Элементы стен.
Индивидуальный облик здания зависит от конструкции наружных стен, от расположения и размеров окон и других архитектурно-конструктивных элементов. На рис. ХХ показаны основные из них.
Цоколь – нижняя часть стены, лежащая непосредственно на фундаменте. Она в большей степени подвергается механическим и влажностным воздействиям; поэтому устраивается из более прочных и морозостойких материалов или таковыми облицовывается. Если цоколь выполнен из бетонных блоков меньшей толщины, чем верхняя часть стены, то такой цоколь называют подрезным.
Проемы – отверстия в стенах для окон и дверей. Боковые и верхнюю плоскости проемов называют откосами.
Простенок – часть стены между оконными или дверными проемами.
Перемычки – конструкции, перекрывающие проем сверху; они воспринимают нагрузку от вышележащего участка стены и передают на простенки. Перемычки выполняют из железобетонных, реже металлических балок или из камня, выложенного особым способом (рис. ХХ).
Карниз – горизонтальный выступ из плоскости стены. Различают следующие виды карнизов: венчающий – завершает верхнюю часть стены; пояски – разделяют по высоте фасадную часть стены; сандрики – устраивают над отдельными проемами и входом в здание.
Утолщения стен: пилястры – вертикальные выступы прямоугольного сечения; раскреповки – вертикальные утолщения протяженного участка стены.
Парапет – прямоугольное завершение верха стены, выступающей выше крыши. Фронтон – треугольная плоскость, ограниченная двумя скатами крыши и отделенная снизу карнизом.
Рис. ХХ Архитектурно-конструктивные элементы стен и детали проемов): 1 – цоколь; 2 – оконный проем; 3 – поясок (промежуточный карниз); 4 – сандрик (карниз над отдельным проемом); 5 - простенок; 6 – перемычка; 7 – венчающий карниз; 8 – пилястра; 9 – раскреповка; 10 –фронтон; 11 – парапет
А
Б
Рис. ХХ. Детали проема (А) и типы цоколя (Б): 1 – четверти; 2 – перемычки; 3 – откосы; 4 – простенок; а – цоколь из кирпича, облицованный плитами; б – цоколь из бетонных блоков, подрезкой
Эркер – выступающий объем из плоскости наружных стен.
Лоджия открытое с одной стороны помещение (ниша) на фасаде здания.
Балкон – площадка, выступающая за пределы плоскости стены и имеющая ограждение.
Стены ручной кладки из кирпича и из других мелкоштучных элементов
Каменная кладка – это конструкция из кирпичей или камней, уложенных на строительном растворе определенном порядке.
Материалом для каменных стен служат: – обожженная глина: кирпич полнотелый и пустотелый, керамические камни; – силикатная масса: силикатный кирпич; – бетон легкий и ячеистый (камни сплошные и пустотные); – естественные легкие камни: туф, известняк, песчаник и т.п.плотностью до 1800кг/м3.
К кирпичу относят изделия высотой до 88 мм. Изделия, превышающие указанную величину и укладываемые вручную, называются стеновыми камнями. Вес кирпича – до 4÷4,3 кг, камни – до 30 кг.
Рис. ХХ. Некоторые виды стеновых изделий: а - кирпич глиняный одинарный и утолщенный; б – кирпич глиняный с пустотами; з – естественный камень или бетонный; и – естественный камень; к – камень из ячеистого бетона
Каменную кладку выполняют на известковых, цементно-известковых, цементных и цементно-глиняных растворах.
Керамические и силикатные изделия изготавливают по прочности марок 75÷300, по морозостойкости – марок F15÷ F50. В зависимости от назначения кирпич изготавливают рядовым или лицевым.
Две наибольшие грани кирпича называют постелями, длинные боковые грани – ложками, короткие – тычками. Кладку выполняют горизонтальными рядами, укладывая камни плашмя, т.е. на постель; в отдельных случаях на ребро, то есть ложковую грань (кладка карнизов, облегченные кладки, тонкие перегородки). Ряд кладки из кирпичей, обращенных к наружной поверхности стены длинной боковой гранью, называют ложковым, а короткой гранью – тычковым. Крайние ряды кирпича или камней, образующие поверхность кладки, называют верстами. Кирпичи и камни, уложенные между наружной и внутренней верстами, называют забуткой.
Толщина горизонтальных швов – 10…15 мм, в среднем 12 мм; толщина вертикальных швов – 8 … 15 мм,в среднем 10 мм.
Толщину (ширину) каменной кладки согласуют с размерами применяемых камней. При размерах кирпича 250×120×65 мм и толщине вертикального шва 10 мм толщина стен составляет 250 мм, 380 мм, 510 мм и т.д.
Прочность конструкции стены обеспечивается: прочностью камня и раствора; укладкой камней с перевязкой вертикальных швов. При этом перевязка швов кладки предусмотрена не только в плоскости стены, но и в плоскости примыкающих к ней поперечных стен.
Система кладки (перевязки) – это порядок укладки камней (кирпичей) относительно друг друга. Наиболее распространенными являются многорядная и двухрядная (цепная) системы перевязки (рис. ХХ).
Рис. ХХ. Сплошная кладка: а и б – двухрядная и – многорядная из кирпича; в и г – то же, из камня; 1- тычок; 2 - ложок; 3 – постель
При многорядной системе кладки несколько уложенных с перевязкой в плоскости стены ложковых рядов перевязывают тычковым рядом (один тычковый ряд на 6 рядов кладки из одинарного кирпича или на 3 ряда из камней).
