расчет газобетонной стены на прочность
Несущая способность отдельно взятого газоблока и готовой стены сильно отличаются, и потому, при проектировании здания, нужно знать способ определения несущей способности участка стены. В данном обзоре мы расскажем о прочности блоков, классах, и о других моментах, связанных расчетными характеристиками стен.
Начнем с того, что автоклавный газобетон бывает различной плотности, от D300 до D700. Чем выше плотность блоков, тем они прочнее, зачастую. Причем, на разных заводах при одинаковой плотности, класс прочности может отличаться. К примеру, на одном заводе газобетон D400 обладает классом B3.5, а на втором, D400 имеет уже класс B2.
Несущая способность
Чтобы детально разобраться в данном вопросе, нужно рассмотреть три важных понятия:
Прочность газобетона на сжатие
Прочность на сжатие стеновых блоков принято обозначать классами, к примеру качественный автоклавный газобетон D400 обладает классом прочности B 2.5.
Что такое класс прочности, и что именно скрывается под этой цифрой? Давайте разбираться.
Класс прочности – гарантийное (обеспеченное) значение, что блок будет обладать заявленной прочностью. Марка прочности – усредненное значение, то есть, взяли 10 блоков и посчитали их среднюю прочность.
Класс B2.5 означает, что материал способен выдержать 2.5 Н (Ньютона) на квадратный миллиметр. То есть, квадратный сантиметр выдержит 25 кг нагрузки.
Теперь посчитаем площадь газобетонного блока, размерами 62 см на 30 см, получается 1860 см2. Далее определяем, сколько килограмм может выдержать блок – 1860 x 25= 46 000 кг = 46 тонн. То есть, погонный метр кладки толщиной 30 см выдержит 75 тонн.
Прочность газобетона определяют в лабораторных условиях при помощи пресса. То есть берутся кубики газобетона 10 на 10 см и давятся прессом, который фиксирует максимальное усилие до момента разрушения.
Расчетное сопротивление кладки
Расчетное сопротивление кладки – значение, определённое по строительным стандартам, которое включает в себя различные факторы, которые снижают прочность конструкции – стены. То есть, создается запас прочности по СНиП.
Расчетное сопротивление газобетонной кладки классом прочности B 2.5 составляет 1,0 Мпа, то есть 10 кг/см2. Как вы видите, это значение в 2.5 раза меньше чем прочность самого газобетона. То есть, погонный метр кладки толщиной 30 см выдерживает нагрузку в 30 тонн.
Несущая способность участка стены
Этот параметр будет еще меньше, и зависит от следующих параметров:
К примеру, на стену толщиной 300 мм опирается плита перекрытия, величина опирания – 120 мм. То есть нагрузка на стену прикладывается с отклонением от центра (эксцентриситетом), в результате, нагрузка распределяется неравномерно, что создает в стене некоторый сгибающий момент и лишнее напряжение, уменьшающее несущую способность. В результате, несущая способность участка стены будет примерно в два раза меньше чем расчетное сопротивление кладки.
Несущая способность участка стены в 5 раз меньше, чем прочность самого газобетона.
ПОХОЖИЕ СТАТЬИ:
Изготовление армопояса для газобетона
Чем отличается газобетон от пенобетона
Сравнение кирпича и газобетона
Гидроизоляция фундамента под газоблоки
Какой марки выбрать газобетон?
Какие инструменты нужны для работы с газобетоном?
Разновидности крепежей для газобетона
Сколько стоит построить газобетонный дом?
Выбираем и сравниваем клей для кладки блоков
Расчет стен из газобетона на прочность
Несущая способность газобетона — обзор прочностных характеристик
Несущая способность отдельно взятого газоблока и готовой стены сильно отличаются, и потому, при проектировании здания, нужно знать способ определения несущей способности участка стены. В данном обзоре мы расскажем о прочности блоков, классах, и о других моментах, связанных расчетными характеристиками стен.
Начнем с того, что автоклавный газобетон бывает различной плотности, от D300 до D700. Чем выше плотность блоков, тем они прочнее, зачастую. Причем, на разных заводах при одинаковой плотности, класс прочности может отличаться. К примеру, на одном заводе газобетон D400 обладает классом B3.5, а на втором, D400 имеет уже класс B2.
Чтобы детально разобраться в данном вопросе, нужно рассмотреть три важных понятия:
Прочность газобетона на сжатие
Прочность на сжатие стеновых блоков принято обозначать классами, к примеру качественный автоклавный газобетон D400 обладает классом прочности B 2.5.
