Вопрос №6. Конструкции мелко-сборных зданий.

Каменные стены зданий возводят из глиняного и силикатного кирпича, керамичес­ких блоков, искусственных и естественных камней правильной формы. Несмотря на трудоемкость ручной кладки, каменные конструкции занимают и будут занимать значи­тельное место в строительстве различных зданий и сооружений, в том числе жилых и общественных, благодаря архитектурным преимуществам в части свободы планировки, в разнообразии объемной формы, привлекательности фактуры, а также их капитально­сти и эксплуатационным достоинствам.

Каменные стены возводят укладкой строго горизонтальных рядов кирпича или кам­ней по слою известкового, известково-песчано-цементного или цементно-песчаного раствора со взаимной перевязкой вертикальных швов. Различают камни для “одноруч­ной” кладки - кирпич (глиняный и силикатный полнотелый и пустотелый) массой до 4,5кг и камни для “двуручной” кладки - керамические пустотелые камни плотностью до 1400 кг/м³, легкобетонные сплошные и пустотелые плотностью до 1200 кг/м³, из авто­клавного ячеистого бетона, пенобетона плотностью до 600 кг/м³. Камни для двуручной кладки имеют массу 16 - 18 кг. Кроме того, применяют камни, выпиленные из природ­ных легких каменных материалов, плотностью до 1800 кг/м³.

Для обеспечения высокой производительности труда сплошную кладку ведут пре­имущественно шестирядной (пять ложковых и один перевязочный тычковый ряд). При необходимости повышения прочности применяют двухрядную (цепную) кладку, в кото­рой перевязка швов осуществляется в каждом ряду. Совместная статичес­кая работа пересекающихся стен здания должна быть обеспечена также перевязкой кладки.

Кладку стен из искусственных и природных камней выполняют двух - или трехряд­ной (два ложковых и один тычковый ряд).

Для того, чтобы улучшить технико-экономические и теплотехнические показатели, кирпичные стены выполняют из эффективных облегченных кладок, в которых часть кирпича внутри стены заменена монолитным легким бетоном, легкобетонными вкла­дышами, плитами из эффективного утеплителя или засыпками. Таким образом, стена облегченной кладки представляет собой трехслойную конст­рукцию из двух продольных стенок толщиной в 1/2 кирпича и утеплителя между ни­ми. Иногда по требованиям прочности внутренний слой кладки выполняют толщиной в 1-2 кирпича. Взаимную статическую работу каменных слоев облегченной кладки обес­печивают поперечными горизонтальными диафрагмами (сплошным рядом кладки через каждые пять рядов) или вертикальными кирпичными стенками - диафрагмами шагом 0,65 или 1,17 м. В уровне перекрытий и перемычек поперечную связь продольных внешних стенок любых типов облегченных кладок создают один-два ряда сплошной кладки.

Общее сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций для реконструиру­емых и вновь строящихся зданий должно быть, например для Москвы, не менее 3,2 (м² °С/Вт), что требует увеличения толщины наружной стены. Такое увеличение достигает­ся в основном за счёт введения в конструкцию стены эффективных лёгких теплоизоля­ционных материалов, дающих возможность сохранять тепло в здании при перепадах на­ружной температуры.

Для этой цели применяют теплоизоляционные плиты из минеральной ваты или дру­гих пористых материалов с низким коэффициентом теплопроводности, равным 0,042 Вт/м °С.

Расположения слоёв различных материалов в наружных стенах должны быть вы­полнены в такой последовательности, при которой сопротивление теплопередаче уменьшается, а сопротивления паропроницанию возрастает снаружи и внутрь. Наруше­ние этого условия приводит к конденсации влаги в сечении ограждения.

Наиболее рациональное решение — применение наружной теплоизоляции стены.

Для этого по наружной поверхности стены с сеткой 500x500 мм устанавливают кре­пёжные элементы, на которые насаживают утеплитель. Затем по поверхности утеплите­ля закрепляют анкерами оцинкованную проволочную сетку (или нейлоновую) и по ней производится трёхслойное оштукатуривание, что защищает утеплитель от атмосферных воздействий.

Стена состоит из внутреннего (несущего) и наружного (самонесущего) слоёв кирпи­ча плотностью 1800 кг/м³, между которыми укладываются эффективные теплоизоляци­онные плиты толщиной 100, 150, 200 и 250 мм.

Наружный слой кладки толщиной 120 мм, поэтажно, соединяется гибкими связями с внутренним слоем, толщиной от 250 до 640 мм, определяемой по расчёту.

Для восприятия нагрузки от наружного слоя стены и утеплителя предусматривают­ся следующие конструктивные решения:

• перекрытие продлевается до наружного слоя фасадной стены с устройством шпо­нок для пропуска утеплителя;

• установка специальных керамзитных балочек с опиранием их на поперечные не­сущие стены, если здание имеет поперечно-стеновую систем;

• устройство керамзитобетонной рамки, заделанной в несущий слой (при продольно-стеновой системе).

В слоистой конструкции при выборе типа утеплителя следует учитывать, что мате­риал должен быть негорючим, водоотталкивающим и иметь плотность не более 150 кг/м³.

Обычно используются минераловатные, стекловатные плиты, негорючий пенополи- стирол или др.

Плитный утеплитель плотно укладывают к внутреннему слою стены, поэтажно опи­рая его на выступы тычкового ряда кладки внутреннего слоя стены или на керамзито- бетонные балочки и рамки.

Наиболее ответственными в слоистой конструкции являются гибкие связи из нержа­веющей стали, связывающие наружный и внутренний слои кладки. В местах установки гибких связей ряда кладок наружного и внутреннего слоев армируются проволочными сетками.

В современных конструктивных решениях зданий иногда применяют комбинирован­ную строительную систему: - кирпичные наружные (сплошной и эффективной клад­ки) стены в сочетании с внутренними несущими стенами из сборных железобетонных панелей.

7. Сборные железобетонные каркасы гражданских и промышленных зданий.

В современном строительстве широко применяют конструктивную каркасную схему с полным каркасом и самонесущими или навесными стенами и с неполным каркасом и несущими стенами. По роду материалов каркасы зданий выполняют преимущественно из железобетона, но в малоэтажных каменных зданиях иногда применяют внутренний каркас с кирпичными столбами Железобетонные каркасы разделяются на сборные и монолитные, причем первые являются более индустриальными. Монолитный каркас применяют редко, в уникальных зданиях или по особым технологическим требованиям. Колонны и прогоны в монолитном каркасе, армированные стержнями продольной арматуры и поперечными хомутами, составляют единое целое. Бетонирование каркаса осуществляется в опалубке.

Сборные железобетонные каркасы являются основным типом каркасов многоэтажных зданий. Этот каркас в гражданских зданиях состоит из одно- или двухэтажных стоек (колонн) и ригелей таврового или прямоугольного сечения. По высоте стойки соединяются сваркой стальных оголовков колонн между собой или сваркой концов арматурных стержней, выпущенных из тела стоек с последующим замоноличиванием стыка.

Стыки стоек при этом располагают в каждом этаже или через этаж на расстоянии 0,6-1 м от уровня пола. Ригели присоединяют к стойкам сбоку с помощью сварки закладных стальных деталей, предусмотренных в этих конструктивных элементах, и с последующей заделкой бетоном.

В многоэтажных промышленных зданиях применяют балочную и безбалочную схемы каркасов. Элементами каркаса являются колонны с фундаментами под ними и ригели перекрытий, вместе образующие железобетонные рамы. Сборный железобетонный каркас с балочным перекрытием проектируют как рамную, рамно-связевую или шарнирно-связевую системы. При рамной системе вертикальные и горизонтальные нагрузки, приходящиеся на здание, воспринимают железобетонные рамы с жесткими узлами. В рамно-связевой системе рамы с жесткими узлами воспринимают только вертикальные усилия, а горизонтальные усилия воспринимают перекрытия, передавая их на поперечные и торцовые стены и лестничные клетки. Если узлы рам имеют не жесткое, а шарнирное крепление, такая система называется шарнирно-связевой, передача нагрузок при этом происходит также, как и в рамносвязевой. Сборные железобетонные каркасы с балочным перекрытием широко применяют при возведении многоэтажных промышленных зданий. Балочное перекрытие состоит из ригелей (прогонов), опирающихся на консоли колонн, и ребристых плит, уложенных по прогонам. Сборные элементы каркаса соединяются сваркой закладных деталей с последующим замоноличиванием.

При безбалочной схеме на капители колонн, выполненные в виде усеченной пирамиды квадратного сечения в основании, опирают многопустотные надколонные панели. На эти панели укладывают панели перекрытия. При безбалочной схеме перекрытие получается меньшей высоты, чем при балочной, но требуется больше бетона и стали, кроме того, более трудоемок монтаж.