AWANS INFORMACJE FORUM Dla nauczyciela Dla ucznia LOGOWANIE


Katalog

Bogusław Nowak
Zawodowe, Referaty

Zasady projektowania konstrukcyjnego betonów komórkowych

- n +

Zasady projektowania konstrukcyjnego betonów komórkowych

Pod koniec XIX w. opracowano technologię wytwarzania bloczków z materiałów mineralnych: piasku kwarcowego i margla wapiennego. Na przełomie stulecia proces udoskonalano poprzez zastosowanie hartowania parą. Tak powstał parobeton - beton komórkowy. Mieszanka mączki kwarcowej i środków wiążących jest spulchniana, a następnie hartowana parą w autoklawach. Wapno reaguje w temperaturze ok. 190 0C z kwarcytem dając w wyniku nowy materiał mineralny - tobermorit, nadający otrzymanemu produktowi doskonałe właściwości mechaniczne.

Produkowany od przeszło stu lat materiał charakteryzuje się obecnie bardzo wysokimi parametrami technicznymi i wysoką jakością. Podstawowymi zaletami technicznymi betonów komórkowych są:
- Duża lekkość.
- Wysoka wytrzymałość na ściskanie.
- Wysoka izolacyjność cieplna.
- Dobra akumulacja ciepła.
- Otwartość na dyfuzję pary wodnej.
- Ognioodporność.
- Mała odkształcalność.
- Dobra mrozoodporność.
- Dobra izolacyjność akustyczna.
- Niska radioaktywność.
- Wolny pobór wody w czasie.
- Materiał ekologiczny.

W dalsze części referatu zajmiemy się analizą jednej zalety tj. dużej wytrzymałości na ściskanie. Mur z betonu komórkowego jeszcze 10 lat temu wykonywano na zwykłe spoiny, których grubość wynosiła zwykle 8 - 15 mm. pogarszało to znacznie właściwości termiczne całego muru oraz obniżało znacznie jego nośność na ściskanie. Obecnie stosuje się najczęściej tzw. cienkie spoiny grubości 1 - 3 mm. Taka niewielka grubość spoiny nie wpływa znacznie na obniżenie nośności całego muru, przez co nośność muru jest większa niż w systemie tradycyjnym. Do niedawna obowiązująca norma (PN - 87/B - 03002) nie uwzględniała przy obliczaniu nośności muru na cienkie spoiny, dlatego nie było możliwości projektowania budynków o większej ilości kondygnacji z betonu komórkowego. Normy zachodnie przewidywały jednak możliwość zwiększenia nośności stosując cienkie spoiny. W Polsce pierwsze przepisy projektowe zawarte zostały decyzją Instytutu Techniki Budowlanej w 1994 r., a pięć lat później powstała obecnie już obowiązująca nowa norma: PN - B - 03002 1999 - Konstrukcje murowe niezbrojne. Projektowanie i obliczanie.
Według nowej normy wytrzymałość muru na ściskanie obliczamy według wzoru:

fd - wytrzymałość obliczeniowa.
fK - wytrzymałość charakterystyczna.
γm - częściowy współczynnik bezpieczeństwa.

Częściowy współczynnik bezpieczeństwa zależy obecnie od kategorii wykonania robót na budowie oraz kategorii produkcji elementów murowych.
Norma przewiduje dwie kategorie wykonania robót:
- kategoria A: roboty murarskie wykonuje wyszkolony zespół pod nadzorem majstra budowlanego, stosuje się zaprawy produkowane fabryczne.
- kategoria B: kiedy warunki określone w kategorii A nie są spełnione.

Jest to istotna zmiana gdyż różnica między współczynnikiem dla najlepszych kategorii, a najgorszych wynosi 50%. Oznacza to zmieszenie nośności aż o 50% przy kategorii robót B i II kategorii elementów. Porównajmy teraz wytrzymałość na ściskanie według starej i nowej normy.

Przykład:
Obliczyć wytrzymałość obliczeniową muru na ściskanie dla muru z betonu komórkowego marki 4 wykonanego na cienką zaprawą przy kategorii robót A i kategorii elementów I, a następnie porównać do wytrzymałości obliczeniowej dla muru z betonu komórkowego tej samej marki 4 przy normalnych spoinach z zaprawy marki m2 (według starej normy).

Dla muru na cienką spoinę (fK = 2,5 MPa, γm =1,7).


Dla muru na normalną spoinę (wg starej normy)
Rmk =0,9 MPa m.m =0,85 γm =1,2


Porównując wyniki możemy określić przeszło trzykrotnie większą wytrzymałość na ściskanie dla muru na cienką spoinę obliczaną wg nowej normy.

Tak znaczny wzrost nośności przy stosowaniu muru na cienką spoinę umożliwia wznoszenie wysokich obiektów do 5 kondygnacji, a nawet więcej. Co więcej stosując mur z betonu komórkowego na cienką zaprawę nośność jego jest porównywalna z nośności muru z cegły klasy 10 na zaprawie marki 2 (fK = 2,5 MPa dla betonu komórkowego; fK = 2,7 MPa dla cegły).

Ściany mogą być wykonywane z niewypełnieniem spoin pionowych. Niewypełnienie spoin pionowych zmniejsza znacznie pracochłonność robót murarskich i nie ma praktycznie wpływu na nośność ściany obciążone pionowo. Wypełnione spoiny pionowe powinny być jednak zawsze w ścianach piwnic oraz na terenach działalności górniczej.

