Гибкий.ру РАСЧЕТ
ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ ВТОРОЙ ГРУППЫ (ПО ОБРАЗОВАНИЮ И РАСКРЫТИЮ ТРЕЩИН И ДЕФОРМАЦИЯМ)
6.1. Расчет элементов конструкций по предельным
состояниям второй группы производится по указаниям и формулам, приведенным в
пп. [5.1-5.5].
Расчет по раскрытию трещин при учете особых нагрузок
или воздействий не требуется.
6.2. Расчет каменных и армокаменных конструкций по
предельным состояниям второй группы производится:
по деформациям на воздействие нормативных нагрузок;
по раскрытию трещин на воздействие расчетных или
нормативных нагрузок.
6.3. Если деформации растяжения кладки вызваны
перемещениями каркаса или ветровых поясов, поддерживающих самонесущие или
навесные стены, то предельные деформации растяжения кладки принимаются равными
єu=0,15×10-3 в зданиях
с предполагаемым сроком службы конструкций не менее 100 лет, єu=0,2×10-3 в зданиях с предполагаемым сроком
службы конструкций не менее 50 лет.
При наличии продольного армирования в количестве m³0,03%, а
также при оштукатуривании неармированных конструкций по сетке приведенные выше
значения єu увеличиваются на 25%.
При расчете по трещинам конструкций из неармированной
и армированной кладки, в которых раскрытие швов может вызвать появление трещин
в штукатурке, но не является опасным для прочности и устойчивости конструкций,
в формулах расчета на прочность по растяжению всех видов Rt, Rtb и Rtw принимаются продольные силы и изгибающие моменты по
нормативным нагрузкам и коэффициенты условий работы по табл. [24].
Примечания: 1. Расчет по несущей способности конструкций,
указанных в п. 6.4, следует производить с
учетом расчленения конструкций после возникновения трещин или образования
шарниров в сечениях с раскрытием швов.
2. При невыполнении требований расчета по трещинам,
указанных в п. 6.4, в местах раскрытия швов
необходимо предусматривать деформационные швы.
6.5. Расчет продольно
армированных растянутых, изгибаемых и внецентренно сжатых каменных конструкций
по раскрытию трещин (швов кладки) следует производить исходя из следующих
предпосылок:
расчет производится для всего сечения кладки и
арматуры (без учета раскрытия швов), принимая закон линейного распределения
напряжений по сечению;
расчетные сопротивления арматуры Rs, МПа (кгс/см2), принимаются по табл. 11.
6.6. При расчете продольно армированных внецентренно
сжатых, изгибаемых и растянутых каменных конструкций по раскрытию трещин (швов
кладки) сечение конструкций приводится к одному материалу (стали) в отношении
модулей упругости кладки и стали
. (77)
Площадь сечения, расстояние центра тяжести сечения до
сжатой грани и момент инерции приведенного сечения определяются по формулам:
; (78)
; (79)
Ired=nredI nredA(yred-y)2 As(h0-yred)2 As1(yred-a1)2. (80)
В формулах
(77)-(80):
nred – отношение модулей упругости кладки и стали;
А, у, I – площадь сечения, расстояние от центра
тяжести сечения до сжатой грани и момент инерции сечения кладки;
Ared, Vred, Ired – те
же величины для приведенного сечения;
As – площадь сечения растянутой арматуры;
As1 –
площадь сечения сжатой арматуры;
h0=h-а – рабочая высота сечения;
а – расстояние
от центра тяжести растянутой арматуры до растянутого края сечения;
а1 –
расстояние от центра тяжести сжатой арматуры до сжатого края сечения.
