docFIBO plokkide
download 
Report Transcription
FIBO plokkide
FIBO plokkide kasutamisjuhend Saateks mede konstruktsioone. Müüritise tugevusarvutusi saab teha ka programmiga FiboCalc. Käesolev juhend on mõeldud projekteerija ja ehitaja abistamiseks Fibo plokkide kasutamisel ehitusel. Juhendis antakse kergkruusast materjalide lühike iseloomustus ja müüritise EPN 6-le põhinev arvutuseeskiri. Tuuakse enamlevinud sõl- Kursiivis tekst on EVS 1996-1-1:2003 - st. Koostaja: V. Voltri Sisukord 1 Sissejuhatus............................................................................................................ 4 2 Materjalid.................................................................................................................. 4 2.1 Plokid, müüritis................................................................................................. 4 2.1.1 Üldised omadused....................................................................................... 4 2.1.2 Tugevusomadused....................................................................................... 5 2.1.2.1 Survetugevus......................................................................................... 5 2.1.2.2 Tõmbetugevus....................................................................................... 5 2.1.2.3 Paindetugevus....................................................................................... 5 2.1.2.4 Nakketugevus betooniga....................................................................... 5 2.1.2.5 Lõiketugevus betooniga......................................................................... 5 2.1.3 Deformatsiooniomadused............................................................................ 5 2.1.4 Poorsus........................................................................................................ 5 2.1.5 Soojustehnilised omadused......................................................................... 6 2.1.5.1 Soojusmahtuvus.................................................................................... 6 2.1.5.2 Soojusjuhtivus....................................................................................... 6 2.1.6 Niiskustehnilised omadused......................................................................... 6 2.1.6.1 Üldist...................................................................................................... 6 2.1.6.2 Veeimavus............................................................................................. 6 2.1.6.3 Veeauruläbilaskvus................................................................................ 6 2.1.6.4 Niiskussisaldus...................................................................................... 6 2.1.7 Ruumala püsivus.......................................................................................... 7 2.1.7.1 Erisoojuspaisumine............................................................................... 7 2.1.7.2 Mahukahanemine.................................................................................. 7 2.1.8 Müra............................................................................................................. 7 2.1.8.1 Õhumüraisolatsioon............................................................................... 7 2.1.8.2 Müra neelduvus..................................................................................... 8 2.1.9 Tuleohutus.................................................................................................... 8 2.2 Mört.................................................................................................................... 9 2.3 Fibo plokkide kasutuskohad........................................................................... 9 3 Müüritis................................................................................................................... 10 3.1 Üldiselt............................................................................................................. 10 3.2 Müüriseotised ja -kihid................................................................................... 10 3.2.1 Üldist.......................................................................................................... 10 3.2.2 Mitmekihiline müüritis..................................................................................11 3.3 Müüritise tugevus........................................................................................... 13 3.3.1 Üldist.......................................................................................................... 13 3.3.2 Survetugevus............................................................................................. 13 3.3.3 Müüritise nihketugevus.............................................................................. 14 3.3.4 Armeerimata müüritise normpaindetugevus............................................... 15 3.4 Müüritise deformatsioonid............................................................................. 16 4 Konstruktsioonide tugevusarvutused ............................................................... 16 4.1 Üldised põhimõtted, arvutusskeemid........................................................... 16 4.1.1 Hoone koormusskeem............................................................................... 16 4.1.2 Seinad........................................................................................................ 17 4.1.3 Pilastriga seinad......................................................................................... 19 4.1.4 Keldrisein................................................................................................... 21 4.1.5 Sillused....................................................................................................... 22 4.1.6 Postid......................................................................................................... 22 4.2 Tugevusarvutus.............................................................................................. 22 4.3 Deformatsioonide arvutus............................................................................. 24 5 Hoonete projekteerimisküsimusi......................................................................... 24 5.1 Üldist................................................................................................................ 24 5.2 Vundamendid, keldriseinad........................................................................... 25 5.3 Seinad.............................................................................................................. 31 5.3.1 Välisseinad................................................................................................. 31 5.3.1.1 Üldist.................................................................................................... 31 5.3.1.2 Välisseina tööskeem............................................................................ 32 5.3.1.3 Välisseina tugevusarvutus................................................................... 33 5.3.1.4 Muud konstruktiivsed märkused, deformatsioonivuugid...................... 33 5.3.2 Siseseinad.................................................................................................. 36 5.4 Vahelaed.......................................................................................................... 36 5.5 Sillused............................................................................................................ 36 5.6 Korstnad.......................................................................................................... 37 5.7 Katusekonstruktsioon.................................................................................... 37 5.8 Toetussõlmed, muud vajalikud lahendused................................................. 38 Lisad.......................................................................................................................... 46 L.1 Mitmesugused tehnilised andmed plokitoodete kohta............................... 46 L.2 Viited algmaterjalidele, kirjandus.................................................................. 49 Indeksid..................................................................................................................... 50 1 Sissejuhatus 2 Materjalid Fibo plokitooteid iseloomustavad järgnevad omadused: • kerge kaal ja hea kandevõime, • vähene niiskusimavus, väga hea külmakindlus, • hea nakkuvus krohviga, kõrge soojusisolatsioon, • tulekindlus, hea müra isolatsioon ja müra neelduvus. Plokkide survetugevus on 3 ja 5 MPa, mahukaal – 650…900 kg/m³, külmakindlus ~ 50 tsüklit, soojusjuhtivus λ = 0.20…0.24 W/mK. 2.1 Plokid, müüritis 2.1.1 Üldised omadused Fibo kergplokid on valmistatud vibropressmenetlusel kergkruusast, tsemendist ja veest. Kergkruus (tuntud ka keramsiidina ning LECA, EXCLAY JA FIBO kaubamärkidena) on üldnimetuseks sõmerale ehitus- ja täitematerjalile, mis saadakse savi paisumisel kiires põletusprotsessis. Looduslikest materjalidest on kergkruus umbes 4 korda kergem. Plokkide valmistamisel jälgitakse standardit EN 771-3 (Aggregate concrete masonry units) ja katsetamisel standardit EN 772-1 (Determination of compressive strength). Fibo plokitooted on valmistatud sorteeritud koostisega poorsest kergkruusbetoonist (keramsiitbetoonist). Plokkide täitematerjaliks on keraamilised savigraanulid, mis saadakse pöördahjus toimuvas põletusprotsessis. Plokis kasutatavate graanulite suurus on peamiselt 4…10 mm, osaliselt 0…4 mm ja 10...20 mm. Fibo betooni mahumass varieerub 600 ja 1300 kg/m3 vahel, sõltudes tootele ettenähtud kasutusalast. Sideaineks on standardne tsement. Kivinemine toimub normaalrõhul. Fibo plokitooted on valmistatud sorteeritud koostisega poorsest kergkruusbetoonist. Kergkruus on põletusel paisutatud savi ning on poorne, keraamiline materjal, ei sisalda gaase ega agressiivseid aineid ning on täiesti neutraalne. Materjali vastupanuvõime kemikaalidele on nagu põletatud tellisel ja klaasil. Sisemine pooride ruumala kergkruusa terades moodustab 70-75%. Poorisüsteem on suletud, kuid poorid võivad olla omavahel ühenduses mikropragude kaudu. Kasutades täiteainena kergkruusa ja sideainena tsementi, saab valmistada betooni tihedusega 400 kg/m3 kuni 1500 kg/m3. Plokitoodete jaoks kasutatakse peamiselt tihedust 600 … 900 kg/m3 ja eriotstarbel 1300 kg/m3. Erinevaid tihedusi kasutatakse ploki erinevate omaduste väljatoomiseks nagu näiteks kandevõime, müra- või soojusisolatsioon. Plokkide mõõtmed on Fibo plokitooted on teralise, jämepoorse pealispinnaga tsementhalli värvusega ja armeerimata. Praktikas kasutatakse Fibo plokke kuni kolmekorruseliste hoonete kandvates seintes. Plokkide keskmine survetugevus on 3 ja 5 MPa – plokke väljastatakse markidega F3 ja F5. Materjali suhteliselt suure mahukahanemise (ja samas väikese soojuspaisumise) tõttu tuleks suurt tähelepanu pöörata Fibo plokkidest seinte koostöötamisele teiste materjalidega, eriti metallist konstruktsioonidega, millede vastavad näitajad on oluliselt erinevad. 