Таблицы для определения несущей способности кирпичных стен и столбов (Масловский А.В. 1977) СКАЧАТЬ

Каменные конструкции

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 воздухо стойкости , 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 . 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 , применяют армирование железобетоном ; армирование обоймами - включение кладки в железобетонные или металлические обоймы .

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

хорошую работу на сайт">

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Учреждение образования

«Брестский государственный технический университет»

Кафедра строительных конструкций

Контрольная работа

по курсу:

«Каменные конструкции»

Выполнил студент: Лемешевский А.А.

Группы П-273

Брест 2010 г.

5. Расчет простенка по прочности

Литература

1. Компоновка междуэтажных перекрытий и покрытия здания из железобетонных многопустотных плит

междуэтажный перекрытие простенок

Для определения грузовой площади простенка по фасаду скомпонуем здание на основе исходных данных.

Здание имеет два пролета, расстояние в осях А-Б 4,8 м, в осях Б-В 6,0 м; толщина стен 640 мм, размер оконного проема 1,6х1,5 м, расстояние между центрами оконных проемов 2,6 м, высота этажа 3,0 м, количество этажей - 10, отметка уровня земли -1,4 м. В качестве несущих конструкций перекрытий принимаем железобетонные плиты перекрытия ПК60.15 с размерами в плане 5980х1490 мм и ПК48.15 с размерами в плане 4780х1490 мм. Длина опирания плит на кладку 220 мм.

Фрагмент плана здания с раскладкой плит и указанием грузовых площадей для сбора нагрузок с перекрытия на крайнюю и среднюю стены здания приведен на рис. 1.

2. Компоновка фрагмента фасада

По исходным данным скомпонуем также фрагмент фасада здания с указанием грузовой площади, с которой собирается нагрузка от веса стены на простенок первого этажа (рис. 2).

Необходимо проверить соблюдение конструктивных требований п. 6.16 для принятой по заданию толщины стены.

где Н - высота этажа; Н=300 см

h - толщина стены; h=64 см

в - величина, указанная в таблице 28 . в=25, т. к. кирпич М 75, раствор М 75 ;

k - поправочный коэффициент из таблицы 29 ;

где Аn - площадь нетто,

Аb - площадь брутто определяются по горизонтальному сечению стены.

Условие соблюдается, стена принята достаточной ширины.

3. Сбор постоянных и временных нагрузок на простенок

По исходным данным временная нормативная нагрузка на перекрытие qnпер=3,5 кПа; нормативная нагрузка на покрытие qnпокр=9,0 кПа; район по снеговой нагрузке №4, класс ответственности здания №1.

Расчетная постоянная нагрузка от веса стены и слоя внутренней штукатурки толщиной 20 мм, при ширине грузовой площади 2,8 м, действующая в верхнем сечении простенка:

где Нпар - отметка парапета на рис. 2;

Нэт - отметка чистого пола 2-го этажа;

0,9 м - расстояние от чистого пола 2-го этажа до верха простенка 1-го этажа;

B - ширина грузовой площади;

гп = 1 - коэффициент надежности по назначению для здания 1 класса ответственности;

гf = 1.1 - коэффициент надежности по нагрузке (табл. 1) ;

с = 18,0 кН/м3 - удельный вес кладки из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-песчаном растворе (табл. 5) ;

сшт = 18,0 кН/м3 - удельный вес штукатурки п.3.25 ;

дшт = 20 мм толщина слоя штукатурки.

Расчетная нагрузка от собственного веса простенка первого этажа

Действующие на перекрытия здания нагрузки приведены в таблице 1.

Таблица 1. Подсчет нагрузок на перекрытие, кН/м2

Расчетная нагрузка на простенок, передаваемая с перекрытия одного этажа:

где L - расстояние между осями на рис. 1;

a - привязка наружной стены к разбивочной оси;

Расчетная нагрузка на простенок, передаваемая с перекрытия 2…15 этажей:

Расчетная нагрузка на простенок, передаваемая с покрытия

где гf = 1.4 - коэффициент надежности по снеговой нагрузке согласно п. 5.7 ;

м = 1,0 - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие в зависимости от его профиля, определяемый согласно п.п.5.3-5.6 ;

s0 =1,6 кПа - нормативное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли, принимаемое в зависимости от снегового района по таблице 4 ;

4. Определение расчетных усилий, действующих на простенок

Рассматриваем наше здание как здание с жесткой конструктивной схемой. В соответствии с требованиями п. 6.7б необходимо, чтобы расстояния между поперечными жесткими конструкциями (поперечными стенами) не превышали указанных в таблице 27 величин. Согласно данной таблице в здании высотой 33-48 м, при группе кладки 1 и перекрытиях из сборных железобетонных настилов

С тщательным заполнением швов раствором не ниже М50, расстояние между поперечными жесткими конструкциями не должно быть больше 42 0,8=33,6 м. Будем считать, что это условие выполняется.

Стену рассматриваем расчлененной по высоте на однопролетные вертикальные балки с расположением шарниров в плоскостях перекрытий и покрытия.

Нагрузки с верхних этажей (с покрытия и перекрытий 2-15 этажей) передаются в центре тяжести сечения стены второго этажа, а нагрузка с перекрытия 1-го этажа передается с фактическим эксцентриситетом.

Расчетная схема стены 1-го этажа приведена на рис.3.

Нагрузка от перекрытия первого этажа на расстоянии от внутренней поверхности стены, равном одной трети опирания плиты перекрытия на стену (ар/3=220/3=73 мм >70 мм). Согласно п. 6.10 принимаем ар/3=70 мм.

Расчетный изгибающий момент от внецентренного приложения нагрузки с перекрытия 1-го этажа

Расчетные изгибающие моменты, действующие в верхнем и нижнем сечениях простенка первого этажа:

Расчетные продольные силы, действующие в верхнем и нижнем сечениях простенка:

В итоге на верхнее сечение простенка действует:

Изгибающий момент;

Продольная сила.

на нижнее сечение:

Изгибающий момент;

Продольная сила.

5. Расчет простенка по прочности (1 группа предельных состояний)

Расчет простенка произведем как внецентренно сжатого неармированного элемента на расчетные усилия, действующие в его верхнем сечении. Расчет произведем по формуле 13 :

где - коэффициент, зависящий от толщины стены; по п. 4.7 при толщине стены h=64 см > 30 см коэффициент =1,0;

Коэффициент продольного изгиба для сжатой части сечения, определяемый по таблице 18 . Для определения и необходимо определить гибкость- и упругую характеристику - . По таблице 15 для кладки из силикатного пустотелого кирпича марки М200 на растворе М200 =750. Гибкость всего сечения определим по формуле 12 :

по таблице 18 =0,991 (методом интерполяции)

Где Н = Нэт по п. 4.7 ; hc - высота сжатой части поперечного сечения, где e - эксцентриситет приложения продольной силы,

; тогда см.

по таблице 18 =0,989 (методом интерполяции).

Для кирпича марки М250 и раствора марки М200 R=3,6 МПа.

Аc - площадь сжатой части сечения, где А=Нэт h;

Несущая способность простенка достаточна.

Расчет узла опирания плит перекрытия 1-го этажа на кирпичную кладку на центральное сжатие

Расчет произведем по формуле 51 :

где А - суммарная площадь сечения кладки и железобетонных элементов перекрытия, А=B h=260 64=16640 см2;

0.9625, т.к. суммарная площадь опирания ж/б элементов в узле. Согласно п. 6.44 определяем методом интерполяции =0,9625

1,0 согласно п. 6.44 , т.к. настил перекрытия имеет круглые пустоты.

кН > N=2491.45 кН. Условие выполняется.

Проверка несущей способности горизонтального сечения, пересекающего ребра настила

Считаем, что пустоты в опорных зонах плит перекрытия 1-го этажа не заполнены бетонными вкладышами.

Проверку прочности по сечению, пересекающему ребра настила, производим по формуле 52

где = 8,5 0,9=7,65 МПа - расчетное сопротивление бетона класса В15 осевому сжатию согласно СНиП 2.03.01-84;

n = 1.25 для тяжелого бетона;

Прочность обеспечена.

Так как максимальный эксцентриситет продольной силы (см. рис. 3)

< 0.7 y =0.7 32=22.4 см, то согласно п. 4.8 не требуется производить расчет по второму предельному состоянию (по раскрытию трещин в швах кладки).

6. Сбор нагрузок на стену подвала

Необходимо произвести расчет наружной стены подвала на основании следующих исходных данных: высота стены подвала - 2,5 м; толщина бетонного пола подвала - 0,18 м; длина площадки опирания плит перекрытия подвала - 0,19 м; материал стены подвала - ФБС 24.6.6; марка раствора для стены подвала - М150; отметка уровня земли - -1,300 м; объемная масса грунта - 20 кН/м3; расчетный угол внутреннего трения грунта - 33°; нормативное значение поверхностной нагрузки от грунта - 13 кН/м2.

Принимаем толщину стены подвала h=600 мм (блоки ФБС 24.6.6 СТБ 1076-97). В качестве конструкции перекрытия принимаем железобетонные плиты перекрытия ПК60.15 с размерами в плане 5980х1490 мм. Длина площадки опирания плит перекрытия подвала - 0,19 м. Для упрощения ширину грузовой площади примем B=2,6 м соответственно на стену подвала будет передаваться нагрузка с кирпичной стены первого этажа - N1; нагрузка, передаваемая с плиты перекрытия - N2; т. к. N2 действует с эксцентриситетом будет возникать изгибающий момент - М; а также на стену будет оказывать влияние грунт.

Конструктивное решение стены подвала, ее расчетная схема и эпюра изгибающих моментов приведены на рис. 4.

Стену будем рассчитывать как балку с двумя неподвижными шарнирными опорами.

7. Определение усилий, действующих в расчетных сечениях стены подвала

Нагрузка на стену подвала, передаваемая с кирпичной стены первого этажа

где (0,8+дПЛ) - это расстояние от низа простенка до стены подвала.

Нагрузка на стену подвала, передаваемая с перекрытия

Эксцентриситет нагрузки от перекрытия над подвалом N2 относительно оси стены подвала (см. рис. 4)

Согласно п. 6.65 , при определении изгибающего момента от вертикальных нагрузок в верхнем сечении стены подвала, учитываем суммарную величину фактического и случайного эксцентриситетов (e1+eсл) для N1 (т.к. е1=0, учитываем только eсл), а для N2 учитываем только фактический эксцентриситет e2.

Временную нормативную нагрузку на поверхности земли заменяем добавочным эквивалентным слоем грунта высотой

hred = , где р - нормативное значение поверхностной нагрузки от грунта; г - объемная масса грунта

Верхняя и нижняя ординаты эпюры бокового давления грунта определим по формуле:

где ц - расчетный угол внутреннего трения грунта;

гf = 1.2 - коэффициент надежности по нагрузке (табл. 1) ;

где Н2 - расстояние от пола подвала до поверхности земли (см. рис. 4).

Изгибающий момент в любом сечении стены подвала от горизонтальной нагрузки определим по формуле:

где Н1 - высота подвала (см. рис. 4).

Изгибающий момент в любом сечении стены подвала от действия вертикальных нагрузок определим по формуле:

Определим сечение по высоте стены подвала с максимальным изгибающим моментом от совместного действия вертикальных и горизонтальных нагрузок. Для этого дифференцируем полученное путем суммирования уравнение.

