuslikku kandevõimet
kandepiirseisundis;
b) arvutuslikud koormustulemid (läbipainded,
siirded , praod jne.) ei ületa kasutuspiirkritee-
riume.
Eri piirseisundite puhul kasutatavad arvutuskoormused erinevad üksteisest ja need määratle-
takse käesolevas peatükis.
Teatud konstruktsioonide puhul võib osutuda vajalikuks käsitleda veel muidki piirseisundeid -
näiteks väsimust.
(3) Kõik võimalikud arvutusolukorrad tuleb võtta arvesse ja selgitada
kriitilised koormusjuh-
tumid. Iga
kriitilise koormusjuhtumi jaoks tuleb määrata koormuskombinatsiooni tulemite
arvutuslikud suurused (s.o arvutuslikud sisejõud, pinged jne.).
(4) Koormusjuhtum hõlmab omavahel sobivaid koormusvariante, deformatsioone, hälbeid ja
ebatäpsusi, mida tuleb arvestada konstruktsiooni kontrollimisel. Neid koormusi, mis füüsilis-
tel põhjustel ei saa mõjuda samaaegselt, koormusjuhtumit väljendavas koormuskombinatsioo-
nis ei arvestata.
(5) Koormusvariant määratleb liikuva koormuse asukoha, suuruse ja suuna.
(6) Võimalikud hälbed koormuste oletatud asukohtadest ja suundadest tuleb võtta arvesse.
2.6.2 Piiranguid ja lihtsustusi
(1) EVS - s toodud rakendusjuhised piirduvad staatiliselt
koormatud konstruktsioonide kande-
ja kasutuspiirseisunditega. Mõnel juhul, näiteks tuule dünaamilise mõju arvestamisel. võib
dünaamilist koormust tinglikult käsitleda ekvivalentse staatilise koormusena, kasutades see
juures dünaamilist suurendustegurit (dünaamikategurit).
(2) Lihtsustatud arvutusi võib kasutada järgmistel juhtude:
- kui on ilmne, et kandepiirseisund ei ole
otsustav , võib konstruktsiooni
dimensioneerida lihtsustatud kande- ja/või kasutuspiirseisundi
arvutustega või piirduda ainult kasutuspiirsei-
sundiga:
- mõningate
lihtsate konstruktsioonide puhul võib nende sobivust tuvastada ilma arvutusteta,
kasutades vastavaid konstruktiivseid juhiseid või küllaldastele kogemustele tuginevad ettekir-
jutusi.
2.4.3 Arvutussuurused (arvutuslikud suurused)
Arvutuskoormused
(1) Koormuse arvutussuurus Fd väljendatakse üldkujul avaldisega
Fd = γFFk,
kus
γF on koormuse osavarutegur, mille abil võetakse arvesse koormuse võimalikke eba-
soodsaid kõrvalekaldeid, koormuse ebatäpse
modelleerimise võimalust, koormustulemite hin-
damise ja vaadeldava piirseisundi hindamise ebatäpsust.
(2) Erinevate koormusliikide arvutussuurused väljendatakse järgmiselt:
G(Q, A jne)d = γ(G, Q, A jne) G(Q,A jne)k
Täiendatud 2011
Koostas
V. Voltri 15
Kivikonstruktsioonid EPI TTÜ (3) Juhul, kui tuleb teha vahet
alaliste koormuste soodsate ja ebasoodsate mõjude vahel, ka-
sutatakse kahte erinevat osavarutegurit.
Koormustulemite arvutussuurused
(1) Koormustulem E on konstruktsiooni reageering koormustele - näiteks sisejõud, pinged,
deformatsioonid ja paigutused. Koormustulemi arvutussuurus Ed leitakse arvutuskoormuste,
mõõtmete ja materjalide omaduste arvutussuuruste põhjal:
E
… F
…)
d = E(adl, ad2
d1, Fd2
(2) Mõningail juhtudel, eriti mittelineaarse arvutusmudeli puhul, tuleb kasutada veel täienda-
vat osavarutegurit. mis kajastab arvutusmudeli ebatäpsusi. Seda tegurit võib rakendada kas
koormustele või sisejõududele sõltuvalt sellest, kummal juhul see tagab suurema turvalisuse.
(3) Mittelineaarse arvutusskeemi puhul, (koormustulemid ei ole koormusest lineaarselt sõltu-
vad) võib kasutada järgmisi lihtsustatud juhiseid:
(a) kui koormustulemid kasvavad
koormustest kiiremini, rakendatakse osavarutegu-
reid koormuste normsuurustele,
(b) kui koormustulemid kasvavad koormustest aeglasemalt, rakendatakse osavarute-
gureid koormustulemite normsuurustele.
Materjalide omaduste arvutusväärtused
(1) Materjali või toote mingi omaduse arvutusväärtus leitakse valemiga
Xd = Xk / γM,
kus
γM on materjali või toote omaduse osavarutegur, mis
arvestab ebasoodsaid hälbeid
normsuurustest. Osavarutegurite suurused antakse standardites EVS.
Geomeetriliste mõõtmete arvutussuurused
(1) Geomeetriliste mõõtmete arvutussuurustena käsitatakse tavaliselt vastavaid nimimõõtmeid
ad = anom
(2) Juhul kui geomeetriliste mõõtmete hälvetel on oluline mõju konstruktsiooni töökindlusele,
võetakse arvutussuuruseks
ad = anom + Δa,
kus Δa on võimalik ebasoodne hälve nimimõõtmest. Hälve Δa võetakse arvesse ainult sel ju-
hul, kui hälbe mõju võib osutuda kriitiliseks.
Arvutuslik kandevõime määratakse järgnevalt
R
…,X
…),
d = R( ad1,ad2
d1, Xd2
kus sulgudes on kõikvõimalikud konstruktsiooni iseloomustavad arvutuslikud
parameetrid .
Kandepiirseisund
Tugevuse kontroll
Ed ≤ Rd.
Asendipüsivuse või stabiilsuse kontroll
Ed,dst ≤ Rd,dst.