185 mm Ploki laius: 100, 150, 200, 250, 300, 350 mm 490 mm Joonis 2.1 Ploki mõõtmed 2.1.2 Tugevusomadused 2.1.2.1 Survetugevus Kergbetooni tugevus sõltub otseselt tsemendi hulgast kergbetoonis ja materjali tihedusest (mahumassist). Näiteks Fibo plokid F3 on tugevusega ca’ 3 MPa, mis on arvestatud brutopinna kohta, keskmise mahumassiga ahjukuivana 650 kg/m3. Tugevuse ja mahumassi suhe Fibo betoonis endas on esitatud diagrammil joonisel 2.2. Joonis 2.2 Fibo betooni mahumassi ja tugevuse seos 2.1.3 Deformatsiooniomadused Fibo plokkidest müüritise puhul moodustab müüritise põhilise mahu plokk, seega on müüritise deformatsioonid samased plokkide deformatsioonidega. Elastsusmoodul ajutiste koormuste juures asub vahemikus 1000…2000 korda survetugevust ja on suhteliselt kõrgem väikeste koormuste puhul. Kontsentreeritud koormuste korral kasutatakse armeerimist võimaliku deformatsiooni vähendamiseks ja koormuse jaotamiseks. Paneelide toetamisel müüritisele tuleks vältida ekstsentrilist koormust. Selleks nihutatakse paneeli toetus müüritise keskosa poole (vt joonis 5.23). 2.1.2.2 Tõmbetugevus Plokkide puhul survetugevusega 3 MPa on tõmbetugevus 0,4…0,5 MPa. 2.1.2.3 Paindetugevus Üksikploki katsetatud paindetugevus asub tavaliselt vahemikus 0,6…0,9 MPa tiheduse juures ca’ 650 kg/m3. 2.1.2.4 Nakketugevus betooniga Betooni ja Fibo3 vaheline nakkesiduvuse puhas tõmbekatse annab tulemuseks purunemise tõmbetugevusel ca’ 0,3 MPa. 2.1.2.5 Lõiketugevus betooniga On tehtud katse, kus kaks 100 mm Fibo plokki Fibo3 on betoneeritud vahelasuva väljaulatuva betoonklotsi külge. Betoonklotsi koormamisel, mis ei ole alt toetatud, tekib lõhe lõiketugevusel ca’ 0,45 MPa. Elastsusmooduli vähenemist pikaajalisel koormamisel tuleks arvestada erinevate konstruktsioonide koostöötamisel Fibo müüritisega. Aja jooksul võib toimuda oluline koormuste ümberjaotus erinevate konstruktsioonide vahel. 2.1.4 Poorsus Poorid esinevad Fibo graanulites endis nn pooride sisemise ruumalana ja Fibo materjalis pooridevälise süsteemina. Tsementkivi, mis ühendab üksikuid graanuleid, ei täida terade vahelist tühiruumi (pooridevälist ruumala) Müüritise elastsusmoodul Ed (MPa) Tabel 2.1 Ed Lühiajaline koormus Fibo müüritis 3000 Alaline koormus 750 täielikult. Poorideväline ruumala sõltub graanulite suurusest ja tihedusest. Näiteks Fibo3 plokil moodustab poorideväline ruumala ca’ 30% üldmahust. võimalda niiskuse kapillaarlevikut. Suhtelise niiskuse 90…95 % juures on plokkide veesisaldus ca’ 6,5 % kaalust. Plokkide vähese veeimavuse tõttu on müüri- ja krohvimördil head kivinemistingimused isegi õhukese kihina, sest mördivee üleminek plokkidele on vähene. See tagab mördi kivinemiseks sobivad tingimused. 2.1.5 Soojustehnilised omadused 2.1.5.1 Soojusmahtuvus Fibo plokkide erisoojusmahtuvus on: kuiva materjali puhul c ≈ 900 Ws/kgK, niiske materjali puhul aga c ≈ 4180 Ws/kgK. 2.1.6.3 Veeauruläbilaskvus Müüritist läbiva veeauru koguse võib määrata järgmise avaldisega 2.1.5.2 Soojusjuhtivus Soojusjuhtivus sõtlub Fibo plokkide tihedusest ja niiskuse sisaldusest. Fibo plokkidest müüritisel on vuukide soojusjuhtivus suurem kui plokkidel. Müüritise soojakindluse arvutustes võetakse seega arvesse vuugilisa ja niiskuslisa. Soojusjuhtivuse väärtused on antud mördiga täidetud rõht- ja püstvuukide puhul. Tühja püstvuugi puhul tuleks antud väärtusi korrutada 0,9-ga. 100 mm müüritist ei soovitata laduda tühja püstvuugiga. Müüritise soojusjuhtivus λ (W/mK) Tabel 2.2 Tegelik λn Q= (g), kus δ - veeauruläbilaskvus materjalist (g/mhPa või gm/hN), A - seina pindala (m2), ∆p - veeauru partsiaalrõhkude vahe seina vastaspindadel (N/m2), d - seinapaksus (m). Fibo plokkide veeauruläbilaskvuseks on saadud Rootsis tehtud katsetel δ ≈ 8,3x10 -5 gm/hN. Õhkvahevuugiga müür 3 MPa 5 MPa 0,24 0,28 Aurutõkkekile järele puudub vajadus ja hoones on tervislik ja meeldiv sisekliima. Skandinaavia maade andmetel on Fibo plokkide auru läbilaskvus suhtelise niiskuse korral 72 % – Kp = 1,7x10-3 g/m3hPa (grammi ruutmeetri kohta tunnis rõhkudevahe puhul 1 Pa meetripaksusele seinale). 2.1.6 Niiskustehnilised omadused 2.1.6.1 Üldist Plokkide niiskustehnilised omadused omavad tähtsust soojusisolatsiooni omaduste, külmumiskindluse, niiskuskahjustuste kindluse ning müüri- ja krohvimördi kivine misomaduste suhtes. Piisava lisasoojustusega Fibo plokkidest seinas on veeauru kondenseerumise oht minimaalne, kuna katsed on näidanud, et relatiivne niiskus ei ületa üldjuhul õhu veeauruga küllastumise suurust. Läbipuhutavuse vähendamiseks on soovitav sein seestpoolt krohvida või pahteldada. 2.1.6.4 Niiskussisaldus Fiboplokid dreenivad vaba vett, sest poorideväline ruumala on läbitav ja kapillaarselt mitteimav ning sisemine pooride ruumala on suletud. See teeb plokid külmumiskindlaks tingimusel, et need ei asu vees. Tasakaaluniiskus erineva õhu suhtelise niiskuse (SN) juures on näiteks Fibo3 plokil: SN = 50% →w ~ 2% (kaalu-%), SN = 90% →w ~ 7% (kaalu-%). Tavaliselt jääb välisseina konstruktsioonide niiskusesisaldus 4% juurde. Siseseinad kuivavad 2…3 % niiskusesisalduseni. 2.1.6.2 Veeimavus Fibo plokid imavad vett väga vähesel määral. Selle põhjuseks on suhteliselt jämepoorne materjali struktuur, mis ei 2.1.7 Ruumala püsivus 2.1.7.1 Erisoojuspaisumine Fibo plokkidest müüritise puhul tuleks arvestada soojuspaisumise koefitsiendiga α=8x10-6 K-1 ehk 0,008 mm/mK (mm/meeterkraad). Temperatuurimuutustest tuleneva pragunemisohu vastu aitab armatuuri ja deformatsioonivuukide kasu-tamine. Armeerima peaks ühtlaselt kogu seina kõrguses. Fassaadide ja siseseinte puhul tuleks teha vähemalt üks armeeritud vuuk seina kõrguse ühe meetri kohta ning teha deformatsioonivuugid 18-20 m (9-10 m nurgast) tagant. Hüdroisolatsioonikihi olemasolul tuleks esimene armeerimine teha peale esimest plokirida. Avade kohal võiks olla hoonet siduv vöö. Suurte avadega seinte ja varieeruvate seinakõrguste puhul jm sarnastel puhkudel peaks deformatsioonivuukide vahe olema väiksem. Armatuuri tuleks kasutada rohkem, kui lisaisolatsioon paigaldatakse välisseina siseküljele (üldjuhul ei ole soovitav). Sellisel juhul on seinakonstruktsioon suuremate välistemperatuurimõjude käes. Samuti on väga tähtis arvestada külgnevaid konstruktsioone ja nendest tekkivaid pingete kontsentratsioone. 2.1.7.2 Mahukahanemine Mahukahanemiskatse vastavalt standardiseeritud katsetusmeetodile näitab, et kui katsetamine toimub vettekastetud katsekehaga, siis on erinevus vastvalmistatud ja seista lastud plokkide vahel väike. Laboratooriumi mõõtmised viiakse läbi temperatuuril 20 ± 2°C ja SN 43 ± 2%. Fibo plokkide tüüpilist kahanemiskõverat on kujutatud diagrammil joonisel 2.3. Joonis 2.3 Mahukahanemine ‰ Tegelikkuses on ca’ 70% mahukahanemist möödas, kui plokid väljuvad kuivatuskambrist. Seismisega mahukahanemine jätkub ning ladumiseks kasutatavatel plokkidel on oluline osa mahukahanemisest möödas. Sellegipoolest on tähtis plokkide niiskussisaldus ladumise ajal ning sellest sõltuvalt on mahukahanemine plokkide Fibo3 puhul välisseinas 0,15…0,30 ‰. Ladumisel on soovitav kasutada kuivi plokke ning lasta seinal mõnda aega enne krohvimist seista. Siseseinas võtab kuivamine kauem aega ning annab tulemuse välisseinte puhul antud maksimumi piires. See-eest on selliste seinte puhul temperatuuripinged väikesed. Bi–armatuuri õige kasutamine vähendab kahanemispragude teket ja avanemist. 2.1.8 Müra 2.1.8.1 Õhumüraisolatsioon Fibo plokkidest krohvitud seintel on tänu materjalide tiheduse erinevusele väga hea õhumüra isolatsioon. Paljude seinatüüpide kohta on läbi viidud laboratoorsed mõõtmised. Joonis 2.4 Fibo seina müraisolatsioon 2.1.8.2 Müra neelduvus Krohvimata Fibo plokkidest siseseinu kasutatakse sageli summutava pinnana. Neelduvus ei vähene, kui pritsi, rulli või harjaga värvimisel ploki poorid ei täitu! Neelduvuskoefitsient α on suhteliselt konstantne mürasageduse spektri kogu ulatuses ning selle väärtus jääb keskmises osas 0,4 juurde. 2.1.9 Tuleohutus Tänu Fibo plokkide jämepoorsele struktuurile ja suhteliselt madalale soojusjuhtivusele on fibomüüritisel väga kõrge tulepüsivus. Fibo plokke kasutatakse kandvates – ja mitte- kandvates vahe- või välisseintes sh tuletõkkesektsioonide eraldamisel või osadeks jagamisel või tulemüüri ehitamisel, mille tulepüsivusajad EPN 10.1 Ehituse tuleohutus kohaselt peab olema EI 120 – EI 240 ja REI 60 – REI 240. Süttimiskindluse ja tuleleviku järgi kuuluvad fiboplokid F3 ja F5 EN 771 – 3 p. 5.11 järgi ilma katsetuste ja eriuuringuteta pinnakihi süttivustundlikkuse ja tuleleviku klassi V1/I (euroklass A1 ilma vastava testimiseta). Fibo müüritis säilitab suures osas kandevõime ka tulekahju korral ning seda on hiljem enamikel juhtudel lihtne taastada. Fibo müüritise tulespüsivuse omadused Seina paksus, mm 100 150 200 250 300 350 Tabel 2.3 Seina paksusele vastav tulepüsivusklass Tuletõkkesein mitteTuletõkkesein kandva tarindina kandva tarindina Tuletõkkesein Sektsiooni sisesein EI 120 REI 60 R 30 EI 240 REI 120 R 60 >EI 240 REI 180 R 120 >EI 240 REI 240 R 180 >EI 240 REI 240 R 240 >EI 240 REI 240 R 240 ei tohi normeeritud seintes mõlemal pool seina paikneda vastakuti. Määratud tulepüsivusajad tagatakse, kui müüritis on laotud (soovitavalt Vetonit) kuivsegudest müürimördiga. Sarrustus paigaldatakse vastavalt juhendile. Krohvimine tulepüsivusaja suurendamise eesmärgil tabelis toodud näitajate tagamiseks ei ole vajalik. Müüritise tuletehnilises klassifikatsioonis võib kasutada Skandinaaviamaades aastakümneid tootetud analoogmaterjale lecaplokke. Soome ehitusmääruste kogu juhendi B5 kohane käsitlus