Как правильно армировать кирпичную кладку?

Нормативная база

Армирование кирпичной кладки регулируется рядом строительных норм и правил:

1. СП 15.13330.2012 «Каменные и армокаменные конструкции» — основной документ для проектирования.
2. СП 70.13330.2012 «Несущие и ограждающие конструкции» — описывает организацию и технологии строительства из различных материалов.
3. СП 96.13330.2016 «Армоцементные конструкции» — регламентирует армирование, в том числе с использованием композитных сеток.
4. ГОСТ Р 57347-2016 «Конструкции строительные железобетонные армоцементные» — описывает общие требования к конструкциям с арматурными элементами.
5. ГОСТ 10922-2012 «Арматурные и закладные изделия, их сварные соединения для железобетонных конструкций» — регламентирует сварочные работы при монтаже арматурных сеток и каркасов.

Эти стандарты и нормы охватывают различные аспекты проектирования и монтажа армированной кирпичной кладки и отвечают на вопрос: «Нужно ли армировать кирпичную кладку в частных случаях».

Назначение армирования

Способность арматурных элементов противостоять растяжению и предотвращать разрушения кирпича, подверженного изгибу, активно применяют в строительной практике. Армирование повышает сопротивление кладки нагрузкам от веса перекрытий, ветровых воздействий, сейсмической активности и других механических напряжений.

Усиленная стена обладает большей жесткостью, что особенно важно для высотных зданий и сооружений, где требуется особая устойчивость к горизонтальным нагрузкам. Армирование длинных конструктивных элементов снижает риск появления прогибов и деформаций.

Так как кладка их кирпича подвержена образованию микротрещин вследствие усадки раствора и температурных колебаний, укрепление способствует равномерному распределению сил внутри кладки, что снижает риск локальных разрушений.

Когда необходимо армировать кладку?

Усиление необходимо в следующих случаях:

• при строительстве на нестабильных почвах;
• при возведении высоконагруженных зданий;
• если нужно объединить новую постройку со старой;
• когда строят в сейсмически неблагополучных районах;
• при обустройстве тонких вертикальных конструкций, в том числе, стен в полкирпича;
• если нужно создать усиленные узлы, когда нет перевязки швов;
• для усиления зон дверных и оконных проёмов;
• при использовании менее качественных и бывших в употреблении материалов, например, бой кирпича.

Армирование кирпичной кладки выполняют элементов, изготовленных из комбинаций кирпича и других материалов, например шлакоблока или бетона. В местах стыков различных кладок армирование предотвращает образование трещин, возникающих из-за разницы коэффициентов теплового расширения. Армируют и шахты вентиляционных отверстий, расположенных между облицовочным кирпичом и основной стеной.

В строительстве применяют три вида армирования кирпичной кладки: поперечное, продольное, вертикальное.

Применение разных способов гарантирует равномерное рассредоточение деформационных усилий на части конструкций.

Чем армируют кирпичную кладку

Выбор материала зависит от типа армирования.

• Для поперечного армирования используют сетки из холоднотянутой проволоки типа В-1, ВР-1 (В500) диаметром более 3 мм.
• Для продольного армирования применяются стержни классов АI (A240) и AII (A300), а также стальная арматура диаметром не менее 6 мм, если стержни пересекаются внутри швов.

Армирующие сетки производят с квадратными ячейками, сторона квадрата 3-12 см, зигзагообразные сетки производят из проволоки, диаметр которой начинается от 5 мм.

Для укрепления кирпичной кладки в конструкции применяются прямоугольные и зигзагообразные сетки, которые интегрируются в структуру кладки. Прямоугольные сетки обеспечивают горизонтальное армирование, равномерно распределяя нагрузку, а зигзагообразные — добавляют гибкость и устойчивость к деформациям. Концы сеток выводятся за пределы кирпичной кладки, формируя выступающие элементы, которые могут служить для соединения с другими частями конструкции или дополнительного усиления. Такое комбинирование материалов и методов повышает прочность и долговечность сооружения, сохраняя при этом целостность кладки.

Для продольного армирования применяют элементы от Ø8 мм для сжатых стержней и от Ø3 мм для растянутых.

В последнее время для усиления используют композитную арматуру и сетки. Это легкий, прочный, коррозионностойкий и экономичный материал, который по многим характеристикам превосходит металл. Например, стержни стеклопластиковой арматуры выдерживают такие же нагрузки, как металлические стержни меньшего диаметра.

Выбор материала и метода укреплений определяют на этапе проектирования в соответствии со строительными нормами, а также результатами инженерных расчётов.

