Существует два основных типа конструкционного армирования кладки стен дома из мелких газобетонных блоков. Оба типа конструкционного армирования стен из газобетона не повышают несущую способность газобетонной кладки, а лишь снижают риск возникновения температурно-усадочных трещин и снижают раскрытие трещин при подвижках и деформациях основания постройки, превышающих допустимые пределы. Поэтому целесообразность конструкционного армирования должна быть оценена на этапе проектирования применительно к каждому конкретному дому из газобетона (ячеистого бетона). Вреда строению от избыточного армирования кладки из газобетона нанесено быть не может. Первый тип конструкционного горизонтального армирования газобетонной кладки используется для предупреждения образования трещин вокруг оконных, дверных и иных проемов в стенах из газобетонных блоков. Этот тип армирования может быть рекомендован для всех типов построек из мелких газобетонных (ячеистобетонных) блоков, за исключением случаев поэтажно опертых газобетонных стен в задниях с несущим монолитным железобетонным каркасом. Второй тип конструкционного армирования кладки из газобетона применяется для предупреждения возникнновения тепературно-усадочных трещин (например при строительстве из «свежего», только что выпущенного газобетона, который заведомо будет подвержен усадке, что акутально в пик строительного сезона, когда газобетон продается «горячим из автоклава»), при строительстве домов из газобетона в регионах со значительными годичными колебаниями температур воздуха, при значительных ветровых нагрузках, либо при В зарубжных руководствах для строительства домов из газобетона предусмотрен и третий тип армирования газобетонной кладки — вертикальный, который связывает фундамент и верхний обвязочный монолитный пояс газобетонных стен. Такой вид армирования требуется для строительства домов в сейсмоопасных и ураганоопасных районах или в других условиях, когда стены из газобетона могут испытовать значительные горизональные нагрузки (дома на склоне, сход лавин, армирование отдельностоящих стен и ограждений). Вертикальное армирование рекомендуется зарубежными производителями газобетона (Xella) для усиления углов задний и примыканий стен. Внутреннее вертикальное армирование может увеличить несущую способность стены из газобетона, при меньшем увеличении общей теплопроводности конструкции (в отличии от применения открытого железобетонного каркаса). Также вертикальное армирование применяется при строительстве из крупноформатных стеновых газобетонных панелей, которые пока не представлены на российском рынке. Подробно вертикальное армирование стен из газобетона мы рассматриваем в отдельной статье. Конструкционное горизонтальное армирование газобетонной кладки осуществляется арматурой А400-А500 (А400С-А500С). Суммарная площадью поперечного сечения арматуры должна составлять не менее 0,02% от пощади армируемого сечения кладки. Пример расчета: при армировании глухой стены высотой 3 метра, сложенной из газобетонных блоков шириной 30 см площадь сечения стены составит 3000 мм х 300 мм = 900 000 мм2. Определяем требуемое сечение араматуры: 900 000 мм2 /100 x 0,02 = 180 мм2. Армирование производится с шагом по высоте максимум 1 метр, значит, понадобится минимум 6 стержней арматуры. Определяем требуемое сечение арматуры по таблице (для 6 стержней). Условиям удовлетоворяют стержни арматуры диаметром 6 мм и более. При увеличении толщины стены понадобится либо увеличение диаметра арматуры, либо более частое армирвание. При конструкционном армировании газобетонных стен арматура размещается либо в горизонтальных растворных швах, либо в бетонных поясах, параллельных горизонтальным швам кладки. Бетонные пояса устраиваются в штробах сечением 2,5 на 2,5 см, которые прорезаются ручным штроборезом (без пыли, но тяжко), угловой отрезной машинкой (легко, но с облаками пыли), либо электрическим профессиональным штроборезом (быстро и почти без пыли, но дорого). Штробы должны быть расположены не ближе 6 см от края газобетонного блока. Перед укладкой арматуры, из штробы удаляется пыль, штроба увложняется до изменения цвета, затем (примерно на 2/3 ее высоты) заливается пластичный цементный раствор или клей для газобетона, после чего арматурные стержни переменного диаметра втапливаются в раствор. Хотя расчеты на основании требований СТО НААГ 3.1–2013 говорят о возможности использования арматуры диаметром 6 мм, некоторые производители газобетона (H+H) рекомендуют использовать арматуру d8. Чтобы не прибегать к расчетам, можно запомнить, что стенах из газобетонных блоков толщиной 25 см и более по краям кладки (на расстоянии не менее 60 мм от внешней поверхности блоков в кладке) устанавливают два ряда арматуры, а в стенах толщиной 20 см и менее – один арматурный стержень диаметром 8 мм, располагаемый по центру стены. Посовременным требованиям сохранения структурной целостности зданий хотят бы один пояс армирования должен быть непрерывным (выполненным неразрывными или с анкеровкой арматуры). Посмотрим на возможные варианты горизонтального конструкционного армирования глухих стен из газобетонных блоков: |
Максимальное расстояние между рядами горизонтального конструкционного армирования — 100 см. На практике это означает, что армируется каждый четвертый ряд газобетонных блоков высотой 25 см, и каждый третий ряд кладки из газобетонных блоков высотой 30-35 см. При отсутствии в конструкции стены обвязочных монолитных железобетонных поясов перекрытий (например при устройстве сборных деревянных перекрытий по деревянным (композитным) балкам) ряды горизонтального армирования газобетонных стен обязательно располагаются под и над рядом кладки в плоскости перекрытия (Вариант «Б» на схеме выше). Конструкционное горизонтальное армирование проемов размещается по их нижней грани. На основании требований СТО НААГ 3.1–2013 используются стержни арматуры суммарной площадью поперечного сечения не менее 50 мм Например, при армировании оконного проема шириной 2 метра, арматура должна заходить за грани проема не менее чем на 200/3 = 67 см с каждой стороны проема. Требования к конструкции конструктивного армирования проемов в стенах из газобетонных блоков согласно Building Code Requirements for Masonry Structures ACI 530-05/ASCE 5-05/TMS 402-05, раздел 1.14.2.2.7: горизонтальная арматура должна раполагаться в рядах кладки над и под проемом и должна заходить за грани проема на величину |
Армирование газобетонной кладки: технология, выбор арматуры
При возведении конструкций из блоков ячеистого бетона особое значение имеет армирование газобетонной кладки. Применение этого легкого пористого стройматериала считается экономически выгодным и быстрым способом монтажа стеновых элементов. Газобетон обладает прекрасной теплоизоляцией, паропроницаемостью и еще многими сильными качествами, но есть и один весомый недостаток — слабая устойчивость к изгибающим деформациям. Поможет устранить этот существенный минус газоблоков — армирование.
Суть процесса и необходимость
В строительной сфере газобетонные блоки пользуются большой популярностью. Из них возводят здания и сооружения различных размеров, видов, назначений. И порой стены нуждаются в дополнительной фиксации, укреплении и улучшении несущей способности. Для этого строители предлагают армировать кладку. Это защитит постройку от разрушения и повысит эксплуатационный срок. При выборе арматуры учитывается масштаб строения, и чем он больше, тем толще потребуется армирующий элемент. Прибегнуть к армированию нужно, если планируется возвести стены высотой более 6 м. В этом случае арматура поможет правильно и равномерно распределить нагрузку на все здание.
Без надлежащего армирования многоэтажное сооружение может треснуть либо деформироваться.
Выбор арматуры
Чтобы сделать армирование стен из газобетона крепким и надежным, важно правильно подобрать материал. Более прочным считается рельефный железный элемент, изготовленный методом горячей прокатки и имеющий диаметр среза 8 мм. Но также укреплять газобетонную кладку можно стеклопластиком, которому присущи следующие преимущества:
Стеклопластик имеет хорошую устойчивость к коррозии и деформации, поэтому может применяться для армирования.- малый вес;
- высокая устойчивость к коррозии и механической деформации;
- большой срок службы.
Но имеются у стеклопластика и слабые стороны. Существенным минусом материала считается отсутствие гибкости. А также относят к недостаткам такого армирующего материала необходимость применения особых гильз для скрепления конструкции. Если нужно провести армирование кладки из бетона между рядами, то для этой цели подойдет исключительно кладочная сетка, которая изготавливается из проволоки шириной 3 мм.
Технология армирования
При возведении стен
Важным этапом строительства является армирование, но не все элементы будущей постройки нуждаются в нем. Так, при кладке стены обязательно нужно прибегнуть к армирующему материалу, когда укладывается первый ряд блоков. В этом случае укрепление постройки арматурой производят на фундамент и только после устанавливают газоблоки. Не обойтись без упрочнения газобетонной кладки при строительстве стены высотой более 6 м. Тогда закладывают дополнительный горизонтальный армирующий элемент в каждом 4 ряду. Опытные строители выделяют и другие моменты, когда армирование газобетона, используемого для возведения стены, чрезвычайно необходимо:
Укреплять металлическими прутьями необходимо те места, на которые предполагается большая нагрузка.- Примыкания перекрытий к стеновым элементам. В таком случае требуется армопояс, предполагающий закладывание стержней в U-образные газоблоки.
- Оконные проемы.
- Зоны потенциального превышения нормативной нагрузки.
Усиление стеновой конструкции осуществляют следующим образом. Для стены толщиной 20 см берут стальные прутики диаметром 8 мм и прокладывают один из них посередине газоблочного ряда. Если стена толще, то понадобится проложить 2 прута параллельно друг другу в предварительно сделанные штробы. Готовые канавки очищают от пыли и заливают клеевой состав, после прокладывают арматуру и снимают излишки клея. Некоторые газобетонные стены нуждаются и в вертикальном укреплении. К такому виду увеличения несущей способности постройки прибегают, когда используется газобетон низкого качества, имеющий минимальные показатели плотности, и если в определенных местах конструкции стены налегают тяжеловесные элементы.
Применение армосетки
Армирование газобетонных блоков сеткой при возведении стены также возможно. Такой способ не хуже увеличивает устойчивость стеновой конструкции к деформациям и также как усиление стальными прутьями не влияет на несущие способности перегородок. Чтобы уложить сетку, не нужно штробить газоблоки, достаточно промазать их поверхность клеем и выложить арматуру, после чего нанести второй слой раствора.
При оборудовании проемов
Обязательными точками упрочнения являются оконные проемы, где арматура укладывается на ряд под ними.При работе с газобетонными блоками армирование под оконными проемами обязательно. Армирующие изделия укладывают на последний ряд газоблоков перед оборудованием окна. Вымеряют требуемую длину, учитывая тот момент, что арматурные стержни должны быть больше габаритов оконного отверстия на 50 см. После этого в газобетонной кладке штробят борозды, выметают из них мусор и смачивают водой. Далее заливают клеевой раствор на ½ паза и прокладывают железную арматуру. Доливают до верха клей и выравнивают шов.
Усиление оконных и дверных проемов проводят и с помощью арматурной сетки. Важно чтобы она выступала за границы отверстия будущего окна или двери примерно на 1—1,5 м. Обычно к использованию сетки прибегают, когда толщина кладки менее 250 мм. При правильном армировании здание будет прочным и прослужит не один десяток лет.
Как выполнять вертикальное армирование стен из газобетона
В России традиционно сложилось так, что армирование стен, выполненных из газобетонных блоков, выполняют только горизонтальными сетками. Такое конструктивное армирование предохраняет стеновую конструкцию от появления трещин, возникающих при усадке фундамента. Но как показывает опыт, требуется выполнить и вертикальное армирование, особенно в местах со сложным рельефом, сильной ветровой нагрузкой и высокой сейсмической активностью (7 и выше баллов). По крайней мере, многие производители газобетонной продукции, например, Xella, Delta, Contec и E-Crete разработали и успешно применяют такие схемы армирования газобетона. Ниже по тексту приведены названия нормативных документов, которые стали руководством и для наших проектировщиков и строителей.
Отличия вертикального армирования от монолитного каркаса
На практике строители часто ошибочно считают, что здание, возведённое по технологии полного железобетонного каркаса с заполнением стен газобетонными блоками и является вертикально армированным. По факту это не так, т.к. в этом случае именно железобетонный каркас здания воспринимает все нагрузки, а газобетонные стены – самонесущие. Кладка, которой заполняют пространство, играет роль теплоизоляции и при этом никаких силовых нагрузок не несет. Отметим также, что монолитный каркас является хорошим мостиком холода и если не принять соответствующих мер, то как минимум в таком здании будет некомфортно жить в зимнее время и, само собой, произойдет рост расходов на поддержания нормативного уровня теплоснабжения и горячей воды.
Дом на монолитном каркасе с заполнением газобетонными блоками. Это не вертикальное армирование!
Принципиальное отличие монолитного каркаса от вертикального армирования в том, что бетонные включения при вертикальном армировании скрыты в толще газобетона, либо открыто с внутренней стороны стены.
Для чего выполняют вертикальное армирование?
Его применяют в строительных конструкциях, которые подвергаются большим боковым нагрузкам. К примеру заборы, стеновые конструкции зданий, расположенных на склонах. Такое армирование применяют и в районах с повышенной сейсмической активностью. Кстати, в сейсмоопасных районах выполняют армирование во всех плоскостях стены. Это позволяет поднять параметры стойкости самого здания и как следствие, допускается применение блоков из газобетона с меньшей плотностью, что позволяет снизить расходы на возведение стен.
Создание вертикальной армированной конструкции позволяет более равномерно распределить силовые нагрузки, которые возникают при строительстве сооружений с применением длинномерных балок и другими тяжелыми строительными конструкциями. Также вертикальное армирование позволяет усилить перевязку кладки, оконные и дверные проемы, простенки.
Зарубежные строительные компании применяют такой способ при возведении больших конструкций из газобетонных панелей, которые в нашей стране пока не применяют.
Газобетон, в отличие от множества других строительных материалов обладает низким коэффициентом растяжения, а это приводит к его усадке или разбуханию, особенно в межсезонье. Такие колебания приводят к тому, что на его поверхности образуются трещины, приводящие к постепенному разрушению конструкции. Использование арматуры при возведении стен из газобетонных блоков позволяет не допустить подобных дефектов и заметно продлить срок службы здания в целом.
Варианты конструкций вертикального армирования газобетона
О-блоки
Для устройства вертикального армирования применяют так называемые О-блоки. Их производят многие зарубежные поставщики газобетонной продукции. Кроме того, существует достаточно простой способ их самостоятельного изготовления. Для этого достаточно использовать корончатый бур с диаметром 120 – 150 мм.
Штробы прямоугольного сечения для одиночной арматуры
Существует и другая методика устройства вертикальных включений, без использования о-блоков. С внутренней части стены делаются вертикальные прямоугольные штробы. Для получения проемов в блоках допустимо использовать бензиновый или электрический инструмент, например, угловые шлифовальные машины, пилы, лобзики. Кроме этого, строители широко применяют штроборезы. Перед тем как приступить к вырубке штробы, необходимо провести тщательную разметку. Для того, что бы эта канавка была выполнена без искривлений, имеет смысл закрепить на стене доску и работать инструментом рядом с ней, используя ее в качестве направляющей.
В такие штробы закладывают одиночную арматуру диаметром не менее 14мм и закрывают бетоном класса не ниже В15. Расстояние от граней блоков должно быть выдержано не менее 50мм.
Штробы для арматурных каркасов
При сейсмичности района строительства от 7 баллов и выше одиночной арматуры недостаточно. Поэтому вертикальное армирование выполняется пространственными каркасами 3 или 4 вертикальных стержня, связанных поперечными хомутами. Штробы треугольного или квадратного сечения аналогично прорезываются с внутренней части стены, вставляется каркас и пространство заполняется бетоном.
Варианты сопряжения вертикальной арматуры с фундаментомПоперечную арматуру в каркасах устанавливают с шагом 16 диаметров вертикальных стержней. Хомуты могут быть изготовлены из гладкой арматуры от 6 до 8 мм. Железобетонные включения этого типа скрывают внутри несущей стены либо размещают ее на внутренней поверхности стен. Иногда застройщики перестраховываются и выполняют монтаж такой конструкции при малоэтажном строительстве, особенно когда в конструкции здания применяют газобетонные блоки марок B2,0-B2,5. Его технических свойств вполне хватает для удержания нагрузок, возникающих при монтаже на них плит перекрытий. А вот при возведении зданий высокой этажности без использования вертикального армирования уже будет сложно обойтись.
Варианты устройства штробирования газобетона. Вид в плане.Как выполнять вертикальное армирование газобетонных стен?
Для обеспечения правильной и эффективной работы вертикального армирования и несущих элементов здания, рабочую арматуру требуется анкерить в фундаменте в нижней части и в обвязочном монолитном поясе в верхней части. Армирование может быть выстроено в пределах одного этажа или проходить через все или несколько этажей.
Для этого проектом обычно предусматривается установка анкеров на этапе устройства фундаментов.
Анкеры представляют из себя стержни в виде буквы Г. В соответствии с действующими стандартами анкерные стержни следует заглублять в тело фундамента не менее чем на 15 см. Г-образная часть при этом делается не менее 20см. Соединение анкера и вертикальных стержней выполняют на сварке с нахлёстом не меньше 40 диаметров рабочей арматуры и не менее 610мм.
Зарубежные строители используют для соединения арматуры и анкера различные резьбовые втулки. Для этого, в стене выполняют временный проем и после того, как анкер и пруток соединены, его необходимо заполнить бетоном. В нашей стране такой способ пока не получил широкого распространения.
Варианты опирания несущих элементов на газобетонную стенуВ случае, если стена уже возведена, то для сопряжения анкеров и вертикальной арматуры в нижней части стены вырезают проём для работ по соединению, впоследствии заполняемый бетоном.
Возможна фиксация прутков в изготовленный заранее фундамент. Для этого в нем изготавливают отверстия глубиной в 150 миллиметров для установки анкеров и заливают эпоксидной смолой или ее аналогами.
Анкровку в теле обвязочного пояса выполнять проще – по периметру стены устанавливается опалубка, и выпуски вертикальной арматуры связываются с горизонтальным арматурным каркасом. После чего заливается бетон.
Базовые требования к вертикальному армированию
Как уже отмечалось, в Российской Федерации эта технология практически не применяется, и наши строительные специалисты руководствуются основными техническими требования к вертикальному армированию изложенными в Building Code Requirements for Masonry Structures ACI 530-05/ASCE 5-05/TMS 402-05, разделе 1.14.2.2.7.
- В частности, для изготовления такой конструкции необходимо использовать арматуру, сечение которой не может быть меньше 129 квадратных миллиметров. Такое сечение имеет пруток с диаметром 14 миллиметров.
- Стержни арматуры должны быть установлены на расстоянии 61 сантиметра от проемов, свободных концов стен из газобетонных блоков.
- Если выполняется подвижное сопряжение стен из газобетонных случаев, колонна должна быть размещена на расстоянии не более 20 сантиметров он концов стены.
- Если в стене изготовлен проем размером до 400 миллиметров, то вертикальную конструкцию можно не использовать, но при условии того, что проем не оказывает влияния на расположение горизонтальной арматуры.
- При строительстве в районах с повышенной сейсмической активностью, колонны должны обеспечить связь фундамента с мауэрлатом и крышей. Максимальное расстояние между колоннами должно быть равно 305 мм. Это положение определено в ACI 530-05/ASCE 5-05/TMS 402-05, разделе 1.14.2.2.2.1.
Как армировать колонны из газобетона
Армированные колонны, необходимо выполнять в местах проявления высоких нагрузок, к примеру, там, где установлены длинномерные балки. Кроме вышесказанного, эта строительная технология позволяет повысить прочность стен сооруженных из газобетонных блоков низкой плотности.