Osavarutegurid
(1) Ehitiste
kandekonstruktsioonide arvutustes kasutatavad osavarutegurid alaliste-, ajutiste-
ja avariiolukordade jaoks on toodud tabelis. Nende suurused põhinevad kogemustel ja reali-
Täiendatud 2011
Koostas
V. Voltri 16
Kivikonstruktsioonid EPI TTÜ seeritud ehitusprojektide kontrollarvutustel.
(2) Kui koormusjuhtumi puhul alaline koormus suurendab muutuvate koormuste mõju (s t
alalise koormuse mõju on konstruktsiooni kandevõime seisukohalt ebasoodne), tuleb kasutada
arvutussuuruste ülemist väärtust (Gd,sup ), kui alaline koormus vähendab muutuvate koormuste
mõju - alumist väärtust (Gd,inf ).
Osavarutegurite suurused kandepiirseisundis
Koormuse liik
Osavaruteguri
Arvutusolukord
tähis
Alaline/Ajutine
Avarii
Alalised
koormused
konstruktsioonide oma-
kaalust , pinnasest ja pin-
naseveest:
- asenditasakaalu kao-
tus (ei sõltu materjali
tugevusest)
-ebasoodne mõju
γG,sup
1,10
1,00
-soodne mõju
γG,inf
0,90
1,00
- kandevõime kaotus,
mis sõltub materjali
tugevusest
-ebasoodne mõju
γG,sup
1,20
1,00
-soodne mõju
γG,inf
1,00
1,00
- pinnase või pinnasevee
survest tingitud konst-
ruktsiooni kandevõime
kaotus, pinnase
tugevu -
sest sõltuv kandevõime
kaotus
γG
1,001
1,001
Muutuvad koormused
(ebasoodne mõju)
- kõik juhtumid, va
pinnase
tugevusest
sõltuv
kandevõime
γQ
1,50
1,00
kaotus
- pinnase
tugevusest
sõltuv
kandevõime
kaotus
γQ
1,30
1,00
Avariikoormus
γA
-
1,00
Märkused: 1 Arvutades pinnase horisontaalsurvet, rakendatakse osavarutegureid pinnase omadustele ja
pinnasele mõjuvatele koormustele. Pinnase arvutussurvet ei tohi määrata pinnase normsurve
korrutamise teel osavaruteguriga.
Täiendatud 2011
Koostas
V. Voltri 17
Kivikonstruktsioonid EPI TTÜ Kombinatsioonitegurid
Koormuskombinatsioonide koostamisel kasutatavate kombinatsioonitegurite ψ väärtused on
toodud järgnevas tabelis.
Kombinatsioonitegurite suurused
Koormuse liik
0
1
ψ2
Kasuskoormused:
- klass A (eluruumid jms)
0,7
0,5
0,3
- klass B (bürooruumid jms)
0,7
0,5
0,3
- klass C (ruumid, kus on võimalik inimeste
kogunemine)
0,7
0,7
0,6
- klass D (kauplused, kaubamajad)
0,7
0,7
0,6
- klass E (laod)
1,0
0,9
0,8
Liikluskoormus hoonetes
- klass F (autoparklad kergetele sõidukitele
≤ 30 kN)
1,0
0,9
0,6
- klass G(autoparklad sõidukitele 30…160 kN)
0,7
0,5
0,3
- klass H (katused)
0
0
0
Lumekoormus
0,5
0,2
0
Tuulekoormus
0,6
0,2
0
Temperatuur (va tulekahju puhul)
0,6
0,5
0
Koormiskombinatsioon tähendab arvutusolukorda, kus on rakendatud reaalselt korraga mõju-
da võivad koormused.
3 Müüritööde materjalid ja nende omadused
3.1 Kivid
Müürkivid võib liigitada järgmiselt:
looduslikud kivid
töötlemata kivid,
töödeldud kivid;
tehiskivid (-
plokid ).
Looduslikud kivid leiavad müüritöödes laialdast kasutamist. Oluline on siin kivi tugevus, ti-
hedus ja väljanägemine. Eestis kasutatakse müüritöödel tihedat põllukivi ja
laias ulatuses lub-
jakivi (paekivi). Põllukivi kasutatakse kas ümarana või ta lõhestatakse, mõlemal juhul saab
laduda hea väljanägemisega müüri. Paekivi mahumass on ca ' 2500 kg/m3.
Tehiskivide
nomenklatuur on praegusel ajal väga suur, siiski võiks siin eristada järgmisi kivi-
gruppe:
savitelliseid kui ilmselt kõige vanemaid,
silikaatkive,
tsementkive,
väikeplokke mitmesugusest materjalist.
Kõikide kivide puhul on
eelduseks , et nad oleksid ühe käega haaratavad ja tõstetavad. Kivide
mass kõigub 4...6 kg vahel. Väikeplokkide puhul eeldatakse, et plokki tõstab üks tööline, vas-
tavalt sellele ei tohiks väikeploki mass olla üle 30 kg.
Savitelliseid valmistatakse savi ja liiva
segust , mis pärast hoolikat segamist vormitakse kivi-
plonnideks ja põletatakse ahjus. Põletamisel segatud mass osaliselt paakub ja moodustab kõva
kivimi, mis säilitab oma kuju ja millel on vajalik survetugevus Täiskivide mahumass on ca'
1800 kg/m3.
Täiendatud 2011
Koostas
V. Voltri 18
Kivikonstruktsioonid EPI TTÜ Kõik kivimid on oma
olemuselt haprad materjalid (vastandina sitketele materjalidele), nendes
on materjali osakesed suhteliselt nõrgalt omavahel seotud sideainega, need materjalid tööta-
vad suhteliselt hästi survele, kuid halvasti tõmbele.
Hapra materjali töötamise mudel võiks olla järgmine-
F
Sideaine Jõudude
ülekanne
Skeem 3.1 Hapra materjali töötamise mudel
Sideaine võib olla väga erinev – tsementkivi, lubimört, savi, põletatud savi jne.
Savitellise klassikalise mõõtmed on järgmised-
6…7 cm
12 cm
25 cm
Skeem 3.2 Tellise mõõtmed
Telliseid (kive) tehakse nii täiskividena kui ka aukude või piludega kividena. Savitelliseid
valmistatakse ka värvilistena sõltuvalt savi liigist või lisatud värvainest. Selliseid kive kasuta-
takse üldiselt hoonete välisvoodris.
