Каменные стены

Каменные стены по своей конструкции подразделяют на стены из каменной кладки, монолитные и из сборных крупноразмерных конструкций (блоков, панелей, объемных элементов).

Стены из мелкоразмерных камней. Стены из этих материалов делят на три группы: 1) однородные необлегченные сплошные (из полнотелых и пустотелых камней); 2) неоднородные сплошные облегченные и необлегченные; 3) облегченные с воздушной прослойкой. Для кладки стен применяют природные и искусственные штучные камни (различного рода кирпич, пустотелые эффективные камни и т.д.).

При возведении сплошных кирпичных стен, применяют две системы кладки: двухрядную и многорядную. Толщину стен в зависимости от теплотехнических требований принимают кратной половине кирпича (1; 1,5; 2; 2,5 и т.д.).

Ввиду сравнительно большой средней плотности и повышенной теплопроводности кирпичной кладки толщину стен малоэтажных зданий из обыкновенного керамического кирпича обычно назначают не из прочностных, а из теплотехнических соображений, что приводит к неполному использованию несущей способности кладки. Этот недостаток кирпичной кладки устраняют применением пустотелого кирпича или облегченной кладки, в которой часть кирпича заменяют теплоизолирующими материалами . Наиболее распространены облегченные кирпичные стены из двух тонких продольных стенок толщиной в 0,5 или в 1 кирпич, связанных диафрагмами, промежуток между которыми заполнен утеплителем в виде засыпки, монолитного заполнителя или вкладышей.

Наиболее высокими теплоизоляционными качествами обладают облегченные стены из однородных пустотелых, камней с вертикальными щелевыми пустотами. Стены из этих камней выкладываются по цепной перевязке с последующим оштукатуриванием или облицовкой.

Способы возведения каменных стен описаны ниже. Прочность каменной кладки при сжатии и растяжении зависит от прочности камня и раствора, а также от качества выполнения кладки. Анализ работы кладки при осевом сжатии показывает, что вертикальные швы в работе не участвуют, так как при твердении раствор дает усадку, сцепление раствора с камнем нарушается, и вертикальные швы можно рассматривать как узкие щели, у концов которых происходит концентрация напряжений. Нагрузка от вышележащих к нижележащим рядам кладки передается через горизонтальные швы. Передача нагрузки происходит неравномерно по всему сечению, так как плотность и жесткость затвердевшего раствора по длине и ширине шва неодинаковы и опорные плоскости камней имеют неровности.

В результате этого камни в кладке подвергаются не только сжатию, но изгибу и срезу. При сжатии кладки возникают поперечные деформации в камнях и горизонтальных швах, причем деформации раствора, как правило, больше деформаций камня. Благодаря сцеплению свободные поперечные деформации камня и раствора невозможны, поэтому по плоскостям соприкосновения камня и раствора появляются касательные усилия, вызывающие растяжение камня. Растягивающие усилия будут тем больше, чем слабее раствор.

При растяжении и срезе кладка разрушается главным образом вследствие нарушения сцепления раствора с камнем. Предел прочности сцепления определяют по эмпирическим формулам. Опытами установлено, что средний предел прочности кладки осевому растяжению по неперевязанному сечению равен нормальному сцеплению раствора с камнем. Сопротивление кладки разрыву по камню и вертикальным швам определяется только прочностью на растяжение самого камня. При изгибе кладка испытывает с одной стороны сжатие, а с другой — растяжение. Временное сопротивление кладки растяжению при изгибе по неперевязанному сечению в среднем в 1,5 раза больше сопротивления кладки осевому растяжению.

Крупноблочные и крупнопанельные стены гражданских зданий. Крупные блоки представляют собой искусственные или природные камни большого размера для стен зданий.

Стены в пределах этажа при проектировании делят на ряды в зависимости от материала блоков, технологических возможностей их изготовления и грузоподъемности монтажных кранов. Различают двух- и четырехрядную разрезку стен. Наиболее распространена двухрядная разрезка (два блока по высоте этажа), значительно сокращающая число монтажных единиц. Плоскость стены в соответствии с принятыми системами разрезки может быть разбита на простеночные (рядовые и угловые), подоконные, перемычечные и поясные (рядовые и угловые) блоки.

Кроме блоков наружных и внутренних стен изготовляют специальные блоки: с дымовентиляционными каналами, санитарно-технические, электротехнические и др.

Различают крупные блоки сплошные, пустотелые, с отверстиями и гнездами . Крупные искусственные стеновые блоки выполняют на заводах из легких и ячеистых бетонов плотностью 1000...1600 кг/м3 (шлакобетона, керамзитобетона, пенобетона, бетона на естественных пористых заполнителях, силикатного бетона, пеносиликата), кирпича, керамических камней и т.п. Для изготовления крупных кирпичных блоков применяют все виды кирпича и керамические камни со щелевидными пустотами. Толщину кирпичных блоков принимают аналогичной толщине кирпичных стен (250, 380, 510 и 640 мм) в зависимости от климатических условий места строительства, нагрузок и этажности.

