Сооружение арочных перемычек

11

Арочные перемычки в отличие от прямолинейных, сооружаемых из стандартных элементов, выполняются индивидуально. Именно поэтому необходимо детально прорабатывать арку в проекте: указать точную форму, стрелы подъема и пролета, способ опоры, а также технологию изготовления.
Перемычки в виде арок известны архитекторам с древних времен. Арочные конструкции при оказании на них вертикальных нагрузок не испытывают нагрузок излома – в них только усиливается сжатие. Традиционным материалом для арочных перекрытий является натуральный камень и полнотелый кирпич. Сегодня, когда существует возможность использовать прочные прямые перемычки, арки стали играть только декоративную роль. Однако с архитектурной точки зрения арки были и остаются незаменимым приемом для украшения зданий в классическом стиле и не только.
Конструкции арок в наше время переживают некое возрождение. Их изготавливают из малоразмерных элементов, и надо сказать, что сегодня характер арок несколько отошел от традиций. Довольно долго арки выполняли из кирпича, как и всю стену. Арка всегда была несущая, но теперь она может применяться исключительно для украшения фасада. Такие арки нет смысла выполнять из полнотелого кирпича, ведь намного удобнее использовать облегченные элементы.
Саму идею арочной перемычки без преувеличения можно назвать гениальной. Набранная даже из обычных прямоугольных кирпичей она является целостной и обладает высокой несущей способностью. Арка может обрушиться только при неправильном расчете ее элементов. Если прочность на сжатие элемента, в частности кирпича, выше нагрузок сжатия, оказанных на него в арочной конструкции, то арка будет непоколебима.
Элементы арочной перемычкиСегодня наиболее популярными материалами для кладки арочных перемычек являются клинкерный или силикатный кирпич. Кстати, аналоги силикатного кирпича используются для строительства арок уже более века. Как известно, прочность силикатного кирпича постоянно повышается из-за перманентной химической реакции углекислого газа и кальция, которые присутствуют в данном материале. Силикатный кирпич хорошо сочетается с другими кладочными материалами, будь то керамика или ячеистобетонные блоки. При всем этом силикатный кирпич сравнительно недорог.
Выполнение арок
Кладочные элементы соединяются в арке традиционным цементно-известковым раствором. Шов между прямоугольными элементами имеет вид усеченного равнобедренного треугольника, основание которого направленно в сторону верхней дуги. Минимальная толщина шва арки составляет 0,5 мм, а максимальная 2 мм.
Проектируя арку, важно правильно рассчитать количество ее кирпичей. Оно зависит от ширины проема и толщины стены. Лучковая арка всегда имеет нечетное количество кирпичей, поскольку самый верхний замковый кирпич делит ее на две равные части. Например, для арки толщиной 12 см и шириной 150 см понадобится 21 кирпич. Если уменьшить количество кирпичей до 17, то ширина пролета составит уже 120 см.
Для изготовления кирпичной арки используют кружала – специальные опорные шаблоны, выполненные для конкретной арочной конструкции. Если ширина проема менее 120 см, то кружала удобно изготавливать из доски, обрезанной по дуге. Кружала с двух сторон опираются на временные деревянные подпорки (стойки). Для более широких проемов кружала изготавливают из нескольких скрепленных досок.Толщина арки и ее радиус
Перед началом кладки арки, кирпичи необходимо хорошо вымочить, чтобы они не втягивали много воды из раствора, т.к. от этого в швах могут образоваться полости. Для облегчения смывания раствора лицевую сторону (архивольт) клинкерного кирпича можно вскрыть водоотталкивающим составом. После установки кружал кладку арки ведут равномерно с обеих сторон, приближаясь к центру.
В опорных частях арки возникают максимальные распорные усилия, поэтому нужно уложить на раствор опорные кирпичи ложковой частью перпендикулярно распорным усилиям. Точно в вершине арки кладка должна сойтись с замковым камнем, который укладывается в последнюю очередь и на жесткий раствор. Замковый камень приходится вдавливать кладку значительными усилиями. Забивать его ударами нельзя, т.к. вибрация нарушит положение остальных элементов.