vastab ligilähedaselt hetkel Eestis kehtiva süsteemi nõuetele (standard ISO 834). Tulepüsivusomaduste tähistus ja klassifikatsioon on sarnased ja katsete arvnäitajad on võrreldavad. Tabelis (joonis 2.4) toodud tulepüsivusajad kehtivad Fibo plokkidest F3 ja F5 kandvatele ja mittekandvatele tuletõkkeseintele. Ühendamisel teiste konstruktiivsete elementidega peavad ühendussõlmed olema kaitstud tule mõju eest nii, et nende tulepüsivusaeg ei oleks väiksem kergplokitoodetest müüritise tulepüsivusajast. Pistikud, lülitid, harutoosid 2.2 Mört Fibo müüritise ladumiseks on soovitav kasutada kuivsegusid, näit. müürisegu Vetonit M100/600, mis segatakse ehitusplatsil veega. Vetonit Müürisegu M100/600 normsurvetugevus on 8 MPa (28 päevane), 75% tugevusest saavutatakse 7 päeva möödudes. Vetonit Müürisegu M100/600 kulu erinevatele müürikividele Müürikivi Fibo plokk Põletatud tellis Põletatud tellis Silikaatkivi Mõõdud (l x p x k) 100 x490x185 150 x490x185 200 x490x185 250 x490x185 300 x490x185 350 x490x185 250x85x65 250x120x65 250x120x88 Tabel 2.4 Segukulu (kg/tk) 2,0-2,5 2,2-2,7 2,5-3,0 3,0-3,5 3,5-4,0 4,0-4,5 0,6-0,8 0,8-1,0 ca 1,0 omakaal, betooniga võrreldes suurem soojapidavus, ehitustehniliselt lihtsam/ kergem kõrgel käsitleda). Täisplokke tuleks kasutada koormatud seintes eelpool loetletud järjekorras – kelder, I korrus Fibo5, edasi Fibo3. FiboTerm on mõeldud kasutamiseks välisseintes. Lagede toetamisel sellele plokile tuleks jälgida meie poolt antavaid sõlmede lahendusi, suuremad koormused on mõistlik suunata sisemistele või põikseintele. 2.3 Fibo plokkide kasutuskohad Fibo plokkide nomenklatuuris on tugevuse alanemise järjekorras täisplokid Fibo5, Fibo3 ning soojustatud plokk FiboTerm. Fibo5 – kasutatakse keldriseintes ja vundamentides, raskemini koormatud korruste seintes ja aknavahepostides. Plokkide kasutamisel eeldatakse maksimaalselt 3…4 kordse hoone ehitamist või kõrgemate hoonete ülemiste korruste ehitamist (väiksem seinte 3 Müüritis 3.1 Üldist Müüritise all mõistame liitmaterjali, mis on saadud müüri ladumisel (kivid, plokid + mört). Müür aga on juba ehituslik konstruktsioon oma mõõtmete ja asukohaga ning koormusega. Müüritisel (kui materjalil) on omad omadused – tugevus, deformatiivsus jne. Paljud nendest omadustest on seotud teatavate konstruktiivsete nõuete täitmisega müüritise tegemisel. Müüritise tugevusomadused on ainult siis kivikonstruktsioonide üldiste reeglite järgi määratavad, kui müüritis on monoliitne, kui on täidetud kivide omavaheline sidumine ülekattega, kui nii horisontaal- kui ka vertikaalvuugid on mördiga täidetud (või on kinnipeetud nende täitmise tingimustest). Müüritise põhielemendiks on müürikivi. Terminoloogiliselt on Fibo plokk müüritise kirjeldamisel ja tugevusarvutustes müürikivi. 3.2 Müüriseotised ja -kihid 3.2.1 Üldist Müüriseotisel on kahene funktsioon - esiteks peab müüriseotis tagama müüritise töö võimalikult ühtse materjalina, teiseks võib seotisel olla esteetiline väljund, kui müüritist eksponeeritakse viimistlemata välispinnaga. Suurt tähtsust omab kivide (Fibo plokkide) ülekate müüritises. Joonis 3.1 Plokkide ülekate müüritises Üldiselt nõutakse, et kivide (plokkide) ülekate oleks vähemalt ¼ kivi pikkust ja mitte vähem kui 40 mm (tellistel), sel juhul peaks olema garanteeritud müüritise kompaktne töötamine. Müüritise puhul eristatakse kivi(müüri)ridasid ja müürikihte. Joonis 3.2 Mitmekihiline müür(itis) Mitmekihilises müüritises võivad olla vaheldumisi kivikihid, soojustus, isolatsioon jms. Müürituse kompaktsuse seisukohalt peavad need kihid olema kõik hästi seotud omavahel (seotud vastavalt nõuetele). Müüriladumisel laotatakse kahe müürirea vahele mört, üldjuhul tasase üleni kihina. Müüriread võib sängitada ka nn mördist sängitusribadele, sellega saavutatakse mördi kokkuhoid ja vähendatakse külmasildade teket. Õhu liikumise vältimiseks tuleks moodustuvad käigud teatava maa tagant mördiga sulgeda. 10 Joonis 3.3 Mördist sängitusribad vuugis Edaspidise selguse mõttes toome ka kivi (ploki) osade nimetused- Joonis 3.4 Kivikülgede nimetused Müüriseotised on üldiselt ajalooliselt väljakujunenud, põhiliselt välimise mustri järgi (puhasvuuk müüritise puhul). Müürikihid võivad olla kividest aga ka muudest erinevatest materjalidest (põhiliselt soojustusena). 3.2.2 Mitmekihiline müüritis Seina tüübid Ühekihiline sein: õõnteta sein või sein, kus pole vertikaalset läbivat pikivuuki. Ühekihiline sein on seinakonstruktsioonide koostamise aluseks. Mitmekihiline sein: kahest või enamast ühekihilisest seinast koosnev sein, mille kihtide vahe on täidetud mördiga (vahe laius kuni 25 mm). Kihid on omavahel tugevasti seotud sidemetega, koormuse all töötab sein ühtse tervikuna. Kergsein: sein, milles on kaks või enam omavahel sidemetega või liitearmatuuriga tugevasti seotud paralleelset ühekihilist seina, millest üks või enam kihti võivad olla kandvad või mittekandvad. Ühekihiliste seinte vaheline ruum on kas tühi, osaliselt või täielikult täidetud mittekandva isolatsioonimaterjaliga. Üldjuhul töötavad seinakihid vertikaalkoormusele eraldi. 11 Betooniga täidetud kergsein: kahe- või enamakihiline sein, mille vahed on täidetud betooniga (vahede laius üle 50 mm). Kihid on omavahel tugevasti seotud sidemetega (näiteks roostevabast terasest ankrutega ~ 4 tk/m2), koormuse all töötab sein ühtse tervikuna. Joonis 3.5 Kergsein betoontäitega Soojustusega kergsein: kahevõi enamakihiline sein, mille vahed on täidetud soojusisolatsiooni materjaliga (vahede laius üle 50 mm). Kihid on omavahel seotud sidemetega (näiteks roostevabast terasest ankrutega ~ 4 tk/m2). Joonis 3.6 Soojustusega kergsein FiboTermmüüritis: kahekihiline sein, mille vahe on täidetud soojusisolatsiooni materjaliga polüstüreen. Koormuse jaotus seinakihtide vahel sõltub koormamise viisist. Joonis 3.7 FiboTerm plokk soojustusega kergseina ladumiseks. Korraliku ja kaasaaegse ehitise juures on olulisemateks teguriteks selle soojapidavus ja konstruktsioonis esinevate külmasildade vältimine. Hõlbustamaks konstruktorite ja ehitajate jõupingutusi külmasildade vähendamisel on välja töötatud, isolatsiooniga plokk, FiboTerm. FiboTerm ploki soojapidavuse tagab 14 cm paksune EPS-i (polüstüreeni) kiht, mille abil saavutatakse konstruktsiooni soojapidavuse väärtuseks (U) 0,22 W/ m K. Seda tingimusel, et horisontaalne vuuk on isolatsiooni kohalt täidetud 9 cm laiuse ja 2 cm paksuse mineraalvilla ribaga. 2 Horisontaalvuuki mitte täites on soojapidavus 0,27 W/m K. Voodriga sein: mitmekihiline (kerg-)sein, millele välimine kiht (vooder) on parendatud materjalist, vooder kinnitatakse kas kivi- või metallsidemetega (näiteks roostevabast terasest ankrud). Üldjuhul vooder ei tööta kaasa koormuse kandmisel. Kattega sein: sein, mille parendatud vooder töötab kaasa koormuse kandmisel. Fibo plokkidest seina katmisel jäikade katteplaatidega tuleks arvestada fiboseina suure deformatiivsusega. 2 12 3.3 Müüritise tugevus 3.3.1 Üldist Kõiki tugevusavaldisi on täpsustatud Eurocode 6 lõppversiooni (prEN 1996-1-1: 2002) järgi. paksus on võrdne kivi laiuse või pikkusega ja seinas või tema osas ei ole pikisuunalist püstvuuki; - 0,55x0,8 = 0,44 esimese tugevusgrupi kividele, kui müüris on pikisuunaline püstvuuk; 3.3.2 Survetugevus Müüritise tugevus määratakse üldjuhul katsetega. Juhul, kui katse tegemine ei ole võimalik või katseandmed ei ole kättesaadavad võib kasutada ka empiirilisi avaldisi vastavalt EVS 1996-1-1: 2003 (j. 3.6.2.2 ). Põhimördil (vastavalt j 3.2.1, EVS 19961-1:2003) laotud armeerimata müüritise, mille kõik vuugid rahuldavad j 5.1.5 nõudeid ja on korralikult täidetud (vt ka j 3.6.2.5), normsurvetugevuse võib leida avaldisega fb – vastavalt j 3.1.2.1 määratud kivide normaliseeritud survetugevus N/mm2 koormuse rakendamise suunas; fk = K fb0,7 fm0,3, N/mm2 (3.1) eeldusel, et fm ei võeta suurem kui 2fb ega suurem kui 20 N/mm2, kus K on konstant. fm– põhimördi keskmine survetugevus N/mm2. Vastavalt EVS 1996-1-1:2003 j. 3.1.1 kuuluvad ilma õõnteta kivid esimesse tugevusgruppi. Normaliseeritud survetugevuse väärtuse fb annab kivide tarnija vastavas sertifikaadis (Fibo plokkide puhul võib võtta fb x Rm x δ, vt. EVS 1996-1-1:2003, tabel 3.2). Rm (MPa) F2 F3 F5 K väärtuseks võetakse: - 0,55 esimese tugevusgrupi kividele, kui müüri δ 100 1,305 150 1,205 Fibo ploki laius (mm) 200 250 1,105 1,055 fm – põhimördi keskmine survetugevus N/mm2 (Vetonit müürisegu M100/600 – fm = 8 N/mm2). Osaliselt tühjade püstvuukidega armeerimata müüritise normsurvetugevuse võib määrata sama avaldise alusel ja kasutada tugevusarvutustes eeldusel, et nihkevastupanu igasugusele horison taalkoormusele horisontaalvuugis vastab nõuetele. Hoone põikseinte tegemisel tuleks hoiduda tühjade püstvuukide kasutamisest. Tühjade vertikaalvuukidega müüritises peavad kivide otsad olema tihedalt üksteise vastas. Kestsängitusega müüritise puhul võetakse teguri K väärtuseks 1. grupi kivide puhul 0,55, kui g/t =1,0 ja 0,0,27, kui g/t = 0,4, seejuures peab olema täidetud järgmine tingimus: — suhe g/t ≥ 0,4. 