расчет толщины железобетонной стены
Как сделать монолитные железобетонные стены своими руками
Монолитные железобетонные стены сегодня востребованы и широко используются для строительства самых разных объектов – как жилых, так и промышленных. Довольно часто по такой технологии возводят дорогостоящие проекты – многоэтажные здания, авторские дома, торговые центры и т.д. Связано это с тем, что сам тип конструкции дает возможность обеспечить максимальные показатели прочности и надежности, долговечности, при сравнительно высокой скорости строительстве и невысокой общей стоимости.
Железобетонные стены относят к типу монолитных, когда их заливка выполняется прямо на строительном объекте (в то время, как сборные конструкции монтируют из произведенных на заводе отдельных плит, колонн, перекрытий и т.д.). Монолитное домостроение отличается массой преимуществ и минимальным набором недостатков, может производится в любую пору года, существенно сокращает расходы и время на возведения больших проектов.
Стены из монолитного железобетона заливаются в съемную/несъемную опалубку, которая монтируется точно по контурам здания. В опалубке выполняется армирование для упрочнения конструкции, которое полностью заливается бетонным раствором. Процесс осуществляется поэтапно, но без схватывания бетона, что позволяет избежать наличия швов.
Преимущества и недостатки
Железобетонная стена – крепкая и долговечная конструкция, которая способна выдерживать немалые нагрузки и демонстрировать положительные свойства и характеристики. До реализации проекта необходимо тщательно изучить все особенности данного типа конструкций.
В целом, преимуществ монолитная железобетонная плита демонстрирует намного больше, чем минусов. Более того, многие недостатки можно нивелировать теми или иными решениями, остальные же больше относятся к ряду особенностей, чем явных и серьезных минусов.
Минимальная толщина
Толщина железобетонной стены высчитывается, исходя из того, что основной задачей материала является выполнение функции ограждающей конструкции и сохранение тепла. Толщина определяется в процессе выполнения теплотехнического расчета, в котором учитывают: расчетные показатели температур климатического региона, материалы для отделки и утепления.
Так, для двухэтажного дома будет вполне достаточно 12 сантиметров толщины монолитной железобетонной несущей стены. Такой показатель по уровню прочности равняется к: 25 сантиметрам кирпичной кладки, 63 сантиметрам пенобетона, 40 сантиметрам газобетона.
Устройство своими руками
Для устройства ЖБИ данного типа своими руками необходимо тщательно изучить всю технологию.
Все работы выполняются прямо на строительном объекте, в отличие от сборной технологии, когда плиты стеновые железобетонные производят в условиях завода, а потом доставляют на место.
Опалубка
Для того, чтобы создать прочные и надежные монолитные стены, необходимо правильно собрать опалубку и сделать ее способной выдержать вес бетона, не дав ему протечь и испортить монолит.
Самое главное – обеспечить максимальную прочность конструкции и следить за ровностью, чтобы избежать кривизны и деформаций под воздействием большого веса бетона.
Армирование
Для обеспечения прочности панелей необходимо обязательно армировать монолитные железобетонные стены. Армирование выполняется сразу после сборки переставной опалубки. Если же речь идет о несъемной опалубке, то там каркас уже установлен производителем и просчитан в соответствии с нагрузками и проектными показателями.
Усиление проема
При возведении монолитных железобетонных стен стоит помнить о том, что все проемы ослабляют конструкцию и считаются ее наиболее уязвимым местом. Периметры дверных, оконных проемов обязательно упрочняют дополнительно.
Число и толщина стержней арматуры напрямую зависят от приложенных нагрузок, ширины проема, принимаются по проекту. Армированию подлежат все вертикальные и горизонтальные плоскости.
Заливка
После установки арматурного каркаса в опалубку можно заливать бетон. В зависимости от типа опалубки, работы по заливке монолитных железобетонных стен могут осуществляться по-разному.
Несъемную опалубочную конструкцию заполняют, начиная от пространства под проемами окон в направлении к углам сооружения. Съемные формы заливают порядно, на высоту до 50 сантиметров за заход, чтобы обеспечить достаточное уплотнение бетонного раствора.
