15.1. Элементы и правила каменной кладки

Каменная кладка подразделяется на кладку из обыкновенного глиняного кирпича, силикатного кирпича, легкобетонных, керамических и природных камней.

При выборе материалов учитываются различные факторы (эстетический, экономический и др.), а также нормативно-технические требования. Например, цокольная часть зданий должна выполняться из полнотелого глиняного кирпича. Применение для этих целей силикатного или пустотелого кирпича не допускается.

Все грани естественных и искусственных камней прямо­угольной формы имеют свои названия. Верхняя и нижняя грани называются соответственно верхним и нижним постелью (плашком), длинная боковая грань - ложком, короткая - тычком.

Ряд камней, уложенных вдоль стены ложком, называется ложковым, а тычком - тычковым. Крайние ряды камней в ряду кладки, образующие лицевую поверхность кладки, называются верстой, внутренние (уложенные между верстами) - забуткой.

Версты делятся на наружные, расположенные со стороны фасада здания, и внутренние - изнутри здания.

При кладке могут использоваться как целые кирпичи и камни, так и их части, получаемые колкой или теской, кратные четверти длины целого. Они имеют соответствующие названия: четвёртка, половинка, трехчетвёртка

Каменная кладка может быть различной степени сложности. Стены выполняют с проемами и без них (глухими). Они могут иметь напуски - выступы кирпича на лицевую поверхность, пояски - напуск нескольких рядов кладки, обрезы - видимое с фасада уменьшение толщины кладки, уступы - смещение плоскости кладки от основной плоскости стены и другие детали. Могут также устраиваться ниши - углубления в стене, кратные половине камня, или пилястры - выступы в виде вертикальных прямоугольных столбов, выкладываемые вперевязку со стеной.

Углубления в стене для размещения трубопроводов, электрических кабелей и прочих скрытых проводок называются бороздами. После монтажа проводок их заделывают заподлицо с плоскостью стены.

Места временного вынужденного обрыва кладки (в основном - на смежных захватках или в местах примыканий стен) – штрабы, выкладывают так, чтобы при возобновлении работ обеспечить перевязку новой части кладки с ранее возведенной. Штрабы могут быть выполнены по-разному. Бывают наклонные – убежные и вертикальные.

Раствор, находящийся между смежными камнями, образует шов. Прочность раствора меньше прочности каменного материала, поэтому с увеличением толщины шва уменьшается прочность кладки. Кроме того, при перерасходе раствора, из-за его увеличенной по сравнению с кирпичом эксплуатационной влажности, возведенная стена по теплотехническим и комфортно-климатическим условиям уступает стене с тонким швом. Нормативная толщина горизонтальных швов кладки из кирпича и камней правильной формы должна составлять 12 мм (допускается от 10 до 15 мм), вертикальных швов - 10±2 мм.

Рис.15.1. Элементы и обрывы кладки:

а - элементы кладки; б - части кирпича (целый; трехчетвёртка; половинка; четвёртка); в, г - убежные штрабы; д - вертикальная штраба в месте примыкания другой стены; е - то же, на прямом участке; 1 - кирпич, уложенный тычком; 2 - горизонтальный шов;

3 - вертикальный поперечный шов; 4 - забутка; 5 - кирпич, уложенный ложком; 6 - вертикальный продольный шов.

Степень заполнения швов кладки раствором зависит от последующей отделки стен. Если наружные поверхности стен не оштукатуриваются, то кладку ведут с полным заполнением шва. Излишек раствора при этом выдавливается кирпичом на лицевую сторону стены и подрезается мастерком – кладка выполняется вподрезку. Ей можно придать любую форму: выпуклую, вогнутую, прямоугольную, треугольную и другую, применяя расшивки с различными очертаниями рабочих частей. Такая кладка называется под расшивку.

Если же стена в дальнейшем оштукатуривается или облицовывается, то для лучшей связи штукатурного или облицовочного слоя с кладкой швы примерно на глубину 1 см не заполняются раствором. Такая кладка называется впустошовку.

Толщина кладки стен назначается кратной половине кирпича или камня: ¹/₂; 1; 1¹/₂; 2; 2¹/₂; 3.

Толщина стен назначается с учетом вертикальных швов.

Поэтому толщина кирпичной стены

в один кирпич равна длине кирпича - 25 см;

в полтора кирпича (25 + 1 + 12) - 38 см;

в два кирпича (25+1+25) - 51 см;

в два с половиной кирпича (25+1+25+1+12) - 64 см и т.д.