Połączenie ścian nośnych z działowymi lub usztywniającymi mogą być realizowane na stŹk lub na strzępie pionowe. W połączeniach na styk stosuje się łączniki metalowe z blachy ocynkowanej o minimalnej nośności 40 KN.

Wieńce żelbetowe należy stosować przy dwóch lub więcej liczbie kondygnacji oraz w każdym przypadku na terenach działalności górniczej.

Wieńce żelbetowe mają zadanie zapewnić ogólną zwartość budynku. Wieńce żelbetowe wyrównują różnicę odkształceń ścian o różnym module sprężystości lub różnie obciążonych.

Zbrojenie wieńców przejmuje też siły rozciągające powstałe w murze na skutek odkształceń termicznych, a także nierównomiernego osiadania budynku. Zgodnie z nową normą zbrojenie podłużne wieńców powinno być zdolne do przeniesienia siły rozciągającej nie mniejszej niż Fi:

Li - odległość usytuowanych poprzecznie ścian usztywniających.
Zbrojenie należy wykonać ze stali A0 do AIII powinno być ciągłe lub tak zakotwione, aby w każdym przekroju było zdolne do przeniesienia wymaganej siły Fi. Minimalne pole przekroju wieńca 0,025 m2. konieczne jest również połączenie zbrojenia płyt stropowych z wieńcem. Pole przekroju zbrojenia łączącego powinno być zdolne do przeniesienia siły 40 KN/m. długości ściany.

W celu zapewnienia właściwego współczynnika przenikania ciepła, w miejscu wieńca stosuje się płytki z betonu komórkowego z naklejaną warstwą styropianu lub wełny mineralnej.

Nadproża w ścianach z betonu komórkowego stosuje się zwykle prefabrykowane do przykrywania otworów o rozpiętości do 2,5 m z beleczek betonu komórkowego lub monolityczne wykonywane w kształtkach U. Przy większej rozpiętości lub znacznym obciążeniu wykonuje się nadproża betonowe monolityczne ocieplane od zewnątrz warstwą styropianu.

Zbrojenie nadproża, jego wielkość i usytuowanie zależy od obliczeń konstrukcyjnych. Minimalna długość oparcia nadproża powinna wynosić 200 mm.

Słupki żelbetowe w ścianach z betonu komórkowego mogą być przy mniejszych wymiarach wykonane w kształtkach "U", przy większych wymiarach mogą wypełnić całą szerokość muru przy murach wewnętrznych, lub pomniejszona o grubość ocieplenia przy murach zewnętrznych. Zbrojenie słupów zależy od obliczeń konstrukcyjnych. Zaleca się połączyć słupy ze ścianą co 3 - 4 warstwy kotwą stalową z blachy ocynkowanej.
W nowoczesnych systemach z betonu komórkowego możliwe jest również wykonanie ścian piwnic, stropów oraz dachu z betonu komórkowego. W Polsce stosuje się przede wszystkim beton komórkowy w ścianach nadziemia w innych przypadkach jest to jeszcze rzadko spotykane.
 
fb fk
2,0 1,3
2,4 1,8
3,0 2,0
4,0 2,5
5,0 2,8
6,0 3,2
Tabela 9 PN - Wartości fk dla murów z bloczków z betonu komórkowego na cienkie spoiny - MPa [1]
Kategoria produkcji elementów murowych Kategoria wykonania robót.
A B
I 1,7 2,2
II 2,2 2,5
Tabela 13 PN - Wartość częściowych współczynników bezpieczeństwa dla muru - γm [1]

Biografia:
1. PN - B - 03002 (lipiec 1999) Konstrukcje murowe niezbrojne. Projektowanie i obliczanie.
2. PN - 87/B - 3002 Konstrukcje murowe. Obliczanie statyczne o projektowanie.
3. Budownictwo mieszkaniowe w systemie Hebel. Poradnik projektanta.
4. Projektowanie konstrukcyjne budynków (Zeszyty techniczne Ytong) B. Lewicki.
5. Materiały reklamowe Prefbet Śniadowo.
6. Dom z betonu komórkowego I. Widera.

 

Opracowanie: mgr inż. Bogusław Nowak
(ZST Wodzisław Śląski)

Zgłoś błąd    Wyświetleń: 1232


Uwaga! Wszystkie materiały opublikowane na stronach Profesor.pl są chronione prawem autorskim, publikowanie bez pisemnej zgody firmy Edgard zabronione.


BAROMETR


1 2 3 4 5 6  
Oceń artukuł!



Ilość głosów: 0

Serwis internetowy, z którego korzystasz, używa plików cookies. Są to pliki instalowane w urządzeniach końcowych osób korzystających z serwisu, w celu administrowania serwisem, poprawy jakości świadczonych usług w tym dostosowania treści serwisu do preferencji użytkownika, utrzymania sesji użytkownika oraz dla celów statystycznych i targetowania behawioralnego reklamy (dostosowania treści reklamy do Twoich indywidualnych potrzeb). Informujemy, że istnieje możliwość określenia przez użytkownika serwisu warunków przechowywania lub uzyskiwania dostępu do informacji zawartych w plikach cookies za pomocą ustawień przeglądarki lub konfiguracji usługi. Szczegółowe informacje na ten temat dostępne są u producenta przeglądarki, u dostawcy usługi dostępu do Internetu oraz w Polityce prywatności plików cookies.
Dowiedz się więcej.