Устойчивость кирпичной кладки повышает

Обновлено: 19.05.2024

Многие недоумевают: «Что с ней будет, она же кирпичная?». Но если не проверить стену на устойчивость, то могут произойти 2 варианта: стена опрокинется, либо подкосится. Чтобы было понятно, представим книгу.

Да, самую обычную книгу в твердом переплете. Поставьте её на ребро и посмотрите, насколько она устойчива: чем толще книга и ниже, тем она устойчивее. Уверен, всем это понятно.

А если возьмем тонкую тетрадь, то нам даже поставить её не удастся: она подкосится, изогнется и сложится - это наш второй случай.

Точно также происходит с каменными стенами: если мы не проверим устойчивость, то наши «книги» и «тетради» опрокинутся и разрушатся.

От чего зависит устойчивость стен

После таких ярких примеров вам наверняка понятно, что устойчивость зависит от толщины и высоты стены . Понять, получится ли у нас устойчивая стена, помогает СНиП II-22-81, который учитывает высоту, толщину и материал стен. Весь документ читать пока не будем, возьмем лишь нужные пункты 6.16-6.20 и таблички в них.

А теперь давайте почувствуем себя проектировщиками и рассмотрим 2 примера по расчету устойчивости двух стен:

Пример 1.

Дана перегородка из газобетона марки М25 на растворе марки М4 высотой 3,5 м, толщиной 200 мм, шириной 6 м, не связанная с перекрытием. В перегородке дверной проем 1х2,1 м. Необходимо определить устойчивость перегородки.

Из таблицы 26 (п. 2) определяем группу кладки - III. Из таблицы 28 находим ? = 14. Т.к. перегородка не закреплена в верхнем сечении, нужно снизить значение β на 30% (согласно п. 6.20), т.е. β = 9,8.

Находим коэффициенты k из таблицы 29:

k1 = 1,8 - для перегородки, не несущей нагрузки при ее толщине 10 см, и k1 = 1,2 - для перегородки толщиной 25 см. По интерполяции находим для нашей перегородки толщиной 20 см k1 = 1,4;

k3 = 0,9 - для перегородки с проемами;

значит k = k1k3 = 1,4*0,9 = 1,26.

Окончательно β = 1,26*9,8 = 12.3.

Найдем отношение высоты перегородки к толщине: H/h = 3,5/0,2 = 17,5 > 12.3 - условие не выполняется, перегородку такой толщины при заданной геометрии делать нельзя.

Каким способом можно решить эту проблему? Попробуем увеличить марку раствора до М10, тогда группа кладки станет II, соответственно β = 17, а с учетом коэффициентов β = 1,26*17*70% = 15 < 17,5 - этого оказалось недостаточно. Увеличим марку газобетона до М50, тогда группа кладки станет I, соответственно β = 20, а с учетом коэффициентов β = 1,26*20*70% = 17.6 >17,5 - условие выполняется. Также можно было не увеличивая марку газобетона, заложить в перегородке конструктивное армирование согласно п. 6.19. Тогда β увеличивается на 20% и устойчивость стены обеспечена.

Пример 2.

Дана наружная ненесущая стена из облегченной кладки из кирпича марки М50 на растворе марки М25. Высота стены 3 м, толщина 0,38 м, длина стены 6 м. Стена с двумя окнами размером 1,2х1,2 м. Необходимо определить устойчивость стены.

Из таблицы 26 (п. 7) определяем группу кладки - I. Из таблицы 28 находим β = 22. Т.к. стена не закреплена в верхнем сечении, нужно снизить значение β на 30% (согласно п. 6.20), т.е. β = 15,4.

Находим коэффициенты k из таблицы 29:

k1 = 1,2 - для стены, не несущей нагрузки при ее толщине 38 см;

k2 = √Аn/Ab = √1,37/2,28 = 0,78 - для стены с проемами, где Ab = 0,38*6 = 2,28 м2 - площадь горизонтального сечения стены с учетом окон, Аn = 0,38*(6-1,2*2) = 1,37 м2;

значит k = k1k2 = 1,2*0,78 = 0,94.

