- Od czego zależy wytrzymałość ściany?
- Jakie stosuje się rozwiązania w praktyce?
- Jakie stosuje się wzmocnienia murów z betonu komórkowego?
Od czego zależy wytrzymałość ściany?
Wytrzymałość na ściskanie jest jedną z najważniejszych właściwości użytkowych elementów murowych. Często wytrzymałość ta utożsamiana jest wytrzymałością muru na ściskanie. Jednak wpływ wytrzymałości na ściskanie elementu murowego nie przekłada się proporcjonalnie na wytrzymałość muru na ściskanie. Materiały do wykonywania murów mogą być różne. Ich wytrzymałość na ściskanie może wynosić od 1,5 N/mm2 do nawet 25 N/mm2. Czy zatem materiały mające wysoką wytrzymałość na ściskanie są lepsze od materiałów, które mają wytrzymałość niższą? Odpowiedź jest prosta: wytrzymałość i nośność murów powinna być sprawdzona przez projektanta. Powinna być wystarczająca do założonej sytuacji projektowej, a więc zastosowania wyrobów w konkretnym przypadku.
W uproszczeniu i skrócie wygląda to tak, że projektant przy projektowaniu wykonuje zestawienie obciążeń działających na konstrukcję, uwzględnia ciężar konstrukcji i przyjmując inne założenia projektowe sprawdza, czy przyjęte rozwiązanie będzie odpowiednie pod względem nośności oraz użytkowalności. Na tym m.in. polega sztuka i umiejętność projektowania, by rozwiązania były dobrane prawidłowo i bezpiecznie dla użytkowników oraz konstrukcji. Nie trzeba wcale wybierać materiały o największej wytrzymałości, bo materiały mają cenne również inne właściwości.
Zatem wybór jest wypadkową wszystkich właściwości, a nie tylko jednej - wytrzymałości na ściskanie. Zwłaszcza, że większość inwestorów myśli, że wytrzymałość i nośność murów zależy tylko od wytrzymałości na ściskanie elementów murowych i jest zależność proporcjonalna. Jednak tak nie jest, ponieważ wytrzymałość i nośność muru zależy również od wielu innych czynników.
Wytrzymałość muru, a więc i jego nośność zależą od:
- wytrzymałości na ściskanie elementów murowych,
wytrzymałość elementów murowych jest ściśle powiązana z mechanicznymi właściwościami materiału z którego wykonany jest element murowy i zależy też od rodzaju elementów murowych
- cech geometrycznych elementów murowych (kategorii i grupy do którego zaliczone są elementy murowe),
w kontekście, czy mur jest wykonany z elementów murowych pełnych - czyli bloczków, czy elementów z drążeniami - czyli pustaków. Jeśli są to bloczki, to jest to o wiele lepiej, niż jakby to były pustaki, ponieważ przy ścianach z pustaków następuje redukcja wytrzymałości muru, co ma istotny wpływ na jego nośność. Im większy udział drążeń w pustakach, tym większy jest wpływ na redukcję wytrzymałości.
Również geometrii elementów murowych w kontekście tego, czy elementy murowe są profilowane na pióra i wpusty, czy są bez profilowania, czyli jest to związane z techniką murowania.
- wytrzymałości na ściskanie zaprawy murarskiej
ma to znaczenie tylko dla murów wykonywanych na zaprawy murarskie zwykłe. Nie ma to znaczenia dla zapraw murarskich do cienkich spoin. Ale uwaga, wytrzymałość na ściskanie zaprawy powinna być dopasowana do wytrzymałości elementów murowych. Nie jest wskazane, by była za wysoka.
- kategorii wykonania robót na budowie
Czy roboty murarskie wykonuje należycie wyszkolony zespół pod nadzorem mistrza murarskiego, stosuje się zaprawy produkowane fabrycznie, a jeżeli zaprawy wytwarzane są na budowie, kontroluje się dozowanie składników, a także wytrzymałość zaprawy, a jakość robót kontroluje inspektor nadzoru inwestorskiego
- cech geometrycznych elementów murowych, od tego,
- również przyłożenia siły (w kontekście tego, jakiego rodzaju jest to obciążenie, czy rozłożone, czy skupione, czy pionowe, czy poziome itp.)
- geometrii ściany, czyli jej wysokości i grubości. Im mur jest cieńszy i wyższy, tym bardziej rośnie jego smukłość, która ma wpływ na obniżenie jego nośności. Rozpatruje się przy tym cechy geometryczne kondygnacji najbardziej obciążonej.
Jak widać jest wiele czynników, które decydują o wytrzymałości i nośności muru i nie wynika to tylko z wytrzymałości na ściskanie elementów murowych
Jakie stosuje się rozwiązania w praktyce?
