Кирпич - достаточно прочный строительный материал, особенно полнотелый, и при строительстве домов в 2-3 этажа стены из рядового керамического кирпича в дополнительных расчетах как правило не нуждаются. Тем не менее ситуации бывают разные, например, планируется двухэтажный дом с террасой на втором этаже. Металлические ригеля, на которые будут опираться также металлические балки перекрытия террасы, планируется опереть на кирпичные колонны из лицевого пустотелого кирпича высотой 3 метра, выше будут еще колонны высотой 3 м, на которые будет опираться кровля:
При этом возникает естественный вопрос: какое минимальное сечение колонн обеспечит требуемую прочность и устойчивость? Конечно же, идея выложить колонны из глиняного кирпича, а тем более стены дома, является далеко не новой и все возможные аспекты расчетов кирпичных стен, простенков, столбов, которые есть суть колонны, достаточно подробно изложены в СНиП II-22-81 (1995) "Каменные и армокаменные конструкции". Именно этим нормативным документом и следует руководствоваться при расчетах. Приводимый ниже расчет, не более, чем пример использования указанного СНиПа.
Чтобы определить прочность и устойчивость колонн, нужно иметь достаточно много исходных данных, как то: марка кирпича по прочности, площадь опирания ригелей на колонны, нагрузка на колонны, площадь сечения колонны, а если на этапе проектирования ничего из этого не известно, то можно поступить следующим образом:
при центральном сжатии
Проектируется: Терраса размерами 5х8 м. Три колонны (одна посредине и две по краям) из лицевого пустотелого кирпича сечением 0,25х0,25 м. Расстояние между осями колонн 4 м. Марка кирпича по прочности М75.
При такой расчетной схеме максимальная нагрузка будет на среднюю нижнюю колонну. Именно ее и следует рассчитывать на прочность. Нагрузка на колонну зависит от множества факторов, в частности от района строительства. Например, снеговая нагрузка на кровлю в Санкт-Петербурге составляет 180 кг/м², а в Ростове-на-Дону - 80 кг/м². С учетом веса самой кровли 50-75 кг/м² нагрузка на колонну от кровли для Пушкина Ленинградской области может составить:
N с кровли = (180·1,25 +75)·5·8/4 = 3000 кг или 3 тонны
Так как действующие нагрузки от материала перекрытия и от людей, восседающих на террасе, мебели и др. пока не известны, но железобетонная плита точно не планируется, а предполагается, что перекрытие будет деревянным, из отдельно лежащих обрезных досок, то для расчетов нагрузки от террасы можно принять равномерно распределенную нагрузку 600 кг/м², тогда сосредоточенная сила от террасы, действующая на центральную колонну, составит:
N с террасы = 600·5·8/4 = 6000 кг или 6 тонн
Собственный вес колонн длиной 3 м будет составлять:
N с колонны = 1500·3·0,38·0,38 = 649,8 кг или 0,65 тонн
Таким образом суммарная нагрузка на среднюю нижнюю колонну в сечении колонны возле фундамента составит:
N с об = 3000 + 6000 + 2·650 = 10300 кг или 10,3 тонн
Однако в данном случае можно учесть, что существует не очень большая вероятность того, что временная нагрузка от снега, максимальная в зимнее время, и временная нагрузка на перекрытие, максимальная в летнее время, будут приложены одновременно. Т.е. сумму этих нагрузок можно умножить на коэффициент вероятности 0,9, тогда:
N с об = (3000 + 6000)·0.9 + 2·650 = 9400 кг или 9,4 тонн
Расчетная нагрузка на крайние колонны будет почти в два раза меньше:
N кр = 1500 + 3000 + 1300 = 5800 кг или 5,8 тонн
2. Определение прочности кирпичной кладки.