Окончательно β = 0,94*15,4 = 14,5.

Найдем отношение высоты перегородки к толщине: H/h = 3/0,38 = 7,89 < 14,5 - условие выполняется.

Необходимо также проверить условие, изложенное в п. 6.19:

Вывод

Расчет довольно простой, если вы «технарь». Вы легко с ним справитесь и будете уверены, что запроектировали устойчивую стенку.

Если вы далеки от расчетов и не поняли вообще, о чем эти формулы, то лучше обратиться к конструкторам, или студентам-строителям. Ну а если вам обратиться не к кому, то просто пользуйтесь правилом: «чем толще и ниже, тем лучше», но всё-же лучше посчитать!

Способность кладки воспринимать нагрузку от вышележащих конструктивных элементов называют прочностью .

От действия нагрузок в кладке возникают внутренние напряжения и деформации (рис. 2.10). Марка раствора и кирпича, форма и размеры кладочных материалов, толщина и плотность растворных швов – все это влияет на прочность кладки.

Рис. 2.10. Напряженное состояние кладки от действия внешней нагрузки: 1 – силы внутреннего напряжения; 2 – железобетонная подушка; 3 – железобетонная балка

Способность кладки сохранять свое положение при действии горизонтальных (например, ветровых) нагрузок называют устойчивостью. Это свойство ограничивает высоту кладки в зависимости от ее толщины и величины ветровых нагрузок. Например, стенка толщиной 250 мм при ветровой нагрузке более 400 Па не должна быть выше 2,25 м.

Внешние нагрузки, действующие на кладку, создают в ней напряженное состояние (рис. 2.11). При нормальной эксплуатации (первая стадия) внутренние напряжения не вызывают видимых повреждений кладки. При увеличении нагрузки (вторая стадия) в отдельных кирпичах появляются трещины. Продолжающийся рост нагрузки приводит к развитию вертикальных трещин (третья стадия), однако кладка еще способна воспринимать действующие на нее внешние силы. Дальнейшее нарастание нагрузки расслаивает кладку на тонкие столбики (четвертая стадия). Кладка разрушается из-за потери устойчивости конструкции, расчлененной вертикальными трещинами.

Рис. 2.11. Стадии работы при возрастании внешней нагрузки: 1 – силы внутреннего напряжения; 2 – появление трещин; 3 – развитие вертикальных трещин; 4 – расслоение кладки

Как видно из условного графика (рис. 2.12), прочность кладки мало зависит от системы перевязки швов.

Толщина швов . С увеличением толщины швов уменьшается прочность кладки. Это обусловлено тем, что прочность раствора всегда меньше прочности кладочного материала. Однако и уменьшение толщины швов не повышает прочности кладки, так как уложенные кирпичи неровностями граней касаются друг друга и в этих местах вместо сжатия работают на изгиб, что снижает прочность кладки. Чтобы все кирпичи, уложенные в конструкции, работали на сжатие, нормируют толщину горизонтальных и вертикальных швов: толщина горизонтальных швов – 10. 15 мм, вертикальных – 8. 15.

Рис. 2.12. Условный график, иллюстрирующий прочность кладки:
а – однорядной; б – многорядной; в – трехрядной

Способность кладки воспринимать нагрузку от вышележащих конструктивных элементов называют прочностью.

От действия нагрузок в кладке возникают внутренние напряжения и деформации. Марка раствора и кирпича, форма и размеры кладочных материалов, толщина и плотность растворных швов — все это влияет на прочность кладки.

