Исходные данные: Междуэтажное перекрытие из деревянных балок с поперечным сечением (высота×ширина) — 25×5 см (балки перекрытия сверху и снизу фиксируются половой и потолочной доской , во избежание их скручивания). Шаг балок — Ш = 0,58 м (шаг выбран под ширину минераловатного утеплителя — 0,6 м). Длина пролета — L = 5,5 м допустимый прогиб — fдоп = 1/200 Общая распределённая нагрузка на перекрытие — q = q’ + q(вр) = 50 + 195 = 245 кг/м², где q’ — собственный вес междуэтажного деревянного перекрытия (пол+балки+черновой потолок+звукоизоляция +внутр. отделка чп) q’ = 510кг/м³×0,25м×0,05м/0,58м + 510кг/м³×(0,04+0,025)м + 30кг/м³×0,05м = 11 +33,15 + 1,5 = 45,65 кг/м² + вес внутренней отделки междуэтажного перекрытия ≈ 50кг/м² По данным из СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия», распределенная нагрузка на деревянное перекрытие для жилых зданий — q(вр)=150кгс/м² х 1,3 = 195 кгс/м², где 150кгс/м² — нормативное значение нагрузки на междуэтажное перекрытие; Если по деревянным полам будет выполнена стяжка, тяжелые перегородки, устанавливаться чугунные ванны, с каменной плитой и другие тяжелые предметы, необходимо добавить эти нагрузки к нормативному значению и произвести отдельный расчет. 1,3 — коэффициент надежности при q(вр) ≤ 200кг/м².
Максимальный изгибающий момент по центру междуэтажного деревянного перекрытия — M (max) = q(пог)×L²/8 = 142,1×5,5²/8 = 537,32 кгс•м= 53732 кгс•см qпог = q×Ш = 245×0,58= 142,1 кг•м определяем требуемый момент сопротивления деревянной балки Wтреб = Мmax / R×Кнэс, где R -расчетное сопротивление древесины хвойных пород на изгиб (vk.com/wall-72891995_334) R = 14 МПа = 142,71 кгс/см², Кнэс= 0,9 –коэффициент надежности на эксплуатационный срок 50-100лет; Кнэс=1,0 (до 50 лет); Кнэс=0,8 (>100лет) Wтреб = 53732/142,71×0,9 = 418,34 см³ Wбалки ≥ Wтреб Wбалки = b x h² / 6 = 5×25²/6= 520,83 см³ ≥ 418,34 см³, b,h — см предыдущие расчеты в группе построим свой дом. Условие по прочности чердачного перекрытия выполняется. Определение прогиба балки. f=5q(пог)×L⁴/384EJ, где q — нагрузка на балку L — расстояние между несущими стенами (длина пролёта) Е — Модуль упругости древесины, при расчете по предельным состояниям второй группы следует принимать равным вдоль волокон Е = 10 000 МПа (100 000 кгс/см2 или 10х10^8 кгс/м²) J — момент инерции, для доски прямоугольного сечения J = b×h³ / 12 = 5×25³ / 12 = 6510,42 см4, где b,h — те же обозначения что и в моих предыдущих расчётах (//vk.com/wall-72891995_213) f = 5×142,1×5,5⁴/ 384×10×10^8×6510,42×10-8 = 0,026 м или 2,6 см.
допустимый прогиб f доп = L/200 = 550/200 = 2,75см ≥ 2,6см. Условие по прогибу выполняется.
Определение прогиба балки чердачного перекрытия от точечной нагрузки P = 200 кг приложенной к балке по середине пролёта. f(max) = P∙L³/48EJ, J = b × h³ / 12 = 5 × 25³ / 12 =6510,42 см4 f = 200 кг × (5,5м)³ / 48 × 10 × 10^8 кг/м² ×6510,42× 10-8 м⁴= 0,011 м или 1,1 см.
Обрешётка — решётчатая конструкция или сплошной настил, устанавливаемый поверх стропильных ног. Является основанием для крепления кровельного материала и участвует в усилении пространственной структуры крыши. Может изготавливаться из дерева (доски, брусья) и металла (при металлической стропильной системе).
