Конструктивные системы зданий и их элементы.

Для гаражей - стоянок в отечественной практике проектирования и строительства применяют различные конструктивные решения. Выбор конструктивного решения зависит от ряда факторов:

- размещения в городской застройке;

- формы и размеров отведенного для строительства участка;

- типа гаража - стоянки;

- архитектурного и объемно-планировочного решения;

- расчетной себестоимости машино-места;

- организации строительства.

Для несущих и ограждающих конструкций многоэтажных подземных и надземных гаражей - стоянок принимают долговечные и несгораемые материалы: железобетон, сталь, кирпич.

В настоящее время в гаражном строительстве находят применение различные конструктивные схемы: каркасные, панельные, с несущими стенами из мелкоштучных изделий, комбинированные. В большинстве случаев возводят каркасные здания.

Несущие конструкции каркаса решают либо по рамной схеме, при которой все вертикальные и горизонтальные нагрузки воспринимаются жесткими узлами рам, либо по связевой схеме с передачей всех горизонтальных нагрузок на жесткие вертикальные и горизонтальные связи или диафрагмы и ядра жесткости, либо по рамно-связевой схеме, где горизонтальные нагрузки одного направления воспринимаются рамами с жесткими узлами, а другого - передаются через междуэтажные перекрытия на вертикальные диафрагмы (поперечные или продольные стены, лестничные клетки, шахты лифтов, рампы).

Как показывает опыт проектирования и строительства гаражей - стоянок, чаще других применяется рамно-связевая схема.

Несущие каркасы зданий гаражей - стоянок выполняют сборными, сборно-монолитными и монолитными железобетонными и стальными.

Конструкции из железобетона в наибольшей степени отвечают требованиям огнестойкости и коррозийной стойкости, предъявляемым при строительстве гаражей - стоянок.

При возведении гаражей - стоянок из сборных железобетонных изделий с унифицированными параметрами необходимо учитывать, что последние, как правило, не соответствуют параметрам отдельных мест хранения и зоны хранения в целом. Особенно это касается криволинейных рамп, у которых не только габариты, но и форма плана не позволяют, в полной мере, использовать типовые сборные железобетонные элементы. Вместе с тем применение сборных железобетонных конструкций приводит к сокращению сроков строительства.

Для гаражей - стоянок с боксовым хранением достаточно эффективно применение сборных железобетонных конструкций крупнопанельного домостроения с незначительным их приспособлением и переработкой. (Например, конструкции Подольского домостроительного комбината Приложение 2, Люберецкого завода железобетонных изделий Приложение 3). Себестоимость машино-места в боксовом не отапливаемом гараже - стоянке, возводимом из сборных железобетонных панелей, составляет 7,5 - 8,5 тыс. дол. США. К сожалению специальных сборных железобетонных конструкций для гаражей - стоянок нет. Их разработка, при условии достаточно низкой цены, значительно сократило бы время возведения гаражей - стоянок.

С появлением высококачественной щитовой и тоннельной опалубки применение монолитного железобетона при строительстве многоэтажных гаражей - стоянок в отечественной практике стало одним из наиболее часто используемых решений (Приложения 1, 9, 11, 12). Монолитные железобетонные конструкции по области применения не имеют ограничений и достаточно дешевы. Их преимуществом также является возможность строительства в затесненных градостроительных условиях. Использование монолитных железобетонных конструкций позволяет закладывать в проекте параметры (сетки колонн, высоту этажа), точно соответствующие выбранному типу планировочного решения, габаритам мест хранения и внутригаражных проездов, т.е., добиваться уменьшения значений коэффициентов К₁ и К₂, а, значит, и снижения его себестоимости. Особенно эффективно применение конструкции из монолитного железобетона в следующих случаях:

- расположение и размеры участка строительства исключают подвозку, складирование и монтаж сборных элементов;

- здание имеет сложную форму плана;

- возведение подземных этажей гаражей - стоянок, для обеспечения надежной гидроизоляции;

- использование криволинейных рамп.

Например, в гараже - стоянке на 339 машино-мест, строящемся на Беломорской улице, рампа выполнена без каркаса из монолитного железобетона (Приложение 1). Наружные и внутренние стены имеют толщину 200 мм, перекрытия - переменную высоту от 160 до 250 мм. Такое решение позволило упростить возведение рампы, значительно снизить материалоемкость.

Стальной каркас применяют в надземных гаражах - стоянках всех типов. Наиболее эффективно - для гаражей - стоянок с манежным хранением, в том числе, открытых (Приложения 5, 13, 14).

