Страница 8: Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из ячеистых бетонов (к снип 2.03.01??84) (31284)

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

РАЗНОВИДНОСТИ ЯЧЕИСТЫХ БЕТОНОВ

Согласно ГОСТ 25485-82 бетоны подразделяются по условиям твердения, видам порообразования и видам вяжущих и кремнеземистых компонентов.

По условиям твердения они подразделяются на автоклавные (твердеющие в среде насыщенного водяного пара при давлении выше атмосферного) и на неавтоклавные, твердеющие при атмосферном давлении в паровой среде или путем применения электропрогрева. Для неавтоклавных ячеистых бетонов применяется также обогрев с помощью электронагревательных и других приборов.

По виду порообразователей, необходимых для создания пористой структуры, ячеистые бетоны подразделяются на газобетоны (вспучиваемые при помощи алюминиевой пудры) и на пенобетоны, изготовляемые с помощью различных пенообразователей.

В качестве кремнеземистого компонента применяются тонкомолотые кварцевые или полевошпатные пески и золы тепловых электростанций, а также другие вторичные продукты (отходы) промышленности.

Применяются следующие виды основных вяжущих: цементное, известковое, смешанное (цементно-известковое), сланцезольное (из высокоосновных зол) и шлаковое. Другие сочетания этих видов вяжущих, а также гипса, щелочи и основных химических добавок регламентируются Инструкцией по изготовлению изделий из ячеистого бетона (СН 277-80).

В соответствии с указанными пятью основными видами вяжущих и при различных сочетаниях их с основными кремнеземистыми компонентами (песок или зола) и порообразователями (газ или пена) различаются следующие пять групп основных разновидностей современных ячеистых бетонов:

на цементном вяжущем, в том числе с добавкой извести (газобетон, пенобетон, газозолобетон и пенозолобетон);

на известковом (силикатном) вяжущем, в том числе с добавкой гипса, цемента или шлака (газосиликат, пеносиликат, газозолосиликат, газосиликальцит);

на смешанном (известково-цементном) вяжущем, в том числе с добавкой шлака (газосиликатобетон, газозолосиликатобетон, пеносиликатобетон и др.);

на шлаковом вяжущем (в виде молотого гранулированного шлака) в сочетании с известью, гипсом или щелочью (газошлакобетон, пеношлакобетон, газозолошлакобетон и др.);

на сланцезольном вяжущем в виде высокоосновной золы (газосланцезолобетон и пеносланцезолобетон).

Названия основных разновидностей ячеистых бетонов приведены в табл. 1.

Таблица 1

1 На газосиликальцит ГОСТ 25485-82 не распространяется.

Из этих разновидностей в качестве неавтоклавных рекомендуются в основном ячеистые бетоны на цементном и шлаковом вяжущем: газобетон и пенобетон, газозолобетон, пенозолобетон, газошлакобетон и т. д.

Указанный в таблице газосиликальцит является разновидностью газосиликата. Он отличается от газосиликата способом помола песка — в дезинтеграторе вместо обычной шаровой мельницы. Вследствие более грубого помола песка в дезинтеграторе газосиликальцит является более тяжелым материалом, чем газосиликат.

Разновидности ячеистых бетонов по областям применения (по назначению), прочности и средней плотности также регламентируются ГОСТ 25485—82. В ГОСТе указано, что автоклавные бетоны со средней плотностью D300 (ПлЗОО) и D400 (Пл400) являются теплоизоляционными, бетоны с плотностью от D500 (Пл500) до D900 (Пл900) - конструкционно-теплоизоляционными, а от D1000 (Пл1000) до D1200 (Пл1200) - конструкционными.

Для каждой из этих плотностсй для автоклавных бетонов предусмотрено три класса бетона по прочности на сжатие В (три марки бетона М по прочности на сжатие), которые должны обеспечиваться заводами.

Для неавтоклавных ячеистых бетонов предусмотрена градация на две разновидности по прочности, которые частично совпадают с прочностями автоклавных ячеистых бетонов.

Разновидности конструкционно-теплоизоляционных и конструкционных ячеистых бетонов приведены в табл. 2.

Таблица 2

Данная градация автоклавных ячеистых бетонов на три разновидности по прочности на сжатие характеризует технологический уровень каждого предприятия, вид и качество исходного сырья.

Для передовых предприятий, выпускающих конструкции из автоклавных ячеистых бетонов, рекомендуется проектировать их в расчете на повышенные классы (марки) для каждой плотности бетона, приведенные в табл. 2 (графы 2 и 3).

Для многих предприятий, выпускающих освоенные в настоящее время автоклавные ячеистые бетоны обычной прочности, следует принимать классы (и марки), приведенные в табл. 2 (графы 4 и 5). Неавтоклавные ячеистые бетоны низких прочностей (см. табл. 2) могут использоваться лишь в малонагруженных элементах, в которых не требуется более высокая прочность бетона.

Согласно ГОСТ 25485-82, неавтоклавные ячеистые бетоны должны соответствовать по прочности на сжатие классам (и маркам), приведенным в последних четырех графах табл. 2.

Задания на проектирование конструкций из ячеистых бетонов во всех случаях должны содержать конкретные указания, на предприятия какого технологического уровня ориентирован данный проект: на предприятия, выпускающие ячеистые бетоны повышенной, обычной или пониженной прочности.

