Кладка двухслойных и многослойных стен с гибкими связями между облицовочным и основным слоями производится посредством Z-образных связей, размещаемых через три ряда лицевого кирпича (в каждом горизонтальном шве крупноформатных камней).
При этом должно обеспечиваться смещение вертикальных швов наружного слоя кирпича относительно внутренних швов основного слоя из крупноформатных камней. Примеры раскладки камней и лицевого кирпича для основных типов кладки с указанием особенностей перевязки наружных углов, дверных проемов и простенков приведены на рис.7-9.
Рис.7. Двухслойная кладка из крупноформатных камней с облицовкой из лицевого кирпича при перевязке основного и облицовочного слоев через 2 ряда камней (высота этажа 3,0 м)
Рис.8. Многослойная кладка из крупноформатных камней с облицовкой из лицевого кирпича, гибкими связями и слоем эффективного утеплителя
Рис.9. Двухслойная кладка из крупноформатных камней с облицовкой из лицевого кирпича при перевязке основного и облицовочного слоев через 2 ряда камней
Перевязка внутренних и наружных стен
Сопряжения наружных и внутренних стен следует осуществлять перевязкой кладки из камней (наружной стены) и изделий (кирпича, камня) внутренней стены, а также применением металлических анкеров.
В качестве металлических анкеров могут использоваться металлические скобы Ø 4-6 мм, Т-образные анкеры из полосовой стали толщиной 4 мм или сварные сетки из арматуры диаметром 4-6 мм. Связи между продольными и поперечными стенами должны быть установлены не менее чем в двух уровнях в пределах одного этажа.
Крепление перегородок к стенам допускается Т-образными анкерами или металлическими скобами, которые укладываются в стену в уровне горизонтальных швов перегородок и стен. Металлические скобы и анкеры должны изготавливаться из нержавеющей или обыкновенной стали с антикоррозионным покрытием.
При устройстве обрезов в кладке, жестко связанной с облицовкой, в пределах выступающей части стены по всей ее толщине в проекте следует предусматривать укладку у обреза арматурных сеток не менее чем в трех швах.
Опирание элементов конструкций на кладку
Глубина опирания междуэтажных железобетонных плит перекрытий и плит покрытия на стены должна быть не менее 120 мм. Для уменьшения эксцентриситета нагрузки от плиты перекрытия на стены в местах опирания рекомендуется прокладывать арматурную сетку Ø 5 мм с размерами ячейки 70х70 мм.
Под опорными участками элементов, передающих местные нагрузки на кладку, следует предусматривать слой раствора толщиной не более 15 мм, что должно быть указано в проекте.
В местах приложения местных нагрузок в случае, когда это требуется по расчету на смятие, следует предусматривать установку распределительных плит толщиной, кратной толщине рядов кладки, но не менее 150 мм, армированных по расчету двумя сетками с общим количеством арматуры не менее 0,5 % объема бетона.
При опирании ферм, балок покрытий, подкрановых балок и т.п. на пилястры следует предусматривать связь распределительных плит на опорном участке кладки с основной стеной. Глубина заделки плит в стену должна составлять не менее 120 мм.
Выполнение кладки, расположенной над плитами, следует предусматривать непосредственно после установки плит. Предусматривать установку плит в борозды, оставляемые при кладке стен, не допускается.
При местных краевых нагрузках, превышающих 80 % расчетной несущей способности кладки при местном сжатии, следует предусматривать армирование опорного участка кладки сетками из стержней диаметром не менее 3 мм с размером ячейки не более 60х60 мм, уложенными не менее чем в трех верхних горизонтальных швах.
При передаче местных нагрузок на пилястры участок кладки, расположенный в пределах 1 м ниже распределительной плиты, следует армировать через три ряда кладки сетками, указанными в настоящем пункте. Сетки должны соединять опорные участки пилястр с основной частью стены и заделываться в стену на глубину не менее 120 мм.
Общий вынос карниза, образованного напуском рядов кладки, не должен превышать половины толщины стены. При этом вынос каждого ряда не должен превышать 1/3 длины камня или кирпича.
Для кладки карнизов с выносом менее половины толщины стены и не более 200 мм применяются те же растворы, что и для кладки верхнего этажа. При большем выносе кирпичных карнизов марка раствора для кладки должна быть не ниже 50.
