1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10/10 10,00оценок: 5

Несущие стены из газобетона D300/B2.0 — давайте проверим

Тема в разделе "Каменные дома", создана пользователем antonpavlov, 30.01.13.

  1. antonpavlov
    Регистрация:
    07.10.11
    Сообщения:
    2.705
    Благодарности:
    6.683

    antonpavlov

    Живу здесь

    antonpavlov

    Живу здесь

    Регистрация:
    07.10.11
    Сообщения:
    2.705
    Благодарности:
    6.683
    Адрес:
    Санкт-Петербург
    Несущие стены из газобетона D300/B2.0 — давайте проверим
    Постановка проблемы
    Уже неделю пытаюсь найти проектировщика, который рассчитал бы для моего дома стены. И не первый раз сталкиваюсь с тем, что некоторые проектировщики просто отказываются считать, узнавая, что стены 2го этажа предполагаются из газобетонных блоков плотностью D300. Дают «бесплатные советы» строить не ниже, чем из D500.​
    С другой стороны, на сайте известного питерского производителя блоков с плотностью D300 и прочностью B2.0 указано, что эти блоки можно применять при строительстве стен аж двухэтажного дома с монолитными ж/б перекрытиями и мансардой (!). Правда, указано, что необходим прочностной расчёт.​
    А ведь строить из таких блоков весьма выгодно. Если первый этаж у меня планируется 400 мм из D400, то на втором этаже с толщиной стены 300 мм я сэкономлю 12 кубов газобетона, т. е. 40000 рублей! И это при тех же теплозащитных свойствах. Да и класть такие блоки на высоте легче. А ещё я получу дополнительную площадь около 7 м2. Если предположить, что дом чистой площадью в 160 м2 обойдётся мне в 3 млн рублей, то 7 лишних метров — это 131 тысяча рублей. Итого, сократив толщину стены на 10 см я экономлю 170'000 рублей при сохранении тепловых свойств. Нужно только проверить, не рухнут ли стены).​
    Ну а раз даже за деньги никто заниматься расчётами не хочет, а потенциальная возможность строительства из подобных блоков есть, придётся освоить расчёты самому. Возможно, кому-то это поможет сделать выбор при строительстве своего дома. И ещё я надеюсь, что местные проектировщики хотя бы краем глаза взглянут на мои расчёты и укажут на возможные ошибки.​
     
    antonpavlov , 30.01.13
    #1 + Цитировать
  2. antonpavlov
    Регистрация:
    07.10.11
    Сообщения:
    2.705
    Благодарности:
    6.683

    antonpavlov

    Живу здесь

    antonpavlov

    Живу здесь

    Регистрация:
    07.10.11
    Сообщения:
    2.705
    Благодарности:
    6.683
    Адрес:
    Санкт-Петербург
    Исходные данные
    Двухэтажный дом 9х10 м. Каждый этаж высотой 3 метра. Крыша — вальмовая, подкровельное пространство - холодное, неэксплуатируемое. Перекрытия подполья и первого этажа — монолитные ребристые. Перекрытие второго этажа — деревянные балки, являющиеся одновременно затяжками в стропильной системе. В центре коробки — средняя несущая стена. Дом буду строить в Ленинградской области.

    Нас в этой теме интересует второй этаж. Максимальные нагрузки для второго этажа:
    От кровли — 45'737 кг (учтена снеговая и ветровая нагрузка, материал кровли и стропильной системы)
    От потолка 2го этажа — 11'770 кг (учтён вес балок, подшивки потолка и утеплителя)
    От самих стен — 20'751 кг (вес стен посчитан исходя из плотности кладки 400 кг/м3, также учтён вес стеклопакетов)
    Всего — 78'257 кг.

    Для расчётов нужно эту нагрузку распределить по стенам:
    01-nagruzki.jpg
    Стены выглядят следующим образом:
    02-vost_stena.jpg
    03-juzhn_stena.jpg
    04-zap_stena.jpg
    05-sev_stena.jpg
    06-sr_stena.jpg
    Согласно СТО НААГ "Конструкции с применением автоклавного газобетона в строительстве зданий и сооружений" сопротивление сжатию кладки из D300/B2.0 на тонком клеевом слое — 800 кПа.
     
    antonpavlov , 30.01.13
    #2 + Цитировать
  3. antonpavlov
    Регистрация:
    07.10.11
    Сообщения:
    2.705
    Благодарности:
    6.683

    antonpavlov

    Живу здесь

    antonpavlov

    Живу здесь

    Регистрация:
    07.10.11
    Сообщения:
    2.705
    Благодарности:
    6.683
    Адрес:
    Санкт-Петербург
    Расчёт на центральное сжатие

    Формула для расчёта на центральное сжатие:
    Nцентр =тg х u х R х A, где
    тg — коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки;
    u — коэффициент продольного изгиба;
    R — расчетное сопротивление сжатию кладки;
    Аплощадь сечения элемента.