6.7 Расчет по
раскрытию трещин продольно армированных каменных конструкций производится по
формулам:
£grRsAred; (81)
на изгиб
; (82)
на внецентренное
сжатие
; (83)
на внецентренное
растяжение
. (84)
В формулах (81)-(84):
Rs – расчетное
сопротивление арматуры оо раскрытию треаетн;
N и М – продольная
сила и момент от нормативных нагрузок (при расчете конструкции по раскрытию
трещин в штукатурных и плиточных покрытиях усилия определяются по нормативным
нагрузкам, которые будут приложены после нанесения покрытия);
gr – коэффициент
условия работы кладки при расчете по раскрытию трещин по табл. [24] с учетом
примечания к ней;
Ared, yred, Ired
–
параметры приведенного сечения по
формулам (78)-(80);
–
эксцентриситет продольной силы N
ПРОЕКТИРОВАНИЕ КАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ, ВОЗВОДИМЫХ В ЗИМНЕЕ ВРЕМЯ
8.1. Проектирование каменных конструкций зданий,
возводимых в зимнее время, следует выполнять с учетом указаний разд. 7 СНиП
II-22-81 и настоящего раздела.
При разработке проектов каменных зданий необходимо
предусматривать возможность их возведения одним из способов, приведенных в п.
[7.1].
8.2. Принятый в проекте способ возведения здания
должен обеспечивать прочность и устойчивость конструкций как в период их
строительства, так и при последующей эксплуатации. Он должен обосновываться
технико-экономическими расчетами и обеспечивать оптимальные показатели
стоимости, трудоемкости, расхода цемента, электроэнергии, топлива и т. п.
8.3. Для повышения уровня индустриализации и
надежности, а также снижения трудозатрат в проектах каменных зданий
рекомендуется предусматривать возможность замены ручной кладки простенков,
внутренних стен и других конструкций на блоки заводского или полигонного
изготовления из кирпича, керамзитобетона и т. п.
8.4. Каменные здания высотой до 4 этажей разрешается,
при соответствующем расчетном обосновании, возводить способом замораживания на
обыкновенных (без противоморозных добавок) растворах не ниже марки 10 при
условии обеспечения достаточной несущей способности конструкций в период
оттаивания (при нулевой прочности раствора).
Этот способ позволяет возводить малоэтажные здания
без применения дефицитных химических добавок и получать значительную экономию
цемента за счет того, что кладку на растворах с противоморозными добавками
необходимо выполнять на растворе не ниже марки 50.
8.5. В проектах каменных зданий, возводимых в зимних
условиях, следует указывать:
марку кирпича и раствора, а также указания по
армированию, назначаемые в соответствии с требованиями СНиП II-22-81;
величины минимальной требуемой прочности раствора швов
при различной стадии готовности здания;
предельные высоты конструкций, которые могут быть
допущены в период оттаивания;
конструкции временных креплений, если они требуются по
расчету на период оттаивания.
Примечание. При определении несущей способности конструкций в
стадии оттаивания необходимо учитывать понижающие коэффициенты, приведенные в
п. [7.7].
8.6. В проектах каменных зданий, возводимых в зимних
условиях на обыкновенных (без противоморозных добавок) растворах, должна быть
указана предельно допустимая высота здания. Прочность оттаявшего раствора
принимается равной 0 или 0,2 МПа.
8.7. Противоморозные и пластифицирующие добавки,
рекомендуемые для растворов, приведены в СНиП III-17-78.
8.8. Выбор противоморозной добавки должен
осуществляться с учетом вида конструкций и условии последующей их эксплуатации
в соответствии с указаниями, приведенными в п. 7.12 СНиП III-17-78.
8.9. Количество противоморозных добавок в
зависимости от среднесуточной температуры наружного воздуха назначается по
указаниям СНиП III-17-78 (прил. 1.).
8.10. Ориентировочная величина необратимой
(сохраняющейся при оттаивании) прочности растворов с противоморозными
добавками, в зависимости от времени их твердения на морозе, приведена в табл.23.
8.11. Проектная прочность (марка) растворов с
противоморозными добавками, твердеющих при температурах, не ниже указанных в табл.23 для данного вида и количества
добавки, достигается после оттаивания и твердения при температуре не ниже
20±5°С и естественной влажности воздуха в течение 28 сут.
Твердение растворов при температурах, ниже указанных в
СНиП III-17-78, приводит к снижению их конечной прочности, что должно
учитываться при назначении марки раствора в соответствии с п. 8.15.
