Возведение домов из мелкоразмерных элементов требует больших затрат труда, не позволяет широко использовать средства автоматизации и механизации. Одним из путей повышения степени индустриализации строительного производства является строительство крупнопанельных домов.
Рис. 1.1. Схемы разрезания наружных стен на панели:
а - горизонтальная, на одну комнату, б - то же, на две комнаты; в, г - то же именно, разрезание на полосы.
Крупнопанельными называют дома, которые монтируются с заранее изготовленных крупноразмерных плоскостных элементов стен, перекрытий, покрытий. Эти сборные конструкции (панели) имеют повышенную заводскую готовность - обработанные внешние и внутренние поверхности, встроенные окна и двери. По конструктивной схеме крупнопанельные дома делятся на бескаркасные и каркасные. Область применения бескаркасных зданий - преимущественно в массовом жилищном строительстве. Каркасные системы целесообразно использовать в строительстве общественных зданий, потому что эти системы дают возможность получить сравнительно большие объемы и площади помещений. Важным этапом проектирования крупнопанельных зданий является выбор схемы разрезания стен, зависит от вида дома, его размеров, условий монтажа. В бескаркасных домах наибольшее распространение получило однорядное разрезания стен, при котором высота панели соответствует высоте этажа с шириной панели на одну комнату (рис. 1.1. а) или на две комнаты (рис. 1.1. б). В каркасно-панельном строительстве чаще используют двухрядное разрезания (рис. 1.1. в).
Стеновые панели в зависимости от местоположения в доме могут быть внешними и внутренними, по характеру статической работы - несущими, несут нагрузки и самонесущие. По конструктивному решению различают панели однослойные и многослойные.
1.5.2. Бескаркасные крупнопанельные дома
Бескаркасные здания по сравнению с каркасными состоят из меньшего числа сборных элементов и отличаются простотой монтажа. В этих домах внешние и внутренние стены воспринимают все нагрузки, действующие на дом. Пространственная жесткость и устойчивость обеспечивается взаимной связью между панелями стен и перекрытий.
В бескаркасных зданиях различают следующие варианты опирания панелей перекрытий: на продольные несущие стены (рис. 1.2. а) на поперечные несущие стены, за контуром - на продольные и поперечные (рис. 1.2. б) по трем сторонам - на продольные несущие и поперечные (рис. 1.2. в)
Наиболее ответственными узлами в конструкции панельных домов являются стыки стеновых панелей между собой и панелями перекрытий. Стыки между панелями наружных стен должны быть герметичным-
ними (т.е. иметь малую воздухопроницаемость и исключать проникновения атмосферной влаги внутрь конструкции), не допускать образования конденсата в месте стыка (Вследствие недостаточных теплозащитных свойств), иметь достаточную прочность, чтобы охранять стык от появления в нем трещин. Одновременно в стыков предъявляются требования долговечности, звукоизоляции и простоты монтажа.
По расположению различают стыки горизонтальные и вертикальные. Вертикальные стыки по средством связей панелей между собой делят на пружноподатливи и жесткие (монолитные).
Рис. 1.2. Конструктивные схемы бескаркасных крупнопанельных зданий
При устройстве пружноподатливого стыке панели соединяют с помощью стальных связей (накладок), привариваемых к закладным деталям панелей стыкуются. В паз, образованный четвертями, входит стеновая панель поперечной стены. Для герметизации стыка в его узкую щель заводят уплотненный кабель гер на клеи или пароизолу на мастике. С внешней стороны стык промазывают специальным мастикой - тиоколивим герметиком. Для изоляции от проникновения влаги из внутренней стороны стыка наклеивают на битумной мастике вертикальную полоску с одного слоя гидроизола или рубероида. В вертикальную колодец стыка уставлюють вкладыши и заполняют тяжелым бетоном. Более надежными являются жесткие монолитные стыки. Выполняются они с помощью выпущенных из элементов стальных петель сочетаются, которые соединяются при монтаже скобами из круглой стали диаметром 12 мм с последующим замоноличиванием бетоном. В вертикальных стыках панелей небольшой толщины применяют утепляя вкладыши из пенополистирола или минераловатных плит, обернутых пергаментом. Герметизация от проникновения влаги и продувки достигается введением в конструкцию стыка
упругой прокладки из пароизолу, покрытого специальной мастикой. Воздушная полость, образующаяся внутри стыка, служит дренажным каналом, по которому падающая внутрь шва влага стекает вниз и выпускается на уровне цоколя наружу. В настоящее время применяют также безметальни шпоночные швы. При этой конструкции надежность сопряжения наружных стен с внутренними обеспечивается более глубоким учреждением этих элементов в глубь стыка и наличием рифлений на гранях, что стыкуются. При заливки монтажных зазоров цементным раствором последний, растекаясь, образует растворных шпонки, обеспечивающие тесную связь между элементами сочетаются. На уровне перекрыть, кроме того, относятся стальные крепления.