    Все элементы конструкции считать не нужно — достаточно просчитать наиболее уязвимые места. В моём случае это простенок средней стены шириной 912,5 мм (0,9125 м). Нагрузка на погонный метр = 3106 кг/м. (30,47 кН/м). Нагрузка на простенок шириной 912,5 мм = 33,4 кН.
    R = 800 кПа
    A = 0,9125 х 0,3 = 0,27375 м2

    Коэффициент продольного изгиба u для элементов постоянного по длине сечения
    принимаем по таблице 18 из СТОв зависимости от гибкости элемента lh
    lh = расчтёная высота элемента / меньший размер прямоугольного сечения = 3 / 0,3 = 10
    u = 0,84

    тg = 1 — n х Nд/Nп х (1 + 1,2 х e / h)
    n тоже принимаем по таблице из СТО = 0. И таким образом, не вычисляя ничего в этой формуле получаем тg = 1.

    Вычисляем прочность кладки = 1 х 0,84 х 800 х 0,27375 = 183,96 кН

    Таким образом, видим, что прочность кладки в 5,5 раз превышает нагрузку. А это значит, что любой участок стены проходит проверку на центральное сжатие.
     
    antonpavlov , 30.01.13
    #3 + Цитировать
  4. antonpavlov
    Регистрация:
    07.10.11
    Сообщения:
    2.705
    Благодарности:
    6.683

    antonpavlov

    Живу здесь

    antonpavlov

    Живу здесь

    Регистрация:
    07.10.11
    Сообщения:
    2.705
    Благодарности:
    6.683
    Адрес:
    Санкт-Петербург
    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.
     
    antonpavlov , 30.01.13
    #4 + Цитировать
  5. antonpavlov
    Регистрация:
    07.10.11
    Сообщения:
    2.705
    Благодарности:
    6.683

    antonpavlov

    Живу здесь

    antonpavlov

    Живу здесь

    Регистрация:
    07.10.11
    Сообщения:
    2.705
    Благодарности:
    6.683
    Адрес:
    Санкт-Петербург
    Расчёт на смятие
    На предыдущем этапе исходя из прочности кладки на внецентренное сжатие были получены максимальные зоны опирания перемычек на простенки. Теперь нужно проверить кладку под зонами опирания на смятие.

    В моём случае наиболее нагруженные перемычки над окнами 1440 мм на восочной стене, 1600 мм на южной стене и над проёмом 1212 мм в средней стене.

    Посчитаем прочность на смятие зон опирания перемычек на восочной стене.
    Нагрузка на 1 п. м. - 1729 кг/м
    Длина перемычки — 1,44 м
    Прочность кладки — 800 кПа
    Длина опирания на простенки — 0,25 м
    Толщину перемычки возьмём исходя из того, что удобдно было бы её сделать из U-блоков шириной 300. В этих блоках под перемычку собственно остаётся 300 — (70+10) — (60+10) = 150 мм. 50 мм сделаем утепление, итого осталась бетонная перемычка толщиной 100 мм. (0,1м).

    N = y х R хAloc1, где
    N – вертикальная сжимающая сила от местной нагрузки (опорная реакция);
    y - коэффициент полноты эпюры давления от местной нагрузки, равный 0,5 при треугольной эпюре напряжений (под концами балок, прогонов, перемычек);
    Aloc1 - площадь приложения сосредоточенной нагрузки;
    Rb loc - расчетное сопротивление кладки на смятие, определяемое по формулам:
    Rb loc = ub х R
    ub= корень кубический из (Aloc2/Aloc1), но не более 1,2.

    В нашем случае Aloc1 = Aloc2, т. к. я не принимаю в расчёт возможное косвенное армирование при опирании перемычки на торец стены. Это значит, что ub= 1.

    N = 0,5х 1 х 800 х (0,25 х 0,1) = 10 кН

    В то же время нагрузка = 1729 х 9,81 / 1000 х (1,44/2 + 0,25) = 16,45 кН

    Таким образом опора будет смята. Поэтому нужно расширить площадь опирания оказаться либо от утепления, либо от удобной опалубки из U-блоков, либо от и того и другого. Возьмём толщину перемычки 170 мм.

    N = 0,5х 1 х 800 х (0,25 х 0,17) = 17 кН — подходит.