Карнизы и парапеты при недостаточной их устойчивости должны закрепляться анкерами, заделываемыми в нижних участках кладки. Расстояние между анкерами не должно превышать 2 м, если концы анкеров закрепляются отдельными шайбами. При закреплении концов анкеров за балку или за концы прогонов расстояние между анкерами может быть увеличено до 4 м. Заделка анкеров должна располагаться не менее чем на 150 мм ниже того сечения, где они требуются по расчету.
При железобетонных чердачных перекрытиях концы анкеров следует заделывать под ними. При сборных карнизах из железобетонных элементов в процессе возведения должна быть обеспечена устойчивость каждого элемента.
Анкеры должны располагаться, как правило, в кладке на расстоянии в 1/2 кирпича от внутренней поверхности стены. Анкеры, расположенные снаружи кладки, должны быть защищены слоем цементной штукатурки толщиной 30 мм (от поверхности анкера).
При кладке на растворах марки 10 и ниже анкеры должны закладываться в борозды с последующей заделкой их бетоном.
Требования к наружным стенам
Конструктивные решения наружных стен должны обеспечивать требуемые прочность и устойчивость при возведении, эксплуатации, а также при транспортировании и монтаже элементов сборных конструкций. Несущая способность стен устанавливается расчетом по СНиП II-22-81 и должна обеспечиваться при их выполнении из всех видов стеновых материалов.
Теплотехнические показатели наружных стен, в частности, приведенное сопротивление теплопередаче, сопротивление воздухопроницанию, теплоустойчивость, температура внутренней поверхности, сопротивление паропроницанию должны соответствовать требованиям СНиП 23-02-2003 или ТСН в зависимости от назначения здания и градусо-суток отопительного периода.
Температура внутренней поверхности наружных стен в местах теплопроводных включений, а также на участках их сопряжений с другими ограждающими и несущими конструкциями должна быть не менее температуры точки росы при расчетных значениях температур наружного и внутреннего воздуха.
При проектировании зданий и сооружений следует предусматривать мероприятия, обеспечивающие возможность возведения их в зимних условиях.
Несущая способность стен
Несущую способность наружных стен из крупноформатных камней и кирпича определяют в соответствии с требованиями СНиП II-22-81 и «Пособия по проектированию каменных и армокаменных конструкций (к СНиП II-22-81)».
Предел прочности кладки при сжатии Ru зависит от прочности камня (марки камня), размеров камня, наличия и размеров пустот, прочности строительного раствора, удобоукладываемости (подвижности) раствора, упругопластических свойств (деформативности) затвердевшего раствора, качества кладки, перевязки, сцепления раствора с камнем, степени заполнения вертикальных швов кладки. Решающее значение для прочности кладки имеют прочность камня и раствора, размеры и форма камня.
Исходной характеристикой при определении расчетных сопротивлений кладки R является ее средний предел прочности при заданных физико-механических характеристиках камня и раствора, при качестве, соответствующем практике массового строительства.
Ожидаемый предел прочности кладки (временное сопротивление сжатию) устанавливается по средним значениям, полученным при испытании образцов кладки размерами в плане 380х510 мм, высотой 1100-1200 мм.
Расчетные сопротивления R сжатию кладки из керамических крупноформатных камней пустотностью 48-50 % с вертикальными пустотами шириной 8-10 мм при высоте ряда кладки 200-250 мм на тяжелых растворах следует принимать в соответствии с табл.4. Промежуточные значения вычисляются интерполяцей. Характеристики кладки с использованием камней формата 2 НФ – по табл.5
Таблица 4
Расчетные сопротивления кладки сжатию (выдержка из СНиП II-22-81)
Таблица 5
Расчетные сопротивления кладки сжатию для камней 2 НФ
Расчет наружных стен из крупноформатных керамических пустотелых камней на вертикальные нагрузки следует производить в соответствии с требованиями СНиП II-22-81. Этажность зданий должна определяться расчетом на прочность и устойчивость.
При расчете на осевое и внецентренное сжатие в расчетных формулах следует принимать площадь сечения камня F брутто – без вычета площади пустот.