Углы нужно тщательно наполнять, затем вибрировать. В процессе подачи бетона механизированным методом скорость движения раствора понижается с целью обеспечения максимально качественной заливки, а сечение рукава уменьшается. Бетон обязательно уплотняют вибратором, правильно за ним ухаживают.
В зимнее время раствор нужно прогревать, летом – защитить от слишком быстрого испарения влаги (накрывать пленкой, проливать водой для замедления процесса гидратации). От возможных осадков бетон обязательно нужно защитить полиэтиленовой пленкой (все его открытые части).
Где применяются
Монолитный способ возведения стен применяется в самых разных сферах строительства – как в частном, так и в промышленном, коммерческом. С использованием данной технологии возводят общественные здания, строения в частном секторе, выполняют многоэтажную застройку. В Москве, к примеру, множество новостроек возводятся именно таким методом.
Монолитные железобетонные стены – прекрасный выбор для возведения любого здания, который обеспечит необходимые свойства и характеристики, сделает сооружение прочным и надежным, долговечным и крепким. При условии выполнения верных расчетов и соблюдения технологии гарантирован наилучший результат.
Толщина стен цокольного этажа и подвала — особенности расчета
Правильный расчет стены подвала подразумевает учет влияния множества факторов. В частности, это уровень грунтовых вод на участке, тип грунта, высота будущего здания, материалы, используемые для строительства и т. д. Все работы по проектированию рекомендуется поручать специалистам. Однако, для общего понимания технологии расчета, вы вполне можете воспользоваться приведенной ниже информацией.
При наличии подвала или цокольного этажа, малозаглубленный ленточный фундамент дома автоматически становится заглубленным. Иными словами, он будет представлять собой полноценную стену под землей, а не просто основание для строения.
Фундамент для сооружения с подвалом
Если подвал делается уже после возведения основного сооружения, то необходимо соблюдать следующее правило: образовавшиеся после выемки грунта пустоты не должны попасть в пределы 45-градусной проекции подошвы ленточного фундамента с одной и другой стороны.
Фундамент должен иметь достаточно широкую подошву.
Фундамент следует делать максимально прочным и надежным, чтобы его стены могли успешно противостоять горизонтальным сдвигам вследствие давления окружающего грунта. В качестве фундаментного основания рекомендуется использовать подушку из монолитного бетона, связанную с лентой арматурным каркасом. Так как вес фундамента достаточно большой, подошву следует делать широкой.
Давление грунта на стену подвала.
Планируя строительство цокольного этажа, который в дальнейшем станет жилой комнатой, следует учитывать, что высокие стены (от 200 см и более), расположенные под землей, будут в течение всего времени эксплуатации испытывать значительное давление со стороны грунта. Поэтому в процессе возведения подвального помещения армированию бетонной стены следует уделить особое внимание.
Шаг между арматурными стержнями в каркасе стены не должен быть чересчур большим. Рекомендуется делать его меньше 40 см по горизонтали и вертикали. Каркас стены должен быть обязательно связан с каркасом фундаментной подушки. Кроме того, необходимо соблюдать правила армирования углов и примыканий стен.
Монолитная армированная бетонная стена является оптимальным вариантом в плане прочности, долговечности и устойчивости к давлению грунта. Такая конструкция надежнее, чем, к примеру, блочные или кирпичные.
Дополнительное усиление конструкции достигается за счет постройки пересекающихся внутренних стен подвального помещения под внутренними стенами сооружения.
Минимальная толщина стен
В зависимости от используемых в строительстве материалов, а также глубины подземного помещения, существуют минимальные значения толщины стен подвалов, а также ширины подошвы фундамента.
Расчет толщины подвальных стен при строительстве из различных материалов (минимальные значения).
Если стены подвала возводятся из небольших по размеру строительных блоков (например, керамзитобетонных), то кладка должна быть обязательно усилена с помощью продольного армирования и армопояса, проложенного по верхней границе кладки. Что касается сборных бетонных блоков, то нужно учитывать тот факт, что для фундамента дома с подвалом подходят только те, которые произведены с использованием бетона М150 и выше.
Ширина стен и размеры подошвы фундамента из монолитного бетона и блоков.