    В U-блок такая перемычка не влезет, даже если выкинуть оттуда утепление. Поэтому у меня будет снаружи опалубка 80 мм из кусков блока, потом утепление 50 мм, а потом уже перемычка. И так на всех восочных и западных окнах.

    Аналогично считаем для южной стены. Опирание на простенки по 250 мм, толщина перемычки 100 мм.
    Нагрузка - 7,4 кН. Прочность — 10 кН. Здесь можно использовать утеплённый U-блок.

    На северной стене нагрузка на 1 п. м. та же, а проёмы меньше, так что тоже можно использовать U-блоки.

    На средней стене самое «узкое» место — проём шириной 1212 мм.
    Нагрузка — 23 кН, прочность — 40 кН. Проходит.

    Теперь посчитаем на смятие участок северной стены, на который ложится эта же перемычка. Тут нужно учесть нагрузку от вышележащей стены кровли, а также половину нагрузки на перемычку. Длину опирания примем 200 мм, чтобы 50 мм можно было утеплить с торца.
    Нагрузка — 27,4 кН, прочность — 32 кН. Проходит без какой-либо распределительной площадки.

    Ну и, по-хорошему, нужно посчитать ещё нагрузку от балок перекрытия. Однако поскольку они будут опираться на армопояс, то уже понятно, что смятия не произойдёт. Нужно только предусмотреть, чтобы они именно на бетон ложились, а не на опалубку из газобетона.
     
    antonpavlov , 30.01.13
    #5 + Цитировать
  6. antonpavlov
    Регистрация:
    07.10.11
    Сообщения:
    2.705
    Благодарности:
    6.683

    antonpavlov

    Живу здесь

    antonpavlov

    Живу здесь

    Регистрация:
    07.10.11
    Сообщения:
    2.705
    Благодарности:
    6.683
    Адрес:
    Санкт-Петербург
    Выводы
    1. Построить внешние стены второго этажа дома с заданными нагрузками из газобетонных блоков D300/B2.0 —можно.
    2. Построить внутреннюю несущую стену из газобетонных блоков D300/B2.0 — нельзя. Можно использовать минимум D400/B2.5
    3. Бездумно типовые U-блоки надо всеми проёмами — нельзя. Можно только в менее нагруженных стенах.
    4. Я бы не стал строить первый этаж из блоков D300/B2.0, если предполагается второй этаж, тем более с монолитным перекрытием. Если один этаж и мансарда, вероятно можно предусмотреть широкие простенки и относительно узкие проёмы, но нужно считать.
     
    antonpavlov , 30.01.13
    #6 + Цитировать
  7. EvgenyK
    Регистрация:
    22.09.10
    Сообщения:
    337
    Благодарности:
    297

    EvgenyK

    Живу здесь

    EvgenyK

    Живу здесь

    Регистрация:
    22.09.10
    Сообщения:
    337
    Благодарности:
    297
    Адрес:
    Самара
    Очень интерестно.
    Источник укажите пожалуйста. Книга, учебник?
     
    EvgenyK , 31.01.13
    #7 + Цитировать
  8. antonpavlov
    Регистрация:
    07.10.11
    Сообщения:
    2.705
    Благодарности:
    6.683

    antonpavlov

    Живу здесь

    antonpavlov

    Живу здесь

    Регистрация:
    07.10.11
    Сообщения:
    2.705
    Благодарности:
    6.683
    Адрес:
    Санкт-Петербург
    Расчёт вёл на основе методики, указанной в следующем документе:
    Стандарт организации СТО НААГ "Конструкции с применением автоклавного газобетона в строительстве зданий и сооружений" - http://www.gazo-beton.org/files/images/YAB document/STO NAAG 87313302.13330-001-2012.pdf
     
    antonpavlov , 31.01.13
    #8 + Цитировать
  9. дмитриевич-50
    Регистрация:
    19.02.11
    Сообщения:
    993
    Благодарности:
    322

    дмитриевич-50

    Живу здесь

    дмитриевич-50

    Живу здесь

    Регистрация:
    19.02.11
    Сообщения:
    993
    Благодарности:
    322
    Адрес:
    Балаково
    Газобетон требует отделки и внутри и снаружи. Если это например штукатурка, то будет не слабая прибавка веса.
     
    дмитриевич-50 , 31.01.13
    #9 + Цитировать
  10. antonpavlov
    Регистрация:
    07.10.11
    Сообщения:
    2.705
    Благодарности:
    6.683

    antonpavlov

    Живу здесь

    antonpavlov

    Живу здесь

    Регистрация:
    07.10.11
    Сообщения:
    2.705
    Благодарности:
    6.683
    Адрес:
    Санкт-Петербург
    Спасибо за замечание, штукатурка снаружи у меня действительно учтена не была. Внутренняя отделка у меня была учтена - мин. вата и гипрок (для звукоизоляции).

