Перед началом выкладки кирпича следует предварительно отметить линии, согласно установленному шаблону, не забывая учитывать размеры швов. Проверка укладки кирпичей должна производиться на протяжении всего процесса. В этой связи можно использовать шнур, натянутый от центрального кирпича на дуге, а также воспользоваться уровнем или линейкой для контроля.
Как правильно вести кладку полукруглых кирпичных арок
С древних времён зодчие осознавали, что горизонтальное перекрытие пролётов с помощью каменной кладки связано с высокими рисками, так как такие конструкции часто обрушиваются под собственным весом. Решение этой проблемы заключается в применении полукруглых арок для перекрытия значительных пролётов. В таких сооружениях в кладке не возникает растягивающих и изгибающих напряжений, действие которых заменяется исключительно сжимающими силами. В XX веке, с возникновением железобетона, применение полукруглых арок стало менее распространённым, поскольку стали использоваться прямые горизонтально расположенные несущие элементы, такие как оконные перемычки.
Железобетон, в отличие от каменной кладки, способен противостоять не только сжимающим, но и растягивающим воздействиям, что обеспечивает ему значительные преимущества. Более того, железобетонные конструкции существенно дешевле, чем выложенные из камня полукруглые перемычки. Это привело к возникновению новых архитектурных стилей, где своды и арки отошли на второй план.
Тем не менее, в последние годы архитекторы всё чаще возвращаются к таким классическим формам, как полукруглые арки, которые не только служат функциональными элементами, но и добавляют шарм и красоту в интерьер.
В современном интерьере полукруглые арки чаще всего выступают в роли стильового элемента. Например, ниша для цветов, выполненная в виде полукруглой арки, считается не менее декоративной, чем камин, перекрытый сводом этой же формы.
Сделать арку своими руками вполне реально. Рассмотрим на примере монтажа декоративной ниши (см. фото 1) в кирпичной стене последовательность необходимых действий. Для работы вам понадобятся кирпичи (в том числе и фасонные), специальный раствор, деревяные конструкции для создания шаблона арки (кружала), клинья, рейки и гвозди. Из инструментов вам могут пригодиться уровень, строительный метр, карандаш, молоток, электролобзик, кувалда, зубило, кельма, а также ёмкость для замешивания раствора.
Прежде всего, необходимо разметить место установки арки и, если нужно, удалить часть кирпичей из стены (см. фото 2 и 5).
 |
 |
| В случае, если ниша уже имеется в кладке стены, её удобно использовать для возведения полукруглой арки. Сначала определяются внутренние размеры ниши. | Из средней точки с помощью самодельного циркуля (можно использовать шнур с прикрепленным карандашом) в верхней части ниши проводим линию, определяющую внутреннюю поверхность будущей арки. |
 |
 |
| Следующим шагом проводят вторую линию, которая обозначает внешнюю поверхность арки. Эта линия служит не только для изготовления кружала, но и для определения границ удаления старой кладки. | В старой кладке, по верхней полуокружности, с помощью молотка и зубила выдалбливают свод для кладки новой арки. |
Изготовление кружала — шаблона для кладки арки
Кружало создаётся по заранее измеренным размерам ниши (см. фото 6 и 11). Для этого понадобятся: две фанерные или столярные плиты — для создания наружной и внутренней стенок шаблона, который будет иметь полукруглую форму; доска — для основания шаблона; полоса из древесноволокнистой плиты — для верхней полукруглой опоры, служащей основой для кладки кирпича. На плитах необходимо обозначить центр полуокружности и, используя шнур, провести линию для нижней поверхности арки. По полученной линии электролобзиком вырезаются боковые стенки кружала, которые затем прибиваются гвоздями к основанию шаблона.
 |
 |
| Сначала производится кружало из фанеры или столярной плиты. Для этого определяется центр полуокружности арки. | От центра с использованием самодельного циркуля на плитах чертится полуокружность, которая соответствует нижней части арки. |
 |
 |
| По нанесённой линии аккуратно вырезаются полукруглые стенки кружала с использованием электролобзика. | Боковые стенки затем приколачиваются к доске, длина которой равна диаметру арки, а ширина – глубине ниши. |
 |
 |
| С учётом размеров внутренней поверхности арки, вырезается полоса из твердой ДВП, которую, изгибая, приколачивают сверху к полукруглым боковым стенкам гвоздями. | Чтобы установить кружало на нужной высоте, к боковым стенкам ниши приколачиваются гвоздями две стойки из реек равной длины. |
Разновидности
Криволинейную перемычку из кирпичей, известную как арка, можно изготовить различными способами, что приводит к разнообразию её видов.
- Классическая, или полная арка, представляет собой традиционный полукруг. Дуга, выложенная из кирпичей, составляет половину круга. Такой архитектурный элемент можно дополнить колоннами для более выразительного вида.
