Сборные монолитные перекрытия. Часторебристые сборно-монолитные перекрытия
Строительство с применением железобетонных конструкций характеризуется обилием инженерных решений, принцип работы и особенности которых понятны лишь специалистам от архитектуры и строительного проектирования. Наш ликбез исправит эту оплошность, поведав читателям о технологии безбалочных сборно-монолитные перекрытий (ББСМП).
Устройство и характерные особенности
Как и прочие виды сборно-монолитных конструкций, безбалочные перекрытия имеют чёткое разделение функций монолитной и сборной части общего железобетонного массива. Общая характерная черта — использование ЖБИ фабричного производства в качестве некоего подобия опалубки, элементы которой после замоноличивания объединяются для более эффективного восприятия нагрузок и воздействий.
Чтобы понять разницу между безбалочными и балочными перекрытиями, не будет лишним познакомиться с физической моделью работы последних. Основным несущим элементом в них выступает система однонаправленных или поперечно-направленных балок, опирающихся на вертикальные колонны. На сами балки укладываются железобетонные плиты или доски, таким образом, зона восприятия нагрузок увеличивается благодаря опиранию по всей протяжённости короткой стороны ЖБИ.
Безбалочные перекрытия отличаются тем, что вместо балок в них используются надколонные панели, на которые поперёк уложены межпролётные панели. Каждая из колонн в таких случаях имеет расширение в верхней части, называемое капителью, функциональным назначением которой служит увеличение пятна контакта между сборными элементами конструкции. Монолитная часть перекрытия может включать как общий железобетонный покров, так и специальные шпонки, предназначенные для обездвиживания панелей и их жёсткого скрепления с капителями колонн.
Характерное отличие ББСМП заключается в отказе от опирания на несущие внутренние стены, панели передают нагрузку только на ограждающие конструкции. Центральная часть перекрытия поддерживается равнопролётной сеткой колонн. Это достаточно сложная система, функции которой наиболее ярко выражаются при использовании совместимых ЖБИ одного производителя, конструкцией которых предусмотрено достаточное число и верное расположение технологических уступов и шпунтов. Также безбалочные системы примечательны тем, что это один из немногих типов железобетонных конструкций, в которых соединение арматурных каркасов изделий выполняется сваркой.
Назначение безбалочных перекрытий
Сложность устройства ББСМП окупается более рациональным использованием объёма помещения нижних этажей при сопоставимой конструкционной прочности. Потолок избавлен от системы ребер, препятствующих свободному проведению инженерных коммуникаций и затрудняющих отделку.
Конструктивные решения по части безбалочных перекрытий с межпролетным расстоянием до 6 метров в обоих направлениях достаточно подробно изучены и описаны. Однако применение таких конструкций в гражданском строительстве сильно ограничено ненадобностью сооружения помещений столь значительной протяженности со свободной планировкой. Тем не менее, производителями систем несъёмной опалубки достаточно часто предлагаются решения, позиционируемые как ББСМП, но по сути таковыми не являющимися. В общем варианте исполнения балки в подобных перекрытиях все же имеются, хотя они и скрыты в толще сборно-монолитной плиты и представлены стальным двутавром.
Тем не менее, оригинальная технология может применяться на объектах коммерческой и жилой недвижимости, строящихся в частном порядке. Прежде всего, это перекрытия первого этажа над монолитным цоколем, а также междуэтажные перекрытия зданий из композитных бетонных панелей. Как правило в таких случаях сетка колонн включает не более 4-9 опор, то есть общая площадь перекрытия при таком способе устройства может достигать 300 м 2 . Из дополнительных преимуществ безбалочной системы можно отметить сниженный расход бетона и, как следствие, меньший вес каркасной конструкции.
Расчёт и проектирование
Номенклатура ЖБИ для сборно-монолитных безбалочных перекрытий и технические требования к изделиям изложены в ГОСТ 27108-86 . Общее описание системы ББСМП и указания по проектированию и расчёту подробно описаны в пособии к СНиП 2.03.01-84 «Проектирование железобетонных сборно-монолитных конструкций».