Высота рядов кладки складывается из высоты камней (кирпича) и толщины горизонтальных швов.

Высота рядов кладки из кирпича толщиной 65 мм с учетом средней толщины шва 12 мм будет составлять 77 мм, из кирпича высотой 88 мм (88+12) - 100 мм.

Правила каменной кладки.

Каменная кладка должна выполняться с соблюдением следующих правил.

1-е правило. Каменную кладку необходимо вести рядами, параллельными между собой и перпендикулярными к направлению действующей нагрузки (так как камень и растворы хорошо работают на сжатие, а на изгиб и сдвиг - плохо).

2-е правило. Швы, разграничивающие камни, должны быть взаимно перпендикулярны и перпендикулярны к постели. При этом одна система плоскостей должна быть перпендикулярна к лицевой поверхности кладки, другая - параллельна ей. Отклонения приводят к образованию клина и сдвигающих усилий.

3-е правило. Вертикальные швы в смежных рядах кладки должны перекрываться камнями вышележащих рядов, т.е. должны быть перевязаны. В противном случае нагрузка на кладку не распределяется на всю конструкцию, швы могут расшириться, а кладка разрушиться.

Перевязка кладки считается достаточной, если составляет, а>0,4h, (где h – высота камня), но не менее 45 мм.

Определенный порядок в укладке камней называется системой перевязки.

Для обеспечения монолитности стены кладку ведут с перекрытием вертикальных швов в каждом последующем ряду. Допускается вариант, когда вдоль стены кладку можно перевязывать в каждом ряду, а поперек стены - только через несколько рядов.

При проектировании конструкции учитываются все возможные нагрузки на кладку, производятся соответствующие расчеты с проверкой на прочность (от вертикальных нагрузок) и устойчивость (от горизонтальных нагрузок) и назначаются параметры кладки. В рабочих чертежах указываются не только форма и размеры кладки, но и марки каменных материалов и раствора. На прочностные характеристики кладки оказывают влияние все ее компоненты: марки кирпича или камня и раствора, толщина и плотность швов, форма и размеры кладки.

Кроме того, конструкция кладки должна соответствовать экологическим и тепло- и звукоизоляционным требованиям. Поэтому, для конструкций наружных стен, кроме проверки на прочность и устойчивость, проводится теплотехнический расчет и определяются границы «точки росы». Другие характеристики кладки должны соответствовать действующим нормативно-техническим документам.

Из-за неровностей постели камня, неодинаковой толщины и плотности горизонтальных швов кладки (что зависит от тщательности перемешивания раствора, степени разравнивания и обжатия его при укладке камня, условий твердения, различных упругопластичных свойств раствора и камня и др.) в каменной кладке возникает сложное напряженное состояние и отдельные камни (кирпичи) работают не только на сжатие, но и на изгиб, на растяжение, срез и местное сжатие.

Поэтому очевидно, что прочностные характеристики кладки зависят от квалификации рабочего, выполняющего ее. Установлено, что кладка, выполненная высококвалифицированным каменщиком, прочнее (на 20--30%), чем выполненная рабочим средней квалификации.

На кладку действуют не только вертикальные нагрузки, но и горизонтальные, например ветровые. Способность кладки сохранять свое проектное положение при их действии называется устойчивостью. Чем больше толщина кладки и меньше ее высота, ниже ветровые нагрузки на данной местности, тем выше устойчивость кладки. По действующим нормам высота возведения свободно стоящих каменных стен (без укладки перекрытий или покрытий) не должна превышать значений, указанных в табл. 1.5.1.

Таблица 15.1.

Предельная высота возведения свободно стоящих каменных стен (без укладки перекрытий или покрытий)

Толщина стен, см	Плотность кладки (объемный вес), кг/м3	Допустимая высота стен, м, при скорости ветра, м/с
		До 15	21	27	40
25	Более 1600 1300-1600 1000-1300	3,8 3 2,3	2,6 2,1 1,6	1,6 1,4 1,3	- - -
38-40	Более 1600 1300-1600 1000-1300	5,2 4,8 4,5	4,7 4,3 4	4 3,1 2,4	1,7 1,5 1,3
50-52	Более 1600 1300-1600 1000-1300	6,5 6,3 6	6,3 6 5,7	6 5,6 4,3	3,1 2,5 2
60-64	Более 1600 1300-1600 1000-1300	7,7 7,4 7	7,4 7 6,6	7 6,5 6	4,3 3,5 2,7