Пособие легкие гипс.констр

Булгакова Л. И., Михалевич Н. В., Булгаков Ш. Э. Проектирование конструкций из гипсокартонных листов : учеб. пособие

Федеральное агентство по образованию Вологодский государственный технический университет

Л.И. Булгакова, Н.В. Михалевич, Ш.Э. Булгаков

ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ГИПСОКАРТОННЫХ ЛИСТОВ

Утверждено редакционно-издательским советом ВоГТУ

в качестве учебного пособия

Вологда

2010

1

Вологодский государственный технический университет. Научно-техническая библиотека

Булгакова Л. И., Михалевич Н. В., Булгаков Ш. Э. Проектирование конструкций из гипсокартонных листов : учеб. пособие

УКД 624.011.74 ББК 38.32 Б 90

Рецензенты:

Кафедра строительных конструкций и архитектуры Череповецкого государственного университета, зав. кафедрой

В.Н. Ворожбянов, канд. техн. наук;

А.Н. Мякишев, нач. тех отдела АО «Промлеспроект»; В.В. Малов, канд. техн. наук, Ген. директор «НПЦ Инжиниринг»

Булгакова Л.И.

Б 90 Проектирование конструкций из гипсокартонных листов: учебное

пособие / Л.И. Булгакова, Н.В. Михалевич, Ш.Э. Булгаков. – Вологда:

ВоГТУ, 2010. – 168 с.

В пособии изложены материалы по проектированию и строительству объектов с применением гипсокартона, минеральной ваты, металлопрофиля, кре-

пежа, инструментов в системе быстросборных конструкций малой массы и сухих методов отделки. Рассмотрены принципы проектирования, приведены кон-

структивные варианты решения стен, пола и потолка. Изложена современная технология производства работ, последовательность выполнения сложных эле-

ментов интерьера, а также эксплуатация и ремонт конструкций с применением гипсокартонных листов.

Пособие подготовлено для студентов строительных специальностей

270102, 270105, 270101 и 070501, а также для инженеров-проектировщиков.

УКД 624.011.74

ББК 38.32

© ВоГТУ , 2010 © Л .И. Булгакова, 2010

© Н.В. Михалевич, 2010

© Ш .Э. Булгаков, 2010

2

Вологодский государственный технический университет. Научно-техническая библиотека

Булгакова Л. И., Михалевич Н. В., Булгаков Ш. Э. Проектирование конструкций из гипсокартонных листов : учеб. пособие

ПРЕДИСЛОВИЕ

Вучебном пособии систематизированы материалы по проектированию конструкций с применением гипсокартонных листов, которые расширяют программу курса «Строительные конструкции», «Технология строительных процессов» и др. для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Строительство». Материал данного пособия используется для чтения курса для студентов старших курсов специальностей «Промышленное и гражданское строительство», « Городское строительство и хозяйство», а также для студентов специальностей «Архитектура» и «Реставрация».

Впособии рассмотрены вопросы истории гипсокартона, перспективы развития легких конструкций с применением гипсокартонных листов (ГКЛ), материалы для таких конструкций. Приведены конструктивные решения перегородок, облицовок, подвесных потолков и полов, технология производства строительных работ с применением ГКЛ, а также правило технической эксплуатации

иремонта таких конструкций. В пособии рассмотрены вопросы выполнения оригинальных элементов интерьера из гипсокартона. Даны некоторые примеры расчета на основе СНиП и СП.

Структура учебного пособия удовлетворяет требованиям, предъявляемым к учебным пособиям для высшей школы, т.к. содержит все необходимые разделы учебных книг (предисловие, введение, заключение, рекомендации, примеры, вопросы для самоконтроля, литература).

Учебное пособие имеет в достаточном количестве подобранный иллюстрированный материал и необходимые таблицы.

Обеспечена междисциплинарная связь с большинством общенаучных, общетехнических и специальных дисциплин.

Пособие представляет интерес для проектных организаций, связанных с решением вопроса снижения стоимости строительства путем внедрения легких конструкций, обладающих повышенной долговечностью и отвечающих требованиям экологичности и энергоэффективности.