2 3 5 300 1,055 350 1,055 Joonis 3.8 Mördiribad kestsängituse puhul 13 3.3.3 Müüritise nihketugevus Vastavalt EVS 1996-1-1:2003 j. 3.6.3 – katseandmete puudumisel või eriobjekti puhul võib põhimördil laotud ja nõuetele vastavate vuukidega armeerimata müüritise normnihketugevuseks fvk võtta vähima järgmistest suurustest: fvk = fvko + 0,4 d , (3.2) fvk = 0,065 fb,, kuid mitte vähem kui fvko, fvk piirväärtus vastavalt RL (Rahvuslik Lisa, ~ 1,5 N/mm2), kus fvko – nihketugevus survepingete puudumisel lõikepinnal (vastavalt EN 1052-3 või EN 10524) või lisaaineid ja lisandeid mittesisaldava põhimördi puhul tabelist 3.5 võetav väärtus; Märkus. Kui ei ole vastavaid katseandmeid või ei ole tehtud katseid vastavalt EN 1052-3 (vt p 3.2.2.3 (2)), võetakse fvko väärtuseks 0,1 N/mm2. σd – lõikepinnaga risti mõjuv survepinge arvutuslikust koormuskombinatsioonist (arvestada võib ainult garanteeritud koormusi); fb – kivi normaliseeritud survetugevus koormuse rakendamise suunas. Nihketugevuste fvko väärtused põhimördi kasutamisel Tabel 3.1 (prEN 1996-1-1:2002) fvko N/mm2 Kivi liik Savitellised Silikaatkivid (tsementkivid) Kergbetoonplokid (fibo) Mullbetoonplokid Betoonplokid Töödeldud looduskivi Põhimört M10…M20 M2,5…M9 M1…M2 M10…M20 M2,5…M9 M1…M2 M10…M20 0,30 0,20 0,10 0,20 0,15 0,10 0,20 M2,5…M9 0,15 M1…M2 0,10 Katseandmete puudumisel või eriobjekti puhul võib põhimördil laotud müüritise, milles ristvuugid pole täidetud, kuid kivide otsad on tihedalt üksteise vastas, normnihketugevuseks fvk võtta vähima järgmistest suurustest: fvk = 0,5 fvko + 0,4 σd , fvk = 0,045 fb, fvk =1,5 N/mm2. (3.2) Õhukese kihimört 0,3 Kergmört 0,15 0,4 0,15 0,3 0,15 nad asuvad sängituspinna välisservadel, normnihketugevuseks fvk võib võtta vähima järgmistest suurustest: g fvk = fvko + 0,4 σd, t kuid mitte rohkem, kui eelmise lõigu alusel, kus g – kahe mördiriba summaarne laius, t –seina (müüri) paksus. Esimese tugevusgrupi kividest laotud kahel mördiribal kestsängitusega müüritise mille mör diribade laius on vähemalt 30 mm ja 14 3.3.4 Armeerimata müüritise normpaindetugevus Armeerimata müüritise normpaindetugevus fxk määratakse katsete alusel. Armeerimata müüritise normpaindetugevuse võib määrata kas EN 1052-2 kohaste katsetega või katsetega, mille puhul kombineeritakse kivide ja mördi asendiga. Normpaindetugevus tuleks määrata kahe purunemisvõimaluse alusel: – purunemine sidumata vuugis fxk1 või – purunemine seotud vuugis fxk2 (vt joonis 3.9). Müüritise paindetugevust fxk1 võiks kasutada ainult seinte arvutamisel ajutiste, risti seina pinnaga mõjuvate koormustega (näiteks tuulega); fxk1 võetakse nulliks, kui seina purunemine võib viia ehitise üldisele varisemisele või stabiilsuse kaotusele. Joonis 3.9 Paindepurunemine sidumata ja seotud vuugis Paindetugevust võib liigitada vastavalt kasutatud kividele ja mördile ja tähistada tähega F, millele järgnevad normpaindetugevused F fxk1/ fxk2 (N/ mm2), näiteks F 0,35/1,00. Niiskusisolatsioonikihi kasutamine seinas võib oluliselt mõjutada paindetugevust. Arvutustes võib kasutada prEN 1996-1-1: 2002 toodud fxk1 ja fxk2 väärtusi. fxk1 väärtused Kivi tüüp Savitellis Silikaattellis Betoonkivid (täitega) Autoklaavne mullbetoon Kunstkivi Töödeldud looduskivi Tabel 3.2 (prEN 1996-1-1:2002) fxk1 (N/mm2) Põhimört fm < 5 N/mm2 0,10 0,05 Kergmört fm ≥ 5 N/mm 0,10 0,10 0,15 0,20 0,10 ei kasutata 0,05 0,10 0,20 ei kasutata 0,05 0,10 0,15 0,10 0,05 0,05 0,10 0,10 ei kasutata ei kasutata 0,15 ei kasutata 2 15 Tabel 3.3 Kivi tüüp Savitellis Silikaattellis Betoonkivid (täitega) Autoklaavne ρ< 400 kg/m3 mullbetoon ρ≥ 400 kg/m3 Kunstkivi Töödeldud looduskiv fxk2 (N/mm2) Põhimört fm < 5 N/mm2 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 Märkused. 1. Õhukesekihi- ja kergmördi mark on vähemalt M5; 2. fxk1 väärtused kehtivad nii täidetud kui täitmata vuugi korral, fxk2 väärtused ainult täidetud vuukide puhul; 3.4 Müüritise deformatsioonid Fibo plokkidest müüritise puhul moodustab müüritise põhilise mahu plokk, seega on müüritise deformatsioonid samased plokkide deformatsioonidega (vt p 2.1.3 ). Kergmört fm ≥ 5 N/mm 0,40 0,40 0,40 0,20 0,40 0,40 0,40 2 0,15 0,30 0,30 0,20 0,30 ei kasutata 0,15 0,10 ei kasutata ei kasutata 0,15 0,15 ei kasutata ei kasutata 3. fxk2 väärtus ei või olla suurem, kui kivi paindetugevus. 4 Konstruktsioonide tugevusarvutused 4.1 Üldised põhimõtted, arvutusskeemid 4.1.1 Hoone koormusskeem Üldjuhul on projekteerimisel tegemist ruumiliste konstruktsioonidega. Selliste konstruktsioonide tugevuskontroll on võimalik konstruktsiooni lahutamisel üksikuteks varras- või tasapinnalisteks konstruktsioonideks. Joonis 4.1 Sisejõudude jaotumine hoones Hoone puhul võime eristada tasapinnaliste konstruktsioonidena seinu ja vahelagesid. 3 4 korruseliste hoonete puhul konstrueeritakse põikseinad ja vahelaed horisontaalkoormu sele lähtudes konstruktiivsetest kaalut lustest. Välisseina arvutusskeemiks võe takse vertikaalne jätkuvtala. 16 Tuulekoormuse mõju seina tugevusele tavalise korruse kõrguse puhul (2,5…3,0 m) on üldiselt väike ja selle arvestamisest võib loobuda. 4.1.2 Seinad Avadeta seina puhul vaadeldakse arvutuses 1 m laiust seina riba vastavalt skeemile joonisel 4.2. Avadega seinte puhul tuleks Joonis 4.2 Välisseina arvutusskeem arvestada koormuste jaotust seinas ava läheduses (joonis 4.3). Joonis 4.3 Koormuste jaotus akna kõrval (programmist FiboCalc, I korrus) 17 Arvutuslik post aknakõrval võetakse laiusega la1 posti keskmiselt kõrguselt hsa1/2 eeldusel, et koormus koondatud jõu all jaotub 60º nurga all. Selline post on koormatud jõuga Na1 ja koormustega qü, ql ja seina omakaaluga arvutuslikus lõikes, koormuste ekstsentrilisused on näha joonisel 4.4. Aknavahepostis ei saa arvutuslik post kattuda teise akna arvutusliku postiga. Joonis 4.4 Koormuste jaotus aknavahepostis Arvutuslik ristlõige on Seina arvutuslik paksus on vahekihita seina puhul A = t1xla1. Aknaposti kõrguseks puhas kõrgus (h1). võetakse korruse Aknaposti (seina) arvutuslik kõrgus määratakse sõltuvalt kinnitustingimustest servadel (vt EVS 1996-1-1:2003 j. 4.4.4.3) – hef = ρnh, kus ρn ≤ 1,0. kus t – seina üldpaksus. Kergseinte puhul tuleks arvestada kergseina tüübiga ja sellega, missugusele seina kihile koormus kantakse. Üldjuhul võetakse seina arvutuslikuks paksuseks kandvakihi paksus. Aknaposti saledus määratakse seinapaksuse alusel λh = tef = t, ≤ 27. 18 4.1.3 Pilastriga seinad Pilastriga seina puhul eeldatakse, et koormus kantakse seinale pilastri kaudu. See eeldab, et pilaster on tugevalt seina küljes. Pilaster tuleks laduda koos seinaga ja siduda temaga korrapäraselt sideridadega. Eriti raskelt on koormatud nihkejõududega pilastri ja seina vaheline ülemine osa. Joonis 4.5 Pilastri sidumine seinaga Soovitav on kasutada järgmist tugevdusskeemi – Joonis 4.6 Pilastri tugevdamine Pilastriga seina saleduse võib määrata redutseeritud saledusena, tef = kt. Joonis 4.7 Pilastriga seina efektiivpaksus täisseina puhul 19 Joonis 4.8 Pilastritaguse seinaosa laius avade puhul efektiivpaksuse määramiseks Teguri k võib valida järgmisest tabelist L/bp 6 10 20 tp/t 1 1,0 1,0 1,0 2 1,4 1,2 1,0 3 2,0 1,4 1,0 Pilastriga seina arvutusskeem – Joonis 4.9 Pilastriga seina arvutusskeem 20 Tabel 4.1 4.1.4 Keldrisein Arvutused tehakse järgmise skeemi alusel keldriseina vertikaalsele ühikribale. Joonis 4.10 Keldriseina arvutusskeem Pinnasesurve avaldisega keldriseinale arvutatakse Summaarne moment mV(x) = mqV(x) + mü(x) – mv(x), kus q1 = γF γpHredtan (45º - φ/2) ja 2 mqV(x) – moment pinnasesurvest seinale, q2 = γp (γFHred + H2) tan2(45º - φ/2). mü(x) = qüeü Vertikaalkoormus ühikribale - moment ülevalt tulevast koormusest (seinast), Σq = qü + qv, kus mv(x) = qvev qü – ülevalt seinast tulev koormus (kN/m), vahelaest, kus qv– korruse vahelaelt tulev koormus (kN/m). qü – seina koormus ülevalt ühikribale, Arvutuslik vertikaalsuunaline moment seinas pinnase survest qv – vahelae koormus korruselt ühikribale, mqV(x) = eü, ev – vastavad ekstsentrilisused (skeemil näidatud situatsioonis on mõlemad ekstsentrilisused positiivsed). . (4.1) Maksimaalse momendi asukoht määratakse tingimusest – moment korruse Avade puhul keldriseinas tuleks arvutusskeemi täpsustada avasid kaitsva konstruktsiooni töötamisskeemi arvestamisega. = 0. 21 4.1.5 Sillused Fibo müüritises kasutatakse nii traditsioonilisi silluseid, kui ka firma maxit Estonia AS fibosilluseid. Praegu kasutusel olevate fibosilluste nomenklatuur ja lubatud koormused on järgmised – Tabel 4.2 Lubatud koormus sillusele N (kN) või qs (kN/m) (arvutuslik) Silluse laius mm Silluse pikkus, mm (läbipaine, mm) 1190 (1,4) N 1490 (2,0) qs N 27,8 21,7 1790 (2,6) qs N 17,0 15,6 2090 (3,2) qs N 19,0 16,1 2390 (3,8) qs N 21,0 10,3 2690 (4,4) qs N 15,0 6,8 2990 (5,0) qs N 11,5 4,8 qs 200 16,0 11,0 250 25,0 47,5 23,4 22,0 16,9 21,0 17,4 28,5 11,0 20,5 7,5 15,5 9,2 30,0 300 26,5 48,5 24,0 23,5 17,5 22,5 17,7 30,0 11,3 22,5 7,7 17,0 9,4 32,5 Märkus: Silluste kandevõime on määratud katsete alusel koondatud jõule. Vajalik silluse toetus pikkus – Arvutuse üldkuju on järgmine Ava laius L ≤ 1500 mm → ltoetus = 150 mm (min. 130 mm) N ≤ χi(m)fdAc, Ava laius L > 1500 mm → ltoetus = 250 mm Juhul kui silluse ja koormuse (vahelagi) vahel on sillusele laotud nõuetele vastavalt (vertikaalvuugid peavad olema täidetud) täiendav plokirida, siis silluse kandevõime tõuseb (tekib võlviefekt). Katsed on näidanud, et üks täiendav plokirida tõstab silluse kandevõimet ca’ 1,5 korda. 4.1.6 Postid Vertikaalselt koormatud fiboplokist posti ristlõikepindala peaks olema vähemalt 0,08 m2 ja saledus nõrgemas suunas λh ≥ 27. Suurte koormuste puhul tuleks arvestada postide suuri deformatsioone, eriti kestval koormusel. 4.2 Tugevusarvutus Ristlõike tugevusarvutus tehakse vastavalt EVS 1996-1-1:2003 -le. maxit Estonia AS poolt on välja töötatud seinte tugevusarvutusprogramm FiboCalc. Tugevusarvutuses lähtutakse eeldusest, et kõikides kontrollitavates ristlõigetes on tegemist ekstsentrilise survega. (4.2), kus χi(m) – kandevõimet vähendav tegur, fd – müüritise arvutuslik tugevus, Ac– ristlõike surutud osa pindala. Kandevõimet vähendav tegur χi(m) arvutatakse vastavalt EPN – ENV 6.1.1 j. 4.4.3, arvutustes vaadeldakse seina kõrguses ülemist ja keskmist (akna ristlõikes) tsooni. Müüritise survetugevuse võib määrata kivide normaliseeritud survetugevuse fb (EVS 1996-1-1:2003 j.3.1.2) ja mördi keskmise tugevuse fm (EVS 1996-1-1:2003 j. 3.2.2) alusel vastavalt EVS 1996-1-1:2003 j. 3.6.2. Vastavad väärtused fb ja fm saab projekteerija kivide ja mördi tarnija sertifikaadist. Vastavalt CEN (Comite’ Europeen De Normalisation) eelstandardile EN 771-3 (Spe cification for masonry units – Part 3: Aggregate concrete masonry units) määratakse kivide tugevus keskmise tugevusena Rm vastavalt standardile EN 772-1 (Methods of test for masonry units – Part 1: Determination of compressive strength) õhkkuivas olekus, mis 22 teisendatakse normaliseeritud tugevuseks fb kivi kujuteguriga δ korrutamise teel. Fibo plokid on standardmõõdust (100x100 mm) suuremad ja nende puhul tuleks rakendada tegurit δ ≥ 1, tagavara kasuks võib võtta δ = 1. Müüritise normtugevus määratakse avaldisega (3.1) ja arvutustugevus avaldisega fd = fk/γM. (4.3) Materjali osavaruteguri γM väärtus sõltub paljudest asjaoludest (kivide klass, ehitise klass jne), EVS 1996-1-1:2003 annab γM = 2,0. Teguri χi ja χm kontrolltsoonid on näidatud joonisel 4.11 Joonis 4.11 Teguri χ määramine Üldjuhul (E = 1000 fk puhul) tehakse tugevuskontroll seina keskkohal ühe viiendiku kõrguse pikkusel alal (joonis 4.11) avaldisega (4.2), kus , (4.4) λh = emk = em + ek ≥ 0,05 t – ekstsentrilisus seina keskkohal ühe viiendiku kõrguse