КРУПНОЭЛЕМЕНТНОЕ И МОНОЛИТНОЕ ДОМОСТРОЕНИЕ. Крупноэлементное и монолитное домостроение
 Скачать 35.26 Mb.
|
|
КРУПНОЭЛЕМЕНТНОЕ И МОНОЛИТНОЕ ДОМОСТРОЕНИЕ 1. Строительные системы зданий Различают конструктивные системы зданий, которые определяют по основным конструкциям и их взаимосвязи в несущем остове, и строительные системы зданий, зависящие как от конструктивных решений зданий и материалов основных конструктивных элементов, так и от технологии изготовления этих элементов и технологии выполнения строительного процесса. Применялись и применяются в настоящее время следующие строительные системы зданий:
несущим каркасом и наружными стенами из бетонных или небетонных панелей;
Крупноблочные, крупнопанельные, каркасно-панельные и объёмно-блочные здания строятся полносборными из элементов заводского изготовления. Применение той или иной строительной системы диктуется как местными условиями, а именно: наличием строительных материалов, изделий и конструкций, наличием технологической оснастки и строительной техники, так и функциональными, техническими и архитектурно-художественными требованиями, экономическими расчётами и другими факторами. 1.1. Виды крупноэлементного домостроения В ходе своего развития крупноэлементное домостроение было вначале из деревянных крупных блоков-щитов, а затем последовательно развивались крупноблочное из каменных блоков, крупнопанельное, каркасно-панельное и объёмно-блочное. Деревянные крупноэлементные дома строят из блоков-щитов или каркасно-щитовыми. Элементы конструкций этих домов изготавливают на деревообрабатывающих заводах и из готовых элементов собирают на строительных площадках жилые дома или другие гражданские здания. Наружные ограждающие конструкции выполняют слоистыми с эффективным утеплителем внутри. В крупноблочном каменном домостроении для устройства стен применяют каменные блоки массой до 3 т. Эти блоки изготавливают или из лёгких бетонов на цементном или известковом вяжущем, или из кирпичной кладки, или других материалов. Все остальные элементы зданий при крупноблочном домостроении так же сборные заводского изготовления. Крупноблочные жилые дома строят высотой до 22-х этажей. При крупнопанельном домостроении наружные и внутренние несущие и самонесущие стены выполняют из железобетонных панелей или из панелей из других армированных каменных материалов, в том числе из армированной каменной кладки. Другие элементы крупнопанельных зданий являются тоже сборными заводского изготовления, при этом в зависимости от конструктивной схемы зданий эти элементы могут быть крупноблочными или крупнопанельными. Высота крупнопанельных зданий при обычных грунтовых условиях может быть до 30-ти этажей, а в сейсмоопасных районах – до 14-ти этажей. Каркасно-панельное домостроение с полным или неполным сборным железобетонным несущим каркасом и ненесущими, самонесущими или несущими наружными и внутренними стенами из бетонных или небетонных панелей можно применять для зданий высотой до 30-ти этажей. При объёмно-блочном домостроении жилые дома собирают на строительной площадке из заранее изготовленных в заводских условиях объёмных блоков, которые могут иметь полную заводскую отделку. Объёмные блоки в жилых домах бывают в виде санитарно-технических кабин, блок-комнат (возможно с балконом, лоджией или эркером либо без этих элементов), блок-лестниц, блок-квартир, блок-фундаментов и блок-покрытий. 1.2. Фундаменты в крупноэлементном домостроении В крупноэлементном домостроении фундаменты, как правило, устраивают сборными. При этом они могут быть ленточными, сплошными или свайными. Но при определённых условиях, например, при строительстве на слабых либо просадочных грунтах, на подрабатываемых территориях или в сейсмоопасных районах фундаменты целиком (или отдельные их элементы) могут быть монолитными, способными воспринимать дополнительно возникающие усилия. Ленточные сборные фундаменты выполняют из сборных железобетонных подушек, на которые опирают фундаментные стены из бетонных блоков, а в крупнопанельном домостроении фундаментные стены могут выполняться также из цокольных панелей, при этом под наружные стены устанавливают сплошные ребристые цокольные панели, а под внутренние – панели в виде фундаментных рам. Сплошные фундаменты применяют при слабых грунтах оснований или при больших нагрузках, передаваемых на основание, и их устраивают железобетонными в виде толстых плит постоянного сечения, ребристых плит (с рёбрами вверх или вниз) или они могут иметь коробчатую конструкцию. Сплошные коробчатые фундаменты проектируют в один или несколько этажей. Свайные фундаменты устраивают при слабых грунтах оснований, и они состоят из свай, оголовков и ростверков. В крупнопанельных зданиях высотой до 12-ти этажей с наружными и внутренними продольными и поперечными несущими стенами и с узким шагом внутренних несущих стен могут применяться безростверковые свайные фундаменты, при этом они могут быть с низкими или высокими оголовками свай либо смешанного типа. В объёмно-блочном домостроении надземные объёмные блоки могут опираться на такие же фундаменты, что и в крупнопанельном домостроении, или же применяют фундаментные объёмные блоки, которые опирают на подушки ленточных фундаментов, на ростверки свайных фундаментов или на плиты сплошных фундаментов. 