- Лучковая разновидность представляет собой усечённую, неполную классическую арку, где перемычка по высоте меньше радиуса ширины двери.
- Клинчатые арки характерны для готического стиля. В этой конструкции кирпичи укладываются в форме клинов и крепятся замком, что придаёт ей особую прочность.
- Стрельчатая арка, отличающаяся своей форме, состоит из двух частей, где наивысшая точка не совпадает с окружностью, а имеет вид верхней линии треугольника, выполненной в плавных переходах. Такую форму часто используют в готических окнах.
- В романтическом стиле представлено решение с прямой верхней частью и закруглёнными переходами к боковым стенам.
- Модерн характеризуется широкой дугой, как у усечённого конуса.
- Портал (прямая) арка имеет прямоугольную форму, что делает её относительно простой для самостоятельного возведения.
- Проёмы, имеющие форму эллипса, украшают разнообразные стили интерьера, придавая им неповторимый вид.
- Арки неправильной формы могут принимать неожиданные облики, как, например, винтажные садовые конструкции или нестандартные элементы декора.
Достоинства и недостатки
Прежде чем установить арки в саду, дворе или доме, следует тщательно взвесить все плюсы и минусы их необходимости и только затем переходить к реализации задуманного. К достоинствам таких конструкций можно отнести:
- Эффектный внешний вид, с возможностью выбрать форму, которая будет гармонировать со стилем интерьера;
- Отсутствие дверей в порталах может зрительно расширить пространство, позволяя увидеть лишь часть территории за пределами, в то время как оставшаяся часть воображение дорисовывает;
- Архитектурные перемычки обладают высокой надежностью, так как равномерно распределяют вертикальную нагрузку на стены;
- Универсальность арок, так как ими можно оформлять не только дверные или оконные проёмы, но и камин, беседку, ворота, калитку и даже глухую стену.
К недостаткам можно отнести тот факт, что для некоторых людей отсутствие двери может вызвать чувство неуютности. Кроме того, арки требуют строгого соблюдения общего стиля помещения. И те, кто решится на самостоятельный монтаж, должны следовать всем шагам выполнения работ в чётком порядке.
Инструменты и материалы для кладки арки из кирпича
Решив вопрос о создании определённого типа свода, который должен гармонировать с общим стильом оформляемого помещения, необходимо подготовить все необходимые строительные материалы и инструменты.
Технология установки арок из кирпича не сильно отличается друг от друга. Главное — запастись всеми нужными инструментами и материалами для строительства данного шедевра собственными руками.
Для работы потребуются следующие элементы:
- раствор,
- кружала,
- гвозди и рейки,
- клинья,
- кирпичи,
- строительный метр и уровень,
- молоток и кувалда,
- кельма,
- чаша для замешивания раствора,
- электролобзик,
- карандаш,
- зубило.
Для того чтобы свод выглядел эстетично, а сама кладка оставалась гладкой и достаточно надёжной, рекомендуется применение клинового кирпича. Такой кирпич имеет трапециевидную форму, обеспечивая надёжное и прочное крепление всей конструкции. Клиновый кирпич можно приобрести в строительных магазинах, но если его не удалось найти, то вы можете выполнить такой материал и самостоятельно. Для этого возьмите стандартный кирпич и отшлифуйте его боковые стенки с двух сторон, чтобы получить нужные размеры. Кладка кирпичей должна проводиться с применением специальных смесей. Например, для печных арок обычно используется раствор, в состав которого входят шамотный песок, мелкий гравий и глина. Для выкладки также могут использоваться полнотелые кирпичи, бетонные блоки или природный камень. При строительстве свода старайтесь оставлять минимально возможные швы между кирпичами.
Подготовительная работа
Процесс кладки сводов может различаться в зависимости от запланированной конструкции, но, тем не менее, его можно разбить на несколько основных этапов:
Конструкция опалубки арки с использованием кружала и стоек.
- чертеж арочной дуги и работа с ней,
- установка шаблона в проеме,
- безопасная выкладка кирпича,
- укрепление свода,
- удаление шаблона,
- декоративная облицовка.
Начинайте каждую арку с установки пяты, которые изготавливаются по шаблону. Поскольку высота свода может меняться, соответственно, меняется угол его пяты. Нельзя использовать одну и ту же форму пяты для всех арок. Иногда используют упрощённый треугольный свод, кладя кирпичи вертикально, после чего продолжают укладку стен, которые плотно прижмут пяты к нижерасположенным линиям кладки.
В старых зданиях необходимо дополнительно укреплять фундамент для кирпичной арки, поскольку увеличенные нагрузки на стены могут привести к деформации проёмов.