pikkusel alal; e – naturaallogaritmi alus, u = em = + ehm + ea ; Mm – seina keskkohal momentidest suurem vastavalt joonisele 4.12; Nm – arvutuslik vertikaaljõud samas kohas; eh – horisontaalkoormuse (näiteks tuule) põhjustatud ekstsentrilisus seina keskmisel kõrgusel; hef – seina arvutuskõrgus sõltuvalt kinnitus- või jäigastustingimustest; . Ristkülikulise ristlõike puhul u= , kus Ac = (1 – 2 )A. Avaldiste kasutamisel vajalikud tähised: λi = – seinaosa või posti saledus inertsiraadiuse alusel ( i = – saledus ristlõike kõrguse alusel; tef – seina arvutuspaksus; ); ek – roomest tekkiv ekstsentrilisus 23 ek= 0,002 Φ∞ ; Φ∞ – lõplik roometegur EVS 1996-1-1: 2003 tabelist 3.9, Fibo plokkidele Φ∞ ≈ 2,0. Seina saledust kontrollitakse redutseeritud paksuse abil kas λh = hef /tred ≤ 27 või inertsraadiuse abil λ i ≤ 95. Kontrollitakse seina saledust λh = hef /tef ≤ 27. Suvalise ristlõike puhul määratakse survetsooni pindala eeldusest, et ristlõikele mõjuv survejõud asub survetsooni raskuskeskme kohal (vt abimaterjali (EPN – ENV 6.1.1) EPN 6/AM-1). Joonis 4.12 Momendiepüür seinas 4.3 Deformatsioonide arvutus Deformatsioonide arvutus on eriti vajalik erinevate materjalide koostöö hindamisel. Arvutuse aluseks on pingejaotuse väljaselgitamine liitkonstruktsiooni puhul. Koostöötavate erinevate konstruktsioonielementide puhul (mitmesugused kergseinad, kattega seinad jne) võib see osutuda küllalt keeruliseks ülesandeks. Juhul kui fibomüüritise kiht seinas on üksinda kand vaks kihiks on ülesanne suhteliselt lihtne. Korruse ulatuses võib pinge seina kõrguses lugeda konstantseks. Deformatsioon seinas εs = δs = εsh, kus h – seina kõrgus ja σm– pinge seinas. Leitud seotud ja seina absoluutne lühenemine lühenemist tuleks konstruktsioonide võrrelda võimaliku deformeerumisega, eriti pragude tekkimise ohu võimalusega nendes. Kui seotud konstruktsioonid takistavad fibomüüritise deformeerumist, siis võivad tekkida praod viimases. Fibomüüritises võivad tekkida suured deformatsioonid alalisest koormusest. 5 Hoonete projekteerimisküsimusi 5.1 Üldist Kahe kuni kolmekorruseliste hoonete puhul tagab hoone üldstabiilsuse normaalne põikseinte jaotus ja raudbetoonvahelagede kasutamine. Normaalseks põikseinte jaotuseks võiks lugeda olukorda, kus hoonel on 6…8 m tagant kandev- või kapitaalne (paksusega 200 mm ja enam) kivist põiksein. Raudbetoonvahelagi võib olla nii monoliitne, kui monteeritav. Viimasel juhul eeldatakse vahelae paneelivuukide monolitiseerimist (täitmist tugeva mördiga) ja paneelide omavahelist ja läbijooksvat ankurdamist. Puitvahelagede puhul tuleks rakendada juba spetsiaalseid lage horisontaalpinnas jäigastavaid võtteid. 24 Hoone erinevate konstruktsioonide omavaheline sidumine (ankurdamine) on üks “hea ehitustava” reeglitest. 5.2 Vundamendid, keldriseinad Vundamendina vaatleme siin nii keldriseina kui vundamenti tema all. Hoone vundamendi püstitamisel tuleks lahendada mitmeid erinevad ülesanded: – vältida külmakergete oht vundamendile; – hoida ära keldriruumide niiskumine; – tagada keldriruumide normaalne soojusrežiim; – tagada vundamendi ja keldriseina tugevus. Madalvundament Ilma keldrita väikemajadele tehakse üldiselt nn madalvundament, kui pinnasetingimused seda lubavad. Headeks pinnasetingimusteks vundamendi tegemisel võib lugeda kruusa, jämedat liiva ja leondumata savi. Külmumise oht on kõige väiksem kruusapinnasel ja kõige suurem voolavatel savidel. Vundamentide rajamissügavuse seisukohalt oma suurt tähtsust pinnasevee tase ja pinnase struktuur. Pinnase struktuurist sõltub kapilaarveetõus pinnases. Liivade puhul tõuseb kapilaarvesi 30…50 cm kõrgusele, pehmetel savidel tunduvalt kõrgemale. Eriti külmakerkeohtlikud on pehmeplastsed, voolavplastsed ja voolavad liivsavid ja savid. Vähemohtlikud külmakergete mõttes on peen- ja tolmliivad ning tahked saviliivad ja savid. Külmakerkeohututeks pinnasteks loetakse kalju, jämepurd, kruus, jäme- ja keskliiv (≥ 2 mm). Külmakerkeohtlike pinnaste puhul peaks pinnasevesi jääma vundamendi tallast ca’ 1m allapoole või tuleks kasutada drenaaži ja vundamenditalla aluse täitmist jämedateralise täitega. Külmakerkeohutute pinnaste puhul ei oma vundamendi rajamissügavus tähtsust, vundamendi võib rajada vette. Teiseks oluliseks asjaoluks on niiskuse kandumine konstruktsioonidesse. Tavalised vundamendikonstruktsioonid betoon ja kivimüüritis - on hügroskoopsed ja võivad niiskuse kanda kõrgele hoonesse. Sellised vundamendid nõuavad hoolikat hüdroisolatsiooni. Fibo betoon on liitmaterjal – tsementsideainest (tsementkivist) karkass ja fibograanulitest täiteaine. Fibo betoon on suurte pooridega ja graanulid ise on kinnised, seetõttu ei tekki selles materjalis olulisi kapillaarjõudude süsteeme, mis tõstaks vee mööda poore üles. Plokid on suure külmakindlusega, kuna poorivee külmumisel graanulid deformeeruvad ja kompenseerivad vee paisumise, nõrgaks kohaks jääb ikkagi jäiga tsementkivi kahjustumine külmumisel. Fibo plokkidest vundamendiseina rajamine vette ei ole seega soovitav, veepiir peaks jääma Fibo plokkidest kaugusele 30…50 cm. Vundamenditalla aluse külmumispiiri sügavust on võimalik vähendada kasutades vundamendi (keldriseina) esist horisontaalset soojustamist (näiteks kergkruusaga). Vundamendi tegemine väikese soojajuhtivusega materjalist (Fibo plokk) suunab hoonest lähtuva soojuse vundamenditalla alla ja tõstab pinnase temperatuuri selles rajoonis. 25 Sobivad lahendused madalvundamendi puhul. Joonis 5.1 Madalvundamendi lahendus maa peale tehtud põrandaga Vundamendiseina võib teha ka FiboTerm plokkidest, sel juhul võib loobuda kergkruusa täitest seina taga. Seina kandevõimet tuleks kindlasti kontrollida tugevusele. Vundamenditalla laius b sõltub pinnase omadustest ja vundamendile tulevast koormusest (korruste arvust, raskete vahelagede arvust). Juhul kui b > t + 2ht, tuleks vundamenditald armeerida ristsuunastöötava armatuuriga. Raskete vahelagedega korrusmajade puhul tuleks see armatuur määrata arvutuslikult. Konstruktiivne armatuur on selline armatuur, mis pannakse paigale kogemuste alusel “heast tavast” lähtudes. Konstruktiivne vuugiarmatuur peab vuuki ära mahtuma (vuugi paksus on 10…15 mm) ja ta peaks olema võimalikult kaetud mördiga (ploki ja armatuuri vahel). Selleks, et see armatuur pikisuunas ankurduks peab ta olema profileeritud või ristvarda külge keevitatud. Sobivaks vuugiarmatuuriks on nn Biarmatuur (vt joonis 5.2). Joonis 5.2 Bi-armatuur Müüritise armeerimisel soovitatakse, et müüri iga kõrguse meetri kohta oleks üks konstruktiivselt armeeritud vuuk. Kui põranda alune jäetakse tühjaks võib kasutada järgmist madalvundamendi varianti. 26 Joonis 5.3 Tuulutusega põrandaalune Täiendava soojustuse (mittemärguva) võib panna ka seina välisküljele. Ka siin võib seina teha fibotermplokkidest, sellisel juhul ei ole täiendavat soojustust seinale vaja. Vundament keldriga hoonele Keldriga hoone vundamendi (keldriseina) tegemisel tuleks arvestada järgmiste asjaoludega. – keldriseina täiendava soojustusega, – keldriseina konstruktsiooni tugevdamise vajadusega mullasurve vastuvõtul ja – põhjavee sissetungi ohuga keldrisse. Keldriseina soojustuse parendamiseks võib kasutada FiboTerm plokke. Küllalt palju kasutatakse ka keldriseina välisküljele kleebitavaid vett mitteimavaid (mittemärguvaid) soojustusplaate. Ehituskonstruktsioonide välispiirete puhul on põhiliseks soojapidavaks kihiks ikka spetsiaalne soojustuskiht. Arvestades veeauru partsiaalrõhu suuremat väärtust hoone sees on vaja võimaldada veeauru liikumine läbi konstruktsiooni hoonest välja. Seda ka tavalised ehitusmaterjalid võimaldavad. Samas nõuab see, et vee külmumistäpp oleks viidud kandvavälispiirde välispinnale, et mitte lubada vee külmumist konstruktsiooni sees. Siit ka üldine nõue soojustuse panekuks välisseinte välisküljele. Keldriseinas tekib keeruline olukord, kui välispiiret on vaja kaitsta vertikaalse hüdroisolatsiooniga sissetungiva pinnasevee ja kapillaarniiskuse vastu ja samal ajal tuleks võimaldada keldriruumi niiskuse eraldumist läbi keldriseina. Keldriseina soojustuse võib panna ka ilma kattekihita otse keldriseina välispinnale. Sel juhul on mõistlik hüdroisolatsioon teha soojustuse peale ja soojustuse sisse jätta vertikaalsed kanalid seina tuulutamiseks. Need kanalid võiks viia sokli horisontaalse niiskustõkke alla ja sealt välispinda. Kogemused on näidanud, et keldri põranda rajamisel põhjavee tasemest allapoole tavalised hüdroisolatsiooni võtted ei garanteeri veepidavust. 27 Joonis 5.4 Keldriseina variant Hüdroisolatsiooni tegemisel pehmete materjalidega, eriti ruumi nurkades, jäävad hüdroisolatsiooni sisse ikka mingid augud või pilud, millest piisab keldriruumi uputamiseks. Teiseks ohuks on asjaolu, et keldripõranda alla tekib hüdroisolatsiooni tõttu veesurve. Veesurve p = γvh (γv = 10,0 kN/m3). Juba 500 mm veesammas annab keldripõranda alla surve p = 10x0,5 = 5 kN/m2 (500 kgf/m2). Joonis 5.5 Veesurve keldripõranda all Betoonist 10 cm põranda kaal on gp = 25x0,10 = 2,5 kN/m2, selline põrand tõstetakse veesurve poolt üles. Kõrge põhjaveetaseme puhul tuleks projekteerida keldrisse metallist kessoon koos raudbetoonpõrandaga. Lihtsama lahenduse saab kohaliku drenaaži abil. Joonis 5.6 Keldri drenaaž 28 Sõltuvalt maja laiusest on vajalik kas üks või mitu kokkutõmbekaevu. Killustiku (Ø20…35 mm) kiht võiks olla paksusega ≥ 300 mm (võiks ka kasutada Fibo kruusa, kuid praegu ei ole pikaajalisi kogemusi Fibo kruusa kasutamisel vee all). Keldriseina vastupanu mullaservale. Keldrisein töötab horisontaaljõududele nagu serviti asetatud plaat. Joonis 5.7 Keldriseina töötamisskeem Madala keldri ja suhteliselt suure põikseinte vahe puhul tekkivad arvestatavad momendid ainult seina vertikaalribas (vt joonis 5.7, plaadi kõverdumine vertikaalis on suurem, kui horisontaalis). Üldjuhul ongi hoonete all sellised keldriruumid. Seina konstrueerimisel arvestatakse ainult ühesuunalisi vertikaalmomente kui hk/lpõik<1,5…2,0. Kui armeeritakse seina ühesuunaliselt vastupidiselt sellele nõudele, siis tuleb arvestada suurte pragude tekkimisega paralleelselt armeerimisega. Keldriseina arvutatakse mullasurvele järgmiselt (vt ka programm FiboCalc) – arvutamisel ei arvestata akendega keldriseinas, arvutustes vaadeldakse 1m laiust vertikaalset seinaosa. Keldriakende puhul tuleks kasutada mullasurve vastuvõtuks spetsiaalset aknakastikonstrukt-siooni, mis