На практике используются специальные програмные комплексы САПР для расчёта безбалочных сборно-монолитных конструкций
Расположение колонн для ББСМП может приниматься как равнонаправленное, так и по пересечениям прямоугольной сетки, однако в последнем случае соотношение длин пролётов не должно превышать 1,5:1. Частота установки опор должна определяться допустимой нагрузочной способностью плит в соответствии с её расчётом на прогиб под эксплуатационными нагрузками. Общая тенденция такова, что с увеличением шага установки колонн снижается толщина перекрытия и, как следствие, удельный вес конструкции становится меньше. Это обстоятельство следует учитывать при проектировании зданий на ленточных фундаментах, опирающихся на ослабленный грунт. Средний показатель толщины плит колеблется от 1/30 до 1/35 длины пролёта.
Общепринятая методология расчёта основывается на определении достаточного сечения несущих элементов в соответствии с требуемой прочностью по предельным состояниям первой группы. В ходе расчёта устанавливается достаточная толщина поперечного сечения элементов, нормального к продольной оси, в зависимости от различных условий. После этого выполняется расчёт сечений, наклонных к продольной оси, для противодействия нагрузкам смещения и косоугольных изгибающих моментов.
Пример расчёта по распределению колонн и размеру капитель
Поскольку речь идет о расчёте сборно-монолитных конструкций, отдельным разделом Приложения описывается методика расчёта прочности контактных швов омоноличивающего бетона отдельно для промежуточных и крайних опор. Целью этого расчёта является определение, как достаточной площади контактного пятна, так и применяемые методы связи сборно-монолитной конструкции: выведение арматурных элементов, устройство шпонок, обеспечение шероховатости поверхностей в зоне контакта. Эти расчёты, включая определение выносливости, также проводят по методу предельных состояний первой группы.
В завершение проектных изысканий определяется эксплуатационная устойчивость, то есть расчёт ведётся по методу предельных состояний второй группы. Сюда входит определение допустимой ширины раскрытия трещин и расчёт компенсирующих усилий сжатия и растяжения, в обоих случаях отдельно определяются показатели в плоскости, нормальной и наклонной к продольной оси железобетонного элемента. Завершается расчёт определением допустимой кривизны и деформаций в соответствии с требованиями к комплексному равновесию каркасной системы.
Используемые разновидности плит и колонн
При возведении ББСМП могут применяться как типовые изделия по ГОСТ 27108-86 , так и специально запроектированные. Последнее, разумеется, в частном строительстве — большая редкость. Как правило, речь идёт о трёх типах унифицированных изделий: колоннах, навершиях к ним, а также плитах специальной конфигурации.
1 — колонна; 2 — капитель; 3 — плита перекрытия
Начать следует с того, что пригодные к использованию в безбалочных перекрытиях колонны и капители должны иметь пазо-шпунтовые соединения. Это требование диктуется упомянутым выше Пособием, где отмечается, что расчёт ведётся по состоянию сборно-монолитной конструкции до набора омоноличивающим бетоном проектной прочности. В действительности допускается временное крепление колонн и капителей стальными хомутами, которые снимают после окончательного отверждения бетонных шпонок, однако эта технология более сложная и на практике применяется редко.
Плиты для ББСМП используются двух типов. Надколонные имеют специальные углубления, препятствующие их поперечному смещению и предназначенные для технологичной стыковки с навершиями колонн. Как правило, надколонные плиты имеют оголённую арматуру как минимум по двум противолежащим краям. Реже используются плиты с отбортовкой, предназначенное для стыковки с пазами в капителях. Пролётные плиты могут изготавливаться либо с расчётом на замоноличивание только технологических швов и иметь оголенную арматуру по всем сторонам, либо омоноличиваться общим покрывающим слоем, в таком случае все их торцы будут гладкими.
Железобетонные изделия для ББСМП как правило изготавливают из тяжёлого бетона марки не ниже В25 с предварительно напряженной арматурой. В ходе реальных испытаний также была установлена возможность использования бетона на облегчённом (пористом) заполнителе при ограниченной длине пролета, а также пустотелых изделий со сферическими полостями.
