Бескаркасные монолитные здания требования к ним

Конструктивные решения монолитных зданий 2369

Здания из монолитного бетона могут проектироваться перекрестно-стеновой конструктивной системы с несущими или ненесущими наружными стенами, поперечно-стеновой, когда несущими вертикальными элементами являются только поперечные стены, или продольно-стеновой с несущими продольными стенами.(Рис.1.1.)

Рис. I.1. Бескаркасные стеновые конструктивные системы жилых зданий:

а, б — поперечно-стеновая (с параллельными и радиальными несущими стенами); в — продольно-стеновая; г, д — перекрестно-стеновая

Используя монолитный бетон можно практически реализовать любую архитектурную идею. Монолитный бетон является наиболее «удобным» материалом для создания уникальных сооружений, крупных общественных зданий со сложными функциями и соответственно сложной, многоплановой структурой. Гибкость монолитного бетона в жилищном строительстве в первую очередь проявляется в возможности свободного выбора планировочного решения зданий.

Без значительного усложнения технологии возведения могут сооружаться жилые дома различных типов: обычные квартирные, гостиничного типа, спальные корпуса пансионатов и др. Легко достигается в монолите изменение высоты этажа, что весьма важно для размещения в первых этажах нежилых помещений и офисов. В таких помещениях величина пролетов и высота может приниматься в соответствии с функциональными требованиями встраиваемых предприятий.

В зависимости от величины пролета плит перекрытий стеновые конструктивные системы подразделяют на малопролетные (до4,8м), среднепролетные (до7,2м) и большепролетные (более 7,2м). В практике жилищного строительства применяют малопролетные и среднепролетные конструктивные системы.

В зданиях с поперечными несущими стенами горизонтальные нагрузки, действующие перпендикулярно несущими стенами, воспринимаются отдельными диафрагмами жесткости, расположенными в продольном направлении здания, плоской рамой за счет жесткого соединения поперечных стен и плит перекрытий, радиальными поперечными стенами при сложной форме здания в плане.

В зданиях с продольными несущими стенами горизонтальные нагрузки, действующие перпендикулярно этим стенам, воспринимаются отдельными поперечными стенами лестничных клеток, торцевыми и межсекционными стенами.

В зданиях с перекрестными несущими стенами горизонтальные нагрузки в зависимости от направления их действия воспринимаются продольными или поперечными стенами, в связи с чем эта конструктивная система позволяет возводить наиболее прочные, жесткие и устойчивые здания. По высоте и в плане здания конструктивная система может быть регулярной и нерегулярной. К регулярным системам относятся здания с одинаковым в плане поэтажным расположением стен и проемов, а к нерегулярным- здания с вертикальными и горизонтальными конструкциями разных размера и типа (например, на первых этажах- колонны, а на вышележащих этажах- стены; здание имеет расширение или сужение размеров стен по высоте, разные их высоты и т.п.).Выбор конструктивной системы здания по условиям обеспечения прочности и жесткости осуществляется на основании статических расчетов и зависит от этажности, геологических и грунтовых условий строительства.

Конструктивно-технологический тип здания связан с методом его возведения. Можно выделить два основных и наиболее распространенных конструктивно-технологических типа бескаркасных зданий, возводимых в съемных (переставных) опалубках.

Здания первого конструктивно-технологического типа.В зданиях этого типа на первом этапе поэтажно возводят внутренние и наружные несущие стены, на втором этапе устраивают перекрытия. Внутренние стены таких зданий всегда монолитные однослойные, наружные- монолитные и сборно монолитные. Для возведения стен в этом случае применяется крупнощитовая или блочная опалубка. (Рис.1.2.)

Тема 1.3 Монолитные здания

Время движется вперёд, развиваются новые условия жизни и сегодня уже предъявляются совсем другие требования к жилью – качественные и комфортные, поэтому наряду со сборным строительством из неизменяемых стандартных конструктивных элементов (панелей, блоков, колонн, плит перекрытий), приведших к серости и однообразию городов, вспомните телефильм «Ирония судьбы», начинается внедрение монолитного железобетона. Монолитные здания возводятся непосредственно на строительной площадке в индустриальных многократно оборачиваемых опалубках. Такой метод возведения зданий позволяет проще и экономичнее, чем в сборном домостроении, создавать разнообразные, выразительные по планировочным решениям и архитектурной выразительности здания и сооружения.

На первом этапе монолитного строительства решалась задача повышения архитектурной выразительности массовой застройки (рисунок 24). Поэтому монолитными возводились только высотные здания. Но время шло, накапливался опыт монолитного домостроения и из неэкономичного вида строительства он показал технико- экономические преимущества перед всеми видами строительства (кирпичного, блочного, панельного):

— затраты снижались на 35% меньше, чем в кирпичном и на 40-45%, чем в крупнопанельном строительстве;

— расход стали снижался на 7-25%;

— энергозатраты сократились на 25-35%;

— стоимость строительства ниже на 5%;

— трудоёмкость снизилась на 25-30%.

Вот эти преимущества и позволили развиваться монолитному строительству в нашей стране, хотя в странах Запада и Америки это строительство давно является преимущественным, например:

— в США из сборного железобетона возводится 37%, из монолитного -63% зданий;

— в Англии – соответственно — 32% и 68%;

— во Франции – 14%- 86%.

а — здание с монолитным стволом и со борными конструкциями; б – здание с монолитным стволом и сборными консольными платформами

Рисунок 24 – Примеры монолитных зданий

Конструктивные типы и схемы монолитных зданий, применяющихся в современном строительстве следующие:

1 Бескаркасные, наиболее распространённые, применяются при строительстве жилых домов, гостиниц. В этом типе зданий наружные и внутренние стены — несущие, образуют жёсткую коробчатую конструкцию, воспринимающую и вертикальные и горизонтальные нагрузки.

Конструктивные схемы бескаркасного типа: — с поперечными несущими стенами; с продольными несущими стенами и с перекрёстными несущими стенами (рисунок 25б).

2 Каркасные, применяются для офисных зданий, общественного назначения, обеспечивают наибольшую свободу планировки.

Конструктивные схемы: с поперечным ригелем, продольным ригелем, перекрёстным ригелем. Все нагрузки воспринимают элементы каркаса.

3 Ствольно-каркасные, состоящие из монолитного ядра – ствола – жёстко соединённые между собой стены лифтовых шахт и лестничных клеток, воспринимающих ветровые нагрузки, и каркасной части здания вокруг ствола (рисунок 25а).

4 этажерная конструкция, состоящая из монолитного несущего каркаса с платформами, образующими по высоте 5-7 этажей, которые могут монтироваться из сборных элементов (рисунок 25в).

5 Ствольно-консольная, состоящая из монолитного ствола и консольных платформ, где располагаются этажи, смонтированные из сборных элементов (рисунок 24б).

Типы монолитных стен:

1 Внутренние монолитные стены выполняются из:

тяжёлого бетона при несущих стенах, минимальная толщина их – 160мм;

— лёгкого бетона при ненесущих стенах, плотностью 1400-1600кг/м³, толщина – 200-220мм.

2 Наружные несущие стены бывают однослойные и многослойные, в зависимости от конструктивной схемы здания.

Однослойные стены по характеру работы самонесущие, выполняют роль ограждающую и теплозащиты, поэтому выполняются из различных лёгких бетонов плотностью 1200-1500кг/м³, применяются при несущих внутренних стенах.

Толщина наружных стен назначается из условий теплоизоляции, района строительства, материала стен и может быть:

— при температуре наружного воздуха минус 35-40°С – 420-450мм;

— при температуре минус 25-30°С – 320-400мм;

— при температуре минус 20°С – 260-320мм.

Многослойные стены по характеру работы являются и несущими и ограждающими, поэтому применяются в конструктивной схеме с несущими продольными стенами.

По конструктивному решению многослойные монолитные стены бывают:

двухслойными, состоящими из несущего слоя из тяжёлого бетона и утепляющего слоя из лёгкого бетона, соединёнными между собой внутренними анкерами.

трёхслойными, которые подразделяются на два вида:

1) стена состоит из слоя тяжёлого бетона, эффективного утеплителя и декоративно-защитного слоя, эти стены получили наибольшее распространение.

2) стена состоит из двух слоёв тяжёлого бетона, между которыми находится эффективный утеплитель, слои соединяются между собой арматурными связями.

В монолитных зданиях перекрытия устраивают монолитными из тяжёлого бетона, сплошными толщиной 200мм. Перекрытия армируются двумя сетками, расположенными в сжатой (верхней) и растянутой зонах (нижней) по толщине плиты. Для обеспечения пространственной жёсткости здания и сопряжения со стенами арматура стен и перекрытий связываются между собой при помощи вязальной проволоки (рисунок 27).

Рисунок 27- Сопряжение монолитного перекрытия со стеной

Лестницысобираются из сборных лестничных маршей и площадок или сборных маршей и монолитных площадок (рисунок 28).

