Каркасно-панельные конструкции

Базой для разработки конструктивных решений каркасно-панельных массовых общественных зданий является серия 1.020-1 Общесоюзного каталога. Их используют также для возведения специализированных видов жилых зданий (гостиниц) пансионатов, домов отдыха и т.п.).

Основой конструктивного решения серии является сборный железобетонный каркас, запроектированный по связевой схеме, в которой роль горизонтальных диафрагм жесткости выполняют диски сборных железобетонных перекрытий, а вертикальных - поперечные и продольные пилоны - диафрагмы жесткости. Стык ригеля с колонной - шарнирный со скрытой консолью и приваркой низа ригеля консоли колонны.

Габаритные схемы общественных зданий в серии 1.020-1 разработа­ны на основе ряда условий:

- оси колонн, ригелей и панелей внутренних стен-диафрагм жесткости совмещены с модульными осями здания;

- шаг колонн в плоскости рам каркаса 3; 6; 7,2; 9 м;

- шаг колонн в плоскости настилов перекрытий 3; 6; 7,2; 9 и 12м;

- высота этажей в соответствии с назначением здания и укрупнен­ным модулем 3М составляет 3,3; 3,6; 4,2; 4,8; 6 и 7,2 м.

В серии предусмотрены возможности возведения зданий с полами по грунту, с техническим подпольем высотой 2м или с подвалом высотой 2,8; 3,2 или 4,2м, устройства верхнего технического этажа высотой 2,4м (табл. 3).

Колонны каркаса имеют предельную высоту 15, 12 м, чтопоз­воляет в зданиях соответствующей высоты применять каркасы с бесстыковой колонной. Наряду с бесстыковыми номенклатура включает стыковые нижние, средние и верхние типы колонн.

В серии предусмотрены колонны сечением 30x30 см для зданий высотой до пяти этажей включительно (приложение, рис. I и табл. 9) и колонны сечением 40x40 см для всех остальных случаев (приложение, рис. 2 и табл. 10).

Колонны двухконсольные располагают по средним и крайним рядам при применении навесных панелей наружных стен; одноконсольные – по крайним рядам при самонесущих наружных стенах и по средним рядам при одностороннем примыкании стен-диафрагм жесткости в лестничных клетках.

Стыки колонн по высоте осуществляют со сваркой выпусков основной продольной аркатуры и омоноличиванием узла сопряжения.

Ригели таврового сечения с полкой понизу для опирания плит перекрытия. В зависимости от нагрузки приняты два размера ригелей по высоте - 450 и 600мм и два по ширине 520 и 600мм. Стык ригеля со стойкой выполняют со скрытой консолью и приваркой к закладной детали консоли ригеля (приложения, табл. II).

Стены-диафрагмы жесткости монтирую из железобетонных панелей высотой в этаж и толщиной 140мм, имеющих одно или двухсторонние консольные полки в верхней зоне для опирания перекрытий (рис.18). При шаге колонн до 6м ширина панели диафрагмы соответ­ствует расстоянию между колоннами в свету, при шаге 7,2 и 9м стены-диафрагмы проектируют составными из двух-трех изделий с координацион­ными размерами 1,2; 3 и 5,6м. Панели-диафрагмы могут быть глухими или с одним дверным проемом (приложение, табл. 12). Элементы диафрагм жесткости между собой с колоннами по вертикальным стыкам соединяют сваркой по закладным деталям и замоноличиваются.

Шаг диафрагм определяется расчетом и составляет до 36м по длине здания.

Деформационные швы выполняют с применением парных колонн, величину зазора между которыми назначают в зависимости от принятых толщин стен и сечения колонн (рис. 20, 4).

Наружные стены в зданиях с конструкциями по серии 1,020-1 могут, быть запроектированы самонесущими и несущими.

Панели наружных стен однослойные из легкого бетона толщиной 250, 300, 350 или 400мм, для панелей из ячеистого бетона 250 или 300м.

Разрезка стен на панели - двухрядная (рис. 19). В номенклатуру сборных элементов входят поясные, простеночные подкарнизные, парапет­ные, цокольные панели, а также панели для обстройки ризалитов, высту­пающих и входящих углов здания. Длина поясных панелей принята 3; 4,5; 6; 7,2 и 9м. Координационные размеры поясных панелей по высоте: 1,2; 1,5; 1,8 и 2,1м. Доборные поясные (подкарнизные и надцокольные) пане­ли имеют высоту 600 и 900 мм. Схема разрезки и компоновки панелей на­ружных стен дана на рис. 19. Номенклатура основных марок стеновых па­нелей наружных стен каркасно-панельных зданий серии 1.022-1 представлена в приложении, табл. 13.

