эффективная кладка наружных стен дома

Эффективная кладка наружных стен дома

kirpichno betonnye steny 100 min

Подавляющее большинство современных стеновых строительных материалов характеризуются наличием определенной зависимости между такими показателями как — термическое сопротивление, масса, плотность (объемный вес) и прочность на сжатие. В самом упрощенном виде эта зависимость может быть сформулирована следующим образом: чем больше собственный вес и плотность материала, тем выше его прочность, но при этом ниже теплопроводность. Соответственно, менее теплопроводный материал обычно оказывается более легким и менее прочным по отношению к сжимающим усилиям.

На практике данная закономерность проявляется в том, что стены верхних этажей зачастую имеют излишние запасы прочности (несущей способности), в то время как стены нижних этажей обладают избыточным термическим сопротивлением. Следствием же этого дисбаланса становится неоправданное утяжеление, а следовательно – и удорожание надземных и подземных конструкций (стен и фундаментов). Вторым негативным моментом является потеря полезной площади помещений нижних этажей, что особенно актуально для многоэтажных жилых зданий, в которых каждый квадратный метр сегодня стоит навес золота.

Таким образом, массивные капитальные стены сплошной кладки из полнотелого красного или силикатного кирпича считаются неэффективным решением и их применение в современном жилищном строительстве в большинстве случаев оказывается экономически нецелесообразным.

Чтобы избежать этого, следует везде, где имеется избыток прочности, проектировать так называемые облегчённые стены из более лёгких и потому менее теплопроводных материалов, позволяющих уменьшить толщину ограждающих стен настолько, чтобы проектная прочность материала была максимально использована.

Рассмотрим наиболее распространенные и проверенные в российских климатических условиях варианты конструктивного исполнения ограждающих каменных стен облегченной конструкции.

СТЕНЫ ИЗ ЭФФЕКТИВНОГО (ОБЛЕГЧЕННОГО) КИРПИЧА

Простейшим способом рационализации кирпичной кладки стен отапливаемых зданий является использование «эффективных» видов кирпича, которые обладают существенно меньшим объемным весом и более низкой теплопроводностью, чем обыкновенный полнотелый обожжённый или силикатный кирпичи плотностью 1800 кг/м3.

К этой категории кирпича относятся:

— Плотность – 350-500 кг/м 3
— Пористость (пустотность) – 77-81%
— Теплопроводность — 0,05 — 0,12 Вт/м°С.

— Плотность – 800-1000 кг/м 3
— Пористость (пустотность) – 46%
— Теплопроводность – 0,15 — 0,25 Вт/м°С.

— Плотность – 1400 — 1600 кг/м 3
— Теплопроводность – 0,21 – 0,48 Вт/м°С.

Перечисленные разновидности эффективного (облегченного) кирпича имеют те же форму и размеры, что и обыкновенный керамический, однако средняя прочность на сжатие их на порядок меньше (как правило не более М100).

pic1 eff brick min

Рис.1 (а, б, в). Виды эффективного кирпича
а) — пенодиатомитовый кирпич; б) — поризованный кирпич; в) — известково-зольный кирпич.

Конструктивно и технологически процесс возведения каменных стен из эффективного кирпича принципиально ничем не отличается от традиционной кладки с использованием рядового глиняного камня плотностью 1800 кг/м3, но при этом облегченная кладка позволяет добиться весьма ощутимой экономии средств за счет уменьшения толщины стен на 1/2 кирпича (130 мм) и более. Однако имеются и ограничения: такую кладку следует вести только на легких цементных растворах марки не выше М15 и применять исключительно для малоэтажных строений (высотой не более 3 этажей) или верхних этажей высотных зданий. Для возведения стен «мокрых» помещений, а также для устройства печей, дымоходов и т.п. применение эффективных сортов кирпича – крайне нежелательно.

СТЕНЫ ОБЛЕГЧЕННОЙ КЛАДКИ

Более значительного снижения веса каменных стен можно добиться путем замены части внутреннего объема сплошной кладки более легким и менее теплопроводным материалом, выполняющего роль «термовкладыша».