Внешние нагрузки, действующие на кладку, создают в ней напряженное состояние. При нормальной эксплуатации (первая стадия) внутренние напряжения не вызывают видимых повреждений кладки. При увеличении нагрузки (вторая стадия) в отдельных кирпичах появляются трещины. Продолжающийся рост нагрузки приводит к развитию вертикальных трещин (третья стадия), однако кладка еще способна воспринимать действующие на нее внешние силы. Дальнейшее нарастание нагрузки расслаивает кладку на тонкие столбики (четвертая стадия). Кладка разрушается из-за потери устойчивости конструкции, расчлененной вертикальными трещинами.

Рис. 1. Однорядная система перевязки 1 — тычковый ряд; 2 — ложковый ряд; 3 — смещение вертикальных швов на четверть кирпича

Рис. 2. Многорядная система перевязки 1 — тычковый ряд; 2 — ложковые ряды; 3 — смещение вертикальных швов на четверть кирпича; 4 — то же, на половину кирпича

Как видно из условного графика, прочность кладки мало зависит от системы перевязки швов.

Толщина швов. С увеличением толщины швов уменьшается прочность кладки. Это обусловлено тем, что прочность раствора всегда меньше прочности кладочного материала. Однако и уменьшение толщины швов не повышает прочности кладки, так как уложенные кирпичи неровностями граней касаются друг друга и в этих местах вместо сжатия работают на изгиб, что снижает прочность кладки. Чтобы все кирпичи, уложенные в конструкции, работали на сжатие, нормируют толщину горизонтальных и вертикальных швов: толщина горизонтальных швов: 10…15 мм, вертикальных — 8…15.

Рис. 4. Напряженное состояние кладки от действия внешней нагрузки 1 — силы внутреннего напряжения; 2 — железобетонная подушка; 3 — железобетонная балка

Рис. 5. Стадии работы кладки при возрастании внешней нагрузки а — первая; б — вторая; в — третья; г — четвертая; 1 — силы внутреннего напряжения; 2 — появление трещин; 3 — развитие вертикальных трещин; 4 — расслоение кладки

Рис. 6. Условный график иллюстрирующий прочность кладки а — однорядной; б — многорядной; в — трехрядной

Перед строительством дома важно грамотно запроектировать его несущие конструкции. Расчет нагрузки на фундамент позволит обеспечить надежность опор под здание. Его проводят перед подбором фундамента после определения характеристик грунта.

Самый главный документ при определении веса конструкций дома — СП «Нагрузки и воздействия». Именно он регламентирует, какие нагрузки приходятся на фундамент и как их определить. По этому документу можно разделить нагрузки на следующие типы:

Временные в свою очередь делятся на длительные и кратковременные. К постоянным относят те, которые не исчезают при эксплуатации дома (вес стен, перегородок, перекрытий, кровли, фундамента). Временные длительные — это масса мебели и оборудования, кратковременные — снег и ветер.

Постоянные нагрузки

размеры элементов дома;
материал, из которого они изготовлены;
коэффициенты надежности по нагрузке.

глубина промерзания почвы;
уровень расположения грунтовых вод;
наличие подвала.

При залегании на участке крупнообломочных и песчаных грунтов (средний, крупный) можно не углублять подошву дома на величину промерзания. Для глин, суглинков, супесей и других неустойчивых оснований, необходима закладка на глубину промерзания грунта в зимний период. Определить ее можно по формуле в СП «Основания и фундаменты» или по картам в СНиП «Строительная климатология» (этот документ сейчас отменен, но в частном строительстве может быть использован в ознакомительных целях).

При определении залегания подошвы фундамента дома важно контролировать, чтобы она располагалась на расстоянии не менее 50 см от уровня грунтовых вод. Если в здании предусмотрен подвал, то отметка основания принимается на 30-50 см ниже отметки пола помещения.

Определившись с глубиной промерзания, потребуется подобрать ширину фундамента. Для ленточного и столбчатого ее принимают в зависимости от толщины стены здания и нагрузки. Для плитного назначают так, чтобы опорная часть выходила за пределы наружных стен на 10 см. Для свай сечение назначается расчетом, а ростверк подбирается в зависимости от нагрузки и толщины стен. Можно воспользоваться рекомендациями по определению из таблицы ниже.