В горизонтальных стыках верхнюю стеновую панель выкладывают на нижнюю на цементном растворе. Верхняя панель обычно имеет так называемый противодождевые барьер или зуб у виде гребня, закрывающая горизонтальный стык сверху. На наклонной части шва раствор не вкладывают, а создают воздушный зазор, в рамках которого прекращается капиллярный подсос влаги извне через раствор. С внешней стороны стык заполняют пароизолом или гернитом с покрытием их мастикой, герметизирует.
Соединение панелей внутренних стен осуществляется путем сварки сверху соединительных стержней диаметром 12 мм до деталей, которые закладываются. Вертикальные швы между панелями заполняют упругими прокладками из антисептированих мягких древесно-волокнистых плит, обернутых толем, а вертикальный канал заполняют мелкозернистым бетоном или раствором марки 100. Вследствие того, что материалы, применяются в стыках панельных стен, имеют разные физико-механические свойства, различную долговечность (часто намного меньше срок службы дома), особое значение имеет обеспечение высокого качества производства строительных работ и применения материалов с хорошими физико-механическими свойствами.
Ступени в бескаркасных панельных домах выполняют из сборных железобетонных маршей и площадок в панелях поперечных стен, защищающих лестничную клетку, предусмотрены специальные закладные консоли. После монтажа и закрепления маршей стыки бетонируются с предыдущим обработкой против коррозии. Балконные железобетонные плиты опираются своей хвостовой частью на стеновую панель и скрепляются с помощью сварки выпуском арматуры с панелью перекрытия. Карнизные плиты крепятся к панели перекрытий, опираясь на стеновые панели.
Фундаменты бескаркасных панельных домов выполняются из сборных железобетонных блоков подушек и бетонных блоков, на которые выкладываются цокольные панели. В современном строительстве фундаменты под такие дома чаще устраивают в виде свай с заделкой их по контуру наружных и внутренних несущих стен.
1.5.3. Каркасные крупнопанельные дома
Каркасно-панельные дома могут быть как с полным, так и с неполным каркасом. Основным решением является первое, что позволяет строить дом любой этажности с использованием легких навесных панелей. Неполный каркас требует несущих панелей, применяется только в домах небольшой высоты. Основным требованием к каркаса является обеспечение его устойчивости и пространственной жесткости. Кроме того, каркасы должны быть экономными по стоимости и расходом металла, индустриальными. Каркасы, как правило, выполняются из сборного железобетона. При большом этажности колонны нижних этажей иногда делают монолитными с жесткой арматурой из прокатных профилей. Как исключение, в уникальных зданиях могут применяться стальные колонны.
Расположение ригелей каркаса может быть как поперечным, так и продольным (рис. 1.3., б). Применяется также безригельный вариант с опиранием многоразмерный элементов перекрытий непосредственно на колонны. По конструктивной схеме каркасы могут быть рамные, рамно-связные и связные. Рамная система состоит из колонны, жестко соединенных с ней ригелей перекрытий, которые располагаются во взаимно перпендикулярных направлениях и обеспечивают таким образом жесткую пространственную систему (рис. 1.3. в). Соединение колонны и ригелей сложные и трудоемкие, требуют значительного расхода металла. Эта система имеет ограниченное применение.
В рамно-связных системах достигается совместная работа рам и вертикальных стенок связей (диафрагм). Стенки диафрагмы располагают по всей высоте здания, жестко закрепляют в фундаменте и к колоннам, примыкающих. Они могут быть плоскими, расположенными в направлении, перпендикулярном направлению рам, и пространственными, когда дополнительно такие стенки диафрагмы устраиваются и в плоскости рам.
Рис. 1.3. Конструктивные стены каркасных крупнопанельных зданий
Колонны изготавливаются на высоту одного или двух. Колонны опираются на железобетонные фундаменты стаканного типа, которые устанавливаются в зависимости от нагрузки и местных грунтовых условий непосредственно на грунт или на свайные фундаменты.
Ригели унифицированного каркаса имеют таврового сечение высотой 450 мм. На полки ригелей обпирають панели перекрытий. Принятые многопустотные рядовые панели.
Связные панели предусмотрены двух типов - тоже пустотные или капиллярно технические короткого пересечения с отверстиями для пропуска труб.
Вертикальные стенки диафрагмы жесткости выполняют из сборных железобетонных панелей толщиной 120 мм, которые соединяются с элементами каркаса и между собой сваркой закладных деталей.
