Простенок кирпич между окон

8. Расчет и конструирование кирпичного простенка

8.1. Проверка прочности кирпичного простенка

Для многоэтажных жилых, общественных и производственных зданий с несущими стенами и поперечными жесткими конструкциями (стенами), стоящими на расстоянии друг от друга не более [22, табл. 27], характерна, как правило, жесткая конструктивная схема.

Расчетная схема стены многоэтажного здания с жесткой конструктивной схемой при вертикальных нагрузках может быть принята в виде неразрезной вертикальной многопролетной балки с неподвижными опорами на уровне перекрытий, стоящими друг от друга на расстоянии, равном высоте этажа H. Для упрощения расчета неразрезная балка заменяется однопролетными балками с шарнирными опорами на уровне опирания перекрытий (рис. 16).

Расчетная ось стены (вертикальной балки) принимается совпадающей с ее геометрической осью, проходящей через центр тяжести поперечных сечений стены.

Расчет стен, простенков и столбов обычно состоит в том, чтобы проверить назначенные ранее по конструктивным, теплотехническим или другим соображениям размеры поперечных сечений и подобрать необходимые марки камня и раствора. При этом следует стремиться к тому, чтобы несущая способность кладки была использована полностью.

В курсовом проекте расчету подлежит простенок кирпичной стены между двумя стандартными проемами (окнами). Необходимо выбрать размеры стандартных окон и стандартный размер кирпичного простенка таким образом, чтобы ригель (балка) опирались на простенок по его геометрической оси (рис. 15).

Рис. 15. Пример компоновки кирпичной стены в плане

Сбор нагрузок на простенок

Сначала проводим поэлементный сбор нагрузок на простенок, который удобнее выполнять в табличной форме (табл. 5).

Грузовая площадь для сбора нагрузок от покрытия и перекрытия ограничивается центрами проемов и половиной пролета сборного ригеля (рис. 15), т.е. .

Поэлементный сбор нагрузок на кирпичный простенок, кН

Нормативные нагрузки, кН/м 2

Расчетные нагрузки, кН/м 2

Грузовая площадь, м 2

Нагрузка на простенок, кН

Покрытие

Итого:

Перекрытие

Полезная нагрузка на перекрытие

Итого:

Наружные стены

− Собственный вес стены в пределах одного этажа (с учетом штукатурки)

− Вес карнизного участка стены высотой h₁

− Вес надоконного участка стены первого этажа высотой h₂

Итого:

Статический расчет простенка.

В пределах каждого этажа на стену действуют (рис. 16):

нагрузка , кН, от вышележащих этажей здания, включающая вес покрытия и вышележащих перекрытий. Нагрузка принимается приложенной по оси вышележащего этажа.

нагрузка , кН, от перекрытия, расположенного над рассматриваемым этажом. Принимается приложенной в центре тяжести треугольной давления под опиранием перекрытия, при этом расстояние от внутренней грани стены до точки приложения силы должно быть не более 7 см.

собственный вес стены (рис. 16). Собственный вес стены приложен по оси рассматриваемого этажа. Прочие нагрузки, действующие в пределах данного этажа (выступы, карнизы, консоли, навесные элементы и т.п.) считаются приложенными со своими эксцентриситетами относительно расчетной оси.

Рис. 16. Расчетная схема стены

Таким образом, каждый расчетный участок стены в пределах любого этажа испытывает действие силы, равной сумме всех вышележащих вертикальных нагрузок, и изгибающего момента от нагрузок в пределах данного этажа, приложенных с эксцентриситетами.

Форма эпюры моментов треугольная, распределенная по высоте расчетного участка стены (рис. 16).

Вычисляем усилия на простенок первого этажа. В стенах с проемами наиболее опасным является сечение II – II на уровне низа перемычки. В этом сечении величина расчетного изгибающего момента несколько меньше, чем в сечении I – I, но значительно уменьшается расчетная ширина сечения. Расчетные нагрузки в сечении II – II (рис. 15):

, . (28)

Значение изгибающего момента на уровне низа перекрытия, расположенного над данным этажом, определяется по формуле

,

где – эксцентриситет приложения силы . При неизменной толщине стены принимается (рис. 17, а). Знак «–» принимается при уменьшении толщины стены вышележащего этажа за счет уступа с внутренней стороны (рис. 17, б), знак «+» – за счет уступа с наружной стороны (рис. 17, в);

–эксцентриситет приложения силы . Вычисляется относительно центра тяжести простенка , где – толщина стены, мм – расстояние от точки приложения опорной реакции до внутренней грани стены. Здесь – глубина заделки ригеля (балки) в стену.