Что такое класс прочности, и что именно скрывается под этой цифрой? Давайте разбираться.
Класс прочности – гарантийное (обеспеченное) значение, что блок будет обладать заявленной прочностью. Марка прочности – усредненное значение, то есть, взяли 10 блоков и посчитали их среднюю прочность.
Класс B2.5 означает, что материал способен выдержать 2.5 Н (Ньютона) на квадратный миллиметр. То есть, квадратный сантиметр выдержит 25 кг нагрузки.
Теперь посчитаем площадь газобетонного блока, размерами 62 см на 30 см, получается 1860 см2. Далее определяем, сколько килограмм может выдержать блок – 1860 x 25= 46 000 кг = 46 тонн. То есть, погонный метр кладки толщиной 30 см выдержит 75 тонн.
Прочность газобетона определяют в лабораторных условиях при помощи пресса. То есть берутся кубики газобетона 10 на 10 см и давятся прессом, который фиксирует максимальное усилие до момента разрушения.
Расчетное сопротивление кладки
Расчетное сопротивление кладки – значение, определённое по строительным стандартам, которое включает в себя различные факторы, которые снижают прочность конструкции – стены. То есть, создается запас прочности по СНиП.
Расчетное сопротивление газобетонной кладки классом прочности B 2.5 составляет 1,0 Мпа, то есть 10 кг/см2. Как вы видите, это значение в 2.5 раза меньше чем прочность самого газобетона. То есть, погонный метр кладки выдерживает нагрузку в 30 тонн.
Несущая способность участка стены
Этот параметр будет еще меньше, и зависит от следующих параметров:
К примеру, на стену толщиной 300 мм опирается плита перекрытия, величина опирания – 120 мм. То есть нагрузка на стену прикладывается с отклонением от центра (эксцентриситетом), в результате, нагрузка распределяется неравномерно, что создает в стене некоторый сгибающий момент и лишнее напряжение, уменьшающее несущую способность. В результате, несущая способность участка стены будет примерно в два раза меньше чем расчетное сопротивление кладки.
Несущая способность участка стены в 5 раз меньше, чем прочность самого газобетона.
Перегородки из газобетонных блоков: преимущества, расчет, строительство
Тема этого материала — монтаж перегородки из газобетонных блоков. Нам с уважаемым читателем предстоит обсудить общие требования к внутренним перегородкам, обоснованность применения для их сооружения газобетона, расчет закупок и технологию кладки. Итак, в путь.
В каких условиях предстоит служить внутренней перегородке?
Вот ключевые требования, выдвигаемые к таким перегородкам:
Справка: согласно строительным правилам СП 51.13330.2011, индекс звукоизоляции между смежными помещениями одной квартиры не должен быть ниже 52 дБ.
Однако: стена должна быть по возможности тонкой. Типичный для городских квартир дефицит свободного места, заставляет экономить каждый сантиметр полезной площади.
Весь в белом и на белом коне
Всем перечисленным требованиям соответствуют межкомнатные перегородки из газобетона. Мало того, у этого материала есть масса других достоинств.
Аргументы? Как говорят в Одессе, их есть.
Обратите внимание: оборотная сторона тонкого шва — жесткие требования к укладке первого ряда. Малейшее отклонение от горизонта сделает следующие ряды неровными.
Расчет стен из газобетона на устойчивость
Расчет простенка из газобетона на внецентренное сжатие по СТО 501-52-01 Конструкции зданий и сооружений
Считаю простенок из газобетонных блоков по п. 6.5.6. СТО 501-52-01-2007 и возникают вопросы по ряду позиций, нечетко раскрытых в формуле, при этом существенно влияющих на результат. Позиции эти выделены на вложенной картинке красным цветом.
1. Коэффициент гаммаb11=0.85, учитывающий влажность ячеистого бетона 25% и более.
Могу ли я, опираясь на пункт 6.1.7. РМД 52-01-2006, гласящий: «при расчетах стен из мелких ячеистобетонных блоков на силовые воздействия (по предельным состояниям первой и второй групп) расчетную среднюю влажность (по массе) принимают равной 10%», не учитывать данный коэффициент в расчете?
2. b — ширина простенка (за вычетом длины опирания перемычек).
