Главная » Все новости

Пособие по определению этажности здания с несущими стенами из крупноформатных поризованных блоков

17.05.2012

Центральный научно-исследовательский институт
строительных конструкций имени В.А.Кучеренко
s____________ ОАО "НИЦ "Строительство"s_______

ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко

 

ПОСОБИЕ

ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ЭТАЖНОСТИ ЗДАНИЯ С НЕСУЩИМИ СТЕНАМИ ИЗ КРУПНОФОРМАТНЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ ПОРИЗОВАННЫХ КАМНЕЙ ТИПА POROTHERM

 

ПРИМЕР РАСЧЕТА

двухслойной кирпичной наружной стенына внецентренное сжатие

Москва 2011 г. 

ВВЕДЕНИЕ

 

В настоящее время в практике строительства появилось много новых строительных материалов. Одним из них являются керамические крупноформатные поризованные камни типа POROTHERM, выпускаемые в России целым рядом заводов.

Основными преимуществами этой продукции являются:

-     низкая теплопроводность (А,= 0,2 Вт/м °С);

-     долговечность порядка 125 лет;

-     экологически чистый материал.

Хорошие теплотехнические показатели позволяют применять его без эффективного утеплителя. Так для Москвы и Московской области стена толщиной 640 мм (POROTHERM-510 + лицевой кирпич толщиной 120 мм) проходит по требованиям СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий». По сравнению с трехслойными стенами с эффективным утеплителем они проще в изготовлении и доступнее менее квалифицированным рабочим.

Стены из керамических камней могут быть несущими и самонесущими. Самонесущие (навесные) стены применяют для каркасных зданий высотой до 75 м.

В 2011г. ЦНИИЭП жилища и ЦНИИСК им.В.А.Кучеренко разработан альбом технических решений навесных стен из камней POROTHERM для климатических условий г. Москвы.

Основными особенностями кладки из крупноформатных камней являются:

-     отсутствие вертикальных растворных швов - соединение паз-гребень;

-     перевязка - цепная в 1/2 толщины камня;

-     камни изготавливаются на всю ширину стены, за исключением POROTHERM-2.

При использовании камня POROTHERM-2 вертикальные швы раствором заполняются.

Опирание плит перекрытий выполнять на слой раствора толщиной не более 15 мм. Сетки в зоне опирания не устанавливать. Следует также отметить, что армирование кладки из поризованных крупноформатных камней с целью увеличения прочности кладки нецелесообразно (см. СНиП 11-22-81* п. 4.30).

Расчет на смятие производить по формуле 18 с введением коэффициента ? = 0,8.

При расчете в формулу 17 вводить d = 1.

Расчетное сопротивление кладки принимать по табл. 2 СНиП 11-22-81* (актуализированного в 2011г.).

Расчетные сопротивления - К сжатию кладки из крупноформатных керамических камней пустотностью до 48-56% с вертикальным расположением пустот шириной 8-10 мм при высоте ряда кладки 200-250 мм на тяжелых растворах приведены в табл. 3.

Таблица 3 (табл. 2 СНиП 11-22-81*)

 

Марка кирпича

или камня

Расчетные сопротивления R, МПа, сжатию кладки из кирпича всех видов и керамических камней со щелевидными вертикальными пустотами шириной до12 ммпри высоте ряда кладки 50-150 ммна

тяжелых растворах

                  

 

при марке раствора

при марке раствора

 

 

200

150

100

75

50

25

10

4

0,2

нулевой

300

250

200

150

125

100

75

50

35

3,9

3,6

3,2

2,6

-

-

-

-

-

 

3,6

3,3

3,0

2,4

2,2

2.0

-

-

-

 

3,3

3,0

2,7

2,2

2,0

1.8

1,5

-

-

 

3,0

2,8

2,5

2,0

1,9

1.7

1,4

1,1

0,9

 

2,8

2,5

2,2

1,8

1,7

1.5

1,3

1,0

0,8

 

2,5

2,2

1,8

1,5

1,4

1.3

1,1

0,9

0,7

 

2,2

1,9

1,6

1,3

1,2

1.0

0,9

0,7

0,6

 

1,8

1,6

1,4

1,2

1,1

0.9

0,7

0,6

0,45

 

1,7

1,5

1,3

1,0

0,9

0.8

0,6

0,5

0,4

 

1,5

1,3

1,0

0,8

0,7

0.6

0,5

0,35

0,25

 

Примичание. Расчетные сопротивления кладки на растворах марок от 4 до 50 следует уменьшать, применяя поижающие коэффиценты: 0,85 - для кладки на жестких цементных растворах (без добавок извести или глины), легких и  известковых растворах в возрасте до 3 мес. ; 0,9 - для кладки на цементных растворах (без извести или глины) с органическими пластификаторами.

Уменьшать расчетное сопротивление сжатию не требуется для кладки высшего качества - растворный шов выполняется под рамку с выравниванием и уплотнением раствора рейкой. Впроекте указывается марка раствора для обычной кладки и для кладки повышенного качества.

