В иды армирования кладки.

Армированные кирпичные конструкции представляют собой кладку, усиленную стальной арматурой, которую укладывают на растворе в швы между кирпичами.

Каменная кладка является неоднородным телом, состоящим из камней (искусственных или естественных), уложенных в определенном порядке на растворах различных видов, образующих швы кладки. Этим обусловливаются особенности работы кладки: при сжатии кладки усилие передается неравномерно вследствие местных неровностей и неодинаковой плотности отдельных участков затвердевшего раствора. В результате камни подвергаются не только сжатию, но также изгибу и срезу.

Характер разрушения кладки и степень влияния многочисленных факторов на ее прочность объясняются особенностями ее напряженного состояния при действии нагрузок. Разрушение обычной кирпичной кладки при сжатии начинается с появления отдельных вертикальных трещин, как правило, над и под вертикальными швами, что объясняется явлениями изгиба и среза камня, а также концентрацией растягивающих напряжений над этими швами.

Для усиления каменной кладки применяются следующие типы армирования:

1)сетчатое (поперечное) армирование кирпичной кладки;

2)продольное армирование любой каменной кладки с расположением арматуры внутри кладки или в штрабе (вертикальном и горизонтальном шве);

3)армирование железобетоном - включение в кладку железобетона, монолитно с ней работающего (комплексные конструкции);

4)армирование обоймами - включение кладки в железобетонные или металлические обоймы.

Сетчатое (поперечное) армирование выполняют стальными сетками или строительной арматурой. Арматура воспринимает поперечные растягивающие усилия, возникающие при сжатии кладки, препятствует разрушению кирпича при изгибе и растяжении и этим увеличивая несущую способность сжатого элемента.

Столбы, стены и простенки армируют сварной кладочной сеткой квадратной,прямоугольной или зигзагообразной формы.

Стержни сеток сваривают или связывают между собой вязальной проволокой. Расстояние между стержнями в сетках должно быть не менее 30 и не более 120 мм.

Сетчатое (поперечное) армирование кладки:

1 - прямоугольная сетка; 2 - сетка "зигзаг"

Поперечное сетчатое армирование оказывает значительное влияние на несущую способность каменной кладки. В зависимости от количества сеток прочность армированной кладки может в два раза превышать прочность неармированной.

Пропуск только одной сетки уменьшает эффект армирования в два раза.

Размеры сеток всегда должны быть больше размеров сечения армируемого элемента, чтобы можно было после выполнения кладки визуально проверить все параметры армирования: диаметр стержней, размер ячеек и шаг сеток.

При поперечном армировании столбов и простенков сетки следует изготавливать и укладывать так, чтобы было не менее двух арматурных стержней (из которых сделана сетка), выступающих на 2–3 мм на внутреннюю поверхность простенка или на две стороны столба.

Арматурные прямоугольные сетки укладывают не реже чем через пять рядов кладки, а при утолщенном кирпиче – через четыре ряда, зигзагообразные – попарно в два смежных рядах, так, чтобы направление стержней в них было взаимно перпендикулярным. За расстояние между зигзагообразными сетками принимают расстояние между сетками одного направления.

Диаметр стержней для поперечного армирования кладки допускается не менее 2,5 и не более 8 мм.

Применение арматуры больших диаметров вызвало бы недопустимое увеличение толщины горизонтальных швов и снижение прочности кладки. Чтобы предохранить кладочную сетку от коррозии,её утапливают в раствор так ,чтобы сверху и снизу сетка была покрыта толщиной раствора не менее 2-х мм.

П родольное армирование осуществляется с помощью прутьев, которые укладываются в продольные швы. Данный вид армирования повышает устойчивость сооружения, применятся для нейтрализации растягивающих усилий в внецентренно сжатых и изгибаемых конструкциях: столбах, тонких стенах и перегородках; а также в зданиях, подверженных сейсмическим воздействиям.

Сетки должны иметь такие размеры, чтобы концы прутков выступали на 2...3 мм за одну из внутренних поверхностей простенка или столба. По этим концам удостоверяются, что в кладке уложена арматура.