Марка кирпича М75 означает, что кирпич должен выдерживать нагрузку 75 кгс/см², однако прочность кирпича и прочность кирпичной кладки - разные вещи. Понять это поможет следующая таблица:
Таблица 1 . Расчетные сопротивления сжатию для кирпичной кладки
Но и это еще не все. Все тот же СНиП II-22-81 (1995) п.3.11 а) рекомендует при площади столбов и простенков менее 0.3 м² умножать значение расчетного сопротивления на коэффициент условий работы γ с =0,8 . А так как площадь сечения нашей колонны составляет 0,25х0,25 = 0,0625 м², то придется этой рекомендацией воспользоваться. Как видим, для кирпича марки М75 даже при использовании кладочного раствора М100 прочность кладки не будет превышать 15 кгс/см². В итоге расчетное сопротивление для нашей колонны составит 15·0,8 = 12 кг/см², тогда максимальное сжимающее напряжение составит:
10300/625 = 16,48 кг/см² > R = 12 кгс/см²
Таким образом для обеспечения необходимой прочности колонны нужно или использовать кирпич большей прочности, например М150 (расчетное сопротивление сжатию при марке раствора М100 составит 22·0,8 = 17,6 кг/см²) или увеличивать сечение колонны или использовать поперечное армирование кладки. Пока остановимся на использовании более прочного лицевого кирпича.
3. Определение устойчивости кирпичной колонны.
Прочность кирпичной кладки и устойчивость кирпичной колонны - это тоже разные вещи и все тот же СНиП II-22-81 (1995) рекомендует определять устойчивость кирпичной колонны по следующей формуле :
N ≤ m g φRF (1.1)
m g - коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки. В данном случае нам, условно говоря, повезло, так как при высоте сечения h ≤ 30 см, значение данного коэффициента можно принимать равным 1.
φ - коэффициент продольного изгиба, зависящий от гибкости колонны λ . Чтобы определить этот коэффициент, нужно знать расчетную длину колонны l o , а она далеко не всегда совпадает с высотой колонны. Тонкости определения расчетной длины конструкции здесь не изложены, лишь отметим, что согласно СНиП II-22-81 (1995) п.4.3: "Расчетные высоты стен и столбов l o при определении коэффициентов продольного изгиба φ в зависимости от условий опирания их на горизонтальные опоры следует принимать:
а) при неподвижных шарнирных опорах l o = Н ;
б) при упругой верхней опоре и жестком защемлении в нижней опоре: для однопролетных зданий l o = 1,5H , для многопролетных зданий l o = 1,25H ;
в) для свободно стоящих конструкций l o = 2Н ;
г) для конструкций с частично защемленными опорными сечениями — с учетом фактической степени защемления, но не менее l o = 0,8Н , где Н — расстояние между перекрытиями или другими горизонтальными опорами, при железобетонных горизонтальных опорах расстояние между ними в свету."
На первый взгляд, нашу расчетную схему можно рассматривать, как удовлетворяющую условиям пункта б). т.е можно принимать l o = 1,25H = 1,25·3 = 3,75 метра или 375 см . Однако уверенно использовать это значение мы можем лишь в том случае, когда нижняя опора действительно жесткая. Если кирпичная колонна будет выкладываться на слой гидроизоляции из рубероида, уложенный на фундамент, то такую опору скорее следует рассматривать как шарнирную, а не жестко защемленную. И в этом случае наша конструкция в плоскости, параллельной плоскости стены, является геометрически изменяемой, так как конструкция перекрытия (отдельно лежащие доски) не обеспечивает достаточную жесткость в указанной плоскости. Из подобной ситуации возможны 4 выхода:
1. Применить принципиально другую конструктивную схему , например - металлические колонны, жестко заделанные в фундамент, к которым будут привариваться ригеля перекрытия, затем из эстетических соображений металлические колонны можно обложить лицевым кирпичом любой марки, так как всю нагрузку будет нести металл. В этом случае, правда нужно рассчитывать металлические колонны, но расчетную длину можно принимать l o = 1,25H .
2. Сделать другое перекрытие , например из листовых материалов, что позволит рассматривать и верхнюю и нижнюю опору колонны, как шарнирные, в этом случае l o = H .
3. Сделать диафрагму жесткости в плоскости, параллельной плоскости стены. Например по краям выложить не колонны, а скорее простенки. Это также позволит рассматривать и верхнюю и нижнюю опору колонны, как шарнирные, но в этом случае необходимо дополнительно рассчитывать диафрагму жесткости.
4. Не обращать внимания на вышеприведенные варианты и рассчитывать колонны, как отдельно стоящие с жесткой нижней опорой, т.е l o = 2Н . В конце концов древние греки ставили свои колонны (правда, не из кирпича) без каких-либо знаний о сопротивлении материалов, без использования металлических анкеров, да и столь тщательно выписанных строительных норм и правил в те времена не было, тем не менее некоторые колонны стоят и по сей день.