Шаблон для будущего свода выполняется из ДСП и деревянных брусьев с предварительно размеченными размерами. Чем аккуратнее вы его подготовите, тем эстетичнее в конечном итоге будет выглядеть арка. В случае необходимости более устойчивой конструкции, стандартное ДСП можно заменить на каркас из арматуры, созданный под нужные размеры свода и соединённый сваркой. Сделайте шаблон немного меньше ширины пролёта, чтобы избежать трудностей при его демонтаже.
На панели ДСП проведите линию по всей ширине пролёта и отметьте крайние точки арки, затем соедините их плавной дугой. По нарисованным линиям вырежьте две равные полукруглые детали свода и скрепите их с помощью саморезов и брусков. В итоге у вас будет шаблон полной величины арки. Затем установите его в обустраиваемом проёме и зафиксируйте распорками и опорами.
Построение арочной перемычки.
Для надёжной установки с двух сторон проема на нижнем уровне свода вмонтируйте специальные планки, которые обеспечат достаточную прочность конструкции. В центре верхней дуги свода аккуратно вбейте замковый кирпич, который гарантирует фиксацию формы. После этого можно переходить к выкладке боковых частей проёма, не забывая, что количество строительных деталей с обеих сторон должно быть нечетным.
Затем возводятся колонны, на которые будет помещена опалубка. Обычно они изготавливаются из кирпича или бетона, но сначала необходимо установить основательный фундамент. Чтобы линии колонн совпадали, их следует выровнять с помощью шнура. Также необходимо периодически проверять точность и правильность расстояния между колоннами, используя заранее подготовленную доску, равную нужной ширине пролёта.
Лучковая арка
Лучковая арка несколько пологая по сравнению с полукруглой. Она вводится в случаях, когда необходимо установить более широкие окна, а высота окон ограничена. Шаблоны для такой арки представляют собой не полукруг, а его сектор. Кладка лучковой арки осуществляется тем же способом, что и полукруглой, с единственным отличием, что радиус закругления в данном случае заранее неизвестен.
Он вычисляется по формуле:
- R — радиус закругления лучковой арки,
- в — высота, на которую нужно поднять верхнюю часть арки (обычно равна высоте 1-2 рядов кладки),
- с — половина ширины топки.
Прямая арка
Эта конструкция применяется, если необходимо обязательное прямое перекрытие. В таком случае от арки остаются лишь кирпичи, обработанные в форме клина. Таким образом, принцип арки (перенос вертикальной нагрузки в стороны) сохраняется, а форма дуги исчезает.
При этом кружало изготавливать нет необходимости. Кладка арки ведётся по ровной доске. Создание прямой арки является наиболее сложным среди всех перекрытий. Основная трудность заключается в расчете углов среза каждого кирпича и точности их измерений.
Для определения углов сточки сначала устанавливают центр арки. Дальше процесс в целом похож на создание кирпичей для лучковой арки. Вместо кружала мы используем прямую доску. Центральный кирпич устанавливается в центр доски. Затем отмеряются углы срезов с помощью натянутой нити от центра арки до её верхних углов.
Центральный кирпич (1) обрезается по линиям реза. Затем к центральному подрезанному кирпичу приставляется справа второй кирпич (2), так, чтобы левый нижний угол второго кирпича совпадал с правым нижним углом центрального. Нить (4) натягивается на верхний правый угол второго кирпича из центра арки (3). Обозначается линия реза. Правый нижний угол второго кирпича при этом будет ниже линии доски. По доске, как по линейке, проводим вторую линию реза (5), обрезая правый нижний угол второго кирпича.
Таким образом, последовательно приставляя будущие кирпичи к арке, обрезаются все остальные. При этом каждый раз правый нижний угол следующего кирпича будет опускаться ниже уровня доски. По аналогичному принципу обрезают кирпичи, расположенные слева от центрального. В итоге вы получаете арку с ровным низом и ступенчатым верхом.
Теперь необходимо провести прямую линию от верхнего левого угла самого левого кирпича к верхнему правому углу самого правого кирпича и обрезать все кирпичи по этой линии. Так, вы получите набор кирпичей для прямой арки. Установка такой арки проходит по прямой доске, так же, как и по кружалу. Следует помнить, что высота кирпичей и прочность арки зависят от выбора центра арки. Чем ближе центр к арке, тем клинья становятся круче, а арка получается прочней, однако высота кирпичей в ней уменьшается.
Варианты прямой арки
На изображении ниже представлена прямая кирпичная арка с закруглением, которая удерживается на месте благодаря расклиниванию кирпичей.
Ниже — обычная прямая кирпичная арка, которая укладывается на металлический уголок.
Прямая арка со стяжкой шпилькой
Эта арка применяется, если необходимо создать прямое перекрытие с вертикально стоящими кирпичами. Для монтажа стяжки приобретите две шпильки диаметром 10-12 мм и длиной на 10-20 см больше ширины топки. В кирпичах, предназначенных для перекрытия проема над топкой, просверлите отверстия диаметром 12-14 мм. Далее выложите просверленные кирпичи в ряд и проденьте шпильку через отверстия. После этого забейте швы между кирпичами раствором. Как только раствор подсохнет, установите шайбы на стержни и зажмите получившуюся перемычку гайками. Устанавливать кирпичную перемычку можно прямо на проем топки. Этот вариант выглядит привлекательно, но, из-за использования металла, ситуация может оказаться ненадежной. Как бы ни был огнеустойчивым кирпич, он со временем нагревает металлические детали, а разные коэффициенты теплового расширения кирпича и металла могут стать проблемой.
Своды
Традиционно свод возводится в основной топливной камере русской печи и является одним из самых трудоемких этапов работы. Также своды можно увидеть в помпейских печах, которые используются для выпечки хлеба и пиццы.
На изображении — кладка свода русской печи.
Свод обычно имеет несколько опорных точек. Это может быть передняя или задняя часть топочной камеры (всё зависит от конкретной конструкции печи), а также её пяты. Опоры кладутся согласно специальным шаблонам и закладываются на первом этапе при формировании любых перемычек. Высота сводов может варьироваться в широких пределах, что влечет за собой изменения и в углах пяты, поэтому одна форма пяты не подходит для разных типов сводов.
При начале кладки свода лучше использовать опалубку, которая будет опираться на кружала. Кладка выполняется с перевязкой в полкирпича.
На изображении — опалубка для строительства свода (кирпичи под клиньями не показаны).
Перед началом основной работы проводятся подготовительные мероприятия: на бумаге или досках следует описать свод нужной формы, затем готовятся кружала и шаблоны пяты.
Широкую доску необходимо брать на 3-5 см больше, чем высота будущего свода. Затем следует провести линию по центру узкой доски, чтобы она проходила через середину широкой доски. От кромки отмерьте примерно 3-5 см и проведите прямой отрезок, который будет параллелен нижнему краю доски (линия АБ). Далее закладывается ширина топочной системы ВГ. Важно следить, чтобы осевая линия проходила строго серединой топливной камеры. Из отрезка АБ отложите вверх высоту стрелы подъёма (точка Д). Также нужно найти центр окружности (точка О), чтобы дуга, формирующая свод, проходила через точки Г, Д и В.
Дуга представляет собой кружало кривой арочной части и пяты. По этой форме созданные шаблоны в дальнейшем используются для разметки пят на кирпичах и проверки их параметров после тески. Опоры, которые используются в опалубке, должны быть снабжены проушинами глубиной от 5 см и шириной, обеспечивающей свободное прохождение кружал. Устанавливайте их так, чтобы концы выглядывали на 2-3 см из пазов. Эти стойки также крепятся на клиньях, которые опираются на 2-3 ряда выложенного кирпича. Кружала должны не доходить до стенок топки на пару сантиметров, что позволит упростить процесс разборки опалубки после окончания работ.
Наиболее распространённый вариант обшивания опалубки рейками длиной 42 см. Они прикрепляются к кружалам с зазорами так, чтобы выступы и отверстия на кружалах попадали ровно на середину грани кладки кирпича. Отверстия, имеющиеся в рейках, снижает скорость испарения воды из кладки. Используемые рейки должны быть коротче топки на 2 см, а между кружалами и стенами печного устройства устанавливаются клинья для надежной фиксации опалубки.
В процессе работы потребуется время от времени проверять правильность установки конструкции, при необходимости регулируя её с помощью клиньев.
Расчет
Для расчета арок и сводов печнику будет недостаточно обычного калькулятора, понадобится более сложный программный продукт. Тем, кто проявляет интерес к техническим вопросам, можно порекомендовать книги Щеренциса А.А. и Лахтина Л.К., перечисленные в конце этой статьи. В некоторых случаях можно произвести предварительные расчёты «на глаз», отрепетировав процесс без раствора, однако, если вы всерьёз нацелены заниматься печным ремеслом, лучше воспользоваться одним из нижеприведённых методов расчёта:
- Набор таблиц для программы Excel с заранее заготовленными формулами, которые подойдут для любого типа арки или свода. Скачайте их;
- Программы для смартфона «Сводный калькулятор» от разработчика MAGD. Доступна в Google Play для Android;
- Программа для смартфона «Расчет арок, дуг и сводов», разработанная Олегом Черновым. Найдите в Google Play для Android;
- Онлайн-калькулятор арок. Если вы впервые используете одну из программ или методов расчёта, обязательно перепроверяйте результаты! Прикидывайте, корректен ли результат, чтобы избежать дополнительных ошибок в исходных данных, а значит, и ошибки в итоговом выводе.