Расчетные сопротивления R сжатию кладки из пустотелого керамического кирпича с вертикальными прямоугольными пустотами шириной 12-16 мм и квадратными пустотами сечением 20 х 20 мм, пустотностью до 35% при высоте ряда кладки 77-1 00 мм следует принимать по табл. 2 с понижающими коэффициентами:

на растворе марки 100 и выше - 0,90;

-   на растворе марок 75, 50  - 0,80;

-   на растворе марок 25,10 - 0,75;

-   на растворах с нулевой прочностью и прочностью до 0,4 МПа (4 кгс/см2) - 0,65;

-   при пустотности до 45% - по экспериментальным данным.

Расчетные сопротивления сжатию кладки из крупноформатных камней с вертикальным   соединением   «паз-гребень»   (без   заполнения   раствором)   из поризованной керамики шириной 250 мм, пустотностью до 56% со щелевидными вертикально расположенными пустотами шириной 8-10 мм при высоте ряда кладки 200-250 мм устанавливаются по экспериментальным данным. При отсутствии таких данных расчетные сопротивления следует принимать по таблице 2 с понижающим коэффициентом 0,75 для кладки на растворе М25; 0,85 - для кладки на растворе М50-М75 и 0,9 - на растворах М100 и выше.

В соответствии с техническим заданием в данном «Пособии» определены высоты здания в зависимости от заданных материалов и пролетов плит перекрытий для простенков шириной 1,0 м. Эти данные сведены в таблицы 1 и 2.

 

Таблица 1

Количество этажей в здании при кладке на теплом растворе М50 и

крупноформатном камне POROTHERM марки 100 (R = 15 кгс/см2)

 

Пролет перекрытия, м

Толщина наружной стены, мм

510

440

380

640 (510+120)

6,0

7

6

5

8

7,2

6

5

4

7

 

 

Таблица 2

Количество этажей в здании при кладке на цементно-известковом растворе

М100 и крупноформатном камне POROTHERM марки 100 (R= 18 кгс/см2)

 

Пролет перекрытия, м

Толщина наружной стены, мм

510

440

380

640(510+120)

6,0

8

7

6

10

7,2

7

6

5

9

 

Примечание к таблицам.

  • Высота этажей - 3 м.
  • Ширина простенка -1,0 м.
  • Расстояние между осями смежных проемов - 3 м (Размер проема -1,7 м - 2).
  • Перекрытия - сборные железобетонные пустотелые плиты толщиной 220 мм.
  • Плотность кладки из крупноформатных камней - 900 кг/м3-.
  • Плотность кладки лицевого слоя - 1200 кг/м3 (для стены 640 мм с лицевым слоем).
  • Постоянная расчетная нагрузка ~ 500 кгс/см2.
  • Расчетные сопротивления кладки приняты по таблице 2 актуализированного СНиП 11-22-81*.
  • В каждом конкретном случае при расчете стен с целью определения высоты здания следует выбрать наиболее нагруженный простенок и определить его несущую способность.
  • При проектировании следует учесть, что размер простенка не должен быть менее 750 мм. Исключением могут быть 2-3-х этажные здания, где размеры простенков допускаются до 500 мм. При исполнении стен из POROTHERM-2 эти ограничения не вводятся.
  • Кладку простенков следует выполнять с использованием половинок камней, изготавливаемых в заводских условиях. Камни и половинки не должны иметь трещин при кладке простенков.
  • Запрещается производить кладку столбов из поризованного керамического камня.

 

ПРИМЕР РАСЧЕТА

двухслойной кирпичной наружной стены на внецентренное сжатие

 

1. Материал стены:

  • крупноформатные керамические поризованные камни POROTHERM-510 (завод ООО «Винербергер Кирпич»). Марка - М100, плотность3, пустотность - 52%.
  • кирпич керамический лицевой пустотелый одинарный 250x120x65 мм. Марка - М100, плотность - 1200 кг/м3.
  • раствор цементно-известково-песчаный М100. 

Район строительства - г. Москва.

Основные расчетные данные:

  • высота этажа - 3,0 м;
  • высота здания от пола 1-го этажа до верхней отметки парапета - 31 м;
  • расстояние между осями смежных проемов - 3,0 м;
  • ширина простенка -1,0 м;
  • высота проема -1,7 м;
  • стены - двухслойные, толщиной 640 мм (510 + 120 + шов). Соединение слоев стальными сетками (см. Выводы);
  • расстояние между стенами - 6,0 м;
  • перекрытия - сборные железобетонные плиты толщиной 220 мм.

2.   Расчет.

  • Постоянные расчетные нагрузки от веса перекрытия и пола

P?500 кгс/м2

  • полезная расчетная нагрузка

q = 150 х 1,3 = 195 кгс/м2

  •  нагрузки на конструкции покрытия условно принимаем равными нагрузкам на перекрытия

3.   Сбор нагрузок

Нагрузка на простенок 1-го этажа. Вес кладки одного этажа за вычетом оконных проемов Р1 = 900x1,1 х(ЗхЗ - 2x1,7) х 0,51 + 1200x1,1 х (3x3 - 2x1,7) х 0,13 = 3788,4 кгс.

