Что лучше - дерево или кирпич?
Остовы малоэтажных зданий
со стенами из каменных материалов
Стены — один из основных конструктивных элементов здания, определяющих его прочность и устойчивость в стеновой конструктивной системе. В силу этого они должны возводиться из прочных и долговечных материалов, которые, помимо этого, должны обладать и ограждающими свойствами.
Многовековой практикой установлено, что в наибольшей степени необходимым комплексом свойств обладают каменные стены: стены, созданные из естественных (природных) или искусственных материалов в виде таких изделий как кирпичи, мелкие и крупные блоки и, наконец, из монолитного железобетона в сочетании с утеплителем и кирпичной облицовкой.
В малоэтажных жилых зданиях (усадебных домах, коттеджах, особняках, блокированных зданиях и т.п.) целесообразно использование именно каменных стен (в лесных районах — стен из древесины): наружных, ограничивающих здания по периметру, и внутренних, которые могут располагаться и в продольном, и в поперечном направлениях. При необходимости внутренние стены могут быть заменены на столбы, которые через прогоны будут поддерживать перекрытия.
Наружные стены выполняют две независимые функции — несущую и ограждающую. Но даже если они самонесущие, то есть на них не опираются перекрытия, то все равно они несут нагрузку от крыши. Внутренние стены являются только несущими. В них могут устраиваться вентиляционные каналы и дымоходы от печей и каминов. Для наружных стен чаще всего именно ограждающая функция имеет решающее значение, особенно в связи с тем, что в настоящее время пристальное внимание уделяется существенному сбережению энергоресурсов, в том числе и за счет улучшения теплоограждающих свойств наружных стен.
Существовавшие ранее теплотехнические требования к наружным стенам, удовлетворявшие требованиям прочности, оказались недостаточными именно по требованиям энергосбережения. Например, для условий Москвы наружные кирпичные стены из эффективного кирпича до 80-х годов прошлого столетия имели толщину 510 мм (2 кирпича) и, следовательно, их термическое сопротивление составляло R= 1,10 м2/°С/Вт. А из условий энергосбережения (по СНиП П-3—79) термическое сопротивление наружных стен для домов постоянного проживания должно быть 3,33 м2/°С/Вт. Следовательно, кирпичные стены явно не обеспечивают требуемой тепловой защиты, и для улучшения технико-экономических показателей таких стен необходимо переходить на использование более эффективных неоднородных стен. При этом несущая часть стены для малоэтажных зданий может иметь толщину, меньшую 380 мм.
Рисунок 2.1
Рис. II.1. Примеры конструктивных решений малоэтажных зданий:
I — двухэтажного коттеджа; II — загородного одноэтажного дома (дачи);
III, IV — блокированных жилых домов с гаражами.
Каменные стены выполняются по традиционной строительной технологии сплошной кладкой, которую в настоящее время все чаще заменяют различными видами более эффективных (облегченных) кладок. Внутренние стены по-прежнему возводятся с применением сплошной кладки.
При проектировании малоэтажных зданий обычно используют две схемы конструктивного решения наружных стен — сплошные стены из однородных материалов в виде кирпичей (блоков) или слоистые (облегченные) стены из материалов различной плотности и, следовательно, прочности.
Принцип устройства таких стен основан на том, что несущий (внутренний) слой выкладывается из более прочного, поэтому и более теплопроводного материала. Наружные же слои выполняются из материалов невысокой плотности (пенопластов, ячеистых бетонов, фибролита, арболита и др.). Но эти слои должны быть защищены от атмосферных воздействий облицовочным слоем.
В качестве стеновых материалов могут использоваться обжиговые глиняные изделия в виде одинарного (толщиной 65 мм) и полуторного (88 мм ) полнотелого кирпича или безобжиговые силикатные кирпичи таких же толщин (рис. II.2 а, б). Облегченные (дырчатые) кирпичи обычно применяются в облицовочных слоях кладки, так как изготавливаются методом прессования из более плотных составов. Их габариты сходны с полнотелыми кирпичами (см. рис. II.2 б), Из обожженной глины (керамики) производятся также и мелкие щелевые блоки (рис. II.2 в), из которых выкладываются обычно внутренние слои стен.