Silikaattelliseid valmistatakse liiva ja lubja segust, mis jahvatatakse kollerveskis ja millele
lisatakse vesi. Selline segu kõveneb pärast hoidmist autoklaavis. Kivi mõõtmed on üldiselt
samad, mis savitellisel. Eestis on levinud ka nn "moodultellis", mille kõrgus on 9… 10 cm.
Täiskivide mahumass on ca ' 2000 kg/m3.
Traditsiooniliselt kasutatakse
nimetust ―savitellis‖ (punane tellis) ja "
silikaattellis " või ―sili-
kaatkivi".
Silikaat - ja savikive valmistatakse ka aukudega.
Tsementkive valmistatakse tsemendi, liiva ja vee segust. Kivi omandab tugevuse pärast tse-
mendi ja vee segu kõvenemist. Kivinemine toimub normaaloludes toatemperatuuril ( + 20°C),
kivinemist võib kiirendada segu kuumutamisega. Kasutatakse portlandtsementi ja kvartsliiva.
Tsementkivide kasutamine on eriti hoogustunud pärast iseseisvuse taastamist Eestis. Valmis-
tatavate kivide nomenklatuur on eriti suur, kive tehakse väga mitmel
otstarbel . Kivide värv on
üldjuhul hallikas, kasutatakse ka mitmeid värvikombinatsioone. Täiskivide mahumass on ca'
2200 kg/m3.
Väikeplokke tehakse mitmesugusest materjalist. Väikeplokkide abil saab müüriladumise kii-
rust oluliselt tõsta.
Väikeplokkide valmistamisel kasutatakse kas väikese mahumassiga materjale või tehakse nad
Täiendatud 2011
Koostas
V. Voltri 19
Kivikonstruktsioonid EPI TTÜ õõnsustega.
Eestis kasutatakse kergmaterjalina põlevkivituhka või silikaltsiiti. Esimesel juhul võetakse
sideaineks põlevkivituha peenfraktsioon, mis segatakse vajalike täiteainetega ja kuumutatakse
aurukambris. Segumassi sisse segatakse aineid, mis kuumutamisel
paisuvad või tekitavad
gaasi. Sel viisil saadakse materjal, mille mahumass on
ca ' 600... 800 kg/m3. Materjal on
poorne (
lahtiste pooridega) ja suhteliselt väikese
tugevusega . Väikeplokid vormitakse traadiga
saagimise teel.
Silikaltsiidi koosseis on
lubi ja desintegraatormenetlusel jahvatatud liiv. Saadud massi töödel-
dakse nagu eelmisel juhul, materjali mahumass on mõnevõrra suurem kui põlevkivituhk plok-
kidel .
Põlevkivituhk-väikeplokkide nominaalmõõdud on 20x30x60 cm. Nominaalmõõdu all mõel-
dakse ehitusdetaili projektikohast mõõtu, detaili tegelik mõõt on lubatud tolerantsi (hälbe)
võrra sellest erinev. Üldjuhul on lubatud
tolerants ± märgiline, mis tähendab, et detail võib
tegelikult olla suurem või väiksem projekteeritavast. Detailide puhul, millega moodustatakse
pidev kett (näit müür) on detailide valmistamisel lubatud ainult miinus tolerants.
Kivide omadused
Tugevus
Nagu juba mainitud on meil tegemist kivide puhul hapra
materjaliga , mille tugevusomadused
on tõmbele ja survele erinevad.
Materjalide survetugevus määratakse katsetamise teel standardikohaste kuubikutega. Iga ük-
sik kivi on valmistatud mingist segumassist,
kusjuures tema kui üksiku kivi omadused sõltu-
vad selle massi homogeensusest ja edaspidisel valmistamisel selle kivi tugevust mõjutavatest
tehnoloogia häiretest. Seega on kivi lõplik tugevus (või ka muu
omadus) sisuliselt juhuslik
suurus, mille määrab
tehnoloogia ebatäpsus (nn süsteemi "müra"). Kivitugevuse määramiseks
tuleks ta pressi all purustada, teda ei ole võimalik enam kasutada, seega on
kasutatava kivi
tugevust
tehnoloogiliste parameetrite alusel võimalik ainult prognoosida. Seda prognoosimist
tehakse tõenäosusteooria abil. Kõigepealt uuritakse protsessi omapära ja kohaldatakse sellele
nn jaotuskõver. Pikaajaliste uurimuste tulemusel on leitud, et materjalide tugevusomaduste
iseloomustamiseks on sobiv
normaaljaotus - (Gaussi normaaljaotus-) kõver. Järgmisel skeemil
on antud kivide tugevuse normaaljaotuskõver.
p
3 σ
P = 0,135
fd
fk
f
f
m
Skeem 3.3 Materjali tugevuse normaaljaotuskõver
Kasutatud on järgmisi tähiseid:
f
materjali tugevus,
fd
materjali arvutuslik tugevus,
fk
materjali normatiivne tugevus,
fm
materjali keskmine tugevus (matemaatiline ootus),
Täiendatud 2011
Koostas
V. Voltri 20
Kivikonstruktsioonid EPI TTÜ p
jaotuse suhteline tihedus,
P
tõenäosus,
σ
standardhälve =
- näitab kõikumist ümber ootuse.
Graafiku sisu on lühidalt järgmine - graafiku kõver esitab kõiki võimalikke materjali tugevusi
väljavõetuna tema üldisest massist (näit üksik kivi). Tihedus p näitab kui suur on selle konk-
reetse tugevuse osakaal üldisest
tugevuste kogumist (näit kui kogum on sada kivi, siis mitu
kivi on selle konkreetse tugevusega), standardhälve näitab tugevuse kõrvalekallet tema kesk-
misest väärtusest. Toenäosusega P = 1 on kõik kogumi tugevused graafikul esitatud, seega
võime viirutatud pinna suuruse võtta võrdseks l - ga.
Põhimõtteliselt
huvitab meid küsimus, missuguse tõenäosusega on tugevus fX garanteeritud
kogumis. 3σ-ga määratud pindala võrdub ~ 0,5-ga, seega võime väita, et tugevus fm, on garan-
teeritud nn mõlemapoolse tõenäosusega 0,5, st et tõenäosus, et temast väiksemaid väärtusi ka
esineb on 0,5 ja ka
suuremaid väärtusi esineb toenäosusega 0,5.