Блоки из природного камня выпиливают из каменного массива камнерезными машинами или изготовляют из мелких пильных камней на растворе. Толщину блоков принимают равной 300, 400, 500 и 600 мм.

Блоки внутренних стен и стен подвалов изготовляют из тяжелого бетона. Блоки наружных стен офактуривают снаружи декоративным бетоном или облицовывают плитами, а внутреннюю поверхность подготовляют под окраску или оклейку обоями. Блоки внутренних стен имеют обе поверхности, подготовленные под отделку в заводских условиях.

Блоки укладывают на растворе с соблюдением перевязки швов. Вертикальные стыки между блоками являются наиболее ответственными в крупноблочных зданиях, так как от тщательности их заделки зависит тепло- и звукоизоляция.

Вертикальные стыки могут быть открытыми со стороны помещения или закрытыми, для чего блоки изготовляют с четвертями или с пазами.

Блоки с четвертями применяют, в основном для наружных стен, так как четверти лучше обеспечивают не продуваемость стыка. При сопряжении блоков с четвертями со стороны помещения образуется вертикальный паз, который частично заделывают вкладышами, а оставшуюся часть канала заполняют бетоном или раствором. Блоки с пазами применяют главным образом для внутренних стен. Закрытый вертикальный канал, образующийся после установки двух смежных блоков, заполняют бетоном или раствором. Швы вертикальных стыков проконопачивают паклей и зачеканивают жестким раствором на глубину 20...30 мм или применяют жгуты из пороизола, приклеиваемые на мастике изол .

Для повышения пространственной жесткости крупноблочных зданий углы и пересечения стен армируют в швах или устраивают горизонтальные армированные пояса обеспечении жесткости крупноблочных зданий играет связь перекрытий со стенами, которую осуществляют с помощью стальных анкеров, привариваемых к стальным закладным деталям перемычечных блоков и монтажным петлям плит перекрытий.

Крупнопанельные стены. Домостроительные комбинаты выпускают стеновые панели с установленными в них дверными и оконными блоками, с декоративной отделкой наружной поверхности и с внутренней поверхностью, подготовленной под окраску или оклейку обоями. В крупнопанельных стенах в отличие от крупноблочных отсутствует перевязка швов, толщина их сравнительно невелика, поэтому для большей устойчивости панелей требуется надежное взаимное крепление.

Из различных схем членения стен на панели наиболее распространены одноэтажные панели размерами на комнату (однорядная схема), однако применяются схемы с простеночными панелями на один или два этажа, междуоконными и угловыми вставками (вертикальная схема) и с поясными и полосовыми простеночными и угловыми панелями (горизонтальная). При выборе схемы разрезки следует стремиться к минимальному числу типоразмеров панелей, минимальной протяженности швов и максимальному укрупнению панелей с целью наиболее полного использования грузоподъемности кранов.

Крупнопанельные здания возводятся по двум основным конструктивным схемам: бескаркасной и каркасной.

Пространственная жесткость каркасно-панельных зданий обеспечивается совместной работой элементов каркаса, перекрытий, связей, установкой в плоскости каркаса панелей или вертикальных диафрагм жесткости за счет надежного сопряжения стыков элементов с помощью сварки закладных деталей и замоноличивания бетоном.

Здания из объемно-пространственных блоков. Объемно-блочные здания монтируют из блоков-комнат и блоков-квартир с полной отделкой и внутренним санитарно-техническим оборудованием.

Объемные блоки можно изготовлять из монолитного легкого бетона на специальной формующей установке или сборными из панелей кассетного или вибропрокатного производства. Монолитные объемные блоки представляют собой цельноформованную жесткую коробку типа «колпак», «стакан», «лежачий стакан».

Сборные объемные элементы могут быть каркасной и бескаркасной конструкций. Стены блоков, образующие наружную стену дома, делают слоистыми из различных материалов — беспустотными или с воздушными прослойками и сплошными или пустотными из однородных материалов, а внутренние стены и перекрытия — однослойными. Блоки-коробки соединяют путем сварки закладных деталей .

По конструктивной схеме дома из объемных элементов можно разделить на блочные, монтируемые из блоков; панельно-блочные, сочетающие объемные блоки и плоские вставки-панели; каркасно-блочные, состоящие из несущего каркаса, на который опирают объемные блоки.

Блоки-комнаты в плане можно располагать по-разному, создавая дома разнообразных форм и типов; с балконами, эркерами и т.п.