Порядок монтажа безбалочных СМП
Возведение зданий с ББСМП ведётся строго поэтажно. Непосредственно устройство перекрытия выполняется по завершению установки колонн, которому предшествует монтаж закладных деталей в перекрытие нижнего этажа. Колонны также могут монтироваться по разрезному принципу, однако от такой технологии часто отказываются из-за значительной протяжённости пазо-шипового соединения.
После установки и выверки сетки опор на их уширения устанавливают оголовки. Следом проводится монтаж поясной опалубки, предназначенной для удержания бетонной массы при заливке шпонок. На капители сверху укладывают надколонные плиты и стыкуют их способом, который предусмотрен конфигурацией ЖБИ. Поверх подклонных плит укладывают межпролётные, обычно имеющие заужение в области опирания для облегчения выполнения монолитных работ.
После установки сборных элементов производится увязка дополнительных арматурных каркасов в швах омоноличивания и монтаж закладных под колонны следующего этажа при необходимости. После этого технологические пазы заливают бетоном марки В15 , который усаживается вибрационным методом. На этом этапе становится очевидной вся сложность устройства перекрытий по технологии ББСМП: помимо того, что требуется тщательно подобрать изделия из номенклатуры, на строительной площадке необходимо обеспечить все условия для проведения работ по двум разным технологическим процессам с использованием широкого ряда строительной техники, зачастую тяжёлой.
Устройство прочных, надежных и малошумных перекрытий – важнейшая задача при строительстве дома. Важны и расходы на устройство перекрытий.
В частных домах наиболее популярны каркасно-обшивные перекрытия по деревянным либо металлическим балкам и перекрытия из сборного железобетона. Обычно это пустотные плиты, которые укладываются на несущие стены с предварительно сделанным монолитным поясом.
Реже применяют конструкции из монолитного железобетона, когда междуэтажные перекрытия создаются методом заливки бетона в предварительно подготовленную опалубку с уложенной туда арматурой.
Есть еще один способ устройства перекрытий, который оптимальным образом соответствует такому стеновому материалу, как газобетон, а также иным материалам и технологиям, применяемым в малоэтажном домостроении. Это сборно — монолитные часторебристые перекрытия из того же газобетона и других легких каменных блоков, рис.1. Такие перекрытия отвечают всем вышеназванным характеристикам: прочность, долговечность, малошумность, а также экономичность.
В соотношении цена/качество сборно-монолитные часторебристые перекрытия из легких каменных блоков оказываются более эффективными и менее затратными, чем другие распространенные типы перекрытий.
Сборно — монолитные часторебристые перекрытия
Основные этапы работ по устройству перекрытий изложены в стандарте СТО 501-52-01-2007 «Проектирование и возведение ограждающих конструкций жилых и общественных зданий с применением ячеистых бетонов в Российской Федерации. Часть II». М., 2007.
Рассмотрим устройство перекрытий на примере, с использованием в их конструкции газобетонных блоков.
Технология выполнения сборно-монолитного часторебристого перекрытия состоит из ряда несложных операций.
Вначале в перекрываемый пролет устанавливают доски, подпираемые снизу стойками и покрытые полиэтиленовой пленкой. Эти доски шириной 20–25 см служат нижней частью опалубки будущих монолитных балок и одновременно являются опорой для газобетонных блоков. Верхняя плоскость досок должна совпадать с верхней плоскостью последнего ряда стены. В качестве подпорок для досок удобно использовать телескопические стойки, рис.2.
Для опирания перекрытия на газобетонные стены, как правило, по верхнему периметру стен делается монолитный железобетонный пояс. Для этого, доски приподнимаются над стеной на 5-6 см . Нижние арматурные стержни пояса должны располагаться под арматурными стержнями балок перекрытия. Верхняя плоскость пояса делается на уровне поверхности перекрытия, а ширина пояса не менее 12 см .