где: 900 кг/м3 - объемный вес кладки из поризованных камней;

1,1 - коэффициент условий работы;

1200 кг/м3 - объемный вес лицевой кладки.

Нагрузка от одного перекрытия

Р2 = (500 + 195) х 3x3 = 6255 кгс.

Суммарная нагрузка от 10-ти этажей

Р =Р1х10 + Р2х10

Р - (P1 + Р2) х 10 = (3788,4 + 6255) х 10 =100434 кгс.

Вес парапета

Р3 = 1 х 1,1 Х1400 хЗ х 0,38 = 1755,6 кгс.

Вес кладки ниже подоконника 1-го этажа (расчетное сечение)

Р4= 900 х 1,1 х 3 х 0,51 х 0,8 + 1200 х1,1 х 3 х 0,13 = 1725,76 кгс.

Считаем Р3 = Р4, т.е. из общей нагрузки вес парапета можно исключить.

4.   Расчет внецентренно сжатого неармированного простенка определяем по
формуле 13 СНиП 11-22-81* «Каменные и армокаменные конструкции».

N ? mg  ?1 R A?5

где: mg -    коэффициент, учитывающий влияние прогиба сжатых элементов на их несущую при длительно действующей нагрузке;

?1 - коэффициент продольного изгиба;

R - расчетное сопротивление кладки сжатию;

Ac - площадь сжатой части сечения;

? - коэффициент, определяемый по табл. 19*.

Рассчитываем эксцентриситет расчетной силы относительно центра тяжести сечения:

При опирании одного перекрытия весом Р2 = 6,255 тс на глубину 0,12 м момент от действия перекрытия будет равен

                    0,64             0,12        
           М = 6,255 х (———     -     ———) = 1,75 тс м.

             2                 3

Эксцентриситет действия силы будет равен        

                                                                                   1,75

           е0= —————— = 0,0174 м.

 100,434

Площадь сечения сжатой зоны простенка

       2e0                              

   Ас = А (1-  ——  ) = 64      

         h                       

  2 .1,74

             100 (1 -   ——————   ) = 6054,4 см2,

     64

 

где: 100 - ширина простенка в см.

Рассчитываем гибкость несущего слоя простенка для всего сечения и для сжатой части сечения

 3,0

        ?= —— = 4,68;  

 0,64

3,0

        ?c = ——   = 4,95

  0,605

Коэффициент продольного изгиба определяем по табл. 18 СНиП 11-22-81* для упругой характеристики кладки а=750 (принята в 2011г. по результатам испытаний лабораторией кирпичных, блочных и панельных зданий кладки из поризованных камней, выпускаемых ООО «Винербергер Кирпич»).

 

 ?+?c                0,98+0,97

            ?= ———   =   ————    = 0,975

 2                   2     


 

Коэффициент со определяем по таблице 19*, п.2

? = 1,0.

Расчетное сопротивление кладки определяем по таблице 2 СНиП 11-22-81*.

Для камня М100 на цементно-известковом растворе М100

R = 18 кгс/см2.

При этих значениях

N = 1 х 0,975 х 18 X6054.4 х 1 = 106254,72 кгс > 100434 кгс.

Прочность простенка обеспечена.

выводы

  1.  Для совместной работы основного слоя с облицовочным необходимо выполнять армирование сетками через 2-3 ряда камней, но не более 460 мм.  Сетки - оцинкованные стальные Кл. В500 (Вр-1), d = 4 мм с ячейками 50x50 мм или из коррозионностойкой стали. Использование базальтопластиковых сеток не рекомендуется (п. 4.25 СНиП). Как показали исследования (испытания), двухслойные стены, армированные сетками, можно считать за жесткое соединение.
  2. В новом актуализированном СНиП II-22-81* к табл. 2 имеется примечания, понижающие расчетное сопротивление, если на данный материал не проводились исследования. В данном случае исследования проводились ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко в 2010г.
  3. При расчете простенка ветровую нагрузку можно не учитывать, поскольку напряжения в кладке от нее составляют порядка 4% от напряжений внецентренного сжатия.
  4. Вертикальный шов между облицовочным и внутренним слоями кладки следует заполнять раствором

 

 

Приложение. Техническое задание на 1 стр.

 

 

Зав сектором прочности

каменных конструкций

ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко                                                                                           А. М. Горбунов

Комментарии к этой записи в блоге

Написать свой комментарий

captcha

    Консультация специалиста по керамическим блокам

    Если Вы нуждаетесь в пояснительной информации по товару, или тербуется предварительнй рассчет какого либо товара просим Вас по любым вопросам, связвайтесь с нашими специалистами

    телефон:


    +7 (3452) 34-82-00

    Рабочие дни пн-пт: 09:30-18:00
    сб: 11:00-14:00
    Выходные дни: вск.


Мы принимаем к оплате