Рис. 17. Определение эксцентриситетов приложения нагрузки на стену

Проверка несущей способности (прочности) простенка.

В курсовом проекте производим расчет внецентренно сжатого простенка кирпичной стены, выполненной из обыкновенного кирпича пластического прессования марок М75–М100 на растворе М50. Расчетная длина простенка , площадь сечения простенка .

Эксцентриситет расчетной продольной силы относительно центра тяжести сечения . Высота сжатой части поперечного сечения .

Расчет прочности стен, простенков и внецентренно загруженных столбов производится по формулам внецентренного сжатия [22, пп. 4.7–4.11]. Расчет прочности центрально загруженных столбов производится по формулам центрального сжатия [22, пп. 4.1–4.6].

В курсовом проекте сначала производится проверка прочности неармированного простенка кирпичной стены [22, ф. 10]. Если расчет показывает, что несущая способность неармированной кладки недостаточна, производим усиление простенка поперечным армированием и производим проверку прочности армированного простенка. Несущую способность проверяем по [22, ф. 29].

Поперечное армирование эффективно при соблюдении следующих условий:

высота ряда кладки с учетом толщины слоя раствора мм;

расчетный эксцентриситет ;

гибкость простенка .

В случае принятия решения об усилении кладки поперечным армированием принимают армирование обычными арматурными сетками с квадратными ячейками из арматуры класса Вр–I (Вр500), диаметр 5 мм. Размер ячейки мм.

Нормы рекомендуют укладывать сетки не реже чем через пять рядов кирпичной кладки из обыкновенного кирпича, следовательно, шаг сеток мм.

Расчет по раскрытию трещин выполняется в соответствии с указаниями [22, п. 5.3]. При небольших эксцентриситетах, если выполняется условие , расчет по раскрытию трещин не производится. Здесь – расстояние от сжатой кромки сечения до центра тяжести сечения. Можно принять .

Кирпичная кладка столбов и простенков

Кладка столбов и узких простенков, как и кладку углов, обычно выполняет каменщик с большим опытом работы.

Столбы и узкие простенки (шириной не более 1 м, или 4 кирпича) выкладывают по однорядной, двухрядной или трехрядной системе перевязки (максимальное количество смежных ложковых рядов — три). Если ширина простенка превышает 1 м, допускается использование многорядной перевязки. Минимальным считается квадратное сечение столба в один кирпич. Столбы такого сечения используют преимущественно под ненагруженные конструкции (например, столбы ограждения участка). Для несущих столбов минимальным является сечение 380 x 380 мм (1,5 x 1,5 кирпича), для простенков — 250 х 510 мм (1/2 кирпича). Столбы могут иметь не только квадратную, но и прямоугольную форму в плане.

При больших нагрузках горизонтальные швы в простенках и столбах армируют металлической сеткой (диаметр проволоки 3—6 мм) с интервалом по высоте 3—5 рядов. Сетка обязана покрывать все кирпичи, при этом не должна выходить за пределы кладки: арматуре требуется защита раствором, поэтому ее не доводят до лицевой поверхности столба или простенка как минимум на 10 мм.

В случае возведения декоративного кирпичного столба (например, в ограждении или под установку светильника на столбе) используют вертикальное армирование: кладку ведут вокруг оси — вертикального стержня в виде трубы или металлического профиля другого сечения. Саму кладку устраивают толщиной в полкирпича из облицовочных камней. В данном случае можно применять и пустотелые кирпичи.

Если к столбу или узкому простенку по проекту примыкает тонкая стенка, кладку соединяют посредством вертикальной штрабы или вы пусков стержней арматуры, заложенной в столб или простенок.

