Галина Гетун, Виталий Плоский, Владимир Вироцкий. Архітектура будівель та споруд. Технічна експлуатація та реконструкція будівель.

Галина Гетун, Виталий Плоский, Владимир Вироцкий. Архітектура будівель та споруд. Технічна експлуатація та реконструкція будівель.

Муровані стіни

Кам'яні муровані стіни споруджують вручну з різноманітних видів каменю: природного — граніт, вапняк, черепашник, пемза, туф тощо; штучного — керамічна цегла і блоки, силікатна цегла, блоки з легких бетонів (керамзитобетону, пінобетону, шлакобетону, арболітобетону), блоки гіпсобетонні та інші. Окремі камені в процесі мурування з'єднуються в єдину структуру матеріалами, які називають будівельними розчинами.

У будівництві використовуються цементно-піщаний, вапняно-піщаний, гіпсовий, вапняно-глиняний, глиняний та інші будівельні розчини. Кам'яна кладка (мурування) неоднорідна, складається з каменів і вертикальних та горизонтальних швів, заповнених будівельним розчином. Основними позитивними якостями кам'яної кладки є висока міцність, вогнестійкість, водостійкість, довговічність, простота виконання; негативними – трудомісткість і несприятливі умови виконання за мінусових температур, складність індустріалізації, масивність, висока теплопровідність.

У стінах від навантажень і впливів виникають вертикальні зусилля стиску і горизонтального розтягу. У вертикальних швах кладки зчеплення розчину з цеглою низьке, тому при розрахунках вони розглядаються як щілини. Міцність мурування на стиск суттєво вища, ніж на розтяг, тому у багатьох випадках причиною пошкоджень і руйнування мурованих конструкцій є горизонтальні зусилля на розтяг.

Основними чинниками, від яких залежить несуча здатність мурування є: міцність цегли, міцність розчину, зчеплення розчину з каменем, перев'язка (неспівпадіння) вертикальних швів, товщина швів, рівномірність заповнення швів розчином, наявність порожнин. Для підвищення міцності мурованих конструкцій горизонтальні шви армують сітками з арматурного дроту, які сприймають зусилля розтягу. Перев'язка цегли в муруванні може бути дворядною — постійно за висотою чергуються поперечні й поздовжні (поперечикові та ложкові) ряди і багаторядною — один поперечиковий ряд влаштовується на 2...5 ложкових. У дворядній системі мурування вертикальні шви здебільшого не співпадають, що забезпечує більшу міцність кладки, але вона потребує більших витрат праці.

При муруванні в стінах або стовпах зусилля стиску передаються не рівномірно по всій площині кожної цеглини. На окремих ділянках камінь працює на стиск і на згин, внаслідок чого виникають окремі тріщини в самих цеглинах і в швах між ними. За напружень стиску в межах до 0,5  (міцності мурування), конструкція стіни працює без тріщин; при напруженнях в межах 0,5...0,8  виникають окремі тріщини; за напружень 0,8...0,9  виникають тріщини, які розділяють мурування на окремі стовпчики; при досягненні напружень 1,0  відбувається руйнування кладки.

Стійкість (відсутність відхилень від прямовисності) мурованих стін забезпечується їх товщиною, зв'язком із перпендикулярно розміщеними стінами, наявністю пілястр та контрфорсів, зв'язками з перекриттями. Взаємно перпендикулярні у плані стіни будівлі повинні бути зв'язані між собою, а відстань між такими перетинами стін не повинна перевищувати 10...12 метрів.

Довговічність стін залежить від довговічності їх матеріалів та від якості їх захисту від несприятливих впливів — і в першу чергу від зволоження.

Зовнішні стіни в умовах експлуатації знаходяться у більш складних умовах, ніж внутрішні. Окрім всіх інших вимог до них висуваються ще й вимоги забезпечення необхідної теплоізоляції (мінімально допустимого опору теплопередачі, який залежить від багатьох факторів: товщини шарів, їх густини, коефіцієнта теплопровідності матеріалів, наявності теплопровідних включень, вологості, заповнення прорізів та їх розмірів. Опір теплопередачі зовнішніх стін зумовлює витрати енергії на опалення. Величина потрібного опору теплопередачі зовнішніх огороджень будівель в сучасній Україні за вимогами ДБН В.2.6-31:2016 «Конструкції будинків і споруд. Теплова ізоляція будівель» збільшена в 3,5...5,0 рази, у порівнянні з радянським часом, коли було споруджено багато будівель, які зараз експлуатуються і будуть використовуватися ще багато років.

Вимоги із забезпечення міцності зовнішніх несучих стін суперечать вимогам енергозбереження — матеріали, які мають високу міцність, здебільшого мають велику густину і відповідно до того малий опір теплопередачі. Тому у сучасному будівництві для забезпечення мінімально допустимого опору теплопередачі зовнішні стіни проєктують багатошаровими, вони мають несучий, термоізоляційний і зовнішній захисний шари. Недоцільно використовувати одношарові несучі зовнішні стіни — товщина їх повинна бути нераціонально великою для забезпечення нормованої теплоізоляції, наприклад, силікатної цегли понад 1500 мм. Вирішенням проблеми енергозбереження є облаштування зовнішніх стін будівель багатошаровими, в яких розділені несучі та огороджувальні конструктивні елементи або використання зовнішніх ненесучих фахверкових чи навісних стін з передачею навантажень на плити перекриттів, колони каркаса або поперечні стіни.