Ehituskonstruktsioonide valmistamisel tuleb alati tegijal võtta endale mingisugune risk tule-
muse suhtes, st peaks olema selge, kui suur on tõenäosuslik varisemine või avarii. Normaal-
jaotuse graafiku uurimisel
selgub , et graafiku alune pindala, mis on määratud 3 σ-ga mõlema-
le poole keskväärtust on ~ 0,9973. Seega ühepoolne tõenäosus, et suurus fd oleks väiksem kui
3 σ-ga määratud väärtus on P = 0,00135. Üldiselt on kogu maailmas omaks võetud nn 3 σ
reegel riskide määramisel. Piltlikult tähendab see, 1000 juhuse kohta ainult 1,35
nendest või-
vad omada lubatust suuremat hälvet. Kui me püstitame nõude, et meie müürituses ei tohi olla
nõrgemaid kive, kui tugevusega fd, siis tuleb kogu partii kive valmistada
eeldusel , et nende
keskmine tugevus oleks fm ja standardhälve oleks σ, sellisel juhul peaksid kogu partiist 99,6
% kivisid olema tugevamad kui f . Sellise suure "ülekulu" määrab riski piir. Otsu
d
stavat osa
mängib siin standardhälve σ, kui õnnestub standardhälbe suurust vähendada, siis läheneb fm
fd-le, st kivide keskmine tugevus on iseloomulik suuremale osale partiist. Standardhälve
ise-
loomustabki tootmisetehnoloogiat ja temas esinevaid kõrvalekaldeid, mida väiksem on stan-
dardhälve seda parem on konkreetne tootmistehnoloogia. Suur standardhälve tähendab piltli-
kult öeldes liga-loga tootmist, kus niiöelda hommikul tulevad liinilt head kivid ja õhtupoole
hoopis teised.
Litsentseeritud tootmise puhul kontrollitakse pidevalt tehase tehnoloogiat, kus-
juures standardhälbele (siit nn variatsioonitegur) kehtestatakse mingi maksimaalne piir. Üldi-
selt on kehtestatud, et tehas peab
garanteerima oma toodangu müümisel selle tugevuse 95 %
tõenäosusega, sellist suurus tähistatakse fk-ga. Selle nn toodangu margi puhul määratakse eel-
toodust lähtudes materjali arvutuslik tugevus vastavalt 3 σ reeglile.
Riskide uurimisel on selgunud, et riski vähendamise majanduslik maksumus kasvab lõpmatult
suureks, kui üritada riski nulliks viia-
Maksumus
1
0
Risk
Skeem 3.4 Riski hind
Vaatleme kivide ligikaudseid (normatiivseid) tugevusi sõltuvalt nende liigist
savitellis
10…15 MPa,
silikaattellis
10…20 MPa,
tsementkivid
15…30 MPa,
väikeplokid
Täiendatud 2011
Koostas
V. Voltri 21
Kivikonstruktsioonid EPI TTÜ põlevkivituhast
3,5…5 MPa,
silikaltsiidist
4…6 MPa,
betoonist
10…15 MPa.
Kivide deformatsiooni omadused on seotud survetugevusega enamvähem lineaarselt.
Muud omadused
Veeimavus Suurt tähtsust omab kivide veeimavus, mis on otseselt seotud kivide poorsusega. Haprad ma-
terjalid on üldiselt nn lahtiste pooridega st, et poorid on omavahel ühendatud. Kivi märgumi-
sel tõmmatakse vesi kapilaarjõudude toimel kaunis ruttu kivi sisse. Selline omadus on aluseks
kivide ja sideaine (mördi) vahelise nakke loomisel.
Mört
Kivi
Kapilaarid
Skeem 3.5 Mördi nake kividega
Mört imetakse koos veega kapilaari, pärast mördi kivistumist moodustub tugev ühendus.
Poorsus on ka kasulik soojapidavuse seisukohalt, mida rohkem poore, seda soojem on kivi.
Suur pooride hulk nõrgestab aga kivi skeletti ja vähendab tema tugevust. Veega täitunud poo-
ride läbikülmumine lõhub kivi struktuuri ja vähendab tema külmakindlust. Lõpuks tuleb mai-
nida veel kivide tulespüsivust, tihedamad kivid on tulekindlamad.
Katsed on näidanud, et veega täitub ainult osa pooridest-
Kivi Veeimavus kaalu % Pooride hulk mahu %
Savitellis ca' 17
ca ' 36
Silikaattellis 10. .. 16
Tsementkivid 8... 10
Külmakindlust mõõdetakse veegatäidetud pooridega kivi läbikülmumise tsüklite arvuga, mille
puhul kivil ei ole veel olulisi vigastusi. Minimaalne külmakindlus on
kividel 15...20 tsüklit.
Kuumakindlus on tähtis kivide omadus. Savitellised on üldiselt hea kuumakindlusega, kuna
nad on põletatud 900... 1000 °C juures. Silikaatkivide kuumakindlus on väiksem. Tsementki-
ve lubatakse kasutada l50. .700 °C juures. Eriti
rasketes tingimustes kasutatakse kuumakind-
laid kive.
Tuntumad kuumakindlad kivid on
šamotttellis,
magnesiitkivid,
dolomiitkivid ja teised.
Sõltuvalt koostisest võib näiteks šamotttellise tulekindlus olla kuni 1700 °C.
Happekindlus on vajalik tihti erikonstruktsioonides. Happekindlas kivis on kas puhas kvarts
või alumiiniumdioksiid. Kivi põletatakse paakumiseni. Veeimavus peaks olema alla paari
protsendi.
Täiendatud 2011
Koostas
V. Voltri 22
Kivikonstruktsioonid EPI TTÜ 3.2 Mördid
Müüritise loomiseks on kivid omavahel vaja siduda mördiga. Mördi koostis on tavaliselt side-
aine, liiv ja vesi.
Mört liigitatakse põhimördiks(mördiks) ja peen- või kergmördiks vastavalt mördi
koostisele .
Põhimördi täitematerjaliks kasutatakse üldiselt kvartsliiva.
Peenmört on mõeldud kasutamiseks horisontaalvuukides nimipaksusega 1 ... 3 mm.
