Расчет несущей способности стены из газобетона

Расчёт на внецентренное сжатие Для проверки на внецентренное сжатие выберем простенок на восточной стене длиной 1547 мм между двумя проёмами длиной по 1440 мм. Нагрузка на 1 п. м. стены = 1729 кг/м (16,96 кН/м), в т. ч. от кровли и потолка 1328 кг/м (13,03 кН/м) А. Вычислим для начала гибкость стены без учёта простенков. u= 0,84 (уже определили раньше) Далее следуя указаниям СТО нужно определить u2 исходя из значения l = высота / (1,5 х (толщина стены — 2 х e), где e – эксцентриситет. e = нагрузка от перекрытия х (толщина стены / 2 — 0,04) / общая нагрузка + 0,02 = 13,03 х (0,3/2 – 0,04) / 16,96 + 0,02 = 0,1045 тогда l = 3 / (1,5 х (0,3 — 2 х 0,1045) = 22 и u2 = 0,53 Гибкость стены, u1 = (0,84 + 0,53)/2 = 0,685 Б. Теперь займёмся простенком. На простенок будет действовать нагрузка, собранная ещё и от половины из каждого проёмов. т. е. Нагрузка собирается по длине 1440/2 + 1547 + 1440/2 = 2987 мм Это 50,66 кН (38,92 кН от перекрытия) Примем глубину опирания перемычек 250 мм с каждой стороны. Эксцентриситет тут будет такой же, 0,1045 lh = расчтёная высота элемента / меньший размер прямоугольного сечения = 1,5 х 1,5 / 0,3 = 7,5 (высота простенка 1,5 метра, но взял повышающий коэффициент 1,5) n = 0 (по таблице) тg = 1, т. к. n = 0 Nвнецентр =сопротивление кладки сжатию х коэф1 х коэф2 х коэф3 х коэф4 х тg х гибкость стены х толщина стены х длина простенка за вычетом длины опирания перемычек / (корень из (12 х (e/толщина)^2 + 6 х e/толщина + 1) Nвнецентр = 800 х 0,85 х 0,9 х 0,85 х 1 х 1 х 0,685 х 0,3 х (1,547 — 0,25 х 2) / (корень из (12 х (0,1045/0,3)^2 + 6 х 0,1045/0,3+ 1) = 111,92 / 2,132 = 52,5 кН Таким образом, видим, что прочность кладки (52,5 кН) превышает нагрузку (50,66 кН). Аналогичным образом посчитаем прочность простенков на южной северной стене. На южной стене прочность простенка между окнами 205,5 кН, нагрузка всего 34,26 кН На северной стене рассчитаем также простенок между окнами. Но помимо изгибающего момента от крыши и потолка там будет присутствовать дополнительный момент от перемычки средней стены (см. рисунок средней стены, справа). Даже с учётом этого прочность простенка между окнами 52,2 кН, нагрузка 35,39 кН Западная стена аналогична восточной. Рассчитаем среднюю стену. Тут изгибающая сила будет другой, т. к. на стену опираются горизонтальные перекрытия с обеих сторон. Но основная сила может возникнуть при разном нагружении чердака и кровли. Балки потолка у меня запланированы исходя из несущей способности 70 кг/м2. Предположим, что восточную половину чердака я загружу по-максимуму, а западную оставлю незагруженной. Это даст нагрузку 3232 кг или 326 кг/м (3,2 кН). Предположим также, что с одной стороны крыши выпало снега на 300 кг/м2, и ветер дует на 15 кг/м2. Что даст дополнительную нагрузку 7,8 кН/м. Всего 3,2 + 7,8 = 11 кн/м И вот тут получается, что нагрузка в 2 раза превышает прочность кладки. Если заменить блоки D300 на D400 и оставить толщину 300 мм, то всё равно нагрузка превышает прочность кладки. Итолько если ширину стены увеличить до 400 мм, тогда получается нагрузка 52,49 кН, а прочность — 59,3 кН.

расчет несущей способности стены из газобетона

Газобетон выгодно отличается от обычного бетона низкой теплопроводностью. Это свойство достигается за счет введения алюминиевой пудры в обычную бетонную смесь. Благодаря пузырькам водорода, равномерно распределенным по все смеси, газобетон намного хуже передает тепло, чем обычный бетон.