В перекрытиях с пролетами длиной более 4,8-5,1 м. для компенсации возможного прогиба ре комендуется поднять центральные монтажные стойки выше уровня концов перекрытия на 10 мм. Д ля балок длиной более 6 м этот подъем должен равняться 15-20 мм .
Расстояние между отдельными досками определяется исходя из длины блоков и величины опоры этих блоков на доски.
Далее на края досок укладываются блоки газобетона. Плотно прижатые друг к другу, они образуют, с одной стороны, надежное и теплое перекрытие, с другой – их торцевые грани служат боковой частью опалубки для монолитной железобетонной балки, а верхняя поверхность блоков служит основанием для стяжки из бетона. Толщина стяжки 50 мм .
Высота выбранных блоков плюс толщина стяжки будут являться высотой балки, а зазор между блоками, назначенный согласно расчету, определяет ширину балки (обычно зазор составляет 150–250 мм ).
Глубина опирания балок на стены не должна быть менее 120 мм . Торцы балок в наружных стенах следует закрыть слоем утеплителя (ЭПП, XPS) толщиной не менее 30 мм .
Таким образом, доска снизу, торцы блоков с боков создают «корыто». В это пространство на опалубочную доску укладывают арматурный каркас или отдельные стержни. Поверх всей конструкции для армирования стяжки обычно укладывают арматурную сетку 100х100 мм. из проволоки диаметром 4-6 мм .
После монтажа арматуры, тщательно смочив торцы блоков водой, начинают заливку мелкозернистой . Одновременно заливают бетоном балки, монолитный пояс по периметру стен и стяжку поверх блоков. Уплотнение бетонной смеси производится послойным трамбованием и штыкованием или вибратором. По достижении бетоном проектной прочности опалубку демонтируют, и перекрытие готово.
При выполнении заливки бетоном важно соблюдать аккуратность и не допускать смещения блоков.
Решение, надо сказать, остроумное и простое.
Прочность обеспечивается тем, что цементное молочко из жидкого бетона проникает в поры газобетона, и балка образует с блоками единое целое. Газобетонные блоки такого перекрытия должны иметь марку не менее D500, класс прочности не менее В2.
Даже когда во время испытаний на блок давали нагрузку в несколько тонн, он не выдавливался из конструкции, а лишь разрушался. Такая технология исключает применение тяжелой грузоподъемной техники, а также позволяет экономить на последующем утеплении перекрытий, поскольку газобетон, как уже говорилось выше, – прекрасный теплоизолятор.
Расход арматуры здесь невелик (3,5–4,5 кг/м 3 ), а трудоемкость возведения перекрытия составляет 0,46 человеко-часа на 1 м 2 конструкции. Если учесть все эти факторы, то перекрытие из блоков газобетона по монолитным балкам оказывается не только теплым и прочным, но и экономически выгодным.
Сборно-монолитные часторебристые перекрытия повышают прочность домов из газобетона.
Такое перекрытие обладает хорошей звукоизоляцией и может служить в качестве межэтажного, надподвального и чердачного. Кроме того, сборно-монолитные перекрытия из ячеистобетонных блоков обеспечивают высший класс огнестойкости зданий и являются абсолютно безопасными с экологической точки зрения.
Рис. 4. Конструкция узлов сборно-монолитного часторебристого перекрытия, показанного на рис. 3 .
Рис.5. Сборно-монолитное перекрытие из элементов заводской готовности.
Во многих регионах продаются специальные наборы элементов заводской готовности для устройства сборно-монолитных часторебристых перекрытий.
В состав набора входит полуфабрикат железобетонной балки и специальные блоки для заполнения, рис.5. Балка, как и блоки, выполняет роль несъемной опалубки при бетонировании перекрытия.
Вес погонного метра балки не превышает 19 кг . Это позволяет в большинстве случаев производить монтаж балок без использования крана.
Блоки имеют форму, удобную для фиксации на балке, изготавливаются из газобетона, керамзитобетона, полистиролбетона, поризованной керамики. На период монтажа перекрытия, уложенные на стену балки, также подпираются снизу телескопическими стойками.