Kergmörtide täitematerjaliks kasutatakse perliiti, pimssi, keramsiiti, granuleeritud tuhka või
klaasi. Võib ka kasutada muid proovitud materjale.
Täiendavalt liigitatakse mörte arvutusliku survetugevuse ehk margi põhjal, tähistades seda
tähega M, millele järgneb mördi survetugevus MPa-tes, näiteks M5. Mörte võib
iseloomus -
tada ka kaalusuhtega, näiteks 1: 1: 5 (tsement:lubi:liiv).
Mördil peavad olema järgmised vajalikud omadused:
-tugevus,
Välja kuivanud ala
-nakkuvus kividega
-
plastilisus (töödeldavus, mört
Värske mört
on hästi laotatav müürile),
-hea võime hoida endas vett,
-vähene
agressiivsus .
Kivi
Mördi vaime hoida vett on tähtis
müüritise tugevuse saavutami-
Poorid
seks.
(kapilaarid)
Skeem 3.6 Vee liikumine värskes müüris
Müüri
ladumise ajal on kivid üldiselt õhkkuivad ja hakkavad värskest mördist vett välja ime-
ma. Halvemal juhul tõmmatakse mört nii
kuivaks , et katkeb tsementkivi tekkimine. Mört kui-
vab välja ja ei saavuta vajalikku tugevust. On vajalik, et mördis oleks vett siduvaid ained, mis
takistaksid vee eemaldamist mördist.
Tuntumad klassikalised mördid on:
-tsementmört,
-segamört,
-lubimört.
Nende mörtide omadused on järgnevas tabelis
Mördi liik
Tuge-
Nake
ki-
Plastilisus
Võime vett
Agressiivsus
vus
videga
hoida
naha suhtes
Tsementmört
v.hea
halb
väike
väike
väike
Segamört
kesk-
hea
keskmine
keskmine
tugev
mine
Lubimört
väike
hea
hea
hea
tugev
Plastifikaatori-
hea
hea
hea
hea
tega tsement-
mört
Nool vastava lahtri taga näitab selle omaduse kasvu. Mördi
valikul peaks
kaaluma kõiki neid
omadusi ja nende omavahelist seost.
Praegusel aja on võimalik lubi mördis
asendada keemiliste plastifikaatoritega, mis annavad
võimaluse valmistada kõikidele tingimustele vastavat mörti.
Mörtide tugevusskaala on 1 . .. l 5 MPa.
Eristatakse põhi- ja kergeid mörte vastavalt kasutatavale täitematerjalile.
Põhimörtide mahumass võetakse piirides 1600...2200 kg/m3, kergetel mörtidel alla 1600
kg/m3 .
Täiendatud 2011
Koostas
V. Voltri 23
Kivikonstruktsioonid EPI TTÜ Mörtide koostis
Sideained jaotatakse õhk- ja hüdraulilisteks. Esimesed kivinevad ainult õhu käes, mitte vees.
Hüdraulilised sideained kivinevad pärast veega segamist nii õhu käes kui ka vees. Tuntum
õhksideaine on õhklubi, hüdrauliline – tsement.
Täitematerjalina kasutatakse tavaliselt liiva või
purustatud kivimit. Mördi omaduste seisuko-
halt on tähtis liiva teraline koostis. Mörtide puhul määratakse sobiv liiv nn sõelkõvera järgi .
Vertikaalsel teljel näidatakse sõe-
100
la läbinud materjali hulk %-des
%
üldisest kogusest, horisontaaltel-
jel kasutatud sõelte silma mõõt.
80
Heas
liivas peaks olema peent
osist läbimõõduga 0...0,25 mm 10
60
... 30 %, põhiosa
liivast peaks
koosnema ca' 2 mm läbimõõduga
40
teradest. Tuleb meeles pidada, et
lisatud värvijahud
toimivad peene
osisena.
20
Mördi
segamisel mahuvahekorras
tuleb arvestada, et liiva niiskus
0
muudab oluliselt tema mahtu.
0,125 0,25
0,5
1
2
4
mm
Sõela avad
Skeem 3.7 Liiva sõelkõver mör-
dile Vesi mida kasutatakse mördis
peab olema puhas. Üldiselt pee-
takse kõige paremaks, kui kasutatav vesi vastab joogivee nõuetele.
Lisandeid kasutatakse mitmesugusel eesmärgil
Kivinemist kiirendavad ja aeglustavad lisandid.
Pooride hulka suurendavad ained parandavad mördi töödeldavust, mörti viiakse täiendav ko-
gus õhku peente mullidena.
Plastifikaatorid toimivad samal eesmärgil ilma õhu lisamiseta mörti.
Värvide osakaal võib olla maksimaalselt 8 % sideaine kaalust.
Lubimördi algne tugevnemine on seotud vee eemaldumisega mördist kas õhku või kividesse.
Tegelik kivinemine on seotud lubja reaktsiooniga õhu süsihappegaasiga. See
reaktsioon toi-
mub kõige paremini õhu suhtelise niiskuse juures 65.. .75 %. Kui segu on liiga kuiv või liiga
märg, siis kõvendumisreaktsioon aeglustub või jääb hoopis seisma, mördi tugevus võib jääda
väga kehvaks. Mört ei kivine ka siis, kui õhu süsihappegaasi juurdepääs on takistatud. Lubi-
mörti võib hoida maa sees augus või kindlana kaetult pikka aega.
Lubimört on väga hästi töödeldav ja hoiab hästi vett. Tema tugevus jääb siiski suhtelisel taga-
sihoidlikuks
Tsementmört kivistub nii õhu käes kui vee all kuna tsement on hüdrauline sideaine. Kivine-
mine toimub kiiresti (3 p jooksul ca' 70 % tugevust) ja lõplik tugevus on suur. Mördi põhili-
seks puuduseks on tema suur jäikus. Oluline on, et kivinemise esimesel päeval oleks mördis
piisavalt vett. Tsementkivi tekkimine tarbib täiendavat vett, mis peab olema vabalt mördi poo-
rides või mida tuleb vajadusel täiendavalt juurde anda. Tsementmördiga tehtud konstrukt-
sioonid tahavad üldiselt kastmist. Mördi varajasel väljakuivamisel lõpeb kivinemise reakt-
sioon , mis hiljem enam ei jätku - mört ei saavuta vajalikku tugevust; nakkeomadused Jäävad
väga kesiseks.