Но это преимущество имеет и обратную сторону – газобетон обладает несколько более низкой прочностью, чем обычный бетон. Поэтому при выборе толщины стены из газобетона нужно исходить не только из требуемого уровня теплоизоляции, но также учитывать прочность стены. При этом, конечно, нужно не выйти за рамки бюджета.

Классификация газобетонных блоков

В зависимости от назначения помещения отличаются и требования к прочности и теплоизоляционным характеристикам стен. В зависимости от назначения выделяют:

  • гараж;
  • любое вспомогательное помещение, которым пользуются только в теплое время года (например, летняя кухня или мастерская);
  • дача, для проживания только в летнее время;
  • жилой дом.

Для первых 3 категорий теплоизоляционные характеристики играют второстепенное значение, поэтому при подборе толщины следует ориентироваться в первую очередь на прочностной расчет.

Что касается прочности материала, то нужно учитывать, что с увеличением плотности растет прочность и увеличивается теплопроводность материала.

расчет несущей способности стены из газобетона

На рынке доступен газобетон нескольких классов:

  • В3,5 – может применяться как материал для несущих стен 5-этажных домов;
  • В2,5 – применяется как материал для несущей стены в случае, если высота дома не превышает 3 этажа;
  • В2,0 – этот класс газобетона применяется для строительства несущих стен зданий высотой не более 2 этажей.

В зависимости от плотности газобетонные блоки разделяются на марки от D300 до D1200 (число обозначает плотность материала в кг/м3). Блоки высокой плотности позиционируются как конструкционные (т. е. они способны выдержать большую нагрузку), блоки минимальной плотности выступаю в роли самонесущего утеплителя.

расчет несущей способности стены из газобетона

Нормативные требования

Строительство с использованием ячеистых бетонов (а газобетон относится именно к такому типу бетонов) регламентируется СТО 501-52-01-2007. Основные рекомендации по использованию газобетонных блоков состоят в следующем:

  • нормативный документ требует определять максимально допустимую высоту стен из ячеистых блоков только на основании расчета;
  • ограничивается максимальная высота зданий. Из автоклавных ячеистых бетонов допускается изготавливать несущие стены зданий до 5 этажей (или высотой до 20 метров), высота самонесущих стен не должна превышать 30 м (или 9 этажей). Пеноблоки (ячеистый бетон неавтоклавного твердения) используются для возведения несущих стен высотой не более 10 м или не более 3 этажей.
  • также норматив указывает прочность бетонных блоков в зависимости от этажности здания. Так, для строительства наружных и внутренних стен 5-этажного здания следует использовать блоки прочностью не менее В3,5 (применение пенобетона запрещено), марка раствора не ниже чем М100; в 3-хэтажных зданиях класс ячеистого бетона должен составлять как минимум В2,5, а класс раствора – М75; в 2-хэтажных – В2 и М50 соответственно.
  • для строительства самонесущих стен требуется использовать блоки класса как минимум В2,5 – в зданиях с количеством этажей больше 3 и В2,0 – в 3-этажных зданиях.

Указанные нормы учитывают лишь прочностную сторону вопроса и не охватывают вопрос теплоизоляции помещения (СНиП ІІ-3-79). Требования нормативов обязательны в первую очередь для юридических лиц. Обычные люди, например, при строительстве загородного дома или гаража, летней кухни могут использовать эти требования в качестве рекомендаций. Также необходимо учитывать то, что при эксплуатации изменяется влажность газобетонных блоков, а это несколько повышает их теплопроводность.

расчет несущей способности стены из газобетона

Рекомендации по выбору толщины стен из газобетона

Оптимальным вариантов при проектировании любой постройки будет, конечно, полный расчет на прочность и теплотехнический расчет, но самостоятельно справиться с этой задаче сможет не каждый. Платить за расчет тоже захочет не каждый. В таких случаях можно ориентироваться на примерные значения классов прочности и толщины стен из газобетона в зависимости от назначения. В сравнении с другими материалами, газобетонная стена должна обладать гораздо меньшей толщиной при равной энергоэффективности.

расчет несущей способности стены из газобетона

Эти рекомендации носят усредненный характер и составлены на основе статистики использования газобетона в строительстве и рекомендациях самих производителей.