Впервые конструктивное решение стен облегченного типа было предложено в конце XIX века известным французским архитектором Герардом фон Риле, который реализовал свою идею в проекте невиданного ранее по размерам и высоте Кельнского собора. «Стена Герарда» состояла из двух внешних стенок толщиной в полкирпича каждая, расположенных на расстоянии 180-330 мм друг от друга. Пространство между стенками заполнялось засыпным теплоизоляционным материалом: шлаком, золой и т.д. Для обеспечения устойчивости и жесткости в продольном направлении стенки «связывались» между собой поперечными вертикальными диафрагмами, образованными выпусками тычковых рядов (через 1 ряд по высоте) из каждой стенки в шахматном порядке. Дополнительное крепление стенок обеспечивалось металлическими скобами. Для предотвращения отсыревания засыпки вследствие проникающего из помещений конденсата, стены отделывались изнутри плотной штукатуркой. Принципиальная конструкция облегченной кладки наружных стен, выполненной по системе Герарда, представлена ниже на Рис.2.

pic2 stena gerarda min

Рис.2. Облегченная кладка стен по сист. Герарда. Принципиальная конструкция

Кладка по системе Герарда давала значительную экономию кирпича, но отличалась большей трудоемкостью, чем кладка сплошной стены. Связано это было, в первую очередь, со сложностью исполнения поперечных вертикальных диафрагм. К тому же она не позволяла добиться существенной экономии, т.к. требовала дополнительных затрат на изготовление и монтаж металлических связей (скоб). Еще один серьезный недостаток кладки Герарда состоял в неизбежной усадке со временем рыхлой шлаковой засыпки (особенно на глухих и высоких участках стен) вследствие ее большой высоты, что приводило к нарушению теплозащитной функции ограждающих стен и образованию зон продувания. Ну и наконец подобная конструкций стен имела небольшой запас прочности и могла использоваться для зданий высотой не более 3-х этажей.

Придуманная Герардом идея по прошествии лет много раз дорабатывалась и совершенствовалась учеными разных стран, пытавшимся устранить вышеотмеченные недостатки и добиться максимальной рационализации кирпичной кладки. Но наиболее значимые для современной строительной индустрии достижения в этой области принадлежат российские инженеры-разработчики Н.А. Попову и С.А. Власову. Последний окончательно довел до ума технологию возведения облегченных кладок, придумав так называемую «колодцевую кладку», которая до сих считается самым эффективным и рациональным решением стен облегченной конструкции.

Колодцевая или колодезная кладка все также состояла из двух кирпичных стенок с вертикальными пустотами, разделенными диафрагмами, — «колодцами», которые могли иметь разную ширину в зависимости от природно-климатических условий участка строительства и этажности здания. Изначально пустоты заполнялись засыпным теплоизоляционным материалом. Такая кладка позволяла возводить здания высотой до 5 этажей. Впоследствии в качестве теплоизоляционного слоя стали использовать легкие ячеистые бетоны и керамзитовый гравий (для малоэтажных зданий), которые не дают усадку, имеют отличные теплоизоляционные показатели и к тому же значительно повышают несущую способность стен.

pic3 obleg kladka min

Рис.3. Разновидности облегченной кладки наружных стен
А — кирпично-бетонная кладка; Б — кладка с вкладышами из легкого ячеистого бетона; В — кладка с засыпкой шлаком и горизонтальными диафрагмами.

Замена засыпного заполнения облегченных стен легким бетоном или керамзитом позволяет сэкономить до 45% кирпича без ухудшения теплоизоляционных показателей стен. Также большой популярностью сегодня пользуются различные комбинированные модификации «колодцевой» кладки, в которых вместо полнотелого используются эффективные (облегченные) разновидности кирпича. Современные примеры реализации таких кладок приведены ниже.

Источник

Эффективная кладка наружных стен дома

СТЕНЫ НАРУЖНЫЕ С ЛИЦЕВЫМ КИРПИЧНЫМ СЛОЕМ

Правила проектирования, эксплуатации и ремонта

Exterior masonry walls with brick veneer. Rules of design, operation and repair

Дата введения 2018-05-31

Предисловие

Сведения о своде правил

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)

5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)

Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных по тексту

Введение

1 Область применения

Настоящий свод правил распространяется на проектирование, эксплуатацию и ремонт многослойных наружных стен с лицевым слоем из кирпичной кладки для климатических условий России.

Настоящий свод правил не распространяется на проектирование зданий и сооружений, подверженных динамическим нагрузкам, возводимых на подрабатываемых территориях, вечномерзлых грунтах и в сейсмоопасных районах.