3

Вологодский государственный технический университет. Научно-техническая библиотека

Булгакова Л. И., Михалевич Н. В., Булгаков Ш. Э. Проектирование конструкций из гипсокартонных листов : учеб. пособие

Введение

Конструкции с применением гипсокартонных листов относятся к легким строительным конструкциям, применение которых в строительстве является одним из важных направлений на пути повышения эффективности и ускорения строительного производства. Это конструкции межквартирных и межкомнатных перегородок, подвесных потолков, пола и т.д.

При помощи гипсокартона можно рациональным образом облицевать существующие стены. С применением соответствующих изоляционных материалов достигается существенное улучшение звуко- и теплоизоляционных характеристик.

В последнее время строительные конструкции, применяемые в развитых странах, стали намного легче. Это объясняется, в частности тем, что массивные элементы требуют мощных каркасов и фундаментов и значительных материальных и трудовых затрат. Тенденция связана с разработкой новых видов стройматериалов, в том числе и гипсокартонных листов. Используя облегченные конструкции, можно добиться такой же прочности, жесткости и долговечности, как при использовании массивных элементов, а также уменьшить толщину стен, увеличивая полезную площадь зданий.

При строительстве жилых и общественных зданий учитываются требования к современной архитектуре. Изучаются особенности отдельных типов зданий, взаимосвязь помещений, размеры и форма пространства, освещение, акустика. Главная задача архитектуры – создание единства архитектурной композиции из множества составляющих.

Благодаря применению гипсокартонных листов можно воплотить в жизнь самые смелые и разнообразные архитектурные решения. Возможности гипсокартона все чаще демонстрируются на строительных выставках.

4

Вологодский государственный технический университет. Научно-техническая библиотека

Булгакова Л. И., Михалевич Н. В., Булгаков Ш. Э. Проектирование конструкций из гипсокартонных листов : учеб. пособие

ГЛАВА 1. СТРОИТЕЛЬСТВО С ПРИМЕНЕНИЕМ ГИПСОКАРТОННЫХ ЛИСТОВ

1.1.История гипсокартона

Вкачестве строительного материала гипс начал использоваться еще в Древнем Египте около 3700 года до н.э. Египтяне отделывали им стены погребальных палат в пирамидах, которые должны были, по их глубокому убеждению, существовать вечно. И гипс их не подвел: мы и сейчас можем любоваться прекрасными фресками в гробницах загадочных фараонов [1].

Позднее этот материал использовался и греками, тоже знавшими толк в строительстве. Они-то и дали ему современное название - "гипрос", что означает "кипящий камень". Вместе с остальными достижениями греческой цивилизации этот строительный материал перешел к римлянам, а они, в свою очередь,

в15 веке принесли сведения о гипсе в Европу. В те времена его называли "штукатуркой Парижа", так как основная добыча гипса осуществлялась в районе Монмартра. Именно тогда материал стал очень широко применяться для внутренней и внешней отделки зданий. Но настоящая история гипсокартона началась 22 мая 1894 года в Америке. Тогда некто Огаст Сэккет получил патент на новый вид строительного материала – лист толщиной 5 мм, состоящий из 10 слоев бумаги, склеенных между собой гипсом, который, собственно, и стал называться гипсокартонным листом. В заявлении на патент было отмечено: "Мои улучшенные доски или плиты заменяют привычные дранку и штукатурку. Их преимущество в том, что они огнестойкие, сухие, удобные и легко устанавливаются, так что помещение сразу же готово к въезду. В них не бывает трещин, которые так заметны в оштукатуренных стенах; они обеспечивают гладкую, долговечную поверхность, которая может быть покрашена так же, как и обычная оштукатуренная стена". Именно Огаста Сэкетта принято считать "отцом гипсокартона".

Между 1908 и 1910 годами произошли два события, определившие современный вид гипсокартона. Стефен Келли запатентовал лист, состоящий из 2 слоев картона с гипсом посередине, а Кларес Утцманн изобрел завернутый край.

