Как рассчитать толщину несущей стены

Толщина кирпичной стены дома для постоянного проживания

Кирпич считается одним из лучших строительных материалов для постройки дома постоянного проживания. Он обладает многими преимуществами — прочность, эстетичность, надёжность, долговечность — превосходящими в разы другие стройматериалы. Однако есть и недостатки, среди которых самыми значимыми является высокая теплопроводность и стоимость. Из-за этого при строительстве из кирпича домов для постоянного проживания всегда остро стоит вопрос о толщине стен — как построить, чтобы жильё было тёплым, прочным, надёжным, но не «золотым» по цене.

На что влияет толщина кирпичной стены?

От высокой стоимости кирпичного дома никуда не деться. По сравнению с популярными сегодня проектами из древесины или газобетона цены выше в три-пять раз. Тем не менее строить из кирпича выгодно, если учитывать его уникальные и бескомпромиссные преимущества. Никакой другой дом не будет таким прочным, надёжным и долговечным, как кирпичный. Причём, что важно, без оговорок и маркетингового лукавства.

Разберём вкратце, на что влияет толщина стен кирпичного дома.

1. Энергоэффективность — чем толще, тем теплее. Забегая наперёд, стоит отметить, что пресловутые идеальные стены из кирпича толщиной в полтора метра никто не строит. Но, к сожалению, только так можно построить дом для постоянного проживания, не нуждающийся в утеплении.
2. Стоимость строительства — с увеличением толщины кирпичной кладки смета растёт за счёт дороговизны стройматериала и услуг каменщиков.
3. Сроки строительства — в отличие от деревянных и газобетонных домов кирпичные проекты реализуются небыстро. Сроки дополнительно растягиваются при увеличении толщины стен.
4. Прочность — здесь утолщение кладки работает на увеличение выгоды, а также есть минимальные нормы, ниже которых никак нельзя.
5. Нагрузка на фундамент — для кирпичного дома является важнейшим параметром, так как этот стройматериал очень тяжёлый. Строительство требует капитального фундамента, стоимость которого иногда составляет треть всей сметы.

Из вышесказанного понятно, что нужно искать какую-то золотую середину, иначе дом обойдётся непозволительно дорого.

Расчёт толщины кирпичной стены

Толщина стен при строительстве варьируется путём изменения конфигурации кладки:

• в полкирпича — 120 мм;
• в один кирпич — 250 мм;
• в полтора — 380 мм;
• в два — 510 мм;
• в два с половиной — 640 мм.

Как правило, толще 640 мм не строит никто, так как строительство выходит запредельно дорогим. Тем более, для регионов с умеренным климатом стены в 2-2,5 кирпича считаются оптимальными. Это если рассматривать вопрос энергоэффективности.

Что же касается прочности, то для частного дома в один-два этажа достаточно кладки в полтора кирпича. Это соответствует толщине 380 мм. Для внутрикомнатных перегородок достаточно кладки в полкирпича.

Методы экономии при строительстве домов из кирпича

Поскольку кирпичная стена толщиной 640 мм при её высокой себестоимости всё равно не обеспечит надлежащей энергоэффективности, для увеличения последней применяются такие технологии:

1. Кладка с воздушным зазором — он оставляется между двумя стенами, и заполняется каким-либо материалом, теплопроводность которого в разы ниже, чем у кирпича. Для этих целей применяется керамзит, пенопластовые шарики, пенобетон.
2. Применение пустотелого кирпича — такой стройматериал имеет массу преимуществ. Во-первых, он теплее, так как внутри есть воздушные полости. Во-вторых, он легче. В-третьих, не уступает по прочности полнотелому кирпичу.
3. Утепление стен изнутри — редко используемая технология, но, когда нет выхода, стены в помещениях обшиваются экологически чистой теплоизоляцией и финишным материалом — гипсокартоном, пластиком, плиткой, древесиной.
4. Утепление стен снаружи — самый выгодный способ сэкономить на толщине стен кирпичного дома. Существует несколько технологий, позволяющих в разы повысить энергоэффективность жилья. Даже если кирпичная кладка имеет минимальную для прочности толщину.

При расчёте толщины кирпичных стен для дома постоянного проживания важно найти баланс между стоимостью, прочностью и энергоэффективностью. Поскольку сегодня стали очень доступными различные теплоизоляционные материалы, толстые стены почти никто не строит. За оптимальную толщину берётся минимум, обеспечивающий нужную несущую способность, а затем выполняется дополнительное утепление.