Кружала узкой аркиКружала, как было отмечено, опираются на временные стойки. Эти стойки нужно обязательно подклинивать, чтобы через час после завершения кладки немного ослабить клинья. Такой прием позволяет уплотнить раствор в швах, поскольку конструкция арки при ослаблении подпорок уже начнет работать на сжатие. Полностью выбить клинья из-под стоек можно будет не ранее, чем через 5-6 дней.i_059
Железобетонные арочные перемычки в современных домах тоже достаточно популярны. Они бывают монолитными и из готовых сборных элементов. Такие арки изготавливаются быстрее кирпичных и не требуют особой щепетильности. Кроме того, с помощью железобетона можно выполнить арку, перекрывающую очень широкий проем. Монолитные арки могут иметь различную геометрию, которая недоступна аркам из мелких элементов. И, что немаловажно, такие арки относительно недороги. Наиболее трудным при их изготовлении является выполнение армирования.
Выполнять железобетонные арки можно двумя способами – в съемной и несъемной опалубке. В первом случае изготавливают герметичную опалубку необходимой формы и подпирают ее временными стойками. Рабочие стержни арки выгибаются точно по шаблону и соединяются в каркас при помощи вязальной проволоки и поперечных хомутов. После укладки арматурного каркаса в опалубку пускают бетон.
Очень часто монолитную арку объединяют с железобетонным поясом стены, чем обеспечивает совместную работу конструкций по восприятию нагрузок. В таком случае собирается общая опалубка, которая позволяет бетонировать одновременно обе конструкции. Важно также объединить и их арматурные каркасы.
На рабочие стержни арматуры нужно надеть дистанционные прокладки, которые обеспечат необходимый защитный 2-сантиметровый слой бетона с наружной стороны детали. Еще один важный момент – правильно рассчитанные опоры арки. Они не могут быть меньше 8 см, но чаще опоры заводятся на 15-20 см.
Бетонирование монолитной арки выполняется в непрерывном режиме. Бетонную смесь уплотняют штыкованием, но делать это нужно аккуратно, чтобы не нарушить положение элементов армирования. Опалубку можно будет разобрать уже через 10-14 дней после заливки бетона, но полную прочность деталь наберет только через 28 дней.
Арки, выполняемые в несъемной опалубке, изготавливаются при помощи U-образных объемных фасонных элементов из ячеистого бетона. Такое решение оправдано только для перекрытия проемов, ширина которых находится в районе 2,5 м. U-образные элементы стыкуются между собой клеевым раствором. В полость элементов опалубки укладывают арматурный каркас. После все это заливается бетоном. Сооруженная таким образом арка изначально имеет угловатую форму, поскольку состоит из прямых отрезков U-образных элементов, длина которых около 60 см. Однако ее легко скруглить на этапе отделочных работ. С помощью несъемной опалубки можно выполнить и более узкую арочную перемычку, но в таком случае нужно будет изготовить и подогнать друг к другу большое количество элементов, что сделать довольно трудно; к тому же, при этом образуется большое количество отходов.Арка из термоблоков
Несъемная опалубка также может быть выполнена из пенополистирольных термоблоков. Они легкие, хорошо режутся, и соединяются в замок. Арки из термоблоков выполняют, прежде всего, в стенах, возведенных по методу несъемной опалубки. Но в принципе ничто не мешает использовать термоблоки и для арок в станах из Autogen_eBook_id144традиционных кладочных материалов. Над аркой из термоблоков необходимо установить горизонтальную прямую железобетонную перемычку (сердцевину). Проем складывают из термоблоков, начиная примерно с высоты 1,5 метра, но не заливают бетоном. После этого прорезают арочный проем необходимой геометрии. Дальше остается только закрыть нижнюю открытую часть блоков гибкой прокладкой, которая подпирается снизу уже вырезанным полукруглым сегментом. Паз для отсекающей прокладки можно вырезать только с одной стороны блоков, но так чтобы на противоположной стороне образовалась небольшая канавка, в которую вставится край дальний прокладки. Подпорные стойки можно будет убрать через 14 дней. Сразу после этого извлекают прокладку и удаляют подрезанную нижнюю часть. Это очень недорогой и простой способ изготовления арки.Имитация арки в стене из ячеистого бетона
Арку над дверью или узким окном в стене из любого кладочного материала можно создать при помощи подрезанных по дуге блоков из ячеистого бетона. Для этого вначале выполняют прямолинейную ж/б перемычку, а ниже нее крепят блоки из ячеистого бетона на крепкий клеевой раствор, возможно даже с анкнерованием. Такая конструкция называется комбинированной аркой из ячеистого бетона, но, по сути, является имитацией арки.