Рисунок 28 – сопряжение сборного лестничного марша с монолитной лестничной площадкой

Фундаментыв зависимости от грунтовых условий и конструктивного типа могут быть сборными ленточными, столбчатыми, свайными или сплошными.

Крышимогут быть: по уклону — скатными, плоскими; по конструктивному решению – раздельной конструкции или совмещёнными.

Перегородки –в зависимости от назначения помещений — гипсокартонные каркасные, блочные, плитные.

Материал для закрепления:

1 Объяснить, какие здания относятся к монолитным.

2 Указать область применения монолитных зданий.

3 Назвать конструктивные типы монолитных зданий.

4 Объяснить преимущества монолитных зданий в современном строительстве.

5 Назвать конструктивные решения стен:

6 Объяснить конструктивное решение:

7 Назвать материал для наружных стен.

8 Указать, от чего зависит толщина наружных стен.

Проверка степени усвоения материала:

Для подтверждения компетенций по теме «Монолитные здания» обучающийся должен ответить на вопросы теста.

Дата добавления: 2015-10-19 ; просмотров: 2255 . Нарушение авторских прав

Конструктивные решения зданий

Приемы конструктивных решений зданий

Проектирование конструкций здания любого назначения начинают с решения основной принципиальной задачи – выбора конструктивной системы здания исходя из функциональных и технико-экономических требований.

Конструктивная система – это взаимосвязанная совокупность вертикальных и горизонтальных несущих конструкций здания, которые, воспринимая все приходящиеся на него нагрузки и воздействия, совместно обеспечивают прочность, пространственную жесткость и устойчивость сооружения.

Выбор конструктивной системы определяет роль каждого несущего конструктивного элемента в пространственной работе здания.

Горизонтальные несущие конструкции(покрытия и перекрытия) воспринимают все приходящиеся на них вертикальные нагрузки и передают их вертикальным несущим конструкциям (стенам, колоннам и др.), которые, в свою очередь, передают нагрузки через фундамент на грунт (основание здания). Горизонтальные несущие конструкции, как правило, играют в здании роль жестких дисков – горизонтальных диафрагм жесткости. Они воспринимают и перераспределяют горизонтальные нагрузки и воздействия (ветровые, сейсмические) между вертикальными несущими конструкциями.

Горизонтальные несущие конструкции гражданских зданий высотой более двух этажей, как правило, однотипны и представляют собой железобетонный диск – сборный (из отдельных железобетонных сплошных, многопустотных или ребристых плит), сборно-монолитный или монолитный. Также в многоэтажных промышленных зданиях (реже – в гражданских зданиях) используют перекрытия по металлическим балкам (балочные) и профилированному стальному настилу. Исходя из противопожарных требований в ряде случаев такие перекрытия впоследствии замоноличивают бетоном.

Вертикальные несущие конструкции по сравнению с горизонтальными более разнообразны. Различают следующие виды вертикальных несущих конструкций:

— стержневые (стойки каркаса);

— плоскостные (стены, диафрагмы);

— объемно-пространственные элементы высотой в этаж (объемные блоки);

— внутренние объемно-пространственные полые стержни (открытого или закрытого сечения) на высоту здания (стволы жесткости);

— объемно-пространственные внешние несущие конструкции на высоту здания в виде тонкостенной оболочки замкнутого сечения (оболочки).

Соответственно виду вертикальной несущей конструкции получили наименование пять основных конструктивных систем зданий:

Наряду с основными широко применяют комбинированные конструктивные системы. В этих системах вертикальные несущие конструкции компонуют, сочетая различные виды несущих элементов – стены и колонны, стены и объемные блоки и др.

В соответствии с функциональными требованиями к объемно-планировочному решению в зданиях могут сочетаться различные структуры пространственных ячеек. Это влечет за собой и сочетание различных конструктивных систем в одном здании, например, бескаркасной для фрагмента здания ячеистой структуры и каркасной – для зальных помещений. Такое решение называется смешанной конструктивной системой здания.

Выбор конструктивной системы при проектировании основан на объемно-планировочных, архитектурно-композиционных и экономических требованиях, в соответствии с которыми определились области рационального применения каждой из конструктивных систем.

Бескаркасная (стеновая) система (рис. 3.1) – основа проектирования жилых домов различной этажности и назначения (квартирные дома, общежития, гостиницы, пансионаты и др.) и для разных инженерно-геологических условий. Выбор этой системы связан с относительной стабильностью объемно-планировочных решений жилых зданий и с ее технико-экономическими преимуществами. Благодаря этому расширяется применение бескаркасной системы и для массовых типов общественных зданий (школ, детских дошкольных учреждений, поликлиник и др.).

Рис. 3.1. Бескаркасная (стеновая) конструктивная система

1 – наружная несущая стена;

2 – внутренняя несущая стена;

3 – сборный настил перекрытия

Каркасная система (см. рис. 3.2) наиболее часто применяется при проектировании массовых и уникальных общественных зданий различного назначения и этажности. Эта система уступает бескаркасной системе по показателям затрат труда и срокам возведения. Однако предпочтение, оказываемое каркасным системам, связано с функциональными требованиями к гибкости объемно-планировочных решений общественных зданий и необходимости их неоднократной перепланировки в процессе эксплуатации. С точки зрения этих требований компоновочные преимущества каркасных систем перед бескаркасными очевидны.

Рис. 3.2. Каркасная конструктивная система

1 – колонны каркаса; 2 – ригели каркаса; 3 – сборный настил перекрытия; 4– наружная навесная стеновая панель

Общий вид каркасных конструктивных систем общественного и промышленного зданий показаны на рис. 3.3.

Рис. 3.3. Общий вид зданий с каркасной конструктивной системой

а – общественного;б – промышленного

Объемно-блочная система (см. рис. 3.4) применяется при проектировании жилых зданий различных типов высотой до 16 этажей. Главное преимущество такой конструктивной системы – сокращение затрат труда при постройке зданий.

Рис. 3.4. Объемно-блочная конструктивная система

1 – монолитный железобетонный объемный блок (размером на комнату)

Ствольная система (см. рис. 3.5) обеспечивает свободу планировочных решений, поскольку пространство между стволом жесткости и наружными ограждающими конструкциями остается свободным от промежуточных опор. Относительно высокая жесткость здания позволяет использовать такую систему при проектировании жилых и общественных зданий, как правило, башенного типа с компактной (квадратной, круглой и т.п.) формой плана, высотой более 20 этажей. Возможно применение ствольной системы и для протяженных зданий, но в этих случаях конструктивная система таких зданий компонуется из нескольких стволов.

Наиболее целесообразны компактные в плане многоэтажные здания ствольной системы в сейсмостойком строительстве, а также в условиях неравномерных деформаций основания (на просадочных грунтах, над горными выработками и т.п.).

Рис. 3.5. Ствольная конструктивная система

1 – сборный или монолитный ствол жесткости; 2 – консольные междуэтажные перекрытия

Оболочковая система присуща уникальным и высотным (более 40 этажей) зданиям, поскольку обеспечивает существенной увеличение жесткости сооружения. Применение такой системы в качестве основной (а также в комбинации с каркасом) обеспечивает свободу планировочных решений, что позволяет применять ее для жилых и общественных зданий. Однако чаще всего такие здания проектируют многофункциональными. Оболочковая конструкция может совмещать несущие и ограждающие функции или дополняться наружными ограждающими конструкциями.

Рис. 3.6. Пример здания с оболочковой конструктивной системой

Помимо основных типообразующих признаков конструктивной системы, т.е. несущих вертикальных элементов, существуют дополнительные классификационные признаки внутри каждой из систем. Ими служат геометрические признаки – ­­­­­­­­­­­размещение вертикальных несущих конструкций в плане здания и расстояния между ними. Способ размещения несущих горизонтальных и вертикальных конструкций здания в пространстве называют конструктивной схемой.

При бескаркасной (стеновой) конструктивной системе, исходя из основных геометрических признаков, можно выделить следующие виды конструктивных схем (см. рис. 3.7):

а) с большим шагом несущих стен (2,4 ÷ 4,5 м);

б) с узким шагом несущих стен(6,0 ÷ 7,2 м);

в) со смешанным шагом;

Рис. 3.7. Конструктивные схемы бескаркасных зданий

Продольно-стеновая конструктивная схема(см. рис. 3.7 а) традиционна в проектировании зданий малой, средней и повышенной этажности. Редкое расположение поперечных стен-диафрагм жесткости (через 25 – 40 м) обеспечивает свободу планировочных решений в зданиях, поэтому эту схему применяют при проектировании жилых и общественных зданий различного назначения.

Поперечно-стеновая конструктивная схема (см. рис. 3.7 б) менее гибкая в планировочном отношении, чем продольно-стеновая схема. Поэтому наиболее часто ее применяют при строительстве жилых зданий, реже – массовых типов общественных зданий (детских учреждений, школ и т.п.). Поперечно-стеновая схема (особенно с большим шагом поперечных несущих стен) допускает возможность частичной перепланировки внутреннего объема зданий в процессе эксплуатации, а также размещения небольших встроенных нежилых помещений в первых этажах жилых домов.