В сечении с координатой х, где, действует максимальный изгибающий момент Мmax.

Решаем квадратное уравнение:

Значит уравнение не имеет корней, следовательно функция МХ не имеет экстремумов и ее величина плавно убывает на всей области определения от х=0 до х=Н1. Поэтому, максимальный изгибающий момент действует в верхнем сечении стены подвала и равен Мmax=84,1 кН м.

В этом же сечении действует продольная сила

8. Расчет стены подвала по прочности как внецентренного сжатого элемента

Прочность стены подвала проверяем на внецентренное сжатие с эксцентриситетом

Расчетная несущая способность стены подвала определяется по формуле 13:

где - коэффициент, зависящий от толщины стены; по п. 4.7 при толщине стены h=60 см > 30 см коэффициент =1,0;

где - коэффициент продольного изгиба для всего сечения в плоскости действующего изгибающего момента, определяемый по таблице 18 ;

Коэффициент продольного изгиба для сжатой части сечения. Для определения и необходимо определить гибкость - и упругую характеристику - . По таблице 15 для кладки из бетонных фундаментных блоков на растворе М150 =1500. Гибкость всего сечения определим по формуле 12 :

по таблице 18 =0,998 (методом интерполяции)

Гибкость сжатой части сечения определим по формуле:

где Н = Н1 по п. 4.7 ; hc - высота сжатой части поперечного сечения см.

по таблице 18 =0,994 (методом интерполяции).

R - расчетное сопротивление кладки сжатию, определяется по таблице 2 .

Для кладки из бетонных фундаментных блоков (бетон марки М100) и раствора марки М150 R=3,3 МПа.

Аc - площадь сжатой части сечения, где А=НП h;

гс - коэффициент условия работы для крупных блоков из тяжелого бетона, согласно п. 3.11в гс = 1,1.

w - коэффициент, зависящий от формы сечения. По таблице 19

кН > N=2647,84 кН.

Несущая способность стены подвала значительно превышает действующее в расчетном сечении усилие. Прочность стены подвала обеспечена с большим запасом.

Литература

1. СНиП 2.01.07.-85. Нагрузки и воздействия / Госстрой СССР.- М.: ЦИТП

Госстроя СССР, 1986.- 36 с.

2. СНиП II - 22 - 81. Каменные и армокаменные конструкции/Госстрой

СССР.- М.: Стройиздат, 1983.- 40 с.

3. Пособие по проектированию каменных и армокаменных конструкций (к СНиП II - 22 - 81. «Каменные и армокаменные конструкции. Нормы проектирования») / ЦНИИСК им. Кучеренко Госстроя СССР. - М.: ЦИТП

Госстроя СССР, 1989.- 152 с.

4. СТБ 1008-95. Камни бетонные стеновые. Общие технические условия.

5. СТБ 1076-97. Конструкции бетонные и железобетонные фундаментов. Общие технические условия.

6. СТБ 1160-99. Кирпич и камни керамические. Технические условия.

7. ГОСТ 379-95. Кирпич и камни силикатные. Технические условия.

8. ГОСТ 27751-88. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету.

9. ГОСТ 28013-89. Растворы строительные. Общие технические условия.

10. Серия Б1.016.1-1. Блоки бетонные для стен подвалов зданий и сооружений. Выпуск 1.98. Блоки сплошные из тяжелого бетона. Рабочие чертежи.

11. Серия 1.141-1. Панели перекрытий железобетонные многопустотные.

Выпуск 63. Предварительно напряженные панели с круглыми пустотами длиной 6280, 5980, 5680, 5380, 5080 и 4780 мм шириной 1790, 1490, 1190 и 990 мм, армированные стержнями из термически упрочненной стали класса АТ-V. Метод натяжения электротермический. Рабочие чертежи.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Компоновка монолитного перекрытия промышленного здания. Расчет монолитной плиты перекрытия, второстепенной балки, кирпичного простенка и фундамента. Компоновка сборного здания. Нагрузка на стену и простенок первого этажа от междуэтажных перекрытий.

курсовая работа , добавлен 14.09.2015


Определение расчётных усилий на простенок. Проверка карниза на устойчивость от опрокидывания. Этапы расчёта стены с карнизом. Расчет колонны первого этажа. Подбор анкеров карниза. Расчет по прочности нормальных и наклонных сечений поперечных ребер плиты.

курсовая работа , добавлен 03.01.2014


Вычисление расчетных пролетов плиты. Характеристики прочности бетона и арматуры. Сбор нагрузки на балку. Расчет прочности балки по сечениям, наклонным к продольной оси. Определение расчетных пролетов. Компоновка конструктивной схемы сборного перекрытия.

курсовая работа , добавлен 21.03.2015


Расчет ограждающих конструкций покрытия. Сбор нагрузок, действующих на рабочий дощатый настил. Анализ расчетных усилий и геометрических характеристик сечения. Конструирование арок, их размеры и проверка прочности. Параметры опорного и конькового узлов.

курсовая работа , добавлен 20.12.2012


Конструктивное решения здания. Расчет поперечной рамы каркаса. Определение нагрузок и усилий в сечениях арматуры. Расчет колонн и фундамента. Расчет предварительно напряженной балки покрытия. Определение прочности по нормальным и наклонным сечениям.

курсовая работа , добавлен 16.01.2016


Компоновка поперечной рамы двухпролетного с открытыми тоннелями здания. Геометрия и размеры колонн, определение усилий от нагрузок на них. Проектирование стропильной безраскосной фермы покрытия. Расчет прочности двухветвевой колонны и фундамента под нее.

курсовая работа , добавлен 16.07.2011


Выбор несущих конструкций каркаса промышленного здания, компоновка поперечной рамы. Статический расчет рамы, колонны, ребристой плиты покрытия. Определение расчетных величин усилий от нагрузки мостового крана. Комбинация нагрузок для надкрановой части.

курсовая работа , добавлен 04.10.2015


Компоновка сборного перекрытия. Расчет плиты перекрытия, сбор нагрузок. Расчет плиты на действие поперечной силы. Расчет ригеля: определение расчетных усилий; расчет прочности сечений. Построение эпюры материалов. Расчет и армирование фундамента.

курсовая работа , добавлен 30.10.2010


Компоновка пятиэтажного здания из сборных железобетонных конструкций. Составление монтажного плана перекрытия. Назначение характеристик прочности бетона и арматуры, определение высоты панели. Расчет колонны, сбор нагрузок. Определение размеров фундамента.

курсовая работа , добавлен 06.01.2017


Компоновка каркаса, сбор нагрузок на поперечную раму каркаса. Расчетная схема рамы, определение жесткости элементов. Анализ расчетных усилий в элементах поперечной рамы. Компоновка системы связей. Расчет стропильной фермы, определение усилий, сечений.

Характеристика конструкций

Каменные конструкции или, проще говоря, постройки из камня создавались человеком с глубокой древности. Многие из них (замки, каменные мосты, пирамиды, храмы, дворцы) пережили века и тысячелетия и неплохо сохранились до наших дней. Несмотря на то, что в настоящее время созданы многочисленные эффективные материалы на основе металлов, пластмасс и т.п., каменные материалы остаются основными для строительства зданий и сооружений во многих регионах мира.

Их основные достоинства:

Высокая (практически неограниченная) долговечность;
- низкая стоимость сырья (песок, глина, камень имеются практически везде);
- возможность придания зданию и отдельным его частям любой формы, а такие здания выглядят эффектно и привлекательно;
- конструкции не имеют швов и стыков;
- при возведении этих конструкций не требуется тяжелых кранов и специального автотранспорта;
- отсутствие дорогого материала - металла (в отличие от монолитного железобетона);
- отсутствие сварочных работ.

Недостатки конструкций:

Большая масса - 2000-2400 кг/м, отсюда - большие транспортные расходы;
- высокая теплопроводность (большая толщина наружных стен);
- требуются работники высокой квалификации (4-6 разряд).

Виды каменных конструкций: фундаменты, стены, столбы, отопительные печи, вытяжные трубы заводов, своды, купола; а также перегородки, полы промышленных зданий, покрытия дорог, площадей, тротуаров.

Правила разрезки

Для того чтобы из отдельных камней получился монолит, который будет работать как единая конструкция, т.е. без учета отдельных камней и швов между ними, при возведении каменных конструкций необходимо выполнять следующие «три правила разрезки».

Первое правило. Каменные материалы хорошо работают только на сжатие. Поэтому две грани камня должны быть перпендикулярны действующей силе. В зданиях нагрузки от веса конструкций, материалов, оборудования и людей в большинстве случаев вертикальные, поэтому грани камня (и, соответственно, швы и ряды кладки) должны быть горизонтальными (рис. 7.1, а). Однако возможны и другие направления действующих сил и, соответственно, иное расположение граней камней и швов между ними.

Второе правило. Во избежание образования клинового распора две другие грани камня должны быть параллельны действующей силе, т.е. обычно вертикальны (и, соответственно, швы) (рис. 7.1, б).

Третье правило. Для включения в работу всей конструкции (всех камней) при действии силы на небольшом участке необходимо, чтобы все вертикальные швы были перекрыты верхним камнем (рис. 7.1, г).

Структура процесса. Общие положения

1. Вид продукции : каменная конструкция из отдельных штучных материалов (камней), уложенных определенным образом и скрепленных между собой раствором.

2. Состав процесса :

Доставка материалов (кирпич, утеплитель, облицовка, раствор);
- установка и перестановка подмостей и лесов;
- ведение кладки (укладка камней)

3. Вход в процесс. Приняты предыдущие работы (грунтовое основание, фундаменты, плиты перекрытий, гидроизоляция и т.п.):

Приняты по акту установленные леса;
- наличие удостоверения у стропальщика.

Ресурсы процесса

Материалы

а) Камни . Естественные. Бутовый камень - рваный камень после взрыва скальной породы; весом до 50 кг. Различают рваный камень неправильной формы, постелистый, у которого две примерно параллельные плоскости, и булыжник, имеющий округлую форму. Из бута возводят ленточные фундаменты зданий до 3-х этажей, стены подвалов, подпорные стены, опоры и другие конструкции, а в районах с большими запасами постелистого камня - стены малоэтажных зданий.

Шашка - обработанный (тесанный с пяти сторон) бутовый камень из изверженных пород (гранит, диабаз и т.п.) размерами примерно 100x200x400 мм. Используется для покрытия дорог, площадей, площадок.

Искусственные. Мелкие блоки : бетонные, шлакобетонные, керамические, сплошные и пустотные весом до 20 кг. Для несущих стен и перегородок. Блоки пенобетонные, силикатные - для самонесущих стен, перегородок, а также для утепления несущих кирпичных стен.

Кирпич керамический (красный). Изготовляется из глины способом пластического или полусухого прессования. После обжига в печах при температуре 900-1000° С приобретает темно-коричневый или светло- оранжевый оттенок, зависящий от содержания в глине окислов железа. Размеры кирпича: 65x120x250 (нормальный), 90(88) х 120 x 250 (полуторный), сплошной или пустотный; вес камня 3,5-4,0 кг (рис. 7.2, а). Прочность характеризуется маркой (прочность на сжатие, кг/см): М25, 50, 75, 100, 150, 200. Такой кирпич хорошо работает в воде и при температурах до +1000° С. Можно использовать в воде, в сырых помещениях, для кладки печей, дымоходов, заводских вытяжных труб.