Внутри помещений арки сегодня используются редко, т.к. в интерьерах они вышли из моды. Однако некоторые дизайнеры все же включают их в проекты по желанию заказчиков. Выполнять их проще всего из гипсокартона. Такое решение не только легко реализуется, но и дает возможность при очередном ремонте очень просто изменить форму перемычки над дверью.

Арочные перемычки

 
Арочные перемычкиПеремычки над проемами можно делать из готовых элементов. Но арочные - приходится выполнять индивидуально. Поэтому в проекте арка должна быть разработана детально. После выбора ее формы, стрелы подъема и пролета нужно определиться с технологией изготовления. Арочные перемычки известны с древнейших времен. От вертикальной нагрузки в арочных конструкциях возникают только усилия сжатия, поэтому они не требуют дополнительного усиления. На протяжении многих веков их изготавливали из природного камня или полнотелого керамического кирпича. В настоящее время в связи с большим выбором строительных материалов практическое конструктивное достоинство арок не является актуальным. Сейчас более важен эстетический аспект, поэтому арки служат украшением фасада дома и придают ему определенный стиль.
Каменные перемычки
Конструкции арок с применением малоразмерных элементов переживают свой ренессанс, но их характер меняется. Когда-то из полнотелого кирпича возводили всю стену, в том числе и арочные перемычки. В наши дни кладку в конструкции арок применяют для украшения фасада. Поэтому вместо полнотелого кирпича охотнее выбирают более эффектный и более
дорогой клинкерный кирпич. Вместо клинкерного кирпича можно использовать силикатный кирпич. Подобные ему известково-песчаные изделия используются для перемычек на протяжении сотни лет. Прочность этого материала повышается постоянно, благодаря непрерывной химической реакции углекислого газа с кальцием, входящим в его состав. Силикатный кирпич легко совместим с другими материалами, например, с ячеистым бетоном или керамикой - кладочные растворы идеально связывают их поверхности. При этом силикатный кирпич относительно дешев.
Как это выполняют. Для соединения кладочных элементов в арке применяют только традиционный цементно-известковый раствор. Минимальная толщина шва составляет 0,5 см, а максимальная - 2 см. Количество кирпичей в арочной перемычке зависит от ширины перекрываемого проема и толщины стены. В лучковую арку укладывают нечетное количество кирпичей, потому что замковый кирпич должен размешаться строго в вершине арки. Для арки толщиной 12 см и пролетом 150 см понадобится 21 кирпич, а при пролете 120 см-17.
До начала кладочных работ тщательно планируют расположение кирпичей в арке. Для проемов шириной до 120 см кружала (шаблон, на который опирают кирпичи при выполнении кладки арки) делают из доски, обрезанной по форме дуги арки. С двух сторон кружала опирают на временные стойки из бруса и с помощью клиньев ударами подгоняют их к нужному месту. Для арок больших пролетов кружала собирают и сбивают из нескольких досок. Перед началом работ по вьшолнению кладки кирпич обильно увлажняют.
