Толщина плиты фундамента под газобетонный дом: Толщина фундаментной плиты для домов из газобетона, бруса и кирпича

Содержание

Толщина фундаментной плиты для домов из газобетона, бруса и кирпича

Главным элементом строящегося объекта является несущее основание. Его тип зависит от предполагаемой нагрузки здания, климата, а также вида грунта и рельефа местности. Монтаж единой фундаментной плиты под домом позволяет возвести прочную систему, оказывающую сбалансированное давление на грунт.

Оглавление:

  1. Преимущества и недостатки
  2. Пошаговая технология строительства
  3. Что влияет на толщину?
  4. Правила самостоятельного расчета

Плюсы и минусы

Армированный несущий монолит является простейшим вариантом жесткого и надежного фундамента с разной величиной заглубленности. Его положительные и отрицательные стороны определяются типом постройки.

Плюсы Минусы
Фактически не углубляется, находится на поверхности почвы, затраты на земляные подготовительные работы минимизированы. Монтируется под каркасные, каменно-кирпичные и газобетонные строения высотностью не более 3 этажей.
Плита может быть возведена на любых видах грунта, имеет высокую морозостойкость. За счет песчано-гравийной подушки не деформируется, почти не дает усадки. Срок работ увеличивается, так как требуется выдержать полный цикл застывания бетона.
Гарантированный срок эксплуатации, при соблюдении нормативов >150 лет. Необходима укладка гидроизоляционного слоя и качественного дренажа.
Поверхность монолита не требует выполнения стяжки пола при отделке и настилании покрытий. Площадка под заливку фундаментной плиты должна быть выровнена, не иметь наклона.
Заливка не предполагает высоких квалификационных умений. Большая площадь соприкосновения с землей защищает от проникновения талых и грунтовых вод. За счет использования большого количества арматуры и бетонной смеси имеет высокую стоимость, которая при возведении заглубленной конструкции может достигать 50 % цены всего строительства.

В зависимости от региона для предотвращения промерзания грунта предусматривается утепление фундаментного монолита.

Технология строительства

Подготовительный этап включает в себя проведение исследования почвы, выбор наиболее подходящего места бетонирования и выемку почвенного слоя под котлован установленной проектом глубины.

1. По всему периметру формируется уплотняющая подсыпка 20-40 см, состоящая из песка с гравием либо щебнем. Толщина каждого слоя в основном одинаковая. Он распределяет нагрузку, компенсируя ее:

  • гасит вспучивание грунта с высокой влажностью;
  • уравновешивает малую плотность;
  • является дренажной прослойкой.

Размер фракции щебня или гравия определяет способность конструкции пропускать под собой воду без ущерба прочности.

2. На подготовленную подушку или между ее слоями укладывается гидроизоляция, при необходимости стыки герметизируются. Это действие позволяет защитить основание от намокания, предотвратить появление плесневелого грибка и разрушения объекта.

3. Вокруг котлована обустраивается дренажная система, и устанавливаются опалубка.

4. Выполняется вязка двухконтурного арматурного каркаса:

  • сечение металлического прутка >12 мм;
  • минимальное расстояние между ребрами – 10 см;
  • арматурная решетка укладывается с шагом в 20-30 см;
  • перпендикулярно расположенные части соединяются вязальной проволокой;
  • расстояние от каркаса до края плиты должно составлять >5 см.

5. Заливается бетонная смесь марки М300 и выше. Процесс бетонирования производится сразу. Если это неосуществимо, то котлован заполняется постепенно, слоями по 15-20 см, с временными промежутками, не превышающими 12 часов.

Чтобы не произошло нарушения пропорционального соотношения компонентов в бетоне, нужно сохранять правильный температурно-влажностный режим во время затвердевания.

Прочностные характеристики набираются основанием в течение 28 дней, однако добавка присадок позволяет значительно сократить этот период. После застывания конструкция гидроизолируется битумно-обмазочными материалами. Весь процесс занимает довольно много времени.

От чего зависит толщина?

В большинстве случаев максимальная толщина фундаментной плиты равна 50-60 см, так как больший размер требует значительных финансовых вложений.

1. Конструктивный расчет параметров включает в себя:

  • массу возводимого объекта, получаемую посредством перемножения площадей кровли, перекрытий и стен с удельным весом строительных материалов;
  • среднестатистические характеристики состава почвы;
  • равномерность залегания пластов.

2. Вычисление высоты монолита невозможно произвести без учета бетонного слоя над и под арматурным каркасом, а также сечения прутка. В процесс обустройства включаются дренажный слой и песчаная подушка.

Материал сооружения Толщина основания, см
Газобетон и другие легкие строительные составляющие 15
Дома из блоков 25-30
Двухэтажные дома из газобетона, а так же каменно-кирпичные строения 50

3. Расчет толщины плитного фундамента напрямую зависит от материала, из которого производится монтаж здания. Результат должен соответствовать нормативам СНиП и ГОСТ. Если планируется возводить кирпичный дом, то толщина варьируется в пределах 35-40 см.

Для определения общего количества раствора перемножаются площадь и высота основы. При этом из полученного в итоге результата требуется вычесть массу и размер термоизоляции.

Как выполняется расчет?

Толщина фундаментной плиты и жесткое ее армирование позволяют предохранить здание от деформаций, справиться с изменением нагрузок в разных частях сооружения.

1. Двухэтажный дом дает изгибающую нагрузку с центром посередине. Если предполагается возведение дома с небольшим количеством несущих стен, то для снижения вероятности разрушения требуется увеличить высоту.

2. Толщина плиты для такого дома и прочих объектов, имеющих прямоугольное основание, рассчитывается по формуле:

S > K(надежности) × F / K(работ) × R S – площадь, см2.
K(надежности) – фиксированные данные, в среднем 1,2.
F – объединенная нагрузка, получаемая от строения, меблировки, а также действия снега и ветра.
K(работ) – варьируется от 0,7 до 1,05, зависит от грунта.
R – расчетные параметры сопротивления почвы, кг/см2

3. Если деревянный или кирпичный дом имеют фундамент неправильной формы, чтобы узнать его площадь, надо:

  • разбить его на простые геометрические фигуры;
  • вычислить объем каждой части;
  • сложить полученный результат.
V(общ) = (S1*h) + (S2* h)+ …n V(общ) – общая площадь монолита.
S1, 2 и т.д. – размер площадей полученных фигур.
h – высота.

При планировании возведения коттеджа, состоящего не из одного этажа или имеющего жилую мансарду, к полученной высоте дополнительно прибавляется 35 см. Для дома из газобетона и других легких сооружений, возводимых на твердых грунтах, можно использовать среднестатистическую величину высоты, равную 30-40 см. Во всех остальных случаях расчет перед заливкой монолитного основания обязателен, так как только оптимальное давление на грунт позволит фундаменту выполнить возложенные на него функции. Превышение допустимой массы даст сильную усадку грунта, а при недостаточном весе плита будет излишне подвижной, что может привести к деформации построенного на ней здания.


 

Плитный фундамент под газобетонный дом

Перед тем, как начать процесс проектирования будущего дома, необходимо оценить такие величины, как несущая способность грунта на участке, степень его пучинистости, уровень залегания грунтовых вод и т. п. В результате может получиться так, что выявленные параметры особо не порадуют — например, грунт является просадочным, верховодка находится очень близко к поверхности, и обнаружены еще какие-нибудь неприятные сюрпризы, что делает устройство классического ленточного основания чрезвычайно трудоемким, или вообще невозможным. В этом случае, хорошим фундаментом для будущей постройки станет сплошная плита. При возведении домов, с использованием, в качестве материала для стен, газобетона, такой вид основы является одним из наиболее рекомендуемых на сложных грунтах.

Понятие плитного фундамента

Этот вид основания представляет собой, как уже и было сказано выше, сплошную плиту, внешний контур которой повторяет периметр будущей постройки и характеризуется наиболее низким давлением на грунт, поскольку она распределяется на всю его поверхность.

Виды плитных оснований

Строго говоря, плитный фундамент — это название неконкретного основания, а группы, в которую входят, заглубленный и незаглубленный типы. Существует также такая разновидность, как плитное основание с ребрами жесткости — используется на слабых грунтах для тяжелых домов, этажностью более трех. Еще выделяют, сборный плитный фундамент – он состоит из отдельных плит, но такое основание является слабым, и применяется только для очень небольших построек. Нам более интересен незаглубленный тип плитного фундамента, его еще называют «плавающим».

«Плавающая» плита

Откуда взялось такое название? Как мы уже установили, сплошное плитное основание используется на очень ненадежных и сложных грунтах, которые подвержены таким неприятным явлениям, как просадка, сильные морозные пучения и т. п. Они, в свою очередь, создают определенные нагрузки и на фундамент. В этом случае, получается, что основание, воспринимая все эти усилия, приподнимается, либо опускается, в зависимости от их направления, при этом не деформируясь. Получается, что фундаментная плита, вместе с построенным на ней домом из газобетона, как бы «плавает» на поверхности грунта.

Важно! Пусть понятие «плавающий» не вводит вас в заблуждение. На самом деле основание может приподниматься или опускаться всего на несколько миллиметров.

Основные требования, предъявляемые к фундаментной плите

Как уже и было сказано ранее, такое тип фундаментов идеально подходит для строительства домов из газобетона. Он относится к классу ячеистых бетонов, и обладает, наряду с хорошей паропроницаемостью, и низкой теплопроводностью, еще и таким основным параметром, как легкость. Но вот прочность его, в сравнении с другими (бетон, кирпич) материалами достатчно низка. И, как и все каменные материалы, он деформируется с образованием трещин.

Соответственно, нагрузка от дома из газобетона на фундамент достаточно невысока, что с одной стороны дает возможность использовать различные типы оснований. Но с другой стороны, такая основа должна быть надежной, и не допускать деформаций конструкции.

Итак, основные требования, предъявляемые к фундаментной плите — это ее хорошая несущая способность, возможность успешно противостоять разнонаправленным изгибающим нагрузкам, как со стороны будущей постройки, так и от воздействия сил, возникающих непосредственно в грунте. В отличие от того же ленточного основания, расчет фундаментной плиты — дело довольно сложное, поэтому лучше обратиться в проектную организацию, но все же можно выполнить эту работу и самостоятельно.

Виды расчетов, используемых при проектировании плитного основания.

При проектировании фундаментной плиты, для дома из газобетона, необходимо сделать следующее:

  • определить толщину основания – важная величина. Ей будет уделено особое внимание в данной статье;
  • найти массу будущего дома, учитывая постоянные и переменные нагрузки — в дальнейшем понадобится при прочностных расчетах;
  • вычислить периметр фундамента необходимо для расчета количества утеплителя;
  • определить площадь поверхности, в том числе и боковой;
  • рассчитать требуемое количество бетона, и его массу. Находится первая величина путем умножения площади подошвы основания на толщину. Вторая – полученный объем умножается на плотность смеси;
  • рассчитать массу основания;
  • найти величину давления плиты на грунт — иначе это называется расчет несущей способности;
  • произвести расчеты общей длины арматуры.

Порядок определения толщины плитного фундамента

Толщина плитного фундамента, определяется на основе статистических данных, исходя из рассчитанной ранее массы постройки. В зависимости от веса дома (в свою очередь, эта величина является производной от материала стен, вида перекрытий, снеговой, и других переменных нагрузок), подбирается этот параметр. Например, для деревянного дома вполне достаточно будет изготовить плиту толщиной 15-20 см, если же мы строим из газобетона, то здесь уже будут величины порядка 20-25 см. Больше делать не стоит — будет значительный перерасход материала, при невысоком увеличении прочности. В случае, когда необходимо построить массивное здание, например, из полнотелого кирпича, то нужно рассматривать иные варианты плитного основания, например, с ребрами жесткости.

Расчет основания на прочность

Данный расчет необходимо выполнить, чтобы определиться с конкретной маркой бетона. Делается он достаточно просто: берется вес дома, который мы уже рассчитали ранее, и делится на площадь непосредственной опоры стен на фундаментную плиту. Чтобы определить эту величину, необходимо рассчитать периметр застройки, и умножить его на толщину стен, естественно с поправками в меньшую сторону. После того, как масса дома поделена на площадь опоры, полученная цифра сравнивается с табличным значением прочности бетона на сжатие, после чего и производится выбор конкретной марки. Разумеется, показатель прочности бетона должен быть выше расчетной нагрузки.

Определение несущей способности.

При этом виде расчетов, мы используем совместно вес дома и фундаментной плиты, которая в свою очередь складывается из массы бетона и арматуры. Сам расчет прост — полученная масса делиться на всю площадь плитного основания. Полученную величину нужно сравнить с табличными характеристиками несущей способности конкретного грунта — того, что на вашем участке. Если величина нагрузки получается выше, то нужно будет, либо производить земельные работы по повышению несущих способностей почвы, либо пересматривать проект и уменьшать вес всего дома.

Важно! При всех расчетах вводите поправочный коэффициент, не менее 10%. Величины, стоящие в числителе дроби, увеличьте на этот размер, те, что в знаменателе соответственно уменьшите.

Возведение плитного фундамента: порядок и важные моменты.

Раскроем некоторые основные моменты, с которыми вам придется столкнуться, при расчете и возведении такого типа основания. Сразу отметим, что фундаментная плита, при ее грамотном изготовлении, может прослужить до ста пятидесяти лет – согласитесь, достаточно серьезный срок. Но чтобы ее правильно сделать, должен быть проведен точный расчет. Например – вы планируете построить большой дом из газобетона, или сооружение нестандартной формы. Тогда вам не обойтись без деформационных швов – в этом случае будет не один, а несколько плитных оснований. И стены из газобетона должны будут иметь аналогичные конструктивные элементы.

Важно! При проектировании такого типа фундамента нужно учесть, что плита должна быть немного больше, чем габариты будущей постройки, что необходимо для правильного распределения нагрузок.

Основа надежности плитного фундамента — правильное армирование. Необходимо использовать стандартные арматурные прутки диаметром не менее 12 мм, которые связываются в решетку, с размером ячейки, не более 20 сантиметров. В этом случае экономия неуместна, поскольку именно этот металлический каркас и работает на растяжение, и не позволяет появиться трещинам в плите. Про арматурную решетку стоит еще добавить, что она должна располагаться, как показывает расчет, не ближе (но и не дальше), чем в пяти сантиметрах от поверхностей будущей плиты, что необходимо для наилучшей совместной работы стали и бетона, и противостояния изгибающим напряжениям.

Подготовка основания. Хочется сразу отметить, что объем земляных работ, при строительстве такого фундамента, может быть значительным, несмотря на то, что плита, по сути дела, изготавливается на поверхности. Первоначально снимается верхний слой земли, вместе со всей растительностью — процессы гниения и разложения органики под будущим основанием нежелательны. Затем делается опалубка, после чего формируется специальная «подушка», на которую и будет опираться плита. Делается она из гравия среднего и мелкого размера — первый слой, который затем засыпается песком. Гравий необходим в качестве дренажа, песок, в некоторой степени сглаживает воздействие от сил морозного пучения. Для справки, общая толщина такой подсыпки может доходить до полуметра.

После отсыпки подушки необходимо озаботиться гидроизоляцией фундамента. Сделать это необходимо, поскольку стены из газобетона очень хорошо впитывают воду, в том числе и из основания. А это, как вы сами понимаете, не нужно. В качестве гидроизоляции хорошо подойдут различные пленочные материалы, главные факторы здесь – хорошее сопротивление подпору воды из почвы, и его долговечность.

Далее, нужно решить вопросы, связанные с утеплением. Для этой цели рекомендованы плиты из экструдированного пенополистирола — их необходимо уложить непосредственно внутрь опалубки по периметру. Можно вернуться к этому вопросу и после заливки фундамента.

Монтаж арматуры и заливка бетона

Важно! До заполнения опалубки бетоном необходимо подвести все коммуникации к будущему дому. Потом это будет сделать гораздо сложнее.

При заливке самой плиты, нужно постараться организовать весь процесс так, чтобы не было длительных перерывов в подаче раствора, иначе в основании могут появиться слабые места. Не забываем, что для получения качественного результата, бетон требует вибрации или штыкования — для удаления из смеси пузырьков воздуха и увеличения однородности массы. Кроме того, в период созревания, необходимо защищать его от быстрого пересыхания, излишнего переувлажнения и морозов. Только в этом случае основание будет надежным, и ваш дом из газобетонных блоков прослужит долго.

расчет толщины бетона для дома из газобетона

Эскиз с указанием толщины плитного фундамента

Монолитные плитные фундаменты можно встретить не только в частном, но и хозяйственном строительстве. Монолитные плиты способны выдерживать большие нагрузки, масса построенного здания равномерно распределяется между плитой и грунтом, поэтому фактор проседания в таких основаниях отсутствует.

Они могут быть различной конструкции, глубины установки и типа, но в целом, состоят из бетона и арматурного пояса. Дополнительно используется песчано-гравийная подушка и гидроизоляция, но это уже сопутствующие материалы и на толщину, собственно, плиты они не влияют. Часто используются как основание для газобетонных и кирпичных зданий.

Какие параметры влияют на расчет плиты

Схема с указанием толщины всех слоев плитного фундамента

Любой расчет плиты для монолитного фундамента нужно начинать непосредственно с подготовки эскизного проекта будущего дома. Также изначально учитывается еще ряд ключевых параметров, без которых правильно посчитать толщину основания не получится:

  • материал будущего здания, это может быть дерево, кирпич или газобетон;
  • расстояние между арматурными слоями. Это расчетный параметр, зависит от глубины залегания грунтовых вод, структуры почвы и способа выполнения плиты;
  • расчетная толщина бетона. Нужно помнить, что бетон должен полностью закрыть арматуру на всех плоскостях без исключения, желательно давать резервную толщину по опалубке не менее 5−7 см;
  • толщина, тип и размеры арматурной сетки.

Как правило, для мягких и легких строительных материалов, типа газобетона, достаточно только просуммировать все эти показатели и тогда получится толщина плиты. Оптимальной считается толщина плиты в 20− 30 см, но конечный результат также определяется составом почвы и равномерностью залегания всех грунтовых пород. Иногда к таким показателям также добавляется параметр послойного суммирования, если грунты неоднородные.

Кроме габаритов самого плитного основания, существует также толщина дренажного слоя, песчаной подушки и гидроизоляционного слоя. Также нужно помнить, что для обустройства такого фундамента нужно снять верхний плодородный слой почвы и вырыть котлован на глубину не менее 0,5 м. Такая глубина залегания дна котлована определяется необходимостью укладывать щебень толщиной 0,2 м и песок на толщину 0,3 м.

В результате получается, что расчетная толщина плитного фундамента составляет суммарно приблизительно 0,6 м. Но и такая величина не считается стандартной, ведь также существует фактор проседания почвы за счет массы здания, есть свои характеристики грунта и высота расположения грунтового горизонта. Также стоит учитывать массу бетона, которая также будет влиять на толщину конструкции в целом.

Например, фундамент для кирпичного дома должен на 5 см быть толще, чем для газобетона. Также учитывается наличие дополнительных этажей, так как каждый добавляет свою нагрузку на основание, и оно будет равномерно возрастать в толщине.

Итак, чем выше и больше здание, тем толще фундаментная плита, а если дом сделан из газобетона, тогда плита будет еще толще. Стандартный двухэтажный дом из газобетона будет устроен на плите толщиной от 35 см, иногда даже и больше, если дом имеет сложную структуру и разветвленную систему несущих стен и перегородок.

Для чего нужно рассчитывать толщину плитного фундамента

Толщина готового плитного основания под здание

Все расчеты плитных оснований всегда делаются в строгом соответствии с нормами ГОСТ и СНиП. Если будет точно рассчитано, какая конструкция для данного здания будет оптимальной, то можно точно рассчитать необходимое количество бетона для его возведения и фундамент получится очень прочный, как и будущий дом.


Перед началом расчетов нужно дополнительно получить следующие данные:

  1. Общий периметр фундамента (соответствует размерам дома, может быть немного больше за счет дополнительной отмостки или внешнего гидроизоляционного слоя).
  2. Суммарную площадь плиты с учетом всех защитных слоев и гидроизоляций.
  3. Площадь поверхностей, которые прямо контактируют с грунтом.
  4. Количество строительных материалов
  5. Расчетные нагрузки на почву за счет подошвы.

А также необходимы данные о конструкции арматурного пояса, периодичности ячеек и общего веса арматуры.

Расчет песчано-щебеневой подушки

Схематическое отображение плитного фундамента с указанием толщины песчано-щебневой подушки

Толщина подушки часто меняется в зависимости от состояния грунта и типа здания, а также из чего дом сделан. Толщина зависит от множества показателей, ведь для деревянных зданий достаточно подушки толщиной в 15 см, а вот для массивных домов из газобетона – уже не менее полуметра. Но, как правило, толщина подушки рассчитывается для каждого дома индивидуально, тут учитываются следующие факторы:

  • состояние и структура грунта;
  • степень промерзания почвы;
  • пучение почв и сезонные подвижки;
  • влажность почвы и высота залегания грунтовых горизонтов;
  • материал дома и суммарная масса здания;
  • размеры плиты.

Щебень в подушке нужен для компенсации пучинистости грунта, поэтому невысокую плотность почвы щебень компенсирует каменистостью. Также это отличный дренажный материал, особенно на глинистых грунтах с высоким содержанием влаги. Песок обеспечивает равномерное распределение массы здания по всей площади подошвы.

Пример расчета основных параметров плиты фундамента

Эскиз оптимальной толщины плиты фундамента

Чтобы правильно разобраться в расчете параметров плитного фундамента, а также четко рассчитать необходимое количество бетона, стоит использовать следующий пример:

  1. Принимается типичное здание из газобетона площадью 100 м² (10х10) и под него подбирается плитный фундамент на скальных породах толщиной 0,25 м мелкозаглубленного типа.
  2. Объем плиты в таких случаях составляет 25 м³. Это суммарное количество бетона, необходимое для заливки такой конструкции. Тут объем арматурной сетки принимается за ноль, чтобы не усложнять расчеты. На практике такие расчеты также проводятся, но уже для больших сооружений.
  3. Установка ребер жесткости, которые используются для повышения надежности конструкции. Шаг ребер жесткости составляет 3 м, при этом создаются квадраты.
  4. Длина ребер жесткости будет соответствовать длине фундамента, а высота – это толщина плиты.

Итак, для заливки плитного фундамента площадью 100 м² нужно использовать 25 м³ бетона. Также сюда пойдет некоторое количество арматуры, гидроизоляции и песка со щебнем для подушки. В целом хочется отметить, что любому застройщику посчитать толщину плиты можно самостоятельно, достаточно иметь минимальные математические знания.