Расчет элементов с сетчатым армированием следует производить в соответствии со СНиП II-22-81.
Расчет поперечных или продольных стен, обеспечивающих устойчивость и прочность здания при ветровых нагрузках, следует производить согласно указаниям «Пособия по проектированию каменных и армокаменных конструкций» (к СНиП II-22-81).
Усилия, возникающие при действии ветровых нагрузок, суммируются с усилиями от вертикальных нагрузок и не должны превышать расчетных предельных усилий, определяемых при расчетных сопротивлениях, указанных выше.
Рекомендации по выбору марки раствора и камня в зависимости от этажности и толщины стены приведены в табл.6. По заданным параметрам толщины стены и этажности выбирается напряжение в кладке σ.
Сопротивление сжатию кладки на растворах марок от 4 до 50 следует уменьшать, применяя понижающие коэффициенты: 0,85 - для кладки на жестких цементных растворах (без добавок извести или глины), легких и известковых растворах в возрасте до 3 мес; 0,9 - для кладки на цементных растворах (без извести или глины) с органическими пластификаторами.
Понижающие коэффициенты не применяют для кладки повышенного качества. Растворный шов кладки повышенного качества выполняют под рамку с выравниванием и уплотнением раствора рейкой. Марку раствора для обычной кладки и для кладки повышенного качества указывают в проекте.
По таблицам 3 и 5 выбираются марки камня и раствора исходя из условия σ < R.
При проектировании конкретных объектов необходимо выполнять расчеты кладки с учетом конструктивной схемы, высоты, геометрических размеров проемов, их кратности и пролетов.
Многослойные стены
При расчете многослойных стен связи между конструктивными слоями следует считать жесткими:
– при любом теплоизоляционном слое и расстояниях между осями вертикальных диафрагм из тычковых рядов кирпичей или камней не более 10 h и не более 1200 мм, где h - толщина более тонкого конструктивного слоя;
– при теплоизоляционном слое из монолитного бетона с пределом прочности на сжатие не менее 0,7 МПа (7 кгс/см²) или кладке из камней марки не ниже 10, при тычковых горизонтальных прокладных рядах, расположенных на расстояниях между осями рядов по высоте кладки не более 5h и не более 62 мм.
Гибкие связи следует проектировать из коррозионно-стойких сталей или сталей, защищенных от коррозии, а также из полимерных материалов. Суммарная площадь сечения гибких стальных связей должна быть не менее 0,4 см² на 1 м² поверхности стены.
Сечение полимерных связей устанавливается из условия равной прочности стальным связям.
Гибкие связи в многослойных стенах с утеплителем и с наружным облицовочным слоем из кирпича или камня должны обеспечивать возможность восприятия силовых, температурно-усадочных и осадочных деформаций по вертикали. Связи должны выполняться с закреплением в несущей стене и облицовочном слое путем отгибов.
Конструктивные требования к армированной кладке
Сетчатое армирование горизонтальных швов кладки допускается применять только в случаях, когда повышение марок кирпича, камней и растворов не обеспечивает требуемой прочности кладки и площадь поперечного сечения элемента не может быть увеличена.
Количество сетчатой арматуры, учитываемой в расчете столбов и простенков, должно составлять не менее 0,1 % объема кладки.
Арматурные сетки следует укладывать не реже, чем через 5 рядов кирпичной кладки из обыкновенного кирпича, через 4 ряда кладки из утолщенного кирпича и через 3 ряда кладки из керамических камней. Диаметр сетчатой арматуры должен быть не менее 3 мм. Диаметр арматуры в горизонтальных швах кладки должен быть, не более: 6 мм (при пересечении арматуры в швах) и 8 мм - без пересечения арматуры в швах.
Расстояние между стержнями сетки должно быть не более 120 и не менее 30 мм. Швы кладки армокаменных конструкций должны иметь толщину, превышающую диаметр арматуры не менее чем на 4 мм.
В целях повышения несущей способности облицованной кладки допускается ее армирование сетками. При армировании облицованной кладки сетки следует укладывать по всему сечению стены, включая облицовку.
В простенках многоэтажных зданий с жестким соединением облицовки и кладки, во всех этажах, где расчетная несущая способность используется на 90 % и более, следует предусматривать конструктивное армирование. В швы кладки и облицовки укладывают арматурные сетки из стали.
При этом должно обеспечиваться смещение вертикальных швов наружного слоя кирпича относительно внутренних швов основного слоя из крупноформатных камней. Примеры раскладки камней и лицевого кирпича для основных типов кладки с указанием особенностей перевязки наружных углов, дверных проемов и простенков приведены на рис.7-9.
Рис.7. Двухслойная кладка из крупноформатных камней с облицовкой из лицевого кирпича при перевязке основного и облицовочного слоев через 2 ряда камней (высота этажа 3,0 м)
Рис.8. Многослойная кладка из крупноформатных камней с облицовкой из лицевого кирпича, гибкими связями и слоем эффективного утеплителя
Рис.9. Двухслойная кладка из крупноформатных камней с облицовкой из лицевого кирпича при перевязке основного и облицовочного слоев через 2 ряда камней
Перевязка внутренних и наружных стен
Сопряжения наружных и внутренних стен следует осуществлять перевязкой кладки из камней (наружной стены) и изделий (кирпича, камня) внутренней стены, а также применением металлических анкеров.
В качестве металлических анкеров могут использоваться металлические скобы Ø 4-6 мм, Т-образные анкеры из полосовой стали толщиной 4 мм или сварные сетки из арматуры диаметром 4-6 мм. Связи между продольными и поперечными стенами должны быть установлены не менее чем в двух уровнях в пределах одного этажа.
Крепление перегородок к стенам допускается Т-образными анкерами или металлическими скобами, которые укладываются в стену в уровне горизонтальных швов перегородок и стен. Металлические скобы и анкеры должны изготавливаться из нержавеющей или обыкновенной стали с антикоррозионным покрытием.
При устройстве обрезов в кладке, жестко связанной с облицовкой, в пределах выступающей части стены по всей ее толщине в проекте следует предусматривать укладку у обреза арматурных сеток не менее чем в трех швах.
Опирание элементов конструкций на кладку
Глубина опирания междуэтажных железобетонных плит перекрытий и плит покрытия на стены должна быть не менее 120 мм. Для уменьшения эксцентриситета нагрузки от плиты перекрытия на стены в местах опирания рекомендуется прокладывать арматурную сетку Ø 5 мм с размерами ячейки 70х70 мм.
Под опорными участками элементов, передающих местные нагрузки на кладку, следует предусматривать слой раствора толщиной не более 15 мм, что должно быть указано в проекте.
В местах приложения местных нагрузок в случае, когда это требуется по расчету на смятие, следует предусматривать установку распределительных плит толщиной, кратной толщине рядов кладки, но не менее 150 мм, армированных по расчету двумя сетками с общим количеством арматуры не менее 0,5 % объема бетона.
При опирании ферм, балок покрытий, подкрановых балок и т.п. на пилястры следует предусматривать связь распределительных плит на опорном участке кладки с основной стеной. Глубина заделки плит в стену должна составлять не менее 120 мм.
Выполнение кладки, расположенной над плитами, следует предусматривать непосредственно после установки плит. Предусматривать установку плит в борозды, оставляемые при кладке стен, не допускается.
При местных краевых нагрузках, превышающих 80 % расчетной несущей способности кладки при местном сжатии, следует предусматривать армирование опорного участка кладки сетками из стержней диаметром не менее 3 мм с размером ячейки не более 60х60 мм, уложенными не менее чем в трех верхних горизонтальных швах.
При передаче местных нагрузок на пилястры участок кладки, расположенный в пределах 1 м ниже распределительной плиты, следует армировать через три ряда кладки сетками, указанными в настоящем пункте. Сетки должны соединять опорные участки пилястр с основной частью стены и заделываться в стену на глубину не менее 120 мм.
Общий вынос карниза, образованного напуском рядов кладки, не должен превышать половины толщины стены. При этом вынос каждого ряда не должен превышать 1/3 длины камня или кирпича.
Для кладки карнизов с выносом менее половины толщины стены и не более 200 мм применяются те же растворы, что и для кладки верхнего этажа. При большем выносе кирпичных карнизов марка раствора для кладки должна быть не ниже 50.