Толщина стен из кирпича

Оптимальная толщина стен из кирпича определяется исходя из нагрузки, которую они должны выдерживать. Это важный параметр, который необходимо рассчитать еще до начала строительства, на этапе проектирования. Он непосредственно влияет на устойчивость и долговечность сооружения, показатели тепло- и звукоизоляции, т. е. на то, будет ли жилое или промышленное здание пригодным для использования.

Толщина несущей стены из кирпича

Внешние несущие конструкции располагаются перпендикулярно к плитам перекрытий и выступают основанием для них, принимают на себя нагрузку и передают ее фундаменту. Они должны быть особенно прочными и устойчивыми. На эти конструкции действуют как вертикальные нагрузки от их собственного веса, а также веса перекрытий и крыши, так и горизонтальные нагрузки, вызванные напором ветра. Их ширина составляет от 51 до 64 см. Для их возведения применяются керамические блоки или кирпич.
На допустимую ширину кладки непосредственно влияет этажность строительства. При возведении многоэтажных зданий на нижних этажах необходима кладка в 2,5 кирпича, т. е. шириной в 64 см. Выше 5-6 этажа может использоваться кладка в 2 бруска. Соответственно толщина несущих стен уменьшается до 51 см. Такая же кладка допустима при малоэтажном строительстве.

Толщина внутренних стен из кирпича

Для расположенных внутри дома несущих конструкций используется кладка толщиной от 25 (при малоэтажном строительстве или на последних этажах многоэтажных зданий) до 38 см, для межкомнатных, межквартирных и офисных стационарных перегородок — не меньше 12 см. Последние не подвержены нагрузкам от плит перекрытий, они должны разграничивать помещение на обособленные зоны и обеспечивать звукоизоляцию. Для повышения прочности их армируют.

Минимальная толщина стены из кирпича

Минимально допустимая ширина внутренней несущей стены для любого здания равняется 25 см. Это стандартная длина одного бруска. Более узкая конструкция небезопасна, она не гарантирует устойчивость и целостность сооружения. Для перегородок минимальное значение составляет 6,5 см. Это ширина поставленного на ребро бруска. Такие узкие перегородки редко используются при строительстве. Они не обеспечивают необходимую звукоизоляцию и выполняют роль ширмы.

Как рассчитать стены из кладки на устойчивость

Чтобы выполнить расчет стены на устойчивость, нужно в первую очередь разобраться с их классификацией (см. СНиП II -22-81 «Каменные и армокаменные конструкции», а также пособие к СНиП) и понять, какие бывают виды стен:

1. Несущие стены — это стены, на которые опираются плиты перекрытия, конструкции крыши и т.п. Толщина этих стен должна быть не менее 250 мм (для кирпичной кладки). Это самые ответственные стены в доме. Их нужно рассчитывать на прочность и устойчивость.

2. Самонесущие стены — это стены, на которые ничто не опирается, но на них действует нагрузка от всех вышележащих этажей. По сути, в трехэтажном доме, например, такая стена будет высотой в три этажа; нагрузка на нее только от собственного веса кладки значительная, но при этом очень важен еще вопрос устойчивости такой стены — чем стена выше, тем больше риск ее деформаций.

3. Ненесущие стены — это наружные стены, которые опираются на перекрытие (или на другие конструктивные элементы) и нагрузка на них приходится с высоты этажа только от собственного веса стены. Высота ненесущих стен должна быть не более 6 метров, иначе они переходят в категорию самонесущих.

4. Перегородки — это внутренние стены высотой менее 6 метров, воспринимающие только нагрузку от собственного веса.

Разберемся с вопросом устойчивоcти стен.

Первый вопрос, возникающий у «непосвященного» человека: ну куда может деться стена? Найдем ответ с помощью аналогии. Возьмем книгу в твердом переплете и поставим ее на ребро. Чем больше формат книги, тем меньше будет ее устойчивость; с другой стороны, чем книга будет толще, тем лучше она будет стоять на ребре. Со стенами та же ситуация. Устойчивость стены зависит от высоты и толщины.

Теперь возьмем наихудший вариант: тонкую тетрадь большого формата и поставим на ребро — она не просто потеряет устойчивость, но еще и изогнется. Так и стена, если не будут соблюдены условия по соотношению толщины и высоты, начнет выгибаться из плоскости, а со временем — трещать и разрушаться.