в) присущи малые размеры конструктивно-планировочных ячеек (около 20 м 2 ), что ограничивает область ее применения только жилыми зданиями. Частое расположение поперечных стен делает трансформацию планов зданий трудноосуществимой. Разнообразию планировочных решений в проектировании домов на основе этой схемы способствует использование нескольких размеров шагов поперечных стен (например, 3,0; 3,6 и 4,2 м) в различных сочетаниях. Благодаря высокой пространственной жесткости перекрестно-стеновая схема широко распространена в проектировании многоэтажных зданий, а также зданий, строящихся в сложных геологических условиях, а также в сейсмически опасных районах.

Смотрите так же:  Красноярск адвокат по кредитам

В каркасных зданиях применяют четыре конструктивные схемы:

— Iс поперечным расположением ригелей;

— IIс продольным расположением ригелей;

— IIIс перекрестным расположением ригелей;

Использование современных массовых типовых конструкций перекрытий определяет размеры основной конструктивно-планировочной сетки осей каркаса 6 ´ 6 м (при дополнительной сетке 6 ´ 3 м).

При выборе конструктивной схемы каркаса учитывают как экономические, так и архитектурно-планировочные требования:

— элементы каркаса (колонны, ригели, диафрагмы жесткости) не должны ограничивать свободу выбора планировочного решения;

— ригели каркаса не должны выступать из поверхности потолка в жилых комнатах, а проходить по их границам.

Каркас с поперечным расположением ригелей (см. рис. 3.8) целесообразен в зданиях с регулярной планировочной структурой (общежития, гостиницы), где шаг поперечных перегородок совмещается с шагом несущих конструкций.

Рис. 3.8. Конструктивная схема каркасного здания с поперечным расположением ригелей

Каркас с продольным расположением ригелей (см. рис. 3.9) используют в проектировании жилых домов квартирного типа и массовых общественных зданий сложной планировочной структуры, например, в зданиях школ.

Рис. 3.9. Конструктивная схема каркасного здания с продольным расположением ригелей

Каркас с перекрестным расположением ригелей выполняют чаще всего монолитным и используют в многоэтажных промышленных и общественных зданиях.

Безригельный каркас используют как в многоэтажных промышленных, так и в гражданских зданиях, т.к. в связи с отсутствием ригелей эта схема в архитектурно-планировочном отношении наиболее целесообразна.

Рис. 3.10. Конструктивная схема здания с безригельным каркасом

1 – колонны каркаса; 2 – сборный или монолитный настил перекрытия

В данном случае ригели отсутствуют, а сборный или монолитный диск перекрытия опирается или на капители (уширения) колонн, или непосредственно на колонны (см. рис. 3.10).

В комбинированных конструктивных системах может применяться различное сочетание вертикальных несущих конструкций, которые используются в основных конструктивных системах. На практике наиболее распространены следующие виды конструктивных схем в зданиях с комбинированными системами:

1) Неполный каркас (см. рис. 3.11). Такую схему выбирают исходя из местных сырьевых и производственных условий применения массивных конструкций наружных стен.

Рис. 3.11. Конструктивная схема здания с неполным каркасом (план)

а – плиты перекрытия опираются на ригели каркаса и на наружную несущую стену;

б – ригели каркаса опираются на колонны и на наружную несущую стену

1 – колонны каркаса; 2 – ригели; 3 – сборный настил перекрытия; 4 – несущая стена

2) Схема, в которой каркас расположен в пределах первого этажа (или нескольких этажей), а выше здание имеет стеновую конструктивную систему (см. рис. 3.12).

Рис. 3.12. Пример комбинированной конструктивной системы (разрез)

1 – колонны каркаса; 2 – продольно расположенные ригели; 3 – сборный настил перекрытия; 4 – несущие стены

Многоэтажные здания со стенами из каменных материалов

Т Е М А № 13

ВВЕДЕНИЕ В РАЗДЕЛ

Согласно классификации зданий по этажности, к многоэтажным относятся здания с количеством этажей от 4-х и выше (до 9-ти – многоэтажные, до 20-ти – повышенной этажности, свыше 20-ти этажей – высотные). К таковым относятся постройки группы «Общественные здания», например,:

· Учебные – корпуса ВУЗов, школы и др.

· Научные – корпуса НИИ, проектных институтов и др.

· Лечебные – поликлиники, больницы и др.

· Профилактические – санатории, пансионаты и др.

· Культуры и искусства —

· Административные и муниципальные

· Финансовые и деловые

· Транспорта и связи и др.

В группе «Жилые здания» ярким и самым распространенным типом зданий является многоэтажный жилой дом.

Массовый характер строительства многоэтажных жилых домов предъявляет к ним повышенные экономические требования. В каждой квартире жилого дома предусматривают мероприятия, обеспечивающие высокую комфортность проживания. Основное конструктивное отличие многоэтажных жилых домов от малоэтажных — это применение более совершенных индустриальных методов строительства и более крупноразмерных сборных элементов, рассчитанных на механизацию мощными подъемно-транспортными средствами. Поэтому для многоэтажных зданий разработаны и иные, более совершенные конструктивные решения. Все многоэтажные здания, планировочные схемы которых рассматриваются в курсе «Архитектурное проектирование», с конструктивной точки зрения представляют собой здания:

а) с несущими каменными стенами,

б) с неполным каркасом,

в) с каркасом из сборных железобетонных элементов и с панельными стенами,

г) крупнопанельные бескаркасные,

д) из монолитного железобетона,

е) из объемных элементов.

Жилые дома со сборным железобетонным каркасом до недавнего времени применялись редко и они были более характерны для строительства общественных зданий. В настоящее время такая конструктивная схема является наиболее перспективной, так как на новом качественном уровне позволяет планировать площадь обитания человека.

Удовлетворяя самым разнообразным нуждам общества, в общественных зданиях воплощают и самые разнообразные объемно-планировочные решения. Несмотря на это разнообразие, можно разделить общественные здания с конструктивной точки зрения на 2 основные группы:

· здания с набором мелких помещений, так называемого ячейковоготипа, в которых можно использовать обычные конструктивные элементы, применяемые в жилом строительстве (плиты перекрытий, балки, колонны, каменные несущие стены);

· здания с большими помещениями, зальноготипа, где для их покрытия требуются конструкции большого пролета.

Часто в одном здании применяют оба планировочных приема одновременно.

· В зданиях первой группы возможны конструктивные схемы с несущими стенами, с неполным каркасом и каркасная система. Учитывая требования гибкой планировки, в общественных зданиях этой группы используют в основном каркасную конструкцию с навесными или самонесущими стенами.

· В зданиях второй группы применяют большепролетныеконструкции.

По условиям статической работы большепролетные конструкции делятся на плоскостные и пространственные.

· К плоскостным относят конструкции, работающие только в своей вертикальной плоскости. Например, балки и фермы работают автономно в своей вертикальной плоскости и передают на опоры (колонны или стены) всю нагрузку от перекрытия и собственного веса в виде вертикальных опорных реакций. Они относятся к плоскостным безраспорным конструкциям. Арки и рамы также работают только в своей вертикальной плоскости, но на опоры передают кроме вертикальных нагрузок и горизонтальные, от возникающих в конструкциях распорных усилий. Они относятся к распорным плоскостным конструкциям. Все плоскостные конструкции выполняют из жестких материалов (бетона, железобетона, металла, дерева, пластмасс, армоцемента).

· В пространственных конструкциях используют совместную работу всех ее элементов. В первом случае балка лишь передает ветровую нагрузку от одной стойки к другой; в раме ригель активно включается в работу, воспринимая часть изгибающих моментов и облегчая работу стоек. Это совместная работа, но в одной плоскости. Свободное опирание плит перекрытий на ригель не создает условий для совместной работы. Жесткое крепление плит к ригелю включает плиты в совместную работу с рамой: при деформациях рамы плиты начинают сопротивляться перемещениям ригеля, воспринимают часть напряжений на себя, облегчая работу рамы. Это уже совместная работа в разных плоскостях: в плоскости рамы и в плоскости перекрытия. Стропильные конструкции скатных крыш с довольно жесткими врубками и соединениями также представляют собой пространственную конструкцию. Но расчет пространственных конструкций весьма сложен, поэтому все традиционные конструктивные схемы рассчитывают как плоскостные, пренебрегая жесткостью их соединений. Раздельная работа отдельных элементов конструкции происходит последовательно, как бы с разрывом во времени: кровля передает свой вес на плиты покрытия, плиты — на балки, а балки весь суммарный вес — на опоры. Такой конструктивный «слоеный пирог» не эффективен, так как элементы конструкции не помогают в работе друг другу. В пространственных конструкциях совместная работа происходит не последовательно, а одновременно.