Промышленные сетки выпускаются разными конфигурациями: по форме - прямоугольные,угловые и крестообразные, по размеру - планшетами,рулонами.

Сечение стержней и их расположение указываются в проекте. Стержни арматуры соединяют между собой,сваркой, либо вязальной проволокой внахлестку с перехлестом стержней на 20 диаметров. Концы таких стержней должны заканчиваться крюками. В местах расположения крюков вместо кирпичной кладки укладывают бетон или раствор с кирпичным щебнем.

Продольное армирование кладки:

а - внутреннее расположение арматуры;

б - расположение арматуры в штрабе кладки;

1 - хомуты; 2 - вертикальная арматура; 3 - раствор.

П родольное армирование бывает внутренним и наружным. Шаг хомутов принимается не более 15 диаметров стержней арматуры в том случае, если стержни располагаются снаружи кладки. При их расположении внутри нее шаг хомутов принимается до 25 диаметров – для элементов, работающих на сжатие.

В растянутых элементах шаг хомутов принимается не более 80 и не менее 50 диаметров.

Толщина слоя, в котором располагается наружная продольная арматура, должна обеспечить защитный слой 10–12 мм при нормальной влажности и 20–30 мм при повышенной. Диаметр хомутов в растянутом сечении должен быть не менее 3 мм, диаметр продольной арматуры – не менее 8 мм. Продольная арматура работает как железобетонный элемент, т. е. на сжатие и растяжение.

При производстве колодцевой кладки рекомендуется завершать ее 3–4 рядами сплошной кладки, предварительно армировав последний ряд (с засыпкой) металлической сеткой.

Если перегородка или простенок в ¼ кирпича имеет длину более 1,5 м, кладку следует армировать стальной проволокой через 2–3 ряда.

Продольное армирование и армирование железобетоном (комплексные конструкции) применяются:

– для повышения несущей способности конструкций, когда в сечении

возникают растягивающие усилия, превышающие расчетное

сопротивление кладки при растяжении;

– в гибких элементах при гибкости более 15;

– в тонких стенах и перегородках для повышения их устойчивости и

прочности при действии поперечных нагрузок;

– в стенах и столбах, подвергающихся значительной вибрации, для

придания кладке большей монолитности, трещиноустойчивости и сейсмостойкости.

При центральном сжатии армокаменных конструкций с продольным армированием предел текучести арматуры в чисто армокаменном сечении и разрушение железобетона в комплексном сечении наступают раньше, чем предел прочности кладки. В результате, как в комплексном, так и в армокирпичном элементе, коэффициент использования кладки не превышает 0,85. В связи с этим продольное армирование кладки в сжатой зоне мало эффективно. Для обеспечения лучшей совместной работы кладки с продольной арматурой или железобетоном рекомендуется применять сетчатое армирование.

П овышение прочности столбов и простенков путем включения кладки в обоймы из металлических уголков или железобетона необходимо, когда в кладке напряжение превышает допустимые нормы или имеются дефекты расслоения, недостаточная перевязка, трещины и пр. Металлическая обойма выполняется из вертикальной арматуры в виде стальных уголков, поставленных на растворе по углам усиливаемого столба или простенков, и поперечной арматуры в виде планок из полосового железа, которые привариваются к уголкам и затем покрываются слоем цементного раствора по сетке. Расстояние между планками по вертикали принимается не более толщины усиливаемого элемента. Возможно повышение прочности кладки железобетонной обоймой, осуществляемой путем бетонирования арматурного каркаса, состоящего из хомутов и вертикальных прутьев. Основную роль в обойме играет поперечная арматура (хомуты), которая препятствует поперечному расширению кладки под действием вертикальной силы и тем самым вызывает всестороннее сжатие кладки, увеличивая несущую способность конструкций. Штукатурная армированная обойма выполняется аналогично железобетонной, но взамен бетонирования арматурный каркас покрывается слоем штукатурки из прочного цементного раствора.

Повышение несущей способности кирпичных столбов, простенков эффективно достигается при выполнении предварительного натяжения хомутов или поперечных планок. В этом случае повышение несущей способности столбов, колонн, простенков может быть достигнуто в четыре раза.