Segamördi omadused on kahe eelpool nimetatud mördi vahepealsed. Lubja ülesandeks on põ-
Täiendatud 2011
Koostas
V. Voltri 24
Kivikonstruktsioonid EPI TTÜ hiliselt mördi töödeldavuse tõstmine. Kõige paremad tulemused saadakse juhul, kui mõlemat
komponenti on kaaluliselt ühe palju. Lubimört vähese tsemendi kogusega võib jääda nõrge-
maks
tavalisest lubimördist kuna tsement kui peen materjal takistab süsihappegaasi pääsu se-
gusse ja lubi ei kõvene.
Liimid
Viimasel ajal kasutatakse müüriladumisel ka mitmesuguseid liime. Mördi koostis on liimaine,
peenliiv, plastifikaator ja vesi. Sellise mördiga võib saada väga õhukesi vuuke. Liimidena ka-
sutatakse kaseiine ja mitmesuguseid tselluloosil põhinevaid aineid. On kasutatud vesiklaasi ja
epoksüüde. Peab siiski arvestama, et õhukese vuugi puhul pingete jaotus müüris ei vasta enam
tavalise paksusega vuugiga müürile, seda tuleb eriti arvestada suurte koormuste puhul .
4. Müürituse töötamine, müüri omadused
4.1 Üldpõhimõtted
Müüritus töötab alati mingi konstruktsiooni osana, kusjuures tema töötamise all me mõtleme
tema poolt kõikvõimalike koormuste vastuvõtmist. Võimaiike koormuste
diapasoon on väga
suur
mitmesugused koormused rakendatud jõududena,
ilmastiku mõju,
soojuskoormus,
keemilised mõjud jne.
Kõikide nende koormuste puhul peab müüritis
suuremal või vähemal määral (lühema või pi-
kema aja jooksul) olema ekspluatatsiooni kõlbulik ja täitma temale pandud ülesannet.
4.2 Müürituse töötamine survele
on üks tema põhilisi ülesandeid. Olles hoonete või rajatiste osaks kannab müüritis tavaliselt
mitmesuguseid konstruktsiooni koormusi. Oma
eluaseme rajamisel vajas inimene seinu lage-
de ja katuse toetamiseks ja ka välise külma eristamiseks
toast .
Müüri tegemist me nimetame tavaliselt müüri ladumiseks, mis tähendab kindlatele nõuetele
vastava müüri ehitamist kividest ja mördist.
Müüri üks põhilisi vajalikke omadusi on tema monoliitsus,
terviklikkus . Kõik kivid müüris
peavad olema oma vahel seotud. Aegade jooksul on
ilmnenud , et kui laduda müüri
mingite kindlate mustrite järgi, siis on kindlustatud ka müüri üldine tugevus. Suurt tähtsust omab ki-
vide ülekate müüritises.
Kivirida
≥ ¼ kivi pikkust
Skeem 4.1 Kivide ülekate müüris
Üldiselt nõutakse, et kivide ülekate oleks vähemalt ¼ kivi pikkust ja mitte vähem kui 40 mm,
sel juhul peaks olema garanteeritud müüritise kompaktne töötamine.
Müüri puhul eristatakse kiviridasid
Müürikihid
ja müürikihte.
Müüriread
Skeem 4.2 Mitmekihiline müür
Täiendatud 2011
Koostas
V. Voltri 25
Kivikonstruktsioonid EPI TTÜ Mitmekihilises müüritises võivad olla
vaheldumisi kivikihid,
soojustus , isolatsioon jms. Müü-
rituse kompaktsuse seisukohalt peavad need
kihid olema kõik hästi seotud omavahel (seotud
vastavalt nõuetele).
Edaspidise selguse mõttes toome ka kivi osade nimetused-
Lapiti kivi
Pealmine pind
Ots (otsapind)
Külgpind
Sängituspind
Pealmine pind
Serviti kivi
Ots (otsapind)
Külgpind
Sängituspind
Skeem 4.3 Kivikülgede nimetused
Nagu jooniselt on näha sõltuvad külgede nimetused osaliselt kivi orientatsioonist müüris.
Sängituspind on alati see pind, millega kivi
toetub müürile. Müüritise töö uurimisel survele
peame vaatama abiülesannet hapra materjali purunemise kohta.
Hapra materjali purunemine on seotud sidemete lõhkumisega materjali moodustavate aineosa-
keste vahel. Peale selle tuleb purunemismudeli koostamisel arvestada. et hapras materjalis on
alati suur hulk vabalt orienteeritud mikropragusid, materjaliosakesed ei ole üldse nakkunud,
väikesed poorid jne. Lihtsuse mõttes vaatleme ainult horisontaalseid ja vertikaalseid
mikro -
pragusid.
Skeem 4.4 Mikropraod kivis
Horisontaalne mikropragu surutaks jõuvälja poolt kokku ja ta ei muuda üldist tugevust.
Horisontaalne
mikropragu
Skeem 4.5 Jõuvälja jätkumine läbi horisontaalse mikroprao
Elastsusteooria näitab, et vertikaalse prao puhul tekib keerulisem
pingeolukord .
Täiendatud 2011
Koostas
V. Voltri 26
Kivikonstruktsioonid EPI TTÜ Pragu areneb edasi
Praoga
paralleelsete
surve-
pingete mõjul
tekkivad prao
mõlemas otsas pingekontsent-
ratsioonid ja praoga ristsed
tõmbepinged
Skeem 4.6 Vertikaalse prao arenemine
Kuna hapra materjali tõmbetugevus on väikene, siis areneb vertikaalpragu edasi juba kesk-
miste survepingete puhul.
Üldine purunemine toimub tõmbepurunemisena-
Skeem 4.7 Purunemiseskeem
Müüritise töötamiseskeem-
1
Kivirida
2
Tihedamad kohad
Skeem 4.8 Kivide töötamine müüris
Võib ette kujutada, et mört ei ole täiesti homogeenne materjal ja temas esineb tihedamaid ja
hõredamaid kohti, üksikuid suuremaid liivaterasid või kivikesi. Kui sellised tihedamad kohad
sattuvad vuuki joonisel näidatud viisil, siis võib kivide töötamise skeem oluliselt muutuda.
