CC BY
35
УДК 624.01
ВЛИЯНИЕ ВЫБОРА СИСТЕМЫ ПЕРЕВЯЗКИ ШВОВ НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКУЮ ЭФФЕКТИВНОСТЬ КЛАДКИ СВОДОВ
П.В. Гайдуков, Е.М. Пугач
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский
Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ), г. Москва
Аннотация
В данной статье рассматривается вопрос выбора системы перевязки швов при возведении кирпичных сводов. Описываются основные системы перевязки, используемые при кладке сводов, разъясняются особенности их исполнения и работы в конструкции. Определяются затраты труда и материалов для кладки сводов различной толщины и основных систем перевязки швов.
Обобщается накопленный опыт возведения сводчатых конструкций и предлагаются решения по использованию систем перевязки в зависимости от конструктивных особенностей свода. Полученные данные дают возможность обосновать выбор системы перевязки швов в зависимости от типа конструкции
Ключевые слова:
каменная кладка, системы перевязки, кирпичные своды, кладка сводов, конструкции свода История статьи:
Дата поступления в редакцию 16.02.18 Дата принятия к печати 18.02.18
Одним из основных условий качественного выполнения кладки сводов является выбор правильной перевязки швов. В зависимости от типа свода, его конструкции и толщины необходимо использовать соответствующую систему перевязки. Как и для каменной кладки стен, перевязка швов сводов должна соответствовать правилам разрезки кладки и удовлетворять общим требованиям, предъявляемым к каменным конструкциям. Перевязка швов при кладке сводов необходима для предотвращения расслаивания конструкции вдоль оси свода и касательных к образующим и вдоль образующих (послойно) [1]. Так же, в зависимости от типа кладки, перевязка швов позволяет распределить внутренние усилия в теле конструкции.
Кладка полных цилиндрических сводов производится по правилам, установленным для конструкции прямоугольных стен одинаковой с ними толщины. Для сравнения систем перевязки швов целесообразно рассматривать своды толщиной от половины кирпича. Так как кладка свода подразумевает собой процесс возведения обособленных частей конструкции отдельными полуарками или рядами, сходящимися к центру, в качестве базового участка выбран узел примыкания свода к пяте.
Для цилиндрических сводов, выполненных с использованием цепной (нормальной) перевязки, торцевые швы расположены нормально к кривой направляющей. Перевязка швов в кладке свода толщиной в один кирпич выполняется аналогично конструкции стены, возведенной по однорядной системе перевязки соответствующей толщины. Для сводов толщиной в полтора кирпича первый ряд выполняется аналогично цепной перевязке, два кирпича второго ряда располагаются ложком.
Отличительная особенность кладки в «ёлку»—расположение швов под углом в 45°. Этот способ может применяться при устройстве плоских сводов над многоугольными в плане помещениями. Преимущество перевязки в «елку» в том, что швы расположены наклонно к горизонтальной оси свода, поэтому опасное сечение или плоскость излома не получается сквозным, чего нельзя избежать при обыкновенном способе кладки; вследствие незначительного протяжения сопрягающих швов и лучшей расклинки отдельных наклонных рядов, осадка меньше; вес распределяется на опорные и щековые стены [2].
Эффективность строительного процесса выражается в отношении оптимального количества затраченных ресурсов к качеству производимой продукции. Основные ресурсы для кладки сводов — потребность в
средствах опалубливания, кирпиче и растворе; затраты труда на выполнение подготовительных операций, укладку камней и раствора. Нормы, приведенные в документах [3], учитывают тип исполнения (цилиндрические, двоякой кривизны) и толщину кладки сводов. Влияние системы перевязки на трудоемкость выполнения в них не отражено.
Для определения зависимости трудоемкости кладки сводов от выбора системы перевязки швов была создана подходящая для большинства типовых решений модель конструкции коробчатого свода (рис. 1) толщиной в 1 и 0,5 кирпича.
Нормированные операции по кладке сводов [3] включают: подбор, околку и теску кирпича; разметку рядов по опалубке; кладку кирпичей; заливку жидким раствором верхней поверхности слоем в 5 мм.