Примечания: 1. В таблице приведены величины ожидаемой прочности
растворов марки 50 и выше, приготовленных на портландцементе. В случае
применения шлакопортландцемента или нитрита натрия в виде жидкого продукта
ожидаемая прочность раствора принимается с коэффициентом 0,8.
2. В связи с различной скоростью твердения растворов с
противоморозными добавками, приготовленных на цементах с различными
минералогическими составами, данные таблицы ожидаемой прочности растворов
должны быть предварительно уточнены пробными замесами.
Конечная фактическая
прочность раствора в конструкциях должна быть подтверждена результатами
испытаний контрольных образцов.
8.12. При возведении зданий в зимних условиях на
растворах с противоморозными добавками должен периодически проводиться контроль
фактической прочности, накопленной раствором за период твердения. Результаты
контроля должны подтверждать наличие требуемой проектом минимальной прочности
раствора.
В случаях, когда по результатам испытания прочность
раствора окажется ниже требуемой для данной стадии готовности здания,
строительные работы должны быть прекращены до набора им требуемой прочности.
8.13. При возведении зданий на растворах с
противоморозными добавками в проекте производства работ должны указываться:
марка раствора, наименование и количество противоморозных добавок с учетом вида
возводимых конструкций и условий их последующей эксплуатации, приведенных в
СНиП III-17-78.
График производства работ по возведению здания должен
быть увязан со скоростью набора раствором необратимой прочности,
ориентировочная величина которой указана в СНиП III-17-78. Для обеспечения
надежности конструкций при любой стадии готовности здания рост прочности
раствора в швах каменных зданий должен опережать приращение напряжений от
возрастающей нагрузки.
8.14. При возведении зданий на обыкновенных (без
противоморозных добавок) растворах с последующим упрочнением конструкций
искусственным отогреванием в проекте производства работ необходимо указать
число и типы обогревательных приборов, длительность обогрева, температуру
воздуха в обогреваемых помещениях и способы изоляции обогреваемых помещений от
наружного воздуха.
Марки растворов с противоморозными добавками
назначаются:
равными проектным (летним) маркам раствора, если
каменная кладка будет выполняться при среднесуточной температуре воздуха не
ниже минус 20°С;
на одну марку выше проектных, если каменная кладка
будет выполняться при среднесуточной температуре воздуха ниже минус 20°С.
Не требуется повышать марки растворов в конструкциях,
работающих с неполным использованием расчетной несущей способности, например, в
верхних этажах зданий при соответствующем обосновании расчетом. В случае
необходимости повышения несущей способности отдельных каменных конструкций,
выполняемых в зимних условиях, допускается взамен повышения маркий раствора
применять кирпич повышенной марки или армирование при соответствующем
обосновании.
8.16. Мероприятия, обеспечивающие необходимую конечную
прочность конструкций, возводимых в зимних условиях (повышение марок раствора,
применение кирпича и камней повышенной прочности или в отдельных случаях
применение сетчатого армирования), должны указываться в рабочих чертежах.
при кладке, выполняемой способом замораживания, – для
элементов, несущая способность которых используется более чем на 70%.
При расчете несущей способности конструкций,
возводимых способом замораживания на обыкновенных (без противоморозных добавок)
растворах, должны производиться:
основной расчет для законченного здания по истечении
28 сут. после оттаивания и твердения при температуре не ниже 20±5°С и
естественной влажности воздуха;
дополнительная проверка несущей способности
конструкций на период оттаивания. Расчетная прочность раствора в этом случае
принимается равной 0,2 МПа (2 кгс/см2) при растворе на
портландцементе и толщине стен и столбов 38 см и более.
8.18. Способом замораживания на обыкновенных (без
противоморозных добавок) растворах не допускается возводить конструкции,
перечисленные в п. [7.10].
8.19. Отношение высот стен, столбов и других каменных
конструкций, выполненных способом замораживания на обыкновенных (без
противоморозных добавок) растворах, к их толщине должно удовлетворять
требованиям IV группы кладок, пп. [6.17-6.19].