Что нужно, чтобы избежать такого явления? Нужно изучить п.п. 6.16. 6.20 СНиП II -22-81.

Рассмотрим вопросы определения устойчивости стен на примерах.

Пример 1. Дана перегородка из газобетона марки М25 на растворе марки М4 высотой 3,5 м, толщиной 200 мм, шириной 6 м, не связанная с перекрытием. В перегородке дверной проем 1х2,1 м. Необходимо определить устойчивость перегородки.

Из таблицы 26 (п. 2) определяем группу кладки — III . Из таблиц ы 28 находим ? = 14. Т.к. перегородка не закреплена в верхнем сечении, нужно снизить значение β на 30% (согласно п. 6.20), т.е. β = 9,8.

Находим коэффициенты k из таблиц ы 29:

k ₁ = 1,8 — для перегородки, не несущей нагрузки при ее толщине 10 см, и k ₁ = 1,2 — для перегородки толщиной 25 см. По интерполяции находим для нашей перегородки толщиной 20 см k ₁ = 1,4;

k₃ = 0,9 — для перегородки с проемами;

Окончательно β = 1,26*9,8 = 12.3.

Найдем отношение высоты перегородки к толщине: H / h = 3,5/0,2 = 17,5 > 12.3 — условие не выполняется, перегородку такой толщины при заданной геометрии делать нельзя.

Каким способом можно решить эту проблему? Попробуем увеличить марку раствора до М10, тогда группа кладки станет II , соответственно β = 17, а с учетом коэффициентов β = 1,26*17*70% = 15 < 17,5 - этого оказалось недостаточно. Увеличим марку газобетона до М50, тогда группа кладки станет I , соответственно β = 20, а с учетом коэффициентов β = 1,26*20*70% = 17.6 >17,5 — условие выполняется. Также можно было не увеличивая марку газобетона, заложить в перегородке конструктивное армирование согласно п. 6.19. Тогда β увеличивается на 20% и устойчивость стены обеспечена.

Пример 2. Дана наружная ненесущая стена из облегченной кладки из кирпича марки М50 на растворе марки М25. Высота стены 3 м, толщина 0,38 м, длина стены 6 м. Стена с двумя окнами размером 1,2х1,2 м. Необходимо определить устойчивость стены.

Из таблицы 26 (п. 7) определяем группу кладки — I . Из таблиц ы 28 находим β = 22. Т.к. стена не закреплена в верхнем сечении, нужно снизить значение β на 30% (согласно п. 6.20), т.е. β = 15,4.

Находим коэффициенты k из таблиц ы 29:

k ₁ = 1,2 — для стены, не несущей нагрузки при ее толщине 38 см;

k₂ = √А _n / A_b = √1,37/2,28 = 0,78 — для стены с проемами, где A_b = 0,38*6 = 2,28 м 2 — площадь горизонтального сечения стены с учетом окон, А _n = 0,38*(6-1,2*2) = 1,37 м 2 ;

Окончательно β = 0,94*15,4 = 14,5.

Найдем отношение высоты перегородки к толщине: H / h = 3/0,38 = 7,89 < 14,5 - условие выполняется.

Необходимо также проверить условие, изложенное в п. 6.19:

Еще полезные статьи:

Комментарии
« 3 4 5 6 7 8
0 #211 Иринa 20.02.2018 17:09

профили арматуру не заменят

насчет фундамента: допустимы пустоты в теле бетона, но не снизу, чтобы не уменьшать площадь опирания, которая отвечает за несущую способность. То есть снизу должен быть тонкий слой армированного бетона.
А какой фундамент — лента или плита? Какие грунты?

0 #212 Алексей 21.02.2018 07:08
Цитирую Иринa:
профили арматуру не заменят

жаль, вообще просто пишут что в легких бетонах (керамзитобетон) плохая связь с арматурой — как с этим бороться? я так понимаю чем прочнее бетон и чем больше площадь поверхности арматуры — тем лучше будет связь, т.е. надо керамзитобетон с добавлением песка (а не только керамзит и цемент) и арматуру тонкую, но чаще

насчет фундамента: допустимы пустоты в теле бетона, но не снизу, чтобы не уменьшать площадь опирания, которая отвечает за несущую способность. То есть снизу должен быть тонкий слой армированного бетона.
А какой фундамент — лента или плита? Какие грунты?