Зато, если сразу сделать расчет фундаментной плиты, то можно в общем контролировать расходы строительных материалов, и следить за недобросовестными строителями, а также четко определиться с размерами дома из газобетона или кирпича. Необходимое количество материалов Вы так же можете посчитать на нашем онлайн калькуляторе.

толщина для дома из газобетона, минимальная величина

На чтение 6 мин Просмотров 1.3к. Опубликовано Обновлено

Обустройство монолитных опорных систем широко распространено в частном и промышленном строительстве. Такой выбор является оптимальным, а иногда и единственным, когда возведение зданий приходится осуществлять на неустойчивых, рыхлых и сильноувлажненных почвах, когда закладка глубокой ленты или свайного поля не представляется возможной. Железобетонная фундаментная плита под дом из газобетона является отличным решением в подобных ситуациях. Сооружение характеризуется высокой прочностью, надежностью и долговечностью.

Описание монолитной плиты и технические характеристики

Чем тяжелее материалы стен, тем толще должна быть монолитная плита для фундамента

Монолитное основание представляет собой железобетонную плиту, форма которой соответствует конфигурации внешних стен дома.

Если смотреть на это сооружение схематически, его внутреннее устройство в разрезе выглядит следующим образом:

  1. Котлован. Оборудуется во всех случаях, независимо от глубины заложения опорной системы. Предназначен для размещения всех ее элементов.
  2. Дренажное полотно. Укладывается на дно ямы для предотвращения размывания амортизационной подсыпки.
  3. Подушка. Изготавливается из песка и щебня. Толщина варьируется в пределах 30-50 см в зависимости от типа грунта и массы знания.
  4. Изоляционный слой. Как правило, делается сочетание рубероида и пенопластовых плит. Защищает бетон от холода, влаги и находящихся в земле активных химических соединений.
  5. Стальной каркас. Служит для принятия нагрузок на растяжение, сжатие, скручивание и изгиб. Предотвращает появление трещин, обеспечивает равномерное распределение веса здания по всей площади и передачу его на грунт.
  6. Бетон. Для заливки делается смесь марки М300 и выше. Толщина бетонной плиты рассчитывается в каждом случае отдельно с учетом сопутствующих выполняемой задаче условий. Минимальная толщина бетонной плиты — 20 см для строения из газобетона и 30 см из кирпича.

Плавающее основание целесообразно заглублять на толщину подушки, плюс 3-5 см для плиты. Больше утапливать фундамент не стоит, так как его может затопить талыми и ливневыми водами, что крайне нежелательно для стен.

По форме нижней плоскости плитные основания бывают ровными и с ребрами жесткости. Последние применяются при возведении этажных сооружений и на слабом грунте.

Когда высоты первого уровня недостаточно для создания слоя теплоизоляции, делают цоколь. Целесообразно строить его не ниже 150 см, чтобы иметь возможность обустроить в пространстве между плитами технический этаж для размещения коммуникаций, приборов отопления, водоснабжения и фильтрации.

Что влияет на расчет толщины монолитной плиты фундамента

Монолитный фундамент возводится на нестабильных пучинистых глинистых почвах

Толщина фундаментной плиты для двухэтажного дома из газобетонных блоков рассчитывается путем сопоставления следующих данных:

  • Масса строения. Слагается из материала стен, перекрытий, окон, дверей, мебели и бытовой техники.
  • Тип грунта. Определяется его плотность, степень пучинистости, уровни содержания щелочи и кислот. Глубина промерзания не учитывается.
  • Влажность почвы и глубина залегания подземных вод. Определяет вероятность проседания и деформации грунта, подмывания основания фундамента.
  • Средняя и максимальная зимняя температура, необходимость использования утеплителя и его тип.
  • Несущая способность грунта. Определяется в тоннах на единицу площади. Если эти показатели низкие, монолитная железобетонная плита может иметь большие размеры, чем стены здания.

После сопоставления всех данных делается расчет площади и толщины перекрытия.

Минимальная толщина

Размеры монолитной плиты для фундамента

Пенобетон относится к классу легких пористых стеновых материалов, однако готовая конструкция создает ощутимую нагрузку на опорную систему. К весу блоков добавляются перекрытия, массивные окна и двери, довольно тяжелая кровельная система.

С противоположной стороны на опорную систему воздействуют нагрузки от пучинистого, разбухающего и ссыхающегося при изменении влажности грунта. Из-за этого возникает эффект плавающей плиты, когда она приподнимается и опускается синхронно с деформирующимся грунтом.

Исходя из анализа таких факторов получается, что основным критерием расчета параметров основания является сила скручивания и изгибания. Чтобы этому эффективно противостоять, монолитная плита фундамента для дома из газобетона должна иметь толщину не менее 20 см при условии возведения одного этажа, и по 5 см дополнительно на каждый новый этаж или мансарду. Тонкая плита просто треснет из-за разницы в нагрузках по площади, а более тяжелое основание повлечет неоправданные расходы.

Необходимость расчета

Пенобетон трескается, если плита-основание тонкая и прогибается

При планировании строительства дома из газоблоков следует учитывать особенности этого материала. Он отличается низким удельным весом, высокими теплоизоляционными качествами и ровными гранями, что способствует получению ровной и аккуратной кладки. Вместе с тем блоки очень хрупкие. Если железобетонная плита изгибается, то пенобетонная стена трескается. Кроме этого нужно помнить, что материал гигроскопичный и нуждается во внешней отделке.

Вышеперечисленные факторы определяют требования к основанию для пенобетонного дома:

  • Достаточная прочность, чтобы противостоять вертикальному давлению конструкций дома.
  • Устойчивость к нагрузкам на изгиб и скручивание, которые исходят со стороны нестабильного грунта.
  • Низкая теплопроводность, если не планируется строительство цокольного уровня. Использование дренажа, тепло- и гидроизоляции.
  • Длительный срок службы. Дома из пенобетона рассчитаны на 60-75 лет, опорная система должна ему соответствовать.
  • Устойчивость в пространстве. Для этого плита слегка заглубляется, а для дополнительной стабильности оборудуется ребрами жесткости.
  • Достаточная площадь. На особо нестабильных грунтах целесообразно вынести края плиты на 100-120 см за внешние стены. Это способствует снижению давления на почву и устранению риска проседания. Кроме этого, выступающая часть фундамента будет выполнять роль отмостки. Данная полоса бетона придает зданию законченный вид, защищает его от грязи и воды, может использоваться, как пешеходная дорожка и стоянка для мелкого колесного транспорта.

Проектируя опорную конструкцию плитного типа, не следует основываться на минимальных нормах прочности. Следует предусмотреть запас 5 см, который может потребоваться при наращивании здания дополнительными уровнями в перспективе.

Примеры расчета

Под пенобетон толщина плиты минимальная. Прочность достигается армированием

Поскольку газобетон даже вместе с отделкой имеет небольшой вес, для такого дома в один этаж нужна несущая система минимально допустимой толщины. Чтобы достичь нужной прочности, следует использовать арматуру 16 мм и бетон марки М300.

В основу вычислений берутся следующие данные:

  1. Максимальное расстояние между рядами горизонтальных прутков 100 мм.
  2. Слой бетона между арматурой и краями плиты — 50 мм (× 2 = 100).
  3. Резерв 5 см.

Итого получается, что для одноэтажного особняка из газоблоков потребуется несущая плита толщиной 250 мм. Остается составить чертеж и на его основании провести расчеты. В среднем, для заливки 1 м² плиты требуется 0,25 м³ бетона и 25 п.м арматуры.

Выбор типа и расчёт фундамента для дома из газобетона

В настоящее время в частном малоэтажном строительстве применяются самые разнообразные материалы, каждый из которых имеет свои определенные достоинства и недостатки и способен в той или иной степени удовлетворить запросы и потребности застройщика. Прекрасной альтернативой традиционному строительству из силикатного или керамического кирпича является возведение частных домов из газобетонных блоков. Можно возвести фундамент для дома из газобетона своими руками.

Идеальное основание для дома из газобетона – монолитный или монолитно-ленточный фундамент.

Основные характеристики домов из газобетона

Преимущества данного строительного материала сложно переоценить, учитывая целый ряд его неоспоримых достоинств. Вот лишь некоторые из них:

  • отличные теплоизоляционные свойства, способствующие эффективному энергосбережению;
  • точные геометрические размеры блоков с минимальными допусками, позволяющие возводить идеально ровные стены в сравнительно короткие сроки;
  • высокая паро- и воздухонепроницаемость, способствующая созданию в помещении комфортного микроклимата;
  • огнестойкость и экологичность;
  • сравнительно небольшой вес блоков на определенную площадь стен и, как следствие, минимальные нагрузки на фундамент.

Последний фактор является одним из наиболее важных, поскольку минимальный вес строительного материала позволяет в значительной степени ускорить и удешевить строительство.

Кроме того, возведение несущих стен из газобетонных блоков предполагает наличие менее массивного фундамента, что также существенно отражается на экономии. Фундамент для дома из газобетона может быть использован различных видов, каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки.

Вернуться к оглавлению

Критерии выбора типа фундамента

Оценка типа глинистого грунта.

Когда речь заходит о выборе вида фундамента для дома из газобетонных блоков, потенциальный застройщик обычно сталкивается с двумя прямо противоположными мнениями по этому поводу. Одни специалисты утверждают, что в силу небольшого веса блоков вполне возможно ограничиться менее основательным фундаментом. Их оппоненты акцентируют внимание на том, что газобетонные блоки весьма чувствительны к деформирующим нагрузкам и при отсутствии надежного основания такие стены могут дать трещины. Для достижения наилучших результатов необходимо учитывать оба мнения.

Еще одним немаловажным фактором, существенно влияющим на выбор вида фундамента газобетонного дома, является тип почвы на участке, определенном под строительство. Лучшим вариантом будет скалистый или песчаный грунт, не подверженный морозному пучению. В этом случае в качестве основания для дома вполне подойдет монолитная железобетонная плита высотой от 20 см.

Варианты фундаментов под газобетонный дом.

Самые сложные грунты – глинистые и суглинки. На таких почвах предпочтительнее применять традиционный монолитный ленточный фундамент, закладывая его на всю глубину промерзания грунта. Нередко используется сочетание ленточного и плитного типов, когда лента заглубляется по всему периметру монолитной плиты.

Помимо ленты и плиты известна так называемая сборная технология, подразумевающая возведение фундамента из готовых блоков заводского изготовления. Благодаря легкости монтажа подобный метод позволяет сократить время на проведение фундаментных работ, однако применять его для строительства дома из газобетона не рекомендуется. Дело в том, что такие блоки обладают повышенным водопоглощением, и для защиты фундамента от влаги потребуется усиленная гидроизоляция. Кроме того, возможные подвижки тяжелых блоков гарантированно приведут к появлению трещин на стенах.

Вернуться к оглавлению

Пример расчета ленточного монолитного фундамента

Схема устройства монолитного фундамента.

При строительстве дома из газобетона своими руками большинство технических расчетов приходится производить самостоятельно. Расчет фундамента не исключение. Очень важно отнестись к этому этапу работ со всей серьезностью, поскольку именно от фундамента будет всецело зависеть надежность и долговечность строения в целом.

Рассмотрим один из упрощенных вариантов методики расчета ленточного фундамента для дома из газобетона. Предположим, необходимо построить одноэтажный жилой дом из газобетонных блоков с размерами 10 на 9 м на глинистом грунте. В качестве прочих исходных данных берем следующие значения:

  • глубина промерзания грунта – 0,8 м;
  • расстояние от планировочной отметки до уровня грунтовых вод – менее 2 м;
  • суммарный вес всех элементов конструкции без фундамента М1 (рассчитывается отдельно) – 55,5 т.

Исходя из имеющихся данных, задаем предварительные параметры фундамента: общая длина периметра L с учетом центральной перегородки – 47 м; ширина R – 0,4 м; высота H – 0,8 м.

Площадь подошвы фундамента S определяется путем вычитания площади его внутренней части (8,2×9,2 = 75,44 м²) из общей площади дома (9×10 = 90 м²) плюс площадь центральной перегородки (0,4×8,2 = 3,28 м²):

S = 90-75,44+3,28 = 17,84 м².

Объем фундамента вычисляется по формуле:

V = S×H = 17,84×0,8 = 14,272 м³.

В качестве материала для заливки выбираем бетон марки не ниже М150. Удельный вес бетона данной марки согласно нормативам – 2500 кг/м³, следовательно, общий вес фундамента составит:

М2 = 14,272×2500 = 35,680 кг, или 35,68 т.

Этапы строительства монолитного железобетонного ленточного фундамента.

Таким образом, вес дома вместе с фундаментом будет равен:

М = М1+М2 = 55,5+35,68 = 91180 кг или 91,18 т.

К данному значению необходимо прибавить полезную нагрузку от находящейся в доме мебели, оборудования, людей и т.п. С запасом эта величина принимается равной всей площади дома, умноженной на 180 кг/м²:

М(нагр.) = 90×180 = 16200 кг, или 16,2 т.

Итого суммарный вес здания со всеми нагрузками составит:

М(общ.) = М+М(нагр.) = 91,18+16,2 = 107,38 т.

Далее необходимо провести проверку выбранных размеров фундамента на работоспособность. Для этого следует сравнить величину удельного давления на грунт под подошвой фундамента P с расчетным сопротивлением грунта R (в тоннах на м квадратный). Для этого суммарный вес здания делим на площадь подошвы:

P = M(общ.)/S = 107,38/17,84 = 6,019 т/м².

Значение сопротивления грунта R для глинистых почв равно 10,0 т/м². Для обеспечения запаса прочности фундамента необходимо, чтобы величина R на 15-20% превышала величину P. После произведения необходимых вычислений находим, что соотношение значений P:R в данном случае составляет 7,22:10,0. Отсюда следует, что сопротивление грунта существенно превышает действующую на него нагрузку. Следовательно, наиважнейшее условие надежной работы фундамента соблюдено и его размеры изначально были выбраны правильно.

Вернуться к оглавлению

Расчет плитного фундамента

Схема монтажа монолитного плитного фундамента.

На проблемных грунтах с разнородным строением почвы и высоким уровнем грунтовых вод целесообразно использовать плитный фундамент. Такой тип основания может быть как монолитным, так и состоящим из отдельных железобетонных плит заводского изготовления.

Если возникают сомнения, какой лучше выбрать фундамент, то гарантированно безошибочным вариантом будет выбор в пользу монолитного плитного фундамента мелкого заложения. Он представляет собой цельную железобетонную плиту, размещенную на подложке из сыпучих материалов. Такая плита является “плавающей”, то есть она поднимается и опускается одновременно с сезонными подвижками грунта. Основные преимущества данного типа фундамента:

  • простота изготовления и относительно небольшая себестоимость;
  • отличные показатели прочности и несущей способности;
  • возможность размещения на абсолютно любых типах почв;
  • морозоустойчивость и повышенные теплоизоляционные свойства;
  • возможность использования в качестве пола для подвала или цокольного этажа.

Монолитный фундамент обладает высокой прочностью и равномерно распределяет нагрузку от несущих стен по всей площади здания, уменьшая давление на грунт в каждой конкретной точке. Для придания еще большей прочности плиту зачастую усиливают дополнительными конструктивными элементами – ребрами жесткости, располагающимися, как правило, под несущими стенами здания.

Основой расчета плитного фундамента является определение его линейных размеров (длины и ширины), а также толщины плиты основания, которая может варьировать в пределах 20-30 см без учета высоты ребер жесткости. Значение толщины в 15 см целесообразно лишь для возведения легких построек на идеально непучинистых грунтах.

Самостоятельно рассчитать фундамент газобетонного дома не составит особого труда. Методика подобных вычислений аналогична расчету ленточного фундамента. Разница заключается лишь в том, что для плиты в ряде случаев возникает необходимость отдельного расчета ребер жесткости. Эти элементы могут быть как прямоугольного сечения, так и трапециевидной формы. После сложения значений массы собственно фундаментной плиты и ребер жесткости становится возможным проведение расчета конструкции по несущей способности грунта. Параллельно вычисляется необходимое количество строительных материалов.

Как сделать плитный фундамент для газобетонного дома

Самой важной составной частью при строительстве собственного дома является фундамент. Фундамент – основа дома, которая будет держать впоследствии всю конструкцию дома. Если ошибиться при его строительстве, то в результате может оказаться напрасной вся работа по возведению дома. При строительстве фундамента загородных домов необходимо учесть ряд факторов. Это глубина залегания грунтовых вод, состав почвы под будущий фундамент. Все составные части дома впоследствии можно будет починить, переделать, достроить. А фундамент строится единожды. Поэтому к вопросу его устройства надо подойти со всей ответственностью.

При строительстве фундамента обязательно учитывайте состав почвы и уровень подземных вод.

Первое, о чем стоит задуматься, – это стоимость фундамента. Здесь ни в коем случае нельзя экономить. Сэкономив на строительстве фундамента, можно впоследствии лишиться дома. Основа фундамента должна быть прочной, надежной, устойчивой. Второй аспект – это почва. Здесь не обойтись без геологической экспертизы. Именно она предоставит вам все необходимые сведения о составе почвы выбранного участка, о ее увлажненности. Вам предстоит выкапывать яму или котлован до метра глубиной, создавать подушку из песка и щебня, придется позаботиться и об отведении подземных вод от фундамента, о его утеплении. Подземные воды могут доставить не меньше проблем, чем состав почвы. Движения воды в зимнее и весеннее время могут вызывать трещины дома, раскачивать сам фундамент.

Часто застройщики выбирают тип своего будущего фундамента по рекомендациям друзей, советам знакомых. Делать этого ни в коем случае нельзя. Обязательно надо обратиться за помощью к профессионалам. В противном случае вы рискуете максимально дорого возвести фундамент, который потом может не выдержать построенного здания и попросту развалиться. Так, к примеру, если не учесть сезонных колебаний грунтовых вод, это может привести к подтоплению подвальных помещений здания или цокольного этажа. Из-за плохого фундамента может отваливаться штукатурка, лопаться стекла окон, плохо закрываться двери.

Все чаще сейчас при возведении собственных домов застройщики выбирают газобетонные блоки.

Преимущества газобетона перед другими материалами

Схема свайного фундамента.

  1. Хорошая теплопроводность. Что это дает? Это значительно удешевляет стоимость утепления дома при строительстве.
  2. Небольшой вес. Это уменьшает расходы на транспортировку газобетона и делает работу с ним значительно легче.
  3. Прекрасная звукоизоляция. Пористая структура материала улучшает звукоизоляционные свойства всей конструкции и улучает комфортные условия проживания в доме.
  4. Устойчивость к температурным колебаниям. Сохраняет целостную структуру при замораживании, устойчив к возгоранию.
  5. Прочность газобетона. Выдерживает даже большие нагрузки кровли и железобетонных перекрытий.
  6. Большой выбор формы блоков. Работа с блоками очень простая и легкая. Блоки легко разрезаются, распиливаются, просверливаются. Из таких блоков легко можно возвести здание любой конфигурации.
  7. Невысокая стоимость.
  8. Простота укладки.

Есть у газобетона и некоторые недостатки. Так, к примеру, из газобетонных блоков нежелательно возводить многоэтажные дома, в газобетоне плохо держатся гвозди и дюбели, этот материал имеет высокую влагопоглощаемость, что значительно увеличивает трудоемкость отделочных работ.

Вернуться к оглавлению

Как строить дом из газобетона: какой фундамент выбрать

Схема ленточного фундамента.

Для начала необходимо определиться с местом для будущего здания. Вызывают специалистов, которые подготавливают сведения о типе грунта, узнают, какова глубина залегания подземных вод. Выбирают тип фундамента. Знакомятся со схемой имеющихся на участке коммуникаций. Готовят проект строительства дома. Подсчитывают количество необходимого материала. Покупают и доставляют на место работы все необходимое и начинают строить.

Любой фундамент для дома из газобетона будет строиться на основе с использованием армированной сетки. Поэтому можно строить:

Плитный фундамент. При этом под площадь всего дома закладывается железобетонная плита с использованием мощной арматурной сетки в два или больше слоев. Для дома из газобетона толщина плиты не менее 0,40 м. Тонкая бетонная основа покрывается двумя слоями гидроизоляции, на нее кладется плита. С помощью стяжных болтов и балок фиксируется опалубка и заливается бетон высотой не менее 0,15 м.

Ленточный фундамент. В траншее глубиной примерно полметра делается подушка из песка. В деревянную опалубку укладывается арматура и заливается бетонной смесью. Работы можно проводить только в теплое время.

Свайный фундамент основан на установке в месте пересечении стен и углах здания столбов, которые устанавливаются вертикально. Глубина установки таких свай должна быть больше глубины промерзания почвы приблизительно на 0,3 м.

Следует подробно остановиться на строительстве монолитного плитного фундамента для домов из газобетона.

Вернуться к оглавлению

Плитный фундамент

Схема плитного фундамента.

Плитный фундамент – самый дорогостоящий из всех вышеперечисленных. Именно поэтому его используют гораздо реже всех остальных. Однако все же необходимо помнить: скупой платит дважды. Чтобы впоследствии не тратить большие деньги на ремонт и заделку трещин, лучше вложить средства в хороший качественный фундамент, который увеличит срок эксплуатации дома. Но это вовсе не означает, что все дома необходимо строить именно на таком фундаменте. Доверьте выбор специалистам.

Плитный фундамент – это монолитная бетонная плита с армированной конструкцией внутри. Он может быть глубоким или мелкозаглубленным в зависимости от того, какова глубина его расположения. Если возникла необходимость делать такой фундамент самому, лучше выбрать второй тип. Для глубокого фундамента надо выкапывать глубокий котлован, а с такой задачей может справиться только специальная техника, привлечение которой повлечет за собой дополнительные траты.

Одним из главных преимуществ монолитного фундамента при возведении загородных домов является прочность конструкции. Такой фундамент выдержит нагрузку в виде бетонных, кирпичных конструкций сверху. Но главное его достоинство в том, что при проседании грунтовых вод он полностью будет реагировать на изменения, и вся монолитная плита будет перемещаться целиком, а не отдельными ее частями.

Таким образом, не будет возникать деформации фундамента и не появятся трещины по стенам дома.

Вернуться к оглавлению

Как сделать плитный фундамент своими руками

Перед заливкой фундамента оборудуется дренажная система.

Материалы и инструменты, которые понадобятся при возведении фундамента:

  • деревянные доски для изготовления опалубки или готовая опалубка;
  • песок;
  • щебень;
  • ребристая арматура;
  • рулонный рубероид;
  • мастика;
  • бетон марки М200 и выше;
  • геотекстиль;
  • пластиковые трубы для организации дренажной системы.
  • инструмент для связки арматуры;
  • бетономешалка;
  • лопата;
  • мастерок;
  • расшивки;
  • трамбовка;
  • отвес;
  • рулетка;
  • уровень.

