Обеспечение пространственной жёсткости крупнопанельных зданий

Пространственная жёсткость бескаркасных крупнопанельных зданий обеспечивается за счёт:

- создания пространственной структуры в виде отдельного помещения, этажа, путём сопряжения стеновых панелей и панелей перекрытия;

- заполнения горизонтальных стыков раствором, вертикальных – бетоном;

- армирования вертикального открытого стыка наружных стеновых панелей;

- стенами лифтовых шахт, воспринимающих ветровые нагрузки при высоте зданий 6 и более этажей;

- выполнение стыков прочными, долговечными;

- соблюдением технологии монтажа панелей;

- выполнением антикоррозийных мероприятий по защите металлических элементов в стыках.

Закрепление материала:

1. Назвать конструктивные решения лестниц для крупнопанельных бескаркасных зданий.

2. Указать типы крыш, применяемых для крупнопанельных зданий.

3. Указать конструктивные решения фундаментов для крупнопанельных зданий:

а) при возведении на прочных грунтах;

б) при возведении на слабых просадочных грунтах.

4. Объяснить решение пространственной жёсткости крупнопанельных зданий.

Проверка степени усвоения материала:

Для подтверждения компетенций обучающийся должен пройти тестирование и поработать с индивидуальной карточкой опроса.

Тема 1.3 Монолитные здания

Время движется вперёд, развиваются новые условия жизни и сегодня уже предъявляются совсем другие требования к жилью – качественные и комфортные, поэтому наряду со сборным строительством из неизменяемых стандартных конструктивных элементов (панелей, блоков, колонн, плит перекрытий), приведших к серости и однообразию городов, вспомните телефильм «Ирония судьбы», начинается внедрение монолитного железобетона. Монолитные здания возводятся непосредственно на строительной площадке в индустриальных многократно оборачиваемых опалубках. Такой метод возведения зданий позволяет проще и экономичнее, чем в сборном домостроении, создавать разнообразные, выразительные по планировочным решениям и архитектурной выразительности здания и сооружения.

На первом этапе монолитного строительства решалась задача повышения архитектурной выразительности массовой застройки (рисунок 24). Поэтому монолитными возводились только высотные здания. Но время шло, накапливался опыт монолитного домостроения и из неэкономичного вида строительства он показал технико- экономические преимущества перед всеми видами строительства (кирпичного, блочного, панельного):

- затраты снижались на 35% меньше, чем в кирпичном и на 40-45%, чем в крупнопанельном строительстве;

- расход стали снижался на 7-25%;

- энергозатраты сократились на 25-35%;

- стоимость строительства ниже на 5%;

- трудоёмкость снизилась на 25-30%.

Вот эти преимущества и позволили развиваться монолитному строительству в нашей стране, хотя в странах Запада и Америки это строительство давно является преимущественным, например:

- в США из сборного железобетона возводится 37%, из монолитного -63% зданий;

- в Англии – соответственно - 32% и 68%;

- во Франции – 14%- 86%.

б)

а - здание с монолитным стволом и со борными конструкциями; б – здание с монолитным стволом и сборными консольными платформами

Рисунок 24 – Примеры монолитных зданий

Конструктивные типы и схемы монолитных зданий, применяющихся в современном строительстве следующие:

1 Бескаркасные, наиболее распространённые, применяются при строительстве жилых домов, гостиниц. В этом типе зданий наружные и внутренние стены - несущие, образуют жёсткую коробчатую конструкцию, воспринимающую и вертикальные и горизонтальные нагрузки.

Конструктивные схемы бескаркасного типа: - с поперечными несущими стенами; с продольными несущими стенами и с перекрёстными несущими стенами (рисунок 25б).

2 Каркасные, применяются для офисных зданий, общественного назначения, обеспечивают наибольшую свободу планировки.

Конструктивные схемы: с поперечным ригелем, продольным ригелем, перекрёстным ригелем. Все нагрузки воспринимают элементы каркаса.

3 Ствольно-каркасные, состоящие из монолитного ядра – ствола – жёстко соединённые между собой стены лифтовых шахт и лестничных клеток, воспринимающих ветровые нагрузки, и каркасной части здания вокруг ствола (рисунок 25а).

4 этажерная конструкция, состоящая из монолитного несущего каркаса с платформами, образующими по высоте 5-7 этажей, которые могут монтироваться из сборных элементов (рисунок 25в).

