Как правильно крепить мауэрлат к газобетону с армопоясом и без него
При малоэтажном индивидуальном строительстве существенное значение приобретают финансовые соображения: дом следует возвести максимально долговечным и при наименьших материальных затратах. Поэтому возведение стен из пористого бетона (в частности, газобетона) не кажется маловероятным. С другой стороны, как известно, проблемным элементом строительной конструкции здания считается кровельная система (рис.1). Её прочность и жёсткость можно повысить различными способами, в том числе, и обустройством мауэрлата на газобетон с армопоясом.
Как будут «дружить» между собой газобетон и мауэрлат – вопрос неоднозначный. В любом случае необходимы какие-то нетривиальные технологические решения, о которых и пойдёт речь в данной статье.
Что такое мауэрлат и зачем он нужен
Мауэрлат (от нем. Mauerlatte, стеновая перекладина/пластина) – конструкционный термин, используемый в строительстве. Он обозначает горизонтальную балку, расположенную вдоль верхней части стены дома, к которой крепятся стропила (рис.2).
Как устанавливается
Кровля является одним из важнейших конструктивных элементов дома, поскольку постоянно испытывает воздействие внешних нагрузок и неблагоприятных погодных условий.Для того, чтобы кровля была прочной и долговечной, необходимо правильно её установить.
Монтаж зависит от многих факторов.Например, в районах, где выпадает большое количество осадков, необходимо строить крыши с уклоном 45° и более, чтобы на них не задерживалась вода и снег.Крыши могут быть разнообразными, но они должны отвечать всем требованиям безопасности, быть долговечными и архитектурно привлекательными. Высота армопояса и толщина армопояса определяются габаритами газобетонных блоков.
Укладка мауэрлата требуется не всегда, но, если она предусмотрена проектом, то ведётся в следующей последовательности:
- Сначала устанавливается продольная горизонтальная балка;
- Затем следует монтаж стропил;
- Устанавливается коньковый прогон;
- Происходит укладка стоек и раскосов;
- Выполняется монтаж диагональных связей.
На завершающем этапе к стропильной конструкции присоединяется ограничитель, а на него ставится обрешётка, обустраивается паро- и гидроизоляция. Завершаются работы монтажом кровли (рис.3).
Правила, которые надо соблюдать при установке мауэрлата
Через мауэрлат распределяется нагрузка вдоль несущей стены, которую создаёт стропильная система дома.Так, для конструкции кровли используются различные породы древесины, и она достаточно тяжелая.Но крепление мауэрлата к газобетону без армопояса не позволит равномерно распределить нагрузки, поэтому положительно на долговечности дома не скажется.Армирование же позволит жилищу простоять многого лет, не доставляя проблем в процессе эксплуатации (рис. 4).
Как стропила крепятся к Мауэрлату? Это возможно двумя способами: либо жёстким, либо скользящим креплением.Выбор зависит от того, какова структура стропил и их размеры (рис.5).
При реализации жёсткого крепления стропила изготавливаются на ножках, которые занимают не более четверти ширины изделия. Ножки плотно укладываются в мауэрлат.Если такое размещение осуществляется в твёрдые породы древесины, то возможна укладка с шипом.Во всех случаях соединение дополнительно укрепляется стальными уголками или скобами.
Скользящее крепление применяется в случае возможной усадки конструкции, ведь тогда размеры изменятся, и целостность системы нарушится.Стропила прикрепляются к мауэрлату при помощи металлических деталей. Затем они укладываются на мауэрлат. Скользящее крепление позволяет ножкам стропил свободно перемещаться в продольном направлении, при этом верхние части для повышения жёсткости конструкции соединяются шпильками.
Совет: обязательно следует обработать все деревянные конструкции антисептическими и противогрибковыми составами; лучше всего эту процедуру выполнить дважды.
Рассмотрим эксплуатационные особенности второго компонента соединения – газобетонных стен.
Стены из газобетонных элементов и их возможности
В отечественном жилищном строительстве использование газобетонных блоков по ГОСТ 31360-2007 допускается с учётом положений и норм, содержащихся в СНиП 3.03.01-87 и СП 70.13330.2012. Приведенная там номенклатура устанавливает ограничения на толщину армопояса и высоту армопояса.
Важно! Всё, что приводится в статье далее, относится только к газобетонным изделиям, которые используются в качестве ограждающих конструкций.
Объективная оценка газобетона как строительного материала
Газобетон— это разновидность лёгкого бетона.Материал имеет явные преимущества при применении в качестве утеплителя наружных стен, а также для улучшения внутренней звукоизоляции. Позитивное значение имеют низкая плотность и лёгкость материала, а также высокие показателитеплоизоляции и звукопоглощения. Газобетон считается экологически чистым материалом, поскольку дома со стенами из газобетонных блоков потребляют вдвое меньше энергии для обогрева внутренних пространств (рис. 6).
Традиционным сырьём дляприготовления газобетона являются цемент, известь и песок.Из-за нехваткиприродных ресурсови экономии средств для приготовления часто используют твёрдые отходы, что снижает себестоимость строительства. В качестве таких отходов допускается применять золу, цеолит, различные виды доменного шлака, гипс от промышленных побочных продуктов и др. Однако при этом оцениваются только макроскопические свойства материала, а всесторонний анализ влияния различных включений практически не проводится.