При повышенных требованиях к прочности стены применяют двухрядную систему, при которой ложковые и тычковые ряды чередуются. Двухрядная система является более трудоемкой.
Дополнительное повышение несущей способности каменной кладки дает её армирование горизонтальными сварными сетками, укладываемыми через 2÷5 рядов (диаметр арматуры 5÷8 мм). Этот прием используют для сильно нагруженных узких простенков в нижних этажах высотных зданий. Существенно повышает сопротивление кладки изгибу её вертикальное армирование.
Устойчивость каменных наружных стен обеспечивается их пространственным взаимодействием с внутренними несущими конструкциями – стенами и перекрытиями при соблюдении определенных пропорций в размерах элементов.
Для обеспечения пространственного взаимодействия наружные стены жестко связывают с внутренними стенами перевязкой кладки, а с перекрытиями – заведением последних в стены не менее чем на 100 мм, опиранием на слой раствора, соединением со стеной стальными анкерами. В многоэтажных зданиях предусматривают арматурные пояса в растворных швах под перекрытием, армопояса в уровне перекрытий. Шаг поперечных внутренних стен – диафрагм жесткости – зависит от качества кладки и конструкции перекрытия. В зданиях с перекрытиями по деревянным балкам он составляет 12 м, в зданиях с железобетонными плитными перекрытиями – 30÷40 м.
Долговечность каменных стен обеспечивается применением материалов с маркой морозостойкости, соответствующей климатическому району строительства. Допустимо также применение конструктивных мер в виде облицовки наружной поверхности стены морозостойкими материалами.
Сплошную кладку наружных стен в малоэтажных зданиях выполняют преимущественно из пустотелых керамических и легкобетонных камней или кирпича. При отсутствии легких материалов стены выполняют облегченной слоистой конструкции с применением полнотелого кирпича и эффективных утеплителей. На рис. ХХ показаны некоторые виды облегченных кладок.
На рис. ХХ а-д показаны кладки с расположением теплоизоляционных материалов внутри стены между двумя стенками-верстами из сплошной кладки. Для обеспечения совместной работы этих стенок через определенные интервалы по высоте предусматривают горизонтальные диафрагмы, которые делают из кирпича или армированных растворных швов. В качестве теплоизоляционного слоя применяют монолитный легкий бетон, легкобетонные камни и, насыпной керамзит (только для случаев г, д). Несущая способность облегченных кладоки показанных на рис. ХХ, б –д, ж позволяет применять их в зданиях до 4-х этажей. В многоэтажных зданиях применяют конструкции, приведенные на рис. ХХа и рис. ХХ.
Рис. ХХ. Облегченные кладки кирпичных стен : а – с фасадными теплоизоляционно-отделочными плитами на растворе; б – с горизонтальными анкерами; г и д – с жесткими и гибкими диафрагмами; е – с воздушной прослойкой; ж – колодцевая кладка; 1 – плитный утеплитель; влагостойкая отделка плиты; 3 – раствор; 6 – легкий бетон; 7 – горизонтальная диафрагма из кирпича; 8 – то же, из армированного растворного слоя; 9 – легкобетонные блоки; 10 – замкнутая воздушная прослойка; 11 – вертикальная диафрагма жесткости
Рис. ХХ. Схема устройства фасадной теплоизолирующей системы «вентилируемый фасад»:
1 – несущая стена; 2 – утеплитель: жесткие минераловатные плиты; 3 – тарельчатый дюбель для крепления теплоизоляции; 4 – элементы каркаса системы (подсистема); 5 – воздкшный вентилируемый зазор 30÷50 мм; 6 – гидро- и ветрозащитная паропроницаемая мембрана; 7 – облицовка листовыми или плитными материалами
Перемычки, перекрывающие проемы, бывают каменные (клинчатые, лучковые, арочные), железобетонные (монолитные и сборные), металлические, армокаменные и рядовые.
Каменные перемычки выкладывают из подтесанных камней или из обычных кирпичей с клинообразными швами (рис. ХХ). Такие перемычки трудоемки и в настоящее время используются редко.
В современном строительстве чаще используют перемычки из сборных железобетонных балок. Разработана номенклатура типовых сборных перемычек с учетом стандартизованных оконных и дверных проемов и размеров кирпичей. Проемы наружных стен чаще перекрываются сборных набором перемычек со смещением фасадного бруска на один ряд вниз для образования четверти(рис. ХХ а,б)
Рис. ХХ. Перемычки из камня: а – лучковая; б – клинчатая; 1 – замковые камни; 2 – пята перемычки
Рис. ХХ. Перемычки: а–в – сборные железобетонные; г – рядовая; д – армокаменная; 1 – перемычки брусковые ПБ (ширина 120,250 мм); 2 – перемычки плитные ПП (ширина 380,510 мм); 4 – перемычка балочная ПГ; 5 – элементы перекрытий; 6 – арматурные стержни; 7 – цементно-песчаный раствор; 8 – арматурный каркас
Рядовые перемычки перекрывают проемы шириной до 2 м . При их изготовлении нижний ряд камней укладывают на армированный (не менее 1Ø6 мм на 0,5 кирпича и не менее трех стержней на перемычку) слой цементно0песчаного раствора толщиной 30 мм. Концы стержней заводят в стену не менее чем на 250 мм.
Армокаменные перемычки используют для перекрытия проемов более 2-х м. Они отличаются от рядовых тем, что армируются сварными каркасами, которые устанавливаются в вертикальные швы кладки. В работе на изгиб рядовых и армокаменных перемычек участвуют ряды кладки высотой в 1/5 ширины проема. Элементы перекрытий и крыши опирают на стену выше этого уровня.