2 Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 4.206-83 Система показателей качества продукции. Строительство. Материалы стеновые каменные. Номенклатура показателей

ГОСТ 4.210-79 Система показателей качества продукции. Строительство. Материалы керамические отделочные и облицовочные. Номенклатура показателей

ГОСТ 4.219-81 Система показателей качества продукции. Строительство. Материалы облицовочные из природного камня и блоки для их приготовления. Номенклатура показателей

ГОСТ 4.233-86 Система показателей качества продукции. Строительство. Растворы строительные. Номенклатура показателей

ГОСТ 379-2015 Кирпич, камни, блоки и плиты перегородочныесиликатные. Общие технические условия

ГОСТ 530-2012 Кирпич и камень керамические. Общие технические условия

ГОСТ 4001-2013 Камни стеновые из горных пород. Технические условия

ГОСТ 5802-86 Растворы строительные. Методы испытаний

ГОСТ 6133-2019 Камни бетонные стеновые. Технические условия

ГОСТ 8462-85 Материалы стеновые. Методы определения пределов прочности при сжатии и изгибе

ГОСТ 9479-2011 Блоки из горных пород для производства облицовочных, архитектурно-строительных, мемориальных и других изделий. Технические условия

ГОСТ 18143-72 Проволока из высоколегированной коррозионностойкой и жаростойкой стали. Технические условия

ГОСТ 23279-2012 Сетки арматурные сварные для железобетонных конструкций и изделий. Общие технические условия

ГОСТ 25485-2019 Бетоны ячеистые. Общие технические условия

ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения

ГОСТ 28013-98 Растворы строительные. Общие технические условия

ГОСТ 31189-2015 Смеси сухие строительные. Классификация

ГОСТ 31357-2007 Смеси сухие строительные на цементном вяжущем. Общие технические условия

ГОСТ 33929-2016 Полистиролбетон. Технические условия

ГОСТ Р 54923-2012 Композитные гибкие связи для многослойных ограждающих конструкций. Технические условия

СП 2.13130.2020 Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты

СП 15.13330.2012 «СНиП II-22-81* Каменные и армокаменные конструкции» (с изменениями N 1, N 2, N 3)

СП 20.13330.2016 «СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия» (с изменениями N 1, N 2)

СП 28.13330.2017 «СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии» (с изменениями N 1, N 2)

СП 50.13330.2012 «СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий» (с изменением N 1)

СП 63.13330.2018 «СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения» (с изменением N 1)

3 Термины, определения и обозначения

В настоящем своде правил применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 каменная кладка: Конструкция из природных или искусственных камней (кирпича, блоков), соединенных между собой раствором, клеевым составом или пастой.

3.2 кирпич, камни и блоки: Полнотелые и пустотелые кладочные изделия, удовлетворяющие требованиям соответствующих национальных стандартов.

3.3 зимняя кладка: Возведение каменных конструкций при отрицательных температурах наружного воздуха на растворах с противоморозными добавками, способом замораживания, с обогревом.

3.4 многослойная (трехслойная) стена: Конструкция, состоящая из двух слоев кладки и слоя из теплоизоляционных материалов, соединенных гибкими связями.

3.5 двухслойная стена: Конструкция, состоящая из основного и лицевого слоев, соединенных между собой сетками, связями или прокладными рядами.

3.6 стена с вертикальными диафрагмами: Трехслойная стена, состоящая из двух слоев кладки, соединенных вертикальными стенками из кирпичной или каменной кладки и утеплителем между слоями.

3.7 перемычка: Конструктивный элемент балочного или арочного типа, перекрывающий проем в стене и воспринимающий нагрузку от вышерасположенных конструкций.

3.8 гибкая связь: Связь между слоями стены, обеспечивающая их свободное перемещение относительно друг друга.

3.9 лицевой слой: Наружный слой многослойной кладки.

3.10 несущие многослойные (трехслойные или двухслойные) стены с гибкими связями: Многослойные стены с несущим внутренним слоем и ненесущим наружным (лицевым) слоем, который опирается на перекрытие или стальные кронштейны.

3.11 несущие многослойные стены с жесткими связями: Трехслойные стены с соединением слоев вертикальными кирпичными диафрагмами, двухслойные стены с прокладными рядами.

3.12 ненесущие многослойные стены: Трехслойные и двухслойные стены с гибкими связями, поэтажно опираемые на перекрытия.