Преимущества сборно-монолитного часторебристого перекрытия
По сравнению с каркасно-обшивным перекрытием:
- Хорошо гасит ударные шумы и вибрации, скрип.
- Обеспечивает высший класс огнестойкости.
- Долговечен — отсутствуют деревянные детали.
- Повышает прочность коробки дома.
В отличии от перекрытий из сборного железобетона:
- Имеет меньшую стоимость.
- Не требуется специально устраивать монолитный пояс для опирания плит.
- Не требуется устраивать стяжку поверх плит.
- Более ровная нижняя поверхность, отсутствие межплитных швов.
- Для перевозки и монтажа не требуется использование грузоподъемной техники.
- Могут быть устроены по нестандартным размерам над помещениями сложной конфигурации. Готовые плиты имеют стандартные размеры.
- Лучшая тепло- звукоизоляция. Сборное перкрытие для достижения таких же показателей требует устройства дополнительных слоев тепло- звукоизоляции.
В отличие от монолитного перекрытия:
- Меньший объем бетонных работ
- Лучшая тепло- звукоизоляция. Монолитное перкрытие для достижения таких же показателей требует устройства дополнительных слоев тепло- звукоизоляции.
- Более простая опалубка.
- Легче прокладывать потолочные коммуникации, поскольку газобетон можно штрабить без особых усилий – в отличие от железобетона.
Следующая статья:
Перекрытия являются неотъемлемыми элементами сооружений горизонтального расположения, которые необходимы для того, чтобы разделять по высоте смежные помещения и выполнять защитные функции, что сегодня стало возможным создавать сборно монолитные перекрытия своими руками.
Монолитные перекрытия выполняют защитные функции.
Особенности таких систем
В большинстве своем сборно монолитные изделия представляют собой капитальные конструкции. Но по собственному предназначению сборное монолитное сооружение подразделяется на: чердачное, междуэтажное и подвальное. Исходя из особенностей конструктивных такие конструкции, созданные своими руками, существуют:
- часторебристые перекрытия для дома;
- сборные перекрытия для дома;
- сборно монолитные перекрытия для дома;
- для дома;
- шатровые перекрытия;
- кирпичные перекрытия для дома;
- арочные.
Устройство же сборно монолитного перекрытия железобетонного своими руками имеет в собственном составе:
- облегченные балки, выполненные из железобетонного материала;
- пустотелые керамзитобетонные блоки;
- строительный бетон.
Поэтому сборно для дома, выполненные своими руками, обладают сравнительно небольшой массой, что существенно снижает нагрузку на капитальную стену дома и на его фундамент.
Вернуться к оглавлению
Что входит в строительный процесс
Монтажные работы по изготовлению сборно монолитного перекрытия для дома своими руками имеют следующие особенности и порядок выполнения:
- Следует уложить продельные капитальные балки на очищенную поверхность стены горизонтальную (ригеля) на расстоянии 62-63 см на растворе цементном М-100 (толщина данного слоя 1 — 1,5 см). Глубина же опирания должна быть не меньше: 12 см на стены и 9 см на ригели каркаса.
- Балки длиною в 5 м 86 см и 4 м 36 см на период монтажных работ, проводимых своими руками, должны обладать промежуточной временной инвентарной опорой через каждые 150 см.
- Установку блоков и прогонов следует осуществлять с использованием небольшой механизации.
- При укладке блоков следует избегать загружения прогонов одностороннего, поэтому все блоки нужно укладывать поперечными рядами, соблюдая последовательность.
- Зазор между блоками конструкции должен быть минимальным.
- Далее, после того как сборные элементы были собраны, поверх них необходимо уложить сетки арматурные с привязкой проволоки вязальной к поясам прогонов (верхним). Все стыки сеток нужно осуществить внахлест.
- Перед началом бетонирования всю поверхность следует очистить.
- Бетонировать необходимо тяжелым мелкозернистым бетоном не ниже марки В 15.