Тип фундамента	Способ определения массы
Забор железобетонный	Умножают ширину ленты на ее высоту и протяженность. Полученный объем нужно перемножить на плотность железобетона — 2500 кг/м 3 . Рекомендуем: .
Перекрытия железобетонный	Умножают ширину и длину здания (к каждому размеру прибавляют по 20 см на выступы на границы наружных стен), далее выполняют умножение на толщину и плотность железобетона. Рекомендуем: .
Столбчатый железобетонный	Площадь сечения умножают на высоту и плотность железобетона. Полученное значение нужно помножить на количество опор. При этом вычисляют массу ростверка. Если у элементов фундамента имеется уширение, его также необходимо учесть в расчетах объема. Рекомендуем: .
Свайный буронабивной	То же, что и в предыдущем пункте, но нужно учесть массу ростверка. Если ростверк изготавливается из железобетона, то его объем перемножают на 2500 кг/м 3 , если из древесины (сосны), то на 520 кг/м 3 . При изготовлении ростверка из металлопроката потребуется ознакомиться с сортаментом или паспортом на изделия, в которых указывается масса одного погонного метра. Рекомендуем: .
Свайный винтовой	Для каждой сваи изготовитель указывает массу. Нужно умножить на количество элементов и прибавить массу ростверка (см. предыдущий пункт). Рекомендуем: .

На этом расчет нагрузки на фундамент не заканчивается. Для каждой конструкции в массе нужно учесть коэффициент надежности по нагрузке. Его значение для различных материалов приведено в СП «Нагрузки и воздействия». Для металла он будет равен 1,05, для дерева — 1,1, для железобетона и армокаменных конструкций заводского производства — 1,2, для железобетона, который изготавливается непосредственно на стройплощадке — 1,3.

Временные нагрузки

Проще всего здесь разобраться с полезной. Для жилых зданий она равняется 150 кг/м2 (определяется исходя из площади перекрытия). Коэффициент надежности в этом случае будет равен 1,2.

Снеговая зависит от района строительства. Чтобы определить снеговой район потребуется СП «Строительная климатология». Далее по номеру района находят величину нагрузки в СП «Нагрузки и воздействия». Коэффициент надежности равен 1,4. Если уклон кровли более 60 градусов, то снеговую нагрузку не учитывают.

Определение значения для расчета

При расчете фундамента дома потребуется не общая его масса, а та нагрузка, которая приходится на определенный участок. Действия здесь зависят от типа опорной конструкции здания.

Тип фундамента	Действия при расчете
Забор	Для расчета ленточного фундамента по несущей способности нужна нагрузка на погонный метр, исходя из нее рассчитывается площадь подошвы для нормальной передачи массы дома на основание, исходя из несущей способности грунта (точное значение несущей способности грунта можно узнать только с помощью геологических изысканий). Полученную в сборе нагрузок массу нужно разделить на длину ленты. При этом учитываются и фундаменты под внутренние несущие стены. Это самый простой способ. Для более подробного вычисления потребуется воспользоваться методом грузовых площадей. Для этого определяют площадь, с которой передается нагрузка на определенный участок. Это трудоемкий вариант, поэтому при строительстве частного дома можно воспользоваться первым, более простым, способом.
Перекрытия	Потребуется найти массу, приходящуюся на каждый квадратный метр плиты. Найденную нагрузку делят на площадь фундамента.
Столбчатый и свайный	Обычно в частном домостроении заранее задают сечение свай и потом подбирают их количество. Чтобы рассчитать расстояние между опорами с учетом выбранного сечения и несущей способности грунта, нужно найти нагрузку, как в случае с ленточным фундаментом. Делят массу дома на длину несущих стен, под которые будут установлены сваи. Если шаг фундаментов получится слишком большим или маленьким, то сечение опор меняют и выполняют расчет заново.