В настоящем своде правил применены следующие обозначения:

P00440000

площадь вертикального сечения лицевого слоя;

P00440003

площадь сечения продольной арматуры;

P00440006

площадь приведенного сечения;

P00440009

площадь сжатой части приведенного сечения;

P0044000C

суммарная площадь сечения связей;

P0044000F

суммарная площадь сечения продольных стержней связевых сеток;

эмпирические коэффициенты в формуле для определения расстояний между вертикальными деформационными швами;

P00440015

модуль упругости (начальный модуль деформаций) кладки;

P00440018

модуль деформаций кладки;

P0044001B

начальный модуль упругости бетона;

P0044001E

модуль деформаций продольной арматуры сеток из полимерных композитных материалов;

P00440021

модуль деформаций кладки;

P00440024

длина стены от угла до деформационного шва по оси X;

P004400270000, P004400270001

длины стен на Z-образном участке от угла до деформационного шва;

P0044002A

длина стены от угла до деформационного шва по оси Y;

P0044002D

суммарное значение горизонтальных усилий в кладке и продольной арматуре, определяемое для случая наступления предельного состояния в кладке и для случая образования первых трещин;

P00440030

суммарное горизонтальное растягивающее усилие в связях и продольных стержнях Г-образных сеток того же направления, расположенных на углу стены на участке высотой на один этаж;

P004400330000

прочность узла анкеровки связи;

P004400360000

расчетное сопротивление сжатию кладки;

P004400390000

расчетное сопротивление растяжению при изгибе кладки;

P0044003C0000

расчетное сопротивление кладки главным растягивающим напряжениям;

P0044003F0000

прочность кладки на растяжение;

P004400420000

горизонтальные растягивающие напряжения в кладке при образовании первых трещин;

P004400450000

расчетное сопротивление при срезе кладки;

P004400480000

расчетное сопротивление растяжению продольной арматуры;

P0044004B0000

расчетное сопротивление кладки растяжению по перевязанному сечению;

P0044004E0000

расчетное сопротивление растяжению связи;

P004400510000

расчетное сопротивление растяжению продольных стержней связевых сеток;

P004400540000

эквивалентная температура усадки;

P004400570000

высота лицевого слоя, включаемая в работу с плитой перекрытия, принимаемая равной 0,8 м;

P0044005A0000

толщина наружного слоя кладки;

P0044005D0000

толщина сжатой зоны наружного слоя;

P004400600000

толщина внутреннего слоя кладки;

P004400630000

толщина диафрагмы (расстояние в свету между наружным и внутренним слоями);

P00440066

коэффициент использования прочности слоя, к которому приводится сечение;

P00440069

коэффициент использования прочности слоя, сечение которого приводится к другому слою;

P0044006C0000

коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки;

P0044006F

коэффициент условий работы связей, зависящий от неравномерности включения в работу отдельных связей, конструкции связи, наличия или отсутствия предварительного натяжения связей;

P00440072

параметр, учитывающий изменение горизонтальных напряжений в кладке от воздействия солнечной радиации в зависимости от периода года и ориентации фасада;

P004400750000

параметр, учитывающий влияние оконных проемов в стенах;

P004400780000

температура воздуха в холодное время года;

P0044007B0000

температура воздуха в теплое время года;

P0044007E0000

температуры внутри помещения в эксплуатационный период;

P004400810000

температура возведения кладки в холодное время года;

P00440084

расчетная температура наружного воздуха в период возведения кладки в теплое время года;

расстояние от центра тяжести приведенного сечения до края сечения в сторону эксцентриситета;

P0044008A

упругая характеристика кладки;

P0044008D0000

коэффициент линейного расширения кладки;

P004400900000

коэффициент линейного расширения кладки из силикатного кирпича;

P00440093

эмпирический коэффициент в формуле для определения расстояний между вертикальными деформационными швами;

P004400960000

коэффициент надежности по материалу;

P004400990000

коэффициент условий работы продольных стержней, определяемый по таблице 6.1;

P0044009C0000

коэффициент условий работы связей, определяемый по таблице 6.1;

P0044009F0000

коэффициент условий работы при расчете кладки на период оттаивания;

P004400A20000

коэффициент надежности по нагрузке;

P004400A5

температура кладки лицевого слоя при определении растягивающих усилий, возникающих в нем в холодное время года;

P004400A8

температура кладки лицевого слоя при определении растягивающих усилий, возникающих в нем в теплое время года;

P004400AB0000

изменение температуры открытого торца плиты перекрытия;

P004400AE0000

изменение температуры кладки лицевого слоя;

P004400B10000

толщина кладки лицевого слоя;

P004400B40000

P004400B70000

деформации усадки кладки;

P004400BA0000

горизонтальные деформации кладки;

P004400BD

горизонтальные деформации, развивающиеся в кладке лицевого слоя при достижении растягивающими напряжениями своего предельного значения;

P004400C0

горизонтальные деформации, развивающиеся в кладке лицевого слоя при достижении растягивающими напряжениями своего значения P004400C20000;

Источник

Adblock
detector