Панели самонесущих стен устанавливают в растворе и крепят по­верху на сварке по закладным деталям к колоннам. Панели несущих стен устанавливают на ригели, консоли колонн или опорные металлические столбики 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 (рис.20).

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

ПЕРЕКРЫТИЯ

В жилых и общественных зданиях массового строительства в качестве несущих конструкций перекрытий применяют преимущественно типовые, железобетонные изделия заводского изготовления.

Для устройства перекрытий в крупноблочных зда­ниях в соответствии с ГОСТ и Общесоюзным каталогом индустриальных изделий применяют многопустотные настилы с круглыми пустотами вы­сотой 220мм. Выборка из номенклатуры панелей и настилов представлена в приложении табл.14. Для устройства перекрытий помещений пролета­ми 9 и 12м применяют предварительно напряженные многопустотные насти­лы высотой 220 и 300мм, а для покрытий - ребристые настилы и настилы типа «Т» и«2Т». Основные узлы сопряжений настилов с наружными и внутренними стенами показаны на рис.21.

В полносборном домостроении применяют следующие типы панелей перекрытий:

- сплошного сечения толщиной 120 и 160 мм;

- многопустотные панели и настилы высотой 220 мм.

Панели сплошного сечения толщиной 120мм применяют для перекры­тия пролетов 2;4; 2,7; 3,0; 3,3; 3,6; 3,9; 4,2 и 4,5м. Панели изго­тавливают размером на конструктивную ячейку. Только при пролетах 4,2 и 4,5 применяют два изделия на "полкомнаты" каждое. Панели толщиной 120мм используют в зданиях системы малого шага. В Общесоюзный каталог включены такие панели с наиболее часто встречающимися габаритами: пролетами 3 и 3,6м и длинами 4,8; 5,4; 6,0 и 6,6м.

Панели толщиной 160ми применяют для перекрытий в зданиях системы смешанного шага. В Общесоюзный каталог включены панели толщиной 160мм для пролетов 3,0; 3,6; 6,0 и 6,6м.

Многопустотные панели и настилы применяют в перекрытиях панель­ных зданий продольно-стеновой и поперечно-стеновой конструктивных систем. При этом используются изделия, предусмотренные соответствую­щими ГОСТами для пролетов 2,4; 3,0; 3,6; 4,8; 6,0; 6,6; 7,2 и 9м.

В каталоге предусмотрено опирание панелей в домах с малым шагом поперечных стен по контуру. Глубина площадки опирания перекрытий на наружные стены - 90 мм. Номинальный размер глубины площадки опирания на внутренние стены равен половине толщины панели минус 10мм, за исключением случаев опирания панелей перекрытий на стены лестничной клетки. Опирание панелей перекрытий на стены лестничной клетки при­нято на всю толщину последней благодаря применению удлиненных плит перекрытия (рис.22 ,А).

Все стальные связи панелей перекрытий между собой и с панелями наружных стен - сварные. Предусматривают не менее двух связей по каж­дой из сторон панели перекрытия и размещают их в специальных вырезах или углублениях панелей, превращающихся после замоноличивания в шпон­ки (рис.22, А).

Конструкции перекрытий зданий со смешанным шагом разработаны из условий двух или трехстороннего опирания панелей пролетом 6м и трех- четырехстороннего опирания панелей пролетами 3-3,6м. Во всех случаях предусмотрено опирание панелей перекрытий на внутренние и на­ружную стену (рис. 22, Б).

Номинальная глубина площадки опирания на наружные и внутренние стены принята также как и в случаях малого шага.

Стальные связи между панелями перекрытий в их плоскости следует назначать в количестве не менее трех по длинным сторонам длиномерных панелей и не менее двух - по коротким (рис. 22,Б).

Перекрытия в массовых общественных зда­ниях, выполненных в панельных конструкциях, монтируют из многопустотных и ребристых железобетонных настилов. Последние применяют в местах размещения вертикальных санитарно-технических коммуникаций и вентиляционных блоков. Пролеты многопустотных и ребристых панелей - 3,0; 6,0 и 7,2м. Ширина многопустотных элементов - 0.6; 1,2; 1,5 и 3м, ребристых - 1,5м. Высота панелей 220мм (приложения, табл.15).