8.20. В случае превышения предельно допустимой
гибкости, конструкции должны временно, на период оттаивания, укрепляться:
подкосами и растяжками, связывающими стены и столбы
между собой;
хомутами, схватывающими простенки или столбы и
прикрепляющими их к элементам каркаса или другим жестким конструкциям.
Временные крепления должны сохраняться до набора
раствором необходимой по расчету прочности.
8.21. Расчет несущей способности конструкций,
выполненных способом замораживания и упрочненных искусственным отогреванием,
следует производить на период оттаивания с учетом упрочнения, достигнутого
раствором в пределах всего или части сечения.
При отогревании кладки со стороны внутренних помещений
прочность кладки внутренних стен, отогретых с двух сторон, или внутренних
столбов, отогретых с четырех сторон, определяется расчетом в соответствии с
фактической прочностью раствора.
8.23. Расчетное сопротивление при центральном сжатии
кладки наружных стен, отогреваемых с одной внутренней стороны, в зависимости от
глубины оттаивания и прочности раствора на внутренней грани стены, достигнутых
за период оттаивания, определяется по формуле
Ry=R0w¢, (120)
где Rу –
расчетное сопротивление зимней кладки наружных стен сжатию, упрочненной
односторонним отогреванием;
R0 – расчетное сопротивление сжатию зимней оттаявшей
кладки на растворе нулевой прочности;
w¢ –
коэффициент упрочнения кладки наружных стен, подвергающихся одностороннему
отогреванию, определяемый по табл. 24.
Прочность отогретого раствора на внутренней грани | Значение коэффициента w¢ при | ||
20-39 | 40-59 | 60 и более | |
0,2 | 1 | 1,05 | 1,2 |
0,4 | 1 | 1,05 | 1,2 |
1,0 | 1,05 | 1,1 | 1,3 |
1,5 | 1,1 | 1,2 | 1,5 |
2,5 | 1,15 | 1,4 | 1,7 |
5,0 | 1,2 | 1,6 | 1,9 |
Примечания: 1. Коэффициент упрочнения для кладки на растворе с
применением шлакопортландцемента или пуццолановых портландцементов принимается
равным 
2. Прочность отогретого раствора на внутренней грани
наружной стены определяется лабораторными испытаниями.
8.24. Расчет несущей способности внецентренно сжатых
каменных стен, возведенных способом замораживания и упрочненных односторонним
искусственным отогреванием, производится:
при эксцентриситетах приложения силы в сторону
отогреваемой части стены – как для центрально сжатых конструкций;
при эксцентриситетах в сторону неотогретой части стены
– как внецентренно сжатых конструкций с эксцентриситетом относительно центра
тяжести всего сечения конструкции. При этом величина эксцентриситета
допускается не более е0£0,25у.
Коэффициенты продольного изгиба для стен, отогретых с
одной стороны для стадии последующего естественного оттаивания, принимаются:
при глубине искусственного оттаивания менее 30%
толщины стены – как для кладки на растворе, прочность которого определяется по
указаниям п. 8.22 – в зависимости от
общей толщины стены и марки примененного раствора;
при глубине искусственного оттаивания более 30%
толщины стены – как для кладки на растворе средней прочности, достигнутой при
оттаивании.
Примечание. Средняя прочность раствора при отогревании
определяется как полусумма прочности раствора на внутренней грани стены,
определяемой по табл. 24 и прочности
раствора в стадии оттаивания по указаниям п.
8.17.
8.25. Глубина оттаивания при одностороннем отогревании
наружных кирпичных стен в зависимости от величины средних температур наружного
и внутреннего (нагретого) воздуха, а также длительности отогревания приближенно
определяется по указаниям СНиП III-17-78.
8.26. При проектировании зданий с наружными стенами
облегченной кладки следует предусматривать их возведение в зимних условиях на
растворе с противоморозными химическими добавками. Способом замораживания на
обыкновенных (без противоморозных добавок) растворах допускается возводить не
более одного этажа при условии, если пространство между наружным и внутренним
рядами будет заполняться плитным утеплителем.