В1917 году в Англии была открыта первая в Европе гипсокартонная фабрика. Отсюда технология его производства попала в Германию, где в 1932 г. два брата, немецкие горные инженеры Альфонс и Карл Кнауф, создали собственную компанию «Гебрюдер Кнауф, Вестдойче Гипсверке". Гипсокартонные плиты современного образца германская фирма "Братья Кнауф" начала

5

Вологодский государственный технический университет. Научно-техническая библиотека

Булгакова Л. И., Михалевич Н. В., Булгаков Ш. Э. Проектирование конструкций из гипсокартонных листов : учеб. пособие

выпускать в 1958-1959 гг. А в 1957 г. эту продукцию стала выпускать шведская фирма «Гипрок". Первоначально гипсокартонные плиты использовались для замены фанеры, досок, ДСП в небольших домах. Сегодня возможности применения гипсокартона значительно расширились. Он необходим для строительства как жилых, так и промышленных помещений, а его лист представляет собой гипсовый сердечник, все плоскости которого, за исключением торцевых кромок, облицованы картоном. Для достижения необходимой прочности и плотности в него добавляют специальные компоненты, повышающие эксплуатационные свойства материала.

Гипсокартон обладает еще одним очень важным качеством – способностью "дышать" то есть поглощать избыточную влагу. А в сочетании с изоляционными материалами он обеспечивает высокую звуко- и теплоизоляцию, не уступая по этим критериям стенам из бетона или кирпича.

1.2.Роль и место легких конструкций в строительстве

Основными причинами развития легких конструкций являются:

1)повышенные требования к комфорту помещений и качеству их внутренней отделки;

2)совершенствование архитектурных форм, возможность создания криволинейных форм поверхностей;

3)получение бесшовных поверхностей;

4)пожарная безопасность;

5)облегченность конструкций;

6)конструктивная гибкость;

7)энергосбережение;

8)акустические решения;

9)легкая совместимость с другими строительными материалами и т.д. Общаяпотребностьвстеновых материалахраспределяетсяследующимобразом: 44% - для наружных стен; 32% - для внутренних стен; 10% - для перегородок;

14% - для других элементов ограждений.

В целом для устройства наружных стен требуется от 55% до 64% от об-

щей потребности стеновых материалов, а на внутренние стены и перегородки – 33% - в гражданском строительстве и до 28% в индивидуальном. Расход стеновых конструкций на 1 м2 жилой площади приведен в таблице 1.1.

6

Вологодский государственный технический университет. Научно-техническая библиотека

Булгакова Л. И., Михалевич Н. В., Булгаков Ш. Э. Проектирование конструкций из гипсокартонных листов : учеб. пособие

Таблица 1.1

Средние показатели расхода стеновых конструкций на 1 м2 жилой площади по жилищному строительству

Составляющей стоимости строительства являются расходы на транспортирование материалов. Транспортные расходы могут достигать 25% от общей стоимости материалов. Возникает проблема снизить транспортные расходы и стоимость строительства. Одно из ведущих мест в этом процессе занимают конструкции с применением ГКЛ.

1.3. Перспективы развития легких конструкций в России

Производительность труда в строительстве будет повышаться за счет механизации и автоматизации. Объемы внедрения роботов и манипуляторов с дистанционным управлением в сфере производства различных строительных работ будут расти. В Финляндии уже применяются манипуляторы для обшивки перегородок и подвесных потолков. Следующим шагом станет внедрение манипуляторов для монтажа гипсокартона в России. Применение сборных строительных конструкций приводит к снижению стоимости строительства. Лучшим способом достижения этой цели является серийное изготовление сборных строительных конструкций на предприятиях с высоким уровнем автоматизации производства. Рассмотрим несколько примеров производства сборных строительных конструкций:

∙стеновые конструкции со встроенными элементами систем водоснабжения, отопления, канализации, электроснабжения и информационных сетей;

∙каркасные конструкции сложной конфигурации, например, криволинейные стальные профили;

∙готовые элементы ванных комнат;

∙сборные дома, элементы балконов, элементы лифтовых шахт и т.д.