Основное отличие в трудоемкости операций характерных для сравниваемых систем перевязки будет формироваться при околке, теске и укладке кирпича (таблица №1). Количество подрезаемых тычков при поперечном расположении кирпичей в два раза превышает подрезку
Рис. 1. Модель коробчатого свода
ложков при их продольном расположении, а количество подрезанных кирпичей при взаимно-перпендикулярном расположении больше, чем для продольного в 3 и поперечного в 1,5 раза (схема 1); кладка кирпича в «елку» дополнительно требует изменение положения кирпича и использование шаблона.
Схема №1. Подрезка кирпичей для различных типов кладки цилиндрических сводов
по ложку для цепной кладки в один кирпич
*красной линией обозначены места подрезки
по тычку для цепной кладки в один кирпич
кладка в «елку»
Для наиболее сложных участков кладки (узла сопряжения свода со стеной и пятой основания) при использовании цепной системы перевязки толщиной в кирпич подрезка ложкового и тычкового рядов кирпичей на 1 м2 производится 7 и 14 раз соответственно.
Для аналогичных участков кладки в «елку» подрезку кирпича производят под углом 45°, что для такой конструкции составляет 21 распил для первого слоя (толщина 0,5 кирпича). В отличие от цепной кладки подрезке подлежат как кирпичи вертикального шва сопряжения, так и горизонтального. Так же необходимо учитывать, что для достижения толщины кладки в кирпич конструкцию выкладывают в два слоя, т.е. количество распилов возрастает до 42.
Согласно собранным данным кладка цилиндрических сводов по цепной системе на 23% эффективней. Преимущество нормальной системы перевязки относительно кладки в «елку» становится не столь очевидным, если рассматривать возможность ее использования для сводов иной геометрической формы и конструкции. Примером тому могут служить крестовые и сомкнутые своды.
Таблица 1
Результирующие показатели эффективности операций по кладке 1 м2 цилиндрических сводов
№ Наименование операции Ед. изм. кладка в 0,5 кирпича кладка в 1 кирпич
цепная «елка» цепная «елка»
Объем трудоемкость, чел.-ч Объем трудоемкость, чел.-ч Объем трудоемкость, чел.-ч Объем трудоемкость, чел.-ч
1 Разметка рядов по опалубке м.п. 13 0,133 13 0,133 13 0,133 13 0,133
2 Подача и раскладка кирпича шт. 58 0.021 60 0.022 104 0.037 120 0.043
3 Подача раствора м 0.022 0.0189 0,0225 0.0189 0.045 0.038 0.045 0.037
4 Подбор, околка и отеска кирпича шт. 7 0.077 21 0.231 14 0.154 48 0.528
5 Кладка сводов с выполнением всех усложнений, подбором и резкой кирпича м3 0.101 0.385 0.101 0.385 0.203 0.771 0.203 0.771
Итого 0.635 0.784 1.133 1.513
Крестовый свод представляет собой две цилиндрических оболочки, пресекающиеся под прямым углом (рис. 2). Основной отличительной особенностью крестовых сводов является специфическое распределение нагрузки. В отличие от цилиндрических сводов, где нагрузка передается на всю поверхность опорной стены, в данном случае нагрузка передается только на угловые части конструкции, что позволяет перекрывать такими сводами пространство между четырех колонн.
Для данного типа сводов характерна высокая степень усадки и возникновения напряжений по линиям пересечения двух образующих цилиндров, то есть под углом к нормали постели кирпича в значении до 45°, что может привести к сдвигу отдельных кирпичей и деформации кладки конструкции [4]. Учитывая данную особенность целесообразно применение либо кладки в елку, либо кладки с косым швом (рис. 3).
Кладка с косыми швами проще в исполнении по сравнению с «ёлкой» и требует меньше операций по подрезке кирпича, но позволяет распределить внутренние усилия нормально по отношению к тычковой стороне кирпича [4].
Сомкнутый свод представляет собой купол, основанием которого является не круг, а многоугольник, что делает ребра свода в углах многоугольника видимыми (рис. 4). Данная конструкция, из-за остро выделяющихся ребер, при использовании цепной системы перевязки не обеспечивает перевязку торцевых швов в части пересечения двух ребер и вынуждает выкладывать замковый рис з Кладка с косым участок нестандартной формы. швом
Рис. 2. Модель крестового свода
Рис. 4. Модель Рис 5. Перевязка ребер
сомкнутого свода шмшутого свода
При использовании цепной системы перевязки для сомкнутого свода в местах образования ребер возникает необходимость в подрезке кирпича (рис. 5). Вследствие этого на вершине свода, в месте кладки замкового участка, невозможно использовать целые кирпичи и обеспечить перевязку ложковых швов. Применение системы перевязки типа «елка» изменяет направление ложковых и тычковых швов кладки. В данном типе кладки они всегда либо параллельны, либо перпендикулярны ребру свода. Такое расположение кирпича избавляет от необходимости в косом подрезе и обеспечивает надежную перевязку замкового участка свода.