5 Ствольно-консольная, состоящая из монолитного ствола и консольных платформ, где располагаются этажи, смонтированные из сборных элементов (рисунок 24б).

а)
в)	а – ствольно-каркасный; б – бескаркасный; в - этажерная конструкция   Рисунок 25 – Конструктивные типы монолитных зданий

Типы монолитных стен:

1 Внутренние монолитные стены выполняются из:

- тяжёлого бетона при несущих стенах, минимальная толщина их – 160мм;

- лёгкого бетона при ненесущих стенах, плотностью 1400-1600кг/м³, толщина – 200-220мм.

2 Наружные несущие стены бывают однослойные и многослойные, в зависимости от конструктивной схемы здания.

Однослойные стены по характеру работы самонесущие, выполняют роль ограждающую и теплозащиты, поэтому выполняются из различных лёгких бетонов плотностью 1200-1500кг/м³, применяются при несущих внутренних стенах.

Толщина наружных стен назначается из условий теплоизоляции, района строительства, материала стен и может быть:

- при температуре наружного воздуха минус 35-40°С – 420-450мм;

- при температуре минус 25-30°С – 320-400мм;

- при температуре минус 20°С – 260-320мм.

Многослойные стены по характеру работы являются и несущими и ограждающими, поэтому применяются в конструктивной схеме с несущими продольными стенами.

По конструктивному решению многослойные монолитные стены бывают:

- двухслойными, состоящими из несущего слоя из тяжёлого бетона и утепляющего слоя из лёгкого бетона, соединёнными между собой внутренними анкерами.

- трёхслойными, которые подразделяются на два вида:

1) стена состоит из слоя тяжёлого бетона, эффективного утеплителя и декоративно-защитного слоя, эти стены получили наибольшее распространение.

2) стена состоит из двух слоёв тяжёлого бетона, между которыми находится эффективный утеплитель, слои соединяются между собой арматурными связями.

1 – наружная стена; 2 – внутренняя поперечная стена; 3 – горизонтальный анкер; 4 – разделительная сетка   Рисунок 26 – Сопряжение монолитных стен

В монолитных зданиях перекрытия устраивают монолитными из тяжёлого бетона, сплошными толщиной 200мм. Перекрытия армируются двумя сетками, расположенными в сжатой (верхней) и растянутой зонах (нижней) по толщине плиты. Для обеспечения пространственной жёсткости здания и сопряжения со стенами арматура стен и перекрытий связываются между собой при помощи вязальной проволоки (рисунок 27).

Рисунок 27- Сопряжение монолитного перекрытия со стеной

Лестницысобираются из сборных лестничных маршей и площадок или сборных маршей и монолитных площадок (рисунок 28).

Рисунок 28 – сопряжение сборного лестничного марша с монолитной лестничной площадкой

Фундаментыв зависимости от грунтовых условий и конструктивного типа могут быть сборными ленточными, столбчатыми, свайными или сплошными.

Крышимогут быть: по уклону - скатными, плоскими; по конструктивному решению – раздельной конструкции или совмещёнными.

Перегородки –в зависимости от назначения помещений - гипсокартонные каркасные, блочные, плитные.

Материал для закрепления:

1 Объяснить, какие здания относятся к монолитным.

2 Указать область применения монолитных зданий.

3 Назвать конструктивные типы монолитных зданий.

4 Объяснить преимущества монолитных зданий в современном строительстве.

5 Назвать конструктивные решения стен:

- а) внутренних:

- б) наружных.

6 Объяснить конструктивное решение:

- перекрытий;

- крыш;

- фундаментов;

- лестниц;

- перегородок.

7 Назвать материал для наружных стен.

8 Указать, от чего зависит толщина наружных стен.

Проверка степени усвоения материала:

Для подтверждения компетенций по теме «Монолитные здания» обучающийся должен ответить на вопросы теста.

Тема 1.4 Деревянные здания

Изучив учебный материал темы, обучающийся будет:

- различать деревянные здания по конструктивным решениям;

- знать область применения деревянных зданий, особенности конструктивного решения;

- знать преимущества деревянных зданий.

В современном жилищном строительстве большое внимание отводится возведению зданий из древесины. Сегодня почти 50% жилья возводится в виде коттеджей в загородной зоне или на окраинах городов, поближе к природе. Поэтому предпочтение отдаётся деревянным зданиям, экологически чистым, тёплым, красивым.