Представленная выше таблица предполагает, что:
Эти критерии нужно учитывать, производя расчет для стены подвала. Конструкция должна обладать хорошей устойчивостью. Следует также помнить об одном из правил строительства – устойчивость стены напрямую зависит от ее длины. Чем она короче, тем конструкция крепче и надежнее.
Деформационные швы
Для больших подвальных помещений (длина стен составляет больше 25 метров) необходимо устройство специальных деформационных швов, которые будут располагаться друг от друга на расстоянии в 15 метров или меньше. Кроме того, швы должны иметься в местах, где наблюдаются перепады высоты сооружения. Их конструкция должна предусматривать защиту от проникновения влаги внутрь подвала.
Расстояние от облицовки до земли
Если внешняя отделка дома производится при помощи кирпича, то декоративная кладка может быть продолжена и на часть стены подвального помещения, которая выступает над землей (верхняя часть подвальной стены должна подниматься не менее чем на 15 см над поверхностью грунта).
Толщина надземной части подвальной стены в этом случае может быть уменьшена до 9 см. Облицовочная кладка крепится к бетонной стене с помощью специальных стяжек. Расстояние между стяжками не должно быть слишком большим: до 90 см по горизонтали и до 20 см по вертикали. Свободное пространство между стеной и облицовочной кладкой заполняется раствором.
Если же облицовка первого этажа будет выполнена из дерева или посредством оштукатуривания по теплоизоляционному материалу либо обрешетке, то от нижней границы обшивки до грунта должен оставаться промежуток в 25 см и более.
Арматурный каркас
Стены цокольного этажа или подвального помещения, как уже было сказано ранее, нуждаются в дополнительном укреплении при помощи арматурного каркаса. Важным качеством такого каркаса является его упругость. Именно поэтому рекомендуется использовать вязку арматурных прутьев, а не жесткое сварочное соединение.
В процессе эксплуатации здания происходят некоторые подвижки фундамента. Это случается во время обильных осадков или при морозном пучении грунта. Арматурный каркас внутри подземных стен будет подвергаться серьезной нагрузке. Со связанными между собой стержнями в таких условиях ничего не произойдет, в то время как сварочное соединение при значительном давлении попросту ломается. А ремонт в подобных ситуациях чрезвычайно сложен и дорог.
Связывание арматурного каркаса осуществляется в тех местах, где металлические стержни пересекаются. Для выполнения этой работы требуется использовать специальную проволоку, предназначенную для вязки арматуры. По сути, ей может стать любая проволока, диаметр которой превышает 2—3 мм. Работа выполняется специальным крючком или пистолетом.
Ржавчина на прутьях
Не следует использовать бывшие в употреблении металлические стержни, потому что старая арматура в ряде случаев имеет дефекты, которые могут проявиться во время эксплуатации. Экономия при покупке материалов в этом случае не оправдана.
Если же новые металлические стержни имеют следы ржавчины, то в этом ничего страшного нет. Не стоит пытаться удалить ржавчину или закрасить ее. Такие манипуляции негативно скажутся на сцеплении арматуры с бетоном. При устройстве каркаса из арматуры металлические стержни можно резать при помощи болгарки.
Для сгибания прутьев можно воспользоваться специальными устройствами для разогрева металла на месте. Однако, если есть возможность, от такого подхода следует отказаться, потому что в процессе нагревания меняется структура металла, а это отрицательно сказывается на его эксплуатационных характеристиках.
Не допускается монтаж арматурной конструкции в опалубку, куда ранее уже был залит бетон. Если этапы работы были перепутаны, то весь процесс проводится заново: убирается раствор, опалубка полностью демонтируется, зачищается и устанавливается снова, в нее укладывается металлический каркас и после этого заливается новый раствор.
Наращивание арматурного каркаса
Проводить работы по наращиванию арматурной конструкции в горизонтальном или вертикальном направлении не рекомендуется. Это связано с тем, что при значительных нагрузках в местах соединения могут образоваться разрывы.
Наращивание арматурного каркаса разрешается лишь в тех случаях, когда подвальные стены в процессе эксплуатации не будут испытывать значительных нагрузок (легкие стройматериалы, низкий уровень грунтовых вод и т. д.).