8.27. При оттаивании кладка, выполненная способом
замораживания на обыкновенных (без противоморозных добавок) растворах, дает
осадку, равную примерно 1 мм на 1 м высоты.
В связи с этим в оконных и дверных проемах над
коробками следует предусматривать дополнительный осадочный зазор шириной не
менее 5 мм.
8.28. При проектировании самонесущих каменных стен и
заполнений в каркасных зданиях необходимо предусматривать их крепление к
вертикальным элементам каркаса гибкими связями, обеспечивающими возможность
свободной осадки стен. Расстояние между связями по высоте не должно превышать
1,5 м.
8.29. При проектировании стен с облицовками,
возведение которых будет осуществляться в зимних условиях, следует
руководствоваться указаниями «Рекомендаций по методике расчета, проектированию
и применению панельных и кирпичных стен с различными видами облицовок». – М.:
ЦНИИСК, 1983.
8.30. В местах опирания висячих стен, перемычек
пролетом свыше 2,5 м и других конструкций, вызывающих по расчету в период
оттаивания перегрузку кладки, необходимо своевременно, до наступления потепления,
предусматривать разгрузку перегруженных опорных участков кладки временными
деревянными стойками. Нагрузки на перемычки следует принимать в соответствии с
пп. [6.47 и 6.53].
Для возможности регулирования величины осадки кладки
опорных конструкций стойки следует устанавливать на клиньях.
Базальтовые
Этот композитный материал обладает небольшим весом и при этом выдерживает высокую нагрузку. Такую продукцию, например, производят в России под торговой маркой «Гален». Она имеет самый низкий вес и не создаёт дополнительной нагрузки на фундамент дома.
Инструкция по монтажу
Чтобы гибкие связи функционировали должным образом, следует неукоснительно следовать рекомендованному ходу работ. Не последнюю роль на конечный результат оказывает правильное количество и размеры анкеров, которые меняются в зависимости от толщины утеплителя. Следует учитывать глубину погружения стержней в конструкцию, она не должна составлять менее 90 миллиметров. Только после этого приступают к непосредственной подготовке самой стены к монтажу.
- Очищают стену от оставшегося после кладки лишнего раствора, пыли и строительного мусора (можно использовать строительный пылесос).
- Заделывают трещины при помощи свежеприготовленного раствора.
- Наносят грунтовку, а затем специальный состав, который обладает противогрибковыми свойствами.
- Монтируют основание для монтажа гибких связей.
Основа для внешней стены представляет собой арматуру и бетон. Они размещаются в траншею по всей длине стен и заглубляются на 300 или 450 миллиметров. Высота основания над уровнем земли должна составлять не менее 20 сантиметров.
Устройство армирующей связи для кирпичных и газобетонных стен различается. Для кладки из кирпича применяют стандартные схемы.
- На каждый 1 м 2 размещают 4 анкера, которые утапливают в швы. Если в качестве утеплителя используется мин. вата, то расстояние между стержнями увеличивают до 50 сантиметров. Когда применяют пенополиуретан, то «шаг» по длине стены составляет 250 миллиметров, а в высоту может быть меньше или равен размеру плиты (не более 1 метра). Дополнительно устанавливают армирующие стержни в углах деформации швов, вблизи оконных и дверных проёмов, а также в углах и около парапета здания. Стоит учитывать то, что иногда горизонтальный шов основной стены не совпадает со швом облицовки. В таком случае стержень гибкой связки располагается вертикально, а затем замазывается строительным раствором.
- При устройстве армирующего пояса в стенах из газобетонных или газосиликатных блоков на 1 м 2 применяют 5 стержней. Их монтируют в параллельном положении относительно швов облицовочного кирпича. Чтобы это осуществить, в стене из газоблоков предварительно при помощи перфоратора организуют отверстия 10 мм в диаметре и длиной не менее 90 миллиметров. Затем их тщательно протирают от пыли и монтируют анкеры на расстоянии 50 сантиметров друг от друга. Затем всё тщательно замазывают строительным раствором.