Теперь, зная расчетную длину колонны, можно определить коэффициент гибкости:
λ h = l o / h (1.2) или
λ i = l o (1.3)
h - высота или ширина сечения колонны, а i - радиус инерции.
Определить радиус инерции в принципе не сложно, нужно разделить момент инерции сечения на площадь сечения, а затем из результата извлечь квадратный корень, однако в данном случае в этом нет большой необходимости. Таким образом λ h = 2·300/25 = 24 .
Теперь, зная значение коэффициента гибкости, можно наконец-то определить коэффициент продольного изгиба по таблице:
Таблица 2
. Коэффициенты продольного изгиба для каменных и армокаменных конструкций
(согласно СНиП II-22-81 (1995))
При этом упругая характеристика кладки α определяется по таблице:
Таблица 3 . Упругая характеристика кладки α (согласно СНиП II-22-81 (1995))
В итоге значение коэффициента продольного изгиба составит около 0,6 (при значении упругой характеристики α = 1200, согласно п.6). Тогда предельная нагрузка на центральную колонну составит:
N р = m g φγ с RF = 1·0,6·0,8·22·625 = 6600 кг < N с об = 9400 кг
Это означает, что принятого сечения 25х25 см для обеспечения устойчивости нижней центральной центрально-сжатой колонны недостаточно. Для увеличения устойчивости наиболее оптимальным будет увеличение сечения колонны. Например, если выкладывать колонну с пустотой внутри в полтора кирпича, размерами 0,38х0,38 м, то таким образом не только увеличится площадь сечения колонны до 0,13 м² или 1300 см², но увеличится и радиус инерции колонны до i = 11,45 см . Тогда λ i = 600/11,45 = 52,4 , а значение коэффициента φ = 0,8 . В этом случае предельная нагрузка на центральную колонну составит:
N р = m g φγ с RF = 1·0,8·0,8·22·1300 = 18304 кг > N с об = 9400 кг
Это означает, что сечения 38х38 см для обеспечения устойчивости нижней центральной центрально-сжатой колонны хватает с запасом и даже можно уменьшить марку кирпича. Например, при первоначально принятой марке М75 предельная нагрузка составит:
N р = m g φγ с RF = 1·0,8·0,8·12·1300 = 9984 кг > N с об = 9400 кг
Вроде бы все, но желательно учесть еще одну деталь. Фундамент в этом случае лучше делать ленточным (единым для всех трех колонн), а не столбчатым (отдельно для каждой колонны), в противном случае даже небольшие просадки фундамента приведут к дополнительным напряжениям в теле колонны и это может привести к разрушению. С учетом всего вышеизложенного наиболее оптимальным будет сечение колонн 0,51х0,51 м, да и с эстетической точки зрения такое сечение является оптимальным. Площадь сечения таких колонн составит 2601 см².
Пример расчета кирпичной колонны на устойчивость
при внецентренном сжатии
Крайние колонны в проектируемом доме не будут центрально сжатыми, так как на них будут опираться ригеля только с одной стороны. И даже если ригеля будут укладываться на всю колонну, то все равно из-за прогиба ригелей нагрузка от перекрытия и кровли будет передаваться крайним колоннам не по центру сечения колонны. В каком именно месте будет передаваться равнодействующая этой нагрузки, зависит от угла наклона ригелей на опорах, модулей упругости ригелей и колонн и ряда других факторов. Это смещение называется эксцентриситетом приложения нагрузки е о. В данном случае нас интересует наиболее неблагоприятное сочетание факторов, при котором нагрузка от перекрытия на колонны будет передаваться максимально близко к краю колонны. Это означает, что на колонны кроме самой нагрузки будет также действовать изгибающий момент, равный M = Ne о , и этот момент нужно учесть при расчетах. В общем случае проверку на устойчивость можно выполнять по следующей формуле:
N = φRF - MF/W (2.1)
W - момент сопротивления сечения. В данном случае нагрузку для нижних крайних колонн от кровли можно условно считать центрально приложенной, а эксцентриситет будет создавать только нагрузка от перекрытия. При эксцентриситете 20 см
N р = φRF - MF/W = 1·0,8·0,8·12·2601 - 3000·20·2601 · 6/51 3 = 19975,68 - 7058,82 = 12916,9 кг > N кр = 5800 кг
Таким образом даже при очень большом эксцентриситете приложения нагрузки у нас имеется более чем двукратный запас по прочности.