Do budowy ścian konstrukcyjnych budynków jednorodzinnych najczęściej stosuje się bloczki o szerokości 24 cm - klasy gęstości 500 lub 600. Klasa gęstości 500 jest "cieplejszą" odmianą niż klasa 600, ale ma niższą wytrzymałość na ściskanie. Ta niższa klasa gęstości jest częściej wybierana. To efekt "zysku" wynikającego z lepszej izolacyjności cieplnej klasy gęstości 500. Stosowane są bloczki profilowane lub bez profilowania. Z bloczków profilowanych na pióra i wpusty (oznaczonych jako SOLBET Optimal Plus) ściany muruje się bez wypełnienia spoin pionowych, ale uwaga(!) należy wypełnić spoiny pionowe w miejscach, gdzie nie ma połączenia na pióra i wpusty - czyli w narożach i w miejscach, gdzie wmurowuje się bloczki ucięte. Natomiast z bloczków bez profilowania lub profilowanych na wpust - wpust należy wypełniać zaprawą spoiny pionowe. Oczywiście, w obu przypadkach spoiny poziome powinny być wypełnione.
Do ścian działowych stosuje się klasę gęstości 500 jak 600. Mury z tych bloczków przy grubościach 10 lub 12 cm zapewnią spełnienie wymagań pod względem akustycznym w obrębie jednego mieszkania. Wytrzymałość nie jest istotna, bo ściany działowe są samonośne. Ważne, by miały tę grubość 10 lub 12 cm, ponieważ będzie to zapewniać im odpowiednią sztywność.
Mury jednowarstwowe z super lekkich odmian betonu komórkowego są murowane z bloczków SOLBET Ideal o szerokości 42 cm. Przy tak grubej ścianie wytrzymałość bloczków wynosząca 1,7 N/mm2 (MPa) jest wystarczająca. Mury mają duży przekrój poprzeczny i niewielką smukłość, więc takie ciepłe i grube mury jednowarstwowe bez ocielenia spełnią swoje zadanie zarówno w kontekście konstrukcyjnym jak i izolacyjności cieplnej.
Wzmocnienia murów
Mury bardzo dobrze przenoszą obciążenia ściskające, ale słabo przenoszą na przykład rozciąganie i zginanie z płaszczyzny muru. Dlatego stosuje się w murach różnego rodzaju wzmocnienia. Wykonuje się je bez względu na zastosowany materiał murowy, a więc również w murach z betonu komórkowego.
- Usztywnienie ścian za pomocą rdzeni żelbetowych
Coraz częściej projektuje się budynki ze ścianami zewnętrznymi nośnymi, ale bez ścian wewnętrznych nośnych. Dotyczy to przede wszystkim budynków parterowych. Wówczas trzeba usztywnić mury zewnętrzne. Wykonuje się to za pomocą trzpieni żelbetowych. To też się stosuje przy ścianach kolankowych i szczytowych. Na ściany kolankowe działają reakcje horyzontalne z dachu, więc dlatego w ścianach kolankowych trzeba wykonać usztywnienia za pomocą słupków (trzpieni) żelbetowych wykonanych dosyć gęsto (co około 1-1,5 metra). Jeśli chodzi o ściany szczytowe to, również wymagają one usztywnienia, które są zwłaszcza potrzebne, jak konstrukcja budynku jest jeszcze otwarta, czyli, jak na mury działa ssanie i parcie wiatru.
- Zazbrojenie stref podokiennych
W strefie podokiennej występuje rozciąganie. Dlatego stosuje się specjalne zbrojenie murów, które się umieszcza w spoinie, albo dwóch spoinach pod oknem. Zbrojenie to powinno być odpowiednio zakotwione, czyli powinno zachodzić minimum po 50cm poza krawędzie okna. Zbrojenie to jest w postaci płaskich kratowniczek, albo w postaci specjalnych siatek zbrojeniowych.
Beton komórkowy ma wytrzymałość na ściskanie od 1,7 N/mm2 (MPa) do 4 N/mm2 (MPa). (dla wyobrażenia sobie tego 1MPa to jest 100 ton na 1 m2). Wytrzymałość na ściskanie nie jest może aż tak duża jak w przypadku betonu zwykłego i innych materiałów murowych, ale jest wystarczająca, do budowania w systemie z ABK budynków nawet wielokondygnacyjnych.
Beton komórkowy sprawdza się jako materiał konstrukcyjny. Jest stosowany już od prawie 100 lat. Wyroby z ABK cały czas ewoluują i zyskują coraz więcej użytkowników. To materiał konstrukcyjny, który łączy w sobie przeciwstawne właściwości: wytrzymałość na ściskanie oraz izolacyjność termiczną. To m.in. dzięki tym właściwościom powstają trwałe i energooszczędne budynki, które są nie tylko energooszczędne w użytkowaniu, ale również łatwe w budowie.
mgr inż. arch. Tomasz Rybarczyk
Dodaj komentarz