Непонятно, длину опирания перемычек предлагается вычитать всегда или только в случае расчета прочности в сечении, где концы перемычек действительно уменьшают сечение простенка и как собирать нагрузки на уменьшенное сечение. Например, если я считаю простенок в сечении низа перемычек, то с какой стати нужно уменьшать его ширину, если она там в реальности присутствует. А если я его считаю в сечении верха перемычек, то, ширина его действительно уменьшается, но и нагрузки на это сечение приходят совсем другие — перемычки и все, что на них приходит не передают нагрузок на это сечение. То есть, считать нагрузки со всей грузовой площади между осями оконных проемов, передающимися на этот участок между концами перемычек неправильно. Но как тогда правильно собрать нагрузки на это сечение — по вертикали между концами перемычек? Пролейте свет, пожалуйста.
3. Nn — сумма всех вертикальных нагрузок на 1 пог.м.
Почему предлагается сравнивать результат расчета с суммой всех вертикальных нагрузок на 1 пог.м., а не с суммой всех вертикальных нагрузок с грузовой площади между осями оконных проемов, если, допустим, речь идет о расчете простенка, а не глухой стены? Или авторы это подразумевают, но с читателями не делятся?
Как рассчитать стены из кладки на устойчивость
Чтобы выполнить расчет стены на устойчивость, нужно в первую очередь разобраться с их классификацией (см. СНиП II-22-81 «Каменные и армокаменные конструкции», а также пособие к СНиП) и понять, какие бывают виды стен:
1. Несущие стены — это стены, на которые опираются плиты перекрытия, конструкции крыши и т.п. Толщина этих стен должна быть не менее 250 мм (для кирпичной кладки). Это самые ответственные стены в доме. Их нужно рассчитывать на прочность и устойчивость.
2. Самонесущие стены — это стены, на которые ничто не опирается, но на них действует нагрузка от всех вышележащих этажей. По сути, в трехэтажном доме, например, такая стена будет высотой в три этажа, нагрузка на нее только от собственного веса кладки значительная, но при этом очень важен еще вопрос устойчивости такой стены — чем стена выше, тем больше риск ее деформаций.
3. Ненесущие стены — это наружные стены, которые опираются на перекрытие (или на другие конструктивные элементы) и нагрузка на них приходится с высоты этажа только от собственного веса стены. Высота ненесущих стен должна быть не более 6 метров, иначе они переходят в категорию самонесущих.
4. Перегородки — это внутренние стены высотой менее 6 метров, воспринимающие только нагрузку от собственного веса.
Разберемся с вопросом устойчивоcти стен.
Первый вопрос, возникающий у «непосвященного» человека: ну куда может деться стена? Найдем ответ с помощью аналогии. Возьмем книгу в твердом переплете и поставим ее на ребро. Чем больше формат книги, тем меньше будет ее устойчивость, с другой стороны, чем книга будет толще, тем лучше она будет стоять на ребре. Со стенами та же ситуация. Устойчивость стены зависит от высоты и толщины.
Теперь возьмем наихудший вариант: тонкую тетрадь большого формата и поставим на ребро — она не просто потеряет устойчивость, но еще и изогнется. Так и стена, если не будут соблюдены условия по соотношению толщины и высоты, начнет выгибаться из плоскости, а со временем — трещать и разрушаться.
Что нужно, чтобы избежать такого явления? Нужно изучить п.п. 6.16. 6.20 СНиП II-22-81.
Рассмотрим вопросы определения устойчивости стен на примерах.
Пример 1. Дана перегородка из газобетона марки М25 на растворе марки М4 высотой 3,5 м, толщиной 200 мм, шириной 6 м, не связанная с перекрытием. В перегородке дверной проем 1х2,1 м. Необходимо определить устойчивость перегородки.
Находим коэффициенты k из таблицы 29:
k1 = 1,8 — для перегородки, не несущей нагрузки при ее толщине 10 см, и k1 = 1,2 — для перегородки толщиной 25 см. По интерполяции находим для нашей перегородки толщиной 20 см k1 = 1,4,
k3 = 0,9 — для перегородки с проемами,
Окончательно β = 1,26*9,8 = 12.3.
Найдем отношение высоты перегородки к толщине: H/h = 3,5/0,2 = 17,5 > 12.3 — условие не выполняется, перегородку такой толщины при заданной геометрии делать нельзя.
Каким способом можно решить эту проблему? Попробуем увеличить марку раствора до М10, тогда группа кладки станет II, соответственно β = 17, а с учетом коэффициентов β = 1,26*17*70% = 15 17,5 — условие выполняется. Также можно было не увеличивая марку газобетона, заложить в перегородке конструктивное армирование согласно п. 6.19. Тогда β увеличивается на 20% и устойчивость стены обеспечена.