Примечание: СНиП II-22-81 (1995) "Каменные и армокаменные конструкции" рекомендует использовать другую методику расчета сечения, учитывающую особенности каменных конструкций, однако результат при этом будет приблизительно таким же, поэтому методика расчета, рекомендуемая СНиПом здесь не приводится.
Любое колонное сооружение, будь то навес или заборное ограждение, в первую очередь должно быть построено таким образом, чтобы готовая конструкция в дальнейшем могла выдержать повышенную нагрузку. Получить желаемый эффект возможно лишь в том случае, если при выборе кладочной продукции отдавать свое предпочтение качественному строительному материалу, достаточной прочности и надежности.
Учитывая мнение специалистов, лучше всего возводить колонны из цельного облицовочного кирпича, без повреждений на поверхности и видимых дефектов. Можно использовать и половинки кирпичей, но только в том случае, если на поверхности строительного материала также не будут заметны всевозможные разрушения.
Кладка колонн из кирпича осуществляется без обвязки многорядного значения. Выполнять анализируемый вид обвязки вовсе не обязательно, так как рассматриваемая конструкция не является монолитной.
Подготовительный этап
Чтобы кирпичная колонна прослужила долгий срок эксплуатации, в строгом порядке нужно строго придерживаться технологии при ее возведении.
Соблюдение правил обязательно для любых конструкций, так как даже незначительное нарушение может стать причиной проседания только что возведенного сооружения или даже полного его разрушения.
Для строительства кирпичных колонн вне зависимости от того, в полтора кирпича или в один будет строиться сооружение, задействуется подвязка трехрядная. Объясняется это довольно просто – однорядный вариант требует к себе большего затрата труда, а многорядный не помогает создать конструкцию прочной и надежной.
Как только погонный метр основы будет уложен на качественный цементный раствор, 
проверяется уровень кладки, как в вертикальном положении, так и в горизонтальном. Для этого используется обычный строительный уровень и любой вид отвеса. Чтобы усилить прочность будущей конструкции, специалисты рекомендуют использовать специальную сетку для армирования. Если сетка будет использоваться при кладке, обязательно нужно проконтролировать, чтобы края материала были утоплены внутри конструкции.
Перед тем как приступить к кладке колонны, следует подготовить необходимый материал и строительные инструменты:
- кирпичную основу и цементно-песчаный раствор;
- армирующую сетку;
- строительный уровень и отвес;
- емкость, в которой можно будет замешивать цемент и шпатель.
Перед возведением колонны подготавливается фундаментное основание, размер которого должен соответствовать размерам будущей конструкции. В фундамент нужно установить металлическую арматуру или столб, вокруг которого и будет строиться колонна.
Перед тем как начинать изготавливать из кирпича колонну своими руками, следует решить, какой лучше задействовать для возведения метод – 2×2, 2×1,5, 2×2,5 цельных кирпича. По мнению специалистов, для строительства заборной колонны можно использовать как первый, так и второй вариант кладки. Готовая конструкция получится в надежном исполнении и без проблем 
справится с нагрузкой, которая ляжет на нее в дальнейшем.
Кладка колонны в полтора кирпича осуществляется в следующей последовательности:
- Для первого ряда потребуется 6 кирпичей, которые нужно выложить тыльной стороной друг к другу.
- При укладке второго ряда следует два наружных цельных кирпича и две половинки основы перпендикулярно расположить к первому уложенному ряду. А оставшиеся 3 кирпича уложить в параллельном расположении друг к другу.
- 4 кирпича третьего ряда в перпендикулярном положении укладываются к кирпичам, задействованным для создания первого ряда, в так называемый ложок. Оставшиеся два кирпича, расположенные тычками друг к другу, используются для заполнения образовавшегося пространства.
- Для создания 4 ряда повторяется технология, используемая в третьем ряду, но только в зеркальном отображении. Для этого просто достаточно конструкцию визуально перевернуть на 380 °.
Выбрав технологию кладки колонн 2×2, следует придерживаться следующих правил:
- Для кладки первого ряда потребуется 3 шт. облицовочного кирпича, уложенные по технологии «тычок в тычок».