Стальные конструкции позволяют легко и экономично перекрывать большие пролеты или могут иметь сетку опор в точном соответствии с габаритами и параметрами элементов объемно-планировочной структуры гаража - стоянки. В противопожарных целях стальной каркас защищают огнестойкими материалами или красками. В качестве защитных мероприятий предусматривают:

- обетонирование колонн и балок;

- оштукатуривание цементной штукатуркой (с вермикулитом, перлитом или асбестом);

- обшивка листовыми материалами;

- нанесение на балки и колонны огнестойких покрытий.

В гаражах - стоянках с каркасом из металла и монолитного железобетона перекрытия, как правило, выполняются монолитными в съемной или несъемной опалубке из стального профилированного листа. Наряду с высокой технологичностью производства работ и отказом от специальной инвентарной опалубки, этот метод позволяет уменьшить конструктивную высоту перекрытия (например, при сетке колонн 6,0×6,0 - до 160 мм). Применение монолитного перекрытия целесообразно при сложной конфигурации плана здания.

Для выбора конструктивного решения важна этажность здания. По этажности гаражи - стоянки можно условно разделить на две группы: малоэтажные - 2 ÷ 3 этажа и многоэтажные - 4 ÷ 9 этажей. Как правило, малоэтажные имеют небольшую вместимость.

В приложениях приведены примеры гаражей - стоянок этажностью 4 ÷ 9 этажей с наиболее часто применяемыми в современном гаражном строительстве вариантами конструктивных решений.

Вариант 1. (Приложение 1).

4-х этажное здание с монолитным железобетонным каркасом, монолитным железобетонным перекрытием в съемной опалубке из стального профилированного листа. Наружные стены и перегородки из пенобетонных блоков толщиной, соответственно, - 300 мм и 80 мм. На 3-ем и 4-ом не отапливаемых этажах наружные стены выполнены из жалюзийных стеклофибробетонных панелей.

Вариант 2. (Приложение 11).

8-ми этажное каркасное здание. Материал несущих конструкций - монолитный железобетон. Ограждающие конструкции трехслойные панели с несгораемым утеплителем.

Вариант 3. (Приложение 13).

6-ти этажное каркасное здание. Колонны, балки - металлические, перекрытия монолитные. Парапеты наружного ограждения - сборные железобетонные панели.

Вариант 4. (Приложение 10).

9-ти этажное здание со сборным железобетонным каркасом. Ограждающие конструкции - сборные железобетонные панели.

Вариант 5. (Приложение 2).

4-х этажное панельное здание из сборных железобетонных конструкций, выпускаемых Подольским ДСК.

Для малоэтажных зданий эффективно применение следующих конструктивных решений:

Вариант 6. (Приложение 4).

Крупнопанельное здание с панелями на два этажа (Быстромонтируемое здание). Возможно увеличение этажности до трех этажей за счет устройства мансардного этажа.

Вариант 7. (Приложение 16).

2-х этажное здание с металлическим каркасом, перекрытия - из мелкоразмерных или крупноразмерных железобетонных плит.

Фундаменты применяются всех типов в зависимости от конструктивного решения и основ:

- столбчатые сборные или монолитные под отдельные колонны;

- ленточные сборные или монолитные под несущие стены;

- сплошные из монолитного железобетона, выполняемые под всем сооружением в виде относительно гибкой плиты;

- свайные.

Столбчатые фундаменты применяют в каркасных зданиях при достаточно удаленных друг от друга колоннах и сравнительно небольших нагрузках. По конструктивному исполнению они подразделяются на сборные и монолитные. Ленточные фундаменты проектируют в зданиях с несущими стенами. Применение сплошных монолитных плит и свайных фундаментов обоснованно при сложных грунтовых условиях.

Несущие конструкции здания: колонны, ригели, перекрытия, покрытия, стены. При проектировании многоэтажных гаражей - стоянок могут применяться как металлические колонны двутаврового или замкнутого профиля, так и железобетонные прямоугольного или круглого сечения. При использовании металлических колонн необходимо проведение дополнительных противопожарных мероприятий. Наиболее обоснованно применение металлических колонн при проектировании холодных гаражей - стоянок малой этажности, большепролетных многоэтажных открытых или закрытых манежного типа.

В зависимости от конструктивной системы, каркасы могут быть балочные или безбалочные, с монолитными или сборными железобетонными перекрытиями.

В перекрытиях балочного типа используют стальные или железобетонные балки (ригели). Железобетонные ригели рационально применять в каркасных зданиях с железобетонными колоннами и небольшими пролетами (до девяти метров).

Металлические балки позволяют перекрывать пролет до 18 метров и применяются в каркасных зданиях, как с железобетонными, так и с металлическими колоннами.

