Тема 5: Стены и элементы каркаса

1. Классификация стен по статистической работе, конструкции материала. Требования, предъявляемые к стенам. Монолитные конструкции стен.

2. Понятия про кирпичную кладку, систему перевязки. Стены из полнотелого и пустотелого кирпича, силикатного кирпича, мелких блоков.

3. Архитектурно - конструктивные решения и элементы стен. Балконы, лоджии, эркеры. ДШ, их назначение и конструктивное решение.

4. Виды отделки наружных и внутренних поверхностей стен.

5. Элементы каркаса: кирпичные столбы, ж/б колоны, прогоны, ригели, стояки из а/ц труб.

 

Стены - это вертикальные конструктивные элементы здания, отделяющие помещения друг от друга и от внешней среды.

Их классифицируют по следующим признакам:

- по местоположению: внутренние и наружные;

- по статистической работе: несущие, самонесущие, навесные.

- по конструкции: мелкоэлементные – из кирпича, керамических камней, мелких блоков; крупноэлементные – из крупных панелей или блоков; монолитные в опалубке.

Стены здания должны быть прочными, устойчивыми, долговечными, удовлетворять требованиям теплозвукоизоляции, пожарной безопасности, индустриальности, экономичности и эстетичности.

 

Стены из кирпича.

Каменные стены устраивают из керамического или силикатного кирпича, керамических блоков, искусственных или природных камней правильной формы.

Каменной кладкой называется конструкция, которая состоит из кирпичей или блоков, уложенных в определенном порядке на строительном растворе. Кладка может быть сплошной или облегченной с применением эффективных утеплителей.

При строительстве зданий и сооружений применяют следующие виды кладки: из кирпича или керамических камней, из искусственных крупных или мелких блоков из бетона, из природных камней правильной формы, из природных неотесанных камней (бутовая кладка), облегченную из кирпича и других материалов.

Каменная кладка выполняется на цементно-известковых и цементных растворах.

Из обыкновенного глиняного кирпича возводят стены и столбы зданий и сооружений, подпорные стенки, дымовые трубы, конструкции различных подземных сооружений.

Кладку из глиняного пустотелого или пористо-пустотелого кирпича используют для возведения стен зданий. Малая теплопроводность этих кладок позволяет сократить толщину наружных стен на 20-25% и снизить массу на 20-30% по сравнению с массой стен, выложенных из полнотелого кирпича.

Кладка из бетонных камней, изготовленных на тяжелом бетоне, применяется для возведения фундаментов, стен подвалов и других подземных сооружений.

Кладка из пустотелых и легкобетонных камней применяется для возведения наружных и внутренних стен зданий. Пустотелые и легкобетонные камни используются только для возведения конструкций внутри здания, в помещениях с нормальной влажностью.

Кладка из природных камней и блоков правильной формы отличается высокой прочностью. Обработанные природные камни твердых пород из-за высокой стоимости и трудоемкости обработки применяют в декоративных целях.

Бутовая и бутобетонная кладки применяются для устройства фундаментов. При возведении кладки с облицовкой кирпичом бутовая и бутобетонная кладки применяются для возведения стен подвалов, подпорных стен и других инженерных сооружений.

 

 

По размеру штучные изделия подразделяются на кирпичи и блоки (камни). Кирпичи бывают одинарные, полуторные. Одинарный кирпич имеет следующие размеры: в длину ("ложок") - 250 мм, в ширину ("тычок") - 120 мм, в высоту - 65 мм. Полуторный (утолщенный) кирпич отличается от одинарного размером по высоте, который составляет 88 мм. Изделие большего размера называется блоком (камнем).

По наличию пустот штучные изделия делят на полнотелые и пустотелые. По составу и способу производства можно выделить несколько групп: керамические кирпичи и блоки; силикатные кирпичи и блоки; бетонные блоки (из тяжелых бетонов, газо- и пенобетонов, и т.д.). Применяются также и другие местные материалы для производства штучных изделий, например, известняк-ракушечник, различные шлаки, керамзит, и т.д. По назначению штучные материалы делятся на рядовые (строительные); лицевые (облицовочные, фасадные, отделочные) и специальные, предназначенные для особых условий эксплуатации.

Кладку ведут горизонтальными рядами из глиняного 250 х 120 х 65 мм или силикатного кирпича 250 х 120 х 88 мм (постель х ложок х тычок). Керамический кирпич имеет несколько разновидностей: строительный (он же рядовой, «обычный», «полнотелый»), пустотелый (он же «экономичный», «дырочный», «щелевой», «самонесущий»), облицовочный (лицевой) – фасадный, фасонный, фигурный, глазурованный.