    Если взять расход штукатурки 5 кг на м2, то на наиболее "сложной" восточной стене нагрузка будет 50,99 кН, а прочность - 52,6 кН, т. е. увеличение нагрузки всего на 0,65%. Конструктив менять не нужно.

    Вообще в моём случае без изменения конструктива можно дополнительно утяжелить стену из расчёта 50 кг/м2
     
    antonpavlov , 31.01.13
    #10 + Цитировать
  11. vetalt
    Регистрация:
    12.11.11
    Сообщения:
    4.916
    Благодарности:
    1.838

    vetalt

    Живу здесь

    vetalt

    Заблокирован

    Живу здесь

    Регистрация:
    12.11.11
    Сообщения:
    4.916
    Благодарности:
    1.838
    Адрес:
    Челябинск
    Интересная тема..волшебная..название волшебное..:aga:
    Всё волшебство в эксклюзивной прочности блоков D300- B2.0...зачем все остальные производители не могут сделать такие же блоки, не понятно? Всё дело, наверное, в нанотехнологиях..:)] (ну в конце концов, не врёт же производитель про свои блоки)
    Теперь по делу:
    Нагрузки не совсем линейно (равномерно) распределяются по стенам..запас прочности и требуется, в том числе, для этого...Потом, как вы собираетесь обойтись без армопоясов (тем более с таким "прочным" материалом), куда вы будете крепить мауэрлат?
    Потом по нагрукам, стена может и не рухнет, а как быть с усадкой такого блока (d300)? Если только каждый ряд штробить (кстати армировку рядов у вас не заметил)
    А в общем то смысла не было считать вам, если изначально берёте прочность B 2.0
    А вообще проще вам сэкономить на процессе стройки, чем эту смешную сумму (чуть больше 1% с общей суммы) с стен.
     
    vetalt , 31.01.13
    #11 + Цитировать
  12. antonpavlov
    Регистрация:
    07.10.11
    Сообщения:
    2.705
    Благодарности:
    6.683

    antonpavlov

    Живу здесь

    antonpavlov

    Живу здесь

    Регистрация:
    07.10.11
    Сообщения:
    2.705
    Благодарности:
    6.683
    Адрес:
    Санкт-Петербург
    Аримровка - каждый четвёртый ряд, армопояс предполагается писал об этом:

     
    antonpavlov , 31.01.13
    #12 + Цитировать
  13. vetalt
    Регистрация:
    12.11.11
    Сообщения:
    4.916
    Благодарности:
    1.838

    vetalt

    Живу здесь

    vetalt

    Заблокирован

    Живу здесь

    Регистрация:
    12.11.11
    Сообщения:
    4.916
    Благодарности:
    1.838
    Адрес:
    Челябинск
    А что понятно?

    Неее..каждый четвертый ряд - это мы смертные с D 500 (B2,5), а вам то явно недостаточно будет.
    Покажите в расчётах вес армопояса, я не видел?
     
    vetalt , 31.01.13
    #13 + Цитировать
  14. temson
    Регистрация:
    14.09.11
    Сообщения:
    800
    Благодарности:
    574

    temson

    Живу здесь

    temson

    Живу здесь

    Регистрация:
    14.09.11
    Сообщения:
    800
    Благодарности:
    574
    Адрес:
    Москва
    Соглашусь с vetalt в том, что на стройке есть моменты, где можно неплохо сэкономить и стены - не самый очевидный выбор!
    а по поводу армировки рядов-она не обязательна, кроме ряда под оконными проемами. Хотя многие перестраховуваются и делают армировку! я в их числе:|:
     
    temson , 31.01.13
    #14 + Цитировать
  15. antonpavlov
    Регистрация:
    07.10.11
    Сообщения:
    2.705
    Благодарности:
    6.683

    antonpavlov

    Живу здесь

    antonpavlov

    Живу здесь

    Регистрация:
    07.10.11
    Сообщения:
    2.705
    Благодарности:
    6.683
    Адрес:
    Санкт-Петербург
    И тем не менее, всё это учтено. И вес армопояса, и вес арматуры в кладке, и вес перемычек.
    Если бы я запостил все этапы расчёта, никто бы этот "талмуд" читать бы не стал.

    Вообще, вес стены для второго этажа не столь критичен, как кажется. Потому что эксцентриситет от такой нагрузки мал. А по центральному сжатию, как было показано выше, запас в 5,5 раз. Гораздо большее значение имеет вес чердачного перекрытия и кровли.
     
    antonpavlov , 31.01.13
    #15 + Цитировать