Сооружение арочных перемычек

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.

Сегодня 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.

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, 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.

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.

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 традиционных 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.

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.