Пример 2. Дана наружная ненесущая стена из облегченной кладки из кирпича марки М50 на растворе марки М25. Высота стены 3 м, толщина 0,38 м, длина стены 6 м. Стена с двумя окнами размером 1,2х1,2 м. Необходимо определить устойчивость стены.
Из таблицы 26 (п. 7) определяем группу кладки — I. Из таблицы 28 находим β = 22. Т.к. стена не закреплена в верхнем сечении, нужно снизить значение β на 30% (согласно п. 6.20), т.е. β = 15,4.
Находим коэффициенты k из таблицы 29:
k1 = 1,2 — для стены, не несущей нагрузки при ее толщине 38 см,
Окончательно β = 0,94*15,4 = 14,5.
Найдем отношение высоты перегородки к толщине: H/h = 3/0,38 = 7,89
Оптимальная толщина стен дома из газобетона — расчет для строительства
Толщина стен дома из газобетона – очень важный параметр, который нужно уметь правильно рассчитать, ориентируясь на действующие ГОСТы, СНиПы, особенности климата в регионе строительства, используемые отделочные материалы и т.д. Ввиду того, что пористый бетон демонстрирует прекрасные теплосберегающие характеристики, оптимальная толщина газобетона обычно в разы меньше в сравнении с другими материалами при условии тех же свойств.
Газобетон производят из цемента, песка, воды, алюминиевого порошка, который выступает в роли газообразователя, благодаря чему внутри структуры камня формируются воздушные поры. Наличие воздушных пузырей в застывшем материале уменьшает плотность и вес блока, повышает тепло/звукоизоляционные характеристики.
При выборе газобетона для строительства важно найти баланс между прочностью и теплосбережением – плотные и прочные блоки хуже сохраняют тепло, материал с большим числом пор гарантирует более высокий уровень теплосбережения, но недостаточно прочен для строительства. Таким образом, марки с низкой плотностью используют для изоляции, высокой – строительства.
Обычно газобетон не утепляют – стандартной толщины стен из газобетона марки D400-D500 с оптимальной прочностью и теплопроводностью на уровне 0.117-0.147 Вт/(м*К)) вполне достаточно и без утеплителя. Если же дом возводится в особо холодных регионах, то тут нужно выполнить верные расчеты и дополнить газобетон подходящим по показателям теплоизоляционным материалом.
Плюсы и минусы блочного материала
Как и любой другой строительный материал, газобетон обладает определенными преимуществами и недостатками. Ключевой фактор в определении главных особенностей газобетонных блоков – их особая пористая структура, которая влияет как на процесс монтажа, так и на эксплуатацию.
Из недостатков материала стоит отметить такие, как сравнительно невысокая прочность (поэтому из газобетона строят предпочтительно малоэтажные здания и перегородки внутренние в высотках), гигроскопичность (способность впитывать воду высокая, поэтому отделывать дом из газоблоков нужно правильно подобранными материалами, ассортимент которых сегодня достаточно велик).
Толщина несущих стен
Определяя, какая оптимальная толщина стены должна быть у дома в определенном регионе, желательно предварительно выполнить геологические изыскания, принять во внимание все климатические факторы, изучить свойства выбранной марки газобетона, других материалов, использующихся в строительстве. Обязательно выполняют расчет, составляют проект.
Определяясь с тем, какой толщины должна быть газобетонная стена, лучше всего выполнять теплотехнические расчеты по существующим правилам, что делают специалисты.
Толщина перегородочных стен
Толщина стены из газобетона внутри помещения (перегородки) может быть меньше, чем толщина несущей, так как нагрузки тут меньшие. В расчетах учитывают несущую возможность материала и высоту перегородки. Так, если высота стены не превышает 3 метров, то достаточно будет толщины в 10 сантиметров. Если же высота доходит до 5 метров, лучше использовать блоки толщиной в 20 сантиметров.
При определении показателя лучше выполнять точные расчеты, но если нет, можно воспользоваться стандартными значениями. Перегородки несущего типа строят из блоков марок D500/D600 толщиной 7.2-20 сантиметров. Обычные перегородки можно возводить из блоков марок D350/D400 для улучшения тепло/звукоизоляционных характеристик.
При длине перегородки 8 метров и больше, высоте от 4 метров желательно обустройство армирующего пояса для повышения прочности и надежности всей конструкции.
