С 50-х по 60-е годы в значительных объемах возводились здания высотой от 5 до 6 этажей, изготовленные из газобетона. В Ленинграде, в районах Дачный, Ульянка, Лигово и Автово, можно встретить газобетонные панельные конструкции, построенные в шестидесятых годах, которые имеют несущие стены из газобетона и достигают высоты до 8 этажей.
Рисунок 1 – Здания из газобетона, 1960 г.
На верхнем левом изображении представлено восьмиэтажное здание, выполненное полностью из газобетона. Его наружные стены имеют толщину 24 сантиметра с плотностью приблизительно 650, а внутренние стены - около 20 сантиметров и плотностью около 1000. Возможность возведения таких конструкций связана с планировочными решениями 60-х годов, которые позволяли устанавливать несущие стены на небольшом расстоянии друг от друга. При интервале в 3,5 метра площадь нагрузки на каждую стену оказывается довольно малой, что приводит к тому, что стены на каждом этаже испытывают сравнительно низкое давление. Таким образом, это создает возможность возводить многоэтажные здания. Тем не менее, подобные здания продолжают строиться и в настоящее время.
Когда речь заходит о несущей способности стен, необходимо рассмотреть базовые аспекты, такие как прочность материала и её влияние на несущую способность стены. Например, газобетонный блок шириной 300 мм, имеющий самый распространенный в России класс прочности B2,5, способен выдерживать около 75 тонн на погонный метр, если учитывать только прочность бетона.
Однако, если принять во внимание расчетное сопротивление кладки, оно составит всего 1 МПа (10 кг/см²), что в 2,5 раза меньше гарантированной прочности. В результате расчетное сопротивление кладки будет равно 30 тонн/м. Переходя к реальной несущей способности стены, следует применять ряд понижающих коэффициентов. Для стены высотой 3 метра и длиной 0,8 м, с нагрузкой и эксцентриситетом в 5 см, несущая способность окажется в два раза меньше расчетного значения, и составит всего 15 тонн. Таким образом, фактическая несущая способность может оказаться в 5 раз меньше исходной прочности. Рекомендуется рассчитывать, что кладка может выдерживать приблизительно 4-5 кг/см². Если такая оценка показывает устойчивость, можно рассчитывать на целесообразность конструктивных решений.
Снова обращаясь к Евросоюзу, хочется выделить их интересный подход с точки зрения опыта. В ЕС более открыто заявляют о теплотехнических характеристиках как изделий, так и готовых конструкций. Кроме того, там проявляется большая решительность в вопросах, касающихся назначения несущей способности кладки.
Рисунок 2 – Опыт строительства стен из газобетона в Европе
Еврокод 6 дает возможность проектирования, что хорошо иллюстрируется на левых картинках, где показан польский строительный объект — трехэтажное здание с несущими газобетонными стенами толщиной 175 мм. Пролеты между этими стенами достигают современных значений, составляя 5-6 м.
Справа находится изображение из Великобритании 70-х годов, где для строительства в первую очередь используется газобетон толщиной 100 мм. Эта толщина занимает около 70 % общего производства газобетона в стране. Газобетон в 100 мм применяется для строительства несущих стен в классических британских жилых зданиях, включая многоквартирные дома и таунхаусы, где несущие стены также имеют толщину 100 мм, если высота здания не превышает два этажа. Для трехэтажных зданий первый этаж выполняется со стенами толщиной 140 мм, в то время как последующие этажи возвращаются к толщине 100 мм. Так наши британские коллеги демонстрируют инженерную смелость, которой пока не хватает в наших нормах.
Рисунок 3 – Планировочное решение №1
Рассмотрим планировочное решение, в котором наиболее нагруженный простенок выделен штриховкой. Площадь, приходящаяся на него, составляет 15 м2, а прочность используемого камня равна B2,5. Исходя из этого, если мы будем нагружать его по центру, максимальная допустимая нагрузка составит 52 тонны. Однако общая нагрузка, распределяемая на этот простенок с трех этажей, окажется примерно 30 тонн. Таким образом, для нашего трехэтажного здания данный простенок будет достаточен по несущей способности. Более того, это позволит нам надстроить два дополнительных этажа, то есть возвести пятиэтажное здание, поскольку прочности несущих стен будет вполне достаточно для таких изменений.
Рисунок 4 – Планировочное решение №2
Другим вариантом планировки является здание поликлиники, и здесь также выделим красным прямоугольником наиболее нагруженный участок кладки. Площадь, приходящаяся на данный участок, составляет 25 м2, а сечение простенка уже меньше. В итоге выясняется, что данный простенок способен выдержать не более двух этажей тяжелых железобетонных перекрытий. Мы можем установить два этажа, однако для того чтобы добавить третий, потребуется пересмотр планировочных решений или введение дополнительных вертикальных конструкций для поддержки, или усиление существующего простенка, что требует определенных действий. Таким образом, становится очевидным, что здесь возможно построить не пять этажей, а всего лишь два.
Чтобы определить предельно допустимое количество этажей, важно учитывать конкретные материалы, использованные в строительстве, планировочные решения и способы распределения нагрузок. На основе всех этих расчетов или даже предварительных оценок можно прийти к выводу о максимально разрешенной этажности.