Перекрытия по стальным балкам осуществляются большеразмерными и мелкоразмерными железобетонными плитами. Использование последних позволяет снизить толщину перекрытия, а также уменьшить стоимость строительно-монтажных работ. Применение железобетонных плит перекрытия является традиционным решением, как для каркасных, так и для панельных зданий гаражей - стоянок.

Монолитные перекрытия имеют меньшую толщину по сравнению со сборными и позволяют перекрывать здания сложной конфигурации в плане. Эффективно применение монолитного перекрытия в съемной или несъемной опалубке из стального профилированного настила.

Основной тип покрытия применяемого при проектировании зданий гаражей - стоянок - совмещенное покрытие. Вода с совмещенных покрытий отводится по внутренним водостокам.

Стены гаражей - стоянок выполняют из несгораемых или, в редких случаях, трудносгораемых материалов: монолитного железобетона, сборных железобетонных панелей, крупных и мелких бетонных или керамических блоков, кирпича, многослойных панелей, листовых материалов.

Стены могут быть решены как несущие, самонесущие или навесные.

В качестве несущих конструкций в панельных зданиях используются железобетонные панели различных серий.

Несущие ограждающие конструкции могут выполняться сборными железобетонными с применением панелей разных серий, железобетонными монолитными или из мелких блоков и кирпича.

Самонесущие ограждающие конструкции выполняются из одно-, двух- и многослойных панелей, мелких блоков из ячеистого бетона, пенобетона, керамзитобетона, газосиликатных или арбалитовых блоков и кирпича.

Применяют следующие конструктивные решения лестниц:

- сборные железобетонные марши и площадки;

- сборные железобетонные ступени по стальным или железобетонным косоурам;

- монолитные железобетонные марши и площадки;

- стальные косоуры, проступи и площадки.

Специфическим элементом объемно-планировочной структуры гаража - стоянки являются рампы, особенность которых состоит в необходимости организации наклонного перекрытия. Конструктивное решение рампы определяется ее типом и общим конструктивным решением здания. Рампы, как и основной объем здания, могут быть решены в каркасном варианте или с несущими стенами.

Каркас может быть металлическим, железобетонным монолитным или железобетонным сборным.

Несущие стены выполняют монолитными железобетонными, из мелких блоков или кирпича. Перекрытия в прямолинейных рампах выполняют, как сборными, так и монолитными, в криволинейных рампах, как правило, монолитными.

Конструкции и тип полов.

Выбор типа и конструкции пола гаража - стоянки осуществляется исходя из необходимости обеспечения:

- соответствия технологическим требованиям;

- надежности и долговечности;

- экономного расходования строительных материалов;

- технологичности изготовления;

- безвредности для людей и соответствия гигиеническим требованиям;

- пожаровзрывобезопасности;

- экономической целесообразности.

На полы помещения гаража - стоянки воздействуют негативные факторы (эксплуатационные воздействия), учет которых позволяет выбрать конструкцию пола, способствующую безаварийной эксплуатации и существенному снижению эксплуатационных расходов. К эксплуатационным воздействиям на полы гаражей - стоянок относятся: механические и жидкостные. Механические воздействия определяют:

- движение автомобилей;

- ударные нагрузки;

- равномерно - распределенные нагрузки;

- сосредоточенные нагрузки.

В помещениях зоны хранения, вертикального транспорта, ТО и ТР на полы воздействуют автомобильные масла, а в помещениях постов мойки - дополнительно вода и моющие растворы. К специальным требованиям могут быть отнесены: пылеотделение, безыскровость, электропроводность.

В таблице 14 приведены характеристики эксплуатационных воздействий и специальных требований, которые необходимо учитывать при выборе типа и конструкции пола.

Таблица 14

Характеристика эксплуатационных воздействий на полы и специальные требования к ним.

Характеристика воздействия	Зона хранения	Рампа	Пост мойки	Пост ТО и ТР
Интенсивность движения автомобилей ед./сут. на 1 полосу движения	Рассчитывается в зависимости от вместимости и типа гаража - стоянки
Равномерно - распределенная нормативная нагрузка, кг/м²
Сосредоточенная нагрузка максимальная, Н/м² (кгс/м²)	15 (1,5)	15 (1,5)	15 (1,5)	15 (1,5)
Ударная нагрузка максимальная, кгс
Воздействия жидкостей	Масла автомобильные	Масла автомобильные	Вода, растворы моющие, масла автомобильные	Масла автомобильные
Специальные требования	Электропроводность, безыскровость	Электропроводность, безыскровость	-	Электропроводность, безыскровость

Примечание: В таблице приведены нагрузки от автомобилей среднего класса.