Карнизы и парапеты при недостаточной их устойчивости должны закрепляться анкерами, заделываемыми в нижних участках кладки. Расстояние между анкерами не должно превышать 2 м, если концы анкеров закрепляются отдельными шайбами. При закреплении концов анкеров за балку или за концы прогонов расстояние между анкерами может быть увеличено до 4 м. Заделка анкеров должна располагаться не менее чем на 150 мм ниже того сечения, где они требуются по расчету.
При железобетонных чердачных перекрытиях концы анкеров следует заделывать под ними. При сборных карнизах из железобетонных элементов в процессе возведения должна быть обеспечена устойчивость каждого элемента.
Анкеры должны располагаться, как правило, в кладке на расстоянии в 1/2 кирпича от внутренней поверхности стены. Анкеры, расположенные снаружи кладки, должны быть защищены слоем цементной штукатурки толщиной 30 мм (от поверхности анкера).
При кладке на растворах марки 10 и ниже анкеры должны закладываться в борозды с последующей заделкой их бетоном.
Требования к наружным стенам
Конструктивные решения наружных стен должны обеспечивать требуемые прочность и устойчивость при возведении, эксплуатации, а также при транспортировании и монтаже элементов сборных конструкций. Несущая способность стен устанавливается расчетом по СНиП II-22-81 и должна обеспечиваться при их выполнении из всех видов стеновых материалов.
Теплотехнические показатели наружных стен, в частности, приведенное сопротивление теплопередаче, сопротивление воздухопроницанию, теплоустойчивость, температура внутренней поверхности, сопротивление паропроницанию должны соответствовать требованиям СНиП 23-02-2003 или ТСН в зависимости от назначения здания и градусо-суток отопительного периода.
Температура внутренней поверхности наружных стен в местах теплопроводных включений, а также на участках их сопряжений с другими ограждающими и несущими конструкциями должна быть не менее температуры точки росы при расчетных значениях температур наружного и внутреннего воздуха.
При проектировании зданий и сооружений следует предусматривать мероприятия, обеспечивающие возможность возведения их в зимних условиях.
Несущая способность стен
Несущую способность наружных стен из крупноформатных камней и кирпича определяют в соответствии с требованиями СНиП II-22-81 и «Пособия по проектированию каменных и армокаменных конструкций (к СНиП II-22-81)».
Предел прочности кладки при сжатии Ru зависит от прочности камня (марки камня), размеров камня, наличия и размеров пустот, прочности строительного раствора, удобоукладываемости (подвижности) раствора, упругопластических свойств (деформативности) затвердевшего раствора, качества кладки, перевязки, сцепления раствора с камнем, степени заполнения вертикальных швов кладки. Решающее значение для прочности кладки имеют прочность камня и раствора, размеры и форма камня.
Исходной характеристикой при определении расчетных сопротивлений кладки R является ее средний предел прочности при заданных физико-механических характеристиках камня и раствора, при качестве, соответствующем практике массового строительства.
Ожидаемый предел прочности кладки (временное сопротивление сжатию) устанавливается по средним значениям, полученным при испытании образцов кладки размерами в плане 380х510 мм, высотой 1100-1200 мм.
Расчетные сопротивления R сжатию кладки из керамических крупноформатных камней пустотностью 48-50 % с вертикальными пустотами шириной 8-10 мм при высоте ряда кладки 200-250 мм на тяжелых растворах следует принимать в соответствии с табл.4. Промежуточные значения вычисляются интерполяцей. Характеристики кладки с использованием камней формата 2 НФ – по табл.5
Таблица 4
Расчетные сопротивления кладки сжатию (выдержка из СНиП II-22-81)
Таблица 5
Расчетные сопротивления кладки сжатию для камней 2 НФ
Расчет наружных стен из крупноформатных керамических пустотелых камней на вертикальные нагрузки следует производить в соответствии с требованиями СНиП II-22-81. Этажность зданий должна определяться расчетом на прочность и устойчивость.
При расчете на осевое и внецентренное сжатие в расчетных формулах следует принимать площадь сечения камня F брутто – без вычета площади пустот.
Расчет элементов с сетчатым армированием следует производить в соответствии со СНиП II-22-81.