Груны пока не известны, вероятнее всего будет чистое поле суглинки всякие, изначально думал плиту, но низковато выйдет, хочется по-выше, а ещё же придётся верхний плодородный слой снимать, поэтому склоняюсь к ребристому или даже коробчатому фундаменту. Несущей способности грунта много мне не надо — дом всё-таки решили в 1 этаж, да и керамзитобетон не очень тяжёлый, промерзание там не более 20 см (хотя по старым советским нормативам 80).

Думаю снять верхний слой 20-30 см, выложить геотекстиль, засыпать песочком речным и разровнять с уплотнением. Затем легкая подготовительна я стяжка — для выравнивая (в неё вроде бы даже арматуру не делают, хотя не уверен), поверх гидроизоляция праймером
а дальше вот уже диллема — даже если связать каркасы арматуры ширина 150-200мм х 400-600мм высоты и уложить их с шагом в метр, то надо ещё пустоты чем-то сформировать между этими каркасами и в идеале эти пустоты должны оказаться поверх арматуры (да ещё и с некоторым расстоянием от подготовки, но при этом сверху их тоже надо будет проармировать тонким слоем под 60-100мм стяжку) — думаю ППС плиты замонолитить в качестве пустот — теоретически можно будет такое залить в 1 заход с вибрированием.

Т.е. как бы с виду плита 400-600мм с мощным армированием каждые 1000-1200мм объемная структура единая и легким в остальных местах, при этом внутри примерно 50-70% объёма будет пенопласт (в не нагруженных местах) — т.е. по расходу бетона и арматуры — вполне сравнимо с плитой 200мм, но + куча относительно дешового пенопласта и работы больше.

Если как-то бы ещё заменить пенопласт на простой грунт/песок — будет ещё лучше, но тогда вместо легкой подготовки разумнее делать нечто более серьёзное с армированием и выносом арматуры в балки — в общем тут не хватает мне и теории и практического опыта.

-1 #213 Алексей 22.02.2018 14:10

Вернёмся пока к стенам, тут вычитал ещё интересный вариант tilt-up
на фундаменте отливается прямо стена с утелпением сразу (в утеплении есть углубления для армирования, т.е. слой бетона не везде одинаковый, как бы та же ребристая структура)

я думаю заменить тяжёлый бетон 50-150 мм, на керамзитобетон заводской 150-250 мм 1000-1200кг/м3 — арматурный каркас там из 12й арматуры в прорези между утеплителем (шаг 1м в утолщениях стены), а по внутренней стене дополнительно кладочную сетку 6ку вроде с шагом 100мм

потом это ставится уже краном (свариваются, скручиаются выносы арматуры) а стыки и углы монолитятся и утепляются отдельно (в стыках из плиты и потом в перекрытие отдельно арматура закладывается)

немного смущает слабая связь стен с фундаментом (только по стыкам и углам), но при монолитном перекрытии — это вроде как достаточно жестко, можно в фундаменте и стеновых плитах сделать закладные и сварить до кучи

Как Вам такая технология? Несущая стена получится 150мм с утолщениями до 250мм из керазитобетона M50 с умеренным армированием

0 #214 Иринa 22.02.2018 16:21

жаль, вообще просто пишут что в легких бетонах (керамзитобетон) плохая связь с арматурой — как с этим бороться? я так понимаю чем прочнее бетон и чем больше площадь поверхности арматуры — тем лучше будет связь, т.е. надо керамзитобетон с добавлением песка (а не только керамзит и цемент) и арматуру тонкую, но чаще

зачем с этим бороться? нужно просто учитывать в расчете и при конструировании. Понимаете, керамзитобетон — достаточно хороший стеновой материал со своим списком достоинств и недостатков. Как и любые другие материалы. Вот если бы вы захотели использовать его для монолитного перекрытия, я бы вас отговаривала, потому что
Цитата:

в легких бетонах (керамзитобетон) плохая связь с арматурой

а значит будут проблемы в растянутой зоне плиты и в местах анкеровки арматуры.

Для стен же, тем более для одноэтажного дома, керамзитобетон вполне подходит. Конечно, нужно соблюсти все нормативные требования для лёгких бетонов.