Самостоятельно провести армирование стен не всегда просто. Особенно если вы ранее не занимались строительством и не обладаете требуемыми навыками и умениями. Для этой работы рекомендуется нанять профессиональных строителей.
Толщина стен подвала, диаметр используемой арматуры и количество строительных материалов должны быть заранее определены с учетом особенностей эксплуатации сооружения, уровня грунтовых вод и других факторов.
Главный редактор сайта, инженер-строитель. Окончил СибСТРИН в 1994 году, с тех пор отработал более 14 лет в строительных компаниях, после чего занялся собственным бизнесом. Владелец компании, занимающейся загородным строительством.
Устройство монолитных стен. Технология, ее преимущества и недостатки
Технология устройства монолитных стен при возведении зданий, построек и конструкций относится к категории наиболее распространенных способов современного строительства. Это обусловлено прочностью, надежностью и долговечностью сооружений, невысокой сметной стоимостью и возможностью быстрого выполнения работ.
Описание технологии монолита
Последовательность рабочих операций по установке опалубки, сборке армирующего каркаса, заливке бетонной смеси и последующему разопалубливанию, делают производственный процесс непрерывным, с отсутствием вынужденных технологических простоев. Монтаж бетонных стеновых конструкций допускается производить в любое время года, и даже при отрицательной температуре наружного воздуха.
Все эти важные факторы привели к тому, что устройство монолитных железобетонных стен стало все чаще применяться при возведении жилых домов на объектах индивидуальной застройки.
При этом практикуются три различных способа:
В каждом случае изготовление элементов зданий производится непосредственно на строительной площадке по месту его установки. Бетонные стены, выполненные по монолитной технологии, достаточно прочны и долговечны, но имеют малопривлекательный внешний вид и требуют обязательного выполнения отделочных работ.
Преимущества и недостатки
 Плюсы |  Минусы |
| Высокая скорость возведения зданий | Трудоемкость процесса |
| Прочность конструкции | Низкая энергоеффективность здания |
| Высокая этажность (не относится к технологии несъемной опалубки) | Необходимость финишной отделки |
| Низкая стоимость |
Принципы возведения монолитных стен, перегородок и ограждений
Основными этапами строительства, которые предусматривает технологическая карта на устройство монолитных стен, являются:
При наличии несущего каркаса с вертикальными колоннами для изготовления его элементов применяют бетон марок М300 и М400. Наружные стены в этом случае весовых нагрузок не несут и заливаются более дешевым материалом марок М200 и М250, с возможным добавлением легких наполнителей для улучшения теплоизоляционных свойств. Если бетонная стена используется в конструкции здания, как несущий элемент, то марка бетонной смеси должна быть не менее М350.
Определение толщины стен
Размер поперечного сечения бетонной монолитной стены зависит от ее конструкционного назначения, расчетной температуры наружного воздуха, наличия вида утеплителя. Устройство монолитных стен для внутренних перегородок определяется наличием плоской арматурной сетки и обязательного бетонного покрытия по 50 мм с каждой стороны. Соответственно минимальная толщина таких элементов равна 100 мм.
Наружные ограждающие стены в зависимости от расчетной температуры наружного воздуха имеют минимальную толщину:
Это обеспечит величину нормативного коэффициента теплопроводности материала и сохранение тепла в доме, что является важным аспектом в его энергоэффективности.
Сравнение теплопроводности бетона и других материалов.
Толщина бетонных стен, выполняющих роль несущей конструкции не должна быть менее 450 мм для одноэтажных домов с добавлением 100 мм при возведении каждого верхнего этажа. Например, для 3-х этажного дома минимальная толщина стен первого этажа составит 650 мм, для второго – 550 мм, а третьего 450 мм.
Выбор и монтаж опалубки
Опалубка представляет собой систему ограждающих конструкций из листовых материалов, предназначенную для формирования бетонного монолита в соответствии с проектными размерами. Средний вес 1м 3 бетона около 180 кг. Поэтому устройство опалубки монолитных стен и перекрытий должно быть прочным настолько, чтобы выдерживать создаваемые весовые нагрузки при заливке смеси. Кроме этого установленная форма должна обеспечить полную герметичность рабочего шва. Утечка жидкости и уменьшение влагосодержания бетона увеличат время гидратации цемента и приведут к снижению качества материала.
