Способы армирования кладки

Чтобы увеличить расчетное сопротивление кладки на нагрузки, ее усиливают кладочными сетками.

Расчет армирования делают по СП 15.13330.20. У сил, которые действуют на стены, колонны разные направления. Поэтому и способы их армирования разные, они зависят от направления и величины нагрузки. 

Есть 3 основных способа армирования: продольное, поперечное, вертикальное. Общее у этих способов то, что положение рабочей арматуры противоположно направлению нагрузки. 

При установлении способа армирования кроме направления нагрузки учитывают и другие условия. На какие части кладки обращают внимание при этом?

Продольное и вертикальное армирование	Поперечное армирование
Внецентренно сжатые участки	Участок соединения двух стен из неоднородных материалов. Учитывают, что разные материалы будут проявлять разную упругость, ползучесть, деформации усадки. Поэтому этот участок усиливают арматурой, чтобы конструкция стены была единой.
Колонны, опоры.	Участок соединения разнонагруженных стен.
Стены с горизонтальной нагрузкой, изгибаемые участки.	Самонесущие стены с недостаточной несущей способностью для нагрузок без ж/бетонного каркаса.
Если у кладки низкое расчетное сопротивление, но размеры ее сечения увеличить нельзя.	Места, где не должно быть трещин. Их образование и увеличение нужно блокировать.

Продольное армирование

Этот вид монтируют в основном в строительстве промышленных зданий, опор, колонн, подпорных стенок - везде, где к вертикальным нагрузкам добавляются значительные изгибающие силы.

Продольное усиление элементов стен из камня нужно в районах с сейсмической активностью.

Есть два способа продольно усилить каменную кладку: первый изнутри и второй по наружной поверхности. Оба способа создают достаточные условия для совместной работы арматуры и кладки. При этом упругие свойства арматура больше добавляет внутренней части конструкции чем внешней.

При первом способе арматура лучше защищена от воздействий, но ее внутренний монтаж более трудозатратный. Как его делают?

По вертикальным внутренним швам между кирпичами (камнями) прокладывают арматурные стержни 8-10 мм. С интервалом 4-5 рядов по горизонтальным швам к вертикальным стержням приваривают соединительные отрезки. Таким образом внутри монтируется вертикальный металлический каркас, который будет выдерживать нагрузки:

• изгибающие, растягивающие;
• горизонтальные;
• от внецентренного сжатия.

Второй способ это внешний монтаж металлических стержней по поверхности кладки.

Готовят металлические стержни 8-10 мм. Концы стержней отгибают, при этом отгибы заканчивается крюками. Стержни заделывают раствором к поверхности, так чтобы нижний отгиб зашел в шов. Место вхождения отгиба заделывают цементным раствором.

Стержни с двух сторон стены стягивают хомутами. Хомуты изготавливают из проволоки с периодическим профилем 5-6 мм. Ими стягивают вертикальные стержни по высоте с интервалом 3-5 рядов. Размер интервала зависит от диаметра вертикальных стержней, он равен 20 d.

Хомуты выкладывают в горизонтальные ряды по мере их роста, через каждые 3-5 рядов. Они плотно притягивают и фиксируют вертикальные стержни к кирпичной стене. Верхний отгиб заводят в последний горизонтальный шов и заделывают место входа.

Поверхность снаружи покрывают цементным раствором так, чтобы вертикальная арматура была покрыта им на толщину 1,5 см. При этом раствором заполняют щель между вертикальной арматурой и стеной, если она осталась.

 Поперечное армирование

Это усиление монтируют в стенах жилых, общественных строений. Поперечное армирование значительно повышает расчетное сопротивление кладки на сжатие. Делают его из сварной сетки (с квадратными ячейками, зигзагообразными) или из отдельных стержней.

Ячейки сетки берут такого размера, чтобы по ширине шва помещалось 2-3 ячейки. Сетку укладывают в горизонтальный шов между рядами кирпича в раствор. Высоту горизонтального шва делают на 4 мм больше чем d проволоки сетки. Раствор будет с двух сторон покрывать проволоку.

Усиление делают в каждом 4-5 горизонтальном ряду.

Виды сеток

Сетки для усиления горизонтальных швов между кирпичами (камнями) сваривают по ГОСТ 23279-12. Для их производства берут холоднодеформированную стержневую сталь В500С, проволоку из углеродистой стали Вр 1. Для рациональной работы кладочной сетки берут проволоку, стержневую сталь с периодическим профилем. Гладкая проволока может начать скользить при нагрузках, а рельефные ребра будут сопротивляться ее сдвигу в шве. Периодический профиль содействует прочному сцеплению сетки с раствором. 

Кладочные сетки выпускают плоскими картами разных размеров. Их не выпускают в рулонах, так как при разматывании рулона может остаться волнистость, что уменьшает упругость шва.

Картам задают разные параметры, самая узкая карта 35-38 см, а самая широкая 1,5 метра. Такие разные параметры выпускают, чтобы было легко совмещать площади карт и сечения стен.

Размер ячеек от 50 мм до 200 мм, а сечение проволоки 3 мм, 4 мм, 5 мм.

Чтобы точно знать какой нужен диаметр проволоки и размер ячеек, нужно рассчитать сопротивление кладки на сжатие и деформации по СП 15.13330. Чем мельче ячейки и больше диаметр проволоки, тем выше плотность армирования кладки, а значит выше ее сопротивление сжатию и деформациям.

СНиП 11-22-81 п.6.77 дает границы для размеров ячеек: не менее 3 см и не больше 12 см. Диаметр проволоки для кладочной сетки от 3 мм и выше, если в шве будет пересечение проволок, то не более 6 мм.

Расчет % армирования

Чтобы сложенный из кирпичей (камней) элемент считался армокаменным, плотность металлического усиления делают 0,1% - 1%. Это условие для центрально и внецентренно сжатых каменных частей.

Для центрально сжатых частей % арматуры по объему считают по формуле:

=(2АCS)*100.

Здесь А - диаметр проволоки;

С - сторона квадратной ячейки;

S - высота между сетками. Через 2 горизонтальных ряда высота будет равна 150 мм (высота кирпичей плюс швов).

Защитные покрытия сеток

В ГОСТ 572655 в п.5/1 дают указание, что сетка для горизонтальных швов кладки должна быть с защитным покрытием. Как покрытие наносят слой цинка плюс органический слой или только цинковый. Почему это нужно?

Ограждающие конструкции это барьер между двумя микроклиматами (дом, улица). Через стены естественно будет проходить выравнивание наружной и внутренней температуры с выпадением конденсата внутри нее. От процесса водопоглощения никуда не уйти. Это также касается стен в санитарных комнатах, подвале, кухне. Арматура постепенно станет влажной и начнется ее корродирование. Влажная ржавчина будет выделять пятна на штукатурке. Поэтому сетки для кладочных работ берут с защитным покрытием от коррозии.