2. Крупноблочное домостроение 2.1. Конструктивные схемы и системы в крупноблочном домостроении Одним из первых этапов индустриализации строительства было устройство наружных и внутренних стен зданий из крупных блоков заводского изготовления вместо стен, выполняемых ручной кладкой из мелкоразмерных элементов, что существенно снижало затраты труда и сокращало сроки строительства. Стены из крупных блоков по высоте этажа делятся на 2–4 яруса, а по длине элементы стен имеют размеры, соответствующие размерам подоконных частей, простенков и угловых частей стены (рис. 2.1). Дома со стенами из крупных блоков имеют конструктивные схемы с продольными несущими стенами при высоте домов до 5-ти этажей, а для домов большей этажности применяют конструктивные схемы с поперечными несущими стенами с большим или смешанным шагом. Возможны также конструктивные схемы с наружными блочными несущими стенами и внутренним каркасом. Конструктивные системы в крупноблочном домостроении являются пространственными коробчатыми, состоящими из плоских вертикальных несущих элементов – стен и горизонтальных несущих элементов – перекрытий из плит-настилов. В домах с внутренним каркасом имеет место комбинация коробчатой и стоечно-балочной конструктивных систем. Крупноблочные дома являются полносборными, так как все их конструктивные элементы выполняют из крупноразмерных конструкций и деталей заводского изготовления, т. е. стены – из крупных блоков, перекрытия – из плит-настилов, перегородки – крупнопанельные, лестницы – крупноблочные или крупнопанельные и другие крупноразмерные конструктивные элементы.  Рис. 2.1. Конструктивные элементы крупноблочного жилого дома: 1 – подушка фундамента; 2 – гидроизоляция стен подвала; 3 – надподвальное перекрытие из плит-настилов; 4 – междуэтажное перекрытие; 5 – внутренняя несущая продольная крупноблочная стена; 6 – наружная несущая стена из крупных блоков; 7 – плиты-настилы совмещённого покрытия; 8 – карнизный блок; 9 – люк (выход на крышу); 10 – утеплитель в совмещённом покрытии; 11 – цементно-песчаная стяжка по утеплителю покрытия; 12 – кровля совмещённого покрытия; 13 – пароизоляция утеплителя покрытия; 14 – крупнопанельная перегородка; 15 – покрытие пола (линолеум); 16 – цокольная часть стены из блоков; 17 – пол подвала (по грунту); 18 – стена фундамента и подвала из блоков Пространственная жёсткость крупноблочных домов обеспечивается совместной работой продольных и поперечных стен за счёт прочного соединения в местах пересечений и примыканий этих элементов один к другому. По эксплуатационным показателям крупноблочные стены не уступают кирпичным. 2.2. Разрезка наружных крупноблочных стен Крупные блоки наружных стен изготавливают из лёгких бетонов с плотностью до 1600 кг/м³ на пористых заполнителях, из автоклавных ячеистых бетонов с плотностью до 800 кг/м³, из арболита, кирпичной кладки. Их могут выпиливать также из природного камня плотностью до 1800 кг/м³. Применяют следующие виды разрезки наружных несущих крупноблочных стен: двухрядная, трёхрядная и четырёхрядная. Стены состоят из трёх видов блоков: подоконных, простеночных и перемычечных. Для самонесущих наружных крупноблочных стен в домах с поперечными несущими стенами применяют блоки из автоклавного ячеистого бетона с двухрядной разрезкой, включающей подоконно-перемычечные и простеночные блоки (рис. 2.2 г). При двухрядной разрезке наружных несущих блочных стен подоконные и простеночные блоки существенно различаются по массе (масса простеночного блока значительно больше массы подоконного блока), а выбор подъёмно-монтажных средств выполняют, исходя из массы более массивного монтируемого элемента, т. е. в этом случае требуется подъёмно-монтажное средство большей грузоподъёмности. При трёх- и четырёхрядной разрезке различие в массе между блоками уменьшается и, следовательно, упрощается выбор подъёмно-монтажных средств. Независимо от вида разрезки во всех случаях должна обеспечиваться перевязка вертикальных швов-стыков в пределах этажа перемычечными блоками на участках стен с оконными проёмами и поясными блоками на участках глухих стен. а) б) в) г)  Рис. 2.2. Схемы разрезок наружных крупноблочных стен на блоки: а – четырёхрядная разрезка; б – трёхрядная разрезка; в – двухрядная разрезка; г – двухрядная разрезка для самонесущих стен крупноблочных домов; Н – высота этажа 2.3. Виды крупных блоков наружных стен Наружные несущие стены крупноблочных домов собирают из следующих основных блоков: подоконных, простеночных, перемычечных и угловых, а в глухих стенах вместо перемычечных блоков применяют поясные (рис. 2.3). Стеновые крупные блоки имеют форму прямоугольного параллелепипеда. При этом простеночные блоки изготавливаются с четвертями по боковым сторонам возле наружной поверхности для установки оконных коробок и устройства вертикального стыка между блоками, в подоконных блоках четверти по боковым сторонам устраивают возле внутренней поверхности и они тоже служат для устройства вертикального стыка. Толщина подоконных блоков на 100 мм меньше чем простеночных, так как под окнами устанавливают отопительные приборы.  