АРМОКАМЕННАЯ АРКА

Полезная модель относится к строительству, в частности к армокаменным арочным перекрытиям пространств между двумя опорами определенных архитектурных сооружений или проемов каменных стен зданий с выразительной архитектурой в старинном стиле, особенно небольших и с легкими несущими конструкциями.
Известны и довольно широко применяются, в основном с целью выразительного оформления фасадов и интерьеров выше названных зданий и сооружений традиционные неармированные арочные конструкции из штучных природных и искусственных каменных материалов, выкладываемые по кружалам, с ведением одновременно кладки с двух сторон, от опор к середине, в которой при завершении кладки, последним камнем или их рядом, расклинивают арку, (что хорошо уплотняет последние швы) выдерживают в таком состоянии до достижения раствором не менее 30% проектной прочности, после чего арка может воспринимать нагрузку от собственного веса, и кружала можно снимать. /Проектирование каменных и армокаменных конструкций: Учебное пособие / Бедов А.И., Шепетьева Т.А. - М.: АВС, 2002./ [1]
Такие конструкции не рекомендуется применять в зданиях и сооружениях, в которых они могут подвергаться значительным вибрационным, ударным или каким-то другим случайным сосредоточенным воздействиям, а также в случаях, когда возможна неравномерная осадка опор. В итоге в них часто могут образовываться сосредоточенные трещины значительной ширины раскрытия, которые снижают надежность и долговечность или приводят к аварийному состоянию конструкций.
Применяются для перекрытия пространств между двумя опорами в некоторых сооружениях и проемах в каменных стенах зданий монолитные безшарнирные железобетонные арки, рассчитываемые и конструируемые, как внецентренно-сжатые элементы /СНиП 2.03.01-84* Бетонные и железобетонные конструкции. / Госстрой России. - М.: ГуПЦПП, 2000./ [2].
Недостатком этих конструкций является сложность, трудоемкость, большая продолжительность возведения и необходимость устройства высококачественной опалубки.
Наиболее близким к полезной модели по технической сущности (принят за прототип) является конструкция армокаменной перемычки прямоугольного сечения, выполненная кладкой из условно эффективного кирпича с отверстиями, усиленная пространственным арматурным каркасом, продольные стержни которого размещены в отверстиях условно эффективного кирпича, а поперечные в швах кладки и заделаны цементно-песчаным раствором. /Армокаменная изгибаемая конструкция // Строй-инфо. - Самара, 2006. - №5. - С.15/ [3]. Она является линейно-брусковой, изгибаемой конструкцией менее эффективной, чем арочная.
Сущность полезной модели заключается в повышении надежности и долговечности арочных конструкций, а также в снижении трудо- и материальных затрат при их возведении.
Техническим результатом полезной модели является совершенствование конструктивного решения, повышение несущей способности, жесткости и трещиностойкости арочных конструкций.
Технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в известной арочной конструкции прямоугольного сечения из керамического кирпича с отверстиями усиленная пространственным арматурным каркасом, стержни которого размещены в отверстиях кирпичей и в швах кладки, особенностью является то, что для обеспечения возможности ведения качественной кладки, каждый из продольных стержней арматурного каркаса арки состоит из двух частей, каждая из которых одним концом заделана в одну из опор арки, а свободные концы состыкованы внахлест с креплением проволочными скрутками в середине арки на участке длиной 20-30 см. Этот участок арки выполнен из кирпичей, в которых в местах отверстий для размещения и заделки продольных стержней арматуры прорезаны для тех же целей пазы. При этом
находящиеся в нижней части сечения арки продольные стержни арматуры вначале стыкуют, а после ведется кладка кирпичей с одновременной за цепкой цементным раствором этих стыков в пазах кирпичей обращенных вниз, а находящихся в верхней части сечении арки, продольные стержни арматуры предварительно отгибают, а после выполнения кладки участка стыка, прочищают от попавшего раствора пазы обращенные вверх, укладывают в них оставшиеся продольные стержни, таким же образом их стыкуют и заделывают цементно-песчаным раствором.
Армокаменная арка - представляет собой безшарнирную арку прямоугольного сечения, выполненную кладкой на ребро керамического кирпича с отверстиями. Одновременно с кладкой в конструкцию вводят пространственный усиливающий арматурный каркас. Его продольные стержни размещают в отверстиях кирпича, а поперечные стержни в швах кладки, что предотвращает при появлении случайных растягивающих усилий образование сосредоточенных силовых трещин с значительной шириной раскрытия. При этом продольные стержни арматуры вначале ставят из двух раздельных составных частей для удобства ведения качественной кладки, а потом в середине арки их стыкуют внахлест скрепляя проволочными скрутками и установкой кирпича с прорезанными пазами. Предварительное конструирование армокаменной арки выполняют при архитектурной разработке фасада или интерьера помещения. Расчет и окончательное конструирование выполняют как для внецентренно сжатых элементов по нормам и правилам проектирования железобетонных, каменных и армокаменных конструкций.