Кирпич силикатный (белый). Изготовляется из смеси песка (95 %) и извести (5 %) путем термовлажной обработки паром в автоклавах при температуре 150-180° С. Размеры и прочность (марки) кирпича те же, что и для керамического; также бывает сплошной и пустотный весом 4,5-5,0 кг (рис. 7.2, б). Кирпич не стоек к воде и высоким температурам. Применяется исключительно для надземной части здания, за исключением сырых помещений (ванная, туалет и т. п.).

Специальные виды . Кирпич повышенной точности (лицевой). И керамический, и силикатный кирпич выпускается в таком варианте для облицовки фасадов. Из него выполняется лишь наружная верста, т.к. этот кирпич значительно дороже обычного. Поставляется в специальных упаковках.

Цветной (окрашенный) кирпич . В силикатную массу при изготовлении вводятся пигменты, в результате получается слабо окрашенный кирпич желтого, розового, синего тона. Широко используется для декоративной отделки фасадов и интерьеров.

Термозащитный, шамотный - применяется для изоляции (обкладки) горячих поверхностей сталеплавильных печей, паропроводов, автоклавов, дымовых труб и газоходов (внутри) и т.п. Кирпич полнотелый с размерами 65x120x250, но может изготовляться и других размеров по заказу.

б) Растворы . Цементно-песчаный . Универсальный: для кладки в сухих и в сырых условиях; для кладки печей, вытяжных груб. Несколько дороже известкового.

Известково-песчаный . Для кладки в сухих условиях. Дешевле цементного.

Глиняный - может применяться для кладки бытовых печей и дымоходов.

Характеристики растворов . Марки М25, 50, 100, 150, 200. Растворы для кладки должны иметь высокую пластичность (хорошо размазываться). Для этого в цементно-песчаные растворы добавляют пластификаторы - известковое молоко или специальные добавки.

Техника

Грузоподьемная техника:

Краны башенные . При высоких зданиях и большем объеме работ. Кран обслуживает одновременно две бригады каменщиков на смежных захватках.

Краны стреловые . При зданиях до 3-4 этажей. Здесь ниже производительность, т.к. кран обслуживает лишь одну бригаду. При использовании стреловых тяжелых кранов с башенно-стреловым оборудованием (СКГ-40) возможно возведение зданий до 9 этажей. Однако в этом случае затраты на эксплуатацию крана возрастают на 20...30 %.

Краны автомобильные . При зданиях до 1-2 этажа, при небольших объемах, при удаленности объекта от базы. Часто используется наряду с башенными кранами для разгрузки материалов и конструкций (плиты, лестничные марши и т. п.).

При дефиците крановой техники возможно использование для подачи материалов для кладки строительных шахтных подъемников, а при малой этажности - легких «крышевых» кранов типа «Пионер».

При кладке каменных конструкций от фундаментов до перекрытия первого этажа возможно вообще обходиться без кранов, осуществляя подачу материалов вручную или переставными транспортерами.

Средства подмащивания :

Для ведения каменных работ используются только инвентарные типовые средства подмащивания, имеющие технический паспорт и прошедшие необходимую проверку (испытание).

Подмости . При выполнении кладки по мере роста высоты конструкции производительность труда каменщика сначала нарастает до максимума, затем начинает уменьшаться. При высоте конструкции 1,2 - 1,4 м дальнейшая работа становится невозможной (рис. 7.3). Для продолжения эффективной работы устанавливают подмости. Они имеют стальные раздвижные опоры, деревянный настил толщиной 40 мм и ограждения высотой 1,0 м. Подмости используют в двух рабочих положениях: низком и высоком (рис. 7.4). Установка, изменение положения и перестановка подмостей выполняются краном. Затраты на все эти операции учтены в нормах затрат на возведение 1,0 м кладки и дополнительно не оплачиваются. Подмости можно ставить друг на друга (не более двух ярусов); при большей высоте конструкции (более 5,0 м) используются леса.

Леса :

При высоте каменных конструкций более 5,0 м от уровня капитального перекрытия для ведения кладки, а также при выполнении кладки стен снаружи здания используются достаточно громоздкие пространственные системы - Леса. Они имеют стальные несущие элементы (стойки или струны) на всю высоту конструкции и деревянные щиты настила толщиной 40 мм, переставляемые по мере возведения.

На объект леса доставляются отдельными линейными элементами в комплекте: несущие стойки (струны), прогоны, связи; деревянные щиты настила (5 = 40 мм); элементы ограждения; звенья металлических лестниц (для подъема на леса рабочих).

На каждый случай применения лесов разрабатывается проект их установки и крепления, который утверждается главным инженером. Все затраты на установку, разборку и перестановку оплачиваются дополнительно (по отдельному наряду).

Леса стоечные . Металлическая пространственная конструкция, собираемая из отдельных линейных элементов - стоек и поперечин (пальцев). Соединение стоек - «в трубу»; соединение поперечин - штыревое или на хомутах (рис. 7.6, а). Сборка лесов (наращивание) ведется вручную по мере возведения конструкций. В уровне каждого этажа леса крепятся к стене (чтобы «не отошли»). Для подъема на леса предусмотрены лесенки на расстоянии не более 50 м друг от друга. Разборка лесов производится поэлементно сверху вниз. Стоечные леса используют до высоты 30-35 м.

Леса струнные . При кладке стен высоких (40-90 м) промышленных каркасных зданий используют висячие (струнные) леса. Несущим элементом таких лесов является стальная «струна» диаметром 18-24 мм, подвешенная к стальным кронштейнам, закрепленным на оголовках колонн (рис. 7.6, б). Струны собираются из отдельных звеньев длиной по 3,0 м на земле на всю высоту здания и краном навешиваются на кронштейны. Щиты настила переставляются вверх по мере возведения стены; ненужные звенья снизу разбираются и переставляются на следующий участок.

Для кладки протяженных кирпичных стен применяют катучие подмости, перемещаемые по рельсам, а также самоходные подмости на гусеничном ходу или переставляемые краном башенные леса.

Во всех случаях леса и подмости должны быть прочными, инвентарными, легко транспортироваться, собираться и демонтироваться, а также обеспечивать безопасную работу каменщиков.

Рис. 7.6. Леса для каменной кладки: а - стоечные трубчатые; б - струнные (висячие); 1 - подкладка; 2 - башмаки; 3 - стойки; 4 - ригели; 5 - патрубок; 6 - крюк; 7 - ограждение; 8 - рабочий настил; 9 секционные подвески (струны); 10 - проушины для прогонов под пастил; 11 - перила; 12 - прогоны; 13 - болтовые соединения

Источник Снарский В.И.

Технология ведения кладки

Доставка материалов

Раствор доставляется на стройплощадку готовым или в виде сухой смеси с бетонных заводов или объектных растворо-бетонных узлов (РБУ) по мере необходимости (по заявкам) 2...4 раза в смену. Доставка осуществляется автосамосвалами грузоподъемностью 3,0...5,0 т или бортовыми автомобилями в рабочих бадьях объемом 0,15...0,25 м3.

В зоне действия монтажного крана располагается перегрузочная площадка, где самосвал выгружает раствор в бадьи объемом 0,25...0,5 м3 или в расходный бункер, чтобы выгрузить сразу весь раствор из самосвала 1,6...2,0 м3 (рис. 7.7). Бадьи с раствором краном поштучно или комплектом (3...4 бадьи) подаются на рабочее место. Раствор, доставленный в бункерах, подается на рабочее место и перегружается в растворные ящики каменщиков.

Применяются также передвижные механизированные установки для приема, дополнительного перемешивания и выдачи раствора на рабочие места. При применении таких установок автомобили-самосвалы разгружают готовый раствор с эстакады в шнековый смеситель, где он доводится до нужной консистенции. Из смесителя раствор подается в контейнер-бункер вместимостью 0,8 м3, который краном поднимается на рабочие места и разгружается в растворные ящики по мере надобности. Переработка раствора в такой установке на объекте позволяет дольше поддерживать раствор в пластичном состоянии и снизить трудозатраты.

Сухие смеси доставляются на объектную смесительную установку россыпью, в цементовозах, бункерах, кузовах автомобилей или в затаренном виде. На объекте из этих смесей готовят свежий раствор. Особенно эффективно применение сухих смесей на отдаленных объектах.

Кирпич и мелкие блоки доставляются на объект на инвентарных поддонах, изготовленных в виде деревометаллических щитов со строповочными крючками на торцах или поперечными опорными брусьями (рис. 7.8). Кирпич укладывают «в елку» или с перекрестной перевязкой, мелкие блоки - с перевязкой. Поддоны с кирпичом или мелкие блоки с транспорта краном подаются на рабочие места или выгружаются на склад. При хранении на складе поддоны устанавливают в один ярус штабелями. Проходы между штабелями должны быть шириной 0,5 м. В стесненных условиях допускается установка поддонов в два яруса, при этом проходы увеличиваются до 0,8 м.

Мелкие блоки из природных или искусственных материалов укладывают в штабеля с расстоянием 0,2 м между рядами.

В зависимости от принятой организации работ используются следующие схемы:

а) Работа со склада . Кирпич доставляется автосамосвалами «навалом» или пакетами без поддонов и выгружается на площадке складирования. По мере необходимости он грузится (вручную) в бадью и подается на рабочее место (рис. 7.9).

б) Работа со склада пакетами . Кирпич доставляется бортовыми автомобилями или полуприцепами-площадками в пакетах на поддонах и разгружается на площадке. По мере необходимости пакеты кирпича краном подаются на рабочее место (рис. 7.9.)

Следует отметить, что варианты а и б требуют значительных площадей, что не всегда возможно при работе в черте городской застройки.

в) Работа «с колес» . Доставленный в пакетах кирпич сразу (без перегрузки) подается на рабочее место. Это эффективно, но требует четкой организации всего процесса (работа каменщиков, кранов, поставка раствора, возврат поддонов).

Кирпич повышенной точности (лицевой) поставляется в упаковке: пакет кирпича обвязан стальной лентой и завернут в полиэтиленовую прозрачную пленку.

Инструмент, приспособления и инвентарь для производства каменных работ:

Набор индивидуальных инструментов и приспособлений, обеспечивающих ведение процесса и получение заданного вида продукции, называется нормокомплектом.

В нормокомплект каменщика входят (рис. 7.10):

Комбинированная кельма для разравнивания раствора, образования вертикальных швов и подрезки излишнего раствора с плоскости стены;
- ковш-лопата для перемешивания раствора в ящике и поддоне и расстилания его на стене;
- расшивка для придания швам на внешней поверхности стены определенной формы.

В процессе кладки каменщик использует и контрольно¬измерительные инструменты: мерную ленту, отвес, уровень, угольник, шаблоны (рис. 7.11). Для соблюдения горизонтальности рядов, обеспечения толщины швов кладки и определения отметок проемов и ниш используется порядовка. Устанавливают порядовки по нивелиру и отвесу в углах, местах пересечения и примыкания стен.

Рабочие места оснащаются переносными светильниками, контейнерами, емкостями для смачивания кирпича.