Рис. 2.3. Основные виды крупных блоков наружных стен и их вертикальных стыков: д – основные блоки стены двухрядной разрезки; е – варианты сечений простеночных блоков; ж – вариант открытого стыка простеночных блоков; и – то же простеночного и углового блоков; к – вариант закрытого стыка простеночного и подоконного блоков; 1 – простеночный блок; 2 – перемычечный блок; 3 – подоконный блок; 4 – легкобетонный блок сплошного сечения; 5 – то же многопустотный; 6 – кирпичный блок с легкобетонным заполнением; 7 – то же сплошного сечения; 8 – герметизирующая мастика; 9 – конопатка; 10 – лёгкий бетон; 11 – железобетонная перемычка; 12 – утепляющий вкладыш; 13 – сечение легкобетонного перемычечного блока; 14 – то же кирпичного Перемычечные блоки по боковым сторонам тоже имеют четверти возле наружной поверхности для устройства вертикальных стыков, кроме этого в этих блоках снизу над оконным проёмом возле наружной поверхности устраивается четверть для оконной коробки и с внутренней стороны в верхней части – четверть для опирания плит-настилов перекрытий. В поясных блоках несущих продольных стен устраивают только четверти для опирания элементов перекрытий, а в поясных блоках торцевых самонесущих стен четверти не устраивают. Простеночные крупные блоки самонесущих наружных стен в домах с поперечными несущими стенами имеют ту же форму, что и аналогичные блоки несущих стен, а надоконно-перемычечные блоки имеют четверти по боковым сторонам и четверти на нижней грани в месте установки оконного заполнения. Кроме основных стеновых блоков применяют цокольные, карнизные, парапетные блоки, блоки лоджий и др. Толщина наружных стеновых блоков определяется расчётом на теплозащиту, а для повышения теплозащитных характеристик и снижения массы в них могут устраиваться вертикальные круглые или щелевые пустоты. Блоки снабжаются подъёмными петлями, а кирпичные блоки монтируют с помощью специальных захватов. 2.4. Крупноблочные внутренние стены и их примыкание к наружным стенам Внутренние стены крупноблочных домов могут быть несущими или самонесущими и их проектируют с такой же раскладкой (разрезкой) блоков, как и в наружных стенах, т. е. 2-х, 3-х или 4-х рядной, однако чаще применяют однорядную с высотой блока на этаж или двухрядную (рис. 2.4). Блоки внутренних стен изготавливают из тяжёлого или лёгкого конструктивного бетона и они бывают толщиной 200 мм (сплошные) и 300 или 400 мм (с вертикальными пустотами и приведённой толщиной 200 мм). Пустоты в блоках внутренних стен могут использоваться в качестве вентиляционных каналов. Кроме основных блоков внутренних стен применяют и другие виды внутренних блоков: вентиляционные блоки, блоки лестничных клеток, блоки чердака, электроблоки и др. По боковым граням блоки внутренних стен имеют углубления на всю высоту блока для устройства уплотнения стыка. Эти углубления могут быть постоянной по высоте формы или иметь чередующиеся выступы и впадины для образования более прочных шпоночных стыков в несущих стенах. Блоки внутренних стен тоже снабжаются монтажными петлями. При монтаже блоки внутренних стен устанавливают вплотную к примыкающим наружным или внутренним стенам и углубления по боковым граням блоков внутренних стен на всю высоту заполняют цементно-песчаным раствором.  Рис. 2.4. Внутренние крупноблочные стены и примыкание к ним элементов перекрытий: а – схема двухрядной разрезки внутренних стен; б – то же однорядной разрезки; в – вариант конфигурации поясных блоков при несовпадении высоты простеночного блока и дверного проёма; 1 – поясные блоки; 2 – то же простеночные при двухрядной разрезке; 3 – то же при однорядной разрезке; 4 – настил перекрытия; 5 – цементно-песчаный раствор; 6 – стальной анкер По верху каждого этажа наружные и внутренние стены соединяют стальными накладками или арматурными стержнями, привариваемыми к монтажным петлям или закладным деталям в перемычечных и поясных блоках и блоках внутренних стен (рис. 2.5 и 2.7). 2.5. Горизонтальные и вертикальные стыки между стеновыми блоками в крупноблочных наружных стенах Поскольку в крупноэлементном домостроении стыки между наружными крупными блоками являются наиболее уязвимыми местами по теплопроводности, воздухо- и водопроницаемости, то при проектировании и строительстве крупноблочных домов необходимо особое внимание уделять устройству этих стыков для защиты их от продуваемости и исключения протечек дождевой воды.  Рис. 2.5. Узлы и детали крупноблочных стен: а – вертикальный стык блоков внутренних стен; б – то же, простеночных и подоконных блоков наружных стен; в – открытый стык блоков наружных стен; г – связь блоков наружных стен; д – связь перекрытий с наружными стенами; е – связь наружных и внутренних стен; ж – то же, с применением железобетонной шпонки; и – связь по верху перемычечных блоков в наружном углу; к – карниз из легкобетонных крупных блоков; л – то же, из кирпичных блоков; 1 – цементно-песчаный раствор; 2 – бетонный вкладыш; 3 – уплотнительный шнур (пароизол) или зачеканка; 4 – легкий бетон; 5 – накладки; 6 – стальная закладная деталь; 7 – сварной шов; 8 – перемычечный блок; 9 – анкер; 10 – плита перекрытия; 11 – перегородка; 12 – анкер перегородки; 13 – железобетонная шпонка; 14 – стальная связь наружного угла; 15 – карнизные блоки; 16 – стальная накладка Верхние и нижние опорные поверхности стеновых блоков выполняют плоскими и горизонтальные стыки между блоками устраивают по этим поверхностям контактными из цементно-песчаного раствора. Раствор в этих стыках твердеет в пригруженном состоянии, что повышает его прочность и плотность, и такие горизонтальные стыки обеспечивают выполнение предъявляемых к ним эксплуатационных требований. Горизонтальные стыки блоков внутренних стен в местах примыкания перекрытий устраивают платформенными или контактными (рис. 2.6 Б).  Рис. 2.6. Варианты узлов сопряжения внутренних стен из крупных блоков между собой и с элементами перекрытий: А – при примыкании стен к деформационному шву; узел 1 – по низу связей; узел 2 – по верху связей; Б – в местах опирания плит-настилов перекрытий (узел 3); а – платформенный стык; б, в – контактный стык; 1 – блок поперечной внутренней стены; 2 – то же, продольной; 3 – бетон замоноличивания; 4 – накладка из уголка; 5 – закладная деталь; 6 – плита-настил перекрытия; 7 – полосовая накладка; 8 – стальной анкер Вертикальные стыки между крупными стеновыми блоками бывают открытыми и закрытыми. Открытые вертикальные стыки устраивают между простеночными блоками, между простеночными и угловыми блоками, между перемычечными и поясными блоками, а закрытые стыки – между простеночными и подоконными блоками (рис. 2.3 и 2.7).  