Ар.11. Конструкции наружных и внутренних стен бескаркасных зданий.

Конструктивные решения панелей внутренних стен должны удо­влетворять требованиям прочности, жёсткости, звукоизоляции и противопожарным требованиям. По нормам звукоизоляции в жилых зданиях однослойные (акустически однородные) межквартирные перегородки из тяжёлого бетона должны иметь поверхностную плот­ность 350 - 400 кг/м², а двойные (из гипсобетона, разделённые воздушной прослойкой)- 250 - 300 кг/м². Для повышения общей жёсткости здания и улучшения звукоизоляции необходимо заводить панель поперечной стены в замоноличенный стык в месте соедине­ния поперечных стен с наружными панелями.

Внутренние крупнопанельные несущие стены применяются одно­слойной конструкции, они могут быть разделены на плоские - сп­лошные и тонкостенные - ребристые (рис. 2.6). Внутренние панели должны иметь полную заводскую готовность, их поверхности д.б. подготовлены под окраску или оклейку обоями. В панели д.б. вмонтированы трубы и закладные детали, необходимые для отопительной системы, и предусмотрены каналы для скрытой сменяемой электропроводки и слаботочных сетей.

Наиболее рациональными для применения в массовом крупно­панельном строительстве являются конструкции поперечных стен из бетонных слабо армированных панелей.

Ранее при строительстве крупнопанельных 5-эт. домов применялись внутренние несущие стены в виде балок-стенок (серия-К-7), из вибропрокатных скорлуп (серия П-35) и из виброкирпичных па­нелей (серии 4-466 и П-32). Однако их применение оказалось не целесообразным исходя из экономических и эксплуатационных качеств.

Поперечные несущие стены 5-этажных домов при узком шаге (в пределах от 2.6 до-3.4 м) принимаются толщиной 14 см, а при широком шаге (6 или 6,4 м) - 16 см.

Многочисленные замеры звукоизоляционных качеств межквартирных перегородок показали, что бетонные панели толщиной 12 см не полностью удовлетворяют нормативным требованиям. Их индекс изоляции воздушного шума ниже нормы. Поэтому толщину бетонных поперечных стен и увеличили до 14 см.

Главным требованием соединения между панелями внутренних стен наряду с прочностью является надежная их изоляция воздуш­ного шума. В практике строительства звукоизоляция внутренних стен в местах соединений панелей часто оказывается неудовлет­ворительной вследствие плохого выполнения монтажных работ (сте­новые панели устанавливаются насухо, без раствора, в результа­те чего образуются щели, отсутствуют упругие прокладки в стыках между панелями).

Для звукоизоляции крупнопанельных стен следует заводить панели - перегородки в толщину наружной стены (в борозды) на 3-5 см и в местах взаимных пересечений устраивать вертикальные колодцы шириной не менее 8 см, доступные для бетонирования;

стыки с открытыми швами необходимо заполнять упругими проклад­ками с последующим замоноличиванием.

Повышение этажности зданий в первую очередь влияет на рабо­ту несущих внутренних стен. Для выполнения технико-экономических показателей этих стен ЦНИИЭП жилища был проведён анализ многоэтажных крупнопанельных зданий с узким и широким шагом поперечных несущих стен.

Были рассмотрены бетонные и железобетонные конструкции стен. Анализ прочности показал, что бетонные панели толщиной 14-16 см при марке бетона 200 м.б. применены для 9-этажных зданий с узким шагом при повышении марки бетона до 300 пане­ли таких толщин м.б. применены в 12-14-этахнах доках с узким шагом и 9-этажных с широким шагом.

Таким образом, бетонные панели нашли применение в крупно­панельных зданиях с узким шагом. При широком шаге использование бетонных панелей нецелесообразно. В этом случае необходимо переходить на железобетонные несущие панели. В связи с тем, что интенсивность загружения несущих панелей по высоте здания изме­няется желательно иметь в 14-16-этажных домах панели двух раз­ных толщин.

Рис. 2.6. Конструкции однослойных панелей внутренних несущих стен:

а) из тяжелого бетона М 150;

б) из легкого бетона М 75;

в) с ребрами по контуру из тяжелого бетона М 200

Ар.13. Конструктивные схемы каркасных крупнопанельных зданий

В каркасном несущем остове возможны следующие конструктивные схемы:

а) с поперечным каркасом;

б) с продольным каркасом;

в) с пространственным каркасом;

г) с внутренним каркасом и несущими наружными стенами;

д) с безригельным внутренним каркасом;

е) с безригельным внутренним каркасом и несущими наружными стенами.

( а, б, в – полный каркас; г, д, е – неполный каркас)

а.1

а)

а.4

б.3

а.2

б.1

в.1

а.3

б.2

в.2

в.3

в)

б)

Рис. 2.1.Конструктивные схемы крупнопанельных зданий.

а – каркасные; б – бескаркасные; в – с неполным каркасом; а.1. – с поперечным каркасом; а.2. – с продольным каркасом; а.3. – с пространственным каркасом; а.4. – безригельный каркас; б.1. – с несущими наружными и несущими поперечными и продольными стенами; б.2. - с несущими наружными и несущими поперечными стенами; б.3. - с несущими наружными и несущими продольными стенами; в.1. - с несущими наружными стенами и внутренним поперечным каркасом; в.2. - с несущими наружными стенами и внутренним продольным каркасом; в.3. безригельная схема; 1 – ригель; 2 – колонна; 3 – стена.

Ар.14 Конструкции сборного железобетонного каркаса гражданских зданий.колонны, ригели, междуэтажные перекрытия

Колонны. Приняты сечением 300 х 300 и 400 х 400 мм высотой обычно на один, 2 - 4 этажа из бетона марок 300 и 400. Для зданий с укрупненной сеткой колонн (9 х 9; 12 х 12 м) колонны имеют сечение 600 х 600 мм. Колонны имеют консоли с одной или двух сторон. Они рассчитаны на высоты этажей 3,3; 3,6; 4,2 м и для укрупненной сетки дополнительно на 4,8 и 6 м. Для подвальных и технических этажей предусмотрены высоты колонн 2,9 и 2,4 м. В колоннах нижних этажей, воспринимающих значительные нагрузки (до 2000 т на колонну), устраиваются стальные сердечники с облицовкой слоем бетона в 6 – 8 см, для защиты от действия высоких температур при пожаре. Стальные сердечники позволяют сохранить те же размеры сечений колонн, что и в верхних этажах.

Наиболее сложная задача при проектировании сборного ж.б. каркаса - решение стыков колонн. В практике отечественного строительства сложились два типа стыков:

а) стыки, в которых усилия передаются через стальные элементы - опорные плиты или оголовники;

б) стыки, в которых осуществляется непосредственная передача усилий с бетона на бетон.

В стыках первого типа концы колонн снабжаются стальными пластиками или оголовниками, приваренными к продольной стержневой арматуре (рис.4.4, а, б).

Рис.4.4. Стыки сборных ж.б. колонн с гибкой арматуройа – стык колонн с помощью стальных листов (пластин), заанкеренных в бетон; б – стык колонн с помощью стальных оголовников, приваренных к продольной арматуре; в – сферический безметаллический стык сборных ж.б. колонн; г – плоский безметаллический стык ж.б. колонн (серия ИИ-04); 1 – стальная пластина верхнего оголовка; 2 – тоже, нижнего огловка; 3 – сварной шов; 4 – центрирующая металлическая прокладка; 5 и 6 – верхний и нижний стальной оголовник; 7 – продольная арматура; 8 – поперечная арматура; 9 – стыковые ниши; 10 – сферические бетонные поверхности; 11 – центрирующий бетонный выступ.

В стыках второго типа происходит передача усилий с бетона на бетон. Наиболее распространенной конструкцией данного стыка является сферическая поверхность торцов колонн с соединением арматурных стержней с помощью ванной сварки (рис 4.4, в).

В последнее время стали применяться плоские безметаллические стыки с центрирующей бетонной площадкой (рис. 4.4, г), которые требуют значительно более простых форм для их изготовления.

Стык колонн с жесткой арматурой в зданиях высотой до З0 - 40 этажей решают по принципу непосредственной передачи нагрузок с одного стального пакета на другой с помощью прокладной стальной плиты (рис.4.5, в).

Рис.4.5. Сборные ж.б. колонны с жесткой арматурой (мет. сердечниками)

а – общий вид колонны; б – типы сечения стальных сердечников; в – стык колонны; 1 – колонна; 2 – стальной сердечник; 3 – выпуски армтурных стержней; 4 – стальные закладные детали; 5 – полосы толщиной до 60мм; 6 – уголки; 7 – сварной шов; 8 – стержни продольной гибкой арматуры; 9 – хомуты; 10 – прокладная фрезерованная стальная пластина; 11 – монтажные болты; 12 – стальные ушки.

Опирание ж.б. колонн с гибкой арматурой на массив ф-та производят через железобетонные башмаки с бетонированием зазоров и вибрированием. Для обеспечения правильной передачи нагрузки колонны верхняя плоскость подкладной стальной плиты и торец стального сердечника колонны фрезеруется.

Ригели.

Унифицированный ригель выполняется с предварительно напряженной арматурой, таврового сечения, высотой 450 мм, шириной 400 мм (по ширине колонны) (рис.4.6 ). При больших пролетах (9 м или 12 м) высота ригеля принимается равной 600 и 900 мм, аналогичной конструкции. Ригель служит для опирания плит перекрытий, лестничных маршей и аналогичных элементов. Длина ригеля на 440 мм (340 мм при колоннах площадью сечения 300 х 300 мм² короче пролета, равного 6; 4,5 и З м.

Рис.4.7. Узел опирания сборного ригеля на колонну при пролетах 9 и 12м 1 – верхняя стальная рыбка; 2 – монтажная сварка; 3 – закладные детали; 4 – ригель h=900мм; 5 – ж.б. ригель h=600мм.

Междуэтажные перекрытия. В каркасных зданиях перекрытия обеспечивают жесткость и неизменяемость здания в горизонтальной плоскости и осуществляют передачу и распределение усилий от ветровой нагрузки на стенки жесткости. Сборные перекрытия превращаются здесь в жесткий горизонтальный диск.

Перекрытия в многоэтажных зданиях с унифицированным каркасом выполняются из многопустотных настилов высотой 220 мм с пустотами диаметром 140 мм.

Они отличаются от обычных настилов в увеличенной, по

противопожарным требованиям, толщине защитного слоя до 30 мм и в создании на боковых поверхностях шпонок (рис. 4.8, а, б), которые потом замоноличиваются.

Такое перекрытие обеспечивает передачу горизонтальных нагрузок на связевые диафрагмы при расстоянии между ними в пределах до 30 - 36 м.

Рис.4.8. Плиты перекрытий многопустотные (а, б), легкобетонные (в), ребристые (г) и типа ТТ

а – пристенная; б – рядовая; в, е – связевые; д – предварительно-напряженный настил типа ТТ-12 (пролетом 12м). 1 – ниши для строповочных петель 150х80; глубина 70; 2 – каналы пустот (диаметр 159; шаг 185) на торцовых гранях плит; 3 – ниши растворной шпонки (диаметр 120; шаг 200) на продольных гранях плит; 4 – подрезки для выпусков арматуры 140х80; глубина 45; 5 – продольные ребра; 6 – поперечные ребра; 7 – монтажные петли. Ширина настилов 1200 мм, но м.б. увеличена до З и даже 4,5 м при

пролете 6 м. Сейчас имеются примеры применения плоских беспустотных керамзитобетонных предварительно напряженных крупноразмерных настилов толщиной 140 и 160 мм с гладкими калиброванными поверхностями, которые обеспечивают необходимую изоляцию от воздушного шума.

По таким плитам без каких-либо дополнительных стяжек м.б. уложен синтетический рулонный ковер на упругой основе, обеспечивающий надежную изоляцию от ударного шума.

В большепролетных каркасных зданиях рационально применять ребристые настилы, что упрощает размещение вертикальных и горизонтальных санитарно-технических коммуникаций. Настилы могут иметь форму коробчатого настила или форму в виде «Т» или «ТТ» (рис. 4.8, г, д).

Важной составной частью перекрытия служит элемент, расположенный по осям колонн в направлении, перпендикулярном ригелям, и являющейся распоркой между колоннами. Этот элемент обеспечивает жесткость и устойчивость колонн как в монтажный период, так и в работе перекрытия как жесткого диска в период эксплуатации.

Ар.15. Панели наружных и внутренних стен каркасных зданий.

Стены-диафрагмы жесткости монтируют из бетонных панелей высотой в этаж толщиной 140 мм, имеющих одно- или двусторонние консольные полки в верхней зоне для опирания перекрытий.

При шаге колонн до б м ширина панели диафрагмы соответствует расстоянию между колоннами в свету, при шаге колонн 7,2 и 9 м стены-диафрагмы, проектируют составными из двух-трех изделий с координационными раз­мерами по ширине 1,2; 3 и 5,6 м. Панели-диа­фрагмы проектируют глухими или с одним дверным проемом (1,32X2,14 или 1,92Х Х2,54 м). Элементы диафрагм жесткости ме­жду собой и с колоннами по вертикальным стыкам соединяют сваркой; по закладным де­талям. Число сварных связей назначают в за­висимости от высоты этажа, но не менее двух на этаж. Швы замоноличивают.

Шаг диафрагм определяется расчетом и со­ставляет до 36 м по длине здания при рассто­янии от края здания или температурно-деформационного шва от 18 до 36 м (кратно 6 м).

Максимальная длина (или ширина) температурного отсека каркасно-панельного здания 60 м.

Панели наружных стен однослойные из легкого бетона (керамзитового, перлитового, шунгизитового, аглоиоритового) плотностью 700—1000 кг/м3, марок М50 и М75 или яче­истого бетона (газобетона и газосиликата) 7 = 600—700 кг/м3 марки М 50. Толщину па­нелей, определенную по санитарно-гигиениче­ским и экономическим требованиям главы СНиП II-3-79, принимают по ближайшему большему значению из унифицированного ря­да толщин 250, 300, 350 или 400 мм для легко-бетонных или 250 и 300 мм для панелей из яче­истого бетона.

Разрезка стен на панели — двухрядная. В номенклатуру сборных эле­ментов наружных стен входят поясные, про­стеночные, подкарнизные, парапетные, цоколь­ные панели, а также панели для обстройки ри­залитов, выступающих и входящих углов зда­ния. Длина поясных панелей: 3; 4,5; 6; 7,2 и 9 м. Координационные размеры поясных пане­лей по высоте: 1,2; 1,5; 1,8 и 2,1 м. Доборные поясные (подкарнизные и надцокольные) па­нели имеют высоту 600 и 900 мм. Панели самонесущих стен устанавливают по цементно-песчаному раствору на цоколь­ные или простеночные панели и крепят повер­ху на сварке по закладным деталям к колоннам. Панели ненесущих стен устанавливают на ригели, консоли колонн или опорные ме­таллические столики в колоннах и закрепля­ют в трех точках — к одной из опор и поверху к колоннам каркаса. Горизонтальные стыки панелей ненесущих стен заполняют упругими прокладками. Изоляция сты­ков панелей решена по принципу закрытого стыка.

Привязка панелей самонесущих и ненесу­щих стен к каркасу единая — с зазором 20 мм между наружной гранью колонны и внутрен­ней гранью панели наружной стены.

Ар.16. Индустриальное строительство зданий из монолитного железобетона.