Таблица 2.
Результирующие показатели эффективности операций по кладке 1 м2 в вершине сомкнутого свода толщиной 0.5 кирпича
№ Наименование операции Ед. изм цепная «елка»
Объем трудоемкость, чел.-ч Объем трудоемкость, чел.-ч
1 Разметка рядов по опалубке м.п. 18 0.183 16 0.168
2 Подача и раскладка кирпича шт. 80 0.0289 76 0.028
3 Подача раствора м3 0.031 0.026 0.022 0.023
4 Подбор, околка и отеска кирпича шт. 52 0.572 24 0.264
5 Кладка сводов с выполнением всех усложнений, подбором и резкой кирпича м3 0.14 0.532 0.12 0.48
Итого 1.341 0.963
Влияние системы перевязки швов на эффективность кладки определяется конструктивным решением сводов, так цепная перевязка, являясь по совокупности результирующих показателей более эффективной при устройстве цилиндрических сводов, не может считаться оптимальным решением для сводов иных конструкций. Для перекрытий более сложной геометрической формы (сомкнутые своды и их производные) кладка в «елку» обеспечивает более правильную работу кирпичей в качестве отдельных составных элементов конструкции и является на 28% менее трудоемкой.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Гайдуков П.В., Пугач Е.М. Оптимизация конструктивно-технологических решений для опалубки из штучных материалов. Перспективы науки №3 (90) 2017, Тамбов 2017 г.
2. Бергард В.Р. Арки и своды. Руководство к устройству и расчету арочных и сводчатых перекрытий. Выпуск 1-й. Санкт-Петербург. 1901г.
Влияние ультразвуковой кавитации на динамическую вязкость водной среды
3. ЕНиР Сборник Е3. Каменные работы. ПТИ Министерства строительства СССР, Москва 1986 г.
4. Полещук А.А. Курс строительного искусства. Часть 1У-я. Каменные стены и своды. Санкт-Петербург. 1903г.
5. Щеренцис А.А. Тонкие кирпичные своды. Издательство Академии Архитектуры СССР. Москва 1945г. С. 41-51.
Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:
П.В. Гайдуков, Е.М. Пугач. Влияние выбора системы перевязки швов на технологическую эффективность кладки сводов. — Системные технологии. — 2018. — № 26. — С. 135—139.
EFFECT OF SELECTION BRICKWORK BONDING TYPES IN TECHNOLOGY EFFICIENCY OF BRICK VAULTS P.V. Gaidukov, E.M. Pugach
Federal State Budget Educational Institution of Higher Education «National Research Moscow State University of Civil Engineering»
Abstract
The issue of this article is selection of brickwork bonding types in construction of brick vault. Describes main brickwork bonding types that have been used in vault construction. Explain particular qualities of brickwork technology. Explain main features of masonry work in the construction. In the article are determinate labor and materials inputs for vaults with different dimensions and bond types.
The accumulated experience in the construction of vaulted structures and proposed solutions for using different bond types depending on vault construction. The data obtained make it possible to justify the choice of the brickwork bond, depending on the type of construction.
Keywords:
brickwork, brickwork bonding types, brick vault, vault masonry, vault construction. Date of receipt in edition: 16.02.18 Date of acceptance for printing: 18.02.18
УДК 543.3
ВЛИЯНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КАВИТАЦИИ НА ДИНАМИЧЕСКУЮ ВЯЗКОСТЬ ВОДНОЙ СРЕДЫ
В. Б. Викулина, С. Ю. Пещеркина
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский
Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ), г. Москва
Аннотация Ключевые слова:
В статье рассмотрено влияние ультразвуковой кавитации на изменение ультразвуковая кавитация; динамиче-динамической вязкости воды. Приведены экспериментальные данные. ская вязкость воды, ультразвуковая ча-Получена продолжительность ультразвуковой обработки стота;магнитострикционный преобра-
зователь; водоотведение; вискозиметр; микропотоки; электропроводность История статьи:
Дата поступления в редакцию 15.01.18 Дата принятия к печати 18.01.18