Пример выполнения вычислений

Удобнее всего сбор нагрузок на фундамент дома делать в табличной форме. Пример рассмотрен для следующих исходных данных:

дом двухэтажный, высота этажа 3 м с размерами в плане 6 на 6 метров;
фундамент ленточный железобетонный монолитный шириной 600 мм и высотой 2000 мм;
стены из кирпича полнотелого толщиной 510 мм;
перекрытия монолитные железобетонные толщиной 220 мм с цементно-песчаной стяжкой толщиной 30 мм;
кровля вальмовая (4 ската, значит, наружные стены по всем сторонам дома будут одинаковой высоты) с покрытием из металлической черепицы с уклоном 45 градусов;
одна внутренняя стена посередине дома из кирпича толщиной 250 мм;
общая длина гипсокартонных перегородок без утепления толщиной 80 мм 10 метров.
снеговой район строительства ll, нагрузка 120 кг/м2 кровли.

0,6 м * 2 м * (6 м * 4 + 6 м) = 36 м 3 — объем фундамента

36 м 3 *2500 кг/м 3 = 90000 кг = 90 тонн

6 м * 4 шт = 24 м — протяженность стен

24 м * 3 м = 72 м 2 -площадь в пределах одного этажа

(72 м 2 * 2) *918 кг/м 2 — 132192 кг = 133 тонны — масса стен двух этажей

6 м * 2 шт * 3 м = 36 м 2 площадь стен на протяжении двух этажей

36 м 2 * 450 кг/м 2 = 16200 кг = 16,2 тонн — масса

6 м * 6 м = 36 м 2 — площадь перекрытий

36 м 2 *625 кг/м 2 = 22500 кг = 22, 5 тонн — масса одного перекрытия

22,5 т * 3 = 67,5 тонн — масса подвального, междуэтажного и чердачного перекрытий

10 м * 2,7 м (здесь берется не высота этажа, а высота помещения) = 27 м 2 — площадь

27 м 2 * 28 кг/м 2 = 756 кг = 0,76 т

(6 м * 6 м)/cos 45ᵒ (угла наклона кровли) = (6 * 6)/0,7 = 51,5 м 2 — площадь кровли

51,5 м 2 * 60 кг/м 2 = 3090 кг — 3,1 тонн — масса

36м 2 * 150 кг/м 2 * 3 = 16200 кг = 16,2 тонн (площадь перекрытий и их количество взяты из предыдущих расчетов)

51,5 м 2 * 120 кг/м 2 = 6180 кг = 6,18 тонн (площадь кровля взята из предыдущих расчетов)

Чтобы понять пример, эту таблицу нужно смотреть совместно с той, в которой приведены массы конструкций.

Далее необходимо сложить все полученные значения. Итого нагрузка для данного примера на фундамент с учетом собственного веса составляет 409,7 тонн. Чтобы найти нагрузку на один погонный метр ленты, необходимо разделить полученное значение на протяженность фундамента (посчитано в первой строке таблицы в скобках): 409,7 тонн /30 м = 13,66 т/м.п. Это значение берут для расчета.

При нахождении массы дома важно выполнять действия внимательно. Лучше всего уделить этому этапу проектирования достаточное количество времени. Если совершить ошибку в этой части расчетов, потом возможно придется переделывать весь расчет по несущей способности, а это дополнительные затраты времени и сил. По завершении сбора нагрузок рекомендуется перепроверить его, для исключения опечаток и неточностей.

Совет! Если вам нужны подрядчики, есть очень удобный сервис по их подбору. Просто отправьте в форме ниже подробное описание работ которые нужно выполнить и к вам на почту придут предложения с ценами от строительных бригад и фирм. Вы сможете посмотреть отзывы о каждой из них и фотографии с примерами работ. Это БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает.