- Укладывая второй кирпичный ряд, кладку поворачивают по горизонтали на 90 °.
- Возводя 3-й ряд, повторяют технологию первого и так далее.
Если возводятся массивные колонны, по мнению специалистов, залить обязательно нужно пространство, которое образуется между стальной арматурой и уложенными кирпичами.
При возведении нескольких колонн, расположенных вблизи друг друга, рекомендуется одновременно и последовательно возводить все колонны. То есть в первую очередь выложить первый ряд кирпичей на каждой колонне и проверить ровность кладки при помощи строительного 
уровня и отвеса. Если выравнивать ничего не потребуется, можно смело приступить к возведению второго ряда и так далее. Если технология строительства колонн будет нарушена, это приведет как к нарушению параметров симметрии, так и к неравномерно распределенной нагрузке, которая в дальнейшем будет возложена на близкорасположенные колонны.
Соблюдая рекомендации и советы, ранее проанализированные в статье, возводя колонны поэтапно из качественного строительного материала, каждый домашний умелец сможет справиться с поставленной перед собой задачей и непременно получит удовольствие от полученного результата.
Наверное, ни один материал не подвергался такой модернизации и различным экспериментам, как кирпич. Двадцать лет назад были известны только силикатный и огнеупорный вид этого материала. А сейчас можно со счета сбиться, перечисляя все существующие виды этого популярного материала. А способы кладки и приспособлений для нее мы не успеваем отслеживать.
Всевозможная конфигурация, цветовая гамма, фактура и структура материала позволяет его применять в различных областях строительства, например, забор с кирпичными столбами ни для кого не диковинка. Причем ни форма, ни кладка столбов не ограничивается одним вариантом.
Практичный подход к началу возведения
Многие из нас наблюдали неудавшиеся кирпичные ограждения, что совершенно не говорит о невозможности применения кирпича в целях создания массивных оградительных сооружений или опорных элементов. Скорей всего, виной недолговечности могло быть только нарушение строительных технологий или неоправданная экономика. Чтобы избежать такой участи и избавить себя от лишней головной боли, следует провести точные расчеты и закупить качественный материал.
Сэкономить в этом случае можно только на здравом отношении к выбору материала и виду конструкции. А сделать забор с кирпичными столбами оригинальным помогут фантазия и элементарные навыки строителя.
Кирпичные столбы для забора только с виду кажутся простыми. Вплотную столкнувшись с возведением, становится понятным, что, как и для дома требуется разметка, фундамент, гидроизоляция и отделка. И ни одну из этих работ нельзя исключить, иначе разрушения самых важных элементов ограждения не избежать.
Кирпич подбирается не только по цвету, хотя и это немаловажный аспект. Кроме цвета, важна фактура, соответствующая главному строению участка и особенностям ландшафта.
Устройства опорных конструкций различаются способами возведения и могут иметь толщину в два или полтора кирпича. Можно, конечно, класть и другими способами, но оригинальные виды кладок доступны профессионалам с наличием специальных приспособлений.
Неважно, каким способом будет проводиться возведение, важно правильно просчитать нагрузку на колонны забора, продумать их внутреннюю часть (в том случае, когда обустраивается освещение и закладные) и способ защиты от влаги.
Расчет расстояния и фундамент
Возведение ограждения начинается с чертежа, где учитываются характер грунта, размер огораживаемого участка и перепад высот. На чертеже указывается шаг заборных колонн, чтобы обеспечить равномерную нагрузку. Расстояние может колебаться от 2 до 5 м.
Устройство фундамента для столба может быть совместное с основанием забора, а может быть, и отдельно стоящей конструкцией. Но в любом случае лучше место установки столба расширить книзу, то есть сделать трапециевидную форму. Такое устройство предохранит колонну от выталкивания во время пучения грунта. Далее, все по плану:
- Дно ямы для опоры засыпается песком.
- По центру устанавливается труба диаметром 80 или 100 мм и закрепляется распорками или же армированным поясом. Многие строители советуют вместо трубы использовать два сваренных между собой швеллера 80*80 мм.
- После проверки вертикальности установки трубы, фундамент заливается бетоном.