  1. Для строительства одноэтажных домов в теплом климате, летних кухонь, гаражей и т. д. некоторые используются газобетон толщиной 200 мм, но назвать эту толщину рекомендованной нельзя. Даже для строительства нежилых помещений, как правило, используется газобетон толщиной 300 мм.
  2. Для строительства стен цокольных этажей и подвалов рекомендуется использовать газобетон D600, B3,5. Толщина блоков должна составлять как минимум 300 – 400 мм.
  3. Межквартирные перегородки – газобетонные блоки В2,5, D500 – D600, толщина блоков – 200 – 300 мм.
  4. Перегородки между комнатами – блоки В2,5, D500 – D600, толщина – от 100 до 150 мм.

Если перегородка устраивается в уже существующем помещении, то лучше выбрать газобетон D300. В этом случае решающее значение имеет не прочность, а звукоизоляция материала.

  1. Строительство нежилых помещений (гаражи, летние кухни и т. д.) Используется газобетон D500, толщина от 200 мм (в зависимости от нагрузки).

На что стоит обратить внимание

Газобетон – эффективный материал с точки зрения теплоизоляции, что обусловлено его ячеистой структурой. 

расчет несущей способности стены из газобетона

Но для того, чтобы в полной мере воспользоваться преимуществами стен из газобетона следует придерживаться нескольких правил:

  1. При строительстве используется специальная клеящая смесь, которая укладывается на поверхность газобетонного блока тонким слоем (несколько мм). Людям, которые привыкли работать с обычным цементным раствором может быть трудно переучиваться. Если швы сделать слишком толстыми, то слой раствора начнет играть роль «моста холода» и теплоизоляционные свойства газобетона ухудшатся.

расчет несущей способности стены из газобетона

  1. При строительстве в холодном и умеренном климате рекомендуется утепление стен из газобетона как внутри, так и снаружи.

расчет несущей способности стены из газобетона

  1. При прочностном расчете необходимо учитывать дополнительный вес, создаваемый теплоизоляцией, например, штукатуркой.

Для того, чтобы получить действительно теплый и уютный дом недостаточно просто увеличить до максимума толщину стены. Для большинства климатических условий достаточно использовать газобетон D600, B2,5 или B3,5 толщиной 300мм. Тем не менее, желательно выбор газобетонных блоков обосновать прочностным и теплотехническим расчетом.

расчет несущей способности стены из газобетона

расчет несущей способности стены из газобетона

Разновидности газоблока

На современном строительном рынке представлен широкий ассортимент материалов для капитального строительства. В этой статье будут рассмотрены несущие стены из газобетона — характеристики, влияние на человека и метод возведения домов с их применением.

Существуют разные производители, марки и геометрические формы таких изделий. По этой причине внешний вид приведенных на фото газобетонных блоков может отличаться от реальных предложений. Общие принципы изготовления и использования справедливы для всех разновидностей этого материала.

По ссылке на видео в этой статье можно получить дополнительную информацию.

Технические характеристики

Ячеистый бетон подразделяется на три основных типа и марки плотности.

Цифровой параметр указывает массу кг/1м3 вещества:

  1. Конструкционный — D1000-D
  2. Конструкционно-теплоизоляционный — D500-D
  3. Теплоизоляционный — D300-D

Уже по названиям видно, что марка газобетона для стен, на которые будет оказываться нагрузка D500 — D1200. Для сравнения представлены основные характеристики рассматриваемых блоков и кирпича.

Газобетон Кирпич
Вес 1м2 кладки, кг 150-200 Около 1000
Коэффициент экологичности (чем меньше, тем лучше) 2 10
Плотность, кг/м3 500-1200 1500-1900
Теплопроводность, Вт/м*К

(чем меньше, тем лучше)

0,2-0,38 0,6-1,15
Морозостойкость, цикл (чем больше, тем лучше. min 15) 35 80
Водопоглощение, % относительно массы (чем меньше, тем лучше) 20 10/12/17
Прочность сжатия, кг/см2 (чем больше, тем лучше. min для одноэтажных строений 10) До 50 110-120

В обычных условиях плотность изделий для конструкций несущих конструкций рассчитывается по таблице:

1-й этаж 2-й этаж 3-й этаж
Один этаж D500-D600 Х Х
Два этажа D700-D900 D500-D600 Х
Три этажа D1000-D1200 D700-D900 D500-D600

Соотношение прочности и теплопроводности газобетона

Минимальная толщина обсуждаемых стен из газобетона должна составлять 250 мм. В зависимости от особых условий местности, этажности и сложности архитектуры производится индивидуальный расчет.

Сложное строительство из газоблоков

Экология

Среди людей, незнакомых с технологией производства газобетона, существует мнение о том, что такой материал вреден для здоровья человека. Чтобы разобраться в этом вопросе следует изучить составляющие и способ изготовления этих блоков.