В статье представлен пример расчета несущей способности кирпичной стены трехэтажного бескаркасного здания с учетом выявленных в ходе ее осмотра дефектов. Подобные расчеты относятся к категории «проверочных» и выполняются обычно в рамках детального визуально-инструментального обследования зданий.

Несущая способность центрально- и внецентренно — сжатых каменных столбов определяется на основании данных о фактической прочности материалов кирпичной кладки (кирпича, раствора) в соответствии с разделом 4 .

Для учета выявленных в ходе обследования дефектов в формулы СНиП вводится дополнительный понижающий коэффициент, учитывающий снижение несущей способности каменных конструкций (Ктр) в зависимости от характера и степени обнаруженных повреждений по таблицам гл. 4 .

ПРИМЕР РАСЧЕТА

Проверим несущую способность внутренней несущей каменной стены 1-го этажа по оси «8» м/о «Б»-«В» на действие эксплуатационных нагрузок с учетом выявленных в ходе ее обследования дефектов и повреждений.

Исходные данные:

— Толщина стены: dст=0,38 м
— Ширина простенка: b=1,64 м
— Высота простенка до низа плит перекрытий 1 этажа: H=3,0 м
— Высота вышележащего столба кладки: h=6,5 м
— Площадь сбора нагрузок от перекрытий и покрытия: Sгр=9,32 м2
— Расчетное сопротивление кладки cжатию: R=11,05 кг/см2

В ходе осмотра стены по оси «8» зафиксированы следующие дефекты и повреждения (см. фото ниже): массовое выпадение раствора из швов кладки на глубину более 4 см; смещение (искривление) горизонтальных рядов кладки по вертикали до 3 см; множественные вертикально ориентированные трещины раскрытием 2-4 мм (в т.ч. по растворным швам), пересекающие от 2 до 4 горизонтальных рядов кладки (до 2-х трещин на 1 м стены).

По совокупности выявленных дефектов (с учетом их характера, степени развития и площади распространения), в соответствии с , несущая способность рассматриваемого простенка должна быть снижена не менее чем на 30%. Т.е. коэффициент снижения несущей способности простенка принимается равным — Ктр=0,7. Схема для сбора нагрузок на простенок приведена ниже на Рис.1.

РИС.1. Схема для сбора нагрузок на простенок

I. Сбор расчетных нагрузок на простенок

II. Расчет несущей способности простенка

(п. 4.1 СНиП II-22-81)

Количественная оценка фактической несущей способности кирпичного центрально сжатого простенка (с учетом влияния обнаруженных дефектов) на действие расчетной продольной силы N, приложенной без эксцентриситета, сводится к проверке выполнения следующего условия (формула 10 ):

Nс=mg×φ×R×A×Kтр ≥ N (1)

Согласно результатам прочностных испытаний расчетное сопротивление кладки стены по оси «8» сжатию составляет R=11,05 кг/см2 .
Упругая характеристика кладки согласно п.9 Таблицы 15(К) равна: α=500.
Расчетная высота столба: l0=0,8×H=0,8×300=240 см.
Гибкость элемента прямоугольного сплошного сечения: λh=l0 / dст=240/38=6,31.
Коэффициент продольного изгиба φ при α=500 и λh=6,31 (по Таблице 18): φ=0,90.
Площадь поперечного сечения столба (простенка): A=b×dст=164×38=6232 см2.
Т.к. толщина рассчитываемой стены более 30 см (dст=38 см), коэффициент mg принимается равным единице: mg=1.

Подставив полученные значения в левую часть формулы (1), определим фактическую несущую способность центрально-сжатого неармированного кирпичного простенка Nс :

Nс=1×0,9×11,05×6232×0,7=43 384 кгс

III. Проверка выполнения условия прочности (1)

[ Nc=43384 кгс ] > [ N=36340,5 кгс ]

Условие прочности выполнено: несущая способность кирпичного столба Nс с учетом влияния выявленных дефектов оказалась больше значения суммарной нагрузки N .