В панелях перекрытий по четырем углам предусмотрены арматурные выпуски и закладные детали для устройства связей со стенами и между элементами перекрытия для образования горизонтальной диафрагмы жесткости после сварки и замоноличивания швов между настилами перекрытия, (рис.24).

Перекрытия каркасно-панельных гражданских зданий в серии 1.020-1 решены с применением трех типов изделий - многопустотных панелей высотой 220мм, ребристых высотой 220 и 300мм и панелей типа 2Т (и 1Т - доборная). высотой 600мм (приложения, табл. 16, 17 и 18).

Многопустотные панели применяют для перекрытий пролетов до 9м включительно, панели 2Т и 1Т - для пролетов 9 и 12м, ребристые изделия высотой 220мм - в качестве сантехнических панелей в местах прохо­да инженерных коммуникаций.

Элементы перекрытий разделяют на рядовые и связевые (плиты-распорки). Основные координационные размеры элементов перекрытий по ши­рине: для рядовых многопустотных плит 1,2 и 1,5м; для пристенных и связевых 1,5м; для ребристых сантехнических 1,5м; для связевых плит типа 2Т – 3м; для доборных типа 1Т -1,3; 1,5 и 1,7м.

Основные схемы планировочных ситуаций перекрытий и монтажные схемы компоновки плит перекрытий каркасно-панельных зданий при использовании Общесоюзного каталога показаны на рис. 25, 26 и 27.

Работу перекрытий в качестве горизонтальной диафрагмы жесткости обеспечивают приваркой ригелей к консолям колонн, сваркой связевых панелей перекрытия между собой и с ригелями, замоноличиванием бето­ном шпоночных швов между всеми элементами перекрытия (рис. 27).

ПОЛЫ

Полы в жилых и общественных крупноэлементных зданиях устраивают на междуэтажных перекрытиях, на перекрытиях над холодными, и отапливаемыми подпольями или на грунте.

Полы на грунте устраивают в подвальных помещениях, в некоторых помещениях первого этажа (во встроенных помещениях куль­турно-бытового назначения в жилых зданиях, в вестибюлях, гардероб­ных и других помещений общественных зданий).

Для покрытия полов гражданских зданий применяют различные изде­лия из древесины (доски, паркет), рулонные и плитные синтетические материалы (линолеум, поливинилхлоридные плитки и др.), керамические плитки, плитки из естественного камня.

Основанием полов служит жесткая ровная поверхность. Основанием под пол в полах на грунте является подстилающий слой из бетона М75, М100 толщиной до 200мм (рис.28, А). В случае опасного подъема грунтовых вод дополнительно устраивается гидроизоляция. Гидроизоляция в по­лах на грунте может применяться в виде слоя, щебня, пропитанного би­тумом, асфальтобетона по щебню, втрамбованному в грунт, цементно-песчаного раствора или литого асфальта (рис.28,Б).

В отапливаемых помещениях первого этажа с полами по грунту бе­тонную подготовку под пол делают из конструктивно-теплоизоляционного бетона или устраивают под бетонной подготовкой утепляющий слой из шлака или керамзитового гравия.

Междуэтажные перекрытия проектируют акустически однородными или неоднородными (с раздельным или слоистым полом).

В акустически однородных перекрытиях основанием пола является поверхность несущих элементов перекрытия (настилов, панелей) или цементно-песчаная стяжка. Покрытием пола в этих перекрытиях служит теплозвукоизоляционный линолеум или другой звукоизоляционный материал (рис,29, и).

Основанием под пол в акустически неоднородных перекрытиях с раздельным полом служит тонкая легкобетонная или гипсошлаковая пли­та, отделенная от несущей части перекрытия и прилегающих стен звукоизоляционным материалом.

При применении покрытия раздельных полов из древесины (доски, паркетные доски и щиты, дощатые щиты и др.) основание и покрытие совмещаются в одной конструкции. Такие полы настилают по деревянным брускам-лагам, установлении по ленточным звукоизоляционным прокладкам (рис. 29 а, б).

В акустически неоднородных перекрытиях со сплошным полом дела­ют тяжелые покрытия (штучный паркет). Эти полы имеют небетонные осно­вания в виде двух-трех слоев древесно-стружечных плит, совмещающих основание и звукоизоляцию (рис.29).