Вместе с тем добавление нерегулярных, рыхлых, пористых и твёрдых отходов (имеющих к тому же различный удельный вес) может изменять потребность в воде. Это влияет наструктуру пор, плотность сухого вещества и, в конечном счёте - на прочность материала.
Важно! Изменение режима дозирования отходов влияет насоотношениеCa/Siи на интенсивность образования гелей, содержащих C, S и H.
Опыт свидетельствует, что к варианту крепления мауэрлата к газобетону без армопояса следует подходить с известной осторожностью.
Эксплуатационные риски, обусловленные применением газобетонных стен
Потенциальные риски связаны с неблагоприятными структурными изменениями в газобетонных блоках, которые происходят по мере увеличения срока эксплуатации стен зданий. В частности, вероятны их растрескивания и чрезмерные смещения от первичного положения, что негативно сказывается на долговечности сооружений.
Для газобетонных стен, построенных по обычной технологии, характерны следующие системные проблемы:
- Блоки имеют низкую прочность на сжатие и изгиб (не более 10…20% от прочности обычного бетона). Дополнительное снижение этих механических показателей происходит в процессе насыщения материала атмосферной влагой.
- Газобетон очень пористый и обладает высокой проницаемостью. Это означает, что стальная арматура внутри панелей менее защищена от коррозии, чем стальная арматура в традиционном бетоне.
- Арматура в газобетонных блоках хуже прилегает к окружающему материалу.
- При эксплуатации блоки насыщаются воздухом (выглядят пузырчатыми). Отсутствие крупнозернистого заполнителя уменьшает плотность материала, что в районах со сложными климатическими условиями выглядит больше недостатком, чем достоинством.
- Сниженные характеристики жёсткости способствуют увеличению смещений, прогибов и провисаний стен.
- Несущая способность блоков часто недостаточна (по сравнению с современными стандартами), что также представляет значительный риск.
- Поскольку контроль качества во время производства и установки газобетонных стен индивидуальных зданий практически отсутствует, расстояния между смежными блоками существенно отличаются.
Из этого следует, что увеличения эксплуатационной долговечности газобетонных стен можно добиться двумя способами – обустройством поперечного армирующего пояса (маузрлат на газобетон с армопоясом устранит проблемы 1 и 3-7) и применением композитной пластиковой арматуры, что приведёт к росту коррозионной стойкости (устранит проблемы 2 и 3).
Как связано армирование с обустройством мауэрлата
Мауэрлат – линия, по которой стропильная система соприкасается со стенами здания. Лимитирующим звеном здесь является газобетон.
Последовательность монтажа мауэрлата и арматурного пояса
Установка продольной балки мауэрлата на стену, сформированную рядом газобетонных блоков, ведётся с применением укрепляющего пояса, который предусматривается вверху стен конструкций.Наличие армопояса под мауэрлат повышает устойчивость и жёсткость не только для стропильной системы кровли, но и для дома в целом. При этом мауэрлат соединяет в одно целое стропильную систему и периметр строящегося дома, одновременно разграничивая внешние усилия, которыми нагружаются стены.
На первом этапе работ определяются с материалом продольных балок. Хвойные породы – неудачный вариант из-за значительного количества сучков, поэтому выбор практически всегда останавливается на древесине лиственных пород, предварительно обработанной противогнилостными и антимикробными композициями.
Поскольку пространственная жёсткость здания не может быть одинаковой, крепление армопояса из бруса следует выполнять одновременно с разных участков коробки дома. Закрепление ведут с использованием замков, которые предусматриваются вдоль всего периметра. Жёсткость соединений повышается, если в качестве усилителей использовать стальной оцинкованный крепёж – анкера или шпильки. Способ крепления должен обеспечивать наибольшую равномерность соединения всех компонентов стропильной системы.
В готовом виде элементы фиксации размещают с внутренней стороны стен, причём таким образом, чтобы расстояние между ним не превышало 60 мм. Для мониторинга текущего положения фиксирующих брусков они должны на 10…15 мм выступать торцами наружу.
Совет: для улучшения надёжности крепления армопояса из бруса по всему наружному периметру обустраивается кирпичная кладка, которая в месте изменения оси дополнительно укрепляется при помощи прямого замка. Ширина кладки должна быть не менее толщины бруса мауэрлата.
Крепление мауэрлата к неармированным газобетонным стенам выполнять вообще нет смысла, поскольку долговечность соединения окажется низкой, а эксплуатационные затраты возрастут (рис. 7). Более того, наличие постоянных сдвигающих усилий между более и менее жёсткими стыками вызовет появление опасных боковых сдвигающих напряжений.
Контроль качества
При отсутствии измерительных приборов и тензометрического оборудования доступным и достаточно надёжным методом мониторинга жёсткости являются контрольные маяки, которые устанавливаются в наиболее проблемных зонах периметра дома.
По внешнему виду маяка (деформация, искривление оси и т.п.) можно судить о:
- Наличию сдвигающих напряжений, возникших после укладки мауэрлата;
- Необходимости в монтаже дополнительных связей, откосов или распорок;
- Начале трещинообразования на стенах из газобетона;
- Визуальной деформации отдельных блоков.
При наличии хотя бы одного из отмеченных факторов принимают решение об обустройстве дополнительных армопоясов под мауэрлат, либо о заделке проявившихся поверхностных дефектов материала. Эффективность контроля повысится, если его провести в начальный момент эксплуатации здания, а затем - в ходе повторных проверок.