Так как наиболее распространена деревянная стропильная система, обрешётка обычно состоит из отдельных брусков, досок уложенных на расстоянии в зависимости от применяемого кровельного материала обрешётка. Сплошная обрешетка с зазором до 1 см, подходит для мягких кровельных материалов, рулонных материалов. Также сплошной настил делается в местах стыков и пересечений скатов (на коньке, ребрах, ендовах, разжелобках) и по карнизным свесам. Под волнистый шифер достаточно будет по три бруска под каждый лист; под металлическую кровлю, натуральную черепицу шаг обрешетки составляет 230-400 мм. Важный момент: толщина нижней доски обрешетки должна быть толще остальных на величину толщины кровельного материала ( например на 5,8 мм для ГОСТовского шифера ). Размеры поперечного сечения обрешетки будут зависеть от шага стропил и снеговой нагрузки. Пример расчёта стропильной системы я приводил ранее в сообществе построим свой дом. Приведем для примера расчёт обрешетки из дерева хвойных пород (сосна) сечением 50*100 мм (толщина*ширина) под волнистый шифер, с шагом стропил (Шст) — 1,2м; шагом обрешетки (Шоб) — 0,6 м; угол наклона кровли — 45°. Нагрузки на обрешетку: 1. Кровельный материал. Шифер — 19 кг/м² ( 8-ми волновый шифер, при толщине 5,8 мм и укладке с нахлестом 25см и смещением на 1,5 волны) 2. Снеговая нагрузка : S=µ×Sg, где S — искомая величина снеговой нагрузки, кг/м² Sg = 180 кг/м² — нормативная снеговая нагрузка для 3 снегового района vk.com/wall-72891995_334 (г.Москва, г.Санкт-Петербург, г.Псков). µ — коэффициент, зависящий от угла наклона крыши α, безразмерная величина. µ = 1; при α ≤ 30°, µ = 0,0333×(60-α) ; при 30° < α < 60°, µ = 0; при α ≥ 60°. Так как 30° < α < 60°, расчёт µ произведём по формуле µ = 0,033×(60-α). µ = 0,033×(60-45)= 0,495 S=Sg×µ =180×0,495=89,1 кг/м². Вес обрешётки = 510 кг/м³×0,1м×0,05м×3шт/1м² = 7,65 кг/м²; Посчитаем нагрузку на обрешетку: Снеговые нагрузки – 89,1 кг/м² Вес кровельного материала — 19 кг/м² Вес обрешётки — 7,7 кг/м² Итого: q расч = 115,8 кг/м² Проекция распределенной нагрузки на ось перпендикулярную плоскости кровли vk.com/postroim_svoi_dom q=q расч×cosa= 115,8×0,707= 82 кг/м². Формула для расчёта: b•h³ ≥ 3,125•q•Шоб•(Шст)⁴, где b — ширина обрешетки, см h — толщина обрешетки, см q — суммарная нагрузка на обрешетку, кг/м² Шоб — шаг обрешетки, м Шст — шаг стропил, м 10•5³ ≥ 3,125•82•0,6•(1,2)⁴ 1250 ≥ 318, как мы видим здесь 4-х кратный запас прочности. Рассчитаем при тех же исходных данных обрешетку 30*100 мм: 10•3³ ≥ 318 270 < 318, из неравенства видно что обрешетки сечением 30*100 мм будет недостаточно.
Под междуэтажным перекрытием (за исключением монолитного ж/б перекрытия) в блочном/кирпичном доме необходимо устраивать армированный пояс из железобетона — армопояс. Основное предназначение армопояса под междуэтажным перекрытием — равномерно распределить нагрузку на стены. В некоторых частных случаях, армопояс может быть расположен непосредственно над оконными проемами и выполнять функции перемычек. Размеры поперечного сечения армопояса и диаметр рабочей арматуры должен быть определен по расчету ж/б конструкций. Диаметр вспомогательной арматуры, не должен быть менее 6 мм. Для примера рассчитаем частный случай, где армопояс расположен непосредственно над оконным проемом и выполняет функцию ж/б перемычки.
Требуется рассчитать армопояс 250×200мм (высота×ширина) над оконным проемом шириной 2,1м; под облегченные плиты перекрытия ПНО размером 6280х990х160мм и весом 1500 кг. Расчёт. М = qL²/8, где q — распределенная нагрузка на каждый метр армопояса q = собственный вес армопояса + нагрузка от плит ПНО + эксплуатационная нагрузка q = 2500кг/м³×1м×0,2м×0,25м +1500кг/2 +400 кг/м²×6м/2 = 125 кг/м + 750кг/м + 1200 кг/м = 2075 кг/м h0 = 21см — расстояние от центра сечения арматуры до края сжатой зоны ж/б перекрытия Расчётное сопротивление сжатию для бетона класса В20 — Rпр (Rb) = 117 кгс/см2 (11,5 МПа).
b = 0,2 м , тоже значение что и в моих предыдущих расчетах в группе построим свой дом //vk.com/wall-72891995_213 Расчетное сопротивление растяжению для арматуры класса А-III — Ra = 3600 кгс/см2 (355 МПа).
М = 2075×2,1²/8= 1143,84 кг•м А0 = M/b×h0²×Rпр = 1143,84 /(0,2×0,21²×1150000) = 0,1127 По вспомогательной таблице для расчёта изгибаемых элементов прямоугольного сечения, армированных одиночной арматурой (согласно «Пособия по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 2.03.01-84)») находим η = 0,94 и ξ = 0,12 (vk.com/postroim_svoi_dom ).
Требуемая площадь сечения арматуры: Fa = M/η×h0×Ra = 1143,84 /(0,94×0,21×36000000) = 0,000165 м2 = 1,61 см2. Основная рабочая арматура армопояса: 2 стержня Аlll d12мм, центр сечения арматуры находится на расстоянии 4 см от низа армопояса.