Список источников:
1. СНиП II-22-81* «Каменные и армокаменные конструкции».
2. Рекомендации по усилению каменных конструкций зданий и сооружений. ЦНИИСК им. Курченко, Госстрой.

В расчетах каменных конструкций возможные снижения прочности, связанные с естественным разбросом механических свойств, учитываются коэффициентом безопасности. Для всех видов каменных кладок, работающих на сжатие (кроме вибрированной), принимается К=2, а при растяжении К = 2,25. Расчетное сопротивление R, принимаемое в расчетах конструкций:

Обстоятельства, которые не принимаются во внимание непосредственно при установлении расчетных характеристик, но могут повлиять на несущую способность или деформативность конструкции, учитываются коэффициентами условий работы т, т. е. расчетные сопротивления умножают на соответствующие коэффициенты. Так, при расчете прочности каменных и армокаменных конструкций площадью сечения 0,3 м2 и менее, расчетное сопротивление кладки умножают на коэффициент 0,8; при расчете кладки на сжатие при нагрузках, которые будут приложены после твердения раствора более одного года, коэффициент равен 1,1.

Наружные несущие стены должны быть, как минимум, рассчитаны на прочность, устойчивость, местное смятие и сопротивление теплопередаче. Чтобы узнать, какой толщины должна быть кирпичная стена, нужно произвести ее расчет.

Несущими называются стены, которые воспринимают нагрузку от опирающихся на них плит перекрытий, покрытий, балок и т.д.

Также следует учесть марку кирпича по морозостойкости. Так как каждый строит дом для себя, как минимум на сто лет, то при сухом и нормальном влажностном режиме помещений принимается марка (Мрз) от 25 и выше.

При строительстве дома, коттеджа, гаража, хоз.построек и др.сооружений с сухим и нормальным влажностным режимом рекомендуется применять для наружных стен пустотелый кирпич, так как его теплопроводность ниже, чем у полнотелого. Соответственно, при теплотехническом расчете толщина утеплителя получится меньше, что сэкономит денежные средства при его покупке. Полнотелый кирпич для наружных стен необходимо применять только при необходимости обеспечения прочности кладки.

Армирование кирпичной кладки допускается только лишь в том случае, когда увеличение марки кирпича и раствора не позволяет обеспечить требуемую несущую способность.

Пример расчета кирпичной стены.

Несущая способность кирпичной кладки зависит от многих факторов - от марки кирпича, марки раствора, от наличия проемов и их размеров, от гибкости стен и т.д. Расчет несущей способности начинается с определения расчетной схемы. При расчете стен на вертикальные нагрузки, стена считается опертой на шарнирно-неподвижные опоры. При расчете стен на горизонтальные нагрузки (ветровые), стена считается жестко защемленной. Важно не путать эти схемы, так как эпюры моментов будут разными.

Кирпич обладает высокой прочностью на сжатие и эта прочность превышает аналогичный показатель газобетонного блока в шесть раз! Но как ни странно, стена из обычного кирпича и стена из газобетона по прочности примерно равны. В чём причина? Давайте разберёмся!

Кирпич глазами обывателя

Кирпич, бесспорно, материал крепкий. Его прочностные характеристики в несколько раз превышают показатели лёгких ячеистых бетонов и это факт. И также кирпич славится своей долговечностью, экологичностью и дешевизной. О долговечности можно судить по старинным зданиям, выполненным из этого прекрасного строительного материала. Не стоит обходить вниманием его эстетические качества — кирпичные здания действительно выглядят привлекательно. Вывод напрашивается один: кирпич нужно брать и строить только из него.