Толщина стен для разных регионов
Рассчитывать, какой толщины должны быть внутренние и несущие стены, лучше специалисту, который знает все нормативы и требования, сможет учесть особенности и нюансы. Обычно при выборе толщины ориентируются на требуемые показатели теплосбережения и прочности. Основные расчеты касаются несущих стен, внутренние ненесущие перегородки можно делать тоньше.
Общие советы от мастеров такие: для средних регионов (по Москве и ближайшим городам) достаточно стандартных 40 сантиметров толщины, в теплых регионах берут за основу 30 сантиметров, в холодных – от 50 сантиметров. Но это достаточно усредненные показатели, ориентироваться желательно на максимально точные расчеты.
Принято брать за основу такие данные: для средней полосы России сопротивление стен теплопередаче, согласно СНиП, должно быть равным 3.2 Вт/м*С. Для регионов холоднее показатель выше, соответственно, теплее – ниже. Нужный уровень теплозащиты (указанный показатель в 3.2) дают такие варианты: 30 сантиметров толщины стены из блоков D300, 40 сантиметров из D400, 50 сантиметров из D500.
На общий показатель тепловой эффективности здания влияют толщина стен, утепление (не только стен, но и перекрытий, кровли, пола, армопоясов, окон, перемычек). Через недостаточно толстые стены здание теряет около 30-40% тепла. Для домов с постоянным проживанием оптимальным считают выбор блоков D400/D500 и толщину стен до 40-50 сантиметров. Дачный дом можно строить из блоков марки D400 с толщиной стен 25-30 сантиметров.
Если планируется утеплять стены, то они могут быть тоньше. Тут важно получить в итоге должный показатель теплозащиты, основывающийся на значениях газобетона и выбранного утеплителя (в его качестве могут выступать пенопласт, минеральная вата и т.д.). Таким образом, повышаются затраты на утеплитель, но понижаются на газобетон.
Чем выше значение теплозащиты материала, тем лучше. Показатели указаны в таблице:
Это таблица с коэффициентами теплопроводности газобетона разных марок (тут работает правило чем ниже, тем лучше):
Зная стандартные значения, можно легко выполнить расчеты для любых марок газобетонных блоков и видов утеплителя.
Требования ГОСТов
Все строительные работы с использованием пористого легкого бетона должны выполняться в четком соответствии со специальными требованиями.
Отзывы строителей
Задумываясь о том, какой толщины строить стены, желательно обратить внимание и на отзывы тех, кто уже работал с материалом и может делать определенные выводы.
Заключение
Толщина газобетона – чрезвычайно важный параметр, определять который нужно по правилам и с учетом максимально широкого круга факторов. Самые главные из них – коэффициент теплопроводности материалов, климатические особенности региона, наличие/отсутствие слоя теплоизоляции и его характеристики, особенности конструкции и проекта здания. Лучше доверить расчеты специалистам либо ориентироваться на принятые стандарты.
Расчет кладки из газобетона на смятие под действием нагрузки от перекрытия
Один из наиболее часто задаваемых вопросов: нужен ли распределительный монолитный пояс под перекрытием, если стены газобетонные? Очень хочется сказать: не просто нужен, но обязателен. Но это говорит опыт проектировщика – сколько строителей обращались с проблемой: трещит газобетон! И причин у такой проблемы много: это и неправильно выбранная марка газобетона, и отсутствие расчета, и к сожалению, просто плохое качество материала. Но заказчика такой довод, как опыт, обычно не устраивает, ему нужны более веские основания – он-то знает, что стена с монолитным поясом будет стоить дороже стены без него.
Рассмотрим, какие варианты вообще возможны:
1) Опирание перекрытия на кладку без дополнительных мероприятий.
2) Опирание перекрытия на армированную кладку. Армирование устраивается, если по результату расчета напряжение в стене от действия перекрытия составляет более 80% несущей способности стены – оставшиеся 20% запаса считаются ненадежными для кладки, ее нужно армировать. Армируется кладка сеткой из проволоки Вр- I диаметром 3-4 мм с шагом стержней 100х100 мм.
3) Опирание на монолитный пояс, либо на распределительный пояс из полнотелого кирпича, выполненный в один или несколько рядов.
Рассмотрим несколько примеров расчета газобетона на смятие по возрастающей (от первого варианта и далее).
Пример 1. Расчет на смятие кладки из газобетона марки по плотности D 600, по прочности B 3.5 (М50) на растворе марки М10. Толщина стены 350 мм. На кладку опирается сборное круглопустотное перекрытие, глубина опирания 160 мм. Пролет перекрытия 4,5 м.
Сбор нагрузки на стену (на 1 погонный метр кладки):