Так как арматуру в верхнем слое и поперечное армирование в армопоясе (хомуты или вертикальные стержни) мы не предусматривали, то следует проверить прочность армопояса по касательным напряжениям:
Qmax ≤ 2.5×Rbt×b×ho , где Qmax — максимальное значение поперечной силы (определяется по эпюре поперечных сил). При нашей расчетной схеме Qmax = ql/2 = 2075•2,1/2 = 2178,75 кг; Rbt — расчетное сопротивление бетона растяжению //vk.com/wall-72891995_272, для класса бетона B20 Rbt = 9,18 кгс/см2; 2178,75 кг < 2,5×9,18×20×21= 9639 кг Q ≤ 1.5Rbt×b×h0²/с или Qmax ≤ 0.5Rbt×b×ho + 3ho×q , где Q — поперечная сила в конце наклонного сечения, начинающегося от опоры; значение с принимается не более сmax = 3ho. При нашей расчетной схеме значение Q на расстоянии 3×21 = 63 см или 0,63м от опоры составит Q = ql/2 — 0,63q = 2178,75 — 2075•0,63= 871,5кг; 871,5 кг < 1.5•9,18•20•21²/63 = 1927 кг
Условия прочности по касательным напряжениям выполняется и в этом случае расчёта поперечной арматуры по сечениям, наклонным к продольной оси, не требуется. Однако это вовсе не означает, что арматура в верхней части ж/б армопояса и поперечная арматура совсем не нужны. Арматура верхнего пояса и поперечная арматура перераспределяет внутренние напряжения, а потому использование арматуры в верхнем поясе и поперечной арматуры необходимо , так как все возможные нагрузки и их сочетания предусмотреть невозможно. Диаметр стержней арматуры верхнего пояса и поперечной арматуры можно выбрать меньше диаметра рабочей арматуры.
Монолитное перекрытие из железобетона можно назвать самым надежным и универсальным с рядом преимуществ.
Перекрыть таким способом можно помещения практически любых габаритов. Единственное условие для перекрытия больших помещений – это необходимость в дополнительных опорах. Монолитные перекрытия обладают высокой звукоизоляцией – при своей сравнительно небольшой толщине они полностью подавляют все посторонние шумы. Кроме того, вы экономите на отделочных работах. На монолитном ж/б перекрытии можно использовать практически любой тип чистового пола. Высокая несущая способность монолитного ж/б перекрытия обеспечивается арматурой, заложенной в нижней, растягивающейся зоне . Диаметр рабочей арматуры и ее шаг должен быть определен по расчету монолитного ж/б перекрытия . Диаметр вспомогательной арматуры , не должен быть менее 6 мм.
Пример расчёта монолитного ж/б перекрытия. Требуется рассчитать монолитное перекрытие толщиной 20 см в доме размером 6×9 м. Расчёт. М = qL²/8, где q — распределенная нагрузка на каждый метр монолитного перекрытия. q = собственный вес монолитного перекрытия + эксплуатационная нагрузка q = 400 кг/м²×1м + 2500кг/м³×1м×0,2м = 400кг/м + 500 кг/м = 900 кг/м h0 — расстояние от центра сечения арматуры до края сжатой зоны ж/б перекрытия Расчётное сопротивление сжатию для бетона класса В20 — Rпр (Rb) = 117 кгс/см2 (11,5 МПа). b = 1 м , тоже значение что и в моих предыдущих расчетах в группе построим свой дом //vk.com/wall-72891995_213 Расчетное сопротивление растяжению для арматуры класса А-III — Ra = 3600 кгс/см2 (355 МПа). М = 900×6²/8= 4050 кг•м А0 = M/b×h0²×Rпр = 4050/(1×0,16²×1150000) = 0,138 По вспомогательной таблице к записи находим η = 0,925 и ξ = 0,15 (vk.com/postroim_svoi_dom ). Для проектирования оптимальных по стоимости железобетонных изделий рекомендуется принимать: μ% = 1÷2%, ξ = 0.3÷0.4 — для балок μ% = 0.3÷0.6%, ξ = 0.1÷0.15 — для плит перекрытия Требуемая площадь сечения арматуры: Fa = M/η×h0×Ra = 4050/(0,925×0,16×36000000) = 0,00076 м2 = 7,6 см2. На каждом метре монолитного перекрытия должно быть 5 стержней арматуры Alll d14мм (шаг 20 см). Основная рабочая арматура Аlll d14мм располагается параллельно короткой стороне дома (6м), центр ее сечения находится на расстоянии 4 см от низа перекрытия. Fa(факт)= 1,439×5=7,695см² Fa ≤ Fa(факт) 7,6 см² < 0,7695 см² Условие выполняется.