По однотипности применения чистых полов (покрытий) помещения гражданских зданий делятся на восемь групп:

I - жилые комнаты в квартирах, общежитиях, гостиницах, санато­риях;

П - палаты и медицинские помещения в учреждениях здравоохране­ния, санаториях, детские помещения и коридоры в детских садах-яслях;

Ш - служебные помещения административных, проектных и научных организаций, классы и лаборатории и другие помещения учебных заведений, спортивные, актовые, зрительные, читальные залы;

IV - коридоры гражданских зданий всех видов и фойе зрелищных зда­ний, удаленные от входных дверей более чем на 2м;

V - кухни жилых зданий;

VI - детские туалетные в детских садах и больницах;

VII - торговые залы магазинов и предприятий общественного питания на первом этаже, удаленные от входных дверей более чем на 20м;

VШ - коридоры гражданских зданий, а также фойе зрелищных зданий и торговые залы, расположенные на расстоянии менее 20м от входных дверей зданий, вестибюли, уборные, душевые, ванные, умывальные всех видов зданий.

СНиП П-В.8-71 предусматривает применение определенных типов по­лов для групп основных помещений гражданских зданий (таблица 3).

Таблица 3

Типы полов длягрупп основных помещений гражданских зданий

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КРЫШИ

Железобетонные крыши гражданских зданий проектируют чердачны­ми и бесчердачными малоуклонными (с уклоном до 5%). В жилых зданиях основным типом крыш является чердачная, в массовых общественных - бесчердачная.

Водоотвод с покрытий, как правило, проектируют внутренним. Водоприемные воронки внутреннего водостока размещают по одной на жи­лую секцию, но не менее двух на здание.

Гидроизоляцию малоуклонных крыш обеспечивает кровельный слой из рулонных материалов или мастик, наносимых на кровельные панели или без кровельного слоя с обеспечением гидроизоляции окрасочными составами.

В массовом строительстве применяют конструкции крыш и её уклонов в зависимости от типа здания и климатических условий района стро­ительства, (табл. 4,5). Принципиальные схемы конструкций чердачных же­лезобетонных крыш показаны на рис.30,31, а бесчердачных крыш на рис. 32.

Конструкцию чердачных крыш составляют панели чердачного покры­тия (кровельные панели и лоток), чердачного перекрытия, опорные конструкции под лотковые и кровельные панели и наружные фризовые па­нели. Высота сквозного прохода вдоль здания в чердачном пространст­ве долина составлять не менее 1,6м. Допускаются местные понижения чердака вне сквозного прохода до 1,2м.

Чердачные крыши с холодным чердаком (типа А и Б) имеют утеплен­ное чердачное перекрытие неутепленные тонкостенные ребристые железобетонные кровельные и лотковые панели, опорные конструктивные эле­менты покрытия (рис. 33,34). Фризовые панели проектируют с отверстия­ми для вентиляции чердачного пространства. Такие крыши пересекаются вентиляционными блоками.

Конструкцию чердачных крыш с теплым чердаком (типы В и Г) со­ставляют утепленные кровельные, лотковые и фризовые панели, опорные конструкции кровельных и лотковых панелей и неутепленное чердачное перекрытие (рис.35 ,36).

Вентиляционные блоки нижележащих этажей в таких крышах завершаются оголовками высотой 600мм в чердачном пространстве, т.к. теп­лый чердак служит воздухосборной камерой вытяжной вентиляции здания. Фразовые панели делают глухими. В средней зоне теплого чердака устраивают общую вытяжку-шахту высотой 4,5м от уровня верхней плоскости чердачного перекрытия.

Конструкцию раздельных бесчердачных крыш (тип Е) составляют те же элементы, что и чердачных крыш с холодным чердаком. Так как воз­душное пространство таких крыш имеет малую высоту (до 600мм), упрощено решение опорных конструкций под кровельные панели (рис.37,А).

Кровельные панели безрулонных крыш с холодным чердаком или бесчердачных раздельных крыш представляют собой тонкостенные железо­бетонны. ребристые плиты, выполненные из морозостойкого и водонепро­ницаемого прочного бетона.

Стыки кровельных панелей и их примыкания к вертикальным элемен­там подняты над поверхностью крыши на 100мм, благодаря наружным ре­брам, и перекрыты железобетонными нательниками с герметизацией мест сопряжения.

Корытообразные водосборные лотки выполняют также из водонепроницаемых бетонов в виде ребристых плит.

Кровельные панели и лотки безрулонных крыш с теплым чердаком представляют собой двух- или трехслойную конструкцию, верхний слой которой выполняют из морозостойкого тяжелого бетона. Утепленные кровельные панели имеют продольные краевые ребра по линии сопряжения с нащельниками.

Для однослойных панелей совмещенных невентилируемых крыш (тип Ж) применяют легкие бетоны или автоклавные ячеистые бетоны.

При большой начальной влажности бетонов в подкровельном слое однослойных панелей устраивают цилиндрические каналы осушающей вентиляции (рис.37,Б).

Трехслойные панели совмещенных крыш изготавливают в едином технологическом цикле и комплектуют на заводе из двух ребристых железобетонных плит и утеплителя между ними (рис.37,В).

ЛЕСТНИЦЫ

Внутренние лестницы крупноэлементных зданий проектирует полносборными. Разрезку лестниц на сборные элемента принимают в соответствии с принятой конструктивной системой здания.

В бескаркасных и крупноблочных зданиях лестницу в пределах этажа расчленяют на четыре сборных элемента - два марша и две (этажную и промежуточную) площадки, в каркасно-панельных - на два сборных эле­мента - марши с полуплощадками. Исключением являются бескаркасные общественные здания, где по аналогии с каркасными применяют для лест­ниц марши с полуплощадками.

В бескаркасных зданиях применят марши двух типов - плитной конструкции безфризовых ступеней (рис.38,А) или ребристой конструк­ции с фризовыми ступенями. Марши первого типа являются основным для крупнопанельных и крупноблочных зданий, второго типа — дай об­щественных зданий.

Конструкции лестничных площадок - плитные и ребристые не унифицированы в связи с тем, что в зданиях различных строительных систем приняты разные системы опирания площадок.

В крупноблочных зданиях этажную и междуэтажную площадки опирают на консоли в стенах лестничной клетки.

В панельных домах этажные площадки опирают на панели внутренних стен лестничной клетки, а междуэтажные - на консоли в этих панелях.

Лестницы каркасных зданий в связи с различными объемно-планировочными ситуациями и конструктивными вариантами каркаса (с продоль­ным или поперечным расположением ригелей) конструируют различно. Лестничные клетки при расположении лестниц внутри здания размещают в модульных ячейках, огражденных по четырем углам колоннами и с че­тырех сторон стенами жесткости. При примыкании лестницы к фасаду, лестничная клетка ограждается стенами жесткости с трех сторон за исключением фасада. Лестничные марши со стороны фасада опирают на фасадные ригеля, а внутри здания - на полки стен жесткости или стен лестничной клетки, рядовые или лестничные ригели, стальные колонны, приваренные к закладным деталям стек лестничной клетки (рис. 38,Б).

Типовые лестничные марши серии дозволяют устраивать двухмаршевые лестницы для предусмотренных в серии высот.

Номенклатура сборных железобетонных элементов двухмаршевых лестниц для панельных бескаркасных зданий дана в приложении в табл. 19.

ЗАПОЛНЕНИЕ ПРОЕМОВ

Размеры проемов в наружных стенах назначают для окон и балкон­ных дверей по требованиям естественной освещенности и для наружных дверей - эвакуации. Определенные по этим требованиям размеры увязы­вают с соответствующими или ближайшими большими, размерами конструк­ций заполнения проемов, установленных ГОСТом (приложения, рис.3,4).

Для зданий массового строительства применяют преимущественно деревянные стандартные конструкции оконных блоков с заполнением силикатным стеклом. Стандартные конструкции окон выполняют с двойным остеклением в спаренных или раздельных переплетах и с тройным остеклением. Детали установки оконных блоков показаны на рис. 39.

Стандартные внутренним двери тлеют также деревянную конструк­цию и их проектируют одно- и двухпольными глухими или остекленными.

Входные двери, как правило, проектируют деревянными остеклен­ными, что обеспечивает освещение тамбуров и вестибюлей.

Номенклатура балконных дверей жилых зданий, входных дверей и внутренних дверей представлена в приложении на рис. 4.

Детали установки дверей в крупнопанельных стенах, в перегород­ках показаны на рис. 40.