Поверхности клинкерного кирпича, не соприкасающиеся с раствором, смазывают специальным Ar_peremichkiводоотталкивающим составом, облегчающим смывание раствора, попавшего на поверхность видимой стороны арки. Кладка арки ведется с обеих сторон одновременно и равномерно. В опорных ее частях действуют большие усилия распора, поэтому важно уложить на раствор нижние, опорные кирпичи ложковой частью перпендикулярно действию усилий распора. Кладка должна заканчиваться точно в вершине арки. Последний замковый кирпич кладут на жесткий раствор, вдавливая его на место. Замковый кирпич досылать ударами нельзя. Через час после окончания кладки арки, клинья, подпирающие кружала, ослабляют. Это уплотняет раствор в швах, он сильнее прижимается к кирпичам, так устраняются пустоты в растворе, которые могут образоваться в результате оттягивания из него воды кирпичами. Через три-пять дней, после полного схватывания раствора в швах, осторожно выбивают клинья, и кружала вынимают из-под арки.
Железобетонные перемычки
В частных домах арочные перемычки из железобетона являются самыми популярными. Обычно их делают монолитными, но можно собирать из готовых фасонных элементов. это облегчает устройство арки и сокращает время работ. В традиционной опалубке. Совместная работа стали и бетона обеспечивает большую несущую способность перемычки, что позволяет перекрывать ею очень широкие проемы. К другим достоинствам монолитных арок относятся: доступность их материалов, низкая стоимость работ, отработанные несложные приемы выполнения монолитных железобетонных конструкций, свобода выбора формы арки и возможность применения такой перемычки в стенах из любого материала. Но армирование монолитной железобетонной арки трудоемко.
Как это выполняют. Монолитная железобетонная арка требует изготовления герметичной опалубки соответствующей формы, установки под нее временных стоек-подпорок. Рабочим стержням арматурного каркаса арки необходимо придать правильный изгиб, соединить их вязальной проволокой с поперечными хомутами. Затем, уложив арматурный каркас в опалубку, заполнить ее бетонной смесью. Железобетонную монолитную арку-перемычку часто объединяют с железобетонным поясом стены. Для этого собирают их общую опалубку, соединяют арматурные каркасы пояса и арки и одновременно бетонируют. Такое решение обеспечивает совместную работу этих элементов по восприятию нагрузок. Армирование арки состоит из верхних и нижних продольных стержней, соединенных поперечными хомутами. Необходимо не забыть о дистанционных прокладках в виде кружков, надетых на стержни рабочей арматуры. Они обеспечивают требуемый зазор для образования защитного слоя бетона толщиной 2 сантиметра. Важен и правильный размер опор арки на стену, который не может быть меньше 8-12 см. Но обычно размер опоры арки составляет 15-20 см. Бетон в опалубку укладывают без перерыва в работе и следят, чтобы не произошло расслаивания компонентов бетонной смеси. Уплотнение бетонной смеси штыкованием при помощи металлического стержня вьшолняют аккуратно, чтобы случайно не повредить армирование. Бетон в монолитной железобетонной арочной перемычке достигает своей полной прочности через 28 дней. Но разобрать опалубку можно уже через 10-14 дней.
В несъемной опалубке из фасонных элементов, выполненных из ячеистого бетона. Более простым способом устройства монолитной железобетонной арочной перемычки является использование вместо деревянной опалубки готовых фасонных (U-образных) элементов из ячеистого бетона. В их полость кладут арматуру и бетонную массу. Но такое решение рентабельно только для арочных перемычек над широкими проемами, у которых пролет будет около 2,5 м. В проемах небольшой ширины получение красивой линии дуги требует большего числа соответственно обрезанных фасонных элементов, что приводит к большому количеству 1240404071_0006отходов, которые негде применить. Как это выполняют. Фасонные элементы обрезают под нужным углом и, формируя дугу арки, соединяют между собой клеевым раствором, в их пустоты кладут арматуру с дистанционными подкладками или пластиковыми кружками для создания защитного слоя арматуры размером 2 см, затем укладывают и уплотняют бетон.
Фасонные элементы являются несъемной опалубкой. Стойки-подпорки под аркой не убирают в течение приблизительно 14 дней, это необходимо для схватывания бетона. Кладку стены в примыкании к арке ведут так же, как при перемычках из кирпича - элементы кладки подрезают по линии изгиба арки, а неровности заполняют раствором. В несъемной опалубке из термоблоков. Это очень простой способ с минимальными отходами. Термоблоки из пенополистирола легкие, их монтаж выполняется быстро, а соединяются они с помощью замков. Арку по такой технологии можно выполнять в стенах не только из пенополистирола, но и из других кладочных материалов. Для этого над аркой устраивают армированную прямолинейную перемычку - так называемую сердцевину.