Компоненты:

  1. кварцевый песок, применяется для придания прочности, абсолютно безвреден — 60%;
  2. цемент, в составе блока находится в связанном виде — 20%;
  3. известь, запеченная при высокой температуре — 20%;
  4. алюминиевая пыль — около 1%.

По своей структуре блоки газобетонные на 50% состоят из пузырьков воздуха, значит показатели содержания веществ нужно разделить пополам. Получаем: цемент — 10%, известь 10%.

В обычной стене, где каждый кирпич покрыт раствором со всех сторон цемента ничуть не меньше, однако его никто не боится.

Но и это еще не все:

  • Во время технологического процесса все составляющие смешиваются между собой в мокром виде.
  • Алюминий реагирует с известью, выделяется водород, который создает себе выходы из смеси. Эти пустоты заполняются обычным воздухом, после чего состав помещается в автоклав.
  • Дальнейшая обработка проходит при температуре 190оС и давлении 14 атмосфер.
  • Кварцевый песок в таких условиях вступает в реакцию со вспененными цементом и известью образуя однородную массу.
  • После остывания получаем искусственное вещество, из которого извлечь цемент и известь можно только в том случае, если его поместить обратно в те же условия.

Таким образом, привычная цементно-песчаная смесь, из которой сыпется пыль в бытовых условиях, гораздо вреднее. Газобетон, если им не питаться, абсолютно безопасен.

Преимущества и недостатки материала

Особенности химического состава, технология производства и физические свойства дают изделиям ряд преимуществ перед иными материалами.

  • Высокая точность геометрии позволяет легко соблюдать нужные размеры и рядность кладки.
  • Большие, по сравнению с кирпичом, размеры блоков значительно снижают сроки строительства.
  • Способность удерживать тепло.
  • Материал легко режется и обрабатывается ручным инструментом.

Газобетон легко режется обычной ножовкой

  • Небольшой вес материала снижает нагрузку на фундамент, что позволяет значительно сэкономить бюджет.

Газобетон очень легкий

  • Газоблоки — пожаробезопасный материал.

Газобетон не горит

Избрав газобетон для возведения несущих конструкций, следует учесть не только его достоинства, но и недостатки.

  • Такие блоки имеют пористую структуру, поэтому легко впитывают воду. Необходимо обеспечить хорошую защиту от влаги.
  • Вещество блоков находится в запеченном состоянии, склонно к растрескиванию в местах повышенных нагрузок. По этой причине минимальный размер по толщине стен из газоблока должен быть правильно рассчитан. В опасных местах требуется армирование кладки.

Одним из немаловажных является тот факт, что даже при обеспечении качественных мер по усилению и гидроизоляции цена 1м2 стены из газобетона остается самой привлекательной среди конкурентов.

Строительство газобетонных несущих стен

Как и любой другой материал, газобетонные блоки при возведении здания требуют соблюдения определенных технологий. В этом разделе приведена подробная инструкция по устройству  стен несущих своими руками.

Внимание!  Не имея опыта в строительстве для определения, какой должна быть толщина стены в конкретном случае, обязательно обратиться к специалистам.

Схема устройства конструкций

Разгрузка и складирование

Производители отпускают свою продукцию на поддонах, при этом верхняя часть или весь штабель покрываются полиэтиленовой пленкой. Кроме того упаковка может быть перетянута лентой.

  • Лучше всего для приема материала использовать погрузчик.
  • Штабеля можно складировать в два яруса.
  • При разгрузке вручную используйте имеющиеся поддоны в качестве подставки под нижний ряд и прокладки между ярусами.
  • Верхний ряд следует накрыть пленкой или подручными материалами.

Таким образом соблюдается целостность блоков и защита от осадков и подтопления.

Складирование газобетона

Укладка первого ряда

Правильно выложенная своими руками нижняя линия обеспечит ровные ряды дальнейшей кладки, прочность будущей постройки и удобство выполнения работ. Чаще всего фундамент или цоколь не имеют ровной верхней плоскости.

Кроме того обязательной является гидроизоляция основания. Если не обеспечить надежную защиту от воды, то изделия будут впитывать влагу, которая зимой замерзнет в лед и будет разрушать здание.