Пустотелый кирпич применяют для кладки облегчённых наружных стен, перегородок, заполнения каркасов высотных и многоэтажных зданий. Отверстия в пустотелом кирпиче могут быть как сквозные, так и закрытые с одной стороны; по форме — круглые, квадратные, прямоугольные и овальные; по расположению — вертикальные и горизонтальные.

Облицовочный, он же «лицевой» и «фасадный», используют при облицовке зданий. Стандартные размеры у него такие же, как у рядового — 250×120×65 мм. Иногда производится фасадный кирпич уменьшенной ширины – 85 мм вместо 120. Также существует облицовочный фактурный (рельефный) кирпич. Его ложковая и тычковая поверхности имеют рисунок.

 

Рис. 5.1. Виды кирпичей и камней

а – кирпич сплошной;

б – кирпич пустотелый;

в – керамические камни;

г – легкобетонные камни с щелевидными пустотами;

д – легкобетонные камни трехпустотные.

 

Толщина кирпичных стен возводится кратко 120мм.

(120 мм, т.е. в 0,5 кирпича; 250 мм – в 1 кирпич; 380 мм – 1,5 кирпича; 510 мм - в 2 кирпича; 640 мм – 2,5 кирпича; 770 мм -3 кирпича и т.д.)

Кладка ведется с обязательной перевязкой вертикальных швов (т.е. несовпадением). Ряды, выходящие на фасадную поверхность кладки, называются лицевой верстой, а обращенные на внутреннюю сторону – внутренней верстой. Кирпичи, уложенные длинной стороной вдоль стены, образуют ложковый ряд, а уложенные поперек стены – тычковый ряд.

Определенный порядок укладки камней, кирпичей в кладке называют системой перевязки.

 

Рис. 5.2. Элементы кладки

1 – ряды, образующие наружную (лицевую) версту;

2 – вертикальные продольные швы;

3 – вертикальный поперечный шов;

4 – горизонтальный шов;

5 – ряды, образующие внутреннюю версту;

6 – средняя часть, образующая забутку.

 

При возведении кирпичных стен применяется цепная (однорядная) и многорядная системы кладки.

Цепная (однорядная) кладка представляет собой чередование тычковых и ложковых рядов. Многорядная - представляет собой чередование пяти, шести ложковых и одного тычкового рядов. Перевязка идет через четверть кирпича.

 

Рис. 5.3. Система перевязки кирпичной кладки

а – цепная (однорядная);

б – многорядная;

1 – тычок;

2 – ложок;

3 – ряд наружной версты;

4 – забутка;

5 – ряд наружной версты.

 

 

Толщина вертикальных швов 8-15мм, горизонтальных 10-15мм.

 

 

Для придания кирпичной кладке более эстетичного вида, а также для хорошего заполнения вертикальных и горизонтальных швов выполняют расшивку в виде валика или желобка. Если стена впоследствии будет оштукатуриваться, то швы оставляют незаполненными на 15 мм (впустошовку) или заполняют вподрез.Швы расшиваются до того, как схватится раствор.

 

 

Рис. 5.4.Обработка швов в кирпичной кладке

а – валиком;

б – желобком;

в – вподрез;

г – впустошовку.

 

 

Армирование кладки.

 

Столбы и простенки, работающие преимущественно на сжатие, армируют поперечной сетчатой арматурой прямоугольной или зигзагообразной формы. Диаметр проволоки для поперечного армирования кладки допускается не менее 3 мм. Вместе с тем диаметр арматуры в прямоугольных сетках должен быть не более 5 мм, а в сетках «зигзаг» - не более 8 мм. Для предохранения от коррозии арматурные сетки сверху и снизу защищают слоем раствора толщиной не менее 2 мм. В связи с этим общая толщина шва, в котором расположена прямоугольная сетка из стержней диаметром 5 мм, должна быть не менее 14 мм.
Прутки прямоугольных сеток сваривают или связывают между собой вязальной проволокой. Расстояние между отдельными прутками в сетках должно быть не менее 30 и не более 120 мм.

Прямоугольные сетки укладывают не реже чем через пять рядов кирпичной кладки, зигзагообразные — попарно в двух смежных рядах так, чтобы направление прутков в них было взаимно перпендикулярным. За расстояние между зигзагообразными сетками принимают расстояние между сетками одного направления.

Армированные кирпичные конструкции представляют собой кладку, усиленную стальной арматурой, которую укладывают на растворе в швы между кирпичами. Армирование может быть поперечное и продольное. Сечение стержней и их расположение указывают в проекте. Стержни арматуры соединяют между собой, как правило, сваркой.

 

Рис. 5.5. Продольное армирование

 

Конструкция наружных стен, их толщина, должны удовлетворять требованиям теплоизоляции.

Существуют сплошные и облегченные типы кладки.

Кирпичная кладка стен облегченных конструкций отличается тем, что часть кладки заменяют пустотами, которые заполняются теплоизоляционными материалами. Облегченные кладки применяются для уменьшения толщины наружных стен.

При устройстве облегченных типов кладки используются многослойные конструкции наружных стен, которые предусматривают возможность размещения утеплителя в трех вариантах: с внутренней стороны ограждающей конструкции, внутри ограждающей конструкции, с внешней стороны ограждающей конструкции.

Конструктивно утепление кирпичных стен с внутренней стороны осуществляется при использовании деревянного каркаса из брусков 60 х 50 мм с шагом 500-600 мм, между которыми укладывают пароизоляцию, утеплитель и облицовку из гипсокартонна, пластика, дерева.

 

Конструктивное решение облегченных стен с расположением утеплителя внутри конструкции, состоит из двух стенок кирпича, в полость между которыми укладывают эффективный плитный утеплитель толщиной 100, 150, 200мм. Прочность стене придают сплошные горизонтальные ряды через каждые 4-5 ряда кладки. Прочность таких стен достигается дополнительным армированием простенков и углов. Арматурные стержни укладываются в горизонтальные швы в трех уровнях по высоте этажа.

 

Стены колодцевой кладки возводят из двух стенок кирпича, связанных между собой вертикальными кирпичными стенками – диафрагмами жесткости. Колодцы, образующиеся в кладке, заполняют утеплителем. Поперечные кирпичные стенки толщиной в ½ кирпича устраивают на расстоянии от 53 до 105 см (т.е. равные 2-4 кирпичам). Колодцы заполняют засыпкой, легким бетоном или легкобетонными вкладышами. Для предупреждения осадки засыпки, снижающей теплозащитные качества стены, через 400-500 мм по высоте стены устраивают горизонтальные диафрагмы толщиной 15 мм из раствора того же состава, что и раствор кладки. Стены этого типа возводят толщиной от 380 мм до 560 мм.

Кладка с трехрядными диафрагмами – продольные кирпичные стены через 5 рядов перевязываются тремя горизонтальными рядами (диафрагмами). Промежуток между наружной и внутренней верстами заполняют легким бетоном, шлаком или другим теплоизолирующим материалом. Высота кладки по условиям прочности – не более трех этажей.

Анкерная кирпично-бетонная кладка – две параллельные стенки, между которыми уложен легкий бетон. Выпущенные внутрь кладки тычковые кирпичи (анкеры) связывают продольные стенки с бетоном. Высота таких стен по условиям прочности – не более 4 этажей.

Кладка с воздушной прослойкой имеет с наружной поверхности уширенный шов. Такой воздушный промежуток шириной 50 мм выполняет роль теплоизоляции (эквивалент 120 мм кирпичной кладки). Высота кладки до 5 этажей.

 

 

Рис. 5.6. Облегченные кладки кирпичных стен

а – с трехрядными диафрагмами;

б – колодцевые;

в – анкерная кирпично-бетонная кладка;

г – кладка с воздушной прослойкой;

1 – легкий бетон или другой утеплитель;

2 – диафрагма из трех рядов кладки;

3 – стяжка из раствора;

4 – колодец, заполненный утепляющим материалом;

5 – вертикальная диафрагма из тычковых кирпичей;

6 – наружная верста;

7 – анкеры из тычков кирпича;

8 – внутренняя верста;

9 – легкий бетон;

10 – воздушный зазор;

11 – перевязка тычками.

 

 

Конструктивное решение с размещением утеплителя снаружи стены может иметь два вида: вентилируемое и невентилируемое.

Основой конструктивного решения вентилируемой конструкции является дополнительный металлический или деревянный каркас, закрепленный анкерами к наружной стене, на который навешивают различные отделочные материалы. При этом воздушный зазор между внешним облицовочным материалом и теплоизоляцией принимают не менее 60 мм и не более 150 мм, а также поверхность теплоизоляции со стороны воздушного зазора закрывают стеклосеткой или стеклотканью.

Вентилируемый фасад

Вентилируемые фасады представляют собой системы, состоящие из подоблицовочной конструкции, с помощью которой к наружным стенам здания прикрепляется утеплитель и наружные облицовочные материалы. Материал облицовки крепится к стене таким образом, чтобы между облицовкой и фасадной стеной оставался воздушный зазор, который необходим для вентиляции фасада здания. Иногда для дополнительного утепления фасада между стеной и облицовкой может устанавливаться теплоизоляционный слой. При утеплении дома с наружной стороны используются различные теплоизоляционные материалы – минераловатные плиты, цементно-фибролитовые плиты, полистирольные пенопласты, "тепловые" штукатурные растворы, плиты из ячеистого бетона, которые должны быть хорошо защищены от неблагоприятного влияния дождя, снега, инсоляции и других атмосферных воздействий. Теплоизоляция стен обеспечивается слоем паропроницаемого сверхлёгкого утеплителя. Защитно-декоративные функции выполняет наружный слой кирпичной кладки. К несущей стене крепится дюбелями и на клей паропроницаемый утеплитель, обычно минеральная вата. Между слоем утеплителя и фасадной кирпичной кладкой устраивается сплошной вентилируемый зазор по всей площади стены. В нижней части фасадного слоя стены устраивают вентиляционные отверстия, обеспечивающие свободный приток наружного воздуха в вентилируемый зазор, а в верхней части стены аналогичные отверстия для выхода воздуха из вентилируемого зазора наружу. Наружный кирпичный слой, как правило, выполняется из высококачественного кирпича (в идеале клинкерного) очень небольшой толщины: «в полкирпича» (120 мм) или, даже, «в четверть кирпича» (60 мм, в случае применения узких кирпичей, именуемых в народе «американкой»). Для обеспечения устойчивости фасадный кирпичный слой обязательно связывается механическими тяжами (анкерными закладными элементами) с несущей стеной.

 

 

 

 

Рис. 5.7. Устройство вентилируемого фасада

1 – фасадный кирпич;

2 – вентилируемый зазор 40 мм;

3 – ветрозащита ISOVER;

4 – теплоизоляция ISOVER;

5 – утепляемая стена;

6 – внутренняя отделка;

7 – деталь крепления.

 

 

Рис. 5.8. Устройство вентилируемого фасада

1 – фасадный кирпич;

2 – вентилируемый зазор;

3 – теплоизоляция ISOVER;

4 – утепляемая стена;

5 – внутренняя отделка;

6 – деталь крепления.

 

Вентилируемые фасады.

В качестве наружной ограждающей защитно-декоративной конструкции используются навесные элементы заводского изготовления. Такой фасад представляет собой крепёжную систему, жёстко связанную с несущей стеной, к которой крепятся наружные защитно-декоративные элементы. Конструкция крепёжных систем бывает самой разной, но обычно, она позволяет получить контролируемый воздушный зазор между наружными элементами и слоем утеплителя. Подоблицовочная конструкция состоит из кронштейнов, которые крепятся непосредственно к стене, и несущих профилей, устанавливаемых на кронштейны, к которым, в свою очередь, прикрепляется облицовочный материал. Утеплитель же фиксируется на наружной поверхности стены с помощью дюбелей, специальных профилей и т.п. Облицовочные материалы в конструкции вентилируемого фасада выполняют защитно-декоративную функцию. Использование в конструкции навесного вентилируемого фасада гидро/ветрозащитной паропроницаемой мембраны обусловлено необходимостью предохранения теплоизоляционного слоя от влаги и ветра.

 

 

 

Рис. 5.9. Устройство вентилируемого фасада

1 – облицовочная панель;

2 – вентилируемый зазор;

3 – ветрозащита ISOVER;

4 – теплоизоляция ISOVER;

5 – утепляемая стена;

6 – внутренняя отделка;

7 – деталь крепления.

 

 

Невентилируемые фасады.

Конструкция невентилируемой стены состоит из жесткого утеплителя, прикрепленного к стене, на который наносят слой штукатурки по армированной или пластифицированной сетке.

В качестве утеплителя наиболее широко используются плиты из пенопластов и минераловатные плиты. Плиты утеплителя монтируются на наружной поверхности стены с помощью специального клея, дополнительно укрепляются механическим крепежом (дюбелями) и покрываются армированным штукатурным слоем и декоративным покрытием. В качестве арматурной сетки, чаще всего, применяют стеклянную сетку. Стеклосетка с ячейкой 5 х 5 мм применяется для защиты утеплителя. Толщина первого штукатурного слоя должна быть 3-5 мм, а второго – 4 мм. В качестве отделочного покрытия может применяться декоративная штукатурка (иногда с последующей окраской) или облицовка специальными облицовочными материалами. Декоративная штукатурка может быть цветной, белая штукатурка окрашивается специальными красками. Суммарная толщина слоев наружного отделочного покрытия не превышает 15 мм.

 

 

 

Рис. 5.10. Устройство невентилируемого фасада

1 – окраска декоративным составом;

2 – штукатурка, армированная стальной оцинкованной сеткой;

3 – теплоизоляция ISOVER;

4 – утепляемая стена;

5 – внутренняя отделка;

6 – деталь крепления.

 

Рис. 5.11. Устройство невентилируемого фасада

1 – окраска декоративным составом;

2 – цементно-клеевая штукатурка;

3 – стеклосетка;

4 – теплоизоляция ISOVER;

5 – цементно-клеевая штукатурка;

6 – утепляемая стена;

7 – внутренняя отделка;

8 – деталь крепления.

 

Для ненесущих наружных стен, которые опираются на монолитные перекрытия, распространенным решением является двухслойная конструкция с внешним фасадным слоем толщиной 120, 250мм из лицевого кирпича и внутренним слоем из утеплителя, в качестве которого используются камни из пенобетона толщиной 200, 300 мм.

 

Рис. 5.12. Конструктивные схемы трехслойных стен
а – из кирпичей;
б – из кирпичей и блоков;
в – из кирпичей с воздушным зазором;
г – из кирпичей и блоков с воздушным зазором.
1 – кирпичная кладка из лицевого кирпича;
2 – кладка дырчатого или полнотелого кирпича;

3 – кладка из блоков
4 – теплоизоляция;
5 – металлические связи (анкера);

6 – ветрозащита;
7 – фасадная штукатурка;
8 – штукатурка.

 

 

 

 

Рис. 5.13. Конструктивные решения самонесущих стен по монолитным перекрытиям.
А - наружная стена из ячеистобетонных блоков с облицовкой кирпичом и воздушной прослойкой.
Б - наружная стена из ячеистобетонных блоков с облицовкой кирпичом и утеплителем.
1 - монолитная железобетонная стена;
2 - монолитная железобетонная плита перекрытия;
3 - кладка из ячеистобетонных блоков;
4 - кирпичная кладка из лицевого кирпича;
5 - воздушная прослойка;
6 - затирка цементным раствором;
7 - цементно-песчаная штукатурка;

8 - минераловатная плита;
9 - минеральная вата;
10 - скоба из нержавеющей стали;
11 - анкер из нержавеющей стали;
12 - арматурная сетка наружного слоя;
13 - герметизирующая нетвердеющая мастика;
14 - упругая прокладка;
15 - наружная водоотталкивающая паропроницаемая штукатурка;
16 - керамическая плитка на клеевом цементном растворе.

 

 

Стены из мелких блоков

Мелкие стеновые блоки изготавливаются из ячеистых бетонов размером 390 х 190 х 188 мм. Блоки могут быть сплошными и пустотелыми. Их применяют для кладки стен и перегородок, укладывая по однорядной системе перевязки. Также мелкие блоки могут изготавливаться из природных камней (известняк, ракушечник, туф).

Стена из ячеистого бетона чаще собирается из отдельных блоков (например, с размерами 600 × 300 × 200 мм). Блоки могут иметь точность размеров 1 мм, что позволяет вести кладку с минимальным зазором и использовать в местах соединений клеящие композиции. Наиболее часто используют три разновидности ячеистого бетона: газобетон, газосиликат и пенобетон, которые различаются по составу и способу образования пор. Общий же недостаток всех блоков из ячеистого бетона - повышенная гигроскопичность. Поэтому стены из них лучше снаружи защитить какой-либо дополнительной отделкой.

Пенополистиролбетонная стена собирается из блоков размером 500 × 300 × 200 мм. Замковая система на верхней и нижней поверхностях блока исключает появление "мостиков холода", а точность его размеров позволяет использовать при монтаже стены клеящие композиции.

Стена из керамзитопенобетонных блоков собирается на клеящей композиции, поскольку каждый размер блока (695 × 195 × 350 мм) имеет погрешность ±1 мм. Сам блок состоит из трех слоев: внутренний и наружный - керамзитопенобетонные, толщиной 110 и 70 мм соответственно, между ними - прослойка толщиной 150 мм из полистирольного пенопласта, который обладает высокой пористостью и практически не поглощает воду. Все три слоя стянуты двумя стеклопластиковыми стержнями в единое целое. Уличная сторона блока покрыта водостойкой защитно-декоративной плиткой толщиной 20 мм.

 

Рис. 5.14. Стеновые блоки и камни

а – мелкий ячеистый блок;

б – бетонный камень;

в – камень со щелевидными пустотами и его половинка;

г – природный камень правильной формы.