Тип покрытия пола принимают в зависимости от вида и интенсивности механических и жидкостных воздействий и специальных требовании по таблицам 1, 2, 3 «Рекомендаций по проектированию полов» МДС 31-1.98, и Приложению 1 СНиП 2.03.13-88 «Полы», на основе которых составлена таблица 15.

Таблица 15

Типы покрытия пола.

Покрытие, № позиции по приложению 1 СНиП 2.03.13.88	Предельные значения интенсивности воздействия	Характеристика покрытия пола
Механические	Жидкостные
Интенсивности движения автомобилей в сутки	Ударной нагрузки, кгс	Удельного давления от сосредоточенных нагрузок, кгс/см²	Воды, и растворов нейтральной реакции	Минеральных масел и эмульсий из них	По пылеотделению	По электропроводности	По безыскровости
2. Цементно-бетонное толщиной 30 мм	Более 200			Большая	Большая	Среднее	А	В
3. Асфальтобетонное толщиной 50 мм	100 ÷ 200			Большая	Не допускается²	Среднее	Б²	В
4. Мозаично-бетонное (терраццо) толщиной 25 мм	100 ÷ 200			Большая	Большая	Малое	А	В
9. Бетонное с упрочненным верхним слоем	Более 200			Малая	Большая	Малое	А	В¹
15. Эпоксидное мастичное наливное	Менее 100	2²		Средняя	Средняя	Малое	А	В¹
23. Цементно-бетонные плиты по прослойке из цементно-песчаного раствора	100 ÷ 200	7²		Большая	Большая	Среднее	А	в¹
24. Мозаично-бетонные плиты по прослойке из цементно-песчаного раствора	100 ÷ 200	5²		Большая	Большая	Малое	А	в¹

Примечание: А - электропроводное; Б - неэлектропроводное; В - безыскровое; ¹ - при применении безыскровых заполнителей; ² - допускаются к применению в зоне проезжей части.

Типы покрытий, обозначенные в таблице 15, позициями 2, 3, 4, 23, 24 являются традиционными. В последние годы наиболее часто в гаражах - стоянках устраивают бетонные полы с упрочненным верхним слоем или с мастичным наливным покрытием. (Разработка АО ЦНИИпромзданий).

Технология устройства бетонных полов с упрочненным верхним слоем отличается простотой и низкими трудозатратами. Упрочнение в полах данного типа достигается за счет механизированного втирания сухой смеси, содержащей износоустойчивый заполнитель и цементное вяжущее. Упрочненный верхний слой может быть нанесен в процессе заводского изготовления ж/б плит.

Преимущества пола данного типа заключаются в следующем:

- простота технологии устройства;

- повышенная прочность на сжатие (до 35 % по сравнению с не упрочненным полом);

- малое пылеотделение;

- высокие ударо- и маслостойкость;

- износоустойчивость к воздействию движущихся транспортных средств;

- возможность заводского изготовления плит с упрочненным верхним слоем;

- легкая качественная уборка пола;

- экологическая чистота.

Мастичный наливной пол представляет собой тонкослойное бесшовное покрытие, выполняемое из композиции, изготовляемой непосредственно на месте производства работ смешиванием различных смол, пластификаторов отвердителей аминного типа, активных разбавителей, наполнителей, пигментов и специальных добавок. Нанесение покрытия осуществляется по цементно-песчаной или цементно-бетонной стяжке. Движение по полу допускается через сутки, полная эксплуатация - через 7 суток.

Преимущества полов данного типа:

- простая технология устройства;

- низкие трудозатраты (0,26 чел×час/м²);

- высокая ударо-, водо- и маслостойкость;

- высокие эстетические характеристики (гладкость, неограниченная цветовая гамма);

- малое пылеотделение;

- нескользкость покрытия;

- возможность выполнения в электропроводном и диэлектрическом вариантах;

- экологическая чистота.

Учитывая коррозионное воздействие на арматуру строительных конструкций солесодержащих препаратов, используемых дорожными службами города, рекомендуется предусмотреть в гаражах - стоянках полы, стойкие к их воздействию и способные защитить арматуру.

Полы в рампах рекомендуется выполнять из асфальтобетона с втопленным мелким гравием.

В помещения мойки (со средней и большой интенсивностью воздействия на пол жидкостей) предусматривают уклоны полов:

- 0,5 ÷ 1 % - при бесшовных покрытиях и покрытиях из плит (кроме бетонных всех видов);

- 1,5 ÷ 2 % - при бетонных покрытиях всех видов.

Уклоны полов на перекрытиях достигаются устройством стяжки переменной толщины.

Полы в гаражах - стоянках применяют из негорючих материалов.