- Пока бетон твердеет, его важно предохранять от пересыханий и иногда увлажнять.
- По прошествии 3-х дней перекрытие, скорее всего, будет готово (если за бетоном был произведен подобающий уход в период твердения).
Сборно монолитные перекрытия для дома, выполненные своими руками, запросто заменяют довольно дорогие системы с применением монолита либо плит, при всем этом прочность подобных конструкций намного выше, а стоимость сырья и монтажных операций ощутимо ниже.
Данные факторы позволяют использовать подобные конструкции на абсолютно любых объектах недвижимости в частном домостроении, а также промышленном секторе.
Такие конструкции способны выдерживать нагрузки равные 1,3 тонны на 1 м2 и могут использоваться в районах, где сeйсмичность приближена к отметке в 8 баллов. В основном сборно монолитные перекрытия выступают в роли несъемной опалубки, которая заливается бетоном.
Вернуться к оглавлению
Достоинства подобных конструкций. Сборно-монолитное устройство
Преимущества сборных монолитных конструкций для дома, выполненных своими руками, заключаются в понижении себестоимости данной конструкции за счет сокращения подготовительных, а также арматурных процессов, улучшения показателей шумо- и теплоизоляции. Необходимо отметить и высокую устойчивость к возгоранию такой конструкции. Монтаж подобных перекрытий позволяет сделать такие операции, как:
- сократить стоимость процесса за счет полного отсутствия надобности применения кранового оборудования и техники для изготовления бетона (работы осуществляются в месте строения);
- уменьшить расход времени на монтажные операции так, например, монтаж не требует высокой квалификации, а если площадь перекрытия равна 100 м2, то с данной работой справятся 3 человека за 3 дня;
- нет необходимости прибегать к применению дорогостоящей опалубки съемной;
- сократить количество монтажного оборудования до минимума (потребуются только опоры для балок продольных).
Все основы расчета и конструирования сборных монолитных перекрытий для дома сводятся к тому, в каком именно месте следует установить такие конструкции. К примеру, такие конструкции можно устанавливать на реконструируемых строениях, не прибегая к удалению кровли, а также во всех случаях, когда нужно гарантировать прекрасную звукоизоляцию, теплоизоляцию и обеспечить высочайшую капитальную способность перекрытий в доме.
Кроме того, сборно-монолитные перекрытия, как правило, монтируются в труднодоступных участках с применением минимального инструментного набора. Это могут быть:
- вязальная проволока;
- крючок;
- кувалда;
- молоток;
- перфоратор;
- рулетка;
- уровень.
Вернуться к оглавлению
Недостатки такой конструкции
Основным недостатком такого перекрытия является необходимость выстраивания опалубки по абсолютно всей площади. Но из данной ситуации имеется альтернативный выход.
- подобную опалубку можно будет сделать не цельной, а разделенной на несколько секций, которые будут собираться с соблюдением последовательности. Это ощутимо упростит операцию изготовления;
- для того чтобы сделать армирующий каркас для такого перекрытия дома, следует воспользоваться металлической арматурой с сечением не меньше 8 мм. Наименьший диаметр такой арматуры попросту недопустим для конструкций подобного плана.
Помимо этого, для наиболее качественного производства перекрытия дома, арматура не должна никак стыковаться. Она должна состоять из целых прутов металлических. Данный нюанс крайне важен при устройстве железобетонного монолитного перекрытия.
Вернуться к оглавлению
Конструкции монолитные
Применение железобетонных монолитных конструкций не только удобно, но и обойдется ощутимо дешевле, нежели применение обыкновенных перекрытий железобетонных.
Зачастую подобные конструкции используют, для того чтобы отделить жилой этаж от чердачного помещения либо для того, чтобы разделить 1-ый и 2-ой этажи.
- сделать такое перекрытие можно по установленной и, конечно же, подготовленной опалубке. Данные конструкции можно смело называть жесткими усилителями каркаса строения. Устройство подобного варианта позволяет сделать перенос основной нагрузки собственного веса и веса дополнительного оборудования и фрагментов мебели на капитальные стены.