Лучший вариант комплекта для опалубки монолитных стен состоит из штатных щитов заводского изготовления и набора элементов фиксирующего инвентаря. Стоит такая опалубка очень дорого, но строительные компании очень часто предлагают свой инвентарь на прокат. Воспользоваться такой услугой будет вполне оправдано и более дешево, чем покупать доски или фанеру, которые к окончанию работ полностью придут в негодность.
Монтаж штатной опалубки довольно прост и может выполняться рабочим звеном из 3-4 человека. Щиты соединяются в единую поверхность при помощи зажимных или клиновых замков, гарантируя плотное соединение стыков и герметичность конструкции. Устойчивая фиксация опалубки обеспечивается путем установки наклонных откосов и стоек. Точность геометрических размеров и прочность при установке достигается с помощью стяжных винтов.
Несъемная опалубка
При возведении наружных стен зданий, ленточных и плитных фундаментов применяют технологию установки несъемной опалубки. В этом случае в качестве наружной палубы для заливки бетона с одной стороны стены устанавливают листы пенополистирола. После твердения смеси утеплитель не убирают и он остается в качестве эффективной тепловой и гидроизоляции.
Этот способ позволяет хорошо утеплить здание и снизить расход бетона за счет уменьшения толщины стен. При большой высоте конструкции и одновременной заливке большой массы бетона потребуется принятие дополнительных мер для обеспечения прочности пенополистирольного ограждения.
В качестве другого варианта несъемных формирующих ограждений при устройстве железобетонных стен ленточных фундаментов и подвала может выступать каменная кладка из полнотелого или клинкерного кирпича. Однако такие виды опалубки из новых материалов обходится значительно дороже и его применяют в тех случаях, когда в наличии есть утилизированный кирпич вторичного применения.
Армирование конструкции
Для повешения прочности монолитной конструкции применяется специальная система армирования бетона путем установки конструкций из металлических или полимерных прутов специального назначения. В зависимости от толщины стены армирующий каркас может быть выполнен в виде плоской сетки или пространственной конструкции с расположением арматурных струн в несколько рядов.
Минимально допустимый диаметр продольных арматурных прутов из стали составляет 10 мм, поперечная перевязка не менее 8 мм. Полимерная стеклопластиковая арматура может применяться на один стандартный размер меньше, чем металл. Шаг поперечных вставок не более 250 мм. Это обеспечит нормальную фиксацию продольных прутов и неподвижную форму всей конструкции.
Соединение всех армирующих элементов между собой производится при помощи вязальной проволоки. Применение электросварки допускается только в крайних случаях, так как при сильном нагреве и последующем остывании физико-механические свойства арматурной стали могут ухудшиться.
Заливка бетона
После установки опалубки и сборки армирующего каркаса приступаю к заливке бетонной смеси внутрь подготовленной формы. Технологическая карта устройства монолитных стен предусматривает выполнение этой работы за один раз и поэтому лучше воспользоваться услугами централизованных поставок бетона с завода строительных материалов. Наличие бетононасоса на автомобильном миксере значительно облегчит подачу бетонной смеси через верх опалубочной конструкции.
Заливка производится слоями по 50-70 см с обязательным уплотнением смеси при помощи вибрационного инструмента. Остановка работ, приводящая даже к частичному высыханию верхнего слоя, не допускается, так как это приводит к нарушению прочности стены. Снятие опалубки после заливки бетона производится не ранее чем через 72 часа в летнее время и 96 часов зимой. Более подробно о том как правильно заливать бетон можно почитать здесь.
Видео обзор технологии
В заключение
Применение монолитного железобетона в строительстве имеет существенные преимущества в сравнении с другими материалами и технологиями. Это, прежде всего, скорость выполнения работ и прочность изготовленных конструкций. Довольно простая технология производства работ позволяет выполнять монтаж без привлечения профессиональных бригад и строительных компаний. Все это привлекает внимание индивидуальных застройщиков и служит дальнейшей популяризации данной технологии.