Коэффициент армирования — μ = Fa/b×h, Процент армирования — μ% = 100×μ μ% = 100×7,695/100×20 = 0,385 % 0,385% находится в рекомендуемых пределах для плит (0,3-0,6). Проверка соблюдения граничных условий: ξ ≤ ξR ξR = ξ0/{1+σа/400(1+ξ0/1,1)} ξ0 = a — 0.008Rпр, где Rпр принимается в МПа; коэффициент а = 0.85 для тяжелого бетона и а = 0.8 для бетона на пористых заполнителях. ξ0 = 0.85 — 0.008·11,5 = 0,758 ξR = ξ0/{1+σа/400(1+ξ0/1,1)} ξR = 0.758/(1 + 365/400(1 + 0.758/1.1)) = 0,2984 0,15 < 0,2984 Граничное условие выполнено.
Проверка прочности по касательным напряжениям.
Так как арматуру в верхнем слое и поперечное армирование в монолитном перекрытии (хомуты или вертикальные стержни) мы не предусматривали, то следует проверить прочность монолитного перекрытия по касательным напряжениям :
Qmax ≤ 2.5×Rbt×b×ho , где Qmax — максимальное значение поперечной силы (определяется по эпюре поперечных сил). При нашей расчетной схеме Qmax = ql/2 = 900·6/2 = 2700 кг; Rbt — расчетное сопротивление бетона растяжению //vk.com/wall-72891995_272, для класса бетона B20 Rbt = 9,18 кгс/см2; 2700 кг < 2,5×9,18×100×16= 36720 кг Q ≤ 1.5Rbt×b×h0²/с или Qmax ≤ 0.5Rbt×b×ho + 3ho×q , где Q — поперечная сила в конце наклонного сечения, начинающегося от опоры; значение с принимается не более сmax = 3ho. При нашей расчетной схеме значение Q на расстоянии 3×16 = 48 см или 0,48м от опоры составит Q = ql/2 — 0,48q = 2700 — 900·0,48= 2268 кг; 2268 кг < 1.5·9,18·100·16²/48 = 7344 кг
Условия прочности по касательным напряжениям выполняется и в этом случае расчёта поперечной арматуры по сечениям, наклонным к продольной оси, не требуется. Однако это вовсе не означает, что арматура в верхней части ж/б перекрытия и поперечная арматура совсем не нужны. Дело в том, что мы рассчитывали монолитную плиту перекрытия на равномерно распределенную нагрузку, в действительности же нагрузка далеко не всегда может рассматриваться как равномерно распределенная. При установке тяжёлых предметов и мебели на монолитную плиту перекрытия часть нагрузок будет сосредоточенными. В таких случаях и значение момента может быть несколько больше, но самое главное, возникают значительные местные напряжения. Арматура верхнего пояса и поперечная арматура перераспределяет внутренние напряжения, а потому использование арматуры в верхнем поясе и поперечной арматуры необходимо в плитах перекрытия, для которых все возможные нагрузки и их сочетания предусмотреть не возможно. Диаметр стержней арматуры верхнего пояса и поперечной арматуры можно выбрать меньше диаметра рабочей арматуры.
Требуется рассчитать железобетонные перемычки над проёмами шириной 2 м, в доме из газобетона с шириной стен 0,3м. Железобетонные перемычки 10*7 см (высота*ширина) из бетона В20, над проемами внутри ряда блоков , с армированием А-lll d10мм в один стержень по центру перемычки. Площадь поперечного сечения арматуры Fа (факт) = 0,785 см²
Расчёт. М = qL²/8, где q — нагрузка от газобетона на перемычку, q = вес газобетона над перемычкой + вес перемычки q=(500кг/м³×0,4м×0,3м)+(2500кг/м³×0,1м×0,07м)= 77,5 кг/м. М = 77,5×2²/8 = 38,75 кг•м = 3875 кг•см h0 = 5 см (расстояние от арматуры до края растянутой зоны ж/б перемычки) Расчётное сопротивление сжатию для бетона класса В20 — Rпр (Rb) = 117 кгс/см2 (11,5 МПа). b — тоже значение что и в моих предыдущих расчетах в группе построим свой дом. //vk.com/wall-72891995_213 Расчетное сопротивление растяжению для арматуры класса А-III — Ra = 3600 кгс/см2 (355 МПа). А0 = M/b×h0²×Rпр = 9,6875/(0.07•0.05²•1150000) = 0,048 По вспомогательной таблице к записи находим η = 0,975 и ξ = 0,05 (vk.com/postroim_svoi_dom так как мы не изменяли класс бетона и арматуры то условие ξ ≤ ξR соблюдено). Требуемая площадь сечения арматуры: Fa = M/η×h0×Ra = 38,75/(0,975×0,05×36000000) = 0,000022 м2 = 0,22 см2. Fa ≤ Fa(факт) 0,22 < 0,785 Условие выполняется.