Расстояние в высоту и в длину от каждого анкера одинаково. Стоит не забывать о том, что газобетонные стены также нуждаются в устройстве дополнительных армирующих связей в тех же местах, что и кирпичные конструкции. Для устройства дополнительных армирующих соединений, можно уменьшить шаг между анкерами до 300 миллиметров. Расстояние между проёмами и армирующим поясом составляет 160 миллиметров в высоту лицевой стены и 12 сантиметров в длину здания.
Гибкие связи необходимы в каждом здании. Они обеспечивают безопасность конструкции, её долговечность и прочность. Если соблюсти все нюансы и правильно подобрать армирующие стержни, то можно самостоятельно смонтировать эти конструкции в стены. Это позволит сэкономить средства и получить отличный результат. Помимо этого, можно приобрести бесценный опыт работы с данными строительными элементами.
Подробнее о гибких связях можно узнать из видео ниже.
Металлические
Изготавливаются из нержавеющей стали. Эти гибкие связи способны образовывать мостики холода, поэтому их применяют только с утеплителем.
Выбор того или иного вида материала зависит от конкретных условий, в которых будет производиться монтаж, а также от компонентов, контактирующих с обвязкой.
Правила расчёта
Для того чтобы установить гибкие связи (особенно это касается газобетона, так как это очень мягкий материал), применяется следующий алгоритм действий:
- определяется размер стержней;
- рассчитывается необходимое их количество.
Длину стержня можно узнать путём сложения параметров толщины утеплителя и размера зазора для вентилирования. Прибавить двойной размер заглубления анкера. Величина заглубления составляет 90 миллиметров, а вентиляционный зазор – 40 мм.
Формула расчёта выглядит так:
L= 90 T 40 90, где:
T – ширина утеплительного материала;
L – рассчитываемая длина анкера.
Таким методом можно вычислить, каких размеров гибкая связь нужна. Например, при толщине утеплителя в 60 мм потребуется стержень длиной 280 миллиметров.
Когда необходимо подсчитать какое количество стержней для армирующей связи потребуется, нужно знать на каком расстоянии друг от друга они должны располагаться. Профессиональные строители рекомендуют применять на каждый метр квадратный кирпичной кладки не менее 4 стержней и не меньше 5 для газоблочных стен. Следовательно, зная площадь стен, можно определить необходимое число материала умножив этот показатель на рекомендуемое количество анкеров на 1 м 2.
Преимущества и недостатки
В современном строительстве наиболее популярны композитные материалы, так как они имеют целый ряд положительных характеристик, среди которых:
- небольшой вес, который не воздействует дополнительно на кладку;
- отличная степень сцепляемости с раствором, которым организуется кладка кирпича;
- надёжная защита от коррозии, которая может возникать из-за щелочной среды бетона на металлических стержнях;
- низкая теплопроводность не позволяет образовываться мостикам холода в кирпичной кладке;
- стойкость к воздействию неблагоприятных условий внешней среды позволяет добиться долговечности и прочности конструкции.
Несмотря на явные плюсы, у композитных стержней есть и существенные минусы. Их два.
Наблюдается низкий показатель упругости, для вертикального армирования такие стержни не подойдут, так как не смогут в должной мере обеспечить целостность конструкции. Они применяются только для устройства горизонтальных конструкций.
Низкая огнестойкость. Композитные стержни теряют все свои свойства при температуре выше 6 тыс. С, а значит не могут применяться в зданиях, к которым предъявляются повышенные требования по огнестойкости стен.
В случае если перечисленные недостатки являются весомыми, то используются стержни из углеродистой или нержавеющей стали.
Стальные
Изготавливаются из углеродистой стали и обладают высоким уровнем защиты от коррозии. Наиболее популярны у профессиональных строителей гибкие связи Bever производства Германии. Для защиты от ржавчины покрываются специальным составом из цинка.
Стеклопластиковые
Лишь немногим уступают базальтовым стержням по некоторым характеристикам. Так, они менее упруги, но обладают хорошей прочностью на растяжение. Не подвергаются коррозии.