kannab mullasurve aknakohalt akna kõrvale seinale. Lisasurvet seinale tuleks kontrollida eraldi arvutusega. Koormused arvutatakse välja jm. koormusena seinale. Võib kasutada hoone seinaarvutuse tulemusena saadud sisejõu väärtusi, mis on leitud vastavale arvutuslikule seinaribale. Selline arvutus on üldiselt taga vara kasuks, kuna keldriseina koormuseks jaotub see koormus laiemale alale sõltuvalt situatsioonist (näiteks akende puhul esimesel korrusel, arvutuslik riba esimesel korrusel on akna kõrval, tema koormus jaotub keldriseina peale uuesti laiemale alale). Arvutatakse välja koormus keld rilaele. Koormuste ekstsentrilisuse määrab projekteerija pärast vastava toetussõlme konstrueerimist. Lähtutakse alloleva seina keskjoonest. Ekstsentrilisused määratakse vastavate märkidega, näiteks – Joonis 5.8 Ekstsentilisused keldriseinas 29 Täiendavaks koormuseks keldriseinale on mullasurve, mis määratakse pinna semehaanika vastava avaldise abil. Tagasitäite võib teha liivpinnaste või ka kergkruusaga, viimasel juhul väheneb oluliselt külgsurve seinale. Vajalikud arvutusparameetrid on: pn – maapinnale mõjuv normkoormus kN/m2; γF – sama koormuse osavarutegur; γpn – pinnase normmahukaal kN/m3; γm – pinnase mahukaalu osavarutegur; φn – pinnase normsisehõõrdenurk kraadides (liivadel 30º…35º, savidel 20º…30º); γmφ – pinnase sisehõõrdenurga osavarutegur. Koormused peaks keldrivahelae ekstsentrilisus olema võimalikult suur) või keldriseina paksuse suurendamisega. Keldriseina horisontaalne armeerimine omab mõtet kõrgete ja kitsaste keldriruumide korral. Mullasurve arvutus toimub joonisel 5.9 toodud skeemi kohaselt. Arvutatakse välja mullasurve vertikaalis erinevatele kõrgustele. Seina horisontaalriba vaadeldakse, kui tala (või jätkuvattala) tugede vahega lpõik. Vajalik armatuur paigutatakse arvutusliku riba vuukidesse, seina tõmmatud küljele. Armeerimisest võib loobuda horisontaalse võlvi töötamise arvestamisega arvutuslikus horisontaalribas (kui see on piisav). p = γF pn, materjali omadused (γp, φ) X = . Soovitavad osavarutegurite väärtused: γF = 1,30 (EVS 1997-1:2003, tabel 2.1), γm = 0,90, pinnase loodusliku tiheduse juures (EVS 1997-1:2003 j. 2.4.2 ja 2.4.3 p (8)), γmφ = 1,25 (EVS 1997-1:2003 tabel 2.2), rakendatakse suurusele tan φ. Arvutused tehakse vertikaalsele ühikribalevaata jaotus 4.1.4. Tugevuskontroll vertikaalribale qRd = NRd = (kN/m) (5.1) N ≤ NRd, (q ≤ qRd) Avade puhul keldriseinas tuleks arvutusskeemi täpsustada avasid kaitsva konstruktsiooni töötamisskeemi arvestamisega. Vertikaalribas tekkivate momentide vastuvõtmine eeldab üldiselt vertikaalset armeerimist (horisontaalarmatuur ei tööta), Fibo plokkidega on seda ebamugav teha. Väljapääsuks on siin pinnasekoormusest vastassuunalise momendi tekitamine keldriseinas, põhiliselt on seda võimalik teha keldrilae toetusega (vt joonis 5.8 ja 5.22), mullasurvele vastutöötamiseks Joonis 5.9 Horisontaalriba koormuse määramine Lubatud külgkoormuse suuruse (mullasurve) võlvi puhul võib määrata avaldisega qlat = , (5.2) kus t - seina paksus, lpõik - vt. joonis 5.9. Lõplikult peaks olema täidetud tingimus qmulla ≤ qlat ( või qarm), kus qarm– horisontaalselt armeeritud seina poolt vastuvõetav horisontaalkoormus horisontaalribas. Võlvina töötav müüritis peab olema laotud täielikult täidetud vertikaalsete vuukidega. Skeemi ei saa rakendada keldri nurgaruumides, kui kelder jääb maa peale ja puudub kanna vastureaktsioon. Vertikaalsuunas tuleks sellist seina kontrollida ilma mullasurveta. 30 5.3 Seinad 5.3.1 Välisseinad 5.3.1.1 Üldist • Välisseinad on hoone konstrukt sioonidest ühed tähtsamad, nad on põhilised lagede kande konstruktsioonid, • välisseinad on peamised sooja pidavuskonstruktsioonid, • välisseinad määravad hoone välisilme. Ka siin kehtivad välispiirete konstrueerimise põhilised reeglid • seina välispind peab olema ilmas tikukindel, • • • • välissein peab olema võimalikult helikindel, soojustus pannakse seina väliskihti, välissein ei tohi takistada hoone “hingamist”, välissein peab vastu võtma kõik vertikaal-ja horisontaalkoormused, mis temale langevad. Välisseina töötamise skeemi määramisel kehtivad eelmises punktis toodud reeglid. Üldjuhul arvutatakse välisseina vertikaalse ribana. Tüüpiline välisseina lahendus on joonisel 5.10. Joonis 5.10 Välisseina lahendus 31 5.3.1.2 Välisseina tööskeem Hoone kui terviku deformatsioonid horisontaalkoormustel on nii väikesed, et välisseina võib vaadelda lagede kohal toetuvana horisontaalsuunas kinnistugedele. Vertikaalsuunas moodustub selliselt jätkuvtala süsteem. Kuivõrd põikseinte vahe on tavaliselt suurem kui korruse kõrgus, siis on õigustatud vaadelda välisseina töötavana paindele ühes suunas – lühema külje (kõrguse) suunas. Sellisel juhul võime vaadelda seinast ainult ühiku laiust riba üle tugede (vahelagede). Süsteemi tervikuna nimetatakse jäigaks skeemiks. Joonis 5.11 Seina töötamine horisontaal-koormusele Vertikaalkoormuseks on seinte omakaal, lagede koormus, lumekoormus ja vertikaaljõud seinas tuulest (hoone kui terviku töötamisel tuulekoormusele). Lähtudes koormuse jaotumise printsiibist võib öelda, et korruse kõrguse ulatuses rakendatud koondatud jõud jaotub alumises tasapinnas konstantse pingena st arvutuslikult on rist lõige tsentriliselt koormatud. Kohalik tuulekoormus on horisontaal koormuseks, kuid tema mõju on seina tugevusele tavalise korruse kõrguse puhul väike ja temast võib üldjuhul loobuda. Joonis 5.12 Lae toetumine seinale Tuulekoormuse võtavad hooned vastu põikseintega. Kõrghoonete puhul kontrollitakse kõiki hoone tuulekoormusele töötavaid elemente tugevusarvutusega. Tavalise hoone kõrguse puhul (kuni 4…5 korrust) piisab stabiilsuse seisukohast vajalike konstruktiivsete nõuete täitmisest: – hoonel peab olema põikseinte süsteem, põikseinte vahekaugus ei tohiks olla: raudbetoonvahelagede puhul mitte üle 8…10 m, puitvahelagede puhul mitte üle 5…7 m; põikseinad peavad olema kõrguses hoonet läbivad (raudbetoonlagede puhul lae alla kinnitehtud), põikseina paksus peaks olema võrdne välisseina kandvakihi paksusega; – hoone vahelaed tuleks omapinnas jäigastada, monteeritavad raudbetoonlaed tuleks hoolikalt monolitiseerida, paneelid tuleks teatava vahemaa tagant välisseinaga ankurdada läbijooksvalt läbi hoone, 32 paneelidega ristsuunas peaks hoonel olema vööd seintes; puitvahelagede puhul tuleks vahelaetalad seintesse ankurdada, põranda või lae konstruktsioon peaks andma vahelaele piisava jäikuse kujumuutuse vastu. 5.3.1.3 Välisseina tugevusarvutus Välisseina tugevusarvutuses vaadeldakse välisseina vertikaalset riba ekstsentriliselt surutud vardana. Tugevusarvutus tehakse p 4.2 alusel. Momendid seinas vahelae ekstsentrilisusest. Arvutusskeem. Joonis 5.13 Sisejõud lagede koormusest välisseinas Vahelagede toetamisel seintele tuleks arvestada seinamaterjali tugevust ja eripära (vt p 5.8 Toetussõlmed). Välisseina armeerimisel tuleks lähtuda samadest eeldustest kui keldriseinte puhul (vt p 5.2). 5.3.1.4 Muud konstruktiivsed märkused, deformatsioonivuugid Soojapidavus Seina soojapidavus tuleks siduda kahe faktoriga – seina kui konstruktsiooni soojajuhtivusega ja – seina läbipuhutavusega. Fibo plokkidest seinte soojajuhtivus on võrdlemisi madal, sellest hoolimata tuleks seinad vajaliku soojapidavuse saavutamiseks täiendavalt soojustada (vajaliku soojapidavuse võib saavutada plokkidega FiboTerm). Ploki paksus seinas määratakse lähtudes vajalikust tugevusest. Fibo betoon (müüritis) on läbivate pooridega materjal, see tähendab, et läbipuhumise väl timiseks tuleks seinad katta tuulttõkestava materjaliga. Tuulttõkestavate materjalidena mõeldakse materjale, mis vähendavad tõkke ees tuule kiiruse nulliks, kuid normaalse veeauru partsiaalrõhkude vahe puhu kahel pool seina võimaldavad veeauru läbitungimise seinast. Fibo seinte läbipuhutavuse vähendamiseks soovitatakse plokkidest välisseina sisepinnad täiendavalt krohvida. Kiletaolisi materjale võib kasutada ainult seina sisepinnal (suure niiskusega ruumides), kui on tagatud küllaldane ventilatsioon veeauru eemaldamiseks ruumist. Niiskuse eemaldamine ruumist toimub üldiselt niiskuse loomuliku eemaldumise teel läbi välisseina. Seina soojustus peab olema selline, et seinakonstruktsiooni piirides ei tekiks nn kastetäppi. Kastetäpi kohas niiskus kondenseerub ja konstruktsioon muutub märjaks. Samuti peab hoolitsema, et niiskus ei jääks seina väliskihi taha kinni (plastkatted, tihe vooder). Sellisel juhul tehakse väliskatte taha piisav õhuvahe, mis viib niiskuse üles räästa alla välisõhku. 33 Joonis 5.14 Õhupilud välisseinas Helikindlus Tänavamüra vähendamiseks on oluline, et välisseinas ei oleks mingeid avasid (seinast läbitungiv heli). Kaasaegsed pakettaknad on hea helikindlusega, nende paigaldamine seina peab aga olema tihe. Seinte helikindlus on seda suurem, mida suurem on nende mass – seinakonstruktsiooni võnkumine väheneb. Rusikareeglina suureneb seina helikindlus 6 dB seina 1 m2 massi suurendamisel kaks korda. Helikindluse parendamiseks peaks sein olema laotud täielikult täidetud vuukidega (nii püst- kui horisontaalsuunas). Fibo müüritise helikindlust parandab oluliselt pinna krohvimine (vastasel juhul on difusioo nienergia osakaal väga suur). Kõige paremaid tulemusi heliisolatsiooni seisukohalt annab mitmekihiline sein, kus massiivsed seinakihid on üksteisest eraldatud kerge isolatsioonimaterjaliga ja puuduvad kihtide vahelised helisillad. Helisillaks on igasugune jäik side seinakihtide vahel. Hea tulemuse annab kahekihiline sein, kus üks kiht on suhtelisel kerge ja teine kiht raske. Keskmise intensiivsusega autoliiklusega tänava müra taset hinnatakse ~ 80 dB. Seega peaks välisseina helikindlus (müra taset alandav võime) olema ~ 60…70 dB. Välisseina ilmastikukindlus ja välimus. Välisseina ilmastikukindluse määravad kasutatud materjalid ja tehtud tööde kvaliteet. Levinud on välisseinte kaitsmine eraldi voodriga. Vooder võib olla iseseisev seinakiht või kandvaseina peale kinnitatud (mördiga, tüüblitega) täiendav kate. Eraldi vooder on sisuliselt seina iseseisev kiht (vt joonis 5.10). Vooder tuleks teha ilmastikukindlatest kividest. Puhtavuugiga ladumisel annab see ka hoonele soliidse välisilme. Fibo seinte puhul võib välimise seinakihi krohvida. Tänapäeval kasutatakse tihti fassaadi katmiseks soojustatud krohvisüsteeme, kus soojustuseks on vill või vahtpolüstürool ning lõppviimistlus tehakse ilmastikukindla dekoratiivkrohviga. maxit Estonia AS pakub mitmeid erinevaid fassaadisoojustussüsteeme (vt maxit Estonia kodulehele). 34 Mitmesuguseid müüri sademete eest kaitsmise võtteid – Joonis 5.15 Müüriladumise võtteid Uurimised on näidanud, et tugeva tuule puhul pressitakse vihmavesi osaliselt läbi müüri, eriti ladumise ebakohtadest. Mõistlik on voodri taha teha õhuvahe, mille abil seina sisepind kuivatatakse. Deformatsioonid Fibo müüritis on suhteliselt suurte deformatsioonidega, eriti alalise koormuse puhul (vt p 4.3). Seda peab arvestama mitmesuguste jäigemate konstruktsioonide sidumisel Fibo müüritisega. Muudest kividest voodri puhul tuleks voodri sidumine Fibo müüritisega teha selline, et see võimaldaks voodri ja põhiseina erinevaid paigutusi, eriti hoone kõrgemates osades. Akna- ja ukseaukudes ei tohiks voodrit siduda otse põhimüüritisega. Deformatsioonivuugid Fibo plokkide mahukahanemine ei ole eriti suur (p. 2.1.7), kuid siiski on oht, et pikematesse seintesse tekivad teatava aja möödudes mahukahanemispraod. Soovituslikult peaks fiboseintes olema vertikaalsed mahukahanemisvuugid 10…15 m tagant, see kehtib pealt lahtiste seinte kohta. Kui seinale toetub raudbetoonlagi, mis on vöödega piiratud, siis võiks vuukide arvu mingis seinas oluliselt vähendada. Mahukahanemispragu tekib üldiselt seina nõrgemasse kohta – akende ja uste nurkadesse. Joonis 5.16 Mahukahanemisvuuk seinas 35 Joonis 5.17 Vuugi konstruktsioon (seina horisontaallõige) Mahukahanemisvuuk ei pea võimaldama paisumisdeformatsioone (kui ei ole ohtu nende tekkimisel). Variandis a) on ploki otsad ladumise ajal kokku lükatud, variandi b) puhul on jäetud plokkide vahele vahe 10…15 mm. Seina sisse pannakse horisontaaljäikuse tagamiseks jäigastuspoldid Ø 18…20 (sile varras), mille üks ots on plastmassist hülsi sees (võimaldab horisontaalset liikumist) ja teine ots on mördiga täidetud vaos ploki sees. Jäigastuspoldi pikkus peaks olema 600…800 mm ja polt tuleks panna 2…3 plokirea tagant kõrguses. 5.3.2 Siseseinad Siseseinte ülesandeks on tsiviilhoones lagede koormuse kandmine ja helikindluse tagamine erinevate ruumide vahel. Eristame siin veel vaheseinu, mida ei koormata lagede koormusega. Raskelt koormatud vahelagede puhul on oht, et vahelagi “vajub” vaheseina peale. Sellisel juhul jäetakse vaheseina ja vahelae vahele pehme materjaliga täidetud pilu, vaheseina ülemist serva hoitakse vahelae külge kinnitatud spetsiaalsete hoidjatega. Nagu graafikult joonisel 2.4 on näha võib saada fiboseinaga paksusega 150 mm (kahelt poolt krohvitud) müraisolatsiooni ca’ 50 dB, vastavalt Saksa normidele oleks eluruumides vajalik ruumide vaheline müraisolatsioon 47 dB. Normaalselt mööbliga täidetud ruumis ei teki heli reverberatsiooni- (järelkõla)ohtu. Lagede koormuse toetamisel siseseinale tuleks seina kandevõimet kontrollida arvutusega (vt p 4.2) ja täpsustada paneelide või talade toetussõlme konstruktsiooni (vt p. 5.8). 5.4 Vahelaed Fibo müüritisega hoonetes kasutatakse kõiki tüüpilisi vahelagede lahendusi. Vahelaed tuleks jäigastada omapinnas vastavalt “heale ehitustavale”. Paneelide vahed valatakse täis tugeva mördiga, paneelid ankurdatakse omavahel mõlemas suunas läbi hoone. Puitvahelagede puhul tuleks talastik jäigastada diagonaalidega või siduda suuremõõtmeliste plaatidega kas alt või pealt. Vahelagede konstrueerimisel tuleks olulist tähelepanu pöörata sammumüra levimisele läbi vahelae. Kõige sobivamad on siin mitmekihilised konstruktsioonid, kus ülemine kiht (põrand) isoleeritakse alumisest (paneelid, talastik) pehme vahekihiga. Ka siin on oluline vältida helisildade tekkimist. Akustilised ripplaed vähendavad oluliselt müra levikut. 5.5 Sillused Sillustena võib kasutada tehases toodetud raudbetoonsilluseid, valada sillused kohapeal või kasutada fibosilluseid. Tehasesilluste puhul tuleks silluse ostmisel kontrollida tema kandevõimet. Kui ava kohal ei ole täiendavat koormust (tala, vahelagi), siis võib kasutada nn mittekandvat sillust. Selline sillus armeeritakse vähese (konstruktiivse) armatuuriga. Vahelagede või talade toetumisel sillusele tuleks vastav koormus välja arvutada ja see tuleks silluse ostmisel teatada müüjale. Fibo silluste kandevõime on antud p 4.1.5. Mittekandvasillusena võib kasutada ka puitprussi. Kandevsillus arvutatakse lihttalaskeemi alusel jaotatud või koondatud (tala) koormusele. Silluste puhul tuleks erilist tähelepanu pöörata silluse toetamisele 36 müürile. Tulepidavuse suurendamiseks tuleks Fibo sillused krohvida. 5.6 Korstnad Hoonetes kasutatakse praegusel ajal kahte tüüpi korstnaid: – klassikalise lahendusega telliskorstnad ja – monteeritavaid korstnaid metallist või keraamilistest materjalidest. Üldine põhimõte on, et igal koldel on oma lõõr, ka ventilatsioonilõõrid on igal ruumil eraldi. Ventilatsioonilõõrid võiksid olla vaheldumisi suitsulõõridega, need soojendavad ventilat sioonilõõri ja parandavad seal tõmmet. Korsten on sale konstruktsioon ja vajab püstiseismiseks horisontaalset tuge, korsten tuleks laduda koos muude seinte ja lagedega. Põleva vahelaekonstruktsiooni puhul tuleks klassikalise korstna läbiviiguks kasutada katikut, Fibo moodulkorsten katikut ei vaja. Monteeritav korsten maxit Estonia AS on turul Fibo moodulkorstnatega (vt “Korralik korsten”, maxit Estonia AS). Fibo korstna põhielemendiks on monteeritav mantelplokk, mille sisse käib monteeritav šamottoru. Sobivad lõõri mõõdud Ø 160 mm – ahi, pliit, saunakeris, gaasikatel, uksega suletav põlemisruum; Ø 200 mm – kaminad ja juhud, kui on lubatud kaks suitsu kokku viia, avatud põlemisruum. 5.7 Katusekonstruktsioon Enamlevinud katusetüübiks on viilkatus, mis võimaldab kasutada katusealust ruumide välja ehitamiseks ja on Eesti oludes ilmastikukindel. Vaatleme tavalist hoone puitsarikatega konstruktsiooni. Tihti on siin probleemiks valearusaamine sisejõudude jaotusest nimetatud konstruktsioonis. Joonis 5.18 Penni töötamine katuses. Penn töötab katuses survele, müürlatt tuleks ankurdada vahelae külge, sarikas tõukab teda majast välja. Tüüpiline sarika murdumispilt on joonisel 5.19 Joonis 5.19 Pööningupealse seina väljavajumise tõttu penn hakkab tööle tõmbele ja sarikas murdub Müüritise tõstmisel katusekorruse all tuleks terve katusekonstruktsioon ankurdada lae külge. 37 Joonis 5.20 Sarikate ankurdamine vahelae külge Horisontaaljõu võib maha võtta ka katuseharja toetamisega – Joonis 5.21 Katuseharja toetamine 5.8 Toetussõlmed, muud vajalikud lahendused Hoone ehitamine on seotud paljude konstruktsioonisõlmede kujundamise ja väljaehitamisega. Osa konstruktsioonisõlmesid peavad vastama tugevusnõuetele (neid kont-rollitakse tugevusarvutusega), osa sõlmesid tehakse “hea ehitustava alusel” (vt Fibo konstruktiivsed sõlmed maxit Estonia kodulehel) Paneelide toetus müüritisele Joonis 5.22 Paneeli toetus seinale 38 Paneelide ühepoolsel toetamisel seinale võib koormuse ekstsentrilisuse vähendamiseks panna müüri servale pehmest puidust liist või elastne lint, millega viiakse koormuse rakenduspunkt seina keskjoonele lähemale. Paneelide kahepoolsel toetusel on soovitav paneeliotste alla valada õhuke betoonist jaotuskiht. Paneelialune toetus valatakse valmis, peale ca’ 1 päevast kivinemist paigaldatakse mördikihile paneelid. Soovi korral võib paneeliotste aluse armeerida ka pikisuunas ja moodustada niimoodi vajalik vöö tervele hoonele. Paneelide toetuse puhul seinale peab muljumispinge paneeliotsa all alati olema väiksem müüritise kohalikust tugevusest. Joonis 5.23 Pingejaotus padja all Joonis 5.24 Kahepoolne toetus seinale Paneeli toetus Fibo plokile ap peaks olema vähemalt 100 mm, raudbetoon vöö puhul võib see olla ka vähem. 39 Talade toetus seinale Talade toetamisel seinale on otsustava tähtsusega koormuse suurus. Tegemist on koondatud jõu ülekandmisega talalt seina lühikesele alale. Üldjuhul tuleks kasutada koormuse jaotuse seadet – patja, jaotustala, vööd. Koormuse jaotuse seade peab olema võimalikult paindejäik konstruktsioon, millega koondatud jõu mõju kantakse laiale alale. Ehitusmehhaanika seisukohalt on tegemist ülesandega, kus tala või plaat toetub elastsele alusele. Uurimised on näidanud, et pingejaotus padja all langeb üldjoontes kokku pingejaotusega jõu all üldse. Vastavalt joonisele 5.24 asendatakse raudbetoonpadi tingliku müüritise kihiga kõrgusega H0, mille puhul saadakse müüritise koormamisel jõuga N selle kihi pealt sügavusel z (H0) samasugune pingejaotus ja intensiivsus müüritises, kui tegeliku padja all. Vajaliku kihi kõrgus määratakse avaldisega H0 =2 Ep – padja elastsusmoodul (võetakse ≈0,85Ec), Ec– betooni algelastsusmoodul, , (5.3) kus Ip – padja ristlõike inertsimoment risti paindetasapinnaga, Em– müüritise elastsusmoodul (üldiselt on siin määrav pikaajaline koormus), d – padaja mõõde paindetasapinnast välja (laius). Pinge epüüri jaotus raadius s sügavusel z – s = 0,5 πz = 1,57 z. Tuleb arvestada, et koormus kantakse müürile padja kaudu st, et pingeepüür padja all ei saa olla laiem kui padi. Alati kehtib nõue, et N = Vp, kus Vp– pingeepüüri maht. Pingeepüüride konstrueerimiseks võib kasutada käsiraamatutes toodud tabeleid. Koondatud jõudude rakendamiseks müüritisel kasutakse tihti raudbetoonvöösid. Vöö kasutamine on õigustatud siis, kui jõudude rakenduspunktide vahemaa on väike. Vööle saab ka anda teise väga vajaliku ülesande, see on hoone osade omavaheline sidumine. Joonis 5.25 Hoone vööd Tugevusarvutus koosneb järgmistest osadest: müürituse tugevuskontroll muljumisele, vöö paindekontroll ja vöö kontroll tõmbele. 40 Rostvärgitalade (paneelide aluse vöö) puhul kasutatakse järgmisi pinge määramise skeeme: Joonis 5.26 Pingejaotus müüritises rostvärgitala (vöö) peal a – jätkuvtala keskmisel toel, a (posti laius) ≤ 2s puhul; b – sama, kui 3s ≥ a > 2s; c – sama, kui a > 3s; d – jätkuvtala ääretugedel ja lihttalade puhul. Ülemise vöö puhul on epüürid pööratud. Kolmnurkse epüüri puhul (a ≤ 2s) – σmax = σmax = , t on seina paksus, Eb on betooni elastsusmoodul, Ib on betoontala inertsimoment, Em on müüritise elastsusmoodul. Trapetsepüüri puhul (3s ≥ a > 2s) σmax = Skeemi d) puhul – s1 = 0,9H0 ja a1 ≤ 1,5H ning , kus s = 1,57H0 , H0 = Kui a (toetusala pikkus) > 3s, siis koosneb pingeepüür kahest osast (skeem c), a asemel võetakse suurus N a1 = 3s, σmax = a t . 1 . . Müüritise tugevus kohaliku koormuse all on üldiselt suurem tema arvutustugevusest. Kohaliku koormuse all mõistetakse konstruktsiooni koormamist tema suhteliselt väiksel pinnal Ab. Tugevnemine tekkib seoses ruumilise pingeolukorra tekkimisega müüritises koormuse all. Vastavalt EVS 1996-1-1:2003 -le kontrollitakse tugevust σmax ≤ , (5.4) fk kuid mitte vähem kui ega rohkem kui γM 41 fk 1,5 γ . M Eelmise avaldise tähised: fk – müüritise normsurvetugevus; γM – materjali osavarutegur; Aloc– toetuspind, mida ei võeta suuremaks kui 0,45 Aef; Aef – seina arvutuslik ristlõikepind Lef t; t – seina paksus, mis arvestab uurdeid sügavusega enam kui 5 mm. Koormuse ekstsentrilisus ei tohiks olla suurem kui t/4. Eeldatakse, et koormus jaotub ca’ 60° all horisontaalpinnast (vt joonis 5.27). Joonis 5.27 Koormusejaotus seinas Tugevustingimuse võib esitada ka kujul σmax ≤ floc, (5.5), kus floc( ≥ f) – Jaotustala (patja) skeemi alusel – arvutatakse järgmise müüritise kohalik(muljumis-) tugevus (sobiv meetod floc arvutamiseks on antud СНиП II-22-81 Каменные и армокаменные конструкции, Москва 1983). Arvutuslikud parameetrid avaldisele (5.4) määratakse joonise 5.27 alusel. Kuivõrd reaktiivsurve epüür padja all peab olema mõjuva jõuga tasakaalus, siis jõualune ristlõige ei saa pöörduda koormamisel. Pingeepüür padja all on tekkinud konsooli koormuseks. Joonis 5.28 Padja (tala) arvutusskeem 42 Tala toetamine pilastrile erineb tala toetamisest seinale teatavate konstruktiivsete iseärasuste poolest – vt. p 4.1.3 Vajadusel tuleks viia koormuse toetustsenter sügavamale seina sisse. Vajadusel tuleks tala toetamiseks kasutada tsentreerimislappi. Joonis 5.29 Tala toetus pilastrile Silluse toetamine seinale (tala toetamine seina nurgale) Müüritise nurkade koormamisel tekkivad nurgalähedases tsoonis horisontaalsed tõmbepinged Joonis 5.30 Müüri nurga koormamine Tähistused. q – jaotatud koormus müürinurgal, b – epüüri sügavus, a – koormatud ala pikkus, l – müüri üldine pikkus, σ –horisontaalne pinge seinas. Pingetsooni avaldisega – sügavuse võib Maksimaalne tõmbepinge – σt, max = . (5.6) Peaks olema täidetud tingimus, et σt, max ≤ 0,8 ft,u, kus määrata b = a(1,75v2 – 2,75v + 1,25), v = a/l. ft,u on müüritise piirtõmbetugevus horisontaalsuunas. Kui toodud tingimust ei ole võimalik täita, siis tuleks müüritis armeerida vastavale tõmbejõule 43 Nt = 0,5σt, maxtb. Tõmbepinged tekkivad siis, kui seina pikkus (l) on küllalt suur. Sillusega seinanurga koormamisel peavad vertikaalsed muljumispinged jääma lubatud piiridesse ja ei tohi ületada lubatud tõmbepingeid silluseotsa taguses lõikes. Müürinurk silluse või tala all tuleks alati konstruktiivselt armeerida horisontaalsuunas. Sillust või tala ei või liiga pikalt viia müüri peale, siis tekib oht, et silluse ots kinnitub jäigalt seina ja murdub negatiivse kinnitusmomendi mõjul. Tala või silluse toetuspikkus ei tohiks olla suurem tala või silluse kõrgusest. Raskemate koormuste puhul tuleks kasutada tsentreerimisega jaotuspatja. Vöö konstruktsioonid Vöö võib olla vajalik mitmel eesmärgil, üldjuhul kasutatakse vööd võimalike ebaühtlaste vajumistega seotud paigutustest tekkivate pingete silumiseks seinas (vt joonis 5.29). Vöö pikiarmatuuri võib panna paneelide vahelisse vuuki (vt joonis 5.35) või ehitada eraldi vöö vahelae serva (vt joonis 5.36). Joonis 5.31 Pikiarmatuur paneelide vahel Joonis 5.32 Raudbetoonvöö seinas 44 Vöö võib teha ka paneeliotste alla. Sel juhul võib vööd kasutada näiteks ribipaneelide toetamiseks seinale. Pikiarmatuur peab olema kas pidev kogu vajalikus pikkuses või paneelide vahel vajaliku ankurduspikkusega üle toe (põikseina). Viimasel juhul kasutatakse tõmbearmatuurina seinaäärse paneeli pikiarmatuuri, mis on siis võimalik, kui vertikaalkoormusest jääb kandevõime osas armatuuri vabaks (seina äärde on pandud vajalikust tugevamad paneelid). Juhul kui vööd soovitakse kasutada tõmbele tuleks garanteerida tema side müüritisega. Praktiliselt on see võimalik ainult hõõrdejõudude rakendamisega vöö ja müüritise vahel. See tähendab, et vöö peal peab olema küllaldane alaline vertikaalkoormus, mis garanteerib vajaliku nihkejõu tekkimise - vööl ei ole mõtet müüritise peal. Vahelae toetamine FiboTerm seinale Joonis 5.33 Vahelae toetamine FiboTerm seinale 45 Lisad L.1 Mitmesugused tehnilised andmed plokitoodete kohta Fibo plokkide mõõdud ja kaalud Laius 100 150 200 250 300 350 Plokkide mõõtmed Kõrgus 185 185 185 185 185 185 185 Kaal (kg) Pikkus 490 490 490 490 490 490 490 Fibo3 6 9 12 15 18 25 21 Fibo5 8 11 15 18 22 - Fibo plokkide tehnilised omadused (vt. lisaks vastavaid peatükke) Karakteristik Plokk Nimi Survetugevus (MPa) Tõmbetugevus (MPa) Paindetugevus (MPa) Nihketugevus (MPa) Nakketugevus betooniga (MPa) Lõiketugevus (MPa) Veeimavus [%] (suht.niiskus 95%) Veeauru läbilaskvus δ (gm/hN) Mahukaal (kg/m3) Sooja erijuhtivustegur λ (W/mK) Külmakindlus Teguri δ väärtused normaliseeritud survetugevuse määramiseks fb = δRm. Kujutegur δ, mida rakendatakse katsekehadele peale koormuspindade ettevalmistamist (EN 722-1 Methods of test for masonry units – Part 1: Determination of compressive strength järgi) Fibo3 3,0 0,4 0,6 0,45 0,3 0,45 6,5 8,3x10-5 650 0,20 Fibo5 5,0 900 0,24 50 tsüklit Rm – F2 F3 F5 46 Rm (MPa) 2 3 5 δFibo ploki laius (mm) 100 1,305 δ 150 1,205 200 1,105 250 1,055 300 1,055 350 1,055 Müüritise õhumüra isolatsioon (krohvituna mõlemalt küljelt) Müüritise paksus (mm) 100 150 200 250 300 350 Õhumüra isolatsiooniindeks R´w (dB) Fibo3 (3 MPa) Fibo5 (5 MPa) 43 43 47 49 50 53 52 56 53 57 54 - Müüritise elastsusmoodul Ed (MPa) Ed Lühiajaline Alaline koormus koormus Fibo müüritis 3000 750 Fibo müüritise tulespüsivuse omadused Seinapaksus, mm 100 150 200 250 300 350 Seinapaksusele vastav tulepüsivusklass Tuletõkkesein mitteTuletõkkesein kandva tarindina kandva tarindina Tuletõkkesein Sektsiooni sisesein EI 120 REI 60 R 30 EI 240 REI 120 R 60 >EI 240 REI 180 R 120 >EI 240 REI 240 R 180 >EI 240 REI 240 R 240 >EI 240 REI 240 R 240 47 Silluste pikkused (mm) ja min. kaalud (kg/tk), kõrgus on kõikidel sillustel 185 mm Laius 100 150 200 250 300 1190 21 34 48 63 65 1490 28 45 64 72 78 Pikkus (mm) 1790 2090 2390 31 58 66 75 73 90 112 88 103 124 93 129 159 2690 2990 129 149 179 141 180 197 Silluste kandevõimed (arvutuslikud) kN Pikkus [mm] / kandeava L [mm] (toetatud kummaltki poolt 250 mm); Laius (mm) 100 1190/690 1490/990 1790/1290 2090/1590 2390/1890 2690/2190 2990/2490 (1,4) (2,0) (2,6) (3,2) (3,8) (4,4) (5,0) Lubatud koormused N [kN] kandeavale L (vt. arvutusskeemi) kasutuspiirseisund/ kandepiirseisund 14,5/27,8 12,0/23,0 11,0/20,2 150 200 250 300 15,0/28,8 16,0/30,7 25,0/48,0 26,5/50,9 12,5/24,0 17,0/32, 22,0/42,2 23,5/45,1 18,5/35,5 19,0/36,5 21,0/40,3 22,5/43,2 20,5/39,4 21,0/40,3 28,5/52,8 30,0/53,8 14,0/26,9 15,0/28,8 20,5/39,4 22,5/41,3 11,5/22,1 15,5/29,8 17,0/36,2 11,0/21,1 30,0/44,2 32,5/45,1 Märkused: Iga sillusele laotud plokirida tõstab silluse kandevõimet ca 1,5 korda (tekib võlviefekt) Vetonit Müürisegu M100/600 kulu erinevatele müürikividele Müürikivi Fibo plokk Põletatud tellis Põletatud tellis Silikaatkivi Mõõdud (l x p x k) 100 x490x185 150 x490x185 200 x490x185 250 x490x185 300 x490x185 350 x490x185 250x85x65 250x120x65 250x120x88 48 Segukulu (kg/tk) 2,0-2,5 2,2-2,7 2,5-3,0 3,0-3,5 3,5-4,0 4,0-4,5 0,6-0,8 0,8-1,0 ca 1,0 L.2 Viited algmaterjalidele, kirjandus 1. Arvutuse alused EVS 1996-1-1:2003 Kivikonstruktsioonid (Alusmaterjal Eurocode 6); 2. СНиП II-22-81 Нормы проектирования. Каменные и армокаменные конструкции; 3. Пособие по проектированию каменных и армокаменных конструкций (к СНиП II22-81); 4. Murverkshandboken MUR 90, TCK AB, 1990, Häfte 2, Häfte 4A…4C, Häfte 5C; 5. EPN6/AM-1- Kivikonstruktsioonid, Kivikonstruktsioonielementide ja -sõlmede tugevusarvutused – Abimaterjal EPN 6 kasutajale, 1999; 6. EPN6/AM-21- Kivikonstruktsioonid, Kivihoonete stabiilsus – Abimaterjal EPN 6 kasutajale; 7. Design of Masonry Structures, A.W. Hendry, B.P. Shina and S.R. Davies, E&FN Spoon, London. 49 Indeksid A arvutustugevus.................................. 23 O osavarutegur..................................... 23 E elastsusmoodul................................... 5 erisoojusmahtuvus.............................. 6 erisoojuspaisumine.............................. 7 F FiboTerm plokk.................................. 12 P paindetugevus..................................... 5 pilastri arvutus................................... 20 pilastrid.............................................. 19 plokid................................................... 4 plokkide ülekate................................. 10 poorsus................................................ 5 S K keldrisein........................................... 21 keramsiit.............................................. 4 kergkruus............................................. 4 kergkruusbetoon.................................. 4 kergplokid............................................ 4 L lõiketugevus........................................ 5 saledus.............................................. 23 seina konstruktsioon.......................... 31 seinaarvutus...................................... 17 seinatüübid........................................ 11 seotised............................................. 10 sillused.............................................. 22 sõlmed............................................... 38 soojusjuhtivus...................................... 6 survetugevus....................................... 5 M mahukahanemine................................ 7 mördi tugevus.................................... 22 mördiribad......................................... 13 mört..................................................... 9 müraisolatsioon................................... 8 müraneeldumine.................................. 8 müüritugevus..................................... 22 N nakketugevus...................................... 5 normaliseeritud tugevus.................... 23 T tegur X............................................... 23 tõmbetugevus...................................... 5 tugevusarvutus.................................. 22 tulepüsivus.......................................... 8 V veeauruläbilaskvus.............................. 6 veeimavus........................................... 6 vöö..................................................... 44 50