Исходные данные: Дом без теплоизоляции пола на ленточном железобетонном фундаменте в г. Пскове, Псковской обл. Нагрузка на 1 п.м фундаментной ленты определяется согласно СНиП 2.01.07. Требуется определить: — размеры вертикальной и горизонтальной теплоизоляции; — толщину грунтовой подушки. Исходные данные. В качестве теплоизолятора принимаем плиты экструдированного пенополистирола (ЭППС) ; в качестве материала для устройства грунтовой подушки и засыпки пазух котлована — отсев к/з. Грунты основания представлены супесями. Последовательность расчета. 1. Определение ИМ. Указанный параметр находим по схематической карте. ИМ = 40000 градусо-часов. 2. Определение параметров вертикальной и горизонтальной теплоизоляции. В таблице 2 индексу мороза ИМ = 40000 градусо-часов соответствуют следующие параметры теплоизоляции: — толщина вертикальной теплоизоляции δ v = 4,8 см; — толщина горизонтальной теплоизоляции по периметру здания δ h = 4 см; — толщина горизонтальной теплоизоляции на углах здания δ c = 5,3 м; — ширина теплоизоляционной юбки Dh= 0,3 м; — длина участков возле углов здания Lc = 1,2 м. 3. Расчет толщины грунтовой подушки. Толщина грунтовой подушки для отапливаемых зданий с температурой воздуха в помещениях зимой не ниже 17 °С (vk.com/wall-72891995_641) принимается 0,2 м. Ответ. На основе проведенного расчета окончательно принимаем: — толщину вертикальной теплоизоляции из плит ЭППС- 4,8 см; — толщину горизонтальной теплоизоляции по периметру здания из плит ЭППС — 4 см; — толщину горизонтальной изоляции на углах здания из плит ЭППС — 5,3 см; — ширину теплоизоляционной юбки — 0,3 м; — длину участков возле углов здания с усиленной теплоизоляцией — 1,2 м; — толщину грунтовой подушки — 0,2 м. При этом глубина котлована под ТФМЗ составит: 0,4 м +0,2 м = 0,6 м.
Фунда́мент (лат. fundamentum) — несущая часть здания/дома, которая воспринимает все нагрузки от вышележащих конструкций и распределяет их на грунты основания. Его надежность определяет надежность всего здания в целом. Именно поэтому большинство застройщиков стремятся построить надежный фундамент с запасом прочности, который подойдет для дома из любого материала. И в тоже время, далеко не все частные застройщики, ради повышения запаса прочности фундамента, готовы многократно увеличивать материальные и физические затраты на его возведение. В большинстве случаев грунт на участке строительства частного дома глинистый (супеси, суглинки, глины). Попробуем спроектировать универсальный фундамент для грунтов такого типа. Для этого предположим что при промерзании грунт будет максимально водонасыщен и увеличивается в объёме на 9% . Самые низкие предельные деформации пучения у зданий с несущими стенами из панелей, блоков(газобетон, пенобетон, керамзитобетон и т.д.) и кирпичной кладки без армирования Su = 2,5 см. Эти деформации вызовут 27 см максимально водонасыщенного промерзшего грунта (27*9%=2,43 см). Исходя из этого, слой пучинистого грунта в зоне промерзания должен составлять не более 27 см (0,27м).
Пример: Требуется запроектировать мелкозаглубленный ленточный фундамент для частного дома из газосиликатных блоков в Псковской области. Инженерно-геологические условия строительства: Грунты площадки представлены покровными супесями. Нормативная глубина промерзания супесчаного грунта в Псковской области dfn = 1,2 м.
КОНСТРУКТИВНОЕ РЕШЕНИЕ. Принимаем монолитный железобетонный фундамент, с подушкой из непучинистого материала. Глубина заложения фундамента d= 0,2 м от планировочной отметки. Толщина подушки hп = dfn – (d + 0,27) = 1,2 – (0,2+0,27) = 0,73 м. Далее делаем расчет фундамента на сопротивление грунта, см. запись ширина ленточного фундамента в сообществе построим свой дом, где из данного общего веса дома и периметра фундамента Р и расчетного сопротивления грунта основания, определяем ширину ленточного фундамента b ( vk.com/wall-72891995_288 ). S > Yn F/ Ro , где S — площадь подошвы фундамента (см2); S = Р*b F — расчетная нагрузка на основание (, в том числе фундамент, полезная нагрузка, снеговой покров…) (кг); Yn = 1,2 — коэффициент надежности; R0 = 2 кг/см² — условное расчетное сопротивление грунта основания для уплотненной песчаной подушки.
Высота фундамента h > длина дома/15. Армируем мзлф продольной арматурой диаметром стержней d≥10мм и не менее 0,1% от площади поперечного сечения фундамента с шагом не более 400 мм ( vk.com/wall-72891995_250 ) . Для защиты от диагональных трещин вводятся дополнительные продольные стрежни при высоте сечения более 700 мм (СП 52.101-2003). Располагать продольную арматуру нужно как можно ближе к верхнему и нижнему краю армопояса, с учётом требований по минимальному защитному слою бетона в 30 мм.