Требования к ячеистым бетонам по морозостойкости, по коэффициентам теплопроводности и поропроницаемости, а также максимальные величины сорбционной влажности и усадки принимаются по ГОСТ 25485-82.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

РАСЧЕТ ЯЧЕИСТОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ НА ДЕЙСТВИЕ СЖИМАЮЩЕЙ ПРОДОЛЬНОЙ СИЛЫ

Расчет сжатых бетонных элементов прямоугольного сечения (в том числе армированных симметричной конструктивной арматурой) при величине эксцентриситета 0 < еа ?? 0,225h (см. п. 1.18) и расчетной длине lо ?? 20h допускается производить из условия

N ?? ?? ??b Rb A ??o ,(1)

где ?? = 0,85 - для автоклавных ячеистых бетонов;

?? = 0,75 - для неавтоклавных ячеистых бетонов;

А - площадь поперечного сечения элемента;

??o - коэффициент, учитывающий влияние эксцентриситета и принимаемый равным

??o = ;(2)

??b - коэффициент, принимаемый по следующей таблице:

Обозначения, принятые в таблице:

Nl - продольная сжимающая сила от действия постоянных и длительных нагрузок;

N - продольная сила от действия всех нагрузок (постоянных, длительных и кратковременных).

П р и м е ч а н и е. При промежуточных значениях lo/h и Nl/N коэффициенты ??b определяются по интерполяции.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ЯЧЕИСТЫХ БЕТОНОВ

РАСЧЕТ СЖАТЫХ БЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Пример 1. Даны размеры сечения сжатого элемента внутренней несущей стены: ширина b 1 м; высота сечения в плоскости действия изгибающего момента (толщина стены) h = 0,24 м; высота этажа Н = 2,56 м; нижние и верхние опоры стены - шарнирные. Стена запроектирована из автоклавных газобетонных панелей с конструктивной арматурой; газобетон плотностью 800 кг/м3 при классе бетона по прочности на сжатие В3,5 (50 кгc/cм2). Расчетная установившаяся влажность газобетона 10 % (по массе), влажность газобетона при отпуске с завода 25 % (по массе).

Расчетные продольные силы:

от постоянной и длительной нагрузок Nl = 175,7 кН (17,93тс);

от кратковременной нагрузки Nst = 22,7 кН (2,32 тc);

полная продольная сила N = Nl + Nst = 175,7 + 22,7 = 198,4 кН (20,24 тc);

эксцентриситет продольной силы еo = 0,02 м;

расчетная длина элемента lо = Н = 2,56 м.

Требуется проверить несущую способность элемента стены в пролетном сечении, в середине высоты стены.

Р а с ч е т. По табл. 6 при классе бетона по прочности на сжатие В3,5 (50 кгс/см2) Rb = 2,2 МПа (22,4 кгс/см2); по табл. 7 принимаются следующие коэффициенты условий работы: ??b2 = 0,85; ??b9 = 0,90; ??b11 = 0,85. С учетом коэффициентов условий работы расчетная призменная прочность Rb1 = ??b2 • ??b9 • ??b11 • Rb = 0,85 • 0,9 • 0,85 • 2,2 = 1,43 МПа (14,59 кгс/см2). Гибкость элемента lo : h = 2,56 : 0,24 = 10,7.

1. Согласно п. 3.3 при гибкости ?? 4 необходимо учитывать влияние прогибов на несущую способность элемента путем умножения эксцентриситета eо на коэффициент ??, вычисленный согласно п. 3.6.

Согласно п. 3.6, для автоклавного газобетона коэффициент ?? = 1,3. Отношение изгибающих моментов

Мl : М = Nl : N = 175,7 : 198,4 = 0,88.

По формуле (11)

??l = l + ?? = 1 + 1,3 ?? 0,88 = 2,14 .

Согласно табл. 9 для класса бетона по прочности на сжатие В3,5 МПа (50 кгс/см2) и плотности бетона 800 кг/м3 начальный модуль упругости E = 3400 МПa (34 700 кгс/см2):

I = = 0,001152 м4 .

Согласно п. 3.6 коэффициент ??е = ео : h = 0,083.

По формуле (12)

??e,min = 0,5 ?? 0,01 ?? 0,01Rb1 = 0,5 ?? 0,01 ?? 10,7 ?? 0,01 ?? 1,43 = 0,379; ??e = 0,083 < ??e,min = 0,379, поэтому принимаем ??e = 0,379.

По формуле (10)

Ncr = =

= 589,2 кН (60,12 тс).

По формуле (9)

?? = = = 1,508 .

По формуле (2)

Ab = bh = 1 ?? 0,24 = 0,1797 м2.

По формуле (1) расчетная несущая способность элемента стены

Nс = ?? Rb1 Ab = 0,85 ?? 1,43 ?? 1000 ?? 0,1797 = 218,4 кН (22,29 тс) >

> N = 198,40 кН (20,24 тс).

Таким образом, несущая способность элемента стены в пролетном сечении достаточна.

2. Согласно прил. 2, при lо : h = 10,7 и Nl : N = 0,88 коэффициент ??b = 0,884.