Армирование колонны из газобетонных блоковВ требованиях ACI 530-05/ASCE 5-05/TMS 402-05, изложенными в разделе 2.1.6. установлены некоторые размеры, которые обязательны для соблюдения при проведении работ. Так, минимальный размер простенка в газобетонной стене в 200 миллиметров, в то время как без использования арматуры минимальный размер составляет 600 миллиметров. В этом нормативном документе определены и минимальные размеры, которым должны отвечать колонны вертикального армирования. Так, говорится и том, что соотношение высоты колонны к размеру диаметра или ширины не должно быть 25. Одновременно с этим установлена пропорция отношения между площадью сечениями прутка арматуры и сечения колонны не должна превышать 0,04.
Немного об экономике и безопасности
Бесспорно, при использовании технологий подобного типа происходит рост объема материалов и происходит увеличение трудоемкости. Но надо понимать, что меры по дополнительному усилению прочности строительных конструкций, особенно несущих, напрямую связано с безопасностью и здоровьем тех, кто проживает или работает в возводимых сооружениях.
Армирование кладки из газобетона
Армирование стен из газобетона выполняется не с целью повышения несущей способности кладки. Главная цель армирования – снижение риска появления трещин, которые могут образовываться от возникающих напряжений. Под воздействием влаги и температуры, в результате попеременных процессов усадки и набухания блоков, в газобетонной кладке возникают растягивающие деформации. Нагрузка, возникающая в местах дверных и оконных проемов, вызывает стягивающие деформации в углах, и растягивающие деформации под и над проемами. Поскольку газобетон имеет низкую прочность на растяжение, растягивающие деформационные нагрузки могут вызывать образование трещин. Армирование определенных рядов несущих стен, как раз и компенсирует деформационные напряжения в кладке.
Существует много мнений о том, как и в каких местах выполнять армирование газобетона. Рекомендуемая технология строительства из газобетона определяет несколько ключевых узлов, в которых наиболее важно выполнять армирование.
Такими местами являются первый ряд кладки, последующий каждый четвертый ряд, места опирания перемычек и места под оконными проемами. Также всегда необходимо устраивать армопояс (армированный кольцевой бетонный пояс) в уровнях перекрытий и в уровне под стропильной системой крыши.
Для армировки стен из газобетона используют прутковую арматуру, которую укладывают в заранее прорезнные штробы. При однослойной конструкции стен и толщине используемых блоков 250-400 мм, в каждый армируемый уровень, необходимо укладывать по два прутка стержневой арматуры, при толщине кладки 200 мм и менее, один.
Штробы размером 25х25 мм прорезаются в поверхности кладки параллельно друг другу на расстоянии от краев блока не менее 60 мм. Штрабление легко выполняется ручным или электрическим штраборезом.
Для лучшего сцепления клеевого раствора с блоками, проштрабленные пазы необходимо очистить от пыли обычной щеткой.
На угловых блоках арматуру следует изгибать, как показано на рисунке, но не сопрягать друг с другом путем стыкования прутьев.
Для армирования чаще всего используется ребристая стержневая арматура ø 8 мм. Перед укладкой арматуры штрабу необходимо заполнить клеем.
После заполнения штрабы клеем следует вдавить в нее арматуру таким образом, чтобы клеевой раствор полностью покрывал арматуру. Следует следить, чтобы клеевой раствор равномерно обволакивал арматуру, тем самым создавая защитный слой. Излишки клея необходимо удалить. Такая технология защитит арматуру от возможной коррозии и совместит работу арматуры с кладкой.
Далее на армированный ряд укладывают очередной ряд газобетонных блоков на клеевом растворе.
Подоконная зона также армируется, путем укладки арматуры в двух параллельных штробах. Длина арматуры подбирается такой, чтобы она залегала в кладку на 0,5-0,8 м, с каждой стороны проема. При небольших проемах лучше укладывать непрерывную арматуру либо соединяемую внахлест.
Для предотвращения трещинообразования в верхних углах дверных и оконных проемов следует выполнить армирование опорных зон под перемычки на расстоянии 0,5-0,8 м, а наружную плоскость стен заармировать фасадной щелочестойкой стеклосеткой.
В заключении хочется добавить, что никогда не стоит экономить время и средства на армирование газобетона, а также устройстве армопояса в уровнях между этажами и уровне крепления стропильной системы, так как от этого напрямую зависит долговечность конструкции здания.