Näiteks kivi nr 1 hakkab tööle lihttalana kahel toel, mille keskel tekkib avamomendist tõmbe-
jõud alumises kius. Kivisse tekkib vertikaalne pragu. Kuna purunemine toimub tõmbele, siis
esineb see küllalt varases koormamise staadiumis. Kuivõrd müür on pikisuunas tavaliselt
pikk, siis piiratud horisontaalse deformatsiooni tõttu selline kivide purunemine ei too kaasa
veel olulist müürituse tugevuse langust (
vertikaalsed praod ei saa oluliselt areneda).
Halvem on olukord müüritise ristisuunas.
Täiendatud 2011
Koostas
V. Voltri 27
Kivikonstruktsioonid EPI TTÜ Sidekivi
Pragu
Müürikiht
Skeem 4.9 Müüritise lõhenemine
Parast sidekivisse prao tekkimist lõheneb müür vertikaalset vuuki mööda kuna nake kivide ja
mördi vahel ei ole eriti suur.
Arvestades kõiki neid asjaolusid tuleks nüüd kujundada müüritise
seotised ja konstruktsioon.
Ajaloo vältel on need seotised kujunenud katse-eksituse meetodil, kaasajal on juba teadlikult
väljapakutud mitmesuguseid seotisi ja lahendusi müüritise kujundamisel.
Müüri seotised
Müüriseotised on välja kujunenud tugevusest lähtudes ja müüri välisilme seisukohalt. Nagu
eespool juba mainitud omab tugevuse seisukohalt suurt tähtsust kivide ülekate.
Tuntumad seotised on järgmised.
plokkseotis;
ristseotis ;
mitmekihiline
seotis ;
kaevmüüritise seotis.
Plokkseotises vahelduvad põiki- ja pikikiviread omavahel. Müürikirja järgi asetsevad põiki- ja
pikikivid ning nende vahelised
vuugid üle ühe rea kohakuti.
Klassikaline plokkseotis
Skeem 4.10 Klassikaline plokkseotis
Täiendatud 2011
Koostas
V. Voltri 28
Kivikonstruktsioonid EPI TTÜ Ristseotis
Skeem 4.11 Ristseotis
Ristseotis erineb
plokkseotisest selle poolest, et kõik põikkivid asetsevad küll kohakuti, kuid
pikikivid
on igas järgnevas pikikivireas alumiste suhtes ½ tellise võrra nihutatud Selleks tu-
leb igas neljandas reas laduda nurgatellise kõrvale ½ tellis. Ristseotist kasutatakse puhasvuuk
müüritistes.
Mitmekihilised seotised võimaldavad oluliselt tõsta müüriladumise jõudlust, saab ära kasuta-
da poolikuid telliseid täiteridades, saab laaduda soojustusega seinu, seina saab vooderada
hinnaliste materjalidega (kividega).
Mitmekihilise seina puhul laotakse kuni 5 rida telliseid kohakuti, ilma sidumata põiki müüri.
Järgneb siderida ja uuesti 5 kohakuti rida.
Skeem 4.12 Mitmekihiline müüritis
Vertikaalse kihi liiga suur sidumata kõrgus võib tuua kaasa selle kihi välja nõtkumise müürist.
Katsed on näidanud, et sidumata osa kõrguse puhul kuni 5 kivirida ei ole mitmekihilise müü-
Täiendatud 2011
Koostas
V. Voltri 29
Kivikonstruktsioonid EPI TTÜ ritise tugevus oluliselt madalam täielikult seotud
müüritise tugevusest.
Kihtide omavaheliseks sidumiseks kasutatakse nii
kivist sideridasid. kui metallankruid. Kui nõuetele
vastavat sideridadega müüri võib töötamise seisu-
kohalt vaadelda tervikuna (koormused jaotuvad
kõikide kihtide vahel proportsionaalselt nende jäi-
kustele), siis metallankrute kasutamisel töötavad
kõik kihid eraldi, üksteisest sõltumatult. Neid as-
jaolusid tuleb tingimata arvestada hoonete projek-
teerimisel ja ehitamisel.
Soojustatud sein
Skeem 4.13 Soojustatud sein kivist sideridadega
Peab ütlema, et kaasaegsete soojustehniliste nõuete tõttu ei ole praktiliselt enam võimalik ka-
sutada soojustatud seinas kivist sideridasid.
Soojustuse paksus vastavas kihis jääb liiga õhuke-
seks. Rohkem on kasutusel nn
kombineeritud seinad kus välisvooder on kvaliteetkivist, sellele
järgneb soojustuse kiht ja põhisein on näiteks õõnsustega väikeplokkidest.
Soojustusega sein
Skeem 4.14 Soojustusega sein väikeplokkidest
4.3 Müüritise tugevus
4.3.1 Müüritise survetugevus
Müüritise survetugevus määratakse üldiselt katsetamise teel. On välja töötatud ka empiirilised
avaldised müüritise tugevuse määramiseks, kui katsandmed puuduvad.
Juhul, kui katstegemine ei ole võimalik või katseandmed ei ole kättesaadavad võib kasutada
ka empiirilisi avaldisi vastavalt EVS-EN 1996-1-1:2008(p 6.1.2).
Põhimördil (vastavalt j 3.2.1) laotud armeerimata müüritise, mille kõik vuugid rahuldavad j .
8.1.5(1) ja (3) nõudeid ja on täidetud
(vt ka j 3.6.2.5), normsurvetugevuse võib leida avaldise -
ga
f0,70,3k = K fb fm , N/mm2 eeldusel, et fm ei võeta suurem kui 2fb ega suurem kui 20 N/mm2, kus K on konstant. K väärtuseks võetakse:
— 0,55 esimese tugevusgrupi kividele, kui müüri paksus on võrdne
kivi laiuse või pikkusega ja seinas või tema osas ei ole pikisuunalist
püstvuuki; Täiendatud 2011
Koostas
V. Voltri 30
Kivikonstruktsioonid EPI TTÜ — 055
0,82= 0,38 esimese tugevusgrupi kividele, kui müüris on piki-
suunaline püstvuuk; fb — vastavalt j 3.1.2.1 määratud kivide normaliseeritud survetugevus
N/mm2 koormuse rakendamise suunas; fm — põhimördi keskmine survetugevus N/mm2. Vastavalt EVS-EN 1996-1-1:2008 j. 3.1.1 kuuluvad ilma õõnteta kivid esimesse tugevus-
gruppi.