Деревянные здания – это здания, у которых основные элементы - стены, перекрытия, лестницы - выполнены из хвойных пород древесины. Деревянные здания, как правило, возводятся высотой в два этажа.

а)

б)

а – брусчатое; б – бревенчатое

Рисунок 29 – Деревянные здания

По особенностям стен и способу их возведения деревянные здания различаются:

- рубленные, стены из брёвен или брусьев, возводимые на месте вручную на месте постройки;

- щитовые, собираемые из щитов заводского изготовления, относятся к индустриальному деревянному домостроению;

- каркасно- щитовые, собираемые из несущих стоек и щитов заполнения между ними.

Уложенные и связанные между собой брёвна или брусья наружных и внутренних стен образуют сруб, в котором отдельные ряды называются венцами, а нижний венец называется окладным.

Стены бревёнчатых зданий состоят из уложенных друг на друга брёвен, которые отёсываются на один кант, т.е. с одной стороны (рисунок 30). Такие стены прочны, с хорошими теплотехническими качествами, долговечны, но неэкономичны по расходу материала и трудоёмки при сборке здания.

1 – нижний (окладной) венец; 2 и 3 – промежуточные венцы   Рисунок 30 - Фрагмент деревянного сруба

Для стен бревёнчатых зданий используется круглый лес диаметром 180-240мм. Сращивание и сопряжение брёвен в срубе осуществляется при помощи врубок. Например, в окладном и верхнем венцах брёвна сращиваются врубкой, называемой «прямой накладной замок» (рисунок 31а). Сращивание рядовых венцов осуществляется врубкой «в паз и гребень» (рисунок 31б).

В углах и примыкании внутренних стен для сопряжения применяются врубки, показанные на рисунке 31.

Для устойчивости и непродуваемости стен брёвна, сплачиваемые по высоте сруба, укладываются на слой пакли желобчатыми пазами вниз и между собой соединяются вставными шипами. Их по длине венца ставят через

1,5 - 2 м, а по высоте – в шахматном порядке.

а – сращивание венцов «прямым накладным замком»; б – то же, «в паз и гребень»; в – сопряжение венцов «в чашу»; г – то же, «прорезным сковороднем»; 1 – желобчатый паз; 2 – вставной шип; 3 – рядовые венцы; 4 – потайной шип; 5 – окладной венец; 6 – цоколь; 7 – коренной шип   Рисунок 31 – Сопряжение бревенчатых стен

а – разрез по стене; б – рубка угла «в лапу»; в – то же, «в чашу»; г – примыкание внутренней стены к наружной; д – стык бревен венца по длине; е – сжим; ж – врубка балок перекрытия в наружную и внутреннюю стены; 1 – цоколь; 2 – осмоленная доска; 3 – окладной венец;

4 – рядовой венец; 5 – вставной шип4 6 – оконная коробка; 7 – осадочный зазор; 8 – сандрик; 9 –пакля; 10 – балка чердачного перекрытия; 11 – подшивной карниз; 12 – парные брусья сжима; 13 – прорезь на осадку; 14 – болт; 15 – сковородень; 16 – балки перекрытия

Рисунок 32 – Конструкции бревенчатых стен

Стены брусчатых зданий собирают из опиленных на четыре канта брусьев прямоугольного сечения. Такие стены по сравнению с бревёнчатыми менее трудоёмки и экономичнее по расходу древесины.

Для стен брусчатых зданийиспользуется брус сечением 150*150 или 100*150мм. Конструкции врубок для сращивания брусьев показаны на рисунке 32 а,б. Сплачиваемые по высоте сруба брусья укладывают по слою пакли и дополнительно закрепляют вставными нагелями. Сопряжение брусьев в углах сруба и примыканиях внутренних стен производится врубками (рисунок 32в-е).

