1. Правила разрезки, прочность, устойчивость, напряженное состояние каменной кладки.
Кладка —это конструкция, состоящая из природных или искусственных камней, которые уложены на растворе по определенным правилам.
Правила разрезки кладки
требуют, чтобы: камни (кирпич, бетонные, силикатные или керамические камни, природные камни и др.) укладывались горизонтальными рядами перпендикулярно силам, действующим на кладку; уложенные кирпичи, камни, блоки и другие отделялись один от другого продольными и поперечными швами; вертикальные швы смежных рядов, как правило, были смещены один относительно другого, т. е. перевязаны. Смещение швов в кладке обеспечивается чередованием кирпичей, уложенных ложком 1, т. е. обращенных к поверхности стены длинной боковой гранью, и кирпичей, уложенных тычком 2, — обращенных к поверхности стены короткой гранью.
Рис. 1. Виды каменной кладки и ее элементы:
а — из кирпича, б — из керамического камня, в — из мелких блоков; 1 — кирпич» уложенный ложком, 2 — кирпич, уложенный тычком, 3 — вертикальный поперечный шов, 4 — вертикальный продольный шов, 5 — горизонтальные швы, 6 — тычковая верста. 7 —ложковая верста, 8 — забутка
Рис. 2. Распределение давления в кладке (показано стрелками):
1 — железобетонная подушка, распределяющая нагрузку, 2 — железобетонная балка с сосредоточенной нагрузкой
Рис. 3. Напряженное состояние кладки при возрастающей нагрузкой:
а — образование трещин в отдельных кирпичах, б — разделение кладки на отдельные столбики, в — выпучивание и разрушение конструкции; 1—трещины, 2 — железобетонная подушка, 3 — железобетонная балка, 4 — разрушающаяся кладка
Ряды кладки в зависимости от места нахождения каменщика образуют наружную или внутреннюю версту. Кирпичи или камни между наружной и внутренней верстами называют забуткой.
Соблюдение правил перевязки обеспечивает совместную работу уложенных камней и равномерное распределение давления в кладке (рис. 2) от силы тяжести кладки и опирающихся на нее других конструктивных элементов.
Прочность — способность кладки сопротивляться действию внешних сил, вызывающих деформации и внутренние напряжения в материале. Прочность каменной кладки зависит от вида каменных материалов, раствора, соблюдения правил разрезки кладки и качества выполненных работ.
Устойчивость — способность кладки не изменять своего положения при действии горизонтальных (ветровых и др.) нагрузок. Это свойство требует ограничения высоты кладки в зависимости от ее толщины и величины ветровых нагрузок. Например, кладка толщиной 250 мм при ветровом давлении 400 Па ограничена предельной высотой 2,25 м.
Силы, действующие на кладку, создают в ней напряженное состояние. При значительной внешней нагрузке в отдельных кирпичах появляются вертикальные трещины (рис. 3, а). Дальнейшее увеличение нагрузки приводит к разделении) кладки на отдельные столбики (рис. 3, б); кладка окончательно разрушается из-за выпучивания этих столбиков (рис. 3, в) в результате потери ими устойчивости.
2. Влияние свойств раствора на прочность кладки
На прочность кладки влияют марка раствора, толщина и равномерная плотность швов.
Марка (несущая способность) раствора. Горизонтальные швы, выполненные из растворов низких марок, при сжатии получают поперечное расширение. У растворов высоких марок такая деформация меньше и, следовательно, прочность кладки выше.
Толщина швов. При увеличении толщины швов уменьшается прочность кладки. Это вызвано тем, что прочность раствора меньше, чем прочность материала, из которого выполнена кладка. Однако если толщину швов уменьшить, то прочность кладки не повысится. Это объясняется следующим образом. Кирпичи и камни, уложенные на тонкий слой раствора, неровностями своих граней касаются один другого. В этих местах камни работают не на сжатие, а на изгиб (кирпич обладает малым сопротивлением изгибу), что и вызывает снижение несущей способности кладки. При толщине горизонтальных швов 10... 15 мм неровности граней не влияют на клададу, так как уложенные ряды камней в ней работают на сжатие, что повышает ее прочность.
Плотность швов. Равномерная толщина швов зависит от пластичности раствора (эталонный конус погружается в раствор на глубину 8 ... 14 см). Чем пластичнее растворная смесь, тем легче каменщику выполнять шов одинаковой толщины. Предварительное осаживание укладываемых камней на растворную смесь уплотняет шов и повыщает прочность кладки. Недостаточное заполнение раствором вертикальных швов значительного влияния на прочность кладки не оказывает, но снижает ее теплоизоляционные свойства.
Прочность кладки. Оконные и дверные проемы ослабляют кладку. Нагрузка от вышележащих рядов (ярусов кладки) перераспределяется на другие участки (простенки). Для повышения несущей способности перегруженные участки кладки усиливают арматурой.
Рис. 4. Элементы каменных стен:
1 — цоколь, 2 — кордон (верхний обрез цоколя), 3 — угловой простенок, А — оконный проем, 5 — перемычка, 6 — простенок
3. Влияние свойств каменных материалов на прочность кладки:
Прочность каменной кладки зависит не только от свойств ран створов, но и от свойств каменных материалов.
Прочность (марка). С повышением марки кирпича, камня, блока прочность кладки возрастает.
Размеры и форма. Кладка из каменных материалов, имеющих большие размеры (высоту), оказывается более прочной. Например, прочность кладки из утолщенного кирпича толщиной 88 мм по сравнению с кладкой из керамического кирпича при одинаковой марке увеличивается за счет уменьшения числа горизонтальных швов. Использование в кладке камней правильной формы также увеличивает ее прочность. Кладка из каменных материалов с неровной поверхностью и различной высотой имеет неравномерную толщину швов, что снижает прочность кладки.
Сцепление камней с раствором. При кладке в сухую и жаркую погоду кирпич, керамические и природные камни поливают водой. Это увеличивает силу сцепления между камнем и раствором и повышает прочность кладки.