Поперечная арматура должна иметь диаметр не менее 6 мм при высоте конструкции до 800 мм и не менее 8мм при высоте свыше 800 мм. Максимальный шаг поперечной арматуры не должен превышать 600 мм (vk.com/postroim_svoi_dom). Поперечная арматура огибает продольную снаружи, образуя замкнутый прямоугольник, расстояния между попереч¬ными стержнями у каждой поверхности элемента должны быть не более 600 мм и не более удвоенной ширины грани элемента. На углах и пересечениях шаг поперечной арматуры уменьшаем вдвое, а также дополнительно усиливаем угловыми или П-образными элементами из продольной арматуры длиной 50 её диаметров. Песчаная подушка устраивается с послойным уплотнением через 20 см В качестве материала для устройства подушки (подсыпки) может быть использован песок гравелистый, крупный или средней крупности, мелкий щебень. В необходимых случаях для увеличения несущей способности основания целесообразно предусматривать устройство песчано-щебеночной подушки, состоящей из смеси песка крупного, средней крупности (40%), щебня или гравия (60%). При высоком уровне подземных вод и верховодке необходимо предусматривать меры к предохранению материала подушки от заиливания окружающим пучинистым грунтом. С этой целью следует обрабатывать грунт по контуру подушки различного вида вяжущими смазочными веществами или использовать полимерные материалы. Для дополнительного повышения надежности стоит выполнить утепление фундамента и грунта вблизи него для того, чтобы земля под зданием/домом не промерзала — vk.com/wall-72891995_241 . Такой способ защиты стоит относительно недорого, при этом значительно уменьшает, а в отдельных случаях полностью исключает промерзание грунта и воздействие сил морозного пучения на здание.
Глубина промерзания грунта (ГПГ) на участке строительства — одна из важных характеристик, которую необходимо узнать перед проектированием фундамента и последующим его строительством. ГПГ зависит от климатических условий, типа грунта, его плотности, а также наличия/отсутствия снежного покрова. В настоящее время на просторах всемирной паутины присутствует огромное количество таблиц и карт сезонного промерзания грунта, причем не редко значения ГПГ, для некоторых территорий, имеют немного отличные друг от друга значения. В большинстве случаев, такое незначительное отличие обусловлено изменением климатических условий в определенных регионах. Просматривая такие таблицы/карты возникает вопрос : какую величину глубины промерзания выбрать за расчетную, для своего города? К великой радости строителя, глубину промерзания грунта можно определить самостоятельно, выполнив достаточно простой расчет vk.com/postroim_svoi_dom, см. п.2.124 (2.27) пособия по проектированию оснований зданий и сооружений к СНиП 2.02.01-83 .
Величина ГПГ определяется по следующей формуле: h=√М*k ; где h — глубина промерзания грунта, метр; М — сумма абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в конкретно взятом районе,◦С; k — коэффициент, равный:
для суглинков и глин – 0,23; для супесей, песков мелких и пылеватых – 0,28; для песков гравелистых, крупных и средней крупности –0,30; для крупнообломочных грунтов – 0,34. То есть квадратный корень из суммы абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в конкретно взятом районе (М), умноженный на коэффициент (k).
Согласно таблице 5.1 СНиП 23-01-99* (СП 131.13330.2012) для Вологды таблица среднемесячных температур за год выглядит так:
Январь -11,6; Февраль -10,7 Март -5,4 Апрель 2,4 Май 10,0 Июнь 15,0 Июль 17,2 Август 15,3 Сентябрь 9,4 Октябрь 3,2 Ноябрь -2,9 Декабрь -7,9
Применяя формулу h=√М*k, суммируем все абсолютные значения месяцев с отрицательными температурами и получаем число «М» равное 38,5. Извлекаем квадратный корень из этого числа и получаем 6,20. Далее умножаем 6,20 на коэффициент k=0,23 (для суглинков и глин — vk.com/wall-72891995_533) и в итоге имеем 1,43.
h=√38,5 * 0,23 => h=1.43
То есть нормативная глубина промерзания грунта по СНиП в Вологде, в условиях суглинков и глин, составляет 1 метр 43 сантиметра. Соответственно, например, для песков крупных, она составит 6,20*0,3=1,86 м. Дело в том, что этот коэффициент возрастает по причине укрупнения частиц грунта – ведь чем они крупнее, тем больше расстояние между ними и тем глубже промерзает грунт в итоге. А для глинистых грунтов это еще влияет на их пучинистость. Чем больше воды накапливается между частицами, тем выше морозное пучение таких грунтов, ведь вода расширяется при замерзании.
h = √24,8*0,23= 4,98*0,23=1,14 м; для супесей и суглинков h = 4,98*0,28 ≈ 1,4 м ; для супесей и мелких песков h = 4,98*0,3 ≈ 1,5 м для крупных и средних песков. Здесь следует отметить, что расчетная глубина промерзания грунта h (vk.com/postroim_svoi_dom), это максимальное значение его промерзания для уплотненных грунтов, при отсутствии снегового покрова . Но тем не менее сообщество Построим свой дом, настоятельно рекомендует придерживаться расчетных значений. В жилом отапливаемом здании фактическая глубина промерзания грунта (hж) будет меньше, с учетом поправочного коэффициента. (hж=h*k).