Связные системы являются основными для общественных зданий большой этажности. В них достигается большая жесткость, проще решаются узлы сопряжения ригелей с колоннами и снижается расход стали. Жесткость таких зданий достигается применением пространственных связных элементов, проходящих по всей высоте Дом и образуют так называемое ядро жесткости (рис. 1.4.).
Рис. 1.4. Схемы зданий с связными элементами
а - коробчатыми б - Х-образными; в - круглыми
Пространственные элементы размещают обычно в центральной части высотных зданий и используют для размещения лифтовых и коммуникационных шахт, лестничных клеток. Эти пространственные связные элементы закрепляют в фундаментах и соединяют с перекрытиями, образующих щоповерхови горизонтальные связи (диски), что воспринимают горизонтальные (ветровые) нагрузки, передаваемые на стены. Иногда железобетонное ядро жесткости устраивается монолитным, методом скользящей опалубки к монтажу каркаса, а затем используется для размещения на нем монтажных кранов. Пространственная жесткость каркасных высотных зданий обеспечивается, кроме того, созданием специальных жестких горизонтальных дисков, образующих так называемые технические этажи. Они используются для размещения инженерного оборудования. Такие горизонтальные диски вместе с вертикальными обеспечивают большую жесткость зданий.
Существенное значение в сборном каркасном строительстве должен схема членения каркаса на отдельные составные части. Наиболее ответственными местами сборного каркаса являются его узлы, в которых стыкуются между собой отдельные элементы. Они обеспечивать надежную работу конструкций, быть долговечными, обладать простоту устройства и, кроме того, предполагать возможность выполнения работ в зимнее время, приобретать прочности сразу после сборки, обеспечивая при монтаже точность взаимного расположения элементов. Стыки обычно осуществляются сваркой стальных де-Тайе, закладываются. Наиболее простым стыком двух сборных железобетонных колонн является стык с плоскими торцами колонны (рис. 1.5. а), снабжены сваренными оголовники, приваренными к арматуре. Верхний оголовник, чтобы избежать вне-ровой передачи нагрузок, имеет стальную центрирующие прокладку толщиной 3 мм. Выпуски арматуры соединяют сваркой и стык замоноличують мелкозернистым бетоном или цементным раствором. Вместо стальной прокладки верхней оголовник может иметь центрирующий бетонный выступ (рис. 1.5. б).
При опирании колонны друг на друга через ригели (платформенный стык) осуществляют сваркой стальных деталей, которые закладываются, имеющихся в торцах колонн и в опорных плоскостях концов ригелей (рис. 1.5. в). Этот тип стыка прост в устройстве и имеет достаточную жесткость. По этому же принципу решается платформенный стык при безригельного варианте дома. На верхний конец колонны обпирають панели перекрытий размером на комнату, а на них устанавливают колонну этажа лежит выше.
Концы ригелей опираются на консоли колонны. В унифицированном рамнозвьязковому каркасе ригель опирается на скрытую (невидимую в законченном виде) консоль колонн. Невидимой в смонтированном виде она становится потому, что на концах ригеля с нижней стороны предусмотрены четверти для опирания панелей перекрытий. Сообщение достигается сваркой закладных деталей ригеля и колонны, после чего все швы и зазоры между элементами, стыкуемых заполняются раствором и место стыка оштукатуривается.
Рис. 1.5. Стыки колонн:
а - со сварным оголовником б - плоский из центрирующего выступлением;
С - выпуски арматуры, 4 - центрирующий бетонный выступ;
в - платформенный: 1.2 - нижняя и верхняя колонны 3 - ригель;
4 - утолщение на конце ригеля, 5 - плиты перекрытия;
6 - детали, которые закладываются, 7 - швы сварки
Стеновые панели в каркасных домах, как правило, бывают навесными и редко (Только в домах небольшой высоты) такими, что самонесущие. Навесные стеновые панели в зависимости от их положения могут крепиться к колонн, ригелей и крайних связных плит. Риплення это осуществляется при помощи стальных элементов привариваются к деталям, которые закладываются.
Крыша каркасных домов делается соединенным и конструктивно решается аналогично крышам бескаркасных панельных домов.
Лестницы для каркасно-панельных домов применяют сборные железобетонные с двумя полуплощадками, опирающихся на ригели каркаса, основные или дополнительные.
Вследствие того, что нагрузка на основания, передаваемые каркасными домами при их большой высоте, являются значительными, то наиболее рациональными фундаментами в этих условиях является паляни, из железобетонных свай, имеющих сплошной или трубчатый сечение. Отопление помещений в панельных домах часто осуществляется специальными железобетонными панелями с вмонтированными в них в процессе изготовления регистрами (Трубами в виде змеевиков) с подключением последних к общей сети центрального водяного отопления.