Характеристики кладки

Элементы кладки . Камни имеют опорные и боковые поверхности. Опорные поверхности - это постель камня, а боковые - тычок и ложок (рис. 7.12, а). Камни, уложенные ложками вдоль стены, называют ложковыми, а поперек - тычковыми. Крайние камни в стене называют верстовыми, а промежуточные между верстовыми - забуткой (рис. 7.12, 6). Пространства между камнями в продольном и поперечном направлении, заполненные раствором, являются швами.

Толщину каменной конструкции нередко называют не в мм, а в количестве кирпичей (рис. 7.13).

Перегородки в четверть кирпича (ложки на ребро) - толщина 65 или 90 мм; в полкирпича (ложки плашмя) - толщина 120 мм; в кирпич (тычки плашмя или на ребро или два ложка) - толщина 250 мм.

Стены толщиной в 1,5 кирпича - 380 мм (с учетом шва); в 2 кирпича - 510 мм; 2,5 кирпича -640 мм.

Системы перевязки кладки . В зависимости от вида конструкции и принятой организации работ выполняется одна из следующих систем перевязки.

Однорядная система. Все камни во всех рядах кладутся одинаково: ложком или тычком. За счет однотипности операций достигается высокая производительность. Применяют для кладки стен толщиной в один кирпич и перегородок в полкирпича или четверть кирпича (на ребро).

Цепная система кладки . Здесь каждый ложковый ряд чередуется с тычковым рядом. Применяется для любых конструкций, однако требует много трехчетверок, что снижает темп кладки. Нужны каменщики высокой квалификации (рис. 7.14, а).

Многорядные системы . Трех-, пяти-, шестирядная для стен; четырехрядная для столбов, пилястр (рис. 7.14, б).

В шестирядной системе пять ложковых рядов чередуются с одним тычковым. Эта кладка проще в выполнении и не требует высокой квалификации рабочих, но прочность ее несколько (на 10-15 %) ниже. Применяется при кладке массивных стен.

Технология кладки

Организуется рабочее место каменщика (рис. 7.15), на которое подаются в необходимом количестве материалы: пакеты кирпича и ящик с раствором.

Состав процесса :

Разбивка каменной конструкции (стены) и проемов в ней;
- устройство «монтажного горизонта»; выравнивание по вынесенным отметкам раствором, кирпичом;
- «заводка» углов и маяков (бригадир);
- натяжение шнура-причалки по рядам «заведенных» углов;
- подача материалов на стену - раскладка кирпича, расстилание раствора;
- укладка кирпича в конструкцию с контролем перевязки, вертикальности, толщины шва, прямолинейности шва и ряда.

Приемы укладки кирпича . В зависимости от квалификации исполнителя вертикальный шов между кирпичами можно образовать:

Заполнением шва мастерком - кладка с заполнением швов",
- нанесением нашлепки раствора на грань кирпича с прижимом этой гранью к уложенному кирпичу - кладка «вприжим»;
- подгребанием гранью кирпича необходимого количества раствора в процессе прижима его к уложенному - кладка «вприсык» (рис. 7.15, г).

Выполнение кладки . В зависимости от объема и вида конструкции, кладку выполняет звено каменщиков из 2, 3, 4, 5, 6 человек («двойка».....«шестерка»).

Распределение операций в звене «шестерка»:

Каменщик 6 разряда выполняет (заводит) фрагменты углов высотой 4...6 кирпичей, организует и контролирует работу звена;
- каменщик 5 разряда ведет кладку наружной версты. Раскладку кирпича на стене и расстилание раствора выполняет каменщик 3 разряда;
- каменщик 4 разряда ведет кладку внутренней версты. Подает материалы каменщик 2 разряда;
- каменщик 3 разряда помогает каменщику 6 разряда, а в перерывах ведет кладку забутки.

Кладку конструкций из кирпича начинают и заканчивают тычковыми рядами. Их располагают также в гнездах под балки, прогоны, фермы, мауэрлаты; на уровне обрезов стен под плиты, в выступающих рядах кладки (карнизы, пояски и др.) независимо от последовательности кладки рядов принятой системы перевязки. Тычковыми рядами связывают верстовые ряды с забуткой, перекрывая продольные швы, поэтому все они выполняются из целого кирпича. Столбы и простенки шириной 2,5 кирпича и менее выкладываются из отборного кирпича. Кирпич-половняк и кирпичный бой применяется лишь для забутки и малонагруженных каменных конструкций.

Вентиляционные каналы в стенах выполняются из керамического полнотелого кирпича марки не ниже М75 или силикатного марки М100 до уровня чердачного перекрытия, а выше - из полнотелого керамического кирпича марки не ниже Ml00,

Дополнительные операции . В ритмичный и непрерывный процесс кирпичной кладки периодически включаются дополнительные процессы.

Штрабы . При перерывах в работе каменная конструкция «обрывается» не произвольно, а ей придается соответствующая форма. При небольших перерывах (обед, конец смены и т.п.) выполняется убежная штраба (рис. 7.16, а); при многодневных перерывах выполняется вертикальная (рваная) штраба (рис. 7.16, б). Такая же устраивается на пересечениях с поперечными стенами, если последние будут выполняться через некоторое время.

При выполнении разрыва кладки вертикальной штрабой в швы кладки штрабы следует заложить арматурную сетку из продольных стержней диаметром не более 6 мм и поперечных стержней не более 3 мм с расстоянием до 1,5 м по высоте кладки, а также в уровне перекрытия (рис. 7.16, б).

Деформационные швы . Служат для возможности осадки свободной части здания относительно другой без разрушения стены, а также для возможности линейного температурного расширения здания без повреждения конструкций.

Выполняется разрывом кладки на 40-60 мм в форме шпунта по всей высоте здания. Шов заполняется упругим негниющим материалом (шлаковатой) и с обеих сторон зачеканивается раствором.

Армирование кладки . Несущую способность кирпичных конструкций можно повысить армированием горизонтальных и вертикальных швов. Толщина таких швов принимается больше диаметра стальной арматуры или суммы диаметров пересекающихся стержней на 4 мм при соблюдении средней толщины шва кладки. Армирование может быть поперечным и продольным. Для поперечного армирования могут быть приняты обычные пересекающие сетки с диаметром прутков 3...5 мм или типа «зигзаг» с диаметром арматуры до 8 мм (рис. 7.17). Стержни сеток воспринимают поперечные растягивающие усилия при сжатии кладки и препятствуют разрушению кирпича при изгибе и растяжении.

При поперечном армировании стен, простенков и столбов сетчатую арматуру укладывают в швы. Концы стержней должны выпускаться в одну из внутренних поверхностей конструкции на 1...2 см для контроля выполнения армирования. Перекрещивающиеся сетки и сетки «зигзаг» укладывают не реже чем через пять рядов кладки. Сетки «зигзаг» укладывают в двух смежных рядах таким образом, чтобы направление стрежней было взаимно перпендикулярным.

Армирование отдельными стержнями или каркасами выполняют при восприятии конструкциями растягивающих усилий и сейсмических воздействий в изгибаемых и внецентренно сжатых элементах - столбах, простенках, перегородках.

Оформление швов кладки. В зависимости от декоративных требований к внешнему виду конструкции возможны следующие виды оформления (рис. 7.18):

Под расшивку, для фасадов гражданских зданий (до третьего этажа);
- в пустошовку, с последующим оштукатуриванием, для надежного сцепления штукатурного намета с конструкцией;
- с глубокой пустошовкой: глубокие швы выглядят весьма темными, почти черными, что на фоне стены из белого силикатного кирпича создает хороший декоративный эффект.

Выполнение отдельных элементов

Кладка перемычек и карнизов . Проемы в стенах перекрывают по ходу кладки перемычками. В многоэтажном гражданском и промышленном строительстве применяют, как правило, сборные железобетонные перемычки. В малоэтажных зданиях можно устраивать кирпичные перемычки - рядовые, клинчатые, лучковые и арочные. Проемы пролетом до 2,0 м перекрывают рядовыми и клинчатыми перемычками, до 4,0 м - арочными. В рядовых перемычках под нижний ряд кирпича укладывают в разостланный по опалубке слой цементного раствора толщиной 20-30 мм стальную арматуру из расчета по одному стержню сечением 20 мм2 на каждые полкирпича толщины стены (если проект не предусматривает другое армирование). Концы стержней, на которых имеются крюки, заделываются в простенки не менее чем на 250 мм. Опалубку снимают через 5-6 суток.

Клинчатые лучковые и арочные перемычки устраиваются из фасонного или обычного кирпича (рис. 7.19). Во втором случае швам придают клинообразную форму (толщина швов внизу - не менее 5 мм, вверху - не более 25 мм). Такие перемычки выкладываются по опалубке соответствующей формы, с двух сторон в направлении от пят к середине. В центральный замковый ряд кирпич должен туго входить и плотно заклинивать перемычку.

При кладке карнизов допускается свес не более чем на 1/3 длины кирпича в каждом ряду, а общий вынос кирпичного неармированного карниза не должен превышать половины толщины стены. Если вынос запроектирован больше половины толщины стены, кладку необходимо армировать или вести по железобетонным карнизным плитам, заанкеренным в кладку стены.

Кладка стен с облицовкой . Наружные поверхности каменных стен с целью предохранения их от воздействий агрессивной окружающей среды и придания большей архитектурной выразительности облицовывают лицевым кирпичом, керамическими и бетонными плитами. Для облицовки применяют, как правило, лицевой кирпич с глазурованной или рельефной поверхностью, кирпич из цветных глин и с различными цветовыми оттенками.

Облицовку кирпичом выполняют в процессе возведения стены путем укладки лицевого кирпича в наружную версту. Лицевой слой кладки связывают при этом с массивом стены тычковыми радами (рис. 7.20, 7.21).

Декоративные виды кладки : «Липецкая» кладка. Внешняя верста стены кладется ложковыми рядами без перевязки. Длинные вертикальные швы создают декоративный эффект. Здесь используется одноцветный (белый) силикатный кирпич.

Кладка с цветным орнаментом . Используется кирпич 2-3 цветов, из которых в соответствии с проектом выкладываются орнаменты. Используется силикатный окрашенный кирпич разных тонов или белый в сочетании с керамическим (красным) (рис. 7.22, а).

Кладка с рельефным орнаментом . В соответствии с проектом на поверхности фасада при кладке устраиваются декоративные выступы.

Кладка с рельефным цветным орнаментом . Весь рельефный орнамент или его часть могут быть выполнены в ином цвете, чем основная поверхность стены.

Источник : Технология строительных процессов. Снарский В.И.

Контроль качества кладки

Входной контроль . Приемка материалов: кирпича, раствора (визуально, наличие паспорта); подбирается звено рабочих соответствующей квалификации.

Операционный (технологический) контроль . Контролируется:

Пространственное положение конструкции (привязки) и проемов в ней, а также их размеры;
- горизонтальность рядов (швов); поэтажно - нивелиром;
- толщина швов 15-17 мм (более 20 мм - разбирать);
- наличие перевязки (3 и более совпадающих вертикальных шва - разбирать);
- вертикальность углов и проемов; поэтажно - теодолитом;
- виды внешних швов;
- правильность постановки арматуры;
- надежность крепления лицевого кирпича к основной стене.