Кирпич выбирают по тем же принципам, что и для стен. Например, для устройства столбов фундамента подойдет только полнотелый керамический кирпич высокой прочности и морозостойкости. Для возведения столбов и простенков в наружных конструкциях, а также в зданиях с непостоянным отоплением желательно брать кирпич морозостойкостью не ниже 50. Как правило, столбы выкладывают из полнотелого кирпича марки М-75 или выше, с использованием раствора высокой прочности (не ниже М-25). Столбы и простенки надземной части конструктивного остова изолируют от фундамента гидроизоляционным материалом. Верхний обрез столбов и узких простенков, над которыми не предусмотрена кровля, покрывают металлическими оголовками для защиты от атмосферных осадков.

В кладке столбов и простенков все швы должны заполняться раствором. Кладка в пустошовку допускается только для вертикальных лицевых швов, причем заглубление раствора не должно превышать 10 мм от лицевой поверхности кладки (причем этот вариант возможен исключительно в случае возведения столба под дальнейшую отделку). Горизонтальные швы обязательно заполнять полностью, с подрезкой раствора и (при необходимости) с расшивкой швов.

Если кладка ведется под последующее оштукатуривание стены, не имеет значения, как выглядит снаружи перевязка швов в угловой части. При этом обращают внимание только на качество перевязки ) швов. В углах фундаментной ленты следует выбирать такой способ кладки угла, при котором будет использовано наименьшее количество неполномерных кирпичей, особенно четверток.

Поперечные вертикальные швы должны совпадать не более чем в трех смежных рядах. То есть не реже, чем в каждом четвертом ряду ложковые кирпичи накрывают тычками. Начинают и заканчивают кладку столбов и простенков тычковым рядом из полномерных кирпичей. По возможности неполномерные кирпичи вообще не используют, особенно если сечение (ширина) столба или простенка менее 2,5 кирпича.

При сечении столба в полтора кирпича сложно назвать какую-либо сторону ложковой или тычковой, поскольку кирпичи внешнего ряда укладывают «по кругу».

Для устройства забутки при возведении столба сплошной кладки квадратного сечения со стороной в 1,5 кирпича используют половинки кирпича. Система перевязки верстовых кирпичей в данном случае однорядная, а забутка остается не перевязанной с верстами. В столбах другого сечения такая схема (ее называют «корзинкой») недопустима: верстовые ряды столбов должны быть обязательно перевязаны с внутренней частью кладки. Но и при устройстве столба с сечением 1,5 кирпича возможен другой вариант кладки, с перевязкой версты и забутки: это вариант с трехрядной перевязкой швов. Здесь тоже в каждом ряду необходимо использовать по одной половинке кирпича, но эту половинку укладывают не в центре, как при однорядной перевязке, а каждый раз — в разных углах столба.

Для возведения столбов сечением 1 x 1 кирпича или 1 x 1,5 кирпича используют только однорядную перевязку. Для столбов с сечением более 1,5 кирпича используют преимущественно трехрядную перевязку, поскольку однорядная требует применения большого количества неполномерных кирпичей: для перевязки всех вертикальных швов во всех смежных рядах кладки понадобится укладывать практически в каждом ряду трехчетвертки для смещения швов на четверть кирпича. Если хотя бы одна из сторон столба составляет два кирпича, первый ряд кладки выкладывают двумя тычковыми рядами.

Столбы сечением 1,5 х 2 или 2 x 2,5 кирпича требуют использования двух половинок в каждых четырех рядах кладки.

Простенки с четвертями выкладывают так, чтобы четверти были надежно перевязаны с основным массивом кладки. Четверти нужны для установки оконных и дверных блоков, но возможна установка окон и дверей в проемы без четвертей.

Первый ряд в наружной версте укладывают тычками, а для четвертей используют неполномерные камни (четвертки). В следующем ряду швы между четвертками и полномерными кирпичами наружной версты накрывают целыми кирпичами или половинками. Простенков другой ширины устраивают по такому же принципу, что и показанные на рисунках 48 и 49, с добавлением или убавлением ширины до той, которая необходима по проекту.

Простенки без четвертей выкладывают по тому же принципу, что и прямоугольные столбы или рядовые торцы (ограничения) стен.

Каждый уложенный ряд кладки в столбах и простенках проверяют на вертикальность и горизонтальность с помощью уровня и отвеса, поскольку исправить ошибку, допущенную в правильности кладки такой маленькой площади, крайне сложно.

