Действующие на кладку силы воспринимаются главным образом камнем, так как раствор в кладке менее прочен, чем связанные им камни. Камни хорошо сопротивляются только сжимающим усилиям и, чтобы использовать это свойство, их располагают в кладке в соответствии с правилами разрезки.
Кирпичная кладка и бутовая кладка отличаются правильностью уложенных рядов в первом случае. Эта особенность присуща и для природных камней, имеющих строго стандартные размеры и прямоугольную форму.
Так как каменные материалы и кирпич хорошо работают на сжатие, но плохо - на растяжение и изгиб, то кладка должна выполняться в определенном порядке, обеспечивающем максимальную несущую способность стены. В специальной терминологии этот порядок называют разрезкой, которая выполняется в соответствии с тремя правилами. Схемы к основным правилам разрезки приведены на рис. 1.
Рис. 1. Правила разрезки кирпичной кладки: А - воздействие на кладку наклонной силы; Б - членение рядов кладки на камни (правильные); В - членение рядов кладки на камни (неправильное); Г, Е - с перевязкой вертикальных швов; Д, Ж - без перевязки вертикальных швов
Первое правило разрезки кирпичной кладки
Первым правилом разрезки является строгая горизонтальность рядов и перпендикулярность их действующим нагрузкам. Передача вертикальной нагрузки от одного камня другому при этом должна происходить по всей плоскости, а не в отдельных ее точках. В некоторых случаях, когда сдвигающие усилия, возникающие под действием наклонных сил, полностью гасятся силой трения, допускается наклон постели к горизонту, но не более чем на 17° (рис. 1, А). Соблюдение этого правила исключает сдвиг камней и, как следствие, разрушение кирпичной кладки. Особенно актуальным становится выполнение первого правила разрезки когда обустраиваются арки и своды, где сдвигающие силы могут быть значительными.
Второе правило разрезки кирпичной кладки
Вторым правилом разрезки кирпичной кладки является перевязка вертикальных швов, исключающая возможность сдвига камней под действием приложенных к кладке сил. Для этого верхний камень сдвигается относительно нижнего на размер не менее чем на ¼ длины кирпича (рис. 1, Г, Е). Причем перевязка осуществляется как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях.
Третье правило разрезки кирпичной кладки
Перевязка швов в горизонтальной плоскости носит название третьего правила разрезки кирпичной кладки. Отклонение от этого правила может привести к расслоению кладки на отдельные столбики с последующим ее разрушением под действием приложенных сил.
Выполнение правил разрезки кирпичной кладки обеспечивает ее монолитность, прочность и долговечность. Строительная практика допускает в многорядных кладках некоторые отклонения от правил разрезки при условии применения цементных растворов высоких марок. В этих случаях в многорядных кладках можно не перевязывать вертикальные швы в пяти смежных рядах кладки в продольном направлении или в трех смежных рядах в поперечном направлении.
Правила разрезки кладки
Для того чтобы избежать изгиба и скалывания, камни укладывают один на другой так, чтобы они соприкасались возможно большей площадью - наибольшими гранями.
Так, если камень А (рис. 2, а) при укладке на камень Б опирается только в двух точках, то под влиянием внешней нагрузки Р он может прогнуться и даже сломаться (рис. 2, б). Камень А может и не получить излома, но так как давление от него передается только в двух точках, то именно в них камни А и Б могут раздробиться. Поэтому для равномерной передачи давления от одного камня другому необходимо, чтобы каждый из них опирался на нижележащий не в отдельных точках, а всей поверхностью граней (рис. 2, в). Если поверхности соприкосновения перпендикулярны действующему на камень усилию, то камни будут работать только на сжатие. Из этого следует первое правило разрезки кладки: постели камней должны быть перпендикулярны силам, действующим на кладку, а камни в кладке должны располагаться горизонтальными рядами.
Рис. 2. Передача давления камням (а, в) и излом камня (б): а - в двух точках; в - по всей плоскости соприкосновения
В каждом ряду камни укладывают так, чтобы не произошел их сдвиг. Если боковые поверхности камней наклонены к горизонту (рис. 3), то такие камни в кладке образуют клинья 3, которые раздвинут камни 2 и 4. Во избежание этого необходимо, чтобы плоскости, разграничивающие одни камни от других, были перпендикулярны постелям. В то же время если две боковые плоскости, разграничивающие камни, не будут перпендикулярны наружным поверхностям стен, а две другие боковые плоскости не будут перпендикулярны первым, то камни 1, например, имеющие острые углы у наружной поверхности, могут выпасть из ряда и нарушить целостность кладки. Отсюда следует второе правило разрезки: массив кладки должен разделяться вертикальными плоскостями (швами), параллельными наружной поверхности кладки (продольными швами), и плоскостями, перпендикулярными наружной поверхности (поперечными швами).
Рис. 3. Кладка, разрезанная наклонными плоскостями камней (1...4)
Продольные и поперечные вертикальные швы кладки не должны быть сквозными, иначе вся конструкция окажется расчлененной на столбики (рис. 4, а). Каждый такой столбик очень неустойчив, поэтому швы в кладке под влиянием вертикальной нагрузки могут расшириться, а сама кладка разрушиться. Чтобы этого не произошло, продольные и поперечные швы в смежных горизонтальных рядах кладки перевязывают камнями вышележащего ряда (рис. 4, б), сдвигая их на ¼ или ½ длины по отношению к камням нижележащего ряда. Тогда напряжения в кладке, возникающие под воздействием какой-либо нагрузки Р, будут передаваться не на отдельный столбик сечением 1 камень, а на всю кладку. Отсюда третье правило разрезки: плоскости вертикальной разрезки каждого ряда кладки должны быть сдвинуты относительно плоскостей смежных с ним рядов, т. е. под каждым вертикальным швом данного ряда кладки нужно располагать не швы, а камни.
Рис. 4. Кирпичная кладка: а - без перевязки швов - расчлененная на столбики; б - с перевязкой швов