Выходной (сдаточный) контроль .

Предъявляются:

Исполнительная схема конструкции;
- паспорта на кирпич, раствор;
- сертификат на арматурную сталь;
- журнал работ по «зимней» кладке.

Проверяется:

Все по пунктам «операционного» контроля;
- правильность устройства деформационных швов;
- правильность устройства дымовых и вентиляционных каналов в стенах;
- качество поверхностей фасадных не оштукатуриваемых стен из кирпича;
- качество фасадных поверхностей, облицованных керамическими, бетонными и другими видами камней и плит.

Кладка из камней неправильной формы

При строительстве малоэтажных зданий (1-3 этажа) для устройства фундаментов при наличии материала весьма эффективна кладка из камней неправильной формы. Она отличается простотой устройства, низкой стоимостью камня и не требует рабочих. высокой квалификации и выполняется обычно без использования монтажных кранов.

Бутовая кладка из природных камней неправильной формы весом до 50 кг, полученных дроблением скальных пород взрывом и связанных между собой раствором. По форме различают: рваный камень, постелистый - у которого две примерно параллельные плоскости; булыжник - имеет округлую форму.

Из бута возводятся фундаменты, стены подвалов, опоры и другие конструкции, а в районах с большими запасами постелистого камня - стены малоэтажных зданий.

Кладка ведется рядами по возможности одинаковой толщины с перевязкой швов, чередуя в каждом ряду тычковые и ложковые камни. Углы примыкания и пересечения, а также верстовые ряды выкладывают из более крупных постелистых камней. Перед укладкой камни очищают, а в сухую жаркую и ветреную погоду - смачивают водой.

При бутовой кладке используют тот же инструмент и приспособления, что и для кирпичной кладки. Кроме того, нужны кувалды (прямоугольная для разбивки камней и остроносая для околки углов) и трамбовка, которой осаживают камень и щебень.

В фундаментах первый ряд из крупных постелистых камней выкладывают насухо, тщательно заполняют пустоты щебнем, утрамбовывают и заливают жидким раствором. Последующие ряды бутовой кладки фундаментов выполняют способом «под залив» или «под лопатку».

Кладка «под залив». Каждый ряд камней высотой 0,15-0,2 м выкладывается насухо враспор со стенками траншей (в плотных грунтах) или с опалубкой. При этом способе версты не выкладываются. Пустоты заполняются щебнем и заливают их жидким раствором подвижностью 13 - 15 см. Раствор не всегда попадает в места, где камни плотно соприкасаются между собой, кладка получается с пустотами, что снижает её прочность. Поэтому под залив разрешается кладка фундаментов только для зданий высотой не более двух этажей (рис. 7.23, а).

Кладка «под лопатку» начинается с выкладывания отборных верстовых камней. Выступы на них, мешающие кладке, окалываются, каждый камень укладывается на раствор и осаживается ударами молотка. В промежутки между верстами лопатой набрасывается раствор и на него укладывают камни забутки, которые имеют менее правильную форму. Промежутки между камнями расщебениваются. Кладка ведется рядами толщиной до 0,3 м на растворе подвижностью 4...6 см (рис. 7.23, б).

Способ «под лопатку» применяют и при кладке стен и столбов, подбирая камни одной высоты по шаблону-скобе и прикладывая их лицевую сторону для получения ровной поверхности. Возможна кладка стен из бутового камня с одновременной облицовкой кирпичом.

Облицовку ведут по многорядной системе, связывая каждый 4...6-й тычковый ряд облицовки с бутовой кладкой.
Стены и столбы толщиной 0,6-0,7 м из бутового камня возводятся ярусами высотой до 1-1,2 м. Для более толстых стен высота яруса понижается.

Для обеспечения «чистой» поверхности внутренних помещений кладка под лопатку и под залив ведется в опалубке (одно- или двухсторонней). Возможно также устройство бутовой кладки с одновременной облицовкой внешней стороны надземной части стены (рис. 7.23, г).

При выполнении облицовки бутовой кладки кирпичом или камнем правильной формы одновременно с кладкой облицовку следует перевязывать с кладкой тычковым рядом через каждые 4...6 ложковых рядов, но не более чем через 0,6 м. Горизонтальные швы бутовой кладки должны совпадать с перевязочными тычковыми рядами облицовки.

Бутобетонная кладка

Бутобетонная кладка является разновидностью полураздельного метода бетонирования. Выполняется втапливанием в бетонную смесь бутового камня (рис. 7.23, в). При этом используют малоподвижную бетонную смесь (с осадкой конуса OK - 3...5 см) и камни размером не более 30 см, но не более 1/3 толщины конструкции. Процесс кладки состоит из укладки слоя бетонной смеси высотой около 20 см и втапливания в нее бутового камня. Затем операция повторяется до достижения проектной высоты конструкции. По верху последнего слоя камней укладывается покрывающий слой бетонной смеси с уплотнением ее поверхностными вибраторами.

Для обеспечения требуемой плотности, монолитности и прочности кладки количество втапливаемых камней не должно превышать 50% объема возводимой конструкции и камни должны располагаться на расстоянии 4...5 см друг от друга и от наружной поверхности конструкции.

Бутобетонная кладка выполняется в опалубке (в отдельных случаях фундаменты в распор со стенками траншеи) поярусно. Последовательность установки наружной и внутренней опалубок и заполнения их идентична аналогичным операциям при возведении стен из монолитного бетона. Кладка ведется звеном каменщиков-бетонщиков из 8 чел.: 2 человека монтируют и демонтируют опалубку, 2 - подготавливают камень и транспортируют его к месту укладки, 2 - укладывают бетонную смесь, 2 - втапливают камни.

Бутобетонная кладка имеет большую прочность и менее трудоемка по сравнению с бутовой кладкой, но приводит к увеличению расхода цемента.

Источник : Технология строительных процессов. Снарский В.И.

Выполнение кладки при отрицательных температурах

Зимними условиями для возведения каменных конструкций считаются такие, при которых среднесуточная температура наружного воздуха ниже + 5 °С и минимальная суточная температура опускается ниже О °С.

Для получения кладки заданной проектной прочности используются различные группы технологий:

Замораживанием на обыкновенных растворах с ограничением высоты конструкции;
замораживанием с временным усилением конструкций нижележащих этажей на период набора кладкой расчетной прочности;
замораживанием кладки вышележащих этажей с искусственным отогревом конструкций нижележащих этажей до достижения ими расчетной несущей способности;
искусственным прогревом или обогревом отдельных конструкций подогретым воздухом или электроэнергией;
в тепляках;
на растворах с противоморозными добавками.

Вне зависимости от принятой технологии осуществляются следующие мероприятия:

Кладка ведется на подогретом растворе; в момент расстилания раствора на стену его температура обратна температуре окружающего воздуха. Для этого при приготовлении подогревают воду и песок до 60-90 “С;
- доставка раствора в автосамосвалах с закрытыми кузовами; кузов с двойным дном, подогрев выхлопными газами;
- на рабочее место подается раствор в объеме, необходимом на 20-30 мин работы.

Способы замораживания пригодны для конструкций, возводимых из камней правильной формы (кирпича, керамических, бетонных, шлакобетонных и природных камней, крупных блоков, а также постелистого бута), и не допускаются для конструкций, подверженных в процессе оттаивания динамическому воздействию либо возводимых в сейсмических районах; для тонкостенных сводов, карнизов с выносом более 200 мм и рядовых перемычек пролетом более 1,5 м.

Для кладки способом замораживания применяют пластичные, удобоукладываемые цементные и сложные растворы подвижностью ОК - 9... 13 см для конструкций из полнотелого кирпича и бетонных камней; OK -1...8 см - из дырчатого кирпича и пустотелых камней; и ОК - 4...6 см - из бутового камня.

Технология кладки «на замораживание» . Основание очищается от снега и льда. Кладка ведется обычным способом. Вскоре после укладки раствор, набрав некоторую прочность, замерзает, что обеспечивает кладке дополнительную прочность. При наступлении теплого времени раствор постепенно оттаивает, одновременно добирая прочность. При этом конечная прочность снижается, поэтому изначально марка раствора увеличивается на 1-2 ступени, что устанавливается проектом. Кроме того, армируются углы и примыкания стен; проемы увеличивают по высоте на 20-30 мм (для осадки кладки после оттаивания). Общая высота стен ограничивается 15 м (4-5 этажей).

Наиболее ответственным при этом способе является период оттаивания. Здесь осуществляются следующие мероприятия:

Необходимо обеспечить постепенность оттаивания, чтобы скорость оттаивания не превышала скорости набора прочности. Для этого при дружной солнечной весне необходимо закрывать все простенки светлым экраном от перегрева прямыми солнечными лучами. Иначе могут возникнуть аварийные деформации, которые часто приводят к обрушению конструкций;
- сильно нагруженные участки кладки следует разгрузить. Обычно это места опирания балконов; под балконы ставят временные подпорки на всех этажах (рис. 7.24);
- дважды в смену ведется наблюдение за осадкой кладки, появившиеся трещины фиксируют, их динамику контролируют маяками;
- ведется журнал работ по «зимней» кладке.

Обогрев подогретым воздухом . Чтобы предохранить замерзшую кладку от осадки весной и повысить ее несущую способность, одновременно с возведением верхних этажей организуют внутренний обогрев и сушку помещений нижерасположенных этажей воздухом, подогретым нефтегазовыми калориферами, В течение первых трех-пяти суток поддерживают температуру 30-35 °С, затем температуру снижают до 20-25 °С. После подключения центрального отопления калориферы снимают. На просушенных этажах приступают к отделочным работам.

Кладка с химическими добавками . При приготовлении в раствор вводят добавки, которые снижают температуру замерзания раствора и ускоряют процесс твердения. До полного замерзания раствор набирает 40- 50 % расчетной прочности. В качестве добавок используют: СаС12 - хлорид кальция (ХК), NaCl - хлорид натрия (ХН), К2С03 - поташ (П), NaN03 - нитрит натрия (НН) и другие в количестве 2-3 % от массы цемента.

Растворы с добавкой нитрита натрия набирают прочность при температуре наружного воздуха до минус 15 °С, с добавкой поташа твердение до температуры минус 25...30 °С, с добавкой хлорида кальция - до минус 35-40 °С.

Способ простой и надежный, однако следует помнить, что через 3-5 дней на стене появляются белые разводья - высолы, которые будут смыты с фасада дождями лишь через 6-12 месяцев.

Кладка с прогревом . При электропрогреве в швы кладки закладываются прутки диаметром 6-8 мм, через которые осуществляется прогрев раствора (аналогично бетону).

При этом раствор в швах должен быть незамерзшим. Прогревают кладку одиночными и групповыми электродами (отдельные стержни или сетки из арматурной стали диаметром 4...6 мм), уложенными в горизонтальные швы кирпичной кладки, которые подключают к разным фазам переменного тока напряжением 220-380 В. Конструкции прогревают при температуре 30-35 °С до приобретения раствором 20 % проектной прочности.

При одностороннем прогреве из помещения после возведения стен и укладки перекрытий в комнаты подают тепло: запускают систему квартирного отопления; ставят калориферы; ведут прогрев инфракрасными горелками. От этого внутреннего (комнатного) тепла стена постепенно прог ревается и раствор в кладке набирает расчетную прочность.

Кладка в «тепляках» . Применяется при небольших объемах и сжатых сроках. Над будущей конструкцией возводится пространственное ограждение - шатер («тепляк»). Под него подается калорифером теплый воздух или внутри шатра ставятся нагревательные приборы. Кладка ведется обычным «летним» способом.

Источник : Технология строительных процессов. Снарский В.И.

Безопасность процесса каменной кладки

Виды опасностей :

Падение с высоты материалов и людей;
- обрушение свежевыложенной кладки;
- обрушение лесов;
- воздействие цемента на открытые части тела.

Меры предупреждения :

Общие требования. До начала работы каменщиков инструктируют о безопасных методах и приемах выполнения производственного задания.

При кладке с внутренних подмостей по периметру наружных стен устанавливают инвентарные защитные козырьки. Первый ряд козырьков на высоте 7,0 м от земли оставляют до завершения кладки. Следующий ряд устанавливают выше первого на высоте 6...7 м и по ходу кладки переставляют. Входы в здание ограждают навесами (рис. 7.25).

Безопасные приемы работы :

Запрещено опирать на «вчерашнюю» кладку лесенки, подмости и т.п.;
- нельзя перегружать леса материалами;
- необходимо следить за выполнением проектных креплений лесов к стене;
- запрещено опирать стойки лесов на грунт через деревянные подкладки толщиной менее 40 мм; при их отсутствии возможна просадка одной или нескольких стоек, что может привести к обрушению лесов;
- кладку вести в рукавицах; это защитит кожу от вредного воздействия цемента (разъедания);
- работой крана руководит специальный рабочий - стропальщик или бригадир;
- при перемещении груза над работающей бригадой крановщик подает сигнал; рабочие временно отходят в сторону;
- при вынужденном сбросе материалов внизу выставляется сигнальщик;
- подъем на леса и подмостки и спуск с них осуществлять по специальным лесенкам;.
- запрещено вести кладку, находясь на стене;
- запрещено ходить по «вчерашней» кладке, особенно летом (раствор не набрал прочности и крайний кирпич может вывалиться под ногой, что приведет к падению человека).

Балконные плиты временно закрепляют стойками или подкосами. При установке балконных плит следует пользоваться предохранительным поясом.

При монтаже сборных карнизов тщательно заделываются анкера и другие детали крепления. Временные крепления карниза снимают только по указанию мастера. При укладке карнизных плит находиться на них запрещено.

Монтаж лестничных площадок и маршей ведут по ходу кладки стен лестничных клеток. Лестничные марши устанавливают с закрепленными заранее перильными ограждениями.

Безопасность процесса при отрицательных температурах :

Работающие обеспечиваются зимней спецодеждой и помещением для обогрева;
- настилы подмостей и лесов очищают от снега, наледи и посыпают песком;
- опорные элементы подмостей и лесов устанавливают на очищенные от снега поверхности;
- химические добавки в растворы вносят под наблюдением инженерно-технического персонала, соблюдая меры предосторожности против ожогов и отравления;
- участки кладки, обогреваемые электрическим током, ограждают;
- принимают меры, предупреждающие обморожение и простуду работников.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ ДЛЯ СЕЙСМИЧЕСКИХ РАЙОНОВ

В сейсмоопасных районах кладку из кирпича и керамических щелевых камней необходимо выполнять с соблюдением следующих требований:

Кладку каменных конструкций следует производить на всю толщину конструкции в каждом ряду;
- кладка стен должна выполняться с применением однорядной (цепной) перевязки швов;
- горизонтальные, вертикальные, поперечные и продольные швы кладки следует заполнять раствором полностью с подрезкой раствора на наружных сторонах кладки;
- временные (монтажные) разрывы в возводимой кладке следует оканчивать только наклонной штрабой и располагать вне мест конструктивного армирования стен.

Контроль прочности нормального сцепления раствора следует производить в возрасте 7 суток. Величина сцепления должна составлять примерно 50 % прочности в 28-дневном возрасте. При несоответствии прочности сцепления в каменной кладке проектной величине необходимо прекратить производство работ до решения вопроса проектной организацией.

Не допускается загрязнение раствором и строительным мусором ниш и разрывов в стенах, промежутков между плитами перекрытий и других мест, предназначенных для железобетонных поясов и обвязок, а также расположенной в них арматуры.

Запрещается уменьшать ширину антисейсмических швов, указанных в проекте.

Антисейсмические швы необходимо освобождать от опалубки и строительного мусора. Запрещается заделывать антисейсмические швы кирпичом, раствором, пиломатериалом и др.

При установке перемычечных и обвязочных блоков следует обеспечить возможность свободного пропуска вертикальной арматуры через предусмотренные проектом отверстия в перемычечных блоках.

Источник : Технология строительных процессов. Снарский В.И.

§ 18.1. Преимущества и недостатки каменных и армокаменных конструкций

Конструкции из камня и армированной каменной кладки используются при возведении фундаментов, стен, колонн, дымовых труб, подпорных стен, водонапорных башен, силосных ям и других элементов зданий и соору­жений. К преимуществам каменных конструкций отно­сятся: простота изготовления, возможность применения имеющихся местных материалов, долговечность, огне­стойкость, относительно высокая прочность, влагостой­кость, морозостойкость и химическая стойкость. К недо­статкам - значительные трудовые затраты на возведе­ние, большая масса и высокая теплопроводность.

Дальнейшее развитие каменных конструкций пойдет по пути освоения и внедрения новых более эффективных материалов и крупноразмерных конструкций из кирпича, крупных блоков и панелей заводского изготовления, из легких и ячеистых бетонов, что позволит существенно повысить уровень механизации кладочных работ и до­биться сокращения сроков строительства. Совершенст­вование теоретических методов расчета прочности, устой­чивости и деформативности даст возможность про­ектировать эффективные конструкции из каменных материалов, имеющих сравнительно малую массу, поз­воляющих использовать индустриальные методы строи­тельства и местную сырьевую базу.

§ 18.2. Виды каменных

КОНСТРУКЦИЙ И МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИХ ВОЗВЕДЕНИЯ

Каменная кладка представляет собой неоднородное тело, состоящее из камней, вертикальных и горизонталь­ных швов, заполненных раствором. Эта неоднородность в основном и определяет особенности ее физико-меха­нических свойств.

По конструктивному решению каменную кладку разделяют на: сплошную - из кирпича или камней правиль­ной формы (рис. 18.1,а); облегченную, состоящую из несущих кирпичных слоев и утеплителя, располагаемого внутри (рис. 18.1,б, в, г) с облицовкой керамическими плитками, кирпичом или камнями (рис. 18.1,5, е, ж), из крупных блоков из легкого или ячеистого бетона или виброкирпичных блоков или панелей (рис. 18.1,з). Кон­струкции из сплошной кладки, как правило, получаются достаточно массивными (особенно в северных районах) из-за большой теплопроводности.

Поэтому для повыше­ния экономической эффективности рекомендуется при­менять кладки из облегченного пустотелого (пористого, дырчатого, пористо-дырчатого) кирпича и из пустотелых бетонных камней. Такая кладка рекомендуется при строительстве малоэтажных зданий и в верхних этажах многоэтажных зданий, поскольку в этих случаях нагруз­ки невелики и позволяют использовать облегченный кир­пич, так как его прочность невелика по сравнению со сплошным. Стены из крупных блоков и панелей в наи­большей степени соответствуют требованиям индустриа­лизации строительства, так как они дешевле и менее трудоемки при возведении. В зданиях с внутренними по­перечными несущими каменными стенами и легкими не­сущими или самонесущими наружными стенами толщина последних в основном определяется требованиями теп­ло- и звукоизоляции. В этом случае следует применять конструкции из облегченной кирпичной кладки.

Каменные материалы различают по следующим при­знакам: по происхождению - природные, добываемые в карьерах из горных пород (известняков, доломитов, песчаников, гранита, туфа и др.), и искусственные, из­готавливаемые на заводах строительных материалов, по величине - блоки (камни) крупные высотой более 50см, мелкоштучные - высотой 10...20 см и кирпич высотой до 10 см. Прочность каменных материалов характеризуется их марками, которые определяются по пределу прочно­сти в Па при сжатии образцов установленной формы (обычно кубик с определенной длиной ребра). Для кир­пича марка устанавливается в зависимости от предела прочности при сжатии и изгибе. По прочности каменные материалы бывают: высокопрочные (марка 250...1000), средней прочности (75...200) и малой прочности (4...50).

Долговечность конструкций из каменных материалов зависит от стойкости против атмосферных воздействий и определяется испытаниями на морозостойкость (Мрз). Необходимая морозостойкость измеряется числом циклов замораживания и оттаивания в водонасыщенном состоя­нии, которое выдерживает испытываемый материал. Установлены следующие марки по морозостойкости: Мрз 10, 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200 и 300. Требования, предъявляемые к конструкциям по морозостойкости, зависят от региона строительства, условий эксплуатации и на­дежности здания. При эксплуатации здания в условиях повышенной влажности требования по морозостойкости повышаются на одну-две ступени. При устройстве фун­даментов и подземных частей зданий из камней или бло­ков тяжелого бетона независимо от расположения уров­ня подземных вод марку по морозостойкости принимают 150, 200 и 300 соответственно при I, II и III классах от­ветственности зданий. Для южных районов страны до­пускается снижать норму морозостойкости на одну сту­пень.

Искусственные камни, применяемые для каменных конструкций, производятся на заводах строительных материалов в виде кирпича: керамического обыкновен­ного (обожженного) пластического или полусухого прес­сования, силикатного, шлакового, глиняного пустотелого пластического и полусухого прессования (дырчатый и пористо-дырчатый). Плотность сплошного кирпича 1700...2000 кг/м 3 , облегченного -700... 1500 кг/м 3 . Мар­ки кирпича от 50 до 200. Керамические пустотелые камни (рис. 18.2,в ) выпускают с вертикальными или гори­зонтальными пустотами (объемом до 60 % общего объ­ема камня). Из-за наличия пустот существенно улучша­ются теплотехнические свойства и снижается плотность, однако такой камень менее прочен (марки камней 50... 150). Бетонные обыкновенные камни изготавливают из тяжелого и легкого бетонов на пористых заполнителях с соответствующей плотностью 1800 кг/м 3 и р=900... 1800 кг/м 3 , в некоторых случаях используется и ячеистый бетон (р=600...1200 кг/м 3). Камни обычно выпускаются облегченными трехпустотными или с щелевидными пус­тотами (рис. 18.2,г). Для фундаментов, цоколей и стен мокрых помещений используют сплошные блоки. Круп­ные блоки бывают бетонными, силикатными, из кирпи­ча и керамических камней. По своему назначению их подразделяют на фундаментные, для стен подвалов, цо­колей, внутренних и наружных стен. Бетонные блоки для наружных стен изготавливаются чаще всего из лег­кого бетона, бетона на пористых заполнителях и ячеис­того. Для стен подвалов блоки выполняются, как прави­ло, из тяжелого бетона. Применение крупных блоков из кирпича и керамических камней позволяет снижать тру­дозатраты до 15 % по сравнению с обычной кладкой.

Строительные растворы обеспечивают связь между отдельными камнями в кладке, уменьшают ее влагопроницаемость и продуваемость, образуя единый монолит. В зависимости от типа вяжущих различают растворы: цементные, известковые, цементно-известковые и цементно-глиняные. Маркой раствора называют предел прочности при сжатии стандартных кубиков, выдержан­ных 28 сут и испытанных согласно ГОСТу. В современ­ном строительстве применяются следующие марки рас­творов: 4, 10, 25, 50, 75, 100, 150 и 200. Наибольшую прочность и стойкость при атмосферных и других воз­действиях имеют цементные растворы, однако из-за большого расхода цемента они достаточно дороги. Для повышения пластичности (удобоукладываемости) и водоудерживающей способности в цементные растворы ча­сто добавляют пластификаторы. Следует учитывать, что пластифицирующие добавки несколько снижают проч­ность раствора.

Известковые и глиняные растворы медленно тверде­ют, имеют низкую прочность и быстро разрушаются с увеличением влажности, поэтому их применяют при не­больших нагрузках. Выбор марки раствора для камен­ной кладки осуществляется с учетом требований к проч­ности и долговечности зданий и сооружений. Для на­ружных стен зданий сроком службы 50 и 100 лет с помещениями нормальной влажности (до 60%) мини­мальная марка раствора принимается не ниже 10, с влажными помещениями (61...75%)-не ниже 25 и мокрыми - (более 75 %) - не ниже 50. Для подземной кладки фундаментов и цоколей во влажном грунте ре­комендуется применять цементно-известковые и цементно-глиняные растворы марок 25, 50, в насыщенных во­дой грунтах - цементные растворы не ниже марки 50. В армированных кладках для стен помещений с влаж­ностью до 60 % минимальная марка раствора 25, с влаж­ностью выше 60 % - 50. При использовании крупных блоков из керамики или других материалов марка рас­твора должна быть не менее 25.

Металлическую арматуру для армокаменных конст­рукций обычно изготавливают из стали. Рекомендуется использовать горячекатаную круглую сталь класса A-I и периодического профиля класса А-П диаметром 6... 40 мм, а также арматурную проволоку холоднотянутую периодического профиля класса Вр-I диаметром З...8мм. Для соединительных элементов и закладных деталей и стальных обойм следует применять прокатную листо­вую сталь, фасонные профили, полосовую сталь, как в металлических и железобетонных конструкциях.

Особенности каменной кладки возводимой в зимних условиях. Зимние условия для возведения каменных кон­струкций определяются среднесуточной температурой окружающего воздуха +5°С и ниже или минимальной суточной температурой 0°С и ниже. В зимних условиях допускается возводить кладку из кирпича, камней пра­вильной формы и крупных блоков. При этом каменные работы выполняются тремя способами: основанным на применении растворов с противоморозными химическими добавками, замораживанием раствора и кладкой с про­гревом конструкций. Способ зимней кладки должен об­основываться технико-экономическими расчетами. Наи­более экономично применение противоморозных добавок в растворах с прочностью не ниже 5 МПа, твердеющих на морозе без обогрева. К таким добавкам относятся нитрат натрия (NaNO 2), поташ (К2СО 3), а также сме­шанные и комплексные добавки. Количество добавок зависит от среднесуточной температуры воздуха и со­ставляет 2... 15 % массы цемента в растворе.

Растворы с химическими добавками твердеют и на­бирают прочность на морозе. Однако они обладают по­вышенной гигроскопичностью и могут вызывать коррозию пористых силикатных материалов. Поэтому зимнюю кладку на растворах с добавками поташа и нитрита нат­рия нельзя применять для кладки тех помещений, в ко­торых относительная влажность воздуха предусматри­вается более 60 и 75 %. Применять химические добавки для кладки конструкций, подвергающихся воздействию температур выше +40°С, а также находящихся в непосредственной близости к источникам тока высокого на­пряжения, не допускается. Кроме того, добавка поташа не рекомендуется для кладки из силикатного кирпича.

Способ замораживания раствора прочности R 2 ≥ 1 МПа заключается в том, что цементный или смешан­ный раствор в кладке замерзает и не твердеет, а приоб­ретает временную морозную прочность. В момент оттаи- вания кладки прочность раствора становится нулевой. После твердения в условиях положительной температу­ры она не достигает прочности раствора кладки, не под­вергавшейся раннему замораживанию и снижается на 20...50%. Способ замораживания раствора без химиче­ских добавок не допускается для конструкций, подвер­гающихся в стадии оттаивания действиям вибрационных и динамических нагрузок, значительных поперечных сил и продольных сил при больших эксцентриситетах их приложения. Состав растворов должен подбираться из условий обеспечения минимально необходимой прочно­сти и устойчивости кладки во время оттаивания и экс­плуатации конструкций. Не допускается применение та­кого способа замораживания при кладке из камней не­правильной формы.

Способ прогрева кладки применяется, если невозмож­но использовать растворы без химических добавок или когда требуется ускорить нарастание прочности раство­ра, необходимой для восприятия кладкой, лежащей вы­ше нагрузки. Температура внутри прогреваемой части зданий в наиболее охлажденных местах у наружных стен на высоте 50 см от пола должна быть не менее +10 0 С. Утепленную часть здания следует оборудовать вентиля­цией, обеспечивающей относительную влажность возду­ха в период прогрева не более 70 %.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

Перечислите преимущества и недостатки каменных и армокаменных конструкций.

Как классифицируется каменная кладка?

Какие марки и условия их применения для зданий различ­ных классов ответственности вы знаете?

Перечислите типы искусственных камней, их характеристики, преимущества и недостатки.

Назовите типы растворов, применяемых для каменной клад­ки, их марки и условия применения.

Как производится выбор марки раствора?

Перечислите классы арматуры, применяемой для армокаменных конструкций.

Укажите способы выполнения каменной кладки в зимних ус­ловиях.

Части зданий и сооружений из каменной кладки. Применяются при сооружении фундаментов, наружных и внутренних стен зданий, перекрытий, арок, дымовых труб, мостов, подземных коллекторов, водонапорных башен, элеваторов и др. Каменные конструкции долговечны, огнестойки, повсюду могут быть изготовлены из местного сырья. Наряду с этими преимуществами каменные конструкции имеют существенные недостатки - многие виды кладок обладают большим объемным весом, высокой теплопроводностью; кладка из штучного камня требует больших затрат ручного труда. В связи с этим усилия строителей направлены на разработку эффективных облегченных каменных конструкций с применением теплоизолирующих материалов. Каменные конструкции широко используются в жилищно-гражд. и пром. стр-ве; несут нагрузки от собственного веса, от перекрытий и ветра, выполняют функции ограждающих конструкций - теплоизоляционные и звукоизоляционные. Стоимость каменных конструкций (фундаменты, стены) составляет от 15 до 30% общей стоимости здания, вес - до 60%.

Для каменных конструкций применяют искусственные и естественные камни: кирпич глиняный (обыкновенный, пустотелый, пористо-пустотелый и легковесный), кирпич силикатный и шлаковый, камни сплошные и пустотелые, крупные блоки и панели из обычного (тяжелого), силикатного и легкого бетона, а также растворы (цементные, известковые, гипсовые и смешанные - цементно-известковые, цементно-глиняные). Материал для каменной кладки выбирается в зависимости от необходимой капитальности сооружения, прочности и теплоизоляц. свойств конструкций, наличия местного сырья и экономич. соображений. Каменные материалы должны удовлетворять определенным требованиям по прочности, морозостойкости, теплопроводности, водостойкости, водо- поглощению, воздухостойкости и устойчивости в агрессивной среде, по форме, размерам и фактуре лицевой поверхности. К растворам дополнительно предъявляются требования по удобоукладываемости и водоудерживающей способности.

В СССР первые научно обоснованные нормы проектирования каменных конструкций были приняты в 1939. Расчет К. к. до 1943 производился по допускаемым напряжениям. Напряжения в кладке определялись по формулам сопротивления материалов, выведенным для идеально упругих тел. Этот метод расчета не соответствовал действительной работе К.к., так как кладка не является идеально упругим телом.

В последующие годы научно-исследовательскими и проектными институтами проводились обширные эксперимент. и теоретич. исследования физико- механич. свойств и действительной работы К. к. из различных материалов. В результате в 1943 был разработан метод расчета каменных конструкций по разрушающим усилиям, положенный в основу применяемого с 1955 расчета по предельным состояниям. При проектировании каменных зданий в прошлом пространственная работа стен не учитывалась, что приводило к их утяжелению. Проф. JI. И. Онищик предложил метод расчета зданий с учетом совместной работы стен и перекрытий, обеспечивающий значит, экономию материалов. При расчете стен по этому методу различают здания с жесткой и упругой конструктивной схемой. К первым относятся здания с часто расположенными поперечными стенами, причем междуэтажные перекрытия рассматриваются как диафрагмы, создающие жесткие опоры для стен при действии поперечных и внецентренных продольных нагрузок. Такая схема принимается при расчете стен и столбов жилых и большинства обществ, зданий. При этом жесткость и прочность зданий должна обеспечиваться поперечными стенами, стенами лестничных клеток или др. конструкциями. Изгибающие моменты и поперечные силы от горизонтальной (ветровой) нагрузки на участке между поперечными стенами воспринимаются продольной стеной и передаются перекрытиями на поперечные стены, к-рые рассчитываются на внецентренное сжатие и скалывание с учетом действующих в них продольных сжимающих сил и рассматриваются как консоли, заделанные в грунт. При перевязке поперечных стен с продольными посредством гибких связей ветровая нагрузка воспринимается только поперечными стенами. При конструктивной перевязке продольные и поперечные стены работают совместно, с одним общим сечением в плане. К зданиям с упругой конструктивной схемой относятся здания, у к-рых поперечные жесткие конструкции располагаются на расстояниях, превышающих допустимые по нормам для зданий с жесткой конструктивной схемой. В частности, к ним относится большинство производственных и складских зданий. Стены и столбы этих зданий рассчитываются с учетом заделки их в грунт и шарнирной связи с покрытиями.