Многоэтажные здания со стенами из каменных материалов

Каменные многоэтажные жилые дома, несмотря на их относительно высокую стоимость и большую трудоемкость, продолжают оставаться распространенным видом жилищного строительства. Основным материалом для несущего слоя стен служит в основном пустотелый кирпич и крупные бетонные блоки, а так же пиленый природный камень (туф, известняк, ракушечник), наличие которых широко представлено на территории стран СНГ. Для кладки стен многоэтажных зданий применяют кирпич повышенной прочности. При отсутствии высокопрочного кирпича предусматривают утолщение стен в нижних этажах (например, до 9 этажа стена толщиной 640 мм, а выше — 510) или армирование кладки. Утепление стен выполняется по аналогии утепления малоэтажных зданий.

Применяют различные конструктивные схемы:

· с продольными несущими стенами,

· поперечными несущими стенами,

· с неполным каркасом (рис. 1).

Рис. 1. Конструктивные схемы многоэтажных каменных зданий:

а — с тремя несущими продольными стенами; б— то же, с четырьмя стенами; а — с неполным кар­касом; г — с несущими поперечными стенами; / — несущие продольные стены; 2 — самонесущие сте­ны; 3 — стены жесткости; 4 — стены лестничной клетки (одновременно служат стенами жестко­сти); б — столбы; в — навесные или самонесущие стены; 7 — несущие поперечные стены

В этих схемах самонесущие стены выполняют роль элементов жесткости. Для жесткости здания используют и лестничные клетки. Свободная длина стен в пределах между поперечными стенами при замоноличенных сборных перекрытиях может доходить до 48 м. Каменные столбы при зданиях с неполным каркасом применяют до 9 этажей. При большей этажности внутренние колонны делают из железобетона.

Междуэтажные перекрытия выполняют из сборных железобетонных многопустотных или ребристых плит пролетом до 7,2 м, в соответствии с действующей номенклатурой СК. Плиты крепят к стенам анкерами из арматурной стали, отгибы которых зацепляют за подъемные петли плит.

Дата добавления: 2015-11-10 ; просмотров: 2099 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Конструктивные системы и конструкции монолитных зданий

Новый сервис Строительные калькуляторы online

Конструктивная система — совокупность взаимосвязанных несущих конструкций, воспринимающих и передающих основанию вертикальные и горизонтальные нагрузки и обеспечивающих пространственную жесткость и устойчивость здания.

Наиболее распространенные конструктивные системы — стеновые (бескаркасные), каркасные, каркасно-стеновые, ствольные, ствольно-стеновые, каркасно-ствольные.

Стволы — это жестко соединенные между собой стены — шахты лифтов, лестничные клетки и др.

Плиты перекрытий во всех конструктивных системах рассматриваются как горизонтальные диски, передающие несущим элементам вертикальные и горизонтальные нагрузки.

Каркасные системы и их модификации обеспечивают наибольшую свободу планировки и поэтому целесообразны при организации больших помещений, наиболее характерных для общественных зданий.

Для жилых домов, гостиниц, спальных корпусов наиболее эффективна стеновая система, в которой все или большинство перегородок — несущие, образующие жесткую коробчатую конструкцию.

Поскольку стены воспринимают и вертикальную, и горизонтальную нагрузки, их проектируют достаточными по толщине, одновременно они должны обеспечивать необходимые звуко- теплоизоляцию и огнестойкость зданий.

Приведем основные стеновые конструктивные системы, различающиеся положением стен в плане :

— с поперечными несущими стенами — параллельными, непараллельными, радиальными;

— с продольными стенами;

— с перекрестными несущими стенами.

Стеновые конструктивные системы зданий:

а, б — с поперечными несущими стенами (параллельными и радиальными); в — с продольными несущими стенами; г, д — с перекрестными несущими стенами

В зависимости от пролетов плит перекрытий конструктивные системы делятся на малопролетные (до 4,8 м), среднепролетные (до 7,2 м) и большепролетные (больше 7,2 м). В жилищном строительстве применяются мало- и среднепролетные системы. Наибольший пролетный шаг — 7,2 м — имеют, например, 16-этажные сборно-монолитные жилые дома в Вильнюсе.

В зданиях с поперечными несущими стенами горизонтальные нагрузки, действующие перпендикулярно этим стенам, воспринимаются : отдельными диафрагмами жесткости, расположенными в продольном направлении здания; рамами, образуемыми благодаря жесткому соединению поперечных стен и плит перекрытий; радиальными поперечными стенами при сложной форме плана здания.

В зданиях с продольными несущими, стенами горизонтальные нагрузки, действующие перпендикулярно этим стенам, воспринимаются поперечными стенами лестничных клеток, торцевыми и межсекционными стенами.

В зданиях с перекрестными несущими стенами горизонтальные нагрузки воспринимаются продольными или поперечными стенами (в зависимости от направления их действия), в связи с чем эта конструктивная система позволяет возводить наиболее прочные (жесткие и устойчивые) здания.

Конструктивные системы могут быть : регулярными и нерегулярными.

К регулярным относятся системы с одинаковыми размерами стен по всей высоте дома, с одинаковым расположением проемов.

К нерегулярным относятся системы с вертикальными и горизонтальными конструкциями разных типов и размеров (например, на первом этаже — колонны, на вышележащих этажах стены; здание имеет стены, расширяющиеся или сужающиеся по высоте, разные их высоты и т. п.).

Выбор той или иной конструктивной системы здания осуществляется на основе статических расчетов и зависит от геологических и грунтовых условий стройплощадки, от этажности здания, применяемых материалов и т. п.

1.2. Конструктивно-технологические системы монолитных зданий

Конструктивно-технологический тип здания определяется методом его возведения. Приведем два основных, наиболее распространенных конструктивно-технологических типа бескаркасных зданий, возводимых в переставных опалубках.

Первый тип. В зданиях этого типа сначала возводят все стены — внутренние и наружные, а затем устраивают перекрытия. При этом опалубку извлекают вверх. Внутренние стены таких зданий всегда монолитные однослойные, наружные — монолитные (однослойные или слоистые) и сборно-монолитные.

Для возведения стен используется либо блочная опалубка, устанавливаемая по внутреннему периметру стен, в сочетании с крупнощитовой, устанавливаемой по наружному контуру здания, либо только крупнощитовая опалубка.

Отметим, что возведение внутренних и наружных стен в едином технологическом цикле наиболее характерно для Российского монолитного домостроения.

В практике монолитного домостроения применяется и так называемый метод раздельного возведения стен в крупнощитовой опалубке, при котором сначала возводят стены одного направления, а затем другого, либо сначала возводят внутренние, а потом наружные стены. При этом методе до 30% уменьшается расход металла на комплект опалубки по сравнению с возведением стен в едином технологическом цикле.

В зданиях первого конструктивно-технологического типа, как правило, применяются сборные перекрытия. Это дает возможность использовать крупноразмерные перегородки и сантехкабины. Применяются также сборно-монолитные и монолитные перекрытия.

Возведение здания первого конструктивно-технологического типа в крупнощитовой и блочной опалубках:

1- крупнощитовая опалубка; 2- блочная опалубка; 3- монолитная стена; 4 —
сборные плиты перекрытий; 5 — горизонтальный технологический шов наружной стены

Второй тип. В зданиях этого типа сначала возводят внутренние стены и перекрытия измонолитного бетона (одновременно или последовательно), а затем — наружные стены. При этом опалубку извлекают на фасады.

При одновременном возведении стен и перекрытий применяют объемно-переставную (туннельную) опалубку, а при последовательном их возведении сначала бетонируют внутренние стены в крупнощитовой опалубке, а затем — перекрытия в крупнощитовой (столовой) опалубке.

В качестве наружных фасадных стен используют различные сборные панели, крупные и мелкие блоки, кирпич. Особенно эффективны панели и блоки из легкого бетона. Менее распространены наружные стены из монолитного бетона.

Второй тип зданий требует применения индустриальных перегородок: из пазогребневых блоков, мелких панелей шириной 60-90 см, листовых материалов на деревянном или стальном каркасе, монтируемом на месте.

Второй конструктивно-технологический тип зданий доминирует в западноевропейской практике (в виде так называемой смешанной системы). Он обеспечивает наилучшие технико-экономические показатели по трудозатратам и срокам возведения зданий, не уступающие самым высоким показателям для крупнопанельных зданий.

Возведение здания второго конструктивно-технологического типа в объемно-переставной (туннельной) опалубке:

1 — Г-образный элемент опалубки (полутуннель); 2 — траверса для подъема опалубки типа «утиный нос»; 3- цокольная опалубка, устанавливаемая на крестообразных вставках; 3, а — бетонный цоколь, необходимый для фиксации стены следующего этажа; 4 — крестообразная вставка; 5 — торцевая опалубка перекрытия; 6 — торцевая опалубка стены; 7 — проемообразователь; 8 — стяжка; 9 — крупнощитовая опалубка стен для устройства торцов дома; 10, 11 — рабочие подмости; 12 — телескопическая стойка; 13 — инфракрасный излучатель для обогрева опалубки зимой; 14 — ограждение; 15 — брезент, закрывающий туннель во время прогрева бетона; 16 — домкрат

Теперь расскажем о конструктивно-технологических решениях основных элементов многоэтажных зданий применительно к рассмотренным выше двум типам зданий.

Смотрите так же:  Растаможка авто в армении калькулятор

Конструкции с применением монолитного бетона проектируют в соответствии с действующими строительными нормами и правила­ми, ориентируясь на использование системных опалубок и номен­клатуру размеров конструктивных элементов.

Стены из монолитного бетона должны обеспечивать : необ­ходимую прочность, трещиностойкость и деформативность при силовых воздействиях в период возведения и эксплуатации; ог­нестойкость; звукоизоляцию; теплоизоляцию; водонепроницае­мость; эстетические качества и долговечность поверхности на­ружных стен; максимальную готовность под отделку поверхности внутренних стен.

Внутренние несущие стены в монолитных и сборно-монолитных зданиях любой строительной системы выполняют из монолитного тяжелого или легкого бетона соответственно марки М100 и М75, для железобетонных наружных стен из всех видов бетона — М150.

Количество видов бетона и марок бетона каждого вида, од­новременно применяемых на объекте строительства, должно быть минимальном, как правило, не более двух.

При использова­нии бетонов разного вида для внутренних и наружных работ предусматривают мероприятия по предотвращению попадания бетонной смеси из полости внутренней стены в наружную и на­оборот.

В зависимости от технологии возведения здания, спосо­бов разбивки на захватки и применения одного или двух видов бетонов предполагается различная последовательность бетони­рования поперечных и продольных стен.

Многоэтажные здания

Стены

Внутренние несущие стены в монолитных и сборно-монолитных зданиях любого типа выполняются из монолитного тяжелого бетона класса В-25. Класс бетона можно уменьшать по высоте здания в соответствии с уменьшением действующих нагрузок.

При назначении толщины внутренней стены выбирают оптимальную (по условиям обеспечения ее прочности, звукоизоляции и огнестойкости).

Минимальная по условиям звукоизоляции толщина межквартирной стены из тяжелого бетона — 16 см, из легкого бетона плотностью 1400-1600 кг/м 3 — 20-22 см.

Наружные несущие стены из монолитного бетона бывают однослойные и слоистые. Толщину наружных стен наз­начают по максимальной из величин, полученных в результате расчета на прочность и теплотехнического расчета.

Однослойные стены выполняются из различных легких бетонов на природных и искусственных пористых заполнителях, включая и отходы промышленности. К искусственным пористым заполнителям относятся керамзитовый гравий и песок, шунгизитовый гравий, аглопорит, шлаковая пемза («термозит»), гранулированный шлак.

Один из важных вопросов в современном монолитном домостроении — использование малоэнергоемких (по сравнению с искусственными заполнителями) природных пористых заполнителей и отходов промышленности. К пористым заполнителям из отходов промышленности относятся шлаки, полученные от сжигания твердого топлива, золошлаковые смеси ТЭС и ГРЭС и шлаки металлургического производства.

Типы наружных стен из монолитного бетона:

а, б — монолитные однослойные из легких бетонов; в, г — двухслойные и трехслойные, утепленные с наружной стороны; д- двухслойные и трехслойные, утепленные с внутренней стороны; е — трехслойные с двумя монолитными слоями: 1 — монолитный легкий бетон; 2 — декоративно-защитный слой бетона; 3- монолитный тяжелый бетон; 4 — арматурная связь; 5 — эффективный утеплитель

К настоящему времени в стране уже накоплен определенный опыт возведения наружных и внутренних монолитных стен из разных видов легких бетонов с плотностью от 1200 до 1600 кг/м 3 .

В большинстве городов России монолитные стены сооружают из керамзитобетона, в некоторых городах имеется опыт возведения стен из аглопоритобетона, или, например, возводят из шлакопемзокерамзитобетона на основе шлакощелочного вяжущего (оно состоит из молотого гранулированного шлака, смешанного с раствором одного из следующих химических компонентов или отходов: кальцинированной соды, жидкого стекла, едкого натра или калия, дисиликата натрия, метасиликата натрия).

Шлакощелочной бетон наряду с высокой прочностью характеризуется большой морозостойкостью — до 1000 циклов замораживания и оттаивания. Его можно укладывать зимой и без обогрева (при дальнейшем прогреве он не теряет своих прочностных свойств).

Для наружных однослойных монолитных стен многоэтажных зданий применяются легкие бетоны классов; не ниже В-7,5 (из условия обеспечения прочности) плотностью 1200-1500 кг/м 3 . Толщина наружных стен назначается из условий теплоизоляции.

В соответствии с основными технологическими и эксплуатационными требованиями, а также для достижения хороших экономических показателей необходимо применять :

— легкие бетоны (с меньшей плотностью), уменьшающие толщины стен (при необходимой теплоизоляции);

— бетоны слитной структуры, обеспечивающие надежную влагонепроницаемость;

подвижные и литые бетонные смеси, позволяющие получить поверхности стен хорошего качества (не требующие оштукатуривания), а также уменьшающие трудозатраты на возведение стен. Применение литых бетонных смесей исключает тяжелые ручные операции по укладке и вибрационному уплотнению бетона на 50 — 70%, улучшает гигиенические условия труда бетонщиков вследствие устранения шума и вибрации, экономит электроэнергию, увеличивает срок эксплуатации опалубки.

Двухслойные стены имеют несущий слой из монолитного бе­тона и изоляционный слой из бетонов на пористых заполнителях или ячеистого бетона. В качестве теплоизоляционного слоя могут быть использованы материалы с плотностью не более 400 кг/м 3 из пенополистирола ПСБ-С, жестких плит из стеклянной или минеральной ваты, плит и блоков из пеностекла, плит и блоков из ячеистого бетона.

Практика показала, что для получения легкобетонных стен хорошего качества необходимо использовать бетонные смеси с большим количеством мелких фракций (песка). Для уменьшения плотности бетона нужно применять мелкие фракции пористой структуры, причем соотношение между мелкими (М) и крупными (К) фракциями М/(М+К) для бетонов слитной (оптимальной) структуры должно находиться в пределах от 0,3 до 0,6.

Качество поверхности легкобетонных стен существенно зависит от расхода цемента.

В соответствии с рекомендациями, для получения хорошей поверхности бетонных стен (не требующих штукатурки) расход цемента должен составлять не менее 300-400 кг на 1 м 3 бетона (в зависимости от наибольшего диаметра заполнителя).

Для улучшения реологических (текучих) свойств легких бетонов, разжижения их до литой консистенции и уменьшения расхода цемента применяют различные пластифицирующие и суперпластифицирующие добавки.

Кроме того в ряде научно-исследовательских лабораториях и строительных организациях исследуются возможность получения литых бетонных смесей с использованием недорогих, доступных химических добавок.

Чтобы уменьшить расход цемента, часть его заменяют золой-уносом различных ТЭЦ, способствующей разжижению бетонной смеси и позволяющей в ряде случаев уменьшить или отказаться вовсе от применения песка.

Чтобы обеспечить необходимую теплоизоляцию зданий (в зависимости от расчетных зимних температур и плотности легкого бетона), предусматривают довольно большую толщину однослойных наружных стен, что, естественно, приводит к значительным расходам бетона и цемента.

Плотность бетона,

кг/м 3

Расчетная зимняя температура наружного воз­духа, °С

Толщина стен, см

для сухого климата

для влажного климата

Теплоизоляционные характеристики однослойных стен значительно уступают аналогичным характеристикам слоистых стен с эффективными утеплителями.

Расчеты показали следующее: несмотря на то что слоистые наружные стены требуют (в сравнении с однослойными стенами) повышенных затрат труда на стройплощадке (до 30%) и расхода стали (до 20%), их применение позволяет снизить приведенные затраты (на 1 м 2 общей площади), а затраты условного топлива за нормативный срок эксплуатации жилого дома (80 лет) — на 650-700 кг.

В конструкции двухслойной стены с теплоизоляционным слоем, расположенным с наружной стороны монолитной стены, выполняется защита теплоизоляции фасадным отделочным слоем в виде утеплителя, защищенного штукатуркой. При этом монолитная часть стены утепляется после возведения всех несущих конструкций дома.

Наружный слой выполняется из трудносгораемых пенопластов, приклеиваемых к бетону, а декоративно-защитный слой — из полимерных акриловых материалов (рис.6,а), либо наружный слой выполняется из сборной панели-скорлупы, закрепляемой к монолит­ному бетону через технологические отверстия.

Стена с утеплителем с внутренней стороны состоит из несу­щего слоя из монолитного бетона; утеплителя из газозолобетона или другого материала плотностью не более 600 кг/м3; из отделочных слоев.

Возведение наружных монолитных стен с утеплением с внутренней стороны возможно в следующей последователь­ности :

— сначала на внутреннем щите опалубки укладывается слой утеплителя, затем опалубка собирается и выполняется слой из монолитного бетона;

— калиброванные по толщине плиты утеплителя устанавли­ваются после бетонирования стены (рис.5).

Устройство наружных стен с утеплением внутренней стороны:

1 — монолитный бетон стены; 2 — арматура; 3 — эффективный утеплитель; 4 — отделочная панель из листового материала; 5 – перекрытие; 6 — утепли­тель из пористого материала объемным весом не более 600 кг/м 3

Конструктивные решения слоистых наружных стен из монолитного бетона приведены на рис. 6 и 7. Несущий слой таких стен, как правило, выполняется из тяжелого бетона классов В-7,5 — В-25.

В зависимости от технологии возведения слоистые стены делятся на :

— двухслойные, в которых наружный утепляющий слой устраивается из монолитного легкого бетона плотностью менее 1000 кг/м3 после возведения внутреннего слоя;

— трехслойные, в которых наружный утепляющий слой устраивается из трудносгораемого пенополистирола, приклеиваемого к бетону; он в свою очередь защищается от атмосферных воздействий декоративно-защитным слоем толщиной 2 мм из полимерных акриловых материалов. Наибольшее распространение этот метод нашел в Австрии и Венгрии для утепления жилых домов.

В нашей стране разработан метод нанесения пенополиуретана непосредственно на бетонную поверхность монолитной стены с помощью пистолета-распылителя;

Устройство наружного утепляющего слоя после бетонирования монолитной части стены:

а — из пенопласта, защищенного декоративным слоем; б — из сборных панелей-скорлуп:
1 — монолитный тяжелый бетон; 2 — клей на полимерной основе; 3- утеплитель из пенопласта; 4 — стеклотканевая сетка на клею; 5 — декоративно-защитный слой толщиной 2 мм; 6 — сборная панель-скорлупа с утеплителем из эффективных материалов

Устройство наружного утепляющего слоя до бетонирования монолитной части стены:

1 — блочная опалубка; 2- сборная утепляющая панель-скорлупа, выполняющая функции несъемной опалубки; 3 — монолитный тяжелый бетон; 4 — плита перекрытия; 5 — металлическая рама для восприятия бокового давления от монолитного бетона

— двухслойные и трехслойные с применением сборных панелей-скорлуп, устанавливаемых после бетонирования монолитного слоя. Они распространены в Германии и Скандинавских странах. Финские строители применяют сборные панели-скорлупы с эффективным утеплением;

— двухслойные и трехслойные — с использованием сборных панелей-скорлуп, устанавливаемых до бетонирования монолитного слоя, выполняющих функции несъемной опалубки (рис. 7). Сборные панели-скорлупы толщиной 18 см изготовлены из крупнопористого-керамзитобетона класса В-3,5 плотностью 800 кг/м 3 . Их защитно-декоративный слой выполнен из раствора на карбонатном песке.

Панели-скорлупы перевозят на стройплощадку в вертикальном положении, после установки блочной опалубки их монтируют и только после этого бетонируют внутренний слой стены из тяжелого бетона.

Для восприятия распора от свежеуложенной бетонной смеси с наружной стороны панели-скорлупы устраивают металлическую раму. Опыт показал, что наиболее целесообразны панели-скорлупы из тяжелого бетона с эффективным утеплителем;

— трехслойные стены с наружным и внутренним слоями из монолитного бетона и средним слоем из эффективного утеплителя. Наружный и внутренний слои соединяются гибкими связями из антикоррозийной арматуры. Такие стены применяются при возведении торцевых стен многоэтажных зданий второго конструктивно-технологического типа.

Как уже отмечалось, толщины однослойных стен получаются значительно большими, чем это требуется из условий прочности. Оценим варианты стен с утеплителем с наружной стороны и в толще стены.

В первом случае нужно защищать его от увлажнения дождями, что связано с определенными технологическими трудностями, а во втором (трехслойная схема) в определенных условиях теплоизолирующие свойства и даже долговечность утеплителя могут быть резко снижены из-за большого количества влаги, поступающей в него из внутреннего толстого слоя тяжелого бетона.

В этой связи и возникла идея располагать теплоизоляционный слой с внутренней стороны наружной стены, что оказалось более технологичным, а в ряде случаев и более экономичным.

Такое решение наибольшее распространение получило во Франции. Основное условие правильного его применения — дать возможность утеплителю высыхать в сторону помещения, т. е. исключение какой быто ни было пароизоляции со стороны помещения.

В климатических условиях с расчетной температурой воздуха, выше — 7° С конденсат в толще стены не выпадет при любом сопротивлении теплопередаче утепляющего слоя.

Это и позволяет ограничить толщину несущей части стены только требованиями прочности. В таких случаях в стенах можно применять тяжелый бетон. Для более низких температур утепляющий слой можно устраивать с внутренней стороны только при условии, если несущий слой будет из легкого бетона.

Применение в зданиях, из монолитного бетона тех или иных конструктивных и технологических приемов (различной последовательности возведения монолитных стен, разбивки здания на захватки, разных видов бетона в наружных и внутренних стенах) приводит к тому что в зданиях появляются вертикальные стыковые соединения монолитных стен.

Они бывают трех типов :

Вертикальные стыковые соединения монолитных стен:

а – бесшпоночное; б — соединение на шпонках, равномерно распределенных по высоте стен; в — с дискретно расположенными шпонками: 1 — монолитные стены, бетонируемые в первую очередь; 2 — монолитные стены, бетонируемые во вторую очередь; 3 — отсекатель из мелкоячеистой металлической сетки, укрепляемой на каркасе; 4 — горизонтальные арматурные связи

— бесшпоночное соединение — применяется в тех случаях когда монтаж опалубки наружных и внутренних стен производится одновременно, а бетонирование стен осуществляется в два этапа.

Стены возводят в таком порядке: монтируют блочную (или крупнощитовую) опалубку внутренних стен и крупнощитовую опалубку — наружных; в процессе монтажа опалубок на пересечении стен устанавливают тканую металлическую сетку с ячейками 10х10 мм, которую соединяют горизонтальной арматурой; бетонируют наружные стены на всю высоту этажа, затем бетонируют внутренние стены;

— соединение на шпонках, равномерно расположенных по высоте стен — применяется в тех случаях, когда в первую очередь возводятся поперечные внутренние стены, а во вторую — перпендикулярные к ним наружные легкобетонные стены.

При этом соблюдается такой порядок : сначала монтируют опалубку внутренних стен и устанавливают их арматуру; через отверстия в торцевом щите пропускают горизонтальную соединительную арматуру; бетонируют внутренние стены; демонтируют их опалубку, а затем и торцевой щит со шпонкообразователем; устанавливают опалубку и армируют наружные стены, при этом горизонтальную соединительную арматуру заанкеривают в них с помощью вертикальных стержней; бетонируют наружные стены;

— соединение с дискретно расположенными шпонками — создается на плоскости продольной стены иприменяется в тех случаях, когда в первую очередь возводят продольные стены, а к нимпримоноличивают поперечные стены.

Это делается в таком порядке : монтируют опалубку продольных стен, к которой в местах пересечения стен крепят шпонкообразователи; устанавливают арматуру стен; бетонируют продольные стены; демонтируют их опалубку; монтируют опалубку поперечных стен, устанавливают горизонтальные арматурные каркасы для связи поперечной стены с продольной; бетонируют поперечные стены.

Схемы армирования монолитных стен:

а — возводимых в обычных условиях; б — в сейсмическвх районах: 1 — пространные каркасы, устанавливаемые в местах пересечения стен; 2 — каркасы, устанавливаемые у граней проемов; 3 — армоблок из плоских каркасов; 4 – пространственный каркас перемычки

Бетонные и железобетонные монолитные стены имеют расчетную и конструктивную арматуру, устанавливаемую у обеих граней сечения стены.

В зданиях высотой до 16 этажей включительно, возводимых в скользящих, объемно-переставных и разборно-переставных опалубках в обычных условиях строительства, абсолютное большинство стен не нуждается в расчетной арматуре и армируется по конструктивным соображениям

В соответствии с норма­ми проектирования, принятыми в нашей стране, конструктивное армирование стен осуществляется вертикальной арматурой с площадью поперечного сечения не менее 14 см 2 в местах их пе­ресечения, у свободных торцевых граней и у граней проемов; го­ризонтальной арматурой — в уровне перекрытия, если перекрытия выполняются из сборных плит.

В связи с проведенной типизацией и унификацией конструктивных решений монолитных стен и узлов их сопряжений армирование осуществляется преимущественно Г-образными сварными каркасами, устанавливаемыми по боковым граням проемов, которые в сочетании с пространственным каркасом перемычек образуют единый типовой элемент.

При строительстве зданий в сейсмических районах монолитные стены армируют не только в местах их пересечения, у граней проемов и торцов стен, но и по всему полю стен.

Причем, если по расчету арматуры не требуется, площадь поперечного сечения вертикальной арматуры в местах пересечения стен, у граней проемов и у торцов стен должна быть не менее 2 см 2 , а площадь вертикальной и горизонтальной арматуры, устанавливаемой по полю стены, — не менее 0,05% площади соответствующего сечения стены.

Смотрите так же:  Возвратная финпомощь и единый налог

Если же в стенах устанавливают вертикальную расчетную арматуру, то ее рекомендуется размещать у торцевых граней простенков — на участках, составляющих 0,1-0,2 длины простенка.

По условиям типизации и унификации монолитные стены сейсмостойких зданий рекомендуется армировать пространственными четырехстержневыми каркасами — в местах пересечения стен, а по полю стен — армоблоками, в которые входит и арматура перемычек.

Обращаем внимание на то, что большой резерв снижения расхода арматуры в монолитных стенах заключается в уменьшении армирования по высоте здания в соответствии с уменьшением расчетных нагрузок.

Перекрытия

В зданиях из монолитного бетона применяются сборные, монолитные и сборно-монолитные перекрытия.

Выбор перекрытия зависит от конструктивно-технологического типа здания и производственной базы региона.

Перекрытия, применяемые в зданиях первого конструктивно-технологического типа, как правило, сборные — из плоских плит сплошного сечения размером на ячейку и из многопустотных плит.

Выбор сборных плит перекрытий в большинстве случаев связан с наличием заводов, выпускающих такие плиты длякрупнопанельного, крупноблочного и кирпичного строительства. При необходимости сплошные плиты перекрытий можно изготовить и на приобъектных полигонах и базах монолитного домостроения.

В ряде зарубежных стран широко распространены сборно-монолитные перекрытия с применением сборных скорлуп, выполняющих роль несъемной опалубки.

Такие скорлупы имеют толщину 4-6 см., ширину 1,5-2 м и длину до 7,2 м. Большепролетные скорлупы армируются предварительно напряженной высокопрочной проволокой.

Скорлупы устанавливают на монолитные стены с помощью рамной или балансирной траверсы. В пролете под скорлупами устанавливают телескопические инвентарные стойки для временного восприятия массы свежеуложенного бетона, затем на скорлупы укладывается монолитный бетон толщиной 8-14 см.

После того как он набирает необходимую прочность, телескопические стойки снимают, и плита начинает работать как неразрезное сборно-монолитное перекрытие, имеющее рабочую арматуру в сборной скорлупе и опорную арматуру в монолитном бетоне.

Совместная работа железобетонной скорлупы и монолитного слоя бетона при изгибе и сдвиге обеспечивается устройством насечек на верхней плоскости скорлупы во время ее изготовления или установкой арматурных каркасов, выходящих за верхнюю плоскость скорлупы.

В последнее время в качестве скорлуп используются также пластмассовые, армоцементные или цементно-стружечные плиты.

Конструкция сборно-монолитного перекрытия:

1 — монолитная стена; 2 — сборная скорлупа, выполняющая роль несъемной опалубки; 3 — монолитная часть перекрытия; 4 — телескопическая стойка

Применение сборных скорлуп в качестве составной части перекрытия и одновременно несъемной опалубки имеет ряд преимуществ : возможность универсального их использования для жилых и общественных зданий; снижение трудовых затрат — исключение работ, связанных с распалубкой; сокращение транспортных расходов на перевозку сборных элементов.

В зданиях первого конструктивно-технологического типа можно применять и монолитные перекрытия, однако их устройство более трудоемко, чем в зданиях второго типа, так как монолитные перекрытия возводят в ячейках, уже имеющих по периметру наружные и внутренние стены.

В отечественной практике такие перекрытия устраивают двумя способами :

— применяют мелкощитовую опалубку, которую после распалубки вручную переносят через дверные проемы на следующую захватку. Естественно, что такой способ недостаточно индустриален, на него затрачивается большое количество ручного труда;

— применяют складывающуюся крупнощитовую опалубку. При бетонировании перекрытия по всей его длине оставляют щель шириной 40 см, через которую позднее извлекают опалубку, а щель заделывают монолитным бетоном.

В зданиях второго конструктивно-технологического типа применяют только монолитные неразрезные перекрытия, опирающиеся по двум или трем сторонам.

В соответствии с проведенной унификацией и типизацией армирование монолитного перекрытия осуществляется сварными сетками, устанавливаемыми в пролете в нижней части сечения плит, а над опорами — в верхней; надопорные сетки должны быть заведены за грани стены на ¼рабочего пролета плиты.

При возведении монолитных стен и перекрытий в переставных опалубках в уровне перекрытий неизбежно образуются горизонтальные технологические швы, вызванные перестановкой опалубки с этажа на этаж.

В сборно-монолитных зданиях (с применением сборных плит перекрытий) горизонтальные соединения могут быть :

контактными (когда нагрузка с вышележащей стены на нижележащую передается через горизонтальный технологический шов);

платформенными (когда нагрузка передается через площадки перекрытий, на которые опираются стены (платформы);

комбинированными (сочетающими особенности контактного и платформенного стыков). Конструктивное решение платформенного стыка практически не отличается от решения аналогичного стыка, используемого в крупнопанельном домостроении.

Наибольшей прочностью обладают контактные стыки. При таких стыках плиты перекрытий заводят за грань опоры (стены) всего на 1-2 см, поэтому чтобы передать усилия с плит на стену, плиты проектируют неразрезными, т. е. соединенными между собой арматурными стержнями на средних опорах и защемленными на крайних опорах (до замоноличивания узла сборные плиты перекрытий опираются на временные опоры — телескопические стойки).

К недостаткам контактных стыков относятся: необходимость устройства большого числа связей плит между собой и необходимость установки временных опор до замоноличивания стыков.

В комбинированном стыке сжатие на части длины стены воспринимается как в контактном стыке, а на другой части, как в платформенном.

Сборные плиты перекрытий опираются на стены через опорные пальцы т. е. их рассчитывают как свободно опертые.

Преимущества комбинированного стыка заключаются в простоте монтажа и в меньшем числе связей плит по сравнению с контактным стыком, так как в этом случае связи можно рассматривать как конструктивные.

К недостаткам комбинированного стыка относятся : необходимость устройства опорных пальцев, что усложняет изготовление плит, и необходимость согласовывать места арматурных выпусков из стен нижележащего этажа с размещением опорных пальцев.

Для примера рассмотрим варианты горизонтального стыка между монолитной стеной и многопустотными плитами перекрытий.

Идея первого варианта заключается в увеличении скосов на торцах плит перекрытий, т. е. во вскрытии их пустот (во время бетонирования стен следующего этажа эти пустоты заполняются бетоном).

В результате сечение плиты в опорной части становится сплошным, и нагрузка с верхнего этажа на нижний передается через растворный шов (контактный стык).

Чтобы бетон не растекался по пустотам, в них (на стройплощадке или на заводе) вставляют картонные, пластмассовые, бетонные заглушки.

Комбинированный стык между монолитными стенами и многопустотными плитами перекрытий, рекомендуется применять при строительстве в сейсмических районах.

В контактной зоне стыка (между опорными пальцами) беспрепятственно проходят вертикальные арматурные каркасы, применяемые в стенах сейсмостойких зданий.

Узлы сопряжения многопустотных плит с монолитными стенами:

а- в обычных условиях; б- в сейсмических районах: 1 — монолитная стена; 2 — многопустотные плиты перекрытий; 3 — заглушка, устанавливаемая в пустотах; 4 — арматурные связи; 5 — вертикальный арматурный каркас стены

Малоэтажные здания

Малоэтажное монолитное домостроение является экономичным, индустриальным видом строительства, позволяющим, не вкладывая больших средств в строительную базу, существенно увеличить объемы возведения жилья, а также использовать местные материалы и отходы промышленности — грунт, солому, гипс, фосфогипс, шлаки, золы и др.

Усадебные дома возводят со стенами из монолитного керамзитобетона класса В-3,5 с применением крупнощитовой металлической опалубки (вес комплекта 23-24 т).

При поточном производстве работ специализированная бригада бетонирует за 1 месяц — 3- 4 дома.

Технологический цикл работ по возведению стен одного дома длится 7-8 дней. Перебазирование специализированного потока (вместе с техникой, оборудованием, опалубкой) осуществляется специализированными автопоездами.

При возведении на одной стройплощадке более пяти домов для приготовления бетонной смеси разработаны, изготовлены и применяются мобильные бетонные узлы.

Фундаменты жилых домов решены в трех вариантах : пирамидальные сваи длиной 2,5 м; монолитные сваи в вытрамбованном основании; буронабивные сваи. Перекрытия домов — сборные из многопустотного настила. Бетонирование цоколя производится непосредственно автобетоносмесителями; уплотнение бетонной смеси — глубинными вибраторами. Такая технология позволяет, затратив 6 ч на монтаж опалубки, за 8 ч забетонировать всю надземную часть дома. Как правило, поточным методом строят одновременно не менее десяти домов.

Работа организована следующим образом : бригада монтажников нулевого цикла (5 человек) возводит цоколи на свайном основании, а бригада монтажников (11 человек) — надземную часть здания; три бригады плотников (13 человек) устраивают крышу и веранду, настилают полы, устанавливают двери и остекляют окна; два звена сантехников (по 4 человека) и два электрика выполняют все сантехнические и электромонтажные работы; шесть бригад отделочников (по 6 человек) за 18 дней осуществляют все отделочные работы; бригада сантехников (10 человек) сооружает инженерные коммуникации и пожарные водоемы.

Чтобы снизить стоимость строительства и теплопотери, повысить плотность, а также архитектурную выразительность застройки, дома проектируют с возможностью их блокирования. Пластичность фасадов, архитектурная выразительность домов и застройки в целом достигаются благодаря применению универсальной опалубки, а также различных веранд, углов домов, крылец, лоджий, мансард и цветовых решений.

В соответствии с разработанной технологией возведение дома в двух уровнях осуществляется поярусно, в три этапа. Расскажем об этом подробнее.

Нулевой цикл. В котловане подвальной части дома по ленточным фундаментам монтируют щиты опалубки цоколя.

После бетонирования стен подвала и цоколя опалубку демонтируют и устанавливают на следующем доме.

На первом же доме в это время бетонируют полы в подвале, устраивают горизонтальную и вертикальную гидроизоляцию, монтируют плиты перекрытия над подвалом, лестничную площадку и лестничный марш, плиты перед главным входом в дом.

Засыпкой пазух и подготовкой оснований под полы первого этажа заканчиваются работы нулевого цикла.

1 этаж. Монтируется опалубка первого этажа. Для этого в отверстия цоколя вставляют опорные металлические трубки диаметром 57 мм, на которые укладывают уголки 75×75 мм.

Сначала устанавливают внутренние щиты, на них крепят дверные и оконные проёмообразователи, затем устанавливают наружные щиты. Жесткость опалубки и точность геометрических размеров достигаются благодаря конструкции щитов опалубки — применения по низу клиновых захватов, поверху — металлической формы-стяжки.

После бетонирования стен (через двое суток твердения бетона) опалубку первого этажа демонтируют и переставляют на второй дом. А на первом доме монтируют плиты перекрытия, площадки и марши лестничной клетки.

2 этаж. Опалубку стен мансарды и фронтонов монтируют так же, как на первом этаже. На следующий день после бетонирования опалубку демонтируют и переставляют на второй дом, а па первом монтируют стропильные фермы, устраивают крышу, выполняют все остальные работы.

Последовательность возведения усадебного дома со стенами из монолитного керамзитобетона:

1 — трубка стяжная; 2 — щит опалубки; 3- свая буронабивная; 4 — цоколь; 5 — уголокопорный; 6- доска40×100 мм;7 – ферма-стяжка; 8 — гидроизоляция; 9 — трубка опорная; 10 — плита пёрекрытия; 11 — стена первого этажа

Для стен усадебных домов применяют крупнопористый беспесчаный бетон. Он представляет собой смесь вяжущего, воды и гравия, начиная с фракции диаметром боле 5 мм.

Теорию крупнопористых бетонов и нашей стране создал профессор Б. Г. Скрамтаев.

Приведем один из составов крупнопористого бетона класса В-2,5 плотностью 800 кг/м 3 , изготовляемого из керамзита средней плотности (400 кг/м 3 ). Расход материалов на 1 м 3 бетона: цемента ПЦ-400- 178 кг; керамзита фракций 20-40 мм — 150 кг; фракций 10-20 мм — 150 кг; фракции 5-10 мм — 179 кг; воды — 109 л. Для приготовления бетона в построечных условиях разработан, мобильный сборно-разборный бетонный узел производительностью 12 м 3 /ч.

Отделка фасадов выполняется механизированным способом. Отделка наружных поверхностей одноквартирного трехкомнатного дома с мансардой выполняется двумя рабочими за одну смену.

Из опыта строительства были разработали следующие принципы организации возведения усадебных домов :

— выполнение работ специализированными организациями;

— применение поточного метода строительства;

— выполнение работ по строительству коробок домов экспедиционно-вахтовым методом;

— обеспечение высокой мобильности и оснащенности технологических потоков.

Анализ технико-экономических показателей монолитных домов показал, что они на 20-25% дешевле кирпичных и крупнопанельных. По сравнению с ними в монолитных домах на 20- 30% сокращаются и трудозатраты, по сравнению с крупнопанельными домами в 2 раза уменьшается расход арматуры.

Однако опыт строительства монолитных усадебных домов с однослойными наружными стенами из легких бетонов выявил в них конструктивно-технологические недостатки.

Прежде всего, дома усадебного типа имеют (по сравнению с многоэтажными домами) большие теплопотери: из-за большого соотношения периметра наружных стен в площади дома много тепла уходит через пол и потолок.

Поэтому совершенствование этих конструкций стало самой актуальной задачей. Был разработан «теплый» усадебный дом, в котором теплопотери сведены к минимуму.

Большое значение в этой связи приобретают разработка и внедрение слоистых наружных стен. Первые усадебные дома с монолитными трехслойными стенами имели наружные и внутренние слои из тяжелого бетона, а средний — из пенополистирольных плит.

Однако массовое строительство таких домов сдерживается рядом технологических трудностей.

Для решения этого вопроса организовано производство армотеплопакетов.

Армотеплопакет представляет собой пенополистирольную плиту с внешней арматурой в виде, двух сеток, укрепленных на расстоянии 7-10 см от каждой поверхности плиты с помощью связей, соединяющих сетки и проходящих через тело плиты.

Такой армотеплопакет, установленный в опалубке, дает возможностьнадежно защитить утеплитель от бокового давления бетонной смеси.

Армотеплопакеты применяются также при безопалубочном методе возведения наружных стен методом торкретирования (набрызга) наружного и внутреннего слоев.

Заслуживает внимания опыт возведения слоистых наружных стен с помощью несъемной опалубки.

Например, несъемная опалубка в виде двух железобетонных плит-скорлуп, соединенных арматурным каркасом. Между ними, вплотную к наружной скорлупе, прикрепляют теплоизоляционный слой из эффективных материалов.

После установки такого пакета в проектное положение пространство между скорлупами заполняют монолитным бетоном. В качестве скорлупы (несъемной опалубки) возможно применение древесностружечных или цементностружечных плиты.

Одно из перспективных направлений в малоэтажном строительстве — возведение монолитныхстен и перекрытий в несъемной опалубке из пенополистирола.

С каждым годом этот метод получает все большее распространение ипопулярность, что объясняется его конструктивными и технологическими преимуществами перед традиционными методами.

Это — сочетание несущих функций ограждающих конструкций с высокой теплоизолирующей способностью; непрерывность теплоизоляционных слоев и отсутствие мостиков холода; простота и высокая скорость возведения здания, в ряде случаевдаже без привлечения кранового оборудования.

Конструкции сборномонолитных стен малоэтажных зданий, применяемые за рубежом:

а — со сборными железобетонными скорлупами, выполняющими роль несъемной опалубки; б- из блоков «Перизо» 1- сборные скорлупы; 2- соединительный арматурный каркас; 3- слой из эффективного утеплителя; 4- монолитный бетон; 5 — плиты из пенопласта; 6- соединительные пластины; 7- сетка из стеклопластика; 8- слой штукатурки; 9- сухая или обычная штукатурка

Конструкция стен, называемая «Перизо», разработанная в Италии.

Опалубочные пенополистирольные блоки имеют размеры 100×100×25 см, массу — 1,3 кг. Рядовые блоки состоят из двух плит толщиной 4,7 и 6,3 см, находящихся друг от друга на расстоянии 14 см и соединенных между собой с помощью восьми стальных пластин.

Кроме рядовых, используются угловые, торцевые, соединительные и бордюрные блоки (для перекрытий).

Между собой блоки соединяются насухо двумя рядами шпонок. Внутренние поверхности плит и блоков имеют вертикальные пазы для лучшего сцепления с монолитным бетоном.

Другой недостаток конструкций современных усадебных домов из монолитного бетона — применение сборных многопустотных плит в перекрытиях над подвалами, вентилируемыми подпольями, чердаками.

Такие перекрытия имеют низкую теплоизолирующую способность, и они неоправданно бетоноемки.

Альтернативные решения — применение деревянных конструкций; керамических пустотелых блоков, укладываемых по железобетонным балкам; сборно-монолитных ребристых перекрытий, возводимых в несъемной опалубке из пенополистирола (система Р1asbau, применяемая фирмой Isba (Франция) и фирмой Sitеgо (Италия). Ребристые плиты имеют следующие размеры: длина — на пролет, щирина — 60 см, толщина — 20 см. Для создания ребристой конфигурации сечения перекрытия боковые грани их снабжены полками.

По центру плит проходит ребро жесткости (вставка из армированного бетона).

Плиты опираются на несущие стены торцами, а в процессе возведения перекрытий — еще и на телескопические стойки, устанавливаемые в пролете.

Толщина монолитной плиты на межреберных участках 5 см.

Мы видим, что существует достаточное количество прогрессивных технологий возведения зданий из монолитного бетона на основе новых эффективных материалов, местных дешевых материалов, отходов промышленности и др. Применяя их, можно дополнительно построить множество жилых домов, не расходуя дефицитных дорогих материалов.

Новый сервис Строительные калькуляторы online