Как это выполняют. Б проеме на высоте начала дуги арки (около 150 см от уровня пола), размещают термоблоки, опирая их в пролете проема на временные стойки-подпорки. Выше планируемой арки устанавливают фасонный элемент из пенополистирола - несъемную опалубку перемычки. В него помещают арматуру. Затем на боковую поверхность блоков, расположенных в верхней части проема, наносят линию дуги арки, по которой в блоках прорезают паз. Благодаря опорам вся конструкция держится на своем месте. В прорезанный паз вставляют металлическую прокладку, она предотвратит попадание бетона в пустоты блоков, находящихся ниже прорезанного паза (ниже дуги арки). После этого пустоты блоков над прокладкой заполняют бетоном, укладывая его в перемычку. Бетон, сползая по пустотам блоков под перемычкой, задерживается на прокладке. Так получается монолитная арочная перемычка. Спустя 14 дней убирают стойки-подпорки и удаляют блоки, расположенные ниже линии паза (под металлической прокладкой). Эти блоки в дальнейшем можно использовать.
Комбинированная арка из ячеистого бетона
Это самый легкий способ, имитирующий несущую арку. Вертикальную нагрузку здесь несет сборная перемычка. к которой снизу доклеивают блоки ячеистого бетона, подрезанные по определенной форме. Как это выполняют. По размеру проема подбирают нужные типовые перемычки, рассчитанные для стен из традиционного кирпича. Их применение в стенах из ячеистого бетона или поризованной керамики, для выравнивания рядов, требует уложить на перемычку обрезанные блоки или монолитный бетон, но можно использовать и обычный кирпич. Обрезанные блоки крепят на клею к нижней плоскости установленных в стену перемычек. В арке пролетом 120 см нужны два блока. Широкий проем требует больше блоков. Сначала планируют компоновку блоков, затем их подрезают ножовкой, а рубанком и шлифовальной теркой придают окончательную форму. Клей кладут и на стороны блоков, прилегающие к откосам проема. Блоки подпирают стойками на время схватывания клея (на 3 часа, а при низкой температуре - на 6 часов).

Кладка перемычек

 
Несущие сборные железобетонные перемычки применяют над проемами, на которые передается нагрузка от перекрытий. Если такой нагрузки нет, для перекрытий проемов шириной менее 2 м применяют железобетонные ненесущие или рядовые кирпичные перемычки в виде кладки на растворах повышенной прочности с арматурными стержнями, под кирпичами нижнего ряда. Вместо рядовых иногда делают клинчатые перемычки, которые служат в то же время архитектурными деталями фасада. При пролетах до 3,5...4 м возводят арочные перемычки. Кладку такого типа используют и для устройства сводчатых перекрытий (сводов).
При кладке перемычек все продольные и поперечные швы целиком заполняют раствором, так как такая кладка работает не только на сжатие, но и на изгиб. При слабом заполнении раствором вертикальных швов под влиянием нагрузок может происходить сдвиг отдельных кирпичей, а затем разрушение кладки.
Рядовые перемычки выкладывают из отборного целого кирпича с соблюдением горизонтальности рядов и правил перевязки. Высота рядовой перемычки 4...6 рядов кладки, длина на 50 см больше ширины проема. Для кладки применяют раствор марки не ниже 25.»Перемычки выкладывают с опалубкой из досок толщиной 40...50 мм.
Доски опалубки опирают на кирпичи, выпущенные из кладки; после снятия опалубки их срубают. Иногда концы опалубки вставляют в борозды на откосах проемов (после снятия опалубки борозды закладывают кирпичом). Если ширина проема больше 1,5 м, то под опалубку в середине подставляют стойку или опалубку опирают на деревянные кружала (доски, поставленные на ребро).