В результате получается соединение монолитное всех 4-х капитальных стен. Самое важное, при монтаже варианта монолитного, это применение указаний, обусловленных в проекте строения.
Если у застройщика не имеется определенного опыта работы с такими материалами и, естественно, конструкциями, то лучше всего воспользоваться услугами опытной бригады.
Потому что если можно и самостоятельно (это не сложно), то выполнять монтаж должны исключительно эксперты. Так как от качества выполнения монтажных работ зависит не только целостность данной конструкции, но и безопасность жителей дома.
Преимущественным считается факт, что подобные перекрытия не требуют перемещения и подъема. Это существенно экономит денежные средства.
Моноли́тное строи́тельство - технология возведения зданий и сооружений из железобетона, которая позволяет в короткие сроки возводить здания и сооружения практически любой этажности и формы.
Процесс монолитного строительства состоит из следующих основных технологических этапов:
· Устройство арматурного каркаса.
· Установка опалубки.
· Заливка бетона.
· Прогрев (в зимнее время).
· Уход за бетоном.
· Снятие опалубки (распалубка, разопалубливание).
Монолитное строительство домов может использовать стеновую опалубку для горизонтальных или вертикальных поверхностей, стеновую ползущую, а также для возведения закругленных конструкций.
Монолитное строительство домов подразумевает использование нескольких вариантов каркасов: с несущими продольными стенами, с несущими поперечными стенами, с перекрытиями на несущих колоннах.
В монолитном домостроении также используется несъемная опалубка. Различные виды несъёмной опалубки широко используются в индивидуальном малоэтажном жилищном строительстве.
Достоинства:
· Скорость.
· Свободный выбор конфигурации будущего зданий, не зависящий от типовых элементов.
· Отсутствие швов, что существенно улучшает тепло и звукоизоляцию, снижает общий вес здания, предотвращает образование трещин, повышает прочность конструкций и делает их более долговечными.
· Высокая морозоустойчивость.
Недостатки:
· более высокая трудоёмкость и стоимость (в сравнении с каркасно-панельным строительством).
· Повышенные градиенты свойств (анизотропия бетона).
Технология сборно-монолитного каркасного домостроения основана на применении конструктивной схемы, подразумевающей под собой рамно-связевую систему колонн, ригелей и плит перекрытий, которые при соединении в узлах образуют несущий каркас.
Основным преимуществом технологии СМК является то, что она позволяет реализовывать любые архитектурно-планировочные решения, а также обеспечивает высокую скорость строительства из железобетонных конструкций высокой заводской готовности, объединив в себе тем самым основные преимущества монолитного домостроения и сборного домостроения. В СМКД применяются несколько вариантов стыков, зависящие от вида поверхности сборного элемента – гладкой, особо гладкой, шероховатой, шпоночной. Сборными элементами сборно-монолитных конструкций могут служить железобетонные или металлич. балки в сочетании с пустотелыми кера- мич. или легкобетонными блоками; железобетонные колонны, ригели и плиты и т. д.
Наибольшее распространение получили сборно-монолитные конструкции со сборными элементами из железобетона. Сборные элементы содержат осн. арматуру конструкции и иногда используются в качестве формы (опалубки) для монолитного бетона; их целесообразно делать предвари- тсльно напряженными. В монолитном бетоне устанавливается дополнит, арматура в виде сварных каркасов и сеток. Для замоноличивания узлов применяют быстро- твердеющий бетон высокой прочности.
Конструктивное сочетание сборных элементов и монолитного бетона является экономически выгодным, т. к. сборно-монолитные конструкции, обладая достоинствами и тех и др., лишены нек-рых их недостатков. Для возведения сборно-монолитных конструкций (в отличие от монолитных) нетребуется спец. опалубки, подмостей и лесов, поэтому монолитный бетон сборно-монолитные конструкции значительно дешевле пропаренного бетона сборных элементов, а также бетона монолитных конструкций, возводимых в несущей опалубке. В сборных элементах весьма эффективно применение предварительного напряжения высокопрочной арматуры. Установкой дополнит, арматуры в участках монолитного бетона обеспечивается неразрезность соединений элементов, а следовательно, пространственный характер работы конструкции.
