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.

Расчет ведем согласно п.п. 4.11-4.15 «Пособия по проектированию каменных и армокаменных конструкций».

Так как глубина опирания перекрытия (160 мм) меньше высоты перекрытия (180 мм), принимаем треугольную эпюру напряжений по рисунку.

Проверим, выполняется ли условие формулы (17), приведенное в СНиП II -22-81 «Каменные и армокаменные конструкции»:

Nc ≤ Ψ *d*Rc*Ac, где

Nc = Q *1м = 1.89 т – нагрузка на 1 погонный метр кладки;

Ψ – коэффициент, при треугольной эпюре напряжений равный 0,5;

d – коэффициент, равный 1 для газобетона;

Rc – расчетное сопротивление газобетона, которое находим из таблицы 5 «Рекомендаций по применению стеновых мелких блоков из ячеистых бетонов» для марки газобетона М35 на растворе марки М10; с расчетным коэффициентом 0,9 Rc = 0,9*0,7 = 0,63 МПа = 63 т/м 2 ;

Ac - площадь смятия, на которую передается нагрузка, равная 0,16*1 = 0,16 м.

В итоге: 1.89 т < 0,5*1*63*0,16 = 5,04 т – условие выполняется.

Максимальное напряжение на 1 погонный метр кладки равно:

2 Q / a 0 b = (2*1.89)/(0.16*1) = 24 т/м 2 = 0,24 МПа.

Определим, какую часть от расчетного сопротивления составляет максимальное напряжение: (0,24/0,63)*100% = 38%, что значительно меньше 80%, значит армирование кладки не требуется.

Пример 2 . Расчет на смятие кладки из газобетона марки по плотности D 600, по прочности B 2,5 (М25) на растворе марки М10. Толщина стены 350 мм. На кладку опирается монолитное железобетонное перекрытие толщиной 180 мм, глубина опирания 120 мм. Пролет перекрытия 5 м.

Расчет ведем согласно п.п. 4.11-4.15 «Пособия по проектированию каменных и армокаменных конструкций».

Так как глубина опирания перекрытия (120 мм) меньше высоты перекрытия (180 мм), принимаем треугольную эпюру напряжений по рисунку.

Проверим, выполняется ли условие формулы (17), приведенное в СНиП II -22-81 «Каменные и армокаменные конструкции»:

Nc ≤ Ψ *d*Rc*Ac, где

Nc = Q *1м = 2,51 т – нагрузка на 1 погонный метр кладки;

Ψ – коэффициент, при треугольной эпюре напряжений равный 0,5;

d – коэффициент, равный 1 для газобетона;

Rc – расчетное сопротивление газобетона, которое находим из таблицы 5 «Рекомендаций по применению стеновых мелких блоков из ячеистых бетонов» для марки газобетона М25 на растворе марки М10; с расчетным коэффициентом 0,9 Rc = 0,9*0,51 = 0,46 МПа = 46 т/м 2 ;

Ac - площадь смятия, на которую передается нагрузка, равная 0,12*1 = 0,12 м.

В итоге: 2,51 т < 0,5*1*46*0,12 = 2,76 т – условие выполняется.

Максимальное напряжение на 1 погонный метр кладки равно:

2 Q / a 0 b = (2*2.51)/(0.12*1) = 42 т/м 2 = 0,42 МПа.

Определим, какую часть от расчетного сопротивления составляет максимальное напряжение: (0,42/0,46)*100% = 91%, что превышает 80%, значит кладку нужно армировать. Армируем кладку сеткой из проволоки Вр- I диаметром 4 мм с шагом стержней 100х100 мм.

Пример 3 . Расчет на смятие кладки из газобетона марки по плотности D 600, по прочности B 2.5 (М25) на растворе марки М10. Толщина стены 350 мм. На кладку опирается монолитное железобетонное перекрытие толщиной 200 мм, глубина опирания 140 мм. Пролет перекрытия 6,4 м.

Расчет ведем согласно п.п. 4.11-4.15 «Пособия по проектированию каменных и армокаменных конструкций».

Так как глубина опирания перекрытия (150 мм) меньше высоты перекрытия (180 мм), принимаем треугольную эпюру напряжений по рисунку.

Проверим, выполняется ли условие формулы (17), приведенное в СНиП II -22-81 «Каменные и армокаменные конструкции»:

Nc ≤ Ψ *d*Rc*Ac, где

Nc = Q *1м = 3,26 т – нагрузка на 1 погонный метр кладки;

Ψ – коэффициент, при треугольной эпюре напряжений равный 0,5;

d – коэффициент, равный 1 для газобетона;

Ac - площадь смятия, на которую передается нагрузка, равная 0,15*1 = 0,15 м.

В итоге: 3,26 т > 0,5*1*46*0,14 = 3,22 т – условие не выполняется. Необходимо устройство монолитного пояса. Толщину монолитного пояса можно определить по таблице 6 «Пособия по проектированию каменных и армокаменных конструкций».

Выводы.

При незначительном отклонении исходных данных, результаты расчета получаются совсем разными. От чего же, как выясняется, зависит прочность кладки на смятие?

1. От пролета перекрытия, от нагрузок, приложенных на перекрытие.

2. От толщины и глубины опирания перекрытия. Чем больше глубина опирания, тем лучше себя чувствует кладка – это видно из примеров. Но здесь нужно учитывать, что формулы расчета, приведенные в примерах выше, распространяются на случай, когда глубина опирания перекрытия меньше его толщины. Для всех остальных случаев необходимо пользоваться методикой расчета, приведенной в п. 4.15 «Пособия …», для нетреугольной эпюры напряжения формулы расчета отличаются от приведенных в примерах.

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