Рис. 2.7. Варианты узлов сопряжения стеновых блоков в крупноблочных зданиях: а – сопряжение простеночных блоков; б – то же простеночных и подоконных блоков; в – то же перемычечных или поясных блоков; д – сопряжение блоков из арболита; е – то же из природного камня; 1 – простеночный рядовой блок; 2 – то же угловой; 3 – подоконный блок; 4 – перемычечный или поясной рядовой блок; 5 – поясной угловой блок; 6 – блок внутренней стены; 7 – закладная деталь; 8 – стальной анкер; 9 – лёгкий бетон; 10 – утепляющий вкладыш; 11 – два слоя рубероида; 12 – конопатка; 13 – зачеканка цементно-песчаным раствором; 14 – герметик; 15 – цементно-песчаный раствор; 16 – арматурный каркас; 17 – стальная накладка; 18 – анкер из полосовой стали; 19 – гвозди В открытом стыке наружное устье уплотняют конопаткой или жгутом из пароизола, снаружи уплотнение покрывают мастикой, а во внутреннюю часть стыка, обращённую внутрь помещения, при необходимости укладывают утепляющий элемент (термовкладыш) и лёгкий бетон. В закрытом стыке наружное устье уплотняют так же, как и в открытом стыке, внутреннее устье стыка уплотняют конопаткой и зачеканивают раствором, а внутреннюю полость стыка заполняют лёгким бетоном и (если требуется) укладывают утепляющий элемент. 2.6. Перекрытия, покрытия, лестницы, перегородки, балконы и лоджии в крупноблочном домостроении В крупноблочном домостроении все виды перекрытий выполняют из многопустотных или ребристых плит-настилов заводского изготовления. Эти плиты-настилы опирают при конструктивной схеме с продольными несущими стенами (в домах высотой до 5-ти этажей) на продольные стены (см. рис. 2.1 и 2.5), а при конструктивной схеме с поперечными несущими стенами, устанавливаемыми с широким шагом, – на внутренние и наружные поперечные стены (см. рис. 2.6 Б). Применяемая в таких домах конструктивная система является коробчатой, так как в качестве несущих конструкций перекрытий используют железобетонные многопустотные или ребристые плиты-настилы, опираемые на несущие стены. В наружных стенах в местах опирания перекрытий устраивают комбинированный стык. При таком стыке плиты-настилы перекрытий укладывают опорными торцами в четверти перемычечных или поясных блоков, а выше расположенные стеновые блоки (подоконные и простеночные) опирают через цементно-песчаный раствор на выступающие торцы ниже расположенных перемычечных или поясных блоков и на опорные участки плитных элементов перекрытий (рис. 2.8).  Рис. 2.8. Вариант узла опирания многопустотных плит-настилов на наружные стены: 1 – перемычечный или поясной блок; 2 – подоконный или простеночный блок; 3 – много-пустотная плита-настил; 4 – стальной анкер; 5 – утеплитель. На внутренние стены крупноблочных домов плиты-настилы перекрытий укладывают опорными концами при двухрядной разрезке стен - на поясные блоки, а при однорядной разрезке – непосредственно на стеновые блоки (рис. 2.4 и 2.9). При стеновых блоках толщиной 200 мм стыки выполняют платформенными, т. е. нагрузка от выше расположенных стеновых блоков на ниже расположенные передаётся через торцы плит-настилов перекрытий (см. рис. 2.6 Б а), а при более толстых – устраивают комбинированные стыки (см. рис. 2.4 и 2.6 Б б). В местах устройства в перекрытиях отверстий для пропуска инженерных коммуникаций вместо многопустотных плит-настилов могут укладываться ребристые плиты-настилы или устраиваться монолитные участки, имеющие соответствующие отверстия.  Рис. 2.9. Варианты конструктивных решений внутренних крупноблочных стен и опирания на них плит-настилов перекрытий: а – двухрядная разрезка стен; б, в – то же однорядная; 1 – вертикальный стеновой блок; 2 – то же с дверным проёмом; 3 – поясной блок; 4 – перемычечный блок; 5 – плиты-настилы перекрытия. В крупноблочных домах с неполным внутренним каркасом плиты-настилы перекрытий с наружной стороны опирают на несущие стены, а внутри – на балки каркаса. Покрытия в крупноблочных домах в зависимости от их этажности, объёмно-планировочных и конструктивных решений могут быть скатными чердачными, совмещёнными или чердачными малоуклонными из сборных железобетонных элементов с рулонной либо безрулонной кровлей. Лестницы в крупноблочных домах выполняют крупноэлементными, состоящими из сборных элементов – лестничных площадок и лестничных маршей, а перегородки – крупнопанельными. Балконы в крупноблочных домах устраивают так же, как и в кирпичных, т. е. плиты балконов консольно закрепляют в наружных крупноблочных стенах, для чего в перемычечных блоках, примыкающих к балконам, устраивают углубления для установки и консольного опирания балконных плит.  Рис. 2.10. Вариант узла закрепления балконной плиты в крупноблочной стене: 1 – балконная плита; 2 – стено-вой перемычечный блок; 3 – плита-настил перекрытия; 4 – простеночный (подоконный) стеновой блок; 5 – стальной анкер; 6 – закладная деталь; 7 – цементный раствор. Балконные плиты защемляют между перемычечными, простеночными и подоконными блоками и соединяют стальными анкерами с закладными деталями перемычечного блока (рис. 2.10). Таким же образом крепят плиту козырька над входом в дом (рис. 2.11). Лоджии в таких домах, как правило, устраиваются западающими и плиты их пола опирают на боковые стены лоджий.  Рис. 2.11. Вариант крепления и устройства козырька в крупно-блочной стене над входом в здание: 1 – железобетонная плита козырька; 2 – перемычеч-ный блок наружной стены; 3 – простеночный (подоконный) блок наружной стены; 4 – заклад-ная деталь в плите козырька; 5 – анкер с приваренной наклад-кой; 6 – сварной шов анкера с закладной деталью в перемычеч-ном блоке: 7 – заделка раствором или бетоном; 8 – боковая стена-экран входа; 9 – растворная стяжка; 10 – кровельный ковёр; 11 – дополнительные слои кро-вельного ковра; 12 – фартук из оцинкованной кровельной стали; 13 – стальная полоса; 14 – дюбель. 3. Крупнопанельное домостроение 3.1. Конструктивные схемы и системы в крупнопанельном домостроении Следующим этапом индустриализации строительства было использование в качестве стеновых элементов домов крупных панелей, размер и форму которых назначают в зависимости от принятой схемы разрезки наружных стен на отдельные панели (рис. 3.1). Чаще всего применяют однорядную горизонтальную разрезку с размерами панелей по длине на одну или две комнаты и высотой на один этаж. Такая разрезка может применяться для несущих, самонесущих и ненесущих стен. Так же могут применяться горизонтальная ленточная, вертикальная на два этажа, вертикальная ленточная и другие виды разрезок панелей наружных стен.  Рис. 3.1. Варианты схем разрезки наружных стен на панели: а – горизонтальная однорядная на одну комнату; б – то же на две комнаты; в – горизонтальная ленточная; г – вертикальная на два этажа; д – вертикальная ленточная. В крупнопанельном домостроении применяются следующие бескаркасные конструктивные схемы: с продольными наружными и внутренними несущими стенами (рис. 3.2 а), с продольными и поперечными несущими стенами (рис. 3.2 б), с поперечными несущими стенами, с продольными наружными и поперечными внутренними несущими стенами (рис. 3.2 в). Кроме бескаркасных схем применяют также следующие каркасные конструктивные схемы: с полным поперечным каркасом (рис. 3.3 а), с полным продольным каркасом (рис. 3.3 б), с полным пространственным каркасом (рис. 3.3 в), с неполным поперечным каркасом и несущими наружными продольными стенами (рис. 3.3 г), с полным безбалочным каркасом (рис. 3.3 д) и с неполным безбалочным каркасом (рис. 3.3 е).  Рис. 3.2. Конструктивные схемы бескаркасных крупнопанельных зданий: а – с продоль-ными наружными и внутренними несущими стенами (опирание элементов перекрытий по двум сторонам); б – с продольными и поперечными несущими стенами (опирание пане-лей перекрытий по четырём сторонам); в – с продольными наружными и поперечными внутренними несущими стенами (опирание панелей перекрытий по трём сторонам)  Рис. 3.3. Конструктивные схемы каркасно-панельных зданий: а – с полным поперечным каркасом; б – с полным продольным каркасом; в – с полным пространственным карка-сом; г – с неполным поперечным каркасом и продольными наружными несущими стенами; д – с полным безбалочным каркасом; е – с неполным безбалочным каркасом. Конструктивные системы в бескаркасном крупнопанельном домостроении являются коробчатыми, т. е. в таких системах на вертикальные несущие плоскостные стены-панели опирают горизонтальные плиты в виде настилов или панелей. В каркасном крупнопанельном домостроении конструктивные системы при полных каркасах являются стоечно-балочными, а при неполных или безбалочных каркасах сочетаются стоечно-балочные и коробчатые конструктивные системы. 3.2. Классификация стеновых панелей по местоположению, статической работе и конструктивному исполнению В зависимости от местоположения в доме крупные стеновые панели бывают наружными и внутренними; продольными, поперечными и торцевыми; а в зависимости от статической работы стеновые панели бывают несущими, самонесущими и ненесущими. Несущие панельные стены воспринимают нагрузку от своей массы и нагрузку от других конструкций, которые на них опираются, а также воздействия ветра, температурные воздействия и др. Самонесущие панельные стены воспринимают нагрузку от своей массы, а также ветровые и температурные воздействия. Несущие и самонесущие панельные стены опирают непосредственно на фундаменты. Ненесущие панели стен воспринимают нагрузку от своей массы в пределах одного этажа или одного монтажного элемента, а также ветровые и температурные воздействия и их опирают на другие конструкции несущего остова здания. В зависимости от основного материала конструкции стеновые панели бывают железобетонными, кирпичными, каменными и из небетонных материалов. В зависимости от конструктивного решения панели бывают однослойными, двухслойными и многослойными. 3.3. Железобетонные наружные стеновые панели Железобетонные наружные стеновые панели чаще всего выполняют по однорядной разрезке, т. е. высотой на один этаж и длиной на одну или две комнаты, а по конструктивному исполнению они бывают однослойными, двухслойными и трёхслойными (рис. 3.4 и 3.5). Все стеновые панели снабжаются подъёмными петлями и закладными деталями для крепления одной панели к другой и для связей с другими конструктивными элементами зданий. а) Однослойные железобетонные наружные стеновые панели Такие панели изготавливают из лёгкого конструктивно-теплоизоляционного бетона на пористых заполнителях или из автоклавных ячеистых бетонов (рис. 3.5). С наружной стороны однослойные панели покрывают защитно-отделочным слоем из цементного раствора толщиной 20–25 мм или 50–70 мм, а с внутренней стороны – отделочным слоем толщиной 10–15 мм, т. е. такие панели можно условно называть «однослойными». Толщину наружных защитно-отделочных слоёв назначают в зависимости от природно-климатических условий района строительства, и их выполняют из паропроницаемых декоративных растворов или бетонов либо из обычных растворов с последующей окраской. Отделка наружного фасадного слоя может также выполняться керамическими, стеклянными плитками или тонкими плитками из пиленого камня либо дроблёными каменными материалами.  Рис. 3.4. Наружные железобетонные одно-, двух- и трёхслойные стеновые панели: а – однослойная; б – двухслойная; в – трёхслойная; 1 – лёгкий конструктивно-теплоизоляционный бетон; 2 – наружный защитно-отделочный слой; 3 – конструктивный бетон; 4 – эффективный утеплитель  Рис. 3.5. Составные элементы поперечных сечений наружных железобетонных стеновых панелей: а – с наружным защитно-отделочным слоем; б – с наружным защитно-отделочным и внутренним отделочным слоями; в – из ячеистого бетона; г – двухслойная с внутренним несущим слоем; д – трёхслойная с жёсткими связями между бетонными слоями; е – трёхслойная с гибкими связями между слоями; 1 – конструктивно-теплоизоляционный или ячеистый бетон; 2 – наружный защитно-отделочный слой; 3 – внут-ренний отделочный слой; 4 – наружный и внутренний несущие слои; 5 – лёгкий теплоизоляционный бетон; 6 – арматура; 7 и 8 – элементы гибкой связи из антикоррозионной стали; 9 – эффективный утеплитель; δ – толщина утепляющего слоя Однослойные панели армируют по контуру сварным каркасом из сеток, а над оконными проёмами – сварным пространственным каркасом. Для исключения раскрытия трещин в углах проёмов снаружи укладывают перекрёстные стержни или Г-образные сетки (рис. 3.6). Однослойные панели из автоклавных ячеистых бетонов не могут изготавливаться размером по высоте на всю этажную стену и из них выполняют стены с линейной ленточной разрезкой. Арматура таких панелей защищается от коррозии путём покрытия антикоррозионным составом.  Рис. 3.6. Схема армирования однослойной легкобетонной панели наружной стены: 1 – каркас перемычки; 2 – подъёмная петля; 3 – арматурный каркас; 4 – Г-образная арматурная сетка в фасадном слое Из-за высокой паропроницаемости лёгких бетонов и в связи с этим возможностью образования конденсата водяных паров внутри однослойных панелей и его замерзания при низкой температуре наружного воздуха, такие панели целесообразно применять для зданий с невысокой относительной влажностью внутреннего воздуха (не более 60 %). Толщина однослойных панелей 240–320 мм, но не более 400 мм. б) Двухслойные железобетонные наружные стеновые панели Двухслойные стеновые панели состоят из внутреннего несущего слоя, выполненного из тяжёлого или лёгкого конструктивного бетона, и наружного утепляющего слоя из конструктивно-теплоизоляционного лёгкого бетона. Толщина внутреннего несущего слоя не менее 100 мм, а толщина наружного утепляющего слоя определяется расчётом на теплозащиту. Снаружи двухслойные стеновые панели имеют защитно-отделочный слой из цементного раствора толщиной 20–25 мм с такой отделкой, как и в однослойных панелях. Так как внутренний несущий слой из плотного бетона в двухслойных панелях имеет низкую паропроницаемость, то такие панели могут применяться в зданиях с высокой относительной влажностью внутреннего воздуха. Армирование двухслойных стеновых панелей выполняют аналогично однослойным панелям, т. е. арматурный каркас размещают в несущем и утепляющем бетонных слоях, но рабочую арматуру перемычек располагают в несущем бетонном слое. Общая толщина двухслойных стеновых панелей не более 400 мм (рис 3.7). в) Трёхслойные железобетонные наружные стеновые панели Трёхслойные наружные стеновые панели состоят из внутреннего и наружного слоёв, выполненных из тяжёлого или плотного лёгкого конструктивного бетона, между которыми укладывают утепляющий слой из эффективного теплоизоляционного материала.Толщина утепляющего слоя определяются расчётом на теплозащиту, а толщины внутреннего и наружного бетонных слоёв зависят от конструктивного решения стеновой панели и величины воспринимаемых нагрузок. Внутренний слой панелей армируют пространственным каркасом, а наружный слой – арматурной сеткой. В зависимости от конструктивного исполнения трёхслойные стеновые панели бывают с гибкими или жёсткими связями между внутренним и наружным бетонными слоями (рис. 3.5 и 3.8). Гибкими связями служат металлические стержни в виде вертикальных подвесок и горизонтальных подкосов, соединяющих арматурный каркас внутреннего слоя и арматурную сетку наружного слоя стеновой панели, т. е. их крепят сваркой или привязывают к пространственному арматурному каркасу внутреннего слоя и арматурной сетке наружного слоя. Металлические стержни гибких связей выполняют из коррозионностойкой стали или они имеют антикоррозионное покрытие в зоне утеплителя. Гибкие связи обеспечивают независимую работу бетонных слоёв стеновой панели и исключают температурные усилия между слоями. Наружный слой в панелях с гибкими связями выполняет ограждающие функции и его толщина должна быть не менее 50 мм. Толщина внутреннего слоя в трёхслойных панелях с гибкими связями в несущих и самонесущих стеновых панелях – не менее 80 мм, а в ненесущих панелях – не менее 65 мм.  Рис 3.7. Двухслойная бетонная панель наружной стены: 1 и 2 – закладные детали для крепления радиаторов отопления; 3 – подъёмные петли; 4 – арматурный каркас; 5 – внутренний несущий слой; 6 – наружный защитно-отделочный слой; 7 – слив; 8 – подоконная доска; 9 – легкобетонный теплоизоляционный слой; Н – высота этажа; В – длина панели; h – толщина панели; δ – толщина теплоизоляционного слоя В трёхслойных стеновых панелях с жёсткими связями внутренний и наружный бетонные слои соединяются с помощью вертикальных и горизонтальных бетонных армированных рёбер. Жёсткие связи обеспечивают совместную статическую работу бетонных слоёв стеновых панелей и защищают соединительные арматурные стержни от коррозии. Соединительные арматурные стержни располагают в бетонных связевых рёбрах и их прикрепляют сваркой или привязывают к арматурному каркасу внутреннего слоя и арматурной сетке наружного слоя. Недостаток от устройства жёстких связей в наружных стеновых панелях – это сквозные теплопроводные включения, образуемые рёбрами, что может приводить к выпадению конденсата на внутренней поверхности стен. Для уменьшения влияния теплопроводности рёбер на температуру внутренней поверхности стен их выполняют толщиной не более 40 мм и желательно из лёгкого бетона, а внутренний бетонный слой утолщают до 80–120 мм. Толщина наружного слоя не менее 50 мм. Наружная отделка трёхслойных стеновых панелей выполняется также как и одно- и двухслойных. Во всех панелях наружных стен закладные детали для крепления к другим конструктивным элементам размещают в несущем слое.  Рис. 3.8. Трёхслойные бетонные панели наружных стен и связи их бетонных слоёв: а – схема расположения гибких связей; б – то же жёстких связей: 1 – подвеска; 2 – распорка; 3 – подкос; 4 – ребро из бетона внешних слоёв; 5 – ребро из лёгкого бетона; 6 – внутренний бетонный слой; 7 – наружный бетонный слой; 8 – арматурный каркас внутреннего слоя; 9 – арматурная сетка наружного слоя; 10 – арматура рёбер; 11 – эффективный утеплитель 3.4. Области применения наружных стен из одно-, двух- и трёхслойных стеновых панелей Однослойные железобетонные стеновые панели из лёгких конструктивных или ячеистых бетонов могут применяться в различных природно-климатических условиях, но в районах с холодным климатом такие стены экономически нецелесообразны из-за их большой толщины, определяемой расчётом на теплозащиту. Во влажном климате с сильными ветрами для таких панелей требуется устройство плотного и утолщённого наружного защитно-отделочного слоя (см. рис. 3.5 а б) или водозащитных экранов из листовых или тонких плитных материалов. Двухслойные железобетонные стеновые панели с крупнопористым утепляющим слоем применяют в районах с сухим климатом, а с плотным утепляющим слоем – в районах с сухим и умеренно нормальным климатом. Трёхслойные железобетонные стеновые панели могут применяться для любых статических функций, т. е. быть несущими, самонесущими и ненесущими, а также в разных природно-климатических условиях и при разной относительной влажности внутреннего воздуха, так как их внутренние и наружные бетонные слои имеют высокое сопротивление паро- и водопроницанию. За счёт изменения марки бетона, толщины несущих бетонных слоёв и армирования можно менять прочность стен из этих панелей в большом диапазоне, а меняя вид утеплителя и толщину утепляющего слоя можно получать требуемые теплозащитные показатели для наружных стен. 3.5. Наружные стеновые панели из кирпича, камней и других небетонных материалов а) Кирпичные и каменные наружные стеновые панели Такие панели имеют однорядную разрезку и могут быть несущими и самонесущими в домах ограниченной этажности. Их изготавливают из керамического или силикатного кирпича, из пустотелого кирпича, керамических камней и естественных пиленых камней, а в качестве связующего материала используют цементно-песчаный раствор. Для повышения теплозащитных качеств в этих панелях применяют эффективный плитный утеплитель из пенополистирола, цементного фибролита, из минераловатных или стекловатных плит либо из других материалов. Конструкция кирпичных и каменных стеновых панелей зависит от климатических условий района строительства и может быть однослойной и многослойной. Однослойные панели наружных стен выполняют из керамических пустотелых камней толщиной в один, полтора или два камня с защитно-отделочным или без защитно-отделочного фасадного слоя (рис. 3.9). Многослойная панель имеет внутренний несущий кирпичный слой толщиной не менее 1/2 кирпича, слой плитного эффективного утеплителя и фасадный армированный защитно-отделочный слой на цементном вяжущем толщиной не менее 50 мм.  Рис. 3.9. Однослойная стеновая панель из керамических камней: 1 – арматурный каркас; 2 – подъёмная петля; 3 – паз для устройства заполнения межпанельных вертикальных стыков Многослойная кирпичная стеновая панель второго вида имеет внутренний и наружный слои толщиной в 1/4 или 1/2 кирпича и между ними располагается слой эффективного утеплителя (рис. 3.10). Наружный слой этих панелей может выполняться из лицевого или обычного кирпича, но в последнем случае он может покрываться фасадным защитно-отделочным слоем из цементно-песчаного раствора толщиной 20–25 мм. С внутренней стороны все панели покрывают отделочным слоем из раствора толщиной 15–20 мм.  Рис. 3.10. Трёхслойная виброкирпичная стеновая панель: а – с внешними слоями толщиной в 1/4 кирпича; б – то же толщиной в 1/2 кирпича; 1 – арматурный каркас; 2 – подъёмная петля; 3 – закладные детали; 4 – эффективный утеплитель Кирпичные и каменные панели имеют конструктивное армирование в виде пространственных каркасов. К этим каркасам крепят подъёмные петли, арматурные выпуски и закладные детали для соединения с другими конструкциями дома. б) Небетонные наружные стеновые панели Стеновые панели из небетонных материалов изготавливают без применения минеральных вяжущих. Они являются ненесущими конструкциями, т. е. выполняют только ограждающие функции, их выполняют слоистыми бескаркасными и каркасными и применяют в зданиях невысокой капитальности, например, в жилых домах для временного проживания. Такие панели крепят к конструктивным элементам внутреннего несущего остова зданий. Примером бескаркасной конструкции наружной стеновой небетонной панели является панель типа «сэндвич», состоящая из наружных слоёв из асбестоцементных листов, между которыми укладывают слой эффективного плитного жёсткого утеплителя (пенополистирол), и слои скрепляют между собой с помощью безусадочного клея.  Рис. 3.11. Вариант конструкции панели наружной стены из небетонных материалов: а – фасад и разрезы панели; б – горизонтальный стык панели с перекрытием; в – вер-тикальный стык наружных панелей между собой и с внутренней стеной; 1 – элементы (стойки) деревянного каркаса; 2 – алюминиевая раскладка; 3 – обшивка наружная; 4 – то же внутренняя; 5 – пароизоляция; 6 – утеплитель; 7 – оконная коробка; 8 – слив; 9 – алюминиевый фартук; 10 – алюминиевый нащельник; 11 – конопатка; 12 – упругая прокладка; 13 – подоконная доска; 14 – плита перекрытия; 15 – внутренняя стена. Каркасные небетонные наружные стеновые панели имеют внутренний каркас из деревянных антисептированных брусков, из стальных с антикоррозионной защитой или алюминиевых элементов либо из других подходящих материалов. Но наиболее целесообразным является деревянный каркас, имеющий наименьшую теплопроводность (см. рис. 3.11). К каркасу крепят наружную обшивку из анодированного алюминия, металлопласта, эмалированной стали, закалённого стекла, асбестоцементных листов или из других материалов. Крепление обшивки к каркасу выполняют податливым с помощью алюминиевых раскладок, болтов, винтов, шурупов и других соединительных элементов, имеющих антикоррозионную защиту. Внутренняя обшивка каркасных панелей выполняется из гипсоопилочных, гипсоволокнистых, древесноволокнистых плит, других плитных или листовых материалов, отвечающих санитарным требованиям. Между наружной и внутренней обшивками укладывают эффективный утеплитель, а между внутренней обшивкой и утеплителем укладывают рулонную пароизоляцию для защиты утеплителя от увлажнения парами внутреннего воздуха. Панели с деревянным каркасом можно применять в зданиях высотой до 9-ти этажей без ограничений, а в более высоких зданиях необходима защита элементов каркаса от возможного непосредственного воздействия огня примыкающими несгораемыми конструкциями (поперечными несущими стенами, перекрытиями, колоннами, балками), несгораемым или трудносгораемым утеплителем. Небетонные стеновые панели крепят к конструктивным элементам несущего остова с помощью стальных с антикоррозионной защитой связей. 3.6. Методы обеспечения прочности, устойчивости и долговечности наружных панельных стен и их стыков Прочность несущих и самонесущих наружных панельных стен обеспечивается выбором размеров сечений несущих частей панелей, выбором прочности бетона, армированием, конструкцией стыков из условия восприятия усилий, прочностью раствора стыков. Устойчивость несущих панельных стен и всего панельного здания обеспечивается пространственным взаимодействием наружных стен с внутренними, а также стен с несущими элементами перекрытий и покрытий. Совместная статическая работа конструктивных элементов несущего остова панельного здания обеспечивается конструкциями силовых стыков и связей между панелями наружных и внутренних стен, а также стен с перекрытиями и покрытиями. Панели наружных стен должны иметь связи с внутренними конструкциями здания и между собой не менее чем в 2-х уровнях по высоте этажа. Указанные связи являются поэтажными, так как обеспечивают совместную работу конструкций в пределах одного этажа. Элементы перекрытий и покрытий (плиты-настилы или плиты-панели) должны иметь связи между собой и со стенами. При строительстве в особых условиях (в сейсмоопасных районах, на просадочных грунтах или на подрабатываемых территориях) применяют дополнительные междуэтажные связи в виде вертикальных соединений между панелями стен смежных по высоте этажей. Такие связи устраивают также и в обычных условиях для стен, непосредственно не примыкающих к перпендикулярно направленным стенам. Долговечность наружных панельных стен и соответственно панельного дома в целом обеспечивается выбором стойкого к внешним воздействиям материала наружных слоёв панелей, а также защитой от огня и коррозии стальных связей и закладных деталей путём их обетонирования или антикоррозионного покрытия. 3.7. Стыки наружных панельных стен из условия восприятия силовых воздействий а) Силовые воздействия в стыках наружных панельных стен Наружные стены панельных зданий воспринимают вертикальные и горизонтальные нагрузки, а также воздействия от неравномерных деформаций оснований, от температурно-влажностных деформаций отдельных панелей и стен в целом. От этих нагрузок и воздействий в горизонтальных стыках возникают сжимающие и сдвигающие усилия, а в вертикальных стыках – усилия сдвига, сжатия или растяжения. б) Горизонтальные стыки наружных железобетонных панельных стен В зависимости от конструктивного решения панелей (1, 2-х или 3-х слойные) и величины воспринимаемых нагрузок применяются следующие типы горизонтальных стыков панелей наружных стен: контактный, платформенный, комбинированный и монолитный (рис 3.12).  Рис. 3.12. Горизонтальные стыки наружных панельных стен из условий восприятия силовых воздействий: а – контактный; б – платформенный; в – комбинированный профилированный; г – комбинированный плоский; д – монолитный; е – платформен-ный при ненесущих наружных панельных стенах; 1 – панель наружной стены; 2 – плита (панель) перекрытия; 3 – опорный выступ-палец панели перекрытия; 4 – цементно-песчаный раствор; 5 – бетон замоноличивания; 6 – упругая прокладка; 7 – панель внутренней стены; 8 – утеплитель.При горизонтальном |