На фиг.1 изображен общий фронтальный вид армокаменной арки и ее опор 1. В правой части показана порядная укладка кирпича 2, которые устанавливают по кружалу 3, при этом система перевязки швов в кладке подбирается так, чтобы в кирпичах соседних рядов в необходимых местах были совпадающие отверстия для размещения продольных стержней 4 арматурного каркаса арки; в левой части показана фронтальная схема
установки продольных стержней 4 и поперечных стержней 5 арматуры арки, а также вертикальных стержней 6 и горизонтальных стержней 7 пространственного арматурного каркаса опор арки.
На фиг.2 приведено характерное сечение арки, где изображены: положение кирпичей 2, кружало 3, продольные стержни 4 и поперечные стержни 5 арматуры арки.
На фиг.3 показано сечение середины арки, где изображено положение кирпичей 2, кружало 3, продольные стержни 4 и поперечные стержни 5 арки, прорезанные в кирпичах пазы 8 для установки продольных стержней арматуры.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Устройство армокаменной арки осуществляют по разработанным рабочим чертежам и начинают с подготовки выровненных мест опирания арки, на которые выкладывают опоры арки с усилением их вертикальными стержнями 6 и горизонтальными стержнями 7 арматуры (фиг.1). В них так же заделывают составные части продольных стержней арматуры арки, такой длины, чтобы при их укладке они одним концом заделывались в опоре, а другим пересекали ось симметрии арки на 10-15 см. Далее ведется порядная кладка обеих опор арки кирпичом в водонасыщенном состоянии на кладочном пластифицированном цементно-песчаном растворе высокой марки. При этом кирпич 2 нанизывают на вертикальные стержни 6 арматуры опор и продольные стержни 4 арматуры арки через определенные отверстия по схемам фиг.1; устанавливают кружало 3. Затем по опорам арки устанавливают поперечные стержни 5 арматуры, расстилают кладочный раствор, и подобным же образом, с особо тщательной заделкой в отверстиях продольных стержней арматуры пластифицированным цементно-песчаным раствором ведут кладку арки одновременно от обеих опор к середине с армированием по схемам фиг.1 - фиг.3. Как только, расстояние между противоположно-уложенными кирпичами по верху составит 20-30 см, кладку приостанавливают, стыкуют составные части
продольных стержней 4 внахлест с креплением обычными проволочными скрутками, и после этого кладку ведут из кирпичей, в которых в местах отверстий для размещения продольных стержней арматуры прорезывают для тех же целей пазы. Кирпичи последнего из устанавливаемых рядов средней части арки должны быть клиновидными, они расклинивают и обеспечивают плотность всех швов арки. При этом находящиеся в нижней части сечения арки продольные стержни арматуры вначале стыкуют, а после ведут кладку кирпичей с одновременной заделкой цементным раствором этих стыков в пазах кирпичей обращенных вниз, а находящиеся в верхней части сечении арки, продольные стержни арматуры предварительно отгибают, а после выполнения кладки участка стыка прочищают от попавшего раствора пазы обращенные вверх, укладывают в них оставшиеся продольные стержни, таким же образом их стыкуют и заделывают цементно-песчаным раствором. После набора раствором, не менее 30% от проектной прочности, арка готова к восприятию нагрузок от собственного веса и кружало можно снимать. Устройство заявляемой конструкции желательно осуществлять в теплое время года. При возможных непродолжительных похолоданиях, конструкцию необходимо подогревать или укрывать теплоизолирующими покрывалами. В жаркое и сухое время года выложенную армокаменную арку следует укрывать влажной мешковиной с полиэтиленовой пленкой и увлажнять: в первую неделю через день, во вторую - дважды и далее до четырех недель - еженедельно.
Усовершенствованное конструктивное решение предлагаемой армокаменной арки, при ее широком применении в строительстве, реконструкции или реставрации различных зданий или сооружений может дать значительный экономический эффект, открыть новые возможности для совершенствования этого вида конструкций.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Проектирование каменных и армокаменных конструкций: Учебное пособие / Бедов А.И., Шепетьева Т.А. - М.: АВС, 2002.
2. СНиП 2.03.01-84* Бетонные и железобетонные конструкции / Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП, 2000.
3. Армокаменная изгибаемая конструкция // Строй-инфо. - Самара - 2006. - №5. - С.15.