- Через неделю можно продолжать работы по установке колонны. На трубу привариваются закладные элементы (если в них есть необходимость) так, чтобы они немного выступали за границы будущей кладки.
- Внутренняя часть трубы оснащается электропроводом, если предполагаются осветительные приборы на колоннах.
- Пустоты трубы заливаются раствором для большей устойчивости конструкции.
После всех, перечисленных выше действий, начинаются основные работы с кирпичом, где понадобятся навыки каменщика.
Процесс возведения и оформление
Кладочные работы столбика из кирпича для забора требуют соблюдения равномерности, порядка кладки и обязательного участия уровня и отвеса. Чтобы получались ровные швы между рядами, используются металлические или пластиковые рейки толщиной 8 мм. Они укладываются по краям каждого положенного ряда, а после кладки очередного ряда, аккуратно вынимаются и протираются от остатков раствора.
Чтобы сделать конструкцию более устойчивой, каждый положенный ряд нужно обвязать кусками проволоки, а пустоты, образовавшиеся между кирпичом и металлической опорой заполнить раствором. Кладка в обязательном порядке сопровождается замером вертикальности с помощью отвеса. Уровнем проверяется горизонтальность каждого уложенного ряда.
В зависимости от применяемого вида кирпича, проводятся отделочные и защитные мероприятия. Если материал был выбран из более новых серий, например, клинкерный кирпич, то в отделке он не нуждается. Более простой и дешевый материал, придется обработать специальными пропитками или оштукатурить.
Готовое устройство следует покрыть крышкой для защиты от попадания внутрь влаги. Защитные колпаки можно приобрести в строительных магазинах или изготовить самостоятельно из металла, оцинковки или бетонной смеси.
Грубые ошибки начинающих каменщиков
Многие застройщики отказываются от возведения кирпичных конструкций только потому, что имели неосторожность наблюдать соседские разрушенные или накренившиеся через несколько лет столбы. Но, как уже говорилось, такой участи можно ожидать только при несоблюдении технологий или при использовании некачественного материала.
Обсудим некоторые ошибки:
- Отслоился кирпич – некачественный раствор или нарушена технология кладки. Проблема в том, что вода из раствора мгновенно впитывается в кирпич, поэтому после нанесения раствора нужно быстро в одно движение класть кирпич, не двигая его в разные стороны. Для удобства используются прутки, и натягивается строительная нить.
- Колонна расширяется кверху – частая проблема, не допустить которую можно с помощью заранее подготовленного шаблона. Одного уровня недостаточно для ровной кладки, поэтому и рекомендуются постоянные измерения и пользование отвесом. А облегчает работу нужных размеров шаблон из доски, которым измеряется каждый ряд.
- Смещение граней столба, когда по окончании кладки колонна становится немного скрученной вокруг оси. Маленькая хитрость поможет избежать такого исхода. Прикрученный к первому ряду уголок между противоположными сторонами столба, грани кирпичей кладутся точно в уголки.
Конечно, у начинающих каменщиков может возникнуть масса вопросов, поэтому рекомендуется первые работы проводить с участием специалистов. Малейшие недочеты исправляются сиюминутно и больше не допускаются.
Соблюдая все правила и используя качественный материал, да еще и прислушиваясь к советам специалистов, можно возвести долговечные кирпичные столбы самостоятельно.
Что нас убеждает в строительстве больше всего – конечно, время, этот волшебник, который привык всё расставлять по местам.
Эти колонны из кирпича заслужили всеобщее признание и применение ещё в старую «недобрую» римскую эпоху, и, ведь, стоят до сих пор и продолжают нас восхищать и учить на совесть сделанной работе.
Почти по Грибоедову – «учились бы на старших глядя»
Что удивительно, технологии создания кирпичных колонн с тех пор совершенно не изменились. Да появились новые материалы, ассортимент кирпича на рынке просто огромен, но технологии всё те же.
Новое – это, безусловно, расчёт
В эпоху фараонов, как считают, даже пирамиды во многом строились по наитию, просто исходя из огромного опыта и интуиции. Нет, расчёт был и ещё какой – сооружения египтян строго выровнены по сторонам света, все тысячетонные камни подогнаны друг к другу до миллиметра, но строгой математики было немного. Что уж говорить о колоннах, а ведь строили, и ещё какие, на века.