стяжка не армируется

а дальше вот уже диллема
вот поэтому никто так и не делает
-1 #215 Алексей 26.02.2018 07:31

почитал СНИП по легким бетонам, там довольно интересные есть моменты.
1. похоже можно делать керамзитобетон без мелкого наполнителя, я думаю использовать 10-20
2. есть разные сорта керамзита по прочности, и требования для каждой марки керамзитобетона

Класс бетона по прочности на сжатие — Минимальная марка заполнителя по прочности

При этом я вижу что для фракции 10-20 есть варианты керамзита как П25 (дешового 250кг/м3), так и П50 — более дорогой и у него насыпная плотность уже 400кг/м3

т.е. в принципе можно получить относительно дорогой конструкционно- теплоизоляционн ый D600 — D700 M100-B7.5 из которого даже относительно тонким слоем при качественном армировании можно хоть в 3-4 этажа лепить

а можно получить дешовый D500 M50-B3.5 на 1-2 этажа хватит и такого за глаза, даже если будет пирог 120мм-100 ППС-80мм с армированием по 1 слою в обоих слоях керамбитобетона , связанных стеклоплатсиков ой арматурой между собой (как только это посчитать — не понятно, одиночной стены в 120мм мало, но учитывая что пенопласт будет не сплошным слоем, а с шагом в метр будут рёбра из чистого керамзитобетона с армированием, т.е. рёбра в 300мм толщиной по сути)
я думаю прочности тут с большим запасом (скидка на качество изготовления самомесом, но планирую вибрировать поверхностным вибратором, плиты будут отливаться на фундаменте горизонтально с выносом арматуры для связи плит, и через неделю подниматься — размер плиты 1.1-1.2 х 2.4-3 м вес примерно 300-400кг всего, стыки плит будут заливаться отдельно тем же керамзитобетоном)

Ещё есть мысль закупить б/у труб d50 и в плите в слое 120мм их замуровать с шагом 600мм с выносом, чтобы потом за них поднимать было удобно тельфером на полтонны думаю справиться, но и под них сделать дырки в фундаменте и поставить трубами в дырки + потом сверху будет перекрытие с армпоясом одновременно на всю 120мм часть стеновой плиты — эти трубы там замонолитить.

Несущие стены толщиной 100 мм

Несущая способность — суть функция расчетного сопротивления («прочности») и устойчивости (формы, жесткости, способа нагружения). Она зависит от гибкости стены, условий опирания (по центру или со смещением), от свойств материала. Чем тоньше и выше стена, тем выше ее гибкость, меньше несущая способность. Однако достаточность несущей способности проверяется расчетом (с учетом в т.ч. и случайного эксцентриситета). Несущей способности должно быть достаточно. Для чего-нибудь маленького, например, отдельно стоящего туалета или птичника, по расчету вполне может хватить толщины кладки 50-70 мм.

После расчета несущей способности по нашим нормам (СП 15.13330, пп. 9.16–9.20) следует проверить стену на допустимость отношения ее высоты к толщине.

Для плоской стены из газобетонных блоков В2,0 β = H/h = 22 (при свободной длине l до 2,5Н).

Если же расстояния между связанными с плоской стеной поперечными устойчивыми конструкциями l≤ βН, высота стен не ограничивается и определяется расчетом на прочность.

Пример: плоская несущая стена толщиной 150 мм может иметь высоту 0,15×22 = 3,3 м.

Следующий логический шаг: бытовое понятие «тонкая/толстая» применительно к стене условно. Пластина тонкая, но коробчатая труба, согнутая из нее, может быть очень устойчивой.

Выше простенькое графическое пояснение этой мысли. Практический вывод: плоскую стеночку толщиной 100 мм опрокинет ветерок или переломит пополам подвешенный консольно турник, но башню габаритами 2х2 м можно поднять метров на 30, закрепив ее как мачту от сдувания ветром растяжками.

Обоснование этим мыслям и неожиданные практические выводы представлены в видеоформате.

Новости

• C Новым 2024 годом! Конкурс!
• YouTube поздравляет с итогами 2020 г.
• Октябрь 2020 г. Стрим. Ответы на платные вопросы.
• Часто-ребристые перекрытие ЧРП ГГ
• Июль 2020. Стрим последнего понедельника месяца (доступ по ссылке)

Заказать проект / Купить готовый проект

Основное, чем мы можем быть полезны — проекты домов с каменной основой.

Предлагаю:

— проекты домов, оптимизированные по затратам на строительство и эксплуатацию;

— оптимизацию готовых проектов под конкретные технологии и рынки;

— консультации по строительству вообще и каменной кладке в особенности;

— строительство домов из газобетона (и других камней) в Московской и Ленинградской областях.