Технология строительного производства (стр. 22 )

РАЗДЕЛ 4 ЗАДАЧИ ПО КАМЕННОЙ КЛАДКЕ

4.1 Общие положения о каменной кладке

Примерно 60 % всех зданий строится с каменными стенами, 3/4 объема которых занимает мелкоблочная кладка из местных стро­ительных материалов.

В большинстве регионов применение этих материалов является более экономичным, чем применение индустриальных конструк­ций. Распространению каменных материалов способствуют такие их ценные свойства, как привлекательный внешний вид, проч­ность, огнестойкость и т. п. Поэтому, несмотря на некоторые не­достатки каменных конструкций (слабая сопротивляемость растя­гивающим и изгибающим нагрузкам, большая масса, сравнительно высокая теплопроводность и трудоемкость выполнения из-за слож­ности механизации работ), объем каменного строительства неуклонно возрастает.

В настоящее время при возведении каменных построек в ос­новном применяют камни, удобные для укладки, т. е. массой 4... 5 кг, а в качестве вяжущего материала используют цемент. Кам­ням придают такую форму, которая обеспечивает более плотное их прилегание друг к другу — форму параллелепипеда.

Правильную разрезку кладки затем стали называть правилами разрезки. Были установлены три основных правила разрезки кладки.

Первое правило разрезки (рисунок 4.1) устанавливает, что кладку необходимо вести рядами, которые ограниченны плоскостями перпендикулярными к направлению действующих сил, или перпендикуляр к которым составил бы с направлением действующих сил угол ? = (15 – 17) 0. Если сила (Р) будет приложена под меньшим углом к постели, то возникнет горизонтальной усилие стремящееся сдвинуть камень. Сдвигу препятствует сила f Р1 = f Р Cos?, где f – коэффициент трения.

Положение камня устойчивое, когда Р2 = Р Sin? ? f Р Cos?. После преобразования получим: tg? ? f. Однако, f = tg?, где ? – угол трения камня по камню и равен (30 – 35)0. Тогда получим tg? ? tg?. При малых углах тангенсы углов так же равны, отсюда имеем ? ? f. Значить ? должен быть меньше (30-35)0. С учетом коэффициента запаса ? меньше (15- 17)0.

Второе правило разрезки (рисунок 4.2) предусматривает, что деле­ние кладки в пределах каждого ряда необходимо производить си­стемой плоскостей (вертикальных швов), перпендикулярных по­стелям камней. Поперечные швы должны быть перпендикулярны наружной поверхности кладки, а продольные швы — парал­лельны ей. В кладке не должно быть клиновидных камней (вклю­чений), которые под действием нагрузки могут раздвинуть со­седние камни и нарушить целостность конструкции.

Рисунок 4.1 – Схема расчета каменной         кладки на сдвигающие и сжимающие усилия

Рисунок 4.2 – Схема расчета каменной         кладки на сдвигающие  нормальные усилия при наличии камней клиновидной формы

Третье правило разрезки (рисунок 4.3) устанавливает, что вертикаль­ные швы должны быть перекрыты (перевязаны) камнями через каждый ряд кладки, поскольку при совпадении вертикальных швов массив кладки представляет собой ряд столбов, находящихся под нагрузкой отдельно, что может привести к их расслоению и раз­рушению.

Рисунок 4.3 – Схема расчета каменной         кладки на сдвигающие  нормальные усилия при отсутствии перевязки вертикальных швов

Каменные конструкции выполняют из природных или искус­ственных камней. Природные каменные материалы могут исполь­зоваться после предварительной обработки: колотыми и тесан­ными из твердых пород камня (гранит, мрамор и др.), пиленны­ми из мягких пород (туф, ракушечник), а также в необработан­ном виде: из рваного и постелистого бутового камня (известня­ка, песчаника), окатанного булыжного камня и других горных пород.

Из искусственных каменных материалов наиболее широкое применение получили: кирпич глиняный полнотелый, пористый, пустотелый и пористо-пустотелый; кирпич глиняный лицевой и силикатный; пустотелые и поризованные керамические камни; мелкие бетонные и керамические блоки, масса которых допуска­ет их укладку вручную.

В зависимости от вида применяемых каменных материалов клад­ка носит названия: кирпичная (сплошная и облегченная), мелко­блочная (из керамических и бетонных камней), тесовая, бутовая и бутобетонная. Разновидностями сплошной кирпичной кладки являются армированная, декоративная и кладка с облицовкой.

Для повышения прочности кладки и придания ей монолитно­сти камни скрепляют между собой раствором. Прослойка раство­ра способствует равномерному распределению усилий между кам­нями и предохраняет кладку от продувания и проникания влаги. Зазоры между смежными камнями, заполненные раствором, на­зывают швами, а грани камней – постелью, ложком и тычком. Установлена средняя толщина горизонтальных швов 12 мм, вертикальных – 10 мм.

Ряд кладки, выложенный наружу ложками, является ложковым, а тычками – тычковым. Наружный и внутренний ряды на­зываются соответственно наружной и внутренней верстами, а за­полнение между ними забуткой. При перерывах в кладке оставля­ется прямая или убежистая штрабы.

Если проектом предусмотрено оштукатуривание стены, то для лучшего сцепления штукатурки и кладки швы снаружи не запол­няют раствором на глубину 10... 15 мм. Такая кладка носит назва­ние кладки впустошовку. Если штукатурка или облицовка кладки не предусмотрены, то кладку ведут под расшивку, т. е. с полным заполнением швов и последующей их обработкой (расшивкой).

Для кладки используют целые кирпичи, трехчетвертки, поло­винки и четвертки («собачки»). В связи с желательной укладкой в стену плашмя как можно большего количества целых кирпичей без расколки на части толщина кирпичной стены принимается кратной половине длины кирпича: '/2 кирпича (120 мм), 1 кир­пич (250 мм), 1,5 кирпича (380 мм), 2 кирпича (510 мм), 2,5 кир­пича (640 мм), 3 кирпича (770 мм).

Стены могут быть сплошными (без проемов) и с проемами. Сплошные стены без конструктивных элементов и архитектурных деталей называются гладкими. Основные элемен­ты кладки показаны на рисунке 4.4

Рисунок 4.4 – Основные конструктивные элементы кладки:

1 – пилястры; 2 – конфорсы; 3 – пилоны; 4 – обрез кладки; 5 – поясок;

6 – сандрик; 7– карниз; 8 – борозды; 9 – ниши; 10 – простенки;

11 – притолоки; 12 – бобышки

Кладку начинают и заканчивают тычковыми рядами, ведут с обязательной перевязкой вертикальных швов. С наружной сторо­ны стены ряды кладки могут чередоваться: тычковые с тычковы­ми; ложковые с ложковыми; ложковые с тычковыми; тычковые со смешанными и одни смешанные.

В зависимости от количества ложковых рядов, не перекрытых тычковыми, кладку называют одно-, двух-, трех - и пятирядной. Чем больше смежных ложковых рядов, тем кладка менее прочна и менее трудоемка, поскольку возрастает число продольных вер­тикальных рядов и уменьшается количество кирпичей, которые подвергаются колке на части.

Распространены следующие системы перевязки. Однорядная система подразумевает чередование тычко­вых рядов с ложковыми. Разновидности однорядной системы пе­ревязки следующие:

цепная, при которой через ряд по высоте кладки располо­жение всех швов повторяется и образуется рисунок в виде це­почки; крестовая (русская) отличается от цепной тем, что швы лож­ковых рядов сдвигаются по вертикали; кладка отличается высо­кой прочностью. Название кладки связано с наличием рисунка на фасаде в виде креста; раньше была широко распространена в России; голландская (фламандская), при которой в ложковый ряд че­рез кирпич вставляется тычок. Кладка не отличается высокой проч­ностью, но имеет привлекательный внешний вид; готическая выполняется как голландская, но без тычковых ря­дов. Кладка с такой перевязкой относится к декоративным: свое название получила в связи с распространением при возведении католических храмов в период распространения в Европе готи­ческого стиля в архитектуре.

На разрезе стены при однорядной перевязке видно, что все вертикальные швы перевязаны (рисунок 4.5,к).

Двухрядная система перевязки имеет следующие разно­видности:

английская, отличающаяся высокой сопротивляемостью гори­зонтальным сдвигающим усилиям, применяется при возведении конструкций в местах возможных горизонтальных нагрузок, при кладке печей и труб;

с вставными тычками, характеризующаяся большой сопротив­ляемостью сдвигу; используется при кладке подпорных стенок и других сооружений, где кладка подвергается сдвигу.

Трехрядная система перевязки применяется при кладке стен из пустотелого кирпича, а также при возведении из полноте­лого кирпича узких простенков и столбов.

Пятирядная (американская) система перевязки наи­более широко распространена, поскольку при этой системе укла­дывается большее количество целых (неколотых) кирпичей. По этой причине повышается производительность труда, но проч­ность кладки оказывается ниже из-за наличия сквозных продоль­ных вертикальных швов на пять рядов кладки.

Рисунок 4.5 – Распространенные системы перевязки кладки:

а, б, в, г – однорядная: соответственно цепная, крестовая, голландская, готи­ческая; д – двухрядная английская; е – то же, с вставными тычками; ж – трехрядная; з – пятирядная; и – разрез стены при пятирядной перевязке; к – разрез стены при однорядной перевязке; л, м – раскладка кирпичей в углах при однорядной и пятирядной системах перевязки; 1… 6 – номера рядов

Сейчас кирпич, боковые грани которого офактурены под ке­рамическую плитку, вновь стал применяться в качестве каменно­го материала для наружной (фасадной) версты. Для основного массива кладки рекомендуется применять пустотелый глиняный поризованный кирпич пустотностью до 42 % и крупноформатные поризованные керамические камни пустотностью до 51 %.

Выпускаются кирпич и камни марок М50, М75, М100, М125, М150, М175, М200, М250, М300. Кирпичи с горизонтальным рас­положением пустот могут быть марок М25, М35, М50. Допускае­мые отклонения в размерах кирпича по длине ±(5...7) мм, по ширине ±(4...5) мм, по высоте +(3...4) мм.

Прочность каменных конструкций существенно зависит от проч­ности кладки:

,

(4.1)

где: А — коэффициент, зависящий от прочности камня; Rp — проч­ность раствора; RK — прочность камня.