Расчёт для всех
Расчет кирпичной колонны состоит из ряда последовательных шагов.
Сначала определяемся с исходными данными:
- размер,
- марка кирпича (прочность).
Затем на первом шаге рассчитываем колонну на прочность, которая в некоторой степени зависит от района возведения. Этот расчёт производится, если колонна возводится не сама по себе, а она будет нести нагрузку, в частности снеговую. Но одно дело зима в Нарьян-Маре и совсем другое дело в Адлере.
Поэтому, в качестве дополнительных данных определяем:
- нагрузку на кровлю (снеговую) – P;
- вес самой кровли — W.
Формула расчёта нагрузки на колонну со стороны кровли имеет вид:
- Nk = 5 x 8 x (1,25 x P + W) / 4,
где числа – стандартные коэффициенты.
Если предполагается, что колонна должна нести на себе ещё и террасу, нагрузка на квадратный метр которой, усредненно принимается в килограммах за Ws, то формула расчёта нагрузки со стороны террасы принимает вид:
- Nt = 5 x 8 x Ws / 4.
Определяем вес самой колонны:
- Nd = 1500 x 0,38 x 0,38 x D,
где D – длина колонны.
Таким образом, вычисляем суммарную нагрузку на колонну в сечении около фундамента:
- N = 0,9 x (Nk + Nt + Nd),
где 0,9 – коэффициент уменьшения вследствие временного разброса нагрузок в летнее и зимнее время.
Полезный совет!
Данный расчёт приведён для основной колонны всего сооружения – если их три, то для средней.
Обычно принимается нагрузка на крайние в 2 раза меньше.
Напомним также, что марка кирпича обозначает нагрузку в килограммах на квадратный сантиметр, которую может выдержать кирпич.
Если M75, то 75 кг на кв.см.
Важный шаг расчёта – определение прочности кирпичной кладки
Необходимо иметь в виду, что прочность кладки зависит и от прочности применяемого раствора.
Таким образом, имея:
- таблицы СНиП II-22-81 от 1995 года,
- площадь сечения колонны – S,
- коэффициент условий работы (рекомендуется 0,8, если площадь сечения меньше 0,3 кв.м),
получаем расчётное сопротивление колоны:
- Nr = 0,8 x T,
где T – табличные данные.
Исходя из ранее полученной величины N, получаем максимальное сжимающее напряжение:
- Nmax = N / (10000 x S).
Если Nr оказывается меньше Nmax, то необходимо:
- использовать кирпич больше прочности, или,
- увеличивать сечение колоны, или,
- использовать поперечное армирование кладки.
Для начала точно представьте себе схему кладки — от самого основания фундамента до колпака
Определение устойчивости кирпичной колонны
- N ≤ m x φ x R x F,
где:
- m — коэффициент длительности нагрузки. Для обычных колонок без нагрузки этот коэффициент равен 1, хотя, если нагрузка присутствует, он требует очень внимательного отношения и обращения к справочникам.
- φ — коэффициент продольного изгиба.
Данный коэффициент зависит от гибкости колонны, который в свою очередь зависит от её высоты и вычисляется по формуле:
- L = H/h,
где:
- h – реальная высота колонны,
- H – приведённая высота, исходя из условий эксплуатации, если колонна не испытывает нагрузки, то H равна h и L, таким образом, равна 1.
- R – табличная характеристика, учитывающая условия эксплуатации;
- F – площадь сечения в кв.см.
Если полученное значение будет меньше N, то колонна требует усиления.
Нюансы работы с фундаментом
Успехом всего дела по сооружению любой вертикальной конструкции является фундамент.
Качество фундамента особенно важно для колонн, которые характеризуются повышенной нагрузкой на единицу площади фундамента.
- Во-первых, необходимо определить характер грунта . Если грунт склонен к аккумулированию влаги, так называемый, пучинистый, то лучшим выходом при создании фундамента колонны будет полное извлечение грунта и замена его на мелкую щебёнку или смесь щебёнки с песком.
Будете вы использовать двойной силикатный кирпич М 150 или любой другой, он должен точно соответствовать дизайну всех построек вашего дома. На фото — тщательно следим за фундаментом
- Во-вторых, чтобы помочь себе в выстраивании идеальной вертикальной линии колонны можно забетонировать в её основание стальную трубу . В дальнейшем она будет являться сердцевиной всей колонны.