В последние десятилетия строительные конструкции стали намного легче. Облегчение строительных конструкций связано с разработкой новых видов строительных материалов. Разработанные на сегодняшний день облегченные

7

Вологодский государственный технический университет. Научно-техническая библиотека

Булгакова Л. И., Михалевич Н. В., Булгаков Ш. Э. Проектирование конструкций из гипсокартонных листов : учеб. пособие

конструкции удовлетворяют всем требованиям по качеству строительства: пожаробезопасности, звукоизоляции, тепловой изоляции и комфорту.

В результате использования более тонких (металлических и железобетонных) каркасов достигается экономия полезной площади здания и затрат на их строительство. Обшивка фасадов зданий в новом строительстве будет осуществляется легкими конструктивными элементами, рассчитанными на срок службы от 10 до 20 лет, так как фасад здания требует периодического обновления. Конструктивные элементы не должны мешать гибкой перепланировке внутренних помещений. Основные тенденции домов будущего следующие: несущий каркас

иперекрытия проектируются на десятки лет, а перегородки монтируются из легких элементов и могут быть переустановлены или удалены.

Наступающий век будет отличаться наличием множества разнообразных архитектурных школ. Современная архитектура находится в поисках путей отображения нового отношения человека к техническому прогрессу, к природе

ик своему культурному наследию. Изменился подход к реконструкции зданий. Старые здания стали переоборудовать изнутри, меняя интерьеры помещений. Внешний вид фасадов либо сохраняют, либо дополняют ультрасовременными конструкциями.

Новые архитектурные концепции оказывают влияние и на технику строительства. Существует устойчивая тенденция создания недорогих технологий изготовления легких конструкций. Основной целью новых разработок является придание конструкциям легкости и прочности, что решается в сфере высоких технологий.

Вопросы для самоконтроля

1.Что означает современное название «гипрос»?

2.Когда была открыта первая в Европе гипсокартонная фабрика?

3.Назовите причины развития легких конструкций.

8

Вологодский государственный технический университет. Научно-техническая библиотека

Булгакова Л. И., Михалевич Н. В., Булгаков Ш. Э. Проектирование конструкций из гипсокартонных листов : учеб. пособие

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ОБЛЕГЧЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

2.1. Общие сведения о гипсокартонных листах

Гипсокартонные листы (ГКЛ) представляют собой неоднородные плоские строительные элементы. Их сердцевина состоит из гипса, модифицированного специальными добавками, улучшающими массу, водопоглащение, теплопроводность, прочность и т.д. Поверхность гипсокартонных плит покрывается гладким картоном, что является основой для нанесения лакокрасочных или других отделочных материалов. От прочности картона зависит прочность листа и прочность конструкций.

Боковые (продольные) кромки листа также оклеены картоном, образуя закрытый край листа. Закрытый край (кромка) листа может быть прямым – ПК (рис. 2.1) или утоненным – УК (рис. 2.2).

Рис. 2.1. Закрытый край ГКЛ, прямая кромка

Рис. 2.2. Утоненная кромка ГКЛ

В некоторых странах производится ГКЛ с полукруглыми, с утоненнополукруглыми (рис. 2.3) кромками.

Рис. 2.3. ГКЛ с полукруглой и утоненно-полукруглой кромкой

Основными производителями ГКЛ являются Великобритания, Франция, США, Германия, Белоруссия и Россия.

9

Вологодский государственный технический университет. Научно-техническая библиотека

Булгакова Л. И., Михалевич Н. В., Булгаков Ш. Э. Проектирование конструкций из гипсокартонных листов : учеб. пособие

Производство ГКЛ представляет собой технологическую линию, состоящую из следующих участков (рис. 2.4):

Рис. 2.4. Технологическая линия по производству ГКЛ

заготовительный участок, где готовится вяжущее из гипсового камня и смешивается с добавками и водой;

формовочный участок, где гипсовая масса подается на конвейер между листами картона и разравнивается; затем длинная полоса режется по размерам листов;

сушильный участок, где удаляется излишняя влага, и плиты приобретают заданную прочность;

складской участок, где формируются транспортные пакеты (50 листов), подрезаются края листов, защищаются от воздействия атмосферных осадков полиэтиленовой пленкой.

10

Вологодский государственный технический университет. Научно-техническая библиотека