Итак, чтобы построить качественное и долговечное жилье, нужны будут финансовые затраты. Но некоторых из них можно избежать, если сделать что-то самому. Для этого нужно освоить строительство монолитного плитного фундамента. Казалось бы, нет ничего сложного в том, чтобы залить в вырытый котлован бетонную смесь. Однако и в этом деле есть ряд тонкостей, которые непременно надо учесть, чтобы добиться успеха в деле.

Сначала надо выкопать котлован на выбранном участке. Глубина оговаривалась ранее. Каждая сторона котлована должна быть на один м больше, чем длина предполагаемых стен. Это нужно для утепления фундамента и организации дренажа. Будете рыть котлован сами или с помощью спецтехники – решать вам. Дренажная система защитит фундамент от влаги и преждевременного разрушения. Провести монтаж дренажной системы необходимо еще до того, как заливать фундамент. На дне котлована копают поперечные траншеи, в них укладывают геотекстиль, затем пластиковые трубы с проделанными отверстиями для попадания влаги. Наверх насыпается щебень и снова кладется геотекстиль.

Затем в котлован устанавливается опалубка из деревянных досок, которые способны будут выдержать большую нагрузку бетона. Можно купить уже готовую опалубку, но это лишние затраты.

Конструкция дома несет определенную нагрузку на почву. Чтобы ее снизить, на дно котлована насыпают песчаную подушку. Она поглощает напряжение. Но песок имеет свойство размываться водой. Чтобы этого не произошло, на песок насыпают щебень, который будет еще и выполнять дренажную функцию. Для того чтобы песок и щебень хорошо справлялись со своими функциями, их необходимо ровным слоем насыпать и тщательно утрамбовать. На сделанную подушку заливается раствор из цементно-бетонной смеси 5 см толщиной. Это будет основа для слоя гидроизоляции. Гидроизоляцию обеспечит рулонный рубероид и мастика. После того как все это высохло и улеглось, снова заливают раствор такой же толщины. Этот слой предохранит гидроизоляцию от повреждений при монтаже каркаса из арматурной сетки.

Арматуру применяют ребристую. Она надежнее сцепляется с бетоном, не дает ему растягиваться и не позволит треснуть. Арматурный каркас – это сетка из арматуры, скрепленная с помощью стальной проволоки. Размер ячеек надо выбирать, ориентируясь на площадь постройки. Чем меньше размер ячейки, тем прочнее будет конструкция.

Потом бетон заливается в опалубку. Лучше сразу заливать весь раствор, иначе плита может треснуть.

Толщина плиты фундамента под газобетонный дом

Как рассчитать толщину плитных монолитных фундаментов

Монолитные плитные фундаменты можно встретить не только в частном, но и хозяйственном строительстве. Монолитные плиты способны выдерживать большие нагрузки, масса построенного здания равномерно распределяется между плитой и грунтом, поэтому фактор проседания в таких основаниях отсутствует.

Они могут быть различной конструкции, глубины установки и типа, но в целом, состоят из бетона и арматурного пояса. Дополнительно используется песчано-гравийная подушка и гидроизоляция, но это уже сопутствующие материалы и на толщину, собственно, плиты они не влияют. Часто используются как основание для газобетонных и кирпичных зданий.

Какие параметры влияют на расчет плиты

Любой расчет плиты для монолитного фундамента нужно начинать непосредственно с подготовки эскизного проекта будущего дома. Также изначально учитывается еще ряд ключевых параметров, без которых правильно посчитать толщину основания не получится:

  • материал будущего здания, это может быть дерево, кирпич или газобетон;
  • расстояние между арматурными слоями. Это расчетный параметр, зависит от глубины залегания грунтовых вод, структуры почвы и способа выполнения плиты;
  • расчетная толщина бетона. Нужно помнить, что бетон должен полностью закрыть арматуру на всех плоскостях без исключения, желательно давать резервную толщину по опалубке не менее 5−7 см;
  • толщина, тип и размеры арматурной сетки.

Как правило, для мягких и легких строительных материалов, типа газобетона, достаточно только просуммировать все эти показатели и тогда получится толщина плиты. Оптимальной считается толщина плиты в 20− 30 см, но конечный результат также определяется составом почвы и равномерностью залегания всех грунтовых пород. Иногда к таким показателям также добавляется параметр послойного суммирования, если грунты неоднородные.

Кроме габаритов самого плитного основания, существует также толщина дренажного слоя, песчаной подушки и гидроизоляционного слоя. Также нужно помнить, что для обустройства такого фундамента нужно снять верхний плодородный слой почвы и вырыть котлован на глубину не менее 0,5 м. Такая глубина залегания дна котлована определяется необходимостью укладывать щебень толщиной 0,2 м и песок на толщину 0,3 м.

В результате получается, что расчетная толщина плитного фундамента составляет суммарно приблизительно 0,6 м. Но и такая величина не считается стандартной, ведь также существует фактор проседания почвы за счет массы здания, есть свои характеристики грунта и высота расположения грунтового горизонта. Также стоит учитывать массу бетона, которая также будет влиять на толщину конструкции в целом.

Например, фундамент для кирпичного дома должен на 5 см быть толще, чем для газобетона. Также учитывается наличие дополнительных этажей, так как каждый добавляет свою нагрузку на основание, и оно будет равномерно возрастать в толщине.

Итак, чем выше и больше здание, тем толще фундаментная плита, а если дом сделан из газобетона, тогда плита будет еще толще. Стандартный двухэтажный дом из газобетона будет устроен на плите толщиной от 35 см, иногда даже и больше, если дом имеет сложную структуру и разветвленную систему несущих стен и перегородок.

Для чего нужно рассчитывать толщину плитного фундамента

Все расчеты плитных оснований всегда делаются в строгом соответствии с нормами ГОСТ и СНиП. Если будет точно рассчитано, какая конструкция для данного здания будет оптимальной, то можно точно рассчитать необходимое количество бетона для его возведения и фундамент получится очень прочный, как и будущий дом.

Перед началом расчетов нужно дополнительно получить следующие данные:

  1. Общий периметр фундамента (соответствует размерам дома, может быть немного больше за счет дополнительной отмостки или внешнего гидроизоляционного слоя).
  2. Суммарную площадь плиты с учетом всех защитных слоев и гидроизоляций.
  3. Площадь поверхностей, которые прямо контактируют с грунтом.
  4. Количество строительных материалов
  5. Расчетные нагрузки на почву за счет подошвы.

А также необходимы данные о конструкции арматурного пояса, периодичности ячеек и общего веса арматуры.

Расчет песчано-щебеневой подушки

Толщина подушки часто меняется в зависимости от состояния грунта и типа здания, а также из чего дом сделан. Толщина зависит от множества показателей, ведь для деревянных зданий достаточно подушки толщиной в 15 см, а вот для массивных домов из газобетона – уже не менее полуметра. Но, как правило, толщина подушки рассчитывается для каждого дома индивидуально, тут учитываются следующие факторы:

  • состояние и структура грунта;
  • степень промерзания почвы;
  • пучение почв и сезонные подвижки;
  • влажность почвы и высота залегания грунтовых горизонтов;
  • материал дома и суммарная масса здания;
  • размеры плиты.

Щебень в подушке нужен для компенсации пучинистости грунта, поэтому невысокую плотность почвы щебень компенсирует каменистостью. Также это отличный дренажный материал, особенно на глинистых грунтах с высоким содержанием влаги. Песок обеспечивает равномерное распределение массы здания по всей площади подошвы.

Пример расчета основных параметров плиты фундамента

Чтобы правильно разобраться в расчете параметров плитного фундамента, а также четко рассчитать необходимое количество бетона, стоит использовать следующий пример:

  1. Принимается типичное здание из газобетона площадью 100 м² (10х10) и под него подбирается плитный фундамент на скальных породах толщиной 0,25 м мелкозаглубленного типа.
  2. Объем плиты в таких случаях составляет 25 м³. Это суммарное количество бетона, необходимое для заливки такой конструкции. Тут объем арматурной сетки принимается за ноль, чтобы не усложнять расчеты. На практике такие расчеты также проводятся, но уже для больших сооружений.
  3. Установка ребер жесткости, которые используются для повышения надежности конструкции. Шаг ребер жесткости составляет 3 м, при этом создаются квадраты.
  4. Длина ребер жесткости будет соответствовать длине фундамента, а высота – это толщина плиты.

Итак, для заливки плитного фундамента площадью 100 м² нужно использовать 25 м³ бетона. Также сюда пойдет некоторое количество арматуры, гидроизоляции и песка со щебнем для подушки. В целом хочется отметить, что любому застройщику посчитать толщину плиты можно самостоятельно, достаточно иметь минимальные математические знания.

Зато, если сразу сделать расчет фундаментной плиты, то можно в общем контролировать расходы строительных материалов, и следить за недобросовестными строителями, а также четко определиться с размерами дома из газобетона или кирпича. Необходимое количество материалов Вы так же можете посчитать на нашем онлайн калькуляторе.

Фундаментная плита под дом из газобетона

Для возведения жилых зданий используются различные виды строительного материала. Особой популярностью пользуется газонаполненный бетон, блок из которого обладает хорошей теплопроводностью и небольшим весом. Несмотря на малую плотность газоблоков, необходим надежный фундамент для дома из газобетона. Монолитная плита для дома из газобетона – проверенное решение. Она компенсирует реакцию почвы и обеспечивает устойчивость здания. Важно правильно выполнить расчеты фундмента, на основании которых определяется высота фундаментной плиты для дома из газобетона и ее размер.

Особенности фундаментных оснований и рекомендации по выбору фундамента

Определяясь с типом фундаментного основания для здания из газобетонных блоков, следует учитывать комплекс факторов:

  • суммарную массу наземной части здания;
  • дополнительную нагрузку от веса мебели и оборудования;
  • характер почвы в зоне строительства;
  • глубину расположения подземных вод;
  • климатические условия данной местности;
  • особенности рельефа на стройплощадке;
  • свойства строительного материала.

Этот вид основания представляет собой сплошную плиту, внешний контур которой повторяет периметр будущей постройки

Планируя построить дом из газобетонных блоков, следует ответственно подойти к выбору конструкции фундамента и учесть следующие свойства газобетона:

  • уменьшенный удельный вес;
  • повышенную хрупкость газоблоков;
  • увеличенное влагопоглощение.

Существует ошибочное мнение о том, что нецелесообразно сооружать мощный фундамент из-за небольшой массы газобетонных блоков. Желание уменьшить объем сметных затрат отрицательно скажется на устойчивости строения. После возведения стен дома на неправильно рассчитанном фундаменте неизбежно появятся трещины, снижающие устойчивость постройки.

Для газобетонных зданий сооружаются фундаменты различных типов:

  • Плитный. Это один из наиболее надежных типов фундаментной основы. Он компенсирует реакцию морозного пучения, создаваемую грунтом, и равномерно передает массу строения на поверхность почвы. Сборная плита, для сооружения которой делается подушка из песка и щебня, смещается одновременно с грунтом, обеспечивая целостность здания. Плитный фундамент получил название плавающего, благодаря этой особенности. Плитное основание представляет собой сборную конструкцию, изготовленную из стандартных железобетонных панелей. Для их установки готовится котлован, производится формирование подушки, толщина которой составляет 20-25 см. Затем заливается тонкий слой бетона, кладутся плиты и бетонируются стыковые участки. После застывания бетона фундаментная основа готова к возведению стен. Плитный фундамент сооружают при повышенной пучинистости почвы.
  • Монолитный. Монолитная плита для дома из газобетона бетонируется непосредственно на строительном участке. Комплекс подготовительных мероприятий предусматривает очистку и планирование поверхности строительной площадки, выполнение земляных работ. Затем сооружается щитовая опалубка, собирается арматурная решётка и заливается бетонный раствор по площади будущего фундаментного основания. В процессе бетонирования предоставляется возможность уложить инженерные коммуникации и сформировать ступени. Для обеспечения надежности монолитной основы важно бетонирование выполнить за один прием. Для этого целесообразно заказать бетонный раствор в необходимом объеме и с помощью бетононасоса произвести его непрерывную подачу в опалубку. Дом из газобетона на монолитной плите прослужит длительный период при условии правильности сооружения основы.

Такой тип фундаментов идеально подходит для строительства домов из газобетона

  • Ленточный. Он сооружается путем извлечения грунта по контуру капитальных стен будущего здания. Цельная железобетонная конструкция выполняется по периметру дома в виде замкнутой ленты, обеспечивая устойчивость газобетонному строению. Для сооружения ленточной основы в обязательном порядке обустраивается гравийно-песчаная подушка. Фундамент ленточного типа выполняется как в мелкозаглубленном исполнении, так и бетонируется ниже уровня промерзания почвы. Ленточный фундамент позволяет выполнить обустройство подвального помещения или соорудить цокольный этаж. Данный тип фундаментного основания применяется на нормальных почвах, не склонных к морозному пучению. При сооружении ленточной основы следует учитывать глубину расположения грунтовых вод. При близком уровне водоносных слоев нецелесообразно обустраивать ленточное основание.
  • Кирпичный. Он положительно зарекомендовал себя на стабильных почвах при низком уровне залегания грунтовых вод. Фундаментные основы из кирпича – оптимальное решение для строительства малогабаритного здания из газобетонных блоков. При этом высота строения не превышает один этаж. Главные достоинства кирпичного основания – отсутствие необходимости в сооружении щитовой опалубки и выполнение строительных мероприятий без заливки бетонного раствора. Кирпич нуждается в надежной гидроизоляции, при качественном выполнении которой прослужит более полувека. Для сооружения кирпичного фундамента применяется цельный кирпич с маркировкой М200. Для выполнения фундаментной кладки из полнотелого кирпича следует подготовить приямок, спланировать его основание, а затем засыпать и уплотнить песок и щебень. Кладка кирпичей для фундамента производится на цементный раствор.
  • Столбчатый или свайный. Фундаментная конструкция столбчатого типа сооружается путем формирования кирпичных или бетонных столбов в наиболее нагруженных точках по контуру несущих стен здания. Столбчатое основание для газобетонного дома не допускается сооружать на слабых почвах с близким расположением грунтовых вод. Важно закладывать столбчатые опоры ниже уровня промерзания грунта и формировать в нижней части колонн расширение, увеличивающее площадь опорной поверхности. Для повышения нагрузочной способности столбчатого фундамента сооружается ростверк. В качестве альтернативного варианта возможно сооружение фундамента свайного типа с использованием в качестве опорных элементов винтовых или буронабивных свай. Свайная основа идеальна для сложных почв, а также высотных перепадов.

Проанализировав конструктивные особенности различных типов фундаментов и оценив суммарный объем затрат, многие застройщики считают, что монолитная плита для дома из газобетона является наиболее оптимальным вариантом.

Требования к фундаментной плите под газобетонные стены дома

Фундамент плита под дом из газобетона – ответственная конструкция, для сооружения которой необходимо оценить комплекс факторов и выполнить ряд расчетов.

К фундаментному основанию монолитного типа предъявляются следующие требования:

  • повышенная нагрузочная способность. Несмотря на небольшой удельный вес газобетонных блоков, монолитная фундаментная основа должна сохранять целостность под воздействием веса строения и находящейся в нем мебели. Кроме того, в процессе эксплуатации здания возможно увеличение его этажности, а также сооружение дополнительных пристроек. Эти факторы необходимо учитывать при сооружении монолитной плиты;
  • способность воспринимать изгибающие моменты, связанные с реакцией почвы. Ведь при замерзании грунта, характеризующегося повышенной влажностью, возможны значительные подвижки почвы. Правильно подобранная толщина плиты, усиленной стальной арматурой, предотвратит образование трещин в газобетонных стенах. При сдвигах грунта, связанных с морозным пучением, цельная железобетонная плита смещается вместе со зданием, обеспечивая его устойчивость.

Монолитный фундамент также должен обеспечить:

  • надежную защиту стен здания от проникновения влаги;
  • продолжительный ресурс эксплуатации строения;
  • снижение затрат на поддержание комфортной температуры;
  • целостность коробки газобетонного строения.

Правильное выполнение расчетов фундаментной основы и использование качественных материалов обеспечит требуемые эксплуатационные характеристики монолитной плиты.

Основные расчеты при проектировании для обеспечения надежности конструкции

Расчет плитного фундамента для дома из газобетона выполняется различными путями на этапе проектирования:

  • вручную с помощью обычного калькулятора;
  • с помощью готовых программных средств.

Правильно выполненные расчеты позволяют определить:

  • потребность в строительных материалах;
  • толщину монолитной фундаментной основы;
  • прочностные характеристики фундамента;
  • несущую способность железобетонной плиты.

На расчетном этапе также определяются следующие характеристики:

  • суммарный вес будущего строения с учетом нагрузок постоянного и переменного характера;
  • площадь поверхности фундаментной основы для определения количества теплоизолятора;
  • величина давления, которое оказывает фундаментная плита со зданием на поверхность почвы.

Остановимся более детально на особенностях выполнения отдельных видов расчетов.

Как рассчитывается толщина монолитной плиты для дома из газобетона

Толщина плиты фундамента под газобетонный дом вычисляется на основании статистической информации с учетом предварительно рассчитанной массы строения.

Размер фундаментной плиты по вертикали определяется путем суммирования следующих размеров:

  • высоты утрамбованного песчано-гравийного слоя, выполняющего функцию демпфирующей подушки. В зависимости от характеристик грунта толщина щебеночно-песчаной подсыпки составляет от 10 до 30 см;
  • толщины бетонного слоя, заливаемого внутрь щитовой опалубки определенной высоты. Среднестатистическая толщина железобетонной основы колеблется в интервале от 15 до 25 см.

Просуммировав указанные значения, получим общую толщину монолитного основания с учетом демпфирующего слоя 25-55 см.

Расчет монолитной плиты на прочность и нагрузочную способность

Расчет позволяет определить запас прочности и нагрузочную способность, которой обладает монолитная плита. Данный вид расчета выполняется после определения габаритных размеров и конфигурации монолитной основы. Главная цель нагрузочного расчета – подтверждение запаса прочности плиты, которая обеспечит устойчивость строения и не вызовет деформацию коробки.

Алгоритм выполнения расчетных операций:

  1. Определите площадь фундаментной подошвы путем перемножения ее габаритов.
  2. Вычислите объем фундамента, умножив площадь основания на высоту.
  3. Рассчитайте вес фундамента, умножив его объем на удельный вес используемого бетона.
  4. Выполните расчет массы будущего строения с учетом веса капитальных стен, перегородок, полов и кровельной конструкции.
  5. Определите переменную нагрузку, включающую вес людей, оборудования и мебели.
  6. Подсчитайте суммарную нагрузку от строения путем сложения веса здания с фундаментом и величины переменных нагрузок.

Стандартная величина нагрузки составляет от 180 до 200 кг/кв. м. Далее необходимо рассчитать величину удельного давления строения на почву, разделив величину суммарной нагрузки на площадь фундаментной подошвы. Остается сравнить полученное значение удельной нагрузки с несущей способностью почвы. При выполнении расчетов учтите, что нагрузочная способность почвы должна превышать величину удельного давления на 20-25 процентов.

Определение несущей способности

Монолитная плита для дома из газобетона – технология строительства

Порядок сооружения монолитной плиты следующий:

  1. Подготовьте площадку.
  2. Произведите разметку.
  3. Выройте котлован.
  4. Сформируйте подушку.
  5. Смонтируйте опалубку.
  6. Постелите гидроизоляцию.
  7. Уложите утеплитель.
  8. Соберите арматурную решетку.
  9. Выполните бетонирование.

При выполнении каждого этапа работ следует руководствоваться требованиями предварительно разработанного проекта.

Монтаж арматуры для усиления фундамента под будущее строение

При сборке арматурной решетки соблюдайте указанную последовательность действий:

  1. Разрежьте арматурные прутки на заготовки необходимых размеров.
  2. Уложите продольные стержни на специальные подставки с равным интервалом.
  3. Свяжите вязальной проволокой поперечные прутки с продольной арматурой.

При укладке решетки в опалубку обеспечьте целостность гидроизоляционного материала.

Как осуществляется процесс заливки бетонного раствора

Для бетонирования используйте самостоятельно приготовленную смесь или готовый раствор, подаваемый с помощью бетононасоса. Порядок действий:

  1. Заполните опалубку раствором.
  2. Распределите бетонную смесь внутри опалубки.
  3. Тщательно уплотните поверхность бетона.
  4. Спланируйте поверхность плиты.
  5. Постелите на плиту полиэтиленовую пленку.
  6. Периодически увлажняйте бетон.

Независимо от того, какая толщина плиты под газобетон сформирована, процесс набора твердости длится 4 недели.

Подводим итоги

Правильно рассчитанная и изготовленная монолитная плита для дома из газобетона обеспечит устойчивость строения на проблемных почвах и позволит эксплуатировать здание на протяжении длительного времени. Важно правильно выполнять расчеты, использовать качественные материалы и соблюдать технологию.

Определяем толщину плитного монолитного фундамента

В плане соотношения функциональность/затраты на возведение данный тип основания является предпочтительнее более известных аналогов – ленточного или свайного. Тем не менее, в малоэтажном строительстве плитный фундамент монтируется значительно реже. Главная причина – в слабой информированности частных застройщиков обо всех плюсах, особенностях и специфике обустройства монолита. Статья восполнит пробел в знаниях и позволит выбрать оптимальный вариант надежной опоры для любого сооружения в сочетании с разумной экономией.

Существует несколько названий (плавающий, сплошной) и модификаций такого фундамента. Все зависит от варианта и схемы монтажа. В строительстве известны плиты монолитные, сборные, «шведские», ребристые, коробчатые, с армированием (или без него) и ряд других. Рассматривать все инженерные решения не имеет смысла. Для индивидуального застройщика более интересна монолитная железобетонная плита, которая как нельзя лучше подходит для небольших частных сооружений. Поэтому на ней и будет акцентировано внимание, тем более что технология ее строительства – одна из самых простых.

Особенности

1. Повышенная несущая способность. Монолитная плита создает небольшое давление на грунт вследствие равномерности распределения всей нагрузки, независимо от толщины заливки. Отличный вариант для дома из бруса, ячеистых бетонов, даже кирпича.

2. Пространственная жесткость. Это исключает вероятность проседания на отдельных участках (пример – лента) и появления трещин в бетоне, на стенах или разошедшихся стыков.

3. Универсальность в применении. Плитный фундамент подходит для любых грунтов, в том числе и называемых проблемными.

4. Упрощенная технология строительства. Возведение монолитной плиты не требует проведения объемных земляных работ, что существенно экономит время.

На заметку! Это не касается варианта, когда проектом (схемой) предусмотрено цокольное (подвальное, технологическое) помещение. В этом случае затраты на монолитный фундамент могут достигать ⅓ – ½ от всей сметы на строительство.

5. Возможность качественного утепления. Варианты – укладка под основание пенополистирола, введение в раствор спец/добавок.

6. Снижение расхода бетона. Хотя это справедливо лишь для случаев обустройства незаглубленной монолитной плиты.

Многие из них относительные, но отметить стоит и их.

1. Сложность расчетов. Это касается толщины будущей плиты. Если речь идет о здании с подвальным помещением, то лучше выбрать другой вариант основания. Во-первых, резко возрастет стоимость строительства. Во-вторых, существенно усложнятся расчеты для монолитной плиты.

2. Большие затраты. Здесь многое зависит от конкретной схемы, но неоспоримо то, что при таком строительстве достигается экономия на других материалах. Если плитный фундамент мелкозаглубленный, небольшой толщины, она может быть внушительной.

3. Трудоемкость. Вопрос в том, насколько правильно организованы строительные работы. Например, использование «автомиксера» значительно упрощает технологию заливки бетонного раствора и экономит время. То же касается и точности расчетов толщины монолитного фундамента.

4. Определенные трудности с отдельными проектами. В первую очередь при реализации схемы с подвальным помещением и в процессе строительства на рельефном грунте.

Расчет толщины плиты

Уместно привести лишь общую инструкцию и рекомендации, так как многое зависит от особенностей строительства – характеристики почвы, этажность дома, материалы, из которых он возводится, и ряд других нюансов.

Исходные данные для расчета толщины фундамента:

  • Тип грунта.
  • Конфигурация подземных водоносных пластов.
  • Уровень промерзания почвы.
  • Наличие дренажной системы на участке и ее схема (если она смонтирована).
  • Общая нагрузка на фундамент.

1. Толщина элементов усиления бетона (прутка, сетки).

2. Размер ячеек армирования и интервал между его слоями в монолите.

3. Отстояние прутка от верхнего и нижнего среза фундамента.

Совет. Если на чем и экономить, то только не на расчетах. В инструкциях на тематических сайтах, посвященных данному вопросу, дается лишь общая рекомендация по оптимальной толщине бетона – в пределах от 200 до 400 мм. Но при этом не учитывается специфика возведения монолитного фундамента под конкретное сооружение на определенном участке.

Разница в данном параметре основания для однотипных строений может быть значительной. Например, толщина плиты для деревянного дома варьируется в довольно больших пределах и зависит как раз от характеристик почвы, хотя это и сравнительно легкое сооружение в 1-2 этажа.

  • Сечение прутка – 12.
  • 2 уровня армирования, интервал между которыми – 70.
  • Отстояние арматуры от срезов бетонного монолита – по 50.

Расчет: 12 х 2 + 70 + 50 х 2 = 194.

Округленно – 20 см. К примеру, это минимальная толщина плиты для дома из газобетона. Но при условии строительства монолитного фундамента мелкого заглубления на хорошем, плотном грунте. Именно поэтому все расчеты желательно поручить профессионалу.

Порядок возведения

Далее пошагово будут рассмотрены лишь основные этапы работы по сооружению монолитной конструкции, без учета специфики местности и самого сооружения.

1. Разметка территории.

Производится после ее полной зачистки в соответствии со схемой строительства и наиболее приемлемым способом – «золотой треугольник», по диагоналям и т. п.

2. Земляные работы.

Глубина котлована определяется общей толщиной плитного фундамента и «подушки». Для последней этот параметр выбирается в пределах 350 мм. Если предполагается дополнительное утепление основания Пеноплексом, то соответственно увеличивается и объем вынимаемого грунта.

По поводу структуры «подушки» мнения самые разные. Есть рекомендации засыпать ПГС, кто-то советует использовать песок вперемежку со щебнем. Нужно учесть, что чем меньше подсыпка впитывает влагу из грунта, тем дольше прослужит фундамент. Исходя из этого, предпочтительнее под монолит насыпать крупнозернистый песок, уплотнить его слой, а уже сверху – щебенку, которая также утрамбовывается.

На заметку! Перед обустройством «подушки» обязательно производится максимальное уплотнение грунта в котловане. От этого напрямую зависит надежность монолитной конструкции. Кроме того, желательно выстлать дно геотекстилем.

3. Монтаж опалубки.

Если фундамент мелкого заглубления, то можно ограничиться лишь узкими щитами из досок, которые выкладываются по периметру котлована и сбиваются в единую конструкцию. Как вариант – плиты пенополистирола в качестве опалубки несъемного типа.

Рекомендация – если возводится дом более чем в 1 этаж, а грунт из категории «проблемных», то на этом этапе делается бетонная стяжка толщиной примерно в 100 мм.

В данном случае целесообразно использовать монолитное полотно. Такая бесшовная защита от влаги намного эффективнее рулонных материалов, полосы которых еще придется скреплять.

5. Слой теплоизоляции.

Не обязательно, но при укладке под монолит Пеноплекса полы 1-го этажа будут значительно теплее.

Первая сетка устанавливается не на гидроизоляцию (утеплитель), а на специальные приспособления, называемые «защитой бетона». Их высота определяет толщину его слоя от арматуры до нижнего среза плиты. В продаже встречаются различные варианты таких подставок, поэтому подобрать (или изготовить самостоятельно) нетрудно.

7. Заливка раствора.

Ничего сложного в этой операции нет, если заранее кое-что предусмотреть.

  • При выборе бетона нужно ориентироваться не только на его марку (не ниже 300-й), но и на размер фракций наполнителя. Чем они крупнее, тем впоследствии будет сложнее уплотнять раствор. А учитывая небольшую толщину плиты, этим придется заниматься вручную.
  • Работу нельзя оставлять на следующий день. Монолит заливается сразу, полностью. Поэтому понадобится хотя бы 1 помощник, даже если фундамент по габаритам и небольшой.

Автор еще раз обращает внимание читателя, что это общепринятый алгоритм действий по возведению монолитного основания плиточного типа, без учета местных особенностей.

Плитный фундамент под газобетонный дом

Перед тем, как начать процесс проектирования будущего дома, необходимо оценить такие величины, как несущая способность грунта на участке, степень его пучинистости, уровень залегания грунтовых вод и т. п. В результате может получиться так, что выявленные параметры особо не порадуют — например, грунт является просадочным, верховодка находится очень близко к поверхности, и обнаружены еще какие-нибудь неприятные сюрпризы, что делает устройство классического ленточного основания чрезвычайно трудоемким, или вообще невозможным. В этом случае, хорошим фундаментом для будущей постройки станет сплошная плита. При возведении домов, с использованием, в качестве материала для стен, газобетона, такой вид основы является одним из наиболее рекомендуемых на сложных грунтах.

Понятие плитного фундамента

Этот вид основания представляет собой, как уже и было сказано выше, сплошную плиту, внешний контур которой повторяет периметр будущей постройки и характеризуется наиболее низким давлением на грунт, поскольку она распределяется на всю его поверхность.

Виды плитных оснований

Строго говоря, плитный фундамент — это название неконкретного основания, а группы, в которую входят, заглубленный и незаглубленный типы. Существует также такая разновидность, как плитное основание с ребрами жесткости — используется на слабых грунтах для тяжелых домов, этажностью более трех. Еще выделяют, сборный плитный фундамент – он состоит из отдельных плит, но такое основание является слабым, и применяется только для очень небольших построек. Нам более интересен незаглубленный тип плитного фундамента, его еще называют «плавающим».

«Плавающая» плита

Откуда взялось такое название? Как мы уже установили, сплошное плитное основание используется на очень ненадежных и сложных грунтах, которые подвержены таким неприятным явлениям, как просадка, сильные морозные пучения и т. п. Они, в свою очередь, создают определенные нагрузки и на фундамент. В этом случае, получается, что основание, воспринимая все эти усилия, приподнимается, либо опускается, в зависимости от их направления, при этом не деформируясь. Получается, что фундаментная плита, вместе с построенным на ней домом из газобетона, как бы «плавает» на поверхности грунта.

Важно! Пусть понятие «плавающий» не вводит вас в заблуждение. На самом деле основание может приподниматься или опускаться всего на несколько миллиметров.

Основные требования, предъявляемые к фундаментной плите

Как уже и было сказано ранее, такое тип фундаментов идеально подходит для строительства домов из газобетона. Он относится к классу ячеистых бетонов, и обладает, наряду с хорошей паропроницаемостью, и низкой теплопроводностью, еще и таким основным параметром, как легкость. Но вот прочность его, в сравнении с другими (бетон, кирпич) материалами достатчно низка. И, как и все каменные материалы, он деформируется с образованием трещин.

Соответственно, нагрузка от дома из газобетона на фундамент достаточно невысока, что с одной стороны дает возможность использовать различные типы оснований. Но с другой стороны, такая основа должна быть надежной, и не допускать деформаций конструкции.

Итак, основные требования, предъявляемые к фундаментной плите — это ее хорошая несущая способность, возможность успешно противостоять разнонаправленным изгибающим нагрузкам, как со стороны будущей постройки, так и от воздействия сил, возникающих непосредственно в грунте. В отличие от того же ленточного основания, расчет фундаментной плиты — дело довольно сложное, поэтому лучше обратиться в проектную организацию, но все же можно выполнить эту работу и самостоятельно.

Виды расчетов, используемых при проектировании плитного основания.

При проектировании фундаментной плиты, для дома из газобетона, необходимо сделать следующее:

  • определить толщину основания – важная величина. Ей будет уделено особое внимание в данной статье;
  • найти массу будущего дома, учитывая постоянные и переменные нагрузки — в дальнейшем понадобится при прочностных расчетах;
  • вычислить периметр фундамента необходимо для расчета количества утеплителя;
  • определить площадь поверхности, в том числе и боковой;
  • рассчитать требуемое количество бетона, и его массу. Находится первая величина путем умножения площади подошвы основания на толщину. Вторая – полученный объем умножается на плотность смеси;
  • рассчитать массу основания;
  • найти величину давления плиты на грунт — иначе это называется расчет несущей способности;
  • произвести расчеты общей длины арматуры.

Порядок определения толщины плитного фундамента

Толщина плитного фундамента, определяется на основе статистических данных, исходя из рассчитанной ранее массы постройки. В зависимости от веса дома (в свою очередь, эта величина является производной от материала стен, вида перекрытий, снеговой, и других переменных нагрузок), подбирается этот параметр. Например, для деревянного дома вполне достаточно будет изготовить плиту толщиной 15-20 см, если же мы строим из газобетона, то здесь уже будут величины порядка 20-25 см. Больше делать не стоит — будет значительный перерасход материала, при невысоком увеличении прочности. В случае, когда необходимо построить массивное здание, например, из полнотелого кирпича, то нужно рассматривать иные варианты плитного основания, например, с ребрами жесткости.

Расчет основания на прочность

Данный расчет необходимо выполнить, чтобы определиться с конкретной маркой бетона. Делается он достаточно просто: берется вес дома, который мы уже рассчитали ранее, и делится на площадь непосредственной опоры стен на фундаментную плиту. Чтобы определить эту величину, необходимо рассчитать периметр застройки, и умножить его на толщину стен, естественно с поправками в меньшую сторону. После того, как масса дома поделена на площадь опоры, полученная цифра сравнивается с табличным значением прочности бетона на сжатие, после чего и производится выбор конкретной марки. Разумеется, показатель прочности бетона должен быть выше расчетной нагрузки.

Определение несущей способности.

При этом виде расчетов, мы используем совместно вес дома и фундаментной плиты, которая в свою очередь складывается из массы бетона и арматуры. Сам расчет прост — полученная масса делиться на всю площадь плитного основания. Полученную величину нужно сравнить с табличными характеристиками несущей способности конкретного грунта — того, что на вашем участке. Если величина нагрузки получается выше, то нужно будет, либо производить земельные работы по повышению несущих способностей почвы, либо пересматривать проект и уменьшать вес всего дома.

Важно! При всех расчетах вводите поправочный коэффициент, не менее 10%. Величины, стоящие в числителе дроби, увеличьте на этот размер, те, что в знаменателе соответственно уменьшите.

Возведение плитного фундамента: порядок и важные моменты.

Раскроем некоторые основные моменты, с которыми вам придется столкнуться, при расчете и возведении такого типа основания. Сразу отметим, что фундаментная плита, при ее грамотном изготовлении, может прослужить до ста пятидесяти лет – согласитесь, достаточно серьезный срок. Но чтобы ее правильно сделать, должен быть проведен точный расчет. Например – вы планируете построить большой дом из газобетона, или сооружение нестандартной формы. Тогда вам не обойтись без деформационных швов – в этом случае будет не один, а несколько плитных оснований. И стены из газобетона должны будут иметь аналогичные конструктивные элементы.

Важно! При проектировании такого типа фундамента нужно учесть, что плита должна быть немного больше, чем габариты будущей постройки, что необходимо для правильного распределения нагрузок.

Основа надежности плитного фундамента — правильное армирование. Необходимо использовать стандартные арматурные прутки диаметром не менее 12 мм, которые связываются в решетку, с размером ячейки, не более 20 сантиметров. В этом случае экономия неуместна, поскольку именно этот металлический каркас и работает на растяжение, и не позволяет появиться трещинам в плите. Про арматурную решетку стоит еще добавить, что она должна располагаться, как показывает расчет, не ближе (но и не дальше), чем в пяти сантиметрах от поверхностей будущей плиты, что необходимо для наилучшей совместной работы стали и бетона, и противостояния изгибающим напряжениям.

Подготовка основания. Хочется сразу отметить, что объем земляных работ, при строительстве такого фундамента, может быть значительным, несмотря на то, что плита, по сути дела, изготавливается на поверхности. Первоначально снимается верхний слой земли, вместе со всей растительностью — процессы гниения и разложения органики под будущим основанием нежелательны. Затем делается опалубка, после чего формируется специальная «подушка», на которую и будет опираться плита. Делается она из гравия среднего и мелкого размера — первый слой, который затем засыпается песком. Гравий необходим в качестве дренажа, песок, в некоторой степени сглаживает воздействие от сил морозного пучения. Для справки, общая толщина такой подсыпки может доходить до полуметра.

После отсыпки подушки необходимо озаботиться гидроизоляцией фундамента. Сделать это необходимо, поскольку стены из газобетона очень хорошо впитывают воду, в том числе и из основания. А это, как вы сами понимаете, не нужно. В качестве гидроизоляции хорошо подойдут различные пленочные материалы, главные факторы здесь – хорошее сопротивление подпору воды из почвы, и его долговечность.

Далее, нужно решить вопросы, связанные с утеплением. Для этой цели рекомендованы плиты из экструдированного пенополистирола — их необходимо уложить непосредственно внутрь опалубки по периметру. Можно вернуться к этому вопросу и после заливки фундамента.

Монтаж арматуры и заливка бетона

Важно! До заполнения опалубки бетоном необходимо подвести все коммуникации к будущему дому. Потом это будет сделать гораздо сложнее.

При заливке самой плиты, нужно постараться организовать весь процесс так, чтобы не было длительных перерывов в подаче раствора, иначе в основании могут появиться слабые места. Не забываем, что для получения качественного результата, бетон требует вибрации или штыкования — для удаления из смеси пузырьков воздуха и увеличения однородности массы. Кроме того, в период созревания, необходимо защищать его от быстрого пересыхания, излишнего переувлажнения и морозов. Только в этом случае основание будет надежным, и ваш дом из газобетонных блоков прослужит долго.

Можно ли использовать газобетон для фундамента?

В современном строительстве, в отличие от обычного заполнителя в бетоне, у аэробетона есть много стабильных ячеек с воздухом, которые хорошо распределены в материале для улучшения его структуры при использовании в строительстве. Итак, можно ли его использовать для фундамента?

Aircrete можно использовать для фундаментов. Он легкий, затвердевает за ночь и со временем продолжает затвердевать. Его легко формовать и придавать форму с помощью обычных инструментов для обработки дерева. Aircrete в основном состоит из цемента, воды и пены, хотя также используются другие материалы, такие как песок, известь, гипс и алюминий.

В этой статье рассказывается об использовании газобетона, о том, как его производят, и о свойствах, которые делают его лучше, чем бетон. Читайте дальше, чтобы лучше понять, как можно использовать газобетон для фундаментов.

Места использования газобетона в строительстве

Чаще всего вы обнаружите, что газобетон предпочтительнее в крупных коммерческих, жилых и промышленных строительных проектах. В малоэтажных домах до 4 этажей может использоваться вместо бетонных колонн.В более высоких зданиях он используется для перегородки и облицовки панелей, что позволяет сэкономить время, необходимое для завершения проекта.

Вы также можете использовать газобетон для строительства теплиц, жилых помещений и складских помещений, соединения плит и готовых блоков или панелей, заливных утепленных крыш, полов и труб, а также для звукоизоляции и ударопоглощающих поверхностей. Он также используется для свалок, заброшенных шахт, для замены неустойчивого грунта и засыпки конструкций, чувствительных к весу.

Почему воздухобетон чаще всего выбирают по сравнению с традиционным бетоном?

Aircrete — это обычный выбор по сравнению с традиционным бетоном из-за нескольких различных соотношений смеси, которые вы можете достичь в зависимости от потребностей воздухобетона в данном проекте.Некоторые свойства газобетона, которые превосходят бетон, перечислены ниже:

Общий вес меньше

Aircrete очень легкий и не токсичен для человека. По этой причине вы можете использовать гвозди или шурупы, а также легко отремонтировать. Он может быть усилен для создания более прочных конструкций, используя стекловолокно, бумагу или очень прочную ткань. Создание эластичной мембраны сверху гарантирует, что на поверхности не будут образовываться трещины или щели.

Низкие затраты на строительство

Сборный газобетон заменяет дополнительные строительные материалы, такие как щебень, смешанный с цементом.Благодаря своей гладкой поверхности отпадает необходимость в добавлении отделки или штукатурки. Помимо экономии прямых затрат на эти материалы, это также сэкономит вам расходы на тяжелое оборудование и затраты на рабочую силу.

Aircrete имеет низкую плотность, что снижает нагрузку на конструкцию. Это означает, что в фундаменте будет меньше бетона и стали. Размер используемых блоков можно увеличить, уменьшив количество стыков, требующих цементного раствора.

Тепловая эффективность обеспечивает благоприятные температуры

Aircrete имеет отличную теплоизоляцию за счет наличия множества воздушных ячеек.В экстремальных погодных условиях, таких как снег или летняя жара, он действует как буфер, снижая затраты на отопление и экономя топливо.

Толщина также может регулироваться в зависимости от вашего климата. Тот факт, что ему можно придать любую форму, пригодится при возведении куполообразных или целых стен. Это не оставляет места для холодных промежутков или тепловых мостов в швах и приводит к воздухонепроницаемому пространству, которое легко поддерживать с точки зрения температуры.

Огнестойкость и выдерживает очень высокие температуры

Aircrete не горит.Обладая температурой плавления более 1593 ° C (2900 ° F), он признан одним из самых высоких стандартов пожарной безопасности. Неорганические материалы, используемые для изготовления аэробетона, негорючие и не выделяют токсичных газов при воздействии пламени.

Воздушный бетон является водонепроницаемым

При погружении в воду аэробетон имеет тенденцию плавать на поверхности, поскольку он не впитывает воду, не коробится и не разлагается даже при длительном воздействии воды.

Это позволяет установить дождеватели для вашего сада на крыше, не беспокоясь о просачивании воды внутрь.Это идеальный материал для помещений, где есть проблема с влажностью.

Дизайн защищает от вредителей и грызунов

Борьба с вредителями и грызунами — очень распространенная проблема. Часто мы вынуждены использовать фумигацию или химикаты, чтобы держать их под контролем. Aircrete обеспечивает бесшовную интеграцию, не оставляя места или щелей для проникновения вредителей или грызунов внутрь или сквозь него. Это делает его идеальным материалом для строительства складских помещений или теплиц.

Экологичность и простота утилизации

Экологические материалы, используемые для изготовления газобетона, получают из природных ресурсов.Их вес и безвредность гарантируют, что даже при утилизации они не нанесут вреда окружающей среде и оставят меньший углеродный след.

Как производится газобетон?

Aircrete изготавливается из цемента, извести, песка, пылевидной топливной золы (PFA) и воды. Любой человек, обладающий базовыми навыками кладки и владеющий правильными пропорциями смешивания, может сделать аэробетон.

PFA, смешанный с песком, выливается в воду до образования густой жидкости. Эту смесь нагревают перед добавлением цемента, извести и порошка сульфата алюминия.

Назначение алюминия — реагировать с гидроксидом кальция и водой в извести, образуя пузырьки водорода. В результате смесь расширяется, заменяя водород воздухом. После того, как он остынет и немного застынет, его разрезают по размеру и отверждают с помощью пара под давлением в автоклаве.

Для приготовления газобетона в домашних условиях вам понадобится пенообразователь, воздушный компрессор, весы, цемент и вода. Поскольку плотность пены важна, вам понадобится качественное моющее средство с высокой пенообразующей способностью.Нормальная плотность газобетона составляет от 9,07 кг (20 фунтов) до 27,21 кг (60 фунтов) / куб.фут. с прочностью на сжатие от 50 до 930 фунтов на квадратный дюйм.

Воздушные ячейки должны оставаться стабильными, поэтому заранее проверьте пенообразователь, чтобы не допустить разрушения ячеек под действием силы тяжести. Чем мельче или меньше пена, тем прочнее и плотнее будет воздухобетон. Пена расширит объем цемента примерно в 5-7 раз.

DIY шаги для создания Aircrete

  1. Добавьте моющее средство (пенообразователь) в воду, хорошо перемешайте и измерьте вес с помощью обычных весов.Вес пены должен составлять от 80 до 100 г (от 2,82 до 3,53 унции) на литр. Для 5 галлонов воды требуется 2 стакана пенообразователя. Если пена тяжелее, добавьте давление воздуха. Если легче, уменьшите давление.

    Чтобы убедиться, что у вас нужная консистенция, нанесите пену на руку и переверните. Если он останется у вас в руке, тогда можно идти. При желании вы можете приобрести пенообразователь, специально предназначенный для аэробетона.

  2. Добавьте один мешок цемента 42.64 кг (94 фунта) на 6 галлонов воды в указанном порядке, чтобы предотвратить образование комков. Соотношение воды и цемента составляет 1: 2, но оно может варьироваться в зависимости от конкретных требований к конструкции. Из одного мешка цемента получается от 40 до 50 галлонов газобетона.
  3. С помощью воздушного компрессора добавьте к смеси пену. Давление должно быть не менее 2,5 кубических футов в минуту при 90 фунтах на кв. Дюйм. Пена имеет тенденцию всплывать, поэтому убедитесь, что вы вводите ее на дно и тщательно перемешиваете. Вы также можете использовать промышленный пеногенератор, например, Little Dragon.
  4. Вылейте смесь в любую форму и оставьте на ночь.
  5. Чтобы предотвратить утечку, вы можете выстелить контейнер пластиковой бумагой.

Вот видео на YouTube, объясняющее, как за несколько минут построить простую машину для производства бетона:

Заключение

Таким образом, газобетон обладает прекрасной прочностью на сжатие, но все же требует армирования, чтобы соответствовать требованиям некоторых строительных стандартов. Это, безусловно, самый рентабельный и доступный материал без ущерба для качества.

Поскольку это не требует специальных навыков, вы можете легко сделать это, не выходя из дома, с помощью обычных повседневных инструментов. С ним легко работать, резать, сверлить или лепить в любую форму, которую вы хотите.

В дополнение к этим прекрасным качествам, он очень прочный, отлично подходит для акустических функций и совместим со многими цветовыми пигментами в соответствии с вашим стилем или дизайном. Если вы обсуждаете, использовать ли газобетон для фундамента или строительства в целом, то рассматривайте эту статью как толчок в правильном направлении.

Источники
Площадка

завершена — OPAL Архитектура / исследования / дизайн

Строительные работы: рытье траншей для инженерных сетей
28 июля 2009 г.

Работы на стройплощадке: установлена ​​изоляция под плитами
10 августа 2009 г.

Как и в любом другом здании, важно создать прочный фундамент, поскольку он обеспечивает основу для остальной конструкции. Чтобы улучшить тепловые характеристики здания, а также снизить расходы на строительство, для прототипа была спроектирована плита на фундаментном фундаменте.Типичные жилые фундаменты состоят из бетонных фундаментных стен, которые устанавливаются ниже линии промерзания на ненарушенной почве или утрамбованном гравии. Альтернативой земляным работам и установке фундаментных стен ниже линии промерзания является установка слоя жесткой изоляции горизонтально под всем зданием. Этот слой изоляции термически изолирует здание от земли, а также поддерживает геотермальное тепло земли под площадью здания и тем самым предотвращает морозное пучие у основания здания в зимние месяцы.Чтобы обеспечить теплоизоляцию фундамента, мы установили 6-дюймовую жесткую изоляцию из пенополистирола под всем зданием. Потенциальная опасность установки такой толщины жесткой изоляции заключается в том, что структура изоляции может перекрывать пустоты в уплотненном слое под зданием во время установки фундамента, но затем оседать под весом завершенной конструкции. Чтобы основание было полностью гладким и уплотненным, был уложен слой бетона и песка, называемый «текучей заливкой».Этот слой сильно пенобетона очень легко установить и использовать для создания ровного и полностью уплотненного основания. Результатом использования этих строительных слоев и систем является чрезвычайно хорошо изолированный и быстро устанавливаемый фундамент. Текучая заливка — это смесь крупного песка и цемента, которая сильно аэрируется, чтобы сделать ее — как вы уже догадались — текучей! Он выходил из грузовика, как пенистый молочный коктейль, и легко помещался в неглубокие формы. Когда текучий наполнитель затвердевает, он становится рассыпчатым и легко раскапывается или раскапывается, что позволяет точно настроить и выровнять подушку.Слой изоляции высокой плотности будет помещен поверх текучей засыпки, обеспечивая полный термический и влажный разрыв между землей и бетонным основанием здания. Комбинация текучей засыпки и теплоизоляции высокой плотности является фундаментальной деталью, которая обеспечивает прототип дома хорошо изолированным фундаментом по доступной цене. Вы можете прочитать больше сообщений в блоге о GO Home здесь.

Патент США на метод строительства стен с использованием впрыскиваемой уретановой пены между стеной и автоклавными бетонными блоками (AAC) Патент (Патент № 9,745,739, выданный 29 августа 2017 г.)

ПРЕТЕНЗИЯ НА ПРИОРИТЕТ

В данной заявке на патент делается ссылка на U.S. Предварительная заявка на патент, сер. № 61/966 518, поданной 25 февраля 2014 г. Вышеупомянутая заявка настоящим полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение обеспечивает новые системы и материалы для строительства стен для жилого и коммерческого строительства, которые включают в себя элементы из легких строительных материалов с пазами (например, блоки, панели и т.п.), множество соединительных устройств, направляющую. система и (инжектированный) пенополиуретан конструкционный.Система стеновых конструкций содержит блоки строительного материала, соединенные с каркасом здания с множеством соединительных устройств (например, зажимов), удерживаемых с возможностью скольжения в системе направляющих, которая прикреплена к структурному (например, несущему) каркасу здания. Компоненты стройматериала соединяются между собой подходящим вяжущим. В полость между каркасом и блоками стройматериала залита изоляционная структурная полиуретановая пена. Снаружи стены отделаны водонепроницаемой отделкой, например, цементной штукатуркой.Внутренняя часть стены поддается стандартным вариантам отделки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Существует множество обычных строительных систем, используемых для проектов жилых и легких коммерческих зданий, в которых используется обшивка по дереву и / или легкие стальные рамы в сочетании с изоляцией и компонентами внешней облицовки. Как правило, эти строительные системы, хотя и широко используются, известны своими различными ограничениями, в том числе возможностью проникновения влаги, тепловыми мостами, проникновением воздуха, подверженностью гниению, появлению плесени и грибка, заражению, уязвимости к пожару и / или трудоемкости. трудоемкие или дорогие методы строительства.В дополнение ко многим традиционным системам строительства, упомянутым выше, в других строительных технологиях используются внешние стены, состоящие из бетона или варианта легкого бетона, известного как автоклавный газобетон (AAC). В то время как существующие методы строительства AAC могут смягчить некоторые из этих ограничений, наблюдаемых в обычных строительных материалах и методах строительства, в области строительства, как правило, все еще ищут ответы на ряд постоянных ограничений.

Например, Патент США.№ 6,510,667, Cottier et al. раскрывают процесс строительства стены, который включает в себя этапы возведения жесткого каркаса и прикрепления армированных волокном цементных листов к передней и задней сторонам каркаса для образования между ними пустоты. Эта пустота затем заполняется жидким цементным раствором из легкого заполнителя и дает возможность затвердеть. Легкая суспензия заполнителя для заполнения пустоты, образовавшейся между листами, может иметь обычный состав и может включать измельченный обрезок вспененного полистирола («крошку») или гранулы пенополистирола.Вяжущие листы могут содержать отвержденный в автоклаве продукт реакции метакаолина, портландцемента, кристаллического кремнеземистого материала и воды. Патент США В US 6,532,710, Terry, описана сплошная монолитная бетонная изолированная стеновая система, включающая 100% бетонную конструкцию на внутренних и внешних стенах зданий. Строительные материалы состоят из обычного бетона, который заливается внутри полости между двумя стойками, формируя стены по всему периметру здания.Легкий ячеистый материал из кварцита, извести и воды, известный как автоклавный газобетон (AAC), используется в качестве системы формирования внешних и внутренних стен, «оставаясь на месте». Две стены AAC проходят по всему периметру соответствующего здания. Две стены предназначены для образования полости, в которую заливается бетон. Анкерные болты, которые глубоко ввинчиваются в каждую сторону стен, висят в полости. В целях изоляции два листа фольгированной изоляции прикрепляются к внутренней стороне внешней стены анкерными болтами.Патент США В US 7,204,060, выданном Ханту, описана система для изготовления конструкций с использованием AAC. Первым шагом является строительство стеновой системы, которая включает первый ряд удлиненных блоков основания AAC для размещения на предварительно построенном фундаменте. Патент США В US 3943676, выданном Ickes, описан модульный строительный стеновой блок, содержащий слой твердого пенопласта и слой бетона, тесно связанные друг с другом вдоль границы раздела между слоями. Армирующий мат из проволочной сетки заделан в слой твердого пенопласта и заходит с помощью анкерных элементов в бетонный слой, который также может иметь заделанный в него дополнительный мат из проволочной сетки.Опубликованная заявка на патент США № 2008/0016803, Bathon et al. раскрывают древесно-бетонную композитную систему, которая включает деревянную конструкцию, промежуточный слой и бетонную конструкцию. Одиночный промежуточный слой состоит, например, из пластиковой пленки, пропитанной бумаги, битумного картона, пластикового изоляционного слоя, минерального изоляционного слоя, органического изоляционного материала, регенерирующего изоляционного материала и залитых и / или нанесенных материалов. , которые связываются и / или затвердевают позднее, e.г., деготь, клей, пластичные смеси. Ассортимент типов бетона, подходящих для бетонной конструкции, включает пенобетон. Опубликованная патентная заявка США № 2007/0062151, выданная Смиту, раскрывает композитную строительную панель, которая включает в себя каркас и бетонную плиту, изготовленные из пенобетона. К элементам рамы прикреплен армирующий слой. Каркас ориентирован на внутреннюю сторону конструкции, а бетонная плита — на внешнюю сторону конструкции.В открытой раме предусмотрены полости для установки сантехники, электропроводки и изоляции. Опубликованная патентная заявка США № 2008/0010920, выданная Андерсену, раскрывает способ строительства здания, в котором блоки и панели, изготовленные из автоклавного газобетона, используются в качестве структурных элементов, включая изолированные панели с жесткой сердцевиной из пенополиуретана / полиискоцианурата, прикрепленные к структурным элементам. с помощью металлических анкерных зажимов. Опубликованная заявка на патент США № 2005/0284100, Ashuah et al.раскрывают секцию стены, имеющую многослойную структуру, которая включает внешнюю вертикальную панель и внутреннюю вертикальную панель, разнесенные параллельно друг другу, дополнительно включающую в себя вертикальный изолирующий слой. Внешняя панель может быть построена из строительных блоков из бетона или AAC. Внутренняя панель может быть изготовлена ​​из дерева. Между панелями есть пространство, «ядро», которое включает в себя вертикальный слой бетона. Наружная поверхность внешней панели покрыта слоем покрытия, состоящим из материалов, выбранных из группы, состоящей из камня, мрамора, строительного раствора, дерева, алюминия, стекла, фарфора и керамики.Опубликованная патентная заявка США № 2001/0045070, выданная Ханту, раскрывает панели из газобетона в автоклаве, а также способ изготовления и использования таких панелей, в частности, для строительства жилых домов. Патент США В US 8240103, выданном Riepe, описана композитная строительная система и способ возведения стены, которая включает блоки AAC, соединенные с каркасом здания с множеством соединительных устройств. Блоки AAC соединяются друг с другом с помощью тонкослойного раствора. В полость между рамой и блоками AAC вводится структурная изоляционная пена, так что слой (или заполнение) пены образуется на месте после расширения и отверждения.А внешняя сторона стен AAC отделана водостойкой цементной штукатуркой. Рипе описывает множество соединительных устройств, имеющих выступы (то есть штыри), которые входят в пазы в верхней и нижней части блоков AAC. Отдельные соединительные устройства прикрепляются непосредственно и без скольжения (например, с помощью винтов) к внешней поверхности каркаса здания горизонтально ориентированными рядами, соответствующими пазам в верхней и нижней части блоков AAC. Каждый элемент каркаса здания может иметь от 1, 2, 3, 5, 10, 20, 50 или более соединительных устройств, жестко прикрепленных к нему.Патент США. Патент №8,240,103 полностью включен в данное описание посредством ссылки.

В области строительных материалов и строительных систем был достигнут ряд достижений, о чем свидетельствует использование блоков AAC и соединительных устройств, описанных в патенте США No. Патент № 8,240,103. Тем не менее, необходимы системы и материалы для строительства стен, подходящие для жилых, коммерческих и других строительных проектов, которые существенно улучшают, по крайней мере, некоторые из недостатков существующих традиционных методов строительства и / или строительных технологий, таких как сокращение трудозатрат во время строительства и / или других требования к установке.Предполагается, что экономия рабочей силы во время строительства и монтажа снизит общие затраты и позволит добиться большей эффективности здания.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение обеспечивает новые системы и материалы для строительства стен для жилого и коммерческого строительства, которые включают в себя элементы из легких строительных материалов с пазами (например, блоки, панели и т.п.), множество соединительных устройств, направляющую. система и (инжектированный) пенополиуретан конструкционный.Система стеновых конструкций содержит блоки строительного материала, соединенные с каркасом здания с множеством соединительных устройств (например, зажимов), удерживаемых с возможностью скольжения в системе направляющих, которая прикреплена к структурному (например, несущему) каркасу здания. Компоненты стройматериала соединяются между собой подходящим вяжущим. В полость между каркасом и блоками стройматериала залита изоляционная структурная полиуретановая пена. Снаружи стены отделаны водонепроницаемой отделкой, например, цементной штукатуркой.Внутренняя часть стены поддается стандартным вариантам отделки.

В особенно предпочтительных вариантах осуществления строительные системы и способы по настоящему изобретению включают и используют блоки из легкого строительного материала, содержащие блоки из автоклавного газобетона (AAC). AAC не горит, и 4 ″ материала блока AAC получили 4-часовой рейтинг огнестойкости. Единицы материала AAC могут быть в форме блоков, панелей или любого подходящего готового размерного продукта AAC.

AAC — конструкционный продукт, состоящий из смеси цемента, извести, воды, песка и алюминиевого порошка.Для производства AAC цемент смешивают с известью, кварцевым песком, водой и алюминиевым порошком и заливают в форму. Другие материалы могут быть добавлены или заменены в смесь AAC, включая, но не ограничиваясь, пылевидную топливную золу. Реакция между алюминием и цементом вызывает образование микроскопических пузырьков водорода, которые расширяют цемент примерно в пять раз по сравнению с его первоначальным объемом, чтобы заполнить предварительно выбранную форму. После испарения водорода газобетон разрезают на размер и выдерживают паром в автоклаве.Готовые изделия можно разрезать и обрабатывать на детали с точными размерами, просверливать сквозные отверстия или нарезать канавки, как указано. На строительной площадке блоки AAC (например, блоки или панели) можно соединять с помощью тонкослойного раствора.

В качестве интегрированной строительной системы настоящее изобретение, включающее стены, построенные из блоков AAC, обеспечивает множество преимуществ для жилых и коммерческих зданий, включая, помимо прочего, высокое тепловое сопротивление, предотвращение тепловых мостов, обеспечение повышенной защиты от повреждения водой, паром повреждение, пожар, гниение, повреждение плесенью или плесенью, повреждение от мороза и повреждение насекомыми, будучи ударопрочным, уменьшая потребность в покраске или обслуживании; отсутствие каких-либо токсичных соединений; обеспечивает более высокий акустический барьер и более высокую прочность на сдвиг.Кроме того, строительная система легка для транспортировки и строительства и совместима с существующей сантехникой, электропроводкой, кровлей, внешней штукатуркой и обычно используемыми видами внутренней отделки.

Хотя в некоторых предпочтительных вариантах осуществления настоящие строительные системы оптимизированы для возведения стен из блоков AAC, зажимные крепежи, направляющая система и компоненты уголка полки настоящего изобретения не ограничиваются применимостью только к строительным материалам AAC. Например, в некоторых других вариантах осуществления дополнительные и / или заменяющие элементы из легкого строительного материала с подходящими свойствами для использования с настоящим изобретением специально предусмотрены для использования в строительстве стен (например,g., глиняные сотовые блоки, биокомпозитные блоки, содержащие переработанные или экологически чистые вспомогательные материалы, такие как конопля, древесная щепа, летучая зола, переработанный заполнитель и т.п.). В других вариантах осуществления предусмотрены бетонные блоки с различными добавками и / или наполнителями и т.п., которые в противном случае обладают одним или несколькими желательными свойствами, упомянутыми для строительных материалов AAC.

Настоящее изобретение обеспечивает определенные усовершенствования по сравнению с существующими системами и компонентами стеновых конструкций AAC.Примечательно, что недавний патент США No. В US 8240103 описана составная строительная система и способ возведения стен, которые включают блоки AAC, соединенные с каркасом здания с множеством соединительных устройств. Патент США. В US 8,240,103 был продвинут уровень конструкторского искусства, введя описанную здесь систему фиксированных зажимов. Настоящее изобретение описывает усовершенствование по сравнению с патентом США No. № 8,240,103, обеспечивая систему направляющих, которая удерживает множество соединительных устройств с возможностью скольжения.Системы и способы по настоящему изобретению требуют сравнительно меньше труда и времени на установку, чем существующие строительные системы AAC, и обеспечивают большую гибкость при сборке стен.

В одном предпочтительном варианте осуществления настоящее изобретение обеспечивает новые строительные материалы и способы возведения стен, которые включают множество уложенных друг на друга блоков AAC, которые прикреплены к каркасу здания (например, деревянные стойки, металлические стойки, бетон и т.п.) с помощью множество соединительных устройств (например,g., зажимы), которые входят в одну или несколько канавок на поверхности блоков. Предпочтительно блоки AAC имеют одну или несколько непрерывных канавок либо на их верхней, либо на нижней поверхностях; однако также предусмотрены прерывисто расположенные канавки на любой / обеих этих поверхностях. Канавки в блоках AAC могут быть центрированы или смещены по центру на определенной поверхности. В предпочтительных вариантах осуществления канавка на одной поверхности (например, верхней поверхности) блока AAC имеет соответствующую канавку в той же транзакционной плоскости на противоположной поверхности блока (например,г., нижняя поверхность). Легкие строительные блоки, используемые в композициях и способах по настоящему изобретению, могут содержать одну или несколько канавок в 1-2-3-4-5 или 6 поверхностях (ах) соответствующего элемента.

В другом варианте осуществления изобретения верхняя и нижняя канавки элементов из легкого строительного материала (например, блоков AAC) составляют пространство глубиной примерно ½ дюйма, шириной примерно дюйма и, более предпочтительно, шириной примерно дюйма.

В предпочтительном варианте соединительные устройства содержат зажимы.Множество зажимов удерживаются с возможностью скольжения в системе направляющих, которая прикреплена горизонтально к внешней поверхности (лицевой стороне) несущего каркаса здания (например, деревянных или металлических шпилек и т.п.). К внешней поверхности каркаса здания прикреплено множество рельсов. Секции направляющих размещаются встык последовательно, так что соответствующие секции образуют непрерывную интегрированную дорожку желаемой длины на внешней поверхности каркаса здания (например, на уровне фундамента здания).Однако следует отметить, что способы возведения стен, включающие зажимные крепления и секции путевой системы по настоящему изобретению, в равной степени применимы к конструкции внутренних стен, где участки пути дополнительно или вместо них прикреплены к внутренней части. поверхность каркаса здания.

Направляющие оптимизированы в поперечном сечении для скольжения, удерживая несколько зажимов по их длине. После того, как зажимы расположены в секции дорожки, они ортогонально расположены между дорожкой и блоками AAC.Блоки AAC отделяются от каркаса здания за счет общей длины зажимов и направляющих секций системы. Это образует первую пустоту между внутренней поверхностью блоков AAC и внешней поверхностью каркаса здания. Вторая пустота образуется из-за ширины несущих элементов каркаса здания (например, размерных деревянных стоек 2 ″ × 4 ″ или 2 ″ × 6 ″ и т.п., и / или металлических стоек), измеренной от от внутренней поверхности элементов каркаса здания до внешней поверхности элементов.Первая и вторая пустоты, соответственно, образуют полость, в которую вводится конструкционная изоляционная пена. Последовательные ряды (т. Е. Ряды) блоков AAC соединяются тонкослойным раствором. Последовательные ряды блоков ACC образуют поверхность стены, внешняя сторона которой предпочтительно покрыта водонепроницаемой отделкой, такой как отделка цементной штукатуркой. В предпочтительном варианте осуществления нижний ряд блоков AAC имеет канавки на нижней поверхности, и эта канавка входит в зацепление с помощью уголка полки, установленного на основании стены.

В предпочтительных вариантах осуществления изобретение включает композитную конструкционную систему, соединяющую раму и блоки AAC, причем система содержит: несущую раму и, по меньшей мере, один промежуточный слой инжектированной полиуретановой пены, блок блока AAC, в котором одна сторона блок обращен к несущей раме (например, к внутренней поверхности блока ACC), и, кроме того, по крайней мере, один промежуточный слой пенополиуретана расположен между несущей рамой и блоками AAC, чтобы соединить несущую кадр и блоки AAC; и множество соединительных устройств (зажимов), удерживаемых с возможностью скольжения на рельсе между несущей рамой и бетонным строительным элементом AAC.

Строительные системы и материалы по настоящему изобретению совместимы с деревянным каркасом, тяжелым деревянным каркасом, стальным каркасом или тяжелым стальным каркасом со стальным заполнением шпильками. В одном варианте осуществления настоящего изобретения несущая рама изготовлена ​​по меньшей мере из одного материала из группы материалов, состоящей из массивной древесины, деревянных материалов, конструкционных деревянных изделий, древесных композитных материалов, стали, алюминия, бетона, пластмасс и других материалов. композиты, переработанные и экологически чистые материалы или другие подходящие материалы.В одном варианте осуществления настоящего изобретения несущая рама содержит материал, выбранный из группы, состоящей из дерева и металла. В предпочтительных вариантах осуществления несущая рама в противном случае не имеет оболочки.

В дополнительном варианте осуществления каждое из множества соединительных устройств (например, зажимные зажимы) содержит, по меньшей мере, первый конец (первый конец), который вставляется в систему направляющих, которая прикреплена к несущей раме, и второй конец. (второй конец), который заканчивается, по меньшей мере, одной поверхностью крепления, а более предпочтительно двумя поверхностями крепления (т.е.е., заглушка (и) блокировки). Поверхности крепления оптимизированы для зацепления канавки в элементе из легкого строительного материала, таком как блок AAC. Более конкретно, в некоторых предпочтительных вариантах осуществления множество соединительных устройств содержит застежки-клипсы. В предпочтительных вариантах осуществления первый конец каждой соответствующей застежки-клипсы содержит две сжимаемые ножки, имеющие поперечное сечение примерно Y-образной формы. В предпочтительных вариантах реализации каждая из соответствующих ножек заканчивается крючком в форме (например,г., полукруглый) элемент. Таким образом, концы ножек образуют зазор (пространство) между собой, когда они не сжимаются. В одном предпочтительном варианте осуществления зазор, когда ножки не сжимаются, измеренный в самой широкой точке на внутренних поверхностях ножки, составляет от примерно дюйма до примерно 6 дюймов, более предпочтительно от примерно дюйма до примерно 3 дюймов, а более предпочтительно от примерно ¾ ″ до примерно 1¼ ″. В других вариантах реализации зазор составляет примерно 1 дюйм.

В особенно предпочтительных вариантах реализации Y-образные ножки могут сжиматься установщиком стеновой системы (например,грамм.; каменщик), просто используя силу пальцев так, чтобы ножки сдвинулись вместе относительно зазора и центральной оси застежки-клипсы. После сжатия ножки зажимной застежки вставляются в канал секции гусеницы, и сила сжатия снимается так, что ноги возвращаются в свою приблизительную форму предварительного сжатия и ориентацию в канале секции гусеничной системы, тем самым создавая небольшое натяжение между ногами и участком гусеницы. Поперечное сечение отрезков гусеницы оптимизировано для скользящего удержания вставленных в них зажимов.Второй конец каждой соответствующей застежки-клипсы содержит конец, имеющий поперечное сечение примерно Т-образной формы. Т-образная секция содержит два выступа (т. Е. Штырей), ориентированных под прямым углом относительно основного корпуса застежки-клипсы. Заглушки блокировки, содержащие Т-образный конец зажимных креплений, оптимизированы для зацепления соответствующих канавок на одной или нескольких поверхностях элементов из легкого строительного материала (например, блоков AAC). В предпочтительном варианте осуществления заглушки компонентов застежки-клипсы содержат выступы длиной примерно ½ дюйма и шириной примерно дюйма.Однако следует отметить, что различные размеры выступа штыря (и размеры канавки) возможны в пределах общих вариаций ввиду желания достичь достаточного зацепления канавок в элементах из легкого строительного материала штырями зажима.

В дополнительном варианте осуществления множество соединительных устройств (например, зажимов) содержат материал, выбранный из группы, состоящей из подходящих металлов (например, алюминия, стали и т.п.), пластмасс и композитных материалов.Соединительные устройства (например, зажимные зажимы) должны быть изготовлены из материала или комбинации материалов, которые обеспечивают достаточный уровень эластичности после повторяющихся деформаций, чтобы устройство могло вернуться к своей первоначальной форме. В предпочтительном варианте осуществления застежки-клипсы изготовлены из пластика, а более предпочтительно из АБС-пластика, хотя возможны и другие материалы, такие как подходящие металлы и композиты.

В предпочтительных вариантах реализации гусеничная система по настоящему изобретению имеет дорожку для приема и удержания с возможностью скольжения множества зажимных застежек.Не ограничиваясь какой-либо конкретной конфигурацией, предпочтительно, чтобы гусеница имела в поперечном сечении примерно С-образную форму. Основной корпус гусеничной системы предпочтительно имеет как на верхнем, так и на нижнем краях короткий выступ под прямым углом от него. Эти выступы верхнего и нижнего краев заканчиваются двумя противоположными загнутыми внутрь скосами / выступами, которые надежно входят в зацепление с крючком соответствующей формы (например, полукруглым), находящимся на конце каждой из соответствующих Y-образных секций ножек на первом конце зажима. застежка.В некоторых вариантах реализации два противоположных скоса, повернутых внутрь, имеют полукруглое сечение. Ножковая часть зажимной застежки при сжатии, вставке и последующем освобождении входит в зацепление с противоположными скосами канала на верхнем и нижнем краях U-образной направляющей системы. В вариациях конструкции предусматривается любое поперечное сечение направляющей и поперечное сечение ножки зажимной застежки, которые обеспечивают достаточное натяжение и способность скольжения.

В некоторых вариантах реализации участки пути содержат материал, выбранный из группы, состоящей из подходящих металлов (например,g., алюминий, сталь и т.п.), пластмассы и композитные материалы. Секции пути должны быть изготовлены из материала или комбинации материалов, которые обеспечивают достаточный уровень эластичности после повторяющихся деформаций, чтобы устройство могло вернуться к своей первоначальной форме.

Длина отдельных участков пути не ограничена. Действительно, длина соответствующих участков пути определяется производством, транспортировкой и хранением, а также обращением и установкой на месте.В предпочтительных вариантах реализации ряд участков пути прикрепляется к внешней поверхности несущего каркаса здания с помощью множества правильно или неравномерно расположенных крепежных устройств, включая, помимо прочего, один или несколько винтов, болтов, гвоздей, заклепки, клеи и тому подобное. В случаях, когда устройства крепления пересекают участки пути, предполагается, что участки пути либо предварительно изготовлены, либо модифицированы (например, просверлены, пробиты или вырезаны) на месте, чтобы иметь достаточное количество отверстий для размещения устройств крепления.В одном варианте осуществления участки пути прикреплены к несущему каркасу с помощью множества винтов. В особенно предпочтительных вариантах осуществления винты содержат самосверлящие винты с одноранговым приводом. В предпочтительном варианте осуществления множество секций путевой системы прикреплено к одной или нескольким опорным секциям пути (например, балкам), которые прикреплены горизонтально (относительно фундамента здания) к внешней поверхности несущего каркаса. . Множество опорных секций пути можно прикрепить к внешней поверхности несущего каркаса с помощью любого обычного крепежного устройства, включая, помимо прочего, винты, болты, гвозди, заклепки, клеи и т.п.В предпочтительных вариантах реализации множество опорных секций пути прикреплено гвоздями. В другом предпочтительном варианте осуществления множество опорных секций пути прикреплено винтами.

В другом варианте осуществления опорные секции пути содержат материал, выбранный из группы, состоящей из подходящей древесины, древесных композитов, металлов (например, алюминия, стали и т.п.), пластиков, таких как АБС-пластик, пултрузионного стекловолокна и композитных материалов. материалы. В предпочтительном варианте осуществления опорные секции пути состоят из дерева или древесных композитов.Древесина и древесные композитные материалы, подходящие для опорных секций пути, включают, но не ограничиваются ими, 1 ″ × 3 ″, 1 ″ × 4 ″, 1 ″ × 5 ″, 1 ″ × 6 ″, 2 ″ × 4 ″, 2 ″. × 6 ″, 2 ″ × 8 ″, 4 ″ × 4 ″, 4 ″ × 6 ″ и т.п., а также их размерные размеры и их метрические эквиваленты. Горизонтальные опорные секции пути называются «балками».

В других вариантах осуществления строительные материалы и сопутствующие методы строительства настоящего изобретения обеспечивают и используют цельные интегрированные опорные секции (балки) с секциями путевой системы.В других вариантах осуществления строительные материалы и сопутствующие способы строительства по настоящему изобретению обеспечивают одну или несколько секций горизонтальных опор пути (балок), прикрепленных к одной или множеству секций системы пути перед установкой опор пути на несущую обрамление.

В предпочтительных вариантах осуществления первый ряд установленных блоков из легкого строительного материала (например, блоков AAC) входит в зацепление с помощью одного или нескольких из множества уголков полок, прикрепленных к нижней части несущих элементов крепления.В предпочтительных вариантах осуществления угол полки имеет поперечное сечение примерно L-образной формы, так что угол полки определяется как прямой угол, имеющий вертикальную ножку и горизонтальную ножку, при этом вертикальная ножка прикреплена к несущей стойке и горизонтальной ножке. оканчивается вертикальным выступом (например, непрерывным или прерывистым шлейфом блокировки). В другом варианте осуществления изобретения вертикальная полка уголков полки содержит широкое основание, которое сужается по мере продвижения вверх, образуя наклонную поверхность, обращенную в сторону от несущей рамы.В особенно предпочтительных вариантах осуществления заглушка уголка полки входит в зацепление с нижним пазом элементов из легкого строительного материала, размещенных на угловых секциях. Канавка на нижней поверхности каждого из первого ряда блоков AAC в секции стены входит в зацепление за счет собственного угла.

В другом варианте осуществления уголки полок содержат материал, выбранный из группы, состоящей из подходящих металлов (например, алюминия, стали и т.п.), пластмасс, таких как АБС-пластик, пултрузионное стекловолокно и композитных материалов.В предпочтительном варианте осуществления уголки полок состоят из пултрузионного стекловолокна и / или армированного волокном пластика. В предпочтительных вариантах реализации множество секций уголка полки прикрепляют к внешней поверхности несущего каркаса здания с помощью множества правильно или неравномерно расположенных крепежных устройств, содержащих, помимо прочего, один или несколько винтов, болтов, гвозди, заклепки, клеи и т.п. В случаях, когда крепежные устройства пересекают углы полки, предполагается, что углы полки либо предварительно изготовлены, либо изменены на месте с достаточным количеством отверстий для размещения крепежных устройств.В предпочтительном варианте осуществления секции уголка полки прикреплены к несущему каркасу с помощью множества винтов. В особенно предпочтительных вариантах осуществления винты содержат самосверлящие винты с одноранговым приводом.

В другом варианте осуществления изобретения способы дополнительно включают этап помещения выравнивающего раствора в любые зазоры под углами полок.

В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения способы дополнительно включают этап прикрепления вертикальных ножек множества уголков полки к несущей раме предпочтительно в горизонтальной ориентации; тем не менее, одна или несколько угловых секций полки также могут быть прикреплены вертикально к несущей раме.

Кроме того, предпочтительные зажимные зажимы, секции направляющей системы и секции уголка полки содержат материалы, демонстрирующие одно или несколько желаемых свойств, включая, но не ограничиваясь этим, достаточно устойчивы к химическому разложению, огнестойкость, плесень, плесень, устойчивость к повреждениям насекомыми и грызунами, высокая ударопрочность, высокая прочность на сдвиг, достаточная обрабатываемость в широком диапазоне температур окружающей среды, минимальное образование тепловых мостиков или его отсутствие и / или легкий вес.Конкретные размеры направляющей системы, зажимов и углов полок не являются критическими для успешного развертывания строительных систем и строительных материалов, если достигаются желаемые свойства стен в отношении прочности, жесткости, пластичности, теплоизоляции, огнестойкости. устойчивость к повреждениям от насекомых, гниль, плесени и плесени, гидроизоляция и т.п.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения несущая рама и бетонная конструкция AAC возводятся на бетонном фундаменте.Однако настоящее изобретение не ограничивается выбором основания или фундамента для использования со способами возведения стен и системами строительных материалов, так как настоящее изобретение может быть адаптировано для использования с любой стандартной техникой строительства (например, фундаменты из плит, фундаментные стены, и тому подобное). В другом варианте осуществления настоящего изобретения фундамент представляет собой бетонный фундамент. В другом варианте осуществления изобретения способы строительства дополнительно включают этап крепления первого множества соединительных устройств и / или угловых секций полки к фундаменту.

В одном варианте осуществления изобретения способы дополнительно включают этап добавления клея в верхние и / или нижние канавки блоков AAC перед их размещением на стене. Подходящие клеи включают, помимо прочего, тонкослойный строительный раствор и клеи оружейного качества.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения расстояние между внешней поверхностью несущей рамы и внутренней поверхностью бетонной конструкции из AAC составляет от примерно 1 дюйма до примерно 10 дюймов или более, предпочтительно от примерно 1½ дюйма до примерно 8 дюймов, более предпочтительно от примерно 1½ дюйма до примерно 6 дюймов и даже более предпочтительно от примерно 1½ дюйма до примерно 4 дюймов.

В предпочтительных вариантах осуществления изобретения полость, созданная с использованием элементов легкого строительного материала (например, блоков AAC), соединительных устройств (например, зажимов), секций системы направляющих и секций уголка полки настоящего изобретения частично заполнены вспененным структурным пенополиуретаном. В другом варианте осуществления изобретения единственный промежуточный слой (наполнитель) пенополиуретана имеет ширину от примерно 1 дюйма до примерно 10 дюймов, или от примерно 2 дюймов до примерно 10 дюймов или более, более предпочтительно, от примерно 2 дюймов до примерно 8 дюймов и даже более предпочтительно от примерно 3½ дюймов до примерно 6 дюймов.

Подходящие пенополиуретаны для инъекций включают пенополиуретаны, имеющие проницаемость для водяного пара примерно менее одного проницаемости на квадратный метр и тепловые характеристики примерно R-5 (или более) на дюйм или более, и / или общее значение интегрированной системы стенок примерно Р-40. Подходящие пенополиуретаны включают, но ограничиваются ими, пенополиуретаны с закрытыми ячейками, имеющие плотность около двух фунтов. Однако настоящее изобретение не ограничивается какими-либо конкретными полиуретановыми и / или полиуретановыми конструкционными пенами.Действительно, пены, подходящие для использования с настоящим изобретением, обладают по меньшей мере одной, а более предпочтительно несколькими из следующих подходящих характеристик: непроницаемость (т.е. от примерно 100 до примерно 90 до примерно 80-70% непроницаемости) для паров и воды, термобарьерные свойства, сопротивление / предотвращение образования тепловых мостов, звукоизоляционные / защитные свойства, свойства поглощения ударов, нулевое (или приемлемо низкое) выделение токсичных и / или вредных паров, огнестойкость и, что важно, необходимые адгезионные качества.

В другом варианте осуществления изобретения внешняя отделка может быть нанесена на внешнюю поверхность бетонной конструкции из AAC. В одном варианте осуществления изобретения внешняя отделка включает отделку из цементной штукатурки. В еще одном варианте осуществления цементная штукатурная отделка включает водонепроницаемую штукатурную отделку, модифицированную или иным образом.

В другом варианте осуществления изобретения любая стандартная внутренняя отделка может быть нанесена на внутреннюю поверхность несущей рамы (т.е.е., занимаемое пространство). В одном варианте осуществления изобретения внутренняя отделка включает любые стандартные материалы и / или методы внутренней отделки стен, такие как гипсокартон, включая, помимо прочего, гипсокартон, гипсокартон, стеновую плиту, гипсокартон, штукатурку, древесину и композитные деревянные панели для изделий из дерева, бетонные панели, плитка и тому подобное.

Настоящее изобретение обеспечивает множество преимуществ по сравнению с существующими строительными системами. В некоторых вариантах осуществления композиции и способы по настоящему изобретению включают улучшение U.С. Пат. № 8,240,103.

В композитной строительной системе, имеющей: несущую (без оболочки) раму и легкую бетонную конструкцию, а также внутреннюю полость (шириной не менее 1 дюйма) между несущей рамой и легкой строительной единицей, при этом одна сторона конструкции из легкого бетона обращена к несущей (без оболочки) раме, при этом несущая (без оболочки) рама приклеивается к элементу из легкого бетона с использованием, по меньшей мере, одного слоя ( инжектированная) полиуретановая пена, помещенная между несущей (необшитой) рамой и легким бетоном, полностью заполняющим внутреннюю полость, при этом слой пенополиуретана предотвращает тепловые мосты между несущей (без оболочки) рамой и легким бетоном ; и множество соединительных устройств между несущей (не обшитой) рамой и конструкцией из легкого бетона, при этом усовершенствование включает в себя множество соединительных устройств, удерживаемых с возможностью скольжения в секции рельсовой системы.

Изобретение также включает способ возведения стены, включающий следующие этапы: а) возведение несущего каркаса, имеющего внутреннюю облицовочную поверхность и внешнюю облицовочную поверхность, на опоре, такой как обычный фундамент или плита; б) прикрепление первого множества угловых секций полки (поверх фундамента) на внешней поверхности несущей рамы, при этом каждая из угловых секций полки содержит выступающую вверх стопорную заглушку, при этом каждая из угловых секций полки размещается так, чтобы блокировочная заглушка выходила вверх от фундамента дальше от несущей рамы; c) размещение первого множества элементов из легких строительных материалов (например,g., блоки AAC) наверху угловых секций полки, внешних по отношению к несущей раме, путем вставки фиксирующих заглушек размещенных первых множества угловых секций полки в нижнюю канавку на каждом элементе из легкого строительного материала, так что вертикальная внутренняя полость создается между несущей рамой и первым множеством элементов из легкого строительного материала, при этом каждая единица из легкого строительного материала дополнительно содержит верхнюю канавку, при этом множество элементов из легкого строительного материала имеют внутреннюю поверхность, обращенную к несущей раме, и противоположная внешняя поверхность; d) прикрепление первого множества опорных секций пути к внешней поверхности внешней поверхности несущей рамы; e) прикрепление первого множества секций путевой системы к первому множеству опорных секций пути; f) вставка первого множества соединительных устройств (например,g., зажимные крепления) в первое множество секций рельсовой системы, так что первое множество соединительных устройств удерживается с возможностью скольжения в первом множестве секций рельсовой системы, при этом каждое из первого множества соединительных устройств содержит нисходящий фиксирующий шлейф и восходящий заглушка блокировки, дополнительно в которой каждое из первого множества соединительных устройств размещено таким образом, что нижняя заглушка блокировки вставляется в верхнюю канавку первого множества элементов легкого строительного материала; г) нанесение слоя клея (например,g. тонкослойный раствор) на верхнюю поверхность первого множества элементов легкого строительного материала; h) размещение второго множества легких строительных элементов непосредственно поверх первого множества элементов из легких строительных материалов, при этом каждый из элементов имеет верхнюю канавку и нижнюю канавку, при этом верхний фиксатор первого множества соединительных элементов вставляется в нижний паз второго множества элементов легкого строительного материала; i) повторение этапов (d) — (h) до тех пор, пока не будет достигнута желаемая высота внешней стены и не будет достигнута вертикальная внутренняя полость, разделяющая легкие блоки строительных материалов и несущий каркас; j) нанесение внешней отделки (например,g., двухслойная цементная штукатурка) на внешнюю поверхность блоков из легких строительных материалов; k) впрыскивание пенополиуретана в вертикальную внутреннюю полость и обеспечение возможности расширения и отверждения пенополиуретана; и l) нанесение внутренней отделки на внутреннюю поверхность несущей рамы. Следует понимать, что точный порядок этапов, описанный здесь, может быть изменен или заменен до тех пор, пока желаемая стенка будет достигнута.

Изобретение также включает способ возведения стены, включающий этапы: a) возведение несущего каркаса, имеющего внутреннюю облицовочную поверхность и внешнюю облицовочную поверхность, на опоре, такой как обычный фундамент или плита; б) прикрепление первого множества угловых секций полки поверх фундамента на внешней поверхности несущей рамы, при этом каждая из угловых секций полки содержит выступающую вверх стопорную заглушку, при этом каждая из угловых секций полки размещается таким образом, что блокировочная заглушка проходит в направлении вверх от фундамента, удаленного от несущей рамы; c) размещение первого множества блоков AAC поверх угловых секций полки, внешних по отношению к несущей раме, путем вставки фиксирующих заглушек размещенных первых множества угловых секций полки в нижнюю канавку на каждой блоке из легкого строительного материала, так что между несущей рамой и первым множеством блоков AAC создается вертикальная внутренняя полость, при этом каждая единица из легкого строительного материала дополнительно содержит верхнюю канавку, при этом множество блоков AAC имеют внутреннюю лицевую поверхность, обращенную к несущей раме, и противоположная внешняя облицовочная поверхность; d) прикрепление первого множества опорных секций пути (например,ж., балки) на внешней поверхности внешней поверхности несущего каркаса; e) прикрепление первого множества секций путевой системы к первому множеству опорных секций пути; f) вставка первого множества зажимных зажимов в первое множество секций системы направляющих таким образом, чтобы первое множество зажимных приспособлений удерживалось с возможностью скольжения в первом множестве секций системы направляющих, где каждый из первого множества зажимных зажимов содержал нисходящую заглушку блокировки. и восходящую заглушку блокировки, дополнительно в которой каждая из первого множества зажимных зажимов размещена так, что нисходящая заглушка блокировки вставляется в верхнюю канавку первого множества блоков AAC; г) нанесение слоя клея (например,g. тонкослойный раствор) на верхнюю поверхность первого множества блоков AAC; h) размещение второго множества блоков AAC непосредственно поверх первого множества блоков AAC, при этом каждый из блоков имеет верхнюю канавку и нижнюю канавку, дополнительно при этом верхняя блокирующая заглушка первого множества соединений вставляется в нижнюю канавку. второго множества блоков AAC; i) повторение этапов (d) — (h) до тех пор, пока не будет достигнута желаемая высота внешней стены и вертикальная внутренняя полость, разделяющая блоки AAC и несущую раму; j) нанесение внешней отделки на внешнюю поверхность блоков AAC; k) впрыскивание пенополиуретана в вертикальную внутреннюю полость и обеспечение возможности расширения и отверждения пенополиуретана; и l) нанесение внутренней отделки на внутреннюю поверхность несущей рамы.

Специалистам в данной области техники будет понятно, что соединения между разнородными материалами (а иногда и схожими материалами) и любыми выступами в готовых стенах (например, двери, окна, трубопроводы, воздуховоды, конструктивные элементы и т. Д.) Могут выиграть от необязательное включение одного или нескольких подходящих отливов, встречных отливов, колпачков, гибких герметиков, герметиков (например, силиконизированных герметиков), строительных растворов, клеев и т.п. для ограничения проникновения воды и / или пара и / или для обеспечения стабильности.

Ряд стандартных методов испытаний известен в области проектирования конструкций и связанных со строительством технологий, подходящих для количественной оценки желаемых характеристик интегрированных строительных систем и композиций (или их компонентов) по настоящему изобретению, таких как, но не ограничиваясь, уровнями водо- и паронепроницаемость, термобарьерные свойства, сопротивление / предотвращение образования тепловых мостиков, акустические свойства гашения / защиты (например, где значение STC составляет около 41 и / или значение OITC составляет около 33), поглощение ударов, прочность на сдвиг, пластичность для сейсмостойкости, адгезионные качества, огнестойкость / защита, нулевое (или приемлемо низкое) выделение токсичных и / или вредных газов, устойчивость к гниению, плесени, насекомым и животным и т.п.Специалисты в данной области техники смогут выбрать желаемые свойства различных компонентов систем и материалов стеновых конструкций для соответствующих жилых и / или коммерческих строительных проектов с учетом местных, государственных, национальных и / или федеральных строительных норм и правил, и / или условности, соблюдаемые в определенной области. В предпочтительных вариантах осуществления системы и материалы стеновых конструкций испытываются в соответствии с одним или несколькими тестами Американского общества испытаний и материалов («ASTM») и доказывают их пригодность для использования по назначению (например.g., ASTM C 518, ASTM D1622, ASTM D 2126, ASTM E84, ASTM E90, ASTM E96, ASTM E283, ASTM E330, ASTM E331, ASTM E564 и / или TAS 201, TAS 203 и т.п.).

Существуют дополнительные признаки изобретения, которые будут описаны ниже и составляют предмет прилагаемой формулы изобретения. В этом отношении, прежде чем подробно объяснять по крайней мере один вариант осуществления изобретения, следует понимать, что изобретение не ограничивается в своем применении деталями конструкции и компоновкой компонентов или этапами конструкции, изложенными в нижеследующем. описания или проиллюстрированы на чертежах.Изобретение допускает другие варианты осуществления и может быть реализовано на практике и реализовано различными способами. Понятно, что используемые здесь фразеология и терминология предназначены для целей описания и не должны рассматриваться как ограничивающие.

Для лучшего понимания изобретения, его эксплуатационных преимуществ и конкретных целей, достигаемых при его использовании, следует сделать ссылку на сопроводительные чертежи и описательный материал, в которых проиллюстрированы предпочтительные варианты осуществления изобретения.Другие особенности и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из следующего описания предпочтительного варианта (ов) осуществления, взятого вместе с прилагаемыми чертежами, которые иллюстрируют в качестве примера принципы изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

РИС. 1А показан вид в изометрии типичного участка стенной системы в сборе. ИНЖИР. 1В показан типичный вид стенной системы в сборе с внешней стороны здания.ИНЖИР. 1С показан типичный вид стенной системы в сборе изнутри здания. ИНЖИР. 1D показан вид в разрезе стенной системы в сборе изнутри здания.

РИС. 2 показан типичный разрез стенной системы в сборе у фундамента.

РИС. 3 иллюстрирует вид сверху типичного участка стенной системы в сборе у угловой стены и оконного косяка.

РИС. 4 показан типичный разрез стенной системы в сборе на промежуточном этаже.

РИС. 5 иллюстрирует типичный разрез стенной системы в сборе на оконной проеме и подоконнике.

РИС. 6 показан типичный разрез стенной системы в сборе на плиточном фундаменте с внешней площадью.

РИС. 7 иллюстрирует типичный вид в разрезе стенной системы в сборе изнутри здания у основной стены.

РИС. 8 показаны поперечные сечения типичной системы рельсов и зажимной скобы настенной системы в сборе.

РИС.9 показано поперечное сечение типичного уголка полки стенной системы в сборе.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Хотя несколько вариантов настоящего изобретения были проиллюстрированы в качестве примеров в предпочтительных или конкретных вариантах осуществления, очевидно, что дальнейшие варианты осуществления могут быть разработаны в пределах сущности и объема настоящего изобретения или его изобретательской концепции. .

Изобретение включает новую стеновую систему для жилого и легкого коммерческого строительства, которая включает в себя элементы из легких строительных материалов, такие как блоки AAC.Эта стеновая система включает внешнюю стену, состоящую из блоков AAC, соединенных с внутренним деревянным или металлическим несущим (структурным) каркасом. Блоки AAC будут прикреплены к каркасу с помощью новых строительных зажимов. Кроме того, полость или пространство между каркасом и внутренней поверхностью наружной стены, содержащей блоки AAC, заполнены структурной изоляцией из пенополиуретана, чтобы склеить каркас и стены вместе и обеспечить изоляцию, герметичность и пароизоляцию. Снаружи стены из AAC дополнительно покрыты водонепроницаемой цементной штукатуркой.Внутренняя часть несущего каркаса приобретает типичную внутреннюю отделку.

РИС. 1-7 в общем показаны виды в изометрии, в плане и в разрезе некоторых типичных вариантов строительных материалов и способов строительства по настоящему изобретению для строительства новой системы стен. В этих вариантах осуществления, как показано на типичных чертежах, несущая рама (без оболочки) 2 из дерева и / или металла (например, стали) возводится с ветровыми распорками 3 (см. ФИГ.1B) (например, стальные ветровые распорки) на обычном бетонном фундаменте 1 . Обшивка не применяется.

В частности, фиг. На фиг.1А показан подробный вид в изометрии секции гусеничной системы 10 , имеющей скользящие фиксирующие зажимы 8 со стопорными штырями 8 c и 8 d зацепление / набор для зацепления канавки (канавок) 7 в блоке AAC 5 . Участок пути 10 крепится с помощью приспособлений для крепления 9 (напр.г., винты) к секции опоры направляющей 16 . К несущей раме 2 прикреплен участок опоры гусеницы 16 (пояс). Кроме того, фиг. 1A показан первый ряд блоков AAC 5 , поддерживающих второй ряд блоков AAC 5 с (выравнивающим) слоем тонкослойного раствора 6 между рядами.

РИС. 2 показан уровень поверхности здания (не пронумерованный) снаружи бетонного фундамента 1 . В одном варианте осуществления изобретения несущая рама 2 может быть прикреплена к бетонному фундаменту 1 с помощью болтов (не показаны) на расстоянии от 7 дюймов до 9 дюймов внутрь от внешнего края бетонного фундамента 1 .

Уголок полки 4 или стартовый элемент представляет собой сплошную полку из пултрузионного стекловолокна 4 , которая прикреплена 9 (например, привинчена) к несущей раме 2 на горизонтальной плоскости для создания стартера уровня . Выравнивающий раствор 6 можно добавлять под уголки полок 4 в любые зазоры между углами полок 4 и фундаментом 1 . Уголки полок 4 имеют непрерывный фиксатор 4 d , который входит в нижнюю канавку 7 блоков AAC 5 .Уголки полки 4 также содержат вертикальную ножку 4 c с отверстием для продольного винта 4 b для крепления уголка 4 к несущей системе каркаса 2 с помощью винтов или болты 9 .

Уголок полки 4 крепится непрерывно вокруг основания несущей рамы 2 на ровной плоскости поверх бетонного фундамента 1 . Штифты блокировки 4 d уголков полки 4 образуют ровную стартовую дорожку.Тонкослойный раствор 6 толщиной от примерно 1/16 ″ до примерно ″ или более помещается поверх стартовой дорожки, а блоки AAC 5 укладываются на начальную ровную дорожку. Блоки AAC 5 имеют по две канавки 7 сверху и снизу, которые могут иметь глубину приблизительно ½ дюйма и ширину дюйма. Поскольку блок AAC 5 укладывается на стартовую дорожку, штыри блокировки 4 d углов полки 4 вставляются в нижние канавки 7 блоков AAC 5 .

В другом варианте осуществления изобретения клей может быть добавлен в канавки 7 для обеспечения дополнительного крепления блоков AAC 5 к уголкам полок и различным зажимным зажимам 8 , раскрытым в изобретении.

В одном варианте осуществления изобретения блоки AAC являются защищенными от насекомых, легкими и изолирующими. В другом варианте осуществления изобретения блоки AAC 5 могут иметь толщину от около 2 дюймов до около 6 дюймов или более, высоту от около 8 дюймов до около 24 дюймов или более и длину от около 24 дюймов. примерно до 48 дюймов или более, хотя настоящее изобретение не ограничивается конкретными элементами легкой конструкции и / или размерами блоков AAC.В предпочтительном варианте осуществления изобретения блоки AAC 5 имеют толщину 3 дюйма и поверхность 24 дюйма × 24 дюйма.

В конкретных вариантах реализации, после того, как начальный набор блоков AAC 5 размещен над фиксирующими штифтами 4 d углов полки через нижние канавки 7 , множество опорных секций гусеницы 16 расположены горизонтально (уровень) крепится к несущему каркасу с помощью приспособлений для крепления 9 (эл.g., винты) таким образом, что секции 10 гусеничной системы, впоследствии или ранее прикрепленные к ним с помощью крепежных устройств 9 (например, винты), располагаются так, чтобы со скольжением удерживать множество зажимов 8 , имеющих выступающие вверх стопорные штифты. 8 c и выступающие вниз заглушки блокировки 8 d , расположенные для зацепления канавок 7 на одной или нескольких поверхностях (например, верхней, нижней, боковых сторонах, концах) множества блоков AAC 5 на первый, второй, третий, четвертый и т. д., ход (и) блоков AAC 5 при возведении стен.

Как показано на фиг. 8, застежка-клипса 8 содержит секцию основного корпуса 8 и , которая определяет горизонтальную ось застежки-клипсы 8 , и четыре выступа от нее: первая, скользящая крепежная часть 8 b , которая, в свою очередь, содержит две ножки Y-образной формы, выходящие из основной части корпуса 8 a зажимной застежки 8 ; во-вторых, заглушка блокировки вверх 8 c ; и, в-третьих, заглушка блокировки вниз 8 d .Скользящий фиксирующий элемент 8 b образует первый конец зажимной застежки 8 . Вверху фиксирующая заглушка 8 c и нижняя блокирующая заглушка 8 d , соответственно, исходят из основного корпуса 8 a зажима 8 . Направленный вверх фиксатор 8 c и нижний фиксатор 8 d , соответственно, образуют второй конец зажимного зажима 8 .Каждая из ножек скользящей анкерной части 8 b зажимной застежки 8 оканчивается полукруглым загнутым внутрь концом в форме крючка. ИНЖИР. 8 также показано поперечное сечение секции рельсовой системы 10 . Гусеничная система 10 содержит корпус основного канала 10 a и два перпендикулярных выступа 10 b от основного корпуса в верхней и нижней частях секции рельсовой системы 10 соответственно.В предпочтительных вариантах реализации каждый из выступов 10 b , в свою очередь, оканчивается обращенным внутрь скошенным (или полукруглым) выступом 10 c , который оптимизирован для скользящего удержания сопряженных полукруглых концов каждой из ножек скользящей части крепления. 8 b клипсы 8 . ИНЖИР. На фиг.1А показаны полукруглые концы каждой из ножек скользящей части крепления 8 b зажимной застежки 8 , принимаемые и соединенные со скольжением с соответствующими выступами 10 b системы направляющих 10 .Каждая секция секции 10 гусеничной системы предпочтительно дополнительно содержит множество отверстий (не показаны), которые пересекают секцию корпуса основного канала 10 a для приема крепежных устройств 9 , чтобы таким образом закрепить секцию рельсовой системы 10 к секция опоры гусеницы 16 (балка) или закрепите ее непосредственно на несущей раме 2 .

Множество зажимов 8 удерживаются с возможностью скольжения в секциях рельсовой системы 10 , устанавливая блоки AAC 5 на расстоянии от несущей рамы 2 от примерно 1 дюйма до примерно 3½ дюйма или более.Нижний фиксатор 8 d вставляется в верхние канавки 7 блоков AAC 5 и верхний фиксатор 8 c вставляется в нижнюю канавку 7 следующего слоя Блоки AAC 5 .

В этом варианте осуществления изобретения слои зажимов 8 и блоков AAC 5 размещены друг над другом и соединены с каркасом. В предпочтительном варианте осуществления изобретения смещение между несущей рамой 2 и блоками AAC 5 составляет около 3½ ‘.

В предпочтительных вариантах осуществления после установки блоков AAC 5 окна 13 (например, фиг. 3 и 5), двери, электропроводка и сантехнические системы, а также другие системы и подсистемы строительной конструкции может быть установлен.

В настоящем изобретении вертикальная полость между несущим каркасом 2 и стенкой из блоков AAC 5 заполнена вспененным пенополиуретаном средней плотности с закрытыми ячейками 14 .Поскольку пенополиуретан 14 является адгезивным и структурным, все компоненты стены и системы стеновых конструкций соединены в единую композитную конструкцию с большой прочностью. В одном варианте осуществления изобретения пенополиуретан 14 может быть водонепроницаемым, паронепроницаемым и нетоксичным с высоким термическим сопротивлением. В другом варианте осуществления настоящего изобретения пенополиуретан 14 может иметь проницаемость для водяного пара менее одного допуска на метр и тепловые характеристики примерно R-5 на дюйм или более.На внутреннюю часть стены 15 можно нанести обычную отделку, такую ​​как штукатурка (см. Фиг. 2).

Наружные поверхности блоков AAC 5 покрыты цементной штукатуркой 12 . В одном варианте осуществления настоящего изобретения штукатурная отделка 12 может быть ударопрочной, водонепроницаемой и декоративной во множестве цветов.

РИС. 3 иллюстрирует вид сверху типичного участка стенной системы в сборе у угловой стены и оконного косяка.В этом варианте осуществления показано включение окна 13 в конструкцию стены. Снаружи окно 13 заделано силиконизированным герметиком 17 . Точно так же фиг. 5 показан вид в разрезе типичного участка стенной системы в сборе у оконной головки и подоконника. В этом варианте осуществления настоящего изобретения показано включение окна 13 в конструкцию стены. Перемычки образуются при помощи полки уголка 4 , привинченной к балке перемычки 11 несущей рамы 2 .

РИС. 4 иллюстрирует один вариант осуществления вида в разрезе промежуточного этажа стенной системы в сборе. В этом варианте осуществления каркасная балка может разделять полы в конструкции, как известно специалистам в данной области техники.

РИС. 6 показан вид в разрезе типичного сечения стенной системы в сборе на плиточном фундаменте. В этом варианте осуществления брусчатка 18 показана как часть обработки внешней поверхности плиты фундамента 1 .

РИС.7 иллюстрирует типичный вид в разрезе стенной системы в сборе изнутри здания у основания стены ствола. В этом варианте осуществления показано одно частичное применение материалов и систем для строительства стен ниже уровня 19 согласно настоящему изобретению. В этом варианте осуществления может быть предусмотрена дренажная система 20 , известная специалистам в данной области техники.

РИС. 9 показано поперечное сечение уголка 4 полки настенной системы в сборе.В этом варианте осуществления горизонтальная секция основания 4 a и отверстие 4 b , пересекающее вертикальную стойку 4 c для крепления с помощью устройства крепления 9 к несущей раме 2 , а также заглушка непрерывной блокировки 4 d .

В одном варианте осуществления застежки-клипсы по настоящему изобретению могут иметь длину от 3 дюймов до 10 дюймов. В другом варианте осуществления базовые поверхности зажимных застежек по настоящему изобретению могут иметь высоту от ″ до 4 дюймов и ширину от ″ до 4 дюймов.В дополнительном варианте осуществления выступы зажимных застежек по настоящему изобретению могут иметь высоту от примерно 1/4 дюйма до примерно 4 дюймов и ширину от примерно 1/4 дюйма до примерно 4 дюймов. В одном варианте осуществления настоящего изобретения результирующая общая толщина стенки составляет от примерно 8 дюймов до примерно 16 дюймов или более.

Затонувший бетон: причины и профилактика

Что вызывает проседание бетона?

Бетон — прекрасный строительный материал. Он прочный, прочный, простой в изготовлении и экономичный.Вот почему это наиболее часто используемый в мире строительный материал для тротуаров. А как известно, бетон может треснуть, расколоться, рассыпаться и просесть. В этом посте я собираюсь сосредоточиться на проседании и обсудить наиболее распространенные ошибки, которые допускаются во время строительства, которые вызывают оседание бетона.

Кроме того, я поделюсь некоторыми советами по уменьшению вероятности того, что ваш существующий или новый бетон утонет, и что вы можете сделать, чтобы легко отремонтировать затонувший бетон, не выполняя полную замену.

Почему мой бетон проседает?

Когда бетонная плита оседает или оседает в значительной степени со временем, это происходит либо из-за плохой конструкции, либо из-за проникновения воды.Точно так же, как цепь настолько прочна, насколько прочна ее самое слабое звено, так и бетон хорош настолько, насколько хороша основа, на которой она построена.

Таким образом, бетон построен на плохом основании, со временем есть большая вероятность, что бетон начнет оседать. Плохое основание — это основание, которое никогда не уплотнялось должным образом и / или использовался неподходящий материал, например мягкий грунт или рыхлые заполнители. Обычно вы видите затонувший бетон по периметру фундамента. Это связано с тем, что при строительстве фундамента земля выкапывается на несколько футов шире, чтобы рабочие могли установить и снять формы.Эта область известна как область чрезмерного копания, и если эта область не засыпана должным образом, она со временем осядет и вызовет оседание бетона, построенного над ней, например, проезжей части, дорожек и патио.

Это чрезвычайно распространенная проблема, которую можно увидеть в домах, построенных в районе Чикаго, поскольку правильная засыпка требует много времени, и строитель хочет завершить дом и продать его как можно быстрее, особенно в жилых застройках с большими путями. Кроме того, могут пройти годы, прежде чем вы начнете замечать эффекты, и, в конце концов, строитель дома уже давно не будет, а гарантия истечет.

Разрушающее воздействие воды

Другой причиной проседания бетона является проникновение воды. Вода, которая постоянно проникает под плиту, со временем разрушит или смоет почву или каменное основание. Богатые глиной почвы будут усугублять эффекты проникновения воды и осаждения, поскольку глина будет замерзать и расширяться в холодную погоду и сжиматься при нагревании, создавая пустоты. Обычное место, где мы видим вторжение воды, — это водосточные трубы, сбрасывающие воду прямо по краю плиты.Кроме того, двор с плохой планировкой, когда вода не уходит в предусмотренную зону, например открытую водопроницаемую зону или ливневую канализацию, а вместо этого располагается вдоль бетона, может привести к просадке бетона. Наконец, негерметичная или сломанная водопроводная или канализационная труба может стать проблемой, если она находится под бетоном или рядом с ним.

Как предотвратить проседание бетона?

Если у вас уже есть бетон и вы хотите убедиться, что он не проседает и не становится хуже, то вот несколько простых недорогих вещей, которые может сделать любой домовладелец, у которого есть время.

  • Закройте все открытые трещины и стыки полиуретановым или силиконовым герметиком. Большие промежутки можно сначала заполнить подкладкой, а затем заделать сверху.
  • Убедитесь, что водосточные трубы выходят на расстоянии не менее пяти футов от бетонной плиты — чем дальше, тем лучше.
  • Плотно засыпьте все открытые стороны плиты почвой, чтобы сточные воды не уходили под бетон.
  • Если у вас укладывается новый бетон, убедитесь, что основание покрыто гравием толщиной не менее 4 дюймов и утрамбовано.База не должна двигаться, когда вы наступаете на нее ногами. Кроме того, установите все водосточные трубы, которые находятся рядом с любой плитой, например, дорожка должна быть установлена ​​под бетоном и выходить во двор.

Как исправить осевший бетон

К счастью, восстановление застывшего бетона — это быстрый и легкий ремонт дома. Подрядчики, такие как Concrete Hero, используют процесс, который включает в себя сверление небольших отверстий и введение расширяющейся полимерной пены под плитой, чтобы заполнить открытые пустоты и поднять бетон на исходную высоту.

Процесс быстрый, чистый и составляет лишь малую часть стоимости замены бетона. Наиболее квалифицированные компании, такие как наша, также предлагают гарантию. Если вы нуждаетесь в таких услугах и живете в северо-западном пригороде Чикаго, мы можем вам помочь. Concrete Hero также предоставляет услуги по подъему бетона в Нейпервилл и прилегающие районы.

Что такое легкий бетон?

Опубликовано 25 апреля 2019 г.

Первое современное использование легкого бетона (LWC) было зарегистрировано в 1917 году, когда Американская корпорация аварийного флота начала строить корабли с этой смесью из-за ее высокой прочности и характеристик.С тех пор LWC стал обычным строительным материалом для возведения прочных несущих стен, мостов и канализационных систем.

Что такое легкий бетон?

Легкий бетон — это смесь, состоящая из легких крупных заполнителей, таких как сланец, глина или сланец, которые придают ему характерную низкую плотность. Конструкционный легкий бетон имеет плотность от 90 до 115 фунтов / фут3, тогда как плотность обычного бетона составляет от 140 до 150 фунтов / фут3.Это делает легкий бетон идеальным для строительства современных конструкций, требующих минимальных поперечных сечений в фундаменте. Он все чаще используется для строительства гладких фундаментов и стал жизнеспособной альтернативой обычному бетону.

Тем не менее, более высокая прочность на сжатие от 7000 до 10000 фунтов на квадратный дюйм может быть достигнута с помощью легкого бетона. Однако это может снизить плотность смеси, так как требует добавления в бетон большего количества пуццоланов и водоудерживающих добавок.

Различия между обычным и легким бетоном

В отличие от традиционного бетона, легкий бетон имеет более высокое содержание воды. Использование пористых заполнителей увеличивает время высыхания; следовательно, чтобы решить эту проблему, заполнители предварительно замачивают в воде перед добавлением в цемент.

Как упоминалось ранее, нормальный бетон может весить от 140 до 150 фунтов / фут3 из-за наличия более плотных заполнителей в их естественном состоянии.В результате многие считают, что обычный бетон дешевле, чем LWC. Однако проекты, выполненные из обычного бетона, требуют дополнительного материала для каркаса, облицовки и стальной арматуры, что в конечном итоге увеличивает общую стоимость. Таким образом, LWC остается экономичным строительным материалом, особенно для крупных проектов.

Практическое применение легкого бетона

Одним из самых популярных сооружений, построенных из легкого бетона, является здание Банка Америки в Шарлотте, штат Нью-Йорк.C. Это показывает, как LWC можно использовать для строительства внушительных конструкций, особенно с учетом того, что вероятность передачи статической нагрузки с одного этажа на другой значительно снижается.

Таким образом,

LWC идеально подходит для создания дополнительных полов поверх старых или даже новых конструкций, поскольку снижает риск обрушения. Таким образом, его можно использовать для успешного строительства мостов, настилов, балок, опор, сборных железобетонных конструкций и многоэтажных зданий с пониженной плотностью. Например, использование LWC на ​​мосту через реку Вабаш позволило строителям снизить плотность строительства на 17% и сэкономить 18% с точки зрения затрат, что составило колоссальный 1 доллар.7 миллионов.

Из-за низкой теплопроводности и более высокой термостойкости LWC в настоящее время широко используется для изоляции водопроводных труб, стен, крыш и т. Д. Он защищает от коррозии стали, образуя защитный слой, который также защищает стальные конструкции от гниения. LWC также обычно используется для строительства межгосударственных и транспортных полос без увеличения статической нагрузки на существующие конструкции.

Виды легкого бетона

Легкий заполнитель

Этот вид легкого бетона производится с использованием пористых и легких заполнителей, включая глину, сланец, сланец, вулканическую пемзу, ясень или перлит.В смесь также могут быть добавлены более слабые заполнители, что влияет на ее теплопроводность; однако это может снизить его силу.

Легкий заполнитель идеально подходит для сборных бетонных блоков или стальной арматуры. Однако более плотные сорта демонстрируют лучшие результаты сцепления между сталью и бетоном, а также улучшенную защиту от коррозии стали.

Газобетон или пенобетон

Этот тип легкого бетона также известен как газобетон или пенобетон, поскольку он создается путем введения больших пустот в массу раствора или бетона.Пустоты обычно вводятся в результате химической реакции или с использованием воздухововлекающего агента.

Газобетон или пенобетон не требует выравнивания, обладает соответствующей теплоизоляцией и самоуплотняется. Это делает его идеальным для использования в труднодоступных местах и ​​канализационных системах.

Бетон без мелких фракций

Эта форма бетона разработана путем удаления из смеси мелких заполнителей; в результате получается бетон, который состоит только из больших пустот и крупных заполнителей.Вот почему бетон No-Fines имеет лучшую изоляцию и относительно меньшую усадку при высыхании.

Бетон

No-Fines лучше всего подходит для несущих стен и может использоваться как для внутренних, так и для наружных конструкций. Однако этот тип легкого бетона не следует использовать с железобетоном, особенно из-за его более низкой плотности и содержания цемента.

