Тема 2.14 здания из монолитного ж/б
В настоящее время, наряду с полносборными жилыми домами широко внедряется строительство монолитных и сборно-монолитных зданий, возводимых индустриальными методами.
При этом предметом индустриализации являются не конструктивные элементы (колонны, ригеля, панели стен и т.д.), а инвентарная много оборачиваемая опалубка (крупнощитовая, тоннельная, объемно-блочная и т.д.). Эффективность монолитных бетонных конструкций достигается не только не только индустриальными методами изготовления опалубок и арматурных каркасов, но и механизацией процессов доставки бетонной смеси с завода и подачи ее на место укладки.
Монолитный метод позволяет сооружать здания любой конфигурации в плане и по вертикали, формировать объемные ячейки, кратные модульным размерам, и большие пролеты за счет перехода к неразрезным системам. Планы могут быть прямолинейные, уступчивого или криволинейного очертания. Монолитные здания практические не имеют монтажных швов, что снимает проблемы, связанные с герметизацией, а вследствие этого повышаются звукоизолирующие и теплотехнические качества здания.
К недостаткам можно отнести то, что процесс производства конструкций переносится на строительную площадку. Создаются определенные трудности по устройству монолитных элементов на открытом воздухе, осложненные климатическими условиями района. В настоящее время современные материалы и методы производства позволяют вести работы круглый год. При отрицательных температурах используют специальные составы бетона, способы подачи, укладки и выдержки.
Применение современных опалубочных систем полной заводской готовности позволяет повышать технологичность возведения, значительно сокращает сроки строительства. Материалом опалубочных систем служит сталь, алюминий, древесина, композитные листовые материалы. Для создания декоративных поверхностей применяют серийно выпускаемые вкладыши из полимерных материалов, закрепляемые на внутренней стороне щитов.
При малоэтажном строительстве применяют несъемные опалубки в виде блоков из пенополистирола, канальных и пустотных легкобетонных элементов, профилированного стального листа.
Прочность, устойчивость, надежность монолитных зданий во много раз выше панельных благодаря статически неопределимой схеме несущих конструкций, отсутствие незащищенных соединений элементов
Конструктивные системы, применяемые в монолитном домостроении.
Многообразие архитектурно - планировочных решений диктуют определенные требования к конструкциям зданий, к шагу опор, к оптимизации их сечений.
Монолитные здания по материалу несущих и несуще – ограждающих конструкций можно квалифицировать:
цельномонолитные здания – все несущие конструкции выполняются из монолитного железобетона. Ненесущие и самонесущие конструкции могут выполняться из любых материалов.
сборно-монолитные здания и здания с несъемной опалубкой – несущие конструкции представляют собой сочетания монолитного железобетона и несущих или формообразующих элементов полной заводской готовности.
каменно- монолитные (кирпично-монолитные) здания – несущие ограждающие конструкции (стены) выполняются из традиционных мелкоштучных материалов.
стале-железобетонные здания – несущие элементы представляют собой комбинированные
конструкции (трубобетон – элементы с жесткой арматурой, монолитные перекрытия по металлической балочной клетке, рассчитанные на совместную работу).
Во всех случаях основными достоинствами является:
повышенная надежность, так как здания представляют собой много раз статически неопределимую систему и потеря отдельных элементов не превращает его в мгновенно -изменяемую систему. Недостатком такой конструктивной схемы является ограниченные размеры температурно – деформационного блока по сравнению со связевыми системами.
повышенная долговечность по сравнению с другими традиционными материалами.
регулируемая огнезащита (за счет защитного бетонного слоя арматуры).
отсутствие ограничений по форме здания в плане.
произвольное расположение несущих конструкций. Ограничение шага несущих конструкций, размеров элементов связано только с конструктивными и экономическими соображениями и с возможностью применения опалубки.
повышенная готовность качественно выполненных конструкций к отделочным работам, включая отсутствие монтажных стыков, строповочных элементов.
Наиболее распространенные варианты конструктивных систем:
стеновая система с малым или широким шагом поперечных несущих стен;
каркасная безригельная система;
система с несущими пилонами с устройством ригелей или без них;
в случае устройства в нижних этажах помещений общественного назначения (спортивные, торговые и т.д.) возможно применение безбалочной системы коробчатого типа.
Сборная скорлупа имеет несколько вариантов конструкции: однослойная легкобетонная панель, панель из конструктивного легкого бетона с утепляющим вкладышем, ж/б ребристая панель толщиной 80 мм и эффективным утеплителем. Конструкции скорлуп крепятся к монолитному слою гибким связями.
Унификация конструкций: шаг продольных и поперечных стен 2,7-7,2 м с градацией 300 мм; высота жилых этажей 2,8-3,0 м; высота нежилых этажей – 3,3; 3,6; 4,2 м; шаг несущих конструкций первых этажей – 6,0; 6,6; 7,2 м- могут приняты независимо от шага принятых верхних этажей
Пространственная жесткость и устойчивость несущих конструкций монолитных зданий.
Наибольшее расстояние между деформационными швами применяемые без расчета на основе СНиП 2,03,01-84* назначаются: для каркасных зданий – 50 м; бескаркасных – 40 м.
Жесткость бескаркасных систем на стадии компоновки считается обеспеченной и не требует специальной проработки.
Каркасы монолитных зданий в направление главных балок считаются рамными и жесткость в этом направлении обеспечивается за счет создания рамных узлов между колоннами и ригелями. Здания, не имеющие в одном или двух направлениях главных балок, имеют менее жесткое сопряжение плиты с колонной и требуют установки в этих направлениях дополнительных элементов жесткости (диафрагмы, связи). Эту роль могут выполнять отдельно стоящие монолитные стены – диафрагмы, пилоны, замкнутые ядра жесткости из стен лифтовых шахт, лестничных клеток, коммуникационных шахт.
Центральное ядро имеет конструктивное преимущество при сопротивлении ветровым нагрузкам. Необходимое количество элементов жесткости проверяется статическим расчетом и зависит от высоты здания, сечения и расстановки элементов жесткости. При отсутствие в каркасе рам, пилонов и ядер жесткости надо помнить о необходимости установки не менее 2-х стен жесткости (диафрагм) в каждом направлении примерно на равном удалении от центра здания.
Фундаменты монолитных зданий устраивают обычно из перекрестных лент, сплошных плит, обеспечивающих хорошую несущую способность и равномерную осадку здания. При необходимости достижения высокой жесткости фундаментов применяют коробчатые конструкции
Монолитные перекрытия работают по принципу неразрезной балочной конструкции или как плита, защемленная по трем или четырем сторонам. В местах примыкания плиты к наружным стенам в целях устранения теплопотерь устраивают термопояса в толще плиты в виде включений из жестких теплоизоляционных материалов. Допускается использование сборных конструкций перекрытия, в этом случае в монолитных несущих стенах оставляют штраба для укладки плит.
Наружные стены имеют вариантные решения:
-монолитные;
-монолитные слоистые стены с эффективным утеплителем;
- стены, выполненные из небетонных материалов (кирпич, ячеистые или керамзитобетонные блоки);
-сборные трехслойные панели.
Внутренние стены выполняют в монолитном варианте толщиной 160 мм (до 16 этажей) и 200 мм
Крыша монолитных зданий имеет разнообразную форму. Кровля традиционная.
Лестницы в монолитных зданиях применяют в монолитном, сборном варианте и с накладными ступенями по косоурам.