Облицовка кирпичом окон: декор для фасада

Облицовка окон кирпичом – это хороший способ выделить приоконные зоны, подчеркнуть их форму и придать выразительность всему фасаду. Обрамление проёмов окон должно быть хорошо продуманным и симметричным относительно стеновой кирпичной кладки.
Обязательным условием для их качественного оформления, является заделка щелей, с использованием определённых приёмов кладки или красивых наличников из кирпича. Инструкция и видео в нашей статье подробно расскажут о том, как, выполняется облицовка кирпичом оконных проёмов.

Особенности оконной отделки

Для того, чтобы фасад выглядел гармонично, симметричность должна быть соблюдена во всём: размерах и форме самих окон, их расположении относительно угловых зон, ширине простенков. Эти условия должны соблюдаться в процессе возведения стен дома, и для этого существуют определённые стандарты.
Но на практике довольно часто встречаются несоответствия, которые необходимо устранить перед тем, как облицовка окон дома кирпичом будет начата.
Итак:

• Если окна по размерам не соответствуют стандарту, но располагаются на фасаде пропорционально, ничего страшного в этом нет. Но есть ситуации, когда явные отклонения вносят определённый диссонанс в экстерьер здания.
  После того, как облицовка оконных проёмов кирпичом будет выполнена, асимметрия будет ещё больше видна.
• Поэтому, нужно принять меры ещё до начала облицовочных работ. Возможно, потребуется увеличить ширину одного окна, и уменьшить проём другого.
  Для увеличения оконного проёма требуется произвести подрезку кирпичей, либо выполнить частичный демонтаж простенка. Сделать это своими руками нелегко – тут требуется мастерство.
• Действовать нужно очень аккуратно, чтобы соблюсти ровные линии простенка для стыков с рамой, не нарушив при этом целостности кладки. Естественно, что объём выполняемой работы будет зависеть от разницы в параметрах окон и проёмов. Нередко выполняется и уменьшение размера окон, которое может быть связано не только с подготовкой к отделке проёмов, но и с необходимостью утепления дома.
• Как раз в таком случае, облицовка кирпичом над окном или по всему его периметру, может прекрасно справиться с этой задачей. Для этой цели может быть подобран кирпич, схожий по цвету и фактуре с лицевой частью всего фасада. Как вариант, используется и контрастная отделка, которую вы можете видеть на фото в начале данной статьи.
• Если выполняется, к примеру, реконструкция старого дома, может возникнуть необходимость в полной заделке одного проёма. Наличие нескольких окон на одной стене чаще всего мешает эффективному использованию полезной площади помещений, не позволяет по своему усмотрению расположить мебель, да и с теплоизоляцией такого дома, как правило, проблемы.

• Заделка проёма, в данной ситуации, может быть единственно правильным решением, но следует помнить о том, чтобы данный участок не испортил внешний вид стены в целом. В таких случаях, на помощь обычно приходит отделка стен декоративной штукатуркой.
  При этом облицовка окна кирпичом, особенно контрастным и рельефным, станет элегантным украшением обновлённого фасада.

Кстати, если для обрамления проёма использовался обычный строительный кирпич, он тоже может быть оштукатурен. Взглянув на приведённый сверху пример, вы можете убедиться, что это так же очень красиво.

Выбор материала: таблица

Сейчас в продаже есть множество разновидностей декоративного материала, с применением которого облицовка оконного проёма кирпичом значительно упрощается. Мы предлагаем вам ознакомиться с теми видами кирпича, которые можно использовать для обрамления оконных и дверных проёмов.

В производстве данного вида кирпича используется несколько видов горных пород (доломит, известняк, мрамор), отходы от производства щебня и керамического кирпича, каменная крошка, образующаяся при распиле различных видов камня.

• Смесь увлажняется и прессуется под воздействием сверхвысокого давления. При этом, частицы практически спаиваются друг с другом, образуя необыкновенно прочный материал.

Гиперпрессованный кирпич по прочности, влагостойкости и текстуре максимально близок к натуральному камню. Для отделки используются фигурные и рельефные варианты.

На пустотелый кирпич уходит меньше сырья, отсюда и столь демократичная цена. К тому же, он меньше весит, что уменьшает нагрузку на несущие конструкции.

Как сделать оконные проемы в кирпичной кладке и заложить

Хорошо продуманные и качественно сформированные оконные проемы в кирпичной кладке — это основа будущего интерьера всех внутренних помещений дома.

От того, насколько верным будет проектное решение этого вопроса, зависит, насколько светло и уютно будет в доме.