  1. С фундамента удаляются все посторонние элементы и сметается пыль.
  2. Укладывается рулонный гидроизоляционный материал. Он должен быть шире стены.
  3. Вдоль крайних линий внешней и внутренней сторон будущей стены наносятся толстые, широкие полосы выравнивающего раствора. Можно применить обычную смесь цемента и песка. При расчетной нагрузке до 70% допустимой, среднюю часть лучше оставить свободной от смеси. Этот метод обеспечит возможность без труда выставить блоки в нужное положение, предохранит от сырости и будет препятствовать утечке тепла из помещения.

Укладка первого ряда

  1. Вдоль внешней стороны фундамента на всю длину стены четко по горизонтали натягивается ориентировочный шнур, строительное название «причал». Высота размещения причала отсчитывается от верхнего уровня цементного раствора на высоту блока минус 5-10 мм, в зависимости от степени неровности фундамента.

Установка причала

  1. Устанавливая первый ряд, верхнюю наружную грань блоков ориентируют по шнуру. При этом, до причала оставляют зазор около 1 мм. Нельзя допускать соприкосновения газобетона и шнура, так как это может нарушить ровность. Верхнюю плоскость блоков ориентируют по горизонтали с помощью уровня.

Ориентирование первого ряда

  1. Положение каждого отдельного блока выставляют резиновым молотком.
  2. Перед нанесением слоя клея обязательно тщательно удалять пыль. Мелкие сухие частицы препятствуют процессу адгезии клея и газобетона.

Нужно знать! Смонтировав ряд , необходимо затереть места стыков до образования одной плоскости без «ступеньки». Наличие выступающей грани может повлечь за собой перелом элементов следующего ряда.

Затирка стыков

Правильно устроив основание дома можно переходить к возведению строения.

Строительство основной стены

В значительной мере облегчают рабочий процесс нехитрые приспособления, которые помогают сделать стену ровной и соблюсти вертикаль. Называются такие помощники — порядовка. Для ее изготовления подойдет материал, имеющий одну прямую сторону.

Это может быть деревянная рейка, любая полоса или фрагмент листового материала с заводским краем. Можно складировать газоблоки по углам будущего здания. Штабеля станут ориентирами, которые не нужно размечать по высоте.

  1. Устанавливаются порядовки так, чтобы их ровные стороны поднимались вертикально от противоположных внешних углов одной стены первого ряда. Закрепляются в нижние блоки или подручными средствами.
  2. На расстоянии от верхней плоскости предыдущего ряда равном высоте блока устанавливается причал.

Применение порядовки

  1. В дальнейшем, имея нижнюю плоскость и ограничительный шнур по верхней грани легко и быстро устанавливается очередной ряд.
  2. Стыки соседних рядов не должны составлять одну линию. Между швами соблюдается расстояние не менее 10 см. Для обеспечения этого условия достаточно угловой блок положить так, чтобы он накрыл стык между нижними элементами стены.

Схема кладки

  1. По длине клей наносится линиями, которые не соприкасаются между собой. Для этого чаще всего используют обычный зубчатый шпатель. Если объем строительства большой есть смысл приобрести специальную каретку.

Нанесение клея

  1. На торцах блоков проклеиваются только наружная и внутренняя стороны. Средняя часть не заполняется.
  2. В каждом ряду, почти всегда требуется установить часть блока. Учитывая невысокую плотность газобетона, вырезать нужный фрагмент не составит труда. Если в стене есть дверной или оконный проем, резаную сторону ориентируют к проему. В случаях, когда такое невозможно, нестандартный торец покрывают клеем так же, как и слой между рядов.
  3. Допускается проклеивать торцы только с той стороны, которая не будет оштукатурена. Такой способ ускоряет процесс строительства, но в случае нарушения слоя штукатурки, появляется свободный доступ влаги и холода внутрь.
  4. В случаях, когда монтируется часть конструкции, находящаяся в грунте, или требуется увеличить жесткость общей конструкции, торцевой стык полностью заполняется клеем.

Важно! В некоторых местах кладки или при необходимости усиления конструкции ввиду конкретных условий, осуществляют армирование стены. В качестве усилителя используется арматура диаметром 8 мм или специальные армирующие каркасы.

Арматуру помещают в штробы, а каркас прокладывают в слое клея.

Схема армирования газобетонных стен

Ознакомившись с технологией, и правильно используя газобетонные блоки для несущих стен, даже не имеющий специальных навыков человек может самостоятельно приниматься за строительство дома по рассчитанному проекту.

12 месяцев ago

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *