Конструкция стен по долговечности

Какие частные дома более надежные и долговечные? на сайте Недвио

Долговечность здания в значительной мере зависит от правильного выбора стеновых материалов и их эффективной защиты от негативных воздействий окружающей среды. Кроме этого необходимо определить оптимальное соотношение между стоимостью здания и возможной продолжительностью его эксплуатации.

Понятно, что каменный замок на мощном фундаменте простоит много десятков лет, но сколько будет необходимо заплатить за него и будет ли это оправдано экономически? Давайте рассмотрим подробнее этот вопрос.

Надежный фундамент — это главный фактор качества всего строения

Недооценить роль фундамента в обеспечении надежности и долговечности жилого здания очень трудно. Эта бетонная, каменная или металлическая конструкция, опирающаяся на нижние плотные слои грунта должна надежно удерживать весовую нагрузку всех строительных конструкций, мебели, отделки и инженерного оборудования.

Неправильно построенный фундамент может дать просадку, которая приведет к образованию трещин в стенах, перекосам дверей и окон, и в результате может потребоваться капитальный ремонт здания.

Поэтому расчет фундамента, как важнейшей конструкции должен быть выполнен специалистом, а его монтаж профессиональными рабочими.

Материалы, применяемые в современном строительстве

Современный рынок предлагает большое количество стеновых и других материалов для строительства. Однако к самым востребованным следует отнести:

• брус и оцилиндрованное бревно;
• глиняный и силикатный кирпич;
• блоки из ячеистых бетонов;
• каркасно-щитовые и сэндвич панели;

Каждый из видов стен имеет свои определенные преимущества и недостатки. Они различаются по стоимости, трудоемкости, затраченному на возведение времени и, конечно же, по надежности и долговечности жилого здания.

При выборе исходного сырья для стен жилой постройки следует учитывать расход топлива на обогрев, необходимость постоянного проживания в доме, расчетную стоимость строительства и целый ряд других важных факторов.

Здания с деревянными стенами

Деревянные стены считаются одними из традиционных для нашей страны при строительстве жилых построек. К их преимуществам относят:

• возможность применения легкого фундамента;
• экологическую натуральную чистоту;
• хороший микроклимат внутри помещений;
• низкую теплопроводность и сохранение тепла в холодное время года;
• красивый внешний вид фасада и упрощенное выполнение отделочных работ.

Отрицательными сторонами применения древесины считают:

• возможную усадку в течение первых двух лет эксплуатации;
• повышенную пожароопасность строительных конструкций;
• чувствительность к воздействию влаги и опасность повреждения вредителями;
• довольно высокую стоимость.

Современные деревянные здания возводят из оцилиндрованного бревна или профилированного клееного бруса. Различные технологии обработки этих двух видов древесины для строительства, построенные из них дома, могут сильно отличаться по своим эксплуатационным характеристикам.

В качестве бревен чаще всего используют древесину хвойных пород. Для повышения качества бревен их подвергают высокотемпературной просушке. Бревенчатый дом выглядит очень красиво, и жить в нем приятно. По сопротивлению теплопередаче оцилиндрованное бревно превосходит многие стены. Зимой в помещениях тепло, а летом прохладно. Однако это утверждение не относится северным регионам.

Основной недостаток применения бревен заключается в необходимости усадки строительных конструкций, которая может продолжаться до двух лет. Поэтому время строительства будет длительным. В первый год возводится каркас, а окна и двери не устанавливаются до тех пор, пока не прекратится процесс усадки. Кроме этого, в ходе эксплуатации потребуется постоянный уход за стенами, который заключается в периодической заделке образующихся трещин и уплотнения стыков между бревнами.

Средняя продолжительность эксплуатации домов из оцилиндрованного бревна 50-70 лет, затем требуется капитальный ремонт.

Клееный профилированный брус относится к современным стеновым материалам и полностью исключает усадку здания. Специальная технология склеивания предусматривает применение противопожарных пропиток и антисептиков от насекомых. В тоже время сохраняются все натуральные свойства древесины. Благодаря наличию стыкового профиля стыки между рядами получаются более плотными и большей толщины. Однако стоит профилированный брус заметно дороже.

Клееный брус — относительно «молодой» строительный материал. Накопленной большой статистики по долговечности как таковой нет. По утверждениям производителей здания из клеенного бруса могут прослужить до 100 лет при должном уходе.

Здания со стенами из кирпича

Красный глиняный кирпич можно смело назвать одним из самых популярных штучных изделий для малоэтажного загородного строительства. К главным достоинствам кирпичных стен следует отнести:

• универсальность, позволяющую выполнить проект любой сложности;
• прочность стен и их долговечность;
• несгораемость возведенных ограждений;
• невосприимчивость к проникновению грызунов;
• воздухопроницаемость.

Среди недостатков кирпичной кладки отмечают:

• большой вес, требующий усиленного фундамента, который в итоге увеличивает расходы;
• большую трудоемкость работ при возведении стен;
• недостаточно высокие теплоизоляционные свойства, приводящие к необходимости увеличения толщины стен или устройству дополнительного утепления фасада;
• высокая стоимость строительства.

Следует заметить, что кирпичные дома, выложенные из качественных штучных изделий с соблюдением технологии кладки, могут эксплуатироваться без капитального ремонта до 150 лет.

Здания со стенами из ячеистых бетонов

К легким пористым блокам из ячеистых марок бетона относят газобетон, пенобетон, шлакобетон, керамзитобетон и полистиролбетон. Благодаря доступным ценам и небольшому удельному весу наиболее широкое распространение получили первые два вида блоков.

Благодаря укрупненным размерам блоков возведение стен происходит довольно быстро, а по уровню прочности они практически не уступают кирпичной кладке. Наличие воздушных пор обеспечивает хорошие теплоизоляционные свойства, но одновременно повышает гигроскопичность, которая может привести к намоканию камня и даже его частичному разрушению при зимнем промерзании.

Здания со стенами из газоблоков и пеноблоков

Эти блоки изготавливают из смеси песка, цемента, извести, гипса и пенообразователей. Вследствие технологических особенностей изготовления пеноблоки стоят на 20-25% дешевле изделий из газобетона, но имеют большую пористость, а значит, могут быть более сильно подвержены воздействию влаги.

К их положительным качествам специалисты относят:

• низкую теплопроводность, обеспеченную пористой структурой;
• высокую скорость строительства;
• отличные звукоизоляционные свойства;
• небольшой вес материала, позволяющий устройство облегченного фундамента;
• огнестойкость;
• воздухопроницаемость;
• экологическую чистоту;
• доступную стоимость.

Среди недостатков специалисты блоков из ячеистого бетона называют:

• необходимость устройства фасада защищенного от воздействия атмосферных осадков;
• обязательное внутреннее оштукатуривание стен;
• технологические особенности креплений к стенам;

Наилучшим ячеистым бетоном для строительства жилого частного дома являются блоки марки D400-D600.

Срок службы домов из пено- и газоблоков, при надлежащей технологии строительства (они должны оставаться сухими до устройства фасада) до 40-50 лет. Затем требуется летняя просушка стен со снятием отделки фасада и замена тепловой изоляции.

Здания со стенами из шлакобетона

Шлаковые блоки изготавливают из смеси цемента, песка, глины, извести или гипса. В качестве наполнителя может использоваться керамзин, кирпичный бой, зольные остатки, перголит и другие с небольшим удельным весом.

Шлакоблоки имеют небольшой удельный вес и увеличенные размеры. В отличие от ячеистых бетонов они не так сильно подвержены воздействию влаги. Отличаются высокой прочностью, долговечностью и доступной стоимостью.

В то же время стены из этого материала будут иметь довольно высокую теплопроводность, что приведет к необходимости дополнительного утепления фасада. В готовом здании могут возникать сложности с прокладкой и закреплением инженерных коммуникаций. Так же отмечается далеко не идеальная экологическая безопасность.

При правильном уходе дома из шлакобетона могут прослужить до 70-80 лет.

Каркасные здания

Технологии каркасного возведения жилых зданий широко применяются в Канаде, США и некоторых странах Европы.

Конструктивно такой дом собирается в виде деревянного каркаса, который обшивается досками, ламинированной фанерой или другим типом панелей. Пространство между фанерными листами заполняется утеплителем, а наружная деревянная поверхность покрывается, надежно защищающим от негативного воздействия атмосферных осадков слоем.

Жилые здания каркасного типа стоят недорого и могут быть построены за очень короткий промежуток времени. При условии применения качественных материалов и соблюдения строительных технологий срок эксплуатации такого дома может достигать нескольких десятков лет. В качестве недостатков конструкции следует отметить повышенную пожарную опасность и большие объемы финишной отделки внутренних помещений и фасада.

Гарантированный срок эксплуатации каркасных зданий 25-30 лет, затем требуется капитальный ремонт.

Здания со стенами из сэндвич-панелей

Сэндвич панели, используемые для частного жилищного строительства, представляют собой конструкцию из двух листов ламинированного ОСП, между которыми находится слой пенополистирола и деревянный укрепляющий брус. Такие панели можно применять в проектах каркасного типа или использовать при непосредственном монтаже здания без каркаса.

Положительные и отрицательные качества такого дома полностью повторяют характеристики каркасных сооружений.

Что продлевает срок службы зданий?

Для того, чтобы дом прослужил долго, немаловажное значение имеет то, насколько он защищен от промерзания и попадания влаги.

В конструкции здания необходимо обязательное наличие отмостки по всему периметру. Она обеспечит надежную защиту фундамента от воздействия влаги и будет служить достаточно эффективным утеплением нижней части дома.

Так же не следует забывать о системе водосливов. Дождевая вода с кровли не должна попадать на поверхность наружных стен. Это испортит их внешний вид и со временем может нарушить целостность. Кроме этого защита стен обеспечивается наличием оконных отливов, откосов и навесающих над входами козырьков.

Резюме

Подводя итоги, следует заметить, что срок службы материалов в принципе прямо пропорционален их стоимости. Самые дорогие: кирпич и клееный брус. Соответственно такие здания могут считаться самыми надежными и долговечными.

Хотя здесь все, конечно, зависит от целей строительства — если вы хотите иметь просто домик для отдыха, жить в нем несколько лет, а потом продать — это одно. Если же цель — иметь собственный добротный дом для постоянного проживания на несколько поколений, т. н. родовое гнездо, рекомендуется отказаться от дешевых и недолговечных материалов.

Не забудьте добавить сайт Недвио в Закладки. Рассказываем о строительстве, ремонте, загородной недвижимости интересно, с пользой и понятным языком.

Источник

Оценка долговечности новой многослойной конструкции стены малоэтажных зданий

Рубрика: Технические науки

Статья просмотрена: 502 раза

Библиографическое описание:

Емельянова, Т. А. Оценка долговечности новой многослойной конструкции стены малоэтажных зданий / Т. А. Емельянова, А. П. Денисова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2012. — № 12 (47). — С. 61-64. — URL: https://moluch.ru/archive/47/5907/ (дата обращения: 21.08.2021).

Рис. 1 . Новая конструкция многослойная конструкция стены:
а– общий вид; б – поперечный разрез : 1–армированный торкрет-бетон,
2 – органический утеплитель; 3 – контактный слой, 4 – связи

Данная конструкция предназначена для строительства малоэтажных зданий в сельских районах. Достоверный прогноз долговечности конструкций связан с количественным анализом процесса разрушения, который учитывает вклад технологических, конструктивных и эксплуатационных факторов в кинетику развития микро и макроповреждений в бетоне и арматурной стали. Исследование долговечности МНС было проведено на основе двух подходов. В первом подходе для прогнозирования долговечности стены МНС была проведена оценка характеристики климатической активности г. Саратова с учетом марки по морозостойкости несущего слоя из торкрет-бетона. По наблюдениям метеостанции, взятым из метеорологических ежемесячников г. Саратова, найдены среднесуточные температуры по дням за 2008 — 2011 гг. для летне-осеннего (ноябрь– декабрь) и зимне-весеннего (февраль-март) периодов года были построены графики для определения в каждом из рассматриваемых годов полупериодов оттепелей и заморозков, их амплитуды и их количества в году на зимне-весеннем и летне-осеннем периодах (рис. 2 — пример графика для летне-осеннего периода 2011 г.) Рис. 2. Годовой ход среднесуточных и среднемесячных температур на летне-осеннем периоде 2011 г. в Саратове: 1 – среднесуточные температуры; 2 — кривая годового хода среднемесячных температур; 3 – граница перехода через 0 0 С
Определим ожидаемый срок службы МНС при толщине утеплителя 380 мм, толщине наружных слоев по 50 мм, класса прочности торкрет-бетона В 22,5 и морозостойкости F 300 [3]. Долговечность  , лет, наружной многослойной стены слоя определяется по формуле [3]: (1) где = 300;  н – по таблице 6 [3]=8,3%;;  р – по таблице 7[3]=0,6%; Оценка квазистационарного составляющего поля по методике [3] в летне-осенний период показала отсутствие переходов через 0 0 С и соответственно .  э (з) = 44 % — определяется расчетом по методике [3];  ( t i ) = 0,584 принимается по табл. 8 [3] в зависимости от достигаемой материалом отрицательной температуры t i в каждом отдельном случае i ее перехода через 0  C ниже температуры начала замерзания t нз в нем жидкой влаги (см. рис. 2); n i (з) =2 (определяется по графикам см. рис 2).

Ожидаемый срок службы МНС составил 45 лет, что соответствует III классу долговечности. Основным материалом, обеспечивающим долговечность МНС является несущие слои из торкрет–бетона. Поэтому во втором подходе оценка долговечности была проведена методом механики разрушения бетона и учитывала структурные изменения бетона во времени, характеризующиеся трещиностойкостью несущих слоев. Метод базируется на следующих основных принципах и положениях, которые определяют долговечность и механизмы разрушения бетона [1]:

• бетон рассматривается как упругая квазиоднородная двухкомпонентная среда, состоящая из а) матрицы – цементного камня со структурными элементами щебня и песка; б) пустот, капилляров и трещин.
• все пустоты в структуре бетона могут быть рассмотрены как трещиноподобные дефекты структуры. Генерация трещин протекает во времени, и этот процесс можно назвать «старением бетона».
• пустоты в матрице представлены соподчиненной пятиуровневой системой (по форме и размерам, кратным диаметру; чем больше кратное, тем выше уровень), см. табл. 4.2.[4].

Долговечность рассматривается как третье предельное состояние, определяемое временным отрезком, в пределах которого в бетоне вследствие тепловых и коррозионных процессов, а также механических напряжений суммарная характеристика структурных дефектов, накопившихся в матрице и заполнителях, достигает критической величины, а остаточные физико–механические свойства удовлетворяют условиям эксплуатации. КИН железобетона принимается за основную характеристику, оценивающую накопление повреждений в материале. Для расчета были приняты следующие исходные данные: несущий слой МНС выполнен бетона класса В 22,5 следующего состава (данные эксперимента): Ц – 164,4 кг, П-423,9 кг, В – 71,4 кг, В/Ц – 0,43. Толщина теплоизоляционного слоя – 0,4 м. Армирование по толщине стенки: 2 арматурных каркаса  5 А240 с шагом 100 мм. Несущий защитный слой торкрет-бетона 50 мм. Наружная стена МНС подвергается воздействиям: с наружной стороны – климатической температуры и влажности. Климатические (пиковые) параметры района [5]: в зимнее время: температура (-44 °С), влажность воздуха 83%; в летнее время: температура (42 °С), влажность воздуха 41%. В расчетах приняты максимальная и минимальная температуры холодного и теплого периодов, а не ее средние значения, что позволит, в конечном счете, иметь некоторый запас. Долговечность бетона определяется его структурой, поэтому в расчете используются параметры трещиностойкости бетона – критические (КИН) коэффициенты интенсивности напряжений – структурозависимые интегральные характеристики. Предельное значение КИН для заданного состава бетона определяется по формуле, полученной в результате многофакторного анализа [4]: = -0,0148 + 0,0011 R ag + 0,1330 ( Ц / В ) + 0,0058 R c – 0,0082 W b – 0,5825 K ag (2) где: R ag = 78,8 МПа — прочность крупного заполнителя (песка); Ц/В — цементно-водное отношение; R c = 39,2 МПа — активность цемента (принят портландцемент Вольского цементного завода); W b — влажность бетона, принимается в зависимости от влажности эксплуатационной среды W и содержания воды в исходном составе бетона по формуле: W b = W/100 + В/68 = 83/100 + 71,4/68 = 1,88 %; K ag = 0,904 л/м 3 ·10 -3 количество заполнителя (крупного) в единице объема бетона, учитывая насыпной объемный вес песка 1565 кг/м 3 . = -0,0148 + 0,0011·78,48 + 0,1330 (164,4/71,4) + 0,0058·39,2 — 0,0082·1,88- — 0,5825·0,904 = 0,5358 МПа·м 1/2 . Это максимально возможное значение КИН. Определив значения коэффициентов интенсивности напряжений для каждого вида пустот при температурном и влажностном воздействии в холодное =6,247 МПам 1/2 и теплое =6,031 МПам 1/2 время года и от силовой нагрузки =1,389 МПам 1/2 , был найден суммарный КИН. Долговечность бетона ЖБК или время, в пределах которого структурные параметры бетона принятого состава достигнут предельных значений, равно: , (результат – в годах) (3) Ожидаемый срок службы стены МНС по трещиностойкости составил 85 лет, что соответствует II классу долговечности. По результатам расчетов принимается наименьший класс долговечности, поэтому можно сделать следующий вывод: конструкция МНС относится к IV классу капитальности, то есть – по долговечности основных конструкций не ниже III степени (более 20 лет). Литература:

1. Зайцев, Ю.В. Механика разрушения для строителей Учеб. Пособие для строит. Вузов. – М.: Высш. Шк., 1991 – 288 с.
2. Пат. № 98441. РФ. Многослойный строительный элемент / Т.А. Емельянова, А.П. Денисова // БИ. 2010. №29.
3. Рекомендации по проектированию наружных стен панельных жилых зданий для северной строительно – климатической зоны. РСН 58-86[Текст]. – Введ. 22.04.1986. – Ленинград: ГОСГРАЖДАНСТРОЙ ЛенЗНИИЭП, 1986.
4. РД ЭО 0447–03. Методика оценки состояния и остаточного ресурса железобетонных конструкций АЭС, важных для безопасности [Электронный ресурс] / Официальный сайт компании «Консультант Плюс». – Режим доступа: http://www.consultant.ru/online/base/?req=doc;base=LAW;n=78699 .
5. СНиП 23–01–99*. Строительная климатология.– Введ.01.01.2000. – М.: Госстрой России, 2000.

Источник