Более крупные стеновые блоки производятся из цементных и силикатных конструктивно-теплоизоляционных бетонов, например из керамзитобетона (р0 = 1 700—1 800 кг/м3) или ячеистых бетонов (пено- и газобетонов с р0 < 1 000 кг/м3) (рис. II.2 г).
II.1. Остовы со стенами из мелких камней
Стены сплошной кладки выкладывают на сложных или цементных растворах с качественным заполнением вертикальных и горизонтальных швов по двухрядной схеме чередования слоев или по многорядной схеме (рис. II.З).
Рядность кладки определяется количеством однотипных рядов в наружном слое (версте) — ложковых или тычковых, которые кладутся со смещением вертикальных швов, называемым перевязкой. При чередовании этих рядов через один получается двухрядная (цепная) кладка, а если тычковый ряд перевязывают три, пять, семь или даже одиннадцать рядов ложковой кладки, получается многорядная кладка. В настоящее время часто применяется кладка наружных стен в декоративном многорядном исполнении, при котором вертикальные швы в ложковых наружных рядах вообще не перевязывают или перевязываются через три—пять рядов, но со смещением, как это показано на рис. II.З, II.4.
Сплошную кладку применяют и для возведения столбов опор. Минимальное их сечение — 250 х 250 мм. Такие столбы можно использовать в качестве опоры при ее высоте до 2,5 метров. Оптимальное сечение столбов для малоэтажных зданий 380 х 380 мм. Выкладываются такие столбы из кирпича с перевязкой, показанной на рис. II.4.
Рисунок 2.2
Рис. II.2. Промышленные стеновые изделия из искусственных каменных материалов:
а — полнотелые керамические и силикатные кирпичи;
6 — то же, эффективные многодырчатые и облицовочные;
в — керамические блоки со щелевыми пустотами;
г — бетонные стеновые блоки — пустотные из керамзитобетона и сплошные из ячеистых бетонов.
Рисунок 2.3
Рис. II.З. Разновидности сплошных кирпичных кладок:
/— двухрядная (цепная); //— многорядная обычная; III, IV— многорядные декоративные.
Рисунок 2.4
Рис. II.4. Кладка кирпичных столбов
Рисунок 2.5
Рис. II.5. Кладки из естественных камней:
а — циклопичная кладка из необработанных камней;
6 — кладка из слегка обработанных иподобранных камней
При кладке из природных камней также необходима перевязка швов. При этом используются камни как естественной, неправильной формы, так и отесанные камни (рис.II .5).
Для выкладывания стен из мелких блоков используют как изделия из искусственных материалов, главным образом из легких бетонов, так и из естественных камней — туфа, песчаника, ракушечника, травертина и др. Размер камней и их массу проектируют в соответствии с особенностями ручной кладки и с учетом возможной механизации ведения работ.
Подобные кладки также ведут с обязательным соблюдением правил перевязки вертикальных швов, система которой определяется числом чередующихся ложковых и тычковых рядов на фасадной плоскости. Некоторые примеры решения стен из мелких блоков даны на
рис. II.6. I.
В ряде случаев наружные камни стены не штукатурят, а облицовывают либо специальными лицевыми кирпичами (рис. II.6. II), либо лицевыми блоками. Для этих целей используются различные атмосферостойкие керамические лицевые плитки, а также плиты из естественных и искусственных каменных материалов. Возможные конструктивные решения по облицовке фасадов зданий показаны на рис. II.6. II.
Швы между камнями, блоками или кирпичами фасадной плоскости наружных стен специально обрабатывают — расшивают разными приемами: вподрезку, валиком или бороздкой. В случае необходимости оштукатуривания фасада кладку ведут впустошовку (рис. II.6. III).
Современные эффективные виды кладок стен выполняют либо по системе колодцевых кладок, когда сердцевина стены заполняется плитным или засыпным утеплителем, либо в виде слоистой кладки, когда используются только плитные утеплители (рис. II.7). В первом случае используются диафрагмы жесткости стены или из тычковых рядов кирпича, или из арматурных сеток с диаметром стержней 6 мм и ячеёй 50 х 50 и 100 х 100 мм.
Расстояние между такими диафрагмами должно быть < 600 мм. Слоистая же кладка может быть с воздушным зазором или без него. В ней диафрагмы жесткости устраиваются преимущественно из арматурных сеток также через 5—6 рядов кладки, а воздушный зазор (воздушная прослойка) в 20—30 мм гарантируется установкой или антисептированных деревянных реек, или специальных арматурных хомутов, или гнутых перфорированных профилей, или за счет раздвижки (увеличения ширины вертикальных швов) в тычковом ряду кладки. Варианты устройства подобных стен представлены на рис. II.8.
Во всех разновидностях сплошной кладки несущим элементом является все сечение стены, а в эффективных ее видах — только ее внутренний слой. И в том, и в другом случае несущая способность стены должна быть проверена расчетом, который учитывает, что расчетное сопротивление кладки на сжатие всегда меньше прочности как использованных каменных материалов, так и скрепляющего их раствора.
Например, если применять марку камня (кирпича, бетонных блоков, естественных камней) «150», т.е. Rсжкл = 15 МПа, а марку раствора М100, т.е. Rсжр = 10 МПа, то расчетное сопротивление кладки сжатию составит не более 2,5 МПа.
Рисунок 2.6.
Рис. II.6. I — разновидности кладки из эффективных мелких блоков:
а — из керамических блоков; 6, в — из керамзитобетонных блоков; г — из блоков ячеистогобетона с облицовкой кирпичом;
II— разновидности кладки наружных стен с облицовкой:
а, 6, в — лицевым кирпичом; г, д — лицевыми блоками; е, ж — керамическими плитами; и, к —облицовочными керамическими плитками; л — каменными и бетонными вставками;
III— виды расшивки швов кладки:
а — вподрезку; 6 — валиком в — бороздкой; г — впустошовку.
Рисунок 2.7.
Рис. II.7. Эффективные слоистые сплошные кладки с диафрагмами жесткости:
а - с заполнением легким бетоном и кирпичными диафрагмами;
б - с заполнением керамзитовым гравием р0 = 80 кг/м3 и диафрагмами из сеток Ø 0 3...4мм;
в - то же, с заполнением легкобетонными вкладышами;
г - шаг кирпичных диафрагм;
д - анкерное крепление кирпичной облицовки к блокам-вкладышам скобами Ø 0 4...6 мм.
В последние годы все активнее стали использоваться т.н. монолитные технологии возведения стен, при которых монолитная железобетонная часть стены имеет прочность при сжатии 30—40 МПа, но этот слой имеет незначительную толщину 160—200 мм. При использовании монолитной технологии несущую способность стены в целом будет определять прочность несущего слоя при продольном изгибе (рис. II.8. III).
Рисунок 2.8.
Рис. II.8. Варианты слоистых стен с использованием кирпичной кладки:
I — слоистая стена с наружной облицовкой кирпичом и раскладка кирпичей по рядам для
обеспечения перевязки и пространственной жесткости стены;
II — конструктивные решения для наружных стен:
а — стена с воздушным зазором внутри тела стены;
б — стена без зазора с наружным слоем
утеплителя и защитным слоем снаружи (облицовкой);
в — стена без зазора с наружным слоемутеплителя и защитным слоем снаружи (с облицовкой);
III— современные слоистые стены с монолитным железобетонным несущим слоем:
г — с наружной штукатуркой по сетке; д — с облицовкой кирпичом;
1 — утеплитель; 2 — воздушный зазор; 3 — штукатурка; 4 — анкеры; 5 — облицовка; 6 — внутренний отделочный слой; 7 — несущий железобетонный слой
http://housebuild.3dn.ru/