Normaliseeritud survetugevuse väärtuse fb annab kivide tarnija vastavas sertifikaadis (fibo-
plokkide puhul võib võtta fb ploki margiga).
Katsed on näidanud, et müürituse tugevuse juurdekasv ei ole lineaarne kivide tugevuse juur-
dekasvuga, vaid kahaneb pidevalt. Sama kehtib mördi mõju kohta müürituse tugevusele. Va-
rasem seisukoht oli, et alates teatavast mördi tugevusest (~ 10 MPa) müürituse tugevus enam
ei kasva.
Osaliselt tühjade püstvuukidega armeerimata müüritise normsurvetugevuse võib määrata sa-
ma avaldise alusel ja kasutada tugevusarvutustes eeldusel, et nihkevastupanu igasugusele ho-
risontaalkoormusele horisontaalvuugis vastab nõuetele. g1
g2
Tühjade vertikaalvuukidega müüritises peavad kivide
otsad olema tihedalt üksteise vastas.
Kestsängitusega müüritise puhul võetakse teguri K väär-
tuseks 1. grupi kivide puhul 0,55, kui g/t =1,0 ja 0,28,
kui g/t = 0,5, seejuures peab olema täidetud järgmine g = g1+ g2
tingimus:
— suhe g/t ≥ 0,4.
t
Skeem 4.15 Mördiribad kestsängituse puhul
4.3.2 Müürituse nihketugevus
Vastavalt EVS-EN 1996-1-1:2008 j. 3.6.2.3 võib
katseandmete puudumisel või eriobjekti puhul põhimördil laotud ja nõuetele vastavate vuuki-
dega armeerimata müüritise normnihketugevuseks fvk võtta vähima järgmistest suurustest: fvk = fvk0 + 0,4
d , fvk ≤ 0,065, kuid mitte vähem kui fvko, kus fvk0 — nihketugevus survepingete puudumisel lõikepinnal (vastavalt EN
1052 -3 või EN 1052-4) või lisaaineid ja lisandeid mittesisaldava põhimördi
puhul tabelist 3.5 võetav väärtus; Märkus. Kui ei ole vastavaid katseandmeid või ei ole tehtud katseid vastavalt EN 1052-3
(vt p 3.2.2.3 (2)), võetakse fvko väärtuseks 0,1 N/mm2.
d — lõikepinnaga risti mõjuv survepinge arvutuslikust koormuskom-binatsioonist (arvestada võib ainult garanteeritud koormusi). Katseandmete puudumisel või eriobjekti puhul võib põhimördil laotud müüritise, milles rist -
vuugid pole täidetud, kuid kivide otsad on tihedalt üksteise vastas, normnihketugevuseks fvk võtta vähima järgmistest suurustest:
fvk = 0,5 fvko +0,4
d , f, kuid mitte vähem kui fvk = 0,045 fbvko . Täiendatud 2011
Koostas
V. Voltri 31
Kivikonstruktsioonid EPI TTÜ Nihketugevuste fvko väärtused põhimördi kasutamisel Tabel 4.1(3.4) Kivi tüüp
fvko (MPa)
Põhimört
Õhukesekihi- Kergmört
mört
(0,5
…3
mm)
Savitellis
M10-M20
0,30
0,30
0,15
M2,5-M9
0,20
M1-M2
0,10
Silikaatkivi
M10-M20
0,20
0,40
0,15
M2,5-M9
0,15
M1-M2
0,10
Betoonkivid
M10-M20
0,20
0,30
0,15
Poorbetoonkivid
M2,5.M9
0,15
Tahutud looduski- M1-M2
0,1
vid
Esimese tugevusgrupi kividest laotud kahel mördiribal kestsängitusega müüritise mille mör-
diribade laius on vähemalt 30 mm ja nad asuvad sängituspinna välisservadel, normnihke-
tugevuseks fvk võib võtta vähima järgmistest suurustest: g fvk = fvko + 0,4
d, t f, kuid mitte vähem kui fvk = 0,05 fbvko , kus g — kahe mördiriba summaarne laius, t — seina (müüri) paksus. 4.3.3 Armeerimata müüritise normpaindetugevus
Armeerimata müüritise normpaindetugevus fxk määratakse katsete alusel.
Armeerimata müüritise normpaindetugevuse võib määrata kas EN 1052-2 (või SFS 5513) ko-
haste katsetega või katsetega, mille puhul kombineeritakse kivide ja mördi asendiga. Norm-
paindetugevus tuleks määrata kahe purunemisvõimaluse alusel:
— purunemine sidumata vuugis fxk1 või — purunemine seotud vuugis fxk2 (vt joonis 3.8). Müüritise paindetugevust fxk1 võiks kasutada ainult seinte arvutamisel ajutiste, risti seina pin-naga mõjuvate koormustega (näiteks tuulega ); fxk1 võetakse nulliks, kui seina purunemine võib viia ehitise üldisele varisemisele või stabiilsuse kaotusele.
Paindetugevust võib lii-
gitada vastavalt kasuta-
tud kividele ja mördile
ja tähistada tähega F,
millele järgnevad norm-
paindetugevused F fxk1/
fxk2 (N/mm2), näiteks F
0,35/1,00.
Niiskusisolatsioonikihi
kasutamine seinas võib
oluliselt mõjutada paiPurunemine sidumata vuugis
Purunemine seotud vuugis
n-detugevust.
Skeem 4.16 Paindepurunemine sidumata ja seotud vuugis
Arvutustes võib kasutada
EVS-EN 1996-1-1:2008 tabeleid.
Täiendatud 2011
Koostas
V. Voltri 32
Kivikonstruktsioonid EPI TTÜ Normpaindetugevuse fxk1 väärtused paralleelvuugis purunemisel
Kivi tüüp
fxk1 (MPa)
Põhimört
Õhukesekihimört Kergmört
fm
Kõik kommentaarid