В процессе обучения на инженерно строительном факультете, многолетнего стажа работы производителем работ по строительству, а так же строительства собственного дома, у меня накопился достаточный теоретический и практический материал, который может быть полезен тем, кого интересует строительство. Изучая строительную литературу и опыт других людей, я не только узнавал полезные вещи , но и часто сталкивался с различными ошибками в строительстве. Сегодня на просторах всемирной паутины можно найти ответ на любой вопрос, но вот будет ли этот ответ правильным остается загадкой. Не знакомый со строительными дисциплинами человек, рискует совершить ошибку, полагаясь, к примеру, на стандартные таблицы и схемы устройства фундамента, перекрытия, стропильной системы и т.д. А ведь все это можно просчитать самостоятельно, для каждого конкретного случая, несмотря на общие таблицы. Достоверность некоторых обобщенных таблиц у меня вообще вызывает сомнение, ведь даже на моем курсе, среди будущих инженеров-строителей, все расчетные задания по строительной механике, сопромату и др. проф предметам, кроме меня могли решить еще 3-4 человека из 100, и это было государственное высшее учебное заведение с очень высокой квалификацией преподавателей. Чтобы не потерять свои расчеты, я принял решение, разместить материал в интернет сети, создав сообщество «Построим свой дом», вначале оно было закрытым, но позже возникло желание поделиться своими материалами. Размещая свои расчеты, теоретический материал и фотографии из личного архива в свободный доступ через сеть интернет, я сохраняю за собой авторское право. Все желающие могут воспользоваться моими расчетами, записями и фото, репост нижеуказанных расчетов приветствуется, копирование только с указанием ссылки на источник.
Грамотно спроектированный, навесной вентилируемый фасад может прослужить очень долгий эксплуатационный срок. Но зачастую монтажники, стремятся удешевить эту сложную, и заменяют одни материалы другими, тем самым они идут на сознательное нарушение технологии. О том, во что может вылиться такая ложная экономия и как не допустить ошибок при установке навесного вентилируемого фасада, и пойдет речь далее по тексту нашего сообщества. К выбору фасадной системы следует подходить рационально. Так, цоколь здания, как правило, разумнее просто облицевать плиткой. Это существенно удешевит отделку. Отделка зданий при помощи навесных вентилируемых фасадов становится все более популярной, причем как в частном домостроении, так и при строительстве коммерческих зданий. При устройстве вентфасада, непосредственно на стены крепят базальтовый утеплитель, защищенный специальной ветровлагозащитной мембраной. Облицовочные плиты (это может быть керамогранит, натуральный или агломерированный камень, металлические кассеты, кассеты из композитных материалов, фиброцементные панели, стальные или алюминиевые конструкции и т. д.) монтируют на несущий каркас с небольшим вентзазором. Его величина (в диапазоне от 20 до 40 мм) определяется в каждом конкретном случае для обеспечения оптимального воздухообмена. Толщину утеплителя подбирают исходя из требований по теплозащите зданий. При выполнении этих условий точка росы переносится из несущей конструкции в утеплитель. Неправильный выбор утеплителя и неграмотный его монтаж приводят к тому, что материал намокает и опускается, забивая вентиляционный зазор.
Преимущества и недостатки применения навесного вентилируемого фасада. В чем преимущество такой на первый взгляд сложной, а значит, и дорогой системы отделки фасада? Прежде всего, данная конструкция не позволяет скапливаться конденсату ни на поверхности стены, ни внутри нее. Воздушная прослойка является своеобразным температурным буфером, благодаря которому фасады не промерзают зимой и не перегреваются летом, а это помогает существенно снизить расходы на отопление и кондиционирование. Снег, дождь, град и другие реалии нашего непростого климата не нарушают целостности облицовки, чего, кстати, нельзя сказать о самом распространенном отделочном материале — штукатурке. Грамотно установленный навесной фасад прослужит более 50 лет. Система навесного фасада будет работать, только если она грамотно спроектирована и качественно установлена. Теоретически систему вентилируемого фасада следует закладывать в проект дома, чтобы было время на расчеты несущей конструкции и заказ облицовочных плит. Но на практике так получается далеко не всегда. Зачастую приходится «одевать» в навесную отделку уже отстроенное здание. В этом случае необходимо учитывать материал стен. Несущие кронштейны для металлической обрешетки лучше всего держатся в бетоне и полнотелом кирпиче. Немного хуже дела обстоят с кирпичом пустотелым. А вот ячеистый бетон потребует подбора специального и, как правило, дорогостоящего крепежа. Для отделки стен из рыхлых, пористых материалов целесообразнее выбрать систему «мокрых» фасадов (оштукатуривание или облицовка плиткой).
Чтобы свести к минимуму работу по подрезке плит, при проектировании фасадной системы важно точно рассчитать размер модуля (ячейки). Он отнюдь не равен размеру самой панели. Нужно учитывать зазоры шириной от 5 до 10 мм (в зависимости от вида облицовки).