а – сращивание рядовых венцов прямой накладкой в полдерева; б - сращивание окладных и рядовых венцов накладным замком; в – угловое соединение впритык с помощью шпонки; г – сопряжение наружных и внутренних стен в шпунт; д – угловое соединение в полулапу; е – угловое соединение в шпунт, сопряжение оконной коробки с простенком в паз и гребень; 1 - вставные нагели; 2 – верхняя наружная фаска; 3 – вставные шпонки; 4 – оконная коробка   Рисунок 32 – Конструкции брусчатых стен

В современном строительстве брусчатых стен всё большее применение находят стены, выполненные из клееного бруса с зубчатыми пропилами для склеивания между собой. Клееный брус (прямой конструкционный или профилированный0 может изготовляться из сосны или лиственницы, а также скомбинирован из разных пород древесины. Наружная часть бруса может быть из лиственницы, а внутренняя – из сосны. Клееный брус обладает низкой влажностью, по истечению времени не трескается, не деформируется, не теряет внешнюю привлекательность. Кроме того, стены из клееного бруса не требуют дополнительной отделки, брус является экологическим материалом и сохраняет все достоинства цельной древесины. Клееный брус прочнее цельного бруса в семь раз, не рассыхается, поэтому появление трещин при эксплуатации исключено, не деформируется при изменении влажности в помещении. Такие стены отличаются высокой прочностью, долговечностью и простатой сопряжения. Найти и вставить рисунок

Для деревянных стен свойственны значительные осадки до 5% высоты стены, происходит так называемая усушка древесины и уплотнение швов из пакли, которые происходят первые два года. Поэтому при возведении деревянных зданий необходимо проведение следующих мероприятий:

- оставление осадочных зазоров над дверными и оконными коробками, перегородками, которые затем заполняются паклей и зашиваются доской;

- устройство в гнёздах зазоров величиной до 1,5см над ставными шипами и нагелями;

- устройство отверстий продолговатой формы для болтов, стягивающих сжимы;

- завершение работ по конопатке и отделке стен после осадки.

Фундаменты деревянных зданий могут быть монолитные ленточные, столбчатые, в виде деревянных стульев и свайные (рисунок 33).

а – ленточные бутобетонные; б – столбчатые бутобетонные; в – на деревянных стульях; г – деревянные свайные; 1, 10 – фундамент; 2 – отмостка; 3 – гидроизоляция; 4 – цоколь; 5 – дощатый слив; 6 – окладной венец; 7 - антисептированные дощатые подкладки; 8 - горизонтальная гидроизоляция; 9 – подсыпка из керамзитового гравия; 11 – продух,для вентиляции подполья; 12 – забирка из кирпича; 13 – деревянный фундамент (стул); 14 – брусок; 15 – дощатая обшивка; 16 - забирка из пластин; 17 - деревянная свая   Рисунок 33 – Фундаменты деревянных зданий

Перекрытиямеждуэтажные и чердачные состоят из деревянных балок, врубаемых в наружные стены сковороднем, в бревенчатые – прорезным (рисунок 34а,б), в брусчатые – потайным (рисунок 34в,г).

а – с наружной бревенчатой стеной прорезным сковороднем; б – то же, с внутренней стеной; в – с наружной брусчатой стеной потайным сковороднем; г – опирание балок на внутреннюю брусчатую стену; 1 – черепные бруски; 2 – щитовой накат; 3 – стыковые накладки; 4 – гвозди   Рисунок 34 – Сопряжение балок перекрытия с деревянными стенами

Конструктивное решение деревянного перекрытия показано на рисунке 35.

1 – деревянная балка; 2 – черепной брусок; 3 – щитовой накат; 4 – полиэтиленовая техническая пленка; 5 – звукоизоляция; 6 - звукоизоляционная прокладка; 7 – лага; 8 – пол; 9 – подшивной потолок   Рисунок 35 – Конструкция деревянного перекрытия

Лестницывыполняются деревянными из маршей с перильными ограждениями и площадками. Лестничные марши собирают из дощатых тетив с врезанными в них ступенями. Тетивы между собой стягивают болтами. Ступени выполняют из досок.

Лестничные площадки выполняют из несущих балок, врубленных в деревянные стены лестничных клеток, и шпунтованных досок, уложенных на балки. Лестничные марши и площадки могут снизу обшиваться досками (рисунок 36).

1 – тетива; 2 – проступь; 3 – подступенок; 4 – стяжной болт; 5 – шип, опертый в гнезде балки; 6 – несущая балка лестничной площадки; 7 – дощатая обшивка; 8 – стойка ограждения; 9 – поручень; 10 – балясина; 11 – гнездо в балке лестничной площадки для опирания тетивы   Рисунок 36 – Элементы деревянной лестницы

Рисунок 37 – Конструктивные решения деревянных лестниц