Кроме дощатой опалубки применяют инвентарные трубчатые опоры-кружала. Их делают из двух обрезков труб диаметром 48 мм, вставленных в третий отрезок трубы диаметром 60 мм. При кладке трубы кружала раздвигают так, чтобы концы трубы меньшего диаметра заходили внутрь борозд, оставленных в кладке. На каждый проем ставят два кружала; их можно применять в том случае, когда в проемы вставлены оконные или дверные блоки. При других типах кружал блоки можно поставить только после снятия опалубки перемычки.
Клинчатые и лучковые перемычки выкладывают из полнотелого керамического или силикатного кирпича с клинообразными швами, толщина которых внизу перемычки не менее 5 мм, вверху не более 25 мм.
До начала кладки перемычки возводят стену до уровня перемычки, выкладывая одновременно опорную ее часть (пяту) из подтесанного кирпича (шаблоном определяют направление опорной плоскости, т. е. угол ее отклонения от вертикали). Кладку ведут поперечными рядами по опалубке, поддерживаемой кружалами. На опалубке размечают ряды кладки с таким расчетом, чтобы число их было нечетным, учитывая при этом толщину шва. Центральный кирпич в нечетном центральном ряду называют замковым.
Клинчатые и лучковые перемычки выкладывают параллельно с двух сторон от пяты к замку таким образом, чтобы в замке они заклинивались центральным нечетным кирпичом. Направление швов контролируют шнуром, укрепленным в точке пересечения сопрягающихся линий опорных частей (пят). При пролетах более 2 м кладка клинчатых перемычек не допускается.
Арочные перемычки, арки и своды выкладывают в такой же последовательности, как и клинчатые перемычки. Швы между рядами должны быть перпендикулярны кривой линии, образующей нижнюю поверхность арки, и наружной поверхности кладки, уширенные наверху и суженные внизу. Расположение рядов кладки и разделяющих их постелей установлены в соответствии с первым правилом разрезки кладки, так как в арках и сводах усилие от нагрузки действует по касательной к кривой арки и постели рядов оказываются перпендикулярными направлению давлений. Арочные перемычки выкладывают по опалубке от пят к замку одновременно с обеих сторон.
Опалубка для кладки сводов и арок должна равномерно опускаться при распалубливании. Для этого под кружалами ставят клинья, при постепенном ослаблении которых опалубка опускается. Сроки выдерживания арочных и клинчатых перемычек в опалубке в зависимости от температуры наружного воздуха (летом) и марки кладочного раствора для арочных и клинчатых перемычек составляет 7. .20 сут, а рядовых —5...24 сут.
Для кладки арок, сводов и их пят следует применять растворы на портландцементе. Применение шлакопортландцемента и пуццоланового портландцемента, а также других видов цементов, медленно твердеющих при пониженных положительных температурах, не допускается.
Кладка сводов двоякой кривизны должна начинаться не ранее чем через 7 дней после окончания устройства их пят при температуре наружного воздуха не ниже 10 °С. При температуре воздуха от 10 до 5 °С этот срок увеличивается в 1,5 раза, а при температуре 5...1 °С - в 2 раза. Кладку арок и сводов с затяжками, в пятах которых установлены сборные железобетонные элементы или стальные каркасы, допускается начинать сразу после окончания устройства их пят. Грани примыкания смежных волн сводов двоякой кривизны выдерживаются на опалубке не менее 12 ч при температуре наружного воздуха не ниже 10 °С.
Загрузка распалубленных арок и сводов при температуре воздуха выше 10 °С допускается не ранее 7 сут после окончания кладки.
Возведение арок, сводов и их пят в зимних условиях допускается при среднесуточных температурах не ниже минус 15 °С на растворах с химическими добавками, обеспечивающими нарастание прочности растворов на морозе без прогрева. Волны сводов двоякой кривизны, возведенные при отрицательной температуре выдерживают на опалубке в течение трех суток, после чего они могут быть раскружалены, и опалубка передвинута.
http://www.stroitelstvo-new.ru/ohrana-truda/kamennye-raboty/kladka-peremychek.shtml
http://www.odoms.ru/landshaftyi-dizain/565-arochnye-peremychki.html
http://www.domastroim.su/articles/stroit/articles_896.html