Расчет поперечных или продольных стен, обеспечивающих устойчивость и прочность здания при ветровых нагрузках, следует производить согласно указаниям «Пособия по проектированию каменных и армокаменных конструкций» (к СНиП II-22-81).
Усилия, возникающие при действии ветровых нагрузок, суммируются с усилиями от вертикальных нагрузок и не должны превышать расчетных предельных усилий, определяемых при расчетных сопротивлениях, указанных выше.
Рекомендации по выбору марки раствора и камня в зависимости от этажности и толщины стены приведены в табл.6. По заданным параметрам толщины стены и этажности выбирается напряжение в кладке σ.
Сопротивление сжатию кладки на растворах марок от 4 до 50 следует уменьшать, применяя понижающие коэффициенты: 0,85 - для кладки на жестких цементных растворах (без добавок извести или глины), легких и известковых растворах в возрасте до 3 мес; 0,9 - для кладки на цементных растворах (без извести или глины) с органическими пластификаторами.
Таблица 6
Напряжения к кладке
Напряжения к кладке
Понижающие коэффициенты не применяют для кладки повышенного качества. Растворный шов кладки повышенного качества выполняют под рамку с выравниванием и уплотнением раствора рейкой. Марку раствора для обычной кладки и для кладки повышенного качества указывают в проекте.
По таблицам 3 и 5 выбираются марки камня и раствора исходя из условия σ < R.
При проектировании конкретных объектов необходимо выполнять расчеты кладки с учетом конструктивной схемы, высоты, геометрических размеров проемов, их кратности и пролетов.
Многослойные стены
При расчете многослойных стен связи между конструктивными слоями следует считать жесткими:
– при любом теплоизоляционном слое и расстояниях между осями вертикальных диафрагм из тычковых рядов кирпичей или камней не более 10 h и не более 1200 мм, где h - толщина более тонкого конструктивного слоя;
– при теплоизоляционном слое из монолитного бетона с пределом прочности на сжатие не менее 0,7 МПа (7 кгс/см²) или кладке из камней марки не ниже 10, при тычковых горизонтальных прокладных рядах, расположенных на расстояниях между осями рядов по высоте кладки не более 5h и не более 62 мм.
Гибкие связи следует проектировать из коррозионно-стойких сталей или сталей, защищенных от коррозии, а также из полимерных материалов. Суммарная площадь сечения гибких стальных связей должна быть не менее 0,4 см² на 1 м² поверхности стены.
Сечение полимерных связей устанавливается из условия равной прочности стальным связям.
Гибкие связи в многослойных стенах с утеплителем и с наружным облицовочным слоем из кирпича или камня должны обеспечивать возможность восприятия силовых, температурно-усадочных и осадочных деформаций по вертикали. Связи должны выполняться с закреплением в несущей стене и облицовочном слое путем отгибов.
Конструктивные требования к армированной кладке
Сетчатое армирование горизонтальных швов кладки допускается применять только в случаях, когда повышение марок кирпича, камней и растворов не обеспечивает требуемой прочности кладки и площадь поперечного сечения элемента не может быть увеличена.
Количество сетчатой арматуры, учитываемой в расчете столбов и простенков, должно составлять не менее 0,1 % объема кладки.
Арматурные сетки следует укладывать не реже, чем через 5 рядов кирпичной кладки из обыкновенного кирпича, через 4 ряда кладки из утолщенного кирпича и через 3 ряда кладки из керамических камней. Диаметр сетчатой арматуры должен быть не менее 3 мм. Диаметр арматуры в горизонтальных швах кладки должен быть, не более: 6 мм (при пересечении арматуры в швах) и 8 мм - без пересечения арматуры в швах.
Расстояние между стержнями сетки должно быть не более 120 и не менее 30 мм. Швы кладки армокаменных конструкций должны иметь толщину, превышающую диаметр арматуры не менее чем на 4 мм.
В целях повышения несущей способности облицованной кладки допускается ее армирование сетками. При армировании облицованной кладки сетки следует укладывать по всему сечению стены, включая облицовку.
В простенках многоэтажных зданий с жестким соединением облицовки и кладки, во всех этажах, где расчетная несущая способность используется на 90 % и более, следует предусматривать конструктивное армирование. В швы кладки и облицовки укладывают арматурные сетки из стали.
Автор А.Жуков