Прочность кладки при сжатии зависит от свойств камня и раствора, качества и способов изготовления кладки, толщины швов, темп-ры, твердения кладки, способов перевязки и др. Осн. значение имеют прочность и вид камня и раствора, а также качество кладки. В СССР были изучены особенности работы каменной кладки из различных видов камня и раствора и факторы, влияющие на ее прочность. Каменная кладка состоит из отдельных чередующихся слоев камня и раствора. Даже при передаче усилия равномерно по всему сечению в кладке возникает сложное напряженное состояние и отдельные кирпичи работают на изгиб, растяжение, срез и местное сжатие. Причиной этого прежде всего служат неровности постели камня, неодинаковая 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, на 30% прочнее, чем выполненная рабочим средней квалификации. Другая причина сложного напряженного состояния кладки - различные упруго-пластич. свойства раствора и камня. Под действием вертикальных сил в растворном шве возникают значит, деформации, к-рые ведут к раннему появлению трещин в камне. В результате анализа многочисленных исследований, проведенных в СССР и за рубежом, проф. Л. И. Онищик вывел формулу, выражающую зависимость прочности кирпичной кладки от прочности раствора и камня. Эта формула в общем виде справедлива для всех видов кладки, причем для каждого вида принимаются свои численные значения коэфф., установленные опытным путем

Более высокие камни имеют и больший момент сопротивления, что значительно увеличивает их сопротивление при изгибе. Сопротивление камня растяжению и срезу пропорционально площади его сечения. Кладка из бутового рваного камня неправильной формы отличается наиболее низкой прочностью. Прочность вибриро- ванной 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 лучшего контакта раствора с кирпичом. Повышение темп-ры твердения кладки ускоряет процесс ее упрочения на 75-100%. Однако конечная прочность кладки при этом мало изменяется. Твердение при пониженной темп-ре замедляет нарастание прочности кладки. Кладка, замороженная в процессе возведения, приобретает большую прочность, но после оттаивания возвращается к первоначальной прочности на свежем неотвердевшем растворе. В результате последующего твердения при положительной темп-ре(15-20°) прочность оттаявшей кладки возрастает, но конечное ее значение остается ниже, чем у кладки, не подвергавшейся замораживанию, что объясняется разрыхлением раствора под воздействием низкой темп-ры. В среднем прочность при осевом сжатии отвердевшей после оттаивания кирпичной кладки ниже, чем кладки, полученной в нормальных условиях, на 12%, если замораживание произошло при темп-ре до -20°, и на 25%, если теми-ра была ниже -20°. Замораживание кладки на обыкновенных растворах не допускается для конструкций из рваного бута и бутобетона, а также для конструкций, подвергающихся в стадии оттаивания воздействию вибрации или значительным динамич. нагрузкам.

Прочность кладки при растяжении значительно ниже, чем при сжатии, поэтому каменную кладку применяют в основном в конструкциях, работающих иа сжатие. Различают растяжение по неперевязанному и по перевязанному сечениям кладки. В первом случае усилие передается перпендикулярно горизонтальным швам кладки, во втором - параллельно. Растяжение по неперевязанному шву зависит от сцепления раствора с камнем, от прочности, вида, состава, подвижности и водоудерживающей способности раствора, вида и конструкции камня, его способности всасывать воду режима твердения кладки, возраста раствора в кладке и др. При растяжении по перевязанному сечению разрыв происходит но штрабе (вертикальному и горизонтальному швам). Сопротивление вертикального шва в расчет не принимается, т. к. растягивающее усилие воспринимается только горизонтальными швами. Опытами установлено, что предел прочности кладки при растяжении по неперевязанному сечению в два раза ниже, чем по перевязанному, и в среднем равен 1,8 кг/см2 для кладки на растворе прочностью 50-100 кг/см2.

Предел прочности кладки при местном сжатии, когда сжимающее усилие передается только на часть сечения, значительно выше (до 200%), чем при равномерном сжатии по всей площади сечения, так как незагруженная часть кладки препятствует поперечным деформациям загруженной части, создавая для нее обойму.

Внецентренное сжатие кладки в К. к.- основной вид напряжения. Опытами установлено, что действительный резерв прочности К. к. при внецентрепном сжатии больше, чем расчетный, определяемый по классич. теории сопротивления материалов. При внецентрепном сжатии, как и при местном, менее напряженные участки кладки помогают более напряженным. Это позволило при больших эксцентрицитетах увеличить расчетные усилия на конструкции из кирпичной кладки в 1,5-2 раза.

Расчет К. к. по предельным состояниям производится: по несущей способности (прочности и устойчивости) - для всех конструкций; по деформациям - для конструкций, возможность применения к-рых лимитируется величиной деформаций; по появлению или раскрытию трещин - для конструкций, в к-рых по условиям эксплуатации трещины не допускаются или их раскрытие должно быть ограничено. Расчет по несущей способности производится на основе расчетных нагрузок, по деформациям - нормативных нагрузок, по появлению или раскрытию трещин - расчетных или нормативных нагрузок с учетом наиболее невыгодных условий работы конструкций. Усилия в К. к. определяются по упругой стадии работы. В отд. случаях при спец. обосновании разрешается учитывать перераспределение усилия, вызываемое раскрытием швов или пластич. деформациями. Несущая способность элементов в необходимых случаях определяется с учетом ползучести и раскрытия швов в растянутой зоне.

При сетчатом армировании кирпичной кладки в горизонтальных швах укладываются стальные сетки из проволоки диаметром 3-6 мм. Размер ячеек сетки

и расстояние между сетками по высоте назначаются в зависимости от требуемой прочности кладки. Стальные сетки, обладая более высоким модулем упругости, чем кладка, препятствуют ее поперечному расширению и создают напряжения сжатия в поперечном направлении, а также увеличивают сопротивление кладки на растяжение и срез. Армирование сетками может увеличить прочность кладки при осевом сжатии в 2-3 раза.

Продольное армирование и армирование железобетоном (комплексные конструкции) применяются: для повышения несущей способности конструкций, когда в сечении возникают растягивающие усилия, превышающие расчетное сопротивление кладки при растяжении; в гибких элементах при гибкости более 15;

в тонких стенах и перегородках для повышения их устойчивости и прочности при действии поперечных нагрузок; в стенах и столбах, подвергающихся значит, вибрации, для придания кладке большей монолитности, трещиноустойчивости и сейсмостойкости. При центр, сжатии армокаменных конструкций с продольным армированием предел текучести арматуры в чисто армокаменном сечении и разрушение железобетона в комплексном сечении наступают раньше, чем предел прочности кладки. В результате, как в комплексном,так ив армо- кирпичном элементе, коэфф. использования кладки не превышает 0,85. В связи с этим продольное армирование кладки в сжатой зоне мало эффективно. Для обеспечения лучшей совместной работы кладки с продольной арматурой или железобетоном рекомендуется применять сетчатое армирование.

К усилению столбов и простенков путем включения кладки в обоймы из металлич. уголков или железобетона прибегают, когда в кладке напряжение превышает допустимые нормы или имеются дефекты расслоения, недостаточная перевязка, трещины и пр. Металлич. обойма выполняется из вертикальной арматуры в виде стальных уголков, поставленных на растворе по углам усиливаемого столба или простенка, и поперечной арматуры в виде планок из полосового железа, к-рые привариваются к уголкам и затем покрываются слоем цементного раствора по сетке. Расстояние между планками по вертикали принимается не более толщины усиливаемого элемента.

Усиление кладки железобетонной обоймой осуществляется путем бетонирования арматурного каркаса, состоящего из хомутов и вертикальных прутьев. Основную роль в обойме играет поперечная арматура (хомуты), которая препятствует поперечному расширению кладки под действием вертикальной силы и тем самым вызывает всестороннее сжатие кладки, увеличивая несущую способность конструкций. Штукатурная армированная обойма выполняется аналогично железобетонной, но взамен бетонирования арматурный каркас покрывается слоем штукатурки из прочного цементного раствора.

В зависимости от конструктивной схемы здания различаются каменные стены: несущие, воспринимающие нагрузки от собственного веса, от покрытия, перекрытий, кранов и др.; самонесущие, воспринимающие нагрузку от собственного веса по всем этажам здания и ветровые нагрузки; ненесущие, воспринимающие нагрузки от собственного веса и ветра в пределах одного этажа. Каменные стены бывают крупнопанельные и крупноблочные (из кирпича, камней и бетона), а также из штучного камня (кирпича и камней) сплошной и облегченной кладки. Расход сырья, трудоемкость и стоимость стен зависят от степени использования свойств материалов. При выборе конструкции стены и конструктивной схемы здания следует руководствоваться его назначением и этажностью. Для наружных стен малоэтажных отапливаемых зданий применять тяжелые материалы, обладающие большой теплопроводностью, нецелесообразно; возведение тяжелых сплошных стен бправдано лишь в тех случаях, когда полностью используется их несущая способность. Для жилых и гражданских зданий средней этажности (3-5 этажей) рекомендуются стены из легких крупных панелей и блоков, позволяющих индустриализировать стр-во. Крупные блоки и панели изготовляются из ячеистых бетонов, керамзитобетона, котельных и металлургических шлаков, силикатобетона, легких естеств. камней и кирпича всех видов (см. Крупноблочные конструкции, Крупнопанельные конструкции у Панель). Хотя среди используемых строит, материалов доля кирпича в стр-ве сокращается, в ряде районов он остается осн. стеновым материалом. Поэтому индустриализация возведения стен из кирпича имеет большое народно- хоз. значение. Одно из возможных решений этой задачи - применение крупных кирпичных блоков и панелей взамен ручной кладки. При использовании кирпичных блоков трудоемкость возведения стен уменьшается примерно в 3 раза, сроки стр-ва сокращаются летом на 10-15%, зимой приблизительно вдвое, стоимость снижается на 6-9%. Однако толщина и вес стены остаются такими же, как при ручной кладке. Разработана конструкция виброкирпичных панелей для наружных и внутренних стен толщиной в У2 кирпича и 1 кирпич, с применением для наружных стен утеплителя. К наиболее рациональным типам стен из штучного камня следует отнести: стены из пустотелых бетонных камней, легких камней, ячеистых бетонов, легкого многодырчатого

и пористо-дырчатого кирпича; облегченные стены из обыкновенного красного и силикатного кирпича, в к-рых часть камней кладки заменяется легким бетоном и тер- моизоляц. плитами; тонкие стены из обыкновенного кирпича, бетонных камней, плит и естественных камней, утепленные с внутренней стороны термоизоляц. плитами. Для утепления тонких каменных стен применяются легкие термоизоляц. материалы: плиты и камни из ячеистых бетонов, ячеистой керамики, минераловатные плиты, фибролит, камышит и т. п. Пустоты в облегченных кладках заполняют легкими бетонами и минеральной засыпкой (шлаки топливные, доменные гранулированные, минеральная вата и т. п.). Использование сыпучих утеплителей не допускается в зданиях выше двух этажей, а также при ди- намич. воздействиях, к-рые могут вызвать большую осадку засыпки. В нижних этажах многоэтажных зданий для обеспечения необходимой прочности применяются сплошные стены из кирпича, камней и блоков. Вместо утолщения стен, отд. участки кладки можно усиливать сетчатым армированием или железобетонными элементами.

В случае применения несущих каменных стен для отапливаемых одноэтажных пром. зданий значит, высоты и с крановыми нагрузками их рекомендуется проектировать в виде несущих кирпичных столбов или простенков с пилястрами, промежутки между к-рыми заполнены легкими каменными материалами или облегченной кладкой. Наиболее напряженные участки несущих столбов могут быть усилены сетчатым армированием или включением в кладку элементов железобетона. Для экономии каменных материалов в стенах, несущих значит, нагрузки, следует применять кладку из кирпича и камней повышенных марок на прочном растворе.

В соответствии с задачами максимальной индустриализации строительства в нашей стране, кладка из штучных камней заменяется крупноразмерными сборными элементами (панелями, блоками) из легких бетонов, ячеистых бетонов, пустотелой керамики (для наружных стен), из силикатных бетонов, обычного тяжелого бетона и сплошного глиняного и силикатного кирпича (для внутренних несущих стен). Заводы силикатного кирпича постепенно переводятся на изготовление крупноразмерных элементов.

Лит.: СН и П, ч. 3, разд. В, гл. 4, М., 1963; Поляков С. В. и Фалевич В. Н., Каменные конструкции, М., 1960; Дмитриев А. С. и Семенцов С. А., Каменные и армокаменные конструкции, М., 1958.