Прогон — основа надежности

Кладка оконных проемов из кирпича требует точности в расчетах и аккуратности. Основа отверстия в стене — прогон (перемычка) должен выполнять функцию несущей конструкции, опираясь в верхней части проема окна или двери на простенки. Обычно в качестве прогона используют:

• готовые железобетонные перемычки;
• изготавливаемые по месту путем бетонирования консоли;
• металлические швеллеры;
• металлические уголки.

Главное, чтобы материал мог выдержать предполагаемые нагрузки. Перемычка должна своими концами надежно опираться на простенок по длине с каждой стороны не менее чем на 15 см. То есть если окно предполагается сделать шириной в 1 м, то прогон должен иметь длину не менее 1,3-1,4 м.
Наименее предпочтительным материалом для устройства прогона является металлический уголок. Даже при немалом сечении, например 100х100 мм, он обладает недостаточной жесткостью и может использоваться только для проемов небольшой ширины. Если длина уголка будет превышать 1,5 м, возможно его провисание и, как следствие, проседание и последующее разрушение кирпичной кладки.
Готовая и самодельная бетонные перемычки надежнее и рассчитаны на большие нагрузки.

Новый проем в кирпичной стене

Как сделать оконный проем в кирпичной стене, не нарушив жесткости конструкции и не вызвав обрушения?

1. Первая операция — это разметка будущего проема. Важно правильно рассчитать ширину и высоту, учесть припуски на пенные швы, необходимые для установки будущего окна.
2. Когда разметка произведена, стену необходимо аккуратно снаружи и изнутри освободить от слоя штукатурки, предварительно позаботившись об обесточивании всей домовой электропроводки. Если только вы наверняка не знаете, что под штукатурным слоем она отсутствует.
3. Следует также знать, что от дымохода в стене до оконного или дверного проема необходимо выдержать расстояние не менее 3 м.
4. Выбивать кирпич следует начиная с верхних рядов. В вырезанную в верхней части штробу (она должна быть несколько шире разметки) необходимо вставить перемычку. Она будет удерживать верхние ряды кладки и позволит производить дальнейшие работы без лишних рисков. Ее бетонируют и продолжают работы только после того, как раствор надежно схватится. Удалять кирпичи лучше алмазными сверлами, постепенно выбивая их без излишних усилий, иначе кирпичная кладка вокруг окон нарушится.

Нюансы подготовительных работ

Вновь обустраиваемый проем визуально не должен выделяться по фасаду от уже существующих проемов. Поэтому крайне важно не ошибиться с его размерами.

Для разметки будущего отверстия в стене лучше использовать в комплексе лазерный и строительный уровни. Они помогут правильно выбрать верхнюю и нижнюю отметки окна или двери с привязкой к уже смонтированным конструкциям или обустроенным проемам. В противном случае асимметрично расположенные относительно друг друга окна могут испортить внешний вид фасада здания.

Перед началом отделочных работ следует повторно проверить правильность его размеров по соседним проемам. В случае отклонений потребуется подрезать кирпич либо, напротив, уменьшить высоту слоем раствора.

Как избавиться от лишнего проема?

Нередки ситуации, когда требуется заложить оконный проем. Чаще всего такая потребность возникает в ходе перепланировки. Иногда она является следствием ошибки в проекте.

Как правильно заложить проем кирпичом? Количество кирпича и его тип зависят от размеров проема, от которого вы планируете избавиться. Это может быть красный кирпич, шлакоблоки или кирпич газосиликатный.

Кладка обычным кирпичом делается в 1,5-2 кирпича в зависимости от толщины стены, в которой устраняется лишнее отверстие под окно или дверь.

Лишнее пространство закладывают при помощи кельмы, мастерка и цементно-песчаной смеси. Новая кладка производится не по уровню, а по геометрии существующей стены, чтобы после отделочных работ место бывшего проема не выделялось.

Перед тем как заложить проем кирпичом, требуется выбить в определенной последовательности кирпичи в существующей стене справа и слева для привязывания новой закладки к старой. Обязательно надо соблюдать разбежку кирпича по рядам — укладывание его в шахматном порядке. Совпадение швов раствора по вертикали допускать нельзя. Желательно для привязки к стене использовать арматуру, укладывая ее через 2-3 ряда.