Плюсы и минусы легкого бетона

Легкий бетон — это гибкий и легко транспортируемый строительный материал, который требует небольшой поддержки со стороны таких материалов, как сталь или дополнительный бетон.Это делает его рентабельным, особенно для крупных строительных проектов.

Кроме того, из-за низкой теплопроводности и огнестойкости LWC является идеальным материалом для изоляции от тепловых повреждений.

Несмотря на меньшую плотность, конструкции, построенные из LWC, вряд ли обрушатся. Фактически, LWC менее склонен к усадке по сравнению с обычным бетоном, а также демонстрирует повышенную устойчивость к гниению и заражению термитами.

Однако LWC также имеет несколько ограничений.Поскольку в нем больше воды, для высыхания требуется больше времени. Более того, добавление слишком большого количества воды может привести к образованию слоев цементного молочка, а уменьшение количества воды для устранения этого ограничения может привести к более слабой смеси.

Поскольку LWC также очень пористый, трудно правильно разместить смесь. Еще одна проблема с LWC заключается в том, что цемент имеет тенденцию отделяться от заполнителей при неправильном смешивании.

В двух словах

Легкий бетон — это экономичная альтернатива обычному бетону, тем более, что он не снижает прочности конструкции.Более высокая пористость LWC также влияет на его теплопроводность, что делает его пригодным для проектов, требующих изоляции от теплового повреждения.

Контактная информация Specify Concrete по любым вопросам или проблемам, которые могут у вас возникнуть по поводу использования бетона.

Вычислительное конечно-элементное моделирование структурных характеристик сборных панелей из пенобетона

Открытый журнал гражданского строительства Vol.05 No.02 (2015), Идентификатор статьи: 56991,7 стр.
10.4236 / ojce.2015.52022

Вычислительное конечно-элементное моделирование структурных характеристик сборных слоистых пенобетонных плит

Кингсли Уканва 1 , Норида Мохамад 2 , Джеймс Б. П. Лим 1

1 Департамент гражданской и экологической инженерии, Оклендский университет, Окленд, Новая Зеландия

2 Департамент гражданской и экологической инженерии, Университет Тун Хусейн Онн Малайзия, Бату Пахат, Малайзия

Электронная почта: ukanwakingsley @ gmail.com, [email protected], [email protected]

Авторские права © 2015 авторов и Scientific Research Publishing Inc.

Эта работа находится под лицензией Creative Commons Attribution International License (CC BY).

http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Поступила 7 февраля 2015 г .; принята 5 июня 2015 г .; опубликовано 9 июня 2015 г.

РЕФЕРАТ

Структурное поведение сборных легких пенобетонных панелей (PLFP) при изгибной нагрузке исследуется с помощью ABAQUS 6.13. PLFP состоит из двух модулей Уайта с изоляцией из полистирола, помещенной между ними с помощью соединителя фермы с двойным сдвигом диаметром 6 мм, расположенного под углом 45˚. Панель усилена вертикальной и горизонтальной стальной арматурой диаметром 9 мм. Моделируются четыре панели с различными размерами, чтобы исследовать их предельную прочность и профиль прогиба под нагрузкой. Результаты показывают, что отношение длины к толщине панели является основным фактором, влияющим на предельную прочность PLFP.Судя по кривой прогиба под нагрузкой, панель с наименьшим прогибом имеет наибольшую толщину, что также приводит к высокому пределу прочности, зарегистрированному на уровне 34,43 кН.

Ключевые слова:

Пенобетон, поведение при изгибе, конечный элемент, ABAQUS

1. Введение

Бетонная плита является элементом современного структурного здания. Горизонтальные плиты в основном используются для строительства полов или потолка, а более тонкие и вертикальные плиты используются для наружного покрытия или стен.Во многих жилых и промышленных зданиях толстая бетонная плита, опирающаяся на фундамент или непосредственно на грунт, используется для строительства первого этажа здания. Это могут быть «опорные» или «подвесные» плиты. В многоэтажных зданиях и небоскребах более тонкие сборные бетонные плиты подвешивают между стальными каркасами, образуя полы и потолки на каждом уровне. Конструкционный легкий заполнитель успешно используется более двух тысячелетий; он получил широкое распространение в течение последних девяноста лет.

Этот послужной список доказанных характеристик продемонстрировал, как конструкционный легкий заполнитель способствует устойчивому развитию за счет экономии энергии, снижения транспортных требований, максимального повышения эффективности проектирования и строительства и увеличения срока службы продукта, в котором он используется [1]. Пенобетон не содержит крупного заполнителя и может рассматриваться как пористый раствор. Обычно пенобетон получают путем введения воздуха или других газов в цементный раствор и мелкий песок.В коммерческой практике песок помещается в пылевидную топливную золу или другие кремнеземистые материалы, а вместо цемента можно использовать известь [2]. Сэндвич-панель представляет собой трехслойный элемент, состоящий из двух тонких плоских облицовочных пластин из высокопрочного материала, между которыми закреплен толстый легкий сердечник с низкой средней прочностью [3].

Флорес-Джонсон и Ли [4] численно рассчитали моделирование сэндвич-панелей при четырехточечном изгибе. Численное моделирование использовалось в качестве инструмента для понимания влияния соединения лицевой стороны / сердцевины и креплений на структурное поведение сэндвич-панелей, которые экспериментально не исследовались из-за ограниченного количества доступных тестов.Было замечено, что соединение лицевой стороны / сердечника играет решающую роль в характеристиках конструкции, в то время как вклад закрепления незначителен. Это указывает на то, что при использовании пенобетона для получения оптимальных структурных характеристик композитных сэндвич-панелей необходимо улучшить сцепление лицевой поверхности с сердечником. Мохамад [5] провел серию испытаний PLFP под осевой нагрузкой до разрушения. Были протестированы четырнадцать панелей PLFP с различными коэффициентами гибкости, а также панели с аналогичными размерами были смоделированы при аналогичных осевых нагрузках.Было замечено, что большинство панелей в конечном итоге разрушилось из-за раздавливания бетона на одном или обоих концах панели. Первая трещина произошла от 30% до 70% от предельной нагрузки. Предел прочности, полученный с помощью МКЭ, выше, но в пределах приемлемой точности значений экспериментов. Профиль нагрузки-прогиба показал, что ширина панелей отклоняется вместе, особенно в панелях с более высоким коэффициентом гибкости. Эти панели также зарегистрировали более высокие измерения прогиба, чем панели с более низким значением H / t.Поведение под нагрузкой-прогиб показывает, что панели несут нагрузку как частично композитные панели при эксплуатационных нагрузках, а соединитель, работающий на сдвиг, кажется, справляется с передачей нагрузки. Халил [6] провел экспериментальное исследование четырех панелей PLFP, имеющих длину и ширину 2000 мм и 750 мм соответственно, чтобы получить предел прочности путем регистрации нагрузки, приложенной к PLFP при разрушении. Было замечено, что предельная прочность, достигаемая в панелях PLFP, не зависит только от одного фактора, но несколько факторов способствовали предельной прочности панели, которая включает соотношение сторон панели, диаметр ее армирования и соединитель на сдвиг, панель 1 и панель. 2 толщиной 100 мм каждая достигла предела прочности на изгиб 10.83 кН и 8,23 кН соответственно, в то время как панели 3 и 4 толщиной 110 мм каждая достигли предела прочности на изгиб 24,03 кН и 25,63 кН соответственно. Это показывает, что толщина способствует увеличению предела прочности. Из этого исследования можно будет очень хорошо понять более глубокое и ясное представление о поведении и механизмах разрушения PLFP при изгибной нагрузке. Результат этого исследования очень важен для проектирования плиты PLFP, потому что он будет использоваться в качестве руководства для оценки поведения конструкции с точки зрения характера ее трещин, профиля нагрузки-прогиба, а также рекомендаций для дальнейших исследований.

2. Конечноэлементная модель PLFP

2.1. Общий обзор

Трех (3) размерные модели конечных элементов были разработаны для изучения структурного поведения PLFP с использованием испытания на четырехточечный изгиб. Результаты конечных элементов были подтверждены путем сравнения полученных значений с экспериментальными результатами и теоретическими расчетами. ABAQUS 6.13 [7] — программное обеспечение, используемое для создания и анализа моделей. ABAQUS [7] — очень мощная программа инженерного моделирования, которая была принята в последние годы для решения сложных нелинейных моделей.Обширные библиотеки типов элементов и список моделей материалов можно найти в документации ABAQUS, это помогает при моделировании любых инженерных материалов. Для нелинейного моделирования необходимыми параметрами являются геометрия, граничные условия, характеристики материала и нагрузки. Приращения нагрузки и соответствующие допуски в нелинейном анализе автоматически задаются программным обеспечением. Трехмерная нелинейная квазистатическая модель конечных элементов была разработана с использованием модуля ABAQUS Dynamic / Explicit для изучения поведения PLFP при изгибе.Свойства пенобетона, полученные в результате предыдущего эксперимента, были использованы для расчета параметров пластичности повреждений бетона (CDP). Параметры рассчитывались на основе зависимости между напряженно-деформированным растяжением и сжимающей нагрузкой.

2.2. Пенобетон

Пенобетон состоит из внутренней и внешней сторон бетона разной плотности. Пластичность повреждений бетона, доступная в ABAQUS 6.13 [7], использовалась в качестве параметра для моделирования пенобетона.В таблице 1 показаны значения, использованные при расчете CDP для пенобетона. Используя результаты, полученные Mohamad et al. [8] уравнение для расчета параметров пластичности разрушения бетона D = 1 — (E / E 0 ), где D — параметр разрушения пенобетона при сжатии и растяжении, E 0 — начальный (неповрежденный ) упругая жесткость, E — поврежденная упругая жесткость пенобетона с прочностью на сжатие 10 МПа

2.3. Моделирование стальной арматуры

Были как горизонтальные, так и вертикальные арматуры сверху и снизу с диаметром стержня 9 мм с пределом текучести 559 МПа, привязанные друг к другу на расстоянии 300 мм от центра к центру.Свойства материала, приведенные в таблице 2, использовались при моделировании стальной арматуры в PLFP.

2.4. Моделирование соединителя, работающего на сдвиг

Три соединителя фермы из мягкой стали с двойным сдвигом диаметром 6 мм, изогнутые под углом 45˚, были использованы для каждой панели для передачи нагрузки с одной стороны на другую. Соединители фермы с двойным сдвигом были присоединены к вертикальной арматуре в стальной сетке. Этот соединитель, работающий на сдвиг, имел предел текучести 518 МПа, предел прочности при растяжении 544,28 МПа и модуль упругости 197.8 ГПа. Соединители, работающие на сдвиг, были расположены таким образом, что они были равномерно распределены по ширине плиты PLFP (рис. 1).

Рис. 1. Соединитель, работающий на сдвиг, и арматура.

Таблица 1. Пластичность пенобетона, поврежденная бетоном. [8].

2.5. Покрытие

Модель была изготовлена ​​таким образом, что на обоих концах имелась заглушка, чтобы приложенная нагрузка распределялась равномерно. Поэтому к модели были добавлены обычные бетонные ограждения длиной 100 мм с обоих концов, чтобы предотвратить преждевременное растрескивание вокруг зон нагрузки и опор.CDP также использовался для моделирования нормального бетона, как предложил Томаш [9].

2.6. Полистирол Core

В качестве изоляционного материала внутреннего слоя использовался полистирол. Лист полистирола вставляли между стальной сеткой. Он имел массовую плотность 16 кг / м 3 , модуль Юнга 0,896 МПа и коэффициент токсичности 0,4

2,7. Граничное условие и нагрузка

Диспетчеры нагрузки, граничных условий и полей используются для просмотра и управления пошаговой историей заданных условий.PLFP просто поддерживается вдоль двух линий, параллельных оси x; расстояние составляет 1800 мм для панели 1, 2 и 4, а для панели 3 — 2300 мм. PLFP был расширен за счет перекрытия на 100 мм от опоры, чтобы увеличить площадь, по которой могут распределяться реакционные напряжения. Были две (2) сосредоточенные нагрузки, приложенные к двум различным точкам плиты PLFP, так как это установка изгиба в четырех точках. Однако предельная нагрузка рассчитывается путем сложения двух сосредоточенных нагрузок.В таблице 3 приведены размеры и свойства всех PLFP, а на рисунке 2 показана установка панелей и их моделирование. Граничные условия применяются таким образом, что смещение будет происходить в направлении z, которое соответствует направлению приложенной нагрузки.

3. Исследование плотности ячеек

Для этого исследования были проанализированы модели с различными размерами ячеек, чтобы определить наилучшую плотность ячеек, которая дала бы результат, более близкий к экспериментальной и теоретической работе.На рисунке 3 показана одна из панелей после того, как она была собрана до нужного размера. Таблица 4 показывает результаты различной плотности сетки для панели 2. Наиболее подходящей плотностью сетки для этого исследования была самая низкая процентная разница по сравнению с суммой теоретического и экспериментального значения предела прочности панели.

4. Результаты и проверка

4.1. Максимальная нагрузка

Четыре панели рассматриваются как отдельные модели, поскольку все они имеют разные размеры.Предел прочности, достигаемый панелями PLFP, зависел от различных факторов, а не только от материалов, которые используются для анализа различных панелей. Значения предела прочности панелей регистрировали путем суммирования значений P. (p / 2 + p / 2). Факторы, которые оказали очень значительное влияние на предельную прочность, включают соотношение сторон панели и количество используемых соединителей на сдвиг. Панель 4 имела самую высокую предельную нагрузку 34,43 кН, а панель 3 имела самую низкую предельную нагрузку 16.21 кН, и это было результатом отношения их длины к толщине, так как панель 4 была самой высокой, а панель 3 — самой низкой. Таблица 5 показывает предельную нагрузку и прогиб четырех панелей PLFP.

4.2. Профиль прогиба под нагрузкой

Максимальный прогиб всех четырех панелей произошел в середине пролета, и по кривым прогиба от нагрузки для панели 1 — панели 4 было замечено, что панель 3 имела самый высокий прогиб 20,21 мм, а панель 4 — самый низкий. прогиб 8,51 мм. Это произошло из-за разного отношения длины к толщине, что является очень важным фактором, помогающим определить величину прогиба.Отношение длины к толщине панели 1 было больше

Рис. 2. Загрузка установки PLFP и граничные условия.

Таблица 3. Размеры и свойства PLFP.

Таблица 5. Предельная нагрузка и прогиб в середине пролета.

, чем панель 2, но все же имеет меньший прогиб; это показывает, что на прогиб влияет не только отношение длины к толщине PLFP, но и значение их прочности на сжатие. На рисунках 4-6 показаны толщина, прочность на сжатие и прогиб всех панелей.

4.3. Проверка FEA

Предел прочности PLFP, зарегистрированный в результате анализа методом конечных элементов, находится в приемлемом диапазоне, за исключением панели 1, у которой был очень высокий предел прочности по сравнению с экспериментальным результатом. В таблице 6 приведены значения предела прочности и их максимальные значения прогиба для экспериментальных испытаний, модели FEA и теоретических расчетов. Максимальные прогибы всех четырех панелей наблюдались в середине пролета плиты, как и было предсказано экспериментальным результатом.На рисунках 7 (a) — (d) показано графическое представление для сравнения экспериментальных испытаний, моделирования методом конечных элементов и теоретических расчетов.

Рис. 5. Предел прочности в зависимости от прочности на сжатие.

(a) (b) (c) (d)

Рисунок 7. (a) Сравнение профиля прогиба нагрузки для панели 1; (b) Сравнение профиля отклонения нагрузки для панели 2; c) сравнение профиля отклонения нагрузки для панели 3; (d) Сравнение профиля отклонения нагрузки для Панели 4.

Таблица 6.Сравнение предельной нагрузки и их максимального прогиба.

5. Выводы

Целью данного исследования было изучение численного моделирования структурного поведения сборной плиты из легких пенобетонных сэндвич-панелей при изгибной нагрузке. Четыре панели, используемые для этого исследования, имели разное отношение длины к толщине, которое использовалось для определения эффективности длины и толщины плиты при определении ее предельной прочности на изгиб. Результат, полученный в результате этого исследования, был использован для демонстрации уровня точности программного обеспечения для компьютерного моделирования по сравнению с экспериментальным и теоретическим исследованием для определения предельной изгибной нагрузки PLFP.По результатам исследования были сделаны следующие выводы.

1) Свойства материала для пластичности повреждений бетона были получены из предыдущих исследовательских работ по бетону. Они были тщательно разложены на множители, чтобы получить соответствующее значение для каждой из панелей.

2) Отношение длины к толщине для каждой панели влияло на значение достигнутой предельной прочности. Панели 3 и 4 имели наивысшее и наименьшее отношение длины к толщине соответственно. Панель 3 имела предел прочности 16.21 кН и отношение длины к толщине 25 мм, в то время как панель 4 имела предел прочности 34,43 кН и отношение длины к толщине 13,33 мм.

3) Хотя панели 1 и 3 имели одинаковую толщину, но разную общую прочность, можно сделать вывод, что прочность на сжатие не так сильно повлияла на значение предельной прочности, как ее отношение длины к толщине.

4) Предел прочности увеличился в результате увеличения толщины. Панель 3 имела наименьший предел прочности — 16.21 кН, в то время как панель 4 имела самый высокий зарегистрированный предел прочности 34,43 кН. Их толщина составляла 100 мм и 150 мм соответственно.

5) Прогиб всех 4 панелей произошел в середине пролета.

6) На величину прогиба всех панелей повлияли их соответствующие размеры. Панель 3 с наибольшим отношением длины к толщине имела наибольшее значение прогиба 20,21 мм, тогда как панель 4 имела наименьшее значение 8,51 мм.

Ссылки

  1. Ries, J.P., Speck, J.и Хармон, К. (2010) Легкий заполнитель оптимизирует устойчивость бетона за счет снижения веса, внутреннего отверждения, увеличения срока службы и снижения углеродного следа. Конференция по устойчивости бетона, Аризона.
  2. Самиди, М.Р. (1997) Первый отчет исследовательского проекта по легкому бетону. Исследовательская работа, Скудаи.
  3. Махфуз, Х., Мухаммад, С.И., Виджая, К.Р., Мринал, С.С. и Шайк, Дж. (2004) Реакция многослойных композитов с нанофазными ядрами при нагрузке на изгиб.Композиты: Часть B Engineering, 55, 543-550. http://dx.doi.org/10.1016/j.compositesb.2003.11.004
  4. Флорес-Джонсон, Э.А. и Ли К.М. (2012) Конструктивное поведение композитных сэндвич-панелей с плоскими и армированными волокнами пенобетонными сердцевинами и гофрированными стальными поверхностями. Композитные конструкции, 94, 1555-1563. http://dx.doi.org/10.1016/j.compstruct.2011.12.017
  5. Мохамад, Н. (2010) Конструктивное поведение сборных легких пенобетонных сэндвич-панелей в качестве несущей стены.Докторская диссертация, Universiti Teknologi Malaysia, Джохор, Малайзия
  6. Khalil, A.I. (2013) Структурное поведение сборных пенобетонных сэндвич-панелей (PLFP) с соединителем двойного сдвига при изгибной нагрузке. Мастерский проект, Бату Пахат.
  7. ABAQUS (2009) Стандартное руководство пользователя. Dassault Systèmes, версия 6.9.
  8. Mohamad, N., Goh, W.I. and Abdullah, R. (2013) Испытание на сжатие и анализ методом конечных элементов пенобетонного куба. Конференция технических университетов Малайзии по технике и технологиям, Куантан.
  9. Томаш Дж. И Лодыговски Т. (2005) Критерии квазистатического разрушения бетона. Основы гражданского и экологического строительства, 6, 1642-9303, 53-69.

(PDF) Использование пенобетона в конструкции фундаментной плиты пассивного дома

Сорбционные характеристики являются лучшими у цементно-песчаных пенобетонов с большим содержанием пены

и ухудшаются при увеличении плотности или при добавлении пуццолановых материалов [9 ].

Материал имеет отличную морозостойкость в сухом состоянии [3].Тем не менее, повышенное количество

воды в порах, как сообщается, усиливает реакции замораживания / оттаивания. При очень высоких степенях насыщения

материал становится хрупким и полностью разрушается [5].

Пенобетон, особенно с пуццолановой добавкой, обладает плохой стойкостью к карбонизации —

с высокой степенью карбонизации [4], поэтому он должен быть тщательно защищен в окружающей среде

, где может возникнуть коррозия, вызванная карбонизацией. Следует избегать применения углеродистой стали для армирования

.С другой стороны, пенобетон, как вяжущий материал, имеет очень хорошую биологическую стойкость

.

Пенобетон обладает хорошими огнестойкими свойствами и является негорючим материалом [5].

По сравнению с обычным бетоном, пенобетон имеет лучшие огнестойкие свойства, а

менее склонен к потере прочности в огне, особенно при более низкой плотности. Это связано с тем, что это относительно однородный материал

с низкой теплопроводностью и коэффициентом диффузии.

2.4 Тепло- и звукоизоляция

Пенобетон обеспечивает высокий уровень звуко- и теплоизоляции, в основном благодаря своей плотности

и высокой пористости [1, 2, 4, 5, 8, 10]. Количество, размер и распределение пор имеют решающее значение.

Тем не менее, побочным эффектом его высокой пористости являются соответствующие сорбционные характеристики

, которые отрицательно влияют на термическое сопротивление [9]. Таким образом, очень важно минимизировать

контакт пенобетонного элемента с водой.

2.5 Транспортировка и установка

Пенобетон обладает высокой удобоукладываемостью. Это свободно текучий и самоуплотняющийся материал, поэтому

не требует уплотнения, вибрации или выравнивания [1, 8]. Таким образом, применение пенобетона

выгодно с точки зрения производительности и комфорта на этапе возведения.

Благодаря технологии производства пенобетона, т.е. улавливанию пены на месте, объем материала

ограничен, поэтому он эффективен при транспортировке и размещении [3, 8].

3. Применение в фундаментных плитах

Основным преимуществом пенобетона является его небольшой вес, что обеспечивает экономию при проектировании

и выполнении несущих конструкций, в том числе фундаментов. Кроме того, он обеспечивает высокую степень теплоизоляции

, что делает пенобетон идеальным материалом для использования в конструкции пассивных домов

.

Введение пенобетона в качестве замены уплотненного грунта в слое основания фундамента

имеет ряд преимуществ.Материал имеет прочностные характеристики не ниже

хорошо уплотненного грунта. Он легко укладывается (заливается) и не оседает, поэтому не требуется никакого уплотнения

. Его небольшой вес обеспечивает ограничение нагрузок на грунт и обеспечивает равномерное распределение реакций от опорной конструкции.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *