Учебное пособие 800663

71

две плиты стены соединяются Х- и У-образными металлическими или полимерными профилями на расстоянии толщины монолитного слоя (рис. 3.17).

Рис. 3.17. Связи панелей несъемной опалубки из цементно-стружечных плит (ЦСП)

Все элементы здания для внутренних и наружных стен, для перекрытий изготавливают в комплекте. В заводских условиях устанавливается арматура, монтируется электропроводка и некоторые инженерные коммуникации.

На строительной площадке стеновые опалубочные панели монтируют и заливают во внутренние полости бетон. Конструкция наружной стены после заливки тяжелого бетона в дальнейшем утепляется снаружи. При использовании легкого эффективного бетона дополнительного утепления не требуется. В любом случае выполняется внутренняя и наружная отделка стен.

Блоки из ячеистого бетона. Для малоэтажного строительства с целью получения эффективных стен разработаны блоки с объемом пустот до 50 % из ячеистого бетона плотностью 400-500 кг/м3 (рис. 3.18).

Рис. 3.18. Опалубочные блоки из ячеистого бетона:

а – пустотный блок; б – схема укладки блоков в стену; 1 – вертикальная арматура; 2 – горизонтальная арматура; 3 – конструкционный бетон; 4 – теплоизоляционный бетон

72

Пустотные блоки можно изготавливать различных размеров, конфигураций, с различным расположением и диаметром пустот. Это позволяет их использовать не только в наружных, но и во внутренних стенах.

Стены из блоков выполняются насухо. Для обеспечения перевязки вертикальных швов блоки каждого последующего ряда смещаются на половину ширины. В этом случае пустоты блоков совпадают по вертикали. После установки 3-5 рядов блоков пустоты заливают ячеистым или легким полистиролбетоном. Один ряд пустот с внутренней стороны стены заливается конструкционным бетоном высокой плотности. Остальные ряды заливаются теплоизоляционным бетоном низкой плотности. В качестве вертикальной арматуры используется гнутый профиль толщиной 2-3 мм. В качестве горизонтальной арматуры используются стержни диаметром 6 мм (рис. 3.18, б).

Несъемная опалубка из полистирольных блоков. Основным преимущест-

вом применения технологии несъемной опалубки из пенополистирола является возможность возведения многослойной ограждающей конструкции за один технологический цикл. Стена сразу получается с необходимым сопротивлением теплопередаче и не требует последующего утепления.

Блоки из пенополистирола представляют собой две пластины, которые соединяются между собой специальными перемычками из полипропилена. Перемычки являются многофункциональными: они воспринимают давление бетонной смеси, в специальных пазах перемычек размещаются арматурные стержни, возможно крепление к ним элементов наружной и внутренней отделки. Основным элементом стен является рядовой блок (рис. 3.19). Применяются также угловые блоки от 0º до 90º, добавочные блоки, торцевые заглушки. Конические блоки используются для уширения бетонного слоя стены, а блоки с выступом применяются для создания опорной консоли перекрытия, лестницы, для опирания наружной облицовки стен и т.п.

Блоки являются мелкоштучными элементами. С их помощью можно легко проектировать здания со сложными очертаниями стен в плане, в том числе многоэтажные до 17 этажей (рис. 3.20). Криволинейная форма стен выполняется методом удаления сегментов рядовых блоков (рис. 3.21). При таком методе требуется дополнительное их укрепление во время заливки бетона. Специальная конструкция замков позволяет быстро и точно соединять блоки по высоте и препятствует вытеканию бетонной смеси при бетонировании.

Требуемая несущая способность стен обеспечивается подбором класса по прочности на сжатие тяжелого или легкого бетона, сечения и класса арматуры. Внутри опалубки может осуществляться прокладка канализационных и водопроводных труб. В штрабе, прорезанной в блоках, может быть вмонтирована электропроводка. Для стен подвалов могут использоваться элементы несъемной полистирольной опалубки при условии устройства гидроизоляции наружной поверхности.

Технология возведения зданий с применением блочной полистирольной опалубки позволяет устраивать различные варианты перекрытий. Это могут

73

быть перекрытия: сборные железобетонные (рис. 3.22, в); монолитные и сбор- но-монолитные (рис. 3.22, г); балочные деревянные. Выбор типа перекрытия определяется проектом.

Рис. 3.19. Вариант формы и размеров основных пенополистирольных опалубочных блоков:

а– прямой рядовой; б – угловой 90º; в – с переменным углом 0º-90º; г – конический;

д– с выступом для кирпичной облицовки

Рис. 3.20. Схема формообразования стен из опалубочных пенополистирольных блоков

74

Рис. 3.21. Приемы формирования блоков для криволинейных участков стен: а – с крайними и внутренними вырезами в каждой секции; б – с тремя внутренними вырезами

Рис. 3.22. Фрагменты сборно-монолитных стен с несъемной опалубкой из пенополистирольных блоков: а – примыкание стен; б – устройство пилястры (внутренней или наружной); в – опирание сборных плит перекрытий на стену; г – опирание сборно-монолитного пере-

крытия на стену; д, е – армирование перемычек оконных и дверных проемов; 1 – стена; 2 - вертикальный арматурный стержень; 3 – то же, горизонтальный; 4 – бетон

замоноличивания; 5 – пространственный арматурный каркас; 6 – перемычка блока; 7 – удаленная часть блока; 8 – удаленная перемычка блока; 9 – полистирольный блок

пилястры; 10 – железобетонная плита перекрытия; 11 – облицовочный кирпич (камень); 12 – полистирольный опалубочный блок перекрытия; 13 – плоский арматурный каркас; 14 – отдельный арматурный стержень; 15 – арматурная сетка;

16 – верхняя арматура перемычки; 17 – нижняя арматура перемычки; 18 – хомут

75

Для наружных стен малоэтажных зданий применяются более простые и, следовательно, более дешевые блоки из пенополистирола (рис. 3.23). Типовой блок имеет ширину, равную толщине стены без облицовки. Блок имеет ровные поверхности, уступы с торцов и два вертикальных отверстия. Стена из таких блоков выкладывается насухо. В некоторых случаях возможно применение минерального клея для фиксации. Укладка блоков ведется с перевязкой вертикальных швов, которая выполняется смещением вдоль стены блоков смежных рядов. При этом отверстия блоков совпадают и образуют вертикальные колодцы. В колодцы устанавливаются плоские арматурные каркасы или гнутые стальные тонкостенные швеллеры и затем заливается бетон.

Рис. 3.23. Устройство наружной стены с применением пустотных полистирольных блоков: а – общий вид блока; б – вид сбоку; 1 – пенополистирольный блок; 2 – плоский арматурный каркас; 3 – заполнение колодца бетоном

Вопросы для самопроверки

1.Стеновая конструктивная система и ее основные элементы.

2.В чем состоит отличие каркасной системы с ригелями и без ригелей?

3.Особенность монтажа зданий со сборно-монолитными конструкциями.

4.Недостатки пилонной конструктивной системы.

5.Типы систем со стволами жесткости.

6.Геометрические формы стволов жесткости.

7.Количество опор при ствольно-подвесной системе.

8.Схемы ствольно-стеновых систем.

9.Метод подъема перекрытий и этажей.

10.Варианты многоэтажных ствольно-блочных зданий.

76

Глава 4 Конструкции перекрытий монолитных и сборно-монолитных

жилых и общественных зданий

Горизонтальные конструктивные элементы здания, расчленяющие его на отдельные этажи, называются перекрытиями. Конструктивное решение перекрытий может быть монолитным, сборно-монолитным и сборным.

4.1.Монолитные перекрытия

Взависимости от пролетов, нагрузок и архитектурных требований применяются различные виды монолитных конструкций перекрытий (рис. 4.1). Монолитные перекрытия разработаны следующих видов: безбалочное бескапительное – при пролетах до 6 м; безбалочное с капителями (см. рис. 2.11); безбалочное облегченное в пролете – при пролетах до 9 м; балочное (ребристое) – при пролетах до 9 м; кессонное (часторебристое) – при пролетах до 12 м.

Безбалочное бескапительное перекрытие (рис. 4.1, а). Монолитные без-

балочные перекрытия с плитами, опертыми по контуру, характеризуются монолитными связями с монолитно-бетонными стенами или ригелями каркаса. Пролеты плит принимаются в пределах 4-6 м. Соотношение большего пролета к меньшему не более двух, чаще принимается 1:1,5.

Толщина плиты назначается в зависимости от величины пролета и нагрузки в пределах 100-150 мм, но не менее 1/50 пролета. При таком соотношении сторон плита работает в двух направлениях и рассчитывается как опертая по контуру. Соответственно армирование выполняется рабочей арматурой в двух направлениях сварными сетками (рис. 4.2, а).

Для экономии нижняя арматура плиты в пролете производится двумя сетками. Одна сетка доводится до опор. Вторая сетка устанавливается в средней части плиты на расстоянии ¼ пролета от опор. Верхняя арматура - это надопорные сетки, которые имеют рабочую арматуру в одном направлении. Арматура располагается перпендикулярно стенам или ригелям и заводится в пролет на ¼ его величины.

Безбалочное облегченное перекрытие (рис. 4.1, б). Для монолитных плит перекрытий с пролетами 6-9 м возможен вариант снижения расхода материала

инагрузки от собственного веса. Это создается за счет облегчения конструктивной ячейки в средней части поля плиты уменьшением части бетона. Такой тип облегченной плиты является переходной формой к перекрестноребристому (кессонному) перекрытию.

Балочное (ребристое) перекрытие (рис. 4.1, в). Ребристое монолитное перекрытие с балочными плитами состоит из балок и плит. В зданиях стеновой системы балки и плиты объединены в одно монолитное целое со стенами, в зданиях каркасной системы – с колоннами. При несущих стенах балки распола-

77

гают в направлении с меньшим расстоянием между стенами: 5-7 м. В каркасных зданиях главные балки опирают на колонны с шагом 6-9 м.

Рис. 4.1. Виды монолитных перекрытий в зданиях стеновой и каркасной конструктивных систем: а – с плитами по контуру, безбалочное; б – безбалочное облегченное; в – балочное, ребристое; г – кессонное, часторебристое; 1 – стена; 2 – колонна; 3 – ригель каркаса; 4 - плита перекрытия; 5 – балка; 6 – главная балка; 7 – второстепенная балка; 8 - консоль

78

Высота поперечного сечения главной балки составляет 1/15–1/18 пролета, а ширина – 0, 4 высоты. Второстепенные балки укладывают в пролетах 5-7 м и располагают с шагом 1,5-3 м так, чтобы ось одной из балок совпадала с осью колонны. Толщина монолитной плиты принимается в пределах 1/40-1/25 пролета и обычно составляет 60-100 мм.

В соответствии с характером эпюры изгибающих моментов плиты армируют сварными сетками: рулонными с рабочей арматурой диаметром 3-5 мм или плоскими 6-12 мм. Их раскатывают и укладывают перпендикулярно продольной оси второстепенных балок. В крайних пролетах и над первой балкой могут укладываться дополнительные сетки или отдельные стержни, так как здесь действуют наибольшие изгибающие моменты (рис. 4.2, б, в).

Рис. 4.2. Армирование монолитных перекрытий:

а – с плоскими плитами, опертыми по контуру; б – с балочными плитами, рулонными сварными сетками; в – то же, плоскими сварными каркасами

Кессонные перекрытия (рис. 4.1, г). Если высота балок в двух или трех направлениях принята одинаковой, то такой вид монолитного перекрытия называют часторебристым или кессонным. Применение кессонных перекрытий, в основном, диктуется эстетическими требованиями решения интерьера общественного здания.

Предварительно напряженные железобетонные перекрытия (рис. 4.3).

Последние десятилетия характеризуются широким использованием в странах Западной Европы монолитных предварительно напряженных железобетонных

79

перекрытий пролетами 7-12 м. К факторам, влияющим на целесообразность их применения, можно отнести следующее: наличие пролета, превышающего 7 м; наличие регулярной сетки колонн каркаса; длина арматурных канатов более 15 м, иначе предварительное натяжение арматуры является неэкономичным. Применяются различные типы канатной арматуры, которая защищена трубками из полимерных материалов или уложена в каналы.

Рис. 4.3. Схемы армирования: а – перекрытий; б – размещение напрягаемых арматурных канатов в каналах и защитных трубках; 1 – напрягаемая арматура; 2 – расположение ненапрягаемой арматуры; 3 – канал; 4 – защитная трубка; 5 – инъецируемый раствор; 6 – специальная защитная смазка; 7 – бетон плиты перекрытия

Арматурные канаты могут располагаться по несколько штук в каналах круглого или овального сечения. С целью обеспечения сцепления напрягаемой арматуры с бетоном в каналы инъецируется раствор (рис. 4.3, б). Возможен вариант укладки одного каната в защитную трубку, не заполняемую раствором. При напряжении арматуры без сцепления с бетоном имеются следующие преимущества: обеспечение равномерной работы по всей толщине плиты; равномерное распределение арматурных канатов по всей плите; максимальное использование свойств напрягаемой арматуры; осуществление в заводских условиях защиты от коррозии арматурных канатов.

Существуют различные варианты армирования перекрытий с напрягаемой арматурой (рис. 4.3, а). К таким вариантам можно отнести следующее:

-вдоль оси колонн в одном направлении располагаются напрягаемые канаты, между колоннами перпендикулярно канатам укладывается ненапрягаемая арматура;

-напрягаемые канаты размещаются по осям колонн в двух направлениях;

80

-напрягаемые канаты располагаются преимущественно по осям колонн в одном направлении, с включением аналогичных канатов между колоннами в другом направлении;

-напрягаемые канаты размещаются равномерно по всему полю плиты и по осям колонн в двух направлениях.

Ребристые перекрытия (рис. 4.4). Все большее применение получают теплоизолированные монолитные ребристые перекрытия. Конструкции перекрытий включают в себя: теплоизоляционные опалубочные элементы из пенополистирола и комбинированные; арматурные каркасы и сетки; монолитный бетон.

Рис. 4.4. Теплоизолированные монолитные железобетонные ребристые перекрытия:

а – с применением пенополистирольных профилированных элементов; б – с применением комбинированных элементов из цементно-стружечной нижней и пенополистирольной верхней частей; 1 – пенополистирольный элемент межбалочного заполнения; 2 – комбинированный элемент; 3 – арматурный каркас; 4 – арматурная сетка; 5 – бетон замоноличивания

Хотя конструкции перекрытий содержат сборные элементы, их нельзя однозначно отнести к сборно-монолитным конструкциям, так как сборные элементы опалубки не способны нести даже монтажную нагрузку. Они предназначены исполнять роль оставляемой опалубки и одновременно теплоизоляции. Перекрытие воспринимает нагрузку железобетонными ребрами после набора прочности бетоном. Ребра располагаются с частым шагом 375-600 мм. При возведении теплоизолированных перекрытий опалубочные элементы поддерживаются в пролете инвентарными подмостями.

4.2. Сборно-монолитные перекрытия

Отличительной особенностью сборно-монолитных перекрытий является применение в них сборных изделий – вкладышей, балок, плит, блоков, выполняющих роль несъемной опалубки, и монолитного бетона. Сборные элементы при этом воспринимают нагрузки как при монтаже, так и при эксплуатации перекрытия. Сборно-монолитные перекрытия применяются в жилых и общественных зданиях с пролетами 3-6 м, иногда до 9 м. Такие перекрытия применяют преимущественно там, где сложно смонтировать сборные перекрытия.

Самый простой вариант сборно-монолитного перекрытия состоит из двух элементов (рис. 4.5). Первый элемент - это нижняя сборная плита толщиной 40-