Конструктивные схемы и системы кирпичных зданий

Стены являются основным элементом несущего острова здания совместно с фундаментами и перекрытиями обеспечивают его жесткость и устойчивость. Жесткость и устойчивость эксплуатируемых кирпичных зданий определяется конструктивной схемой стен и конструктивной системой здания, обеспечивающей их взаимосвязь и совместную работу со всеми остальными элементами несущего остова.

По конструктивным схемам эксплуатируемые кирпичные здания делятся на схемы с продольными или поперечными несущими стенами и схемы с перекрестным расположением продольных и поперечных несущих стен. в кирпичных зданиях имеется так же схемы с внутренними колоннами, заменяющими внутренние несущие стены. Кроме того, в кирпичных зданиях, и особенно, старой постройки, встречаются комбинированные конструктивные схемы, например, схемы с продольными и поперечными стенами, с продольными и поперечными стенами и внутренними колоннами и т. п. Основные виды конструктивных стен эксплуатируемых кирпичных зданий приведены на рис. 1.

В зданиях с продольными несущими стенами наружные стены выполняют две функции: несущую и ограждающую. При обеспечении несущей функции кирпичные сиены должны обладать достаточной несущей способностью для восприятия нагрузок от собственного веса и веса, передающегося на них с перекрытий и крыш.

Следовательно, наружные несущие стены должны выполняться из прочных материалов, но обладающих в этой связи повышенной теплопроводностью. Для обеспечения ограждающей функции, и в частности, по теплозащите, наружные несущие стены должны выполняться из теплоизолирующих материалов, имеющих меньшую прочность по сравнению с материалами, используемыми для внутренних несущих конструкций. Необходимость использования в стенах материалов, обеспечивающих одновременно требования прочности и теплозащиты, привела к ограничению этажности кирпичных зданий с продольными несущими стенами в основном пятью этажами. При большей высоте здания толщина наружных стен определяется уже не требованиями норм теплозащиты, действующими в стране до 1995 года, а требованиями прочности.

Кирпичные здания высотой 9 и более этажей, как правило, возводились с поперечными несущими стенами. Схемы с перекрестным расположением продольных и поперечных несущих стен использовались при строительстве кирпичных зданий повышенной этажности. Наружные стены в этих здания, как правило, являются самонесущими и в основном выполняют ограждающие функции. По этой причине материал и толщина внутренних стен определялись необходимой прочностью, а наружных стених теплозащитными качествами при одновременном соблюдении требований прочности.

В зданиях с внутренними колоннами наружные кирпичные стены, как правило, выполнялись несущими. По этой причине здания с неполным каркасом возводились в основном высотой до 5 этажей. Все кирпичные здания вне зависимости от принятых конструктивных схем имеют стоечно-балочные конструктивные схемы: коробчато-стеновую при сборных плитных, сборно-монолитных и монолитных железобетонных перекрытиях в современных зданиях и балочно-стеновую при балочных перекрытиях с деревянными, металлическими и железобетонными балками и с деревянным, кирпичным или бетонным межбалочным заполнением. Балочные перекрытия в основном применялись в зданиях постройки ранее 50-х гг. XX в.

Жесткость и устойчивость в кирпичных зданиях с коробчатостеновой конструктивной схемой обеспечивается жестким соединением продольных и поперечных стен и жесткими дисками перекрытий.

В зданиях с балочностеновой системой жесткость и устойчивость в большей мере обеспечивается жестким соединением продольных и поперечных стен, а так же за счет крепления стен балками перекрытий.

В зданиях, возводимых до 20-х гг. XX в., для повышения жесткости и устойчивости в стенах устраивались металлические связи. Связи устанавливались выше уровня оконных перемычек и располагались по всем капитальным продольным и поперечным стенам. Количество связевых поясов зависело от наличия в зданиях арочных перекрытий и проемов, приводящих к появлению распорных сил, а так же этажности здания.

Как показывают обследования, связи за счет надежного сцепления металла с материалами кладки в значительной мере обеспечивают монолитность кладки, жесткость и устойчивость стен. Особенно это важно для зданий, построенных на слабых грунтах, и зданий с деревянными балочными перекрытиями. Об этом, в частности, свидетельствуют факты появления в стенах трещин после случайных разрывов связей во время эксплуатации и при разрезании их во время ремонтов зданий.