Отметим также, что облицовочная плитка малых размеров (300 х 300 или 400 х 400 мм) экономически невыгодна, — для ее монтажа потребуется слишком много крепежных элементов. Да и выглядит такая стена не очень хорошо — фасад дома будет напоминать лист школьной тетради в клеточку. Оптимальной считается плитка 600 х 600 мм, но важно учитывать, что это усредненный размер. Реальный разброс у разных производителей составляет от 595 х 595 до 610 х 610 мм. Отдав предпочтение той или иной коллекции, следует узнать ее точные параметры.
Системы крепления вентилируемого фасада. Подробного рассмотрения требует выбор крепежа. Как известно, существует две системы крепления — скрытая и открытая. Первый вариант — это металлические кляммеры, охватывающие плиту сверху и снизу. Второй — анкерные болты которые вставляются в просверленные в плите несквозные отверстия и там раскрываются подобно лепесткам цветка. Порой монтажные элементы не портят внешний вид облицовки, а напротив, добавляют ей выразительности. Использование скрытой системы крепления оправданно далеко не всегда: например, на участках фасада, несущих высокую эстетическую нагрузку. И дело не только в том, что данный крепеж обходится вдвое дороже видимого. Если плитка, закрепленная таким образом, будет повреждена для ремонта придется разбирать весь вертикальный ряд. Заменить облицовочную единицу, установленную открыто, не в пример проще. Кляммеры, окрашенные под цвет плитки, практически незаметны на фасаде. Некачественный крепеж приводит к выпадению облицовочных плиток.
Утеплители для навесных вентфасадов. Следующий немаловажный вопрос — выбор теплоизоляции. Под навесную облицовку можно помещать только утеплитель, который имеет техническое свидетельство Госстроя России, разрешающее его применение именно в вентилируемых системах. Оптимальной по всем показателям считается каменная вата. Использование непрофильных материалов (например, стекловаты) приведет к тому, что утеплитель напитается влагой, потяжелеет и осядет, сократив, а то и перекрыв воздушный зазор.
Для защиты теплоизоляционного материала можно использовать только специальную гидроизоляционную мембрану. Если же попытаться защитить теплоизоляцию полиэтиленом или фольгой (то есть материалами, не пропускающими пар), то это не только не решит проблему, но и нарушит схему работы вентилируемого фасада, который, как известно, должен «дышать». Утеплитель можно покрыть лишь специальной односторонней пароизоляционной мембраной: она будет пропускать выделяемую стенами влагу наружу, но не давать атмосферной влаге проникнуть внутрь. Кроме утеплителя важную роль в обеспечении теплозащиты играют терморазрывы — прокладки, установленные между кронштейнами и стеной. Они должны быть выполнены из материалов с низким коэффициентом теплопроводности: полипропилена, полиамида, коматекса и т. п. Не допускается применение прокладок из паронита, так как он не обладает термоизоляционными свойствами. Иногда монтажники используют специальные уплотнители, которые призваны гасить вибрации и удерживать облицовку от бокового сдвига. Но их применение ведет к снижению срока безремонтной эксплуатации системы, поскольку уплотнители имеют малый рабочий ресурс (около 10 лет). Снижение вибрации и исключение бокового сдвига облицовочных панелей должны обеспечиваться конструкцией крепежных элементов.
Монтаж вентилируемых фасадов. К сожалению, даже самый грамотный проект вентилируемого фасада может быть сведен на нет некачественным монтажом. Самая распространенная ошибка — нарушение геометрии фасада. Облицовка должна быть ровной, даже если рельеф стен далек от идеала. Кроме того, панели не должны смещаться относительно вертикальной и горизонтальной осей. Как это не парадоксально, но очень распространенной ошибкой является установка крепежа прямо в кладочный шов элементов стены. Монтаж вентилируемого фасада. Поверхность облицовки должна быть идеально ровной, с точным соблюдением толщины швов. Несоблюдение нормативной толщины шва приводит к тому, что плитки начинают давить друг на друга, трескаться и отлетать. А если плитка смонтирована с отклонением от плоскости, это будет заметно при солнечном свете. Многие строители грешат несоблюдением нормативной толщины шва. Установленные встык, плитки за счет температурных деформаций начинают давить друг на друга, растрескиваться и выпадать. А утеплитель при отсутствии должной вентиляции намокает, промерзает и сползает со стен. Слишком большой зазор между облицовочными панелями приведет к излишнему увлажнению теплоизоляции атмосферными осадками. Особое внимание следует уделять оформлению оконных проемов. Сейчас на российском рынке представлено множество видов навесных фасадов. К сожалению, многие отечественные производители идут по простому пути, в точности копируя зарубежные системы. А между тем то, что прекрасно работает в мягком климате Германии или Франции, может не выдержать наших долгих зим. Толщина утеплителя (а значит, и расстояние от облицовки до стены здания) в российских погодных условиях должна быть существенно больше, чем у наших «западных партнеров».