Общие требования к армированию кирпичной кладки

Армирование кирпичной кладки проводится по правилам:

1. Расстояние между рядами арматуры должно составлять 40-60 см в зависимости от расчетных нагрузок и требований проекта. Для ответственных конструкций шаг может быть уменьшен до 20-30 см.
2. Армирующие элементы закладываются через каждые 2-5 рядов.
3. Сетка или арматура монтируются в швы, и арматурный элемент должен целиком погружаться в раствор, находясь в центре шва, минимальная высота которого 10 мм.
4. При укреплении сеткой она должна полностью перекрывать ширину стены, а ячейки заполняются раствором.
5. После завершения работ выступающие части сетки или арматуры заделываются раствором.
6. Металлические армирующие материалы, особенно на торцах, необходимо покрывать антикоррозийными составами. Композитные материалы дополнительной защиты не требуют.
7. Для перегородок, не подверженных сильным нагрузкам, армирование может быть исключено, если высота перегородки до 1,5 м и толщина 9 см, или высота до 1,8 м при толщине 12 см.
8. При вертикальном армировании арматура должна располагаться строго вертикально и закрепляться в фундаменте.

Технология выполнения армирования кирпичной кладки и расчеты

Продольной арматурой укрепляют тонкие стены, высокие узкие столбы, конструкции, подверженных вибрациям.

Арматуру можно размещать внутри или снаружи кладки, сетку – внутри.

Для внутренней установки по арматуру создаются специальные пазы, а внешние пруты утапливаются в раствор.

Продольные стержни связывают специальными хомутами в решетку. При армировании кладки из кирпича снаружи между хомутами сохраняется расстояние не более 15 диаметров прутков для сжатых конструкций (через каждые 2-3 ряда); не более 80 диаметров для растянутых конструкций (максимум 0,5 м).

Во внутреннем армировании хомуты располагаются друг от друга на расстоянии минимум 25 диаметров стержней.

Защитный слой из раствора для помещений с обычным микроклиматом составляет 0,1-1,2 см. Для влажных и мокрых помещений этот показатель стоит увеличить до 0,3 см. Хомуты покрывают защитным слоем 0,1 см.

Между продольными стержнями закладывают расстояние до 8h, где h — толщина стены. Допустимый процент содержания продольной арматуры в сжатых стержнях составляет менее 0,1%, а в растянутых — 0,05%.

Процент можно определить по формуле:

μ = Vа / Vк * 100,

где μ – процент; Vа – объем арматуры; Vк – объем кладки.

Для сеток с прямоугольными ячейками формула иная:

μ = 2fа / cs,

где μ – процент; fа — сечение арматуры; c — сторона квадрата ячейки; s — расстояние между сетками по высоте.

Поперечное армирование применяют, когда невозможно использовать высокие марки материалов.

Перегородки в 1/4 кирпича по правилам армируют стальными полосами, толщина которых 1,5–2,5 мм или арматурными стержнями от 6 мм в диаметре.

На вопрос: «Через сколько рядов проводить усиление» в нормативах указано: через каждые 6. Если толщина перегородки составляет полкирпича, а её длина превышает 3 метра, то армируют каждые 5 рядов горизонтальных швов, а края арматуры закрепляют в несущих стенках.

Если межпространственные перегородки возводятся позже, то в несущие элементы закладывают стержни арматуры диаметром от 6 мм, часть которой затем монтируются в кладочные швы устанавливаемой перегородки. Между такими стержнями расстояние не должно превышать 2 м в высоту. Максимальная длина концов арматуры, закладываемых в конструкцию, не более 1 метра.

Арматуру также применяют для создания рядовых перемычек в кирпичных стенах, но здесь важно тщательно заполнить все швы. Высота перемычки составляет 5-6 рядов кладки, а длина — 50 см в каждую сторону от проема плюс ширина самого проема.

Укладка начинается с размещения арматурных стержней (Ø 5-6 мм) или стальной полосы. На каждые полкирпича приходится 1 стержень. От края проема арматуру заделывают в кладку на 25 см минимум.

Для армирования кирпичной конструкции используется вертикальная и горизонтальная арматура диаметром 520 мм, обеспечивающая устойчивость к нагрузкам и деформациям. Дополнительно применяется ортихонтальная арматура толщиной 450 мм, усиливающая структуру кладки в поперечном направлении. Поверх армирующих элементов наносится отделочный слой толщиной 120 мм, который защищает металлические компоненты от внешних воздействий и придает конструкции завершенный вид. Такая комбинация вертикальных, горизонтальных и ортихонтальных элементов повышает прочность кирпичной кладки, равномерно распределяя напряжения и предотвращая образование трещин.

При стыковке сеток нахлест их концов не должен быть менее 15 см. При этом расстояние между армирующими сетками зависит от типа кирпича:

• для глиняного 4-5 рядов;
• для утолщенного 3-4 ряда;
• для керамического 2-3 ряда.

Кирпичные колонны допускается армировать металлической обоймой, стержнями, связанными хомутами в квадрат или прямоугольник. Сверху также наносится слой бетона или раствора.

Благодаря армирующим компонентам в кирпичной кладке вся конструкция функционирует как единое целое, отвечая требованиям прочности, долговечности и надежность.