Немного рассуждений на тему

Но мы привыкли рассматривать кирпич как отдельный элемент. Да, действительно, он обладает выдающимися характеристиками, но, как всегда, есть одно но: кирпич является частью стена, а стена — это уже отдельная система. И в этой системе, помимо вышеупомянутого кирпича присутствуют: раствор; и, как ни странно, качество работ. И именно эти факторы сводят на нет отдельные характеристики кирпича.

Что влияет на прочность кладки?

Для разбора этого вопроса сначала нужно взглянуть в “Пособие по проектированию каменных и армокаменных конструкций”. Там в пункте 3.4 чёрным по белому указано.

На кладку подвергающуюся силам сжатия действую факторы:

прочность кирпича;
размеры и геометрия кирпича (правильность формы);
количество пустот в пустотелом кирпиче;
кладочный раствор и его прочность;
удобоукладываемость раствора (подвижность);
деформативность застывшего раствора;
качество кладочных работ;
перевязка кладки;
сцепляемость раствора с поверхностью камня;
степень заполненности вертикальных швов.

И также немалое влияние на конечную прочность стены даёт сопротивление камня усилиям на изгиб и растяжение. Пункт 3.7 говорит: сцепление раствора с камнем и качество заполнения вертикальных швов влияют на прочность кладки при сжатии. Монолитность кладки, её устойчивость к трещинам, сопротивление изгибу и растяжению при неравномерной осадке фундаментов существенно зависят от вышеуказанных факторов.

Здесь стоит обратить особое внимание на словосочетание: монолитность кладки. Если просто то в стене не должно быть незаполненных швов, пустот, гнёзд и прочего. Заботится ли об этом каменщик при работе?

Вывод: прочность кладки на сжатие при возникновении в ней момента напряжения значительно меньше, чем этот же параметр у отдельно взятого элемента кладки — кирпича.

Факторов много и здесь приходит на ум выражение про то, как закуска градус крадёт . И если разбирать каждую причину в отдельности, получится, что стена в итоге теряет большую часть прочности именно из-за раствора и качества кладки.

Где собака зарыта

Первый фактор — использование высокомарочных кладочных растворов. Многие полагают, что применение сверхкрепких растворов для возведения стены повысит качество кладки. Сцепление раствора с камнем напрямую зависит от наличия вяжущего в его составе, — чем больше цемента, тем меньше сцепление. Связано это с тем, что при высыхании раствор сжимается, изменяется в размере; размер кирпича остаётся неизменен. Сцепление раствора и камня при этом утрачивается из-за подвижек раствора. Это называется — усадочные трещины и по причине этих трещин стена в итоге продувается. Есть одно правило — чем прочнее раствор, тем меньше деформативность кладки и выше её хрупкость. Следовательно, чем ниже марка раствора, тем меньше усадка. Лучше всего вводить в состав кладочных растворов известь и снижать количество цемента.

Второй фактор — качественная стройка по стандартам занимает время и стоит денег. Сейчас все гонятся за количеством выложенных кубов и построенных домов, что значительно влияет на прочностные характеристики строений. Если прибегнуть к вышеуказанному пособию, в пункте 3.7 можно увидеть, что есть даже такое понятие, как вибрирование кирпичной кладки для лучшего уплотнения раствора. Вибрация повышает прочность кладки в 1.5-2 раза — так достигается наилучшее качество. А кто будет с таким усердием заполнять швы? 50% каменщиков работают по наитию это делать не будут.

Что в итоге?

Если смотреть теоретически, то высокопрочный кирпич и крепкий раствор — должны дать соответствующий результат. Но это тот случай, когда плюс на плюс даёт минус. Нужно придерживаться правил и соблюдать баланс между камнем и раствором.

Проектировщики знают про всю ситуацию с качеством кладки и расчёты делают с учётом понижающих коэффициентов. У инженеров среднестатистическая кладка называется: средняя по отрасли. То есть, в итоге, со всеми погрешностями прочность кладки теряет от прочности её главного элемента — кирпича до 90%.