- В-третьих, особое внимание уделите основанию сооружения
. Основание всегда должно представлять из себя пирамидальную структуру из 3-4 «слоёв».
Каждый последующий слой – приближение к размерам самой колонны. Самый внешний – 20-30% больше размеров колонны.
- В-четвёртых, очень тщательно проводите укладку раствора – его толщина должна быть не меньше десятой части толщины кирпича . Перед использованием кирпичи необходимо некоторое время выдержать в воде до окончательного выхода из них пузырьков воздуха.
- В-пятых. Сберегая общий вес колонны или предполагая использовать её внутреннюю полость для проводки коммуникаций, вы можете сделать колонну полой
. При этом ни в коем случае не допускайте попадания внутрь влаги – в зимнее время года влага просто «разорвёт» всю конструкцию.
Как вывод – обязательно тщательно бетонируйте верхнюю поверхность колоны, делайте её покатой или, лучше всего, используйте сверху колпак.
- В-шестых, в целях усиления и выравнивания конструкции очень полезно вертикальные ряды кирпичей перемежать сплошными слоями из деревянных или металлических «пластин» .
Выводы
Характер сооружения кирпичной колонны, её характеристики зависят от ее назначения – является ли она составляющей забора и, таким образом, не будет нести практически никакой вертикальной нагрузки, или колонна будет служить для поддержки навеса или даже мансарды (Читайте также статью ). Во втором случае также имеются значительные расчётные и конструкторские нюансы.
Цена ошибки в расчётах и сооружении довольно велика. Поэтому уделите расчётам самое пристальное внимание. При сооружении самой конструкции, если речь идёт о прочности, то лучше слегка перестраховаться и сделать больше необходимого, чем полениться и что-то не включить в работу.
Кирпичная кладка пользуется особой популярностью. Среди разнообразия существует необычная - винтовая. В связи со сложной работой ее применяют не так часто, как другие, но она выделяется на фоне других. Винтовая укладка выглядит как спираль. Каждый последующий ряд укладывается с небольшим смещением. Такая укладка используется для столбов при строительстве забора, имитации колонн, арок, отдельных элементов пролетов.
О чем эта статья
Материалы и инструменты
- Кирпичи;
- Раствор;
- Отвес;
- Уровень;
- Приспособа;
- Кельма.
Фотографии использования
Делаем приспособление для крученной кладки
Для начала делаем заготовку. Берем два ровных квадрата ДСП или ровных деревянных досок. Размер каждого из квадратов должен быть равен размеру сечения будущего столба. Обычно от 25 до 38 см. Складываем обе детали вместе. Находим середину (чертим две диагонали, на пересечении ставим точку) и прикручиваем саморез так, чтобы квадраты были скреплены между собой и вместе с этим двигались по кругу. Смещаем верхнюю часть заготовки влево примерно на 2 см. Для того, чтобы не перепутать «рабочий» угол, остальные три срезаем. Накрепко скручиваем еще одним саморезом.
При изготовлении заготовки учитывайте размер кирпича, который будет использоваться для колонн. Предпочтительнее облицовочный.
Делаем приспособу. Берем два одинаковых деревянных уголка. Они должны по длине захватывать большую часть диаметра будущего столба. Один прикладывается с торца нижней части заготовки, второй с торца верхней. Уголки будут лежать один на другом со смещением, повторяя заготовку. Крепко скрепляем приспособу двумя саморезами.
Ниже видео демонстрирующее процесс создания приспособы:
Винтовая кладка
Делаем разметку под первый ряд. Выкладываем его, выравнивая уровнем. Наносим раствор на верхнюю часть. Приставляем к одному из углов приспособление, прорезаем раствор кельмой, чтобы после кладки не сдвинулся «трафарет» и укладываем второй ряд.
Не забывайте простукивать кирпич и счищать лишний раствор на выступах. Для того чтобы столб не «повело» рекомендуется внутрь устанавливать трубу. При укладке последующих рядов приспособу прикладывают к противоположным углам.
Таким образом, ряд за рядом столб приобретает крученую форму. При аккуратном строительстве спиральная кладка выгодно выделяется на фоне других. Несмотря на кажущуюся сложность, винтовую кладку можно выложить собственными силами. Пробуйте сами.