Осн. преимуществом С.-м. к. является меньший (по сравнению со сборными конструкциями) расход стали и бетона. Кроме того, отпадает необходимость в (характерных для сборных конструкций) многочисленных закладных частях и их сварке при монтаже. По срокам возведения сборно-монолитные конструкции (кроме С.-м. к. гидротехнич. сооружений) гораздо ближе к сборным, нежели к монолитным. С.-м. к. неск. уступают сборным в отношении индустриальности возведения и монтажа.
С.-м. к. применяются в балочных и безбалочных перекрытиях многоэтажных зданий, в автодорожных мостах и путепроводах, в гидротехнич. стр-ве, при возведении нек-рых видов оболочек и т. д.
Монолитные и сборно-монолитные бетонные наружные стены применяют в монолитных и сборно-монолитных домах различных строительных систем.
Разработаны одно-, двух- и трехслойные конструкции. Широкое применение благодаря технологичности получили однослойные конструкции. Однослойные стены формуют из легких бетонов с плотностью не более 1600 кг/м 3 на различных естественных и искусственных пористых заполнителях (керамзите, аглопорите и др.). В зависимости от эффективности заполнителя, требуемой несущей способности и климатических условий строительства толщина однослойных стен составляет 30-50 см. Как правило, в состав однослойной монолитной стены входят помимо основного конструктивно-теплоизоляционного бетонного слоя наружный защитно-отделочный и внутренний отделочный слой раствора. Слоистые стены иногда проектируют монолитными, но чаще (по технологическим соображениям) сборно-монолитными. Двухслойные стены содержат несущий бетонный монолитный слой и утеплитель. Несущий слой выполняют из тяжелого или конструктивного легкого бетона толщиной не менее 12 см. Сборно-монолитные двухслойные стены применяют в двух конструктивных вариантах: с расположением утепляющего слоя с наружной или с внутренней стороны несущего монолитного бетонного слоя. При расположении утепляющего слоя с наружной стороны последний чаще всего проектируют в виде сборных декоративно-теплоизоляционных элементов - офактуренных панелей или плит из теплоизоляционного бетона. При этом сборные декоративно-теплоизоляционные элементы выполняют функции наружной опалубки. Декоративно-теплоизоляционные элементы должны иметь арматурные выпуски для анкеровки к несущему монолитному слою. В случаях, когда установка сборных элементов осуществляется после формования несущего слоя, в них предусматривают закладные детали или выпуски для навески на несущий слой.
В двухслойных стенах с утеплителем изнутри последний выполняют из жестких плит или блоков (автоклавный пенобетон, пеностекло или др.), выкладываемых на растворе в виде самонесущих стенок на перекрытии.
Трехслойные монолитные стены проектируют с гибкими или жесткими связями между бетонными слоями.
Конструкции связей и материалы утеплителя аналогичны используемым в трехслойных бетонных панелях. Толщина внутреннего бетонного слоя принимается не менее 12 см, наружного - 6 см.
Трехслойные сборно-монолитные стены имеют внутренний бетонный монолитный несущий элемент и сборный защитно-декоративный наружный. Защитно-декоративный элемент представляет собой двухслойную панель с утепляющим слоем с внутренней стороны либо отдельные офактуренные бетонные плиты, в которых к специальным выпускам прикреплены плиты эффективного утеплителя.
Так же, как и в сборно-монолитных двухслойных стенах, защитно-декоративные элементы трехслойных стен могут служить наружной опалубкой при бетонировании несущего слоя или навешиваться на последний после его возведения и распалубки.
Изоляционные качества монолитных бетонных стен благодаря отсутствию стыков иногда оказываются выше, чем у сборных стен.
Монолитными считаются здания, основные конструктивные элементы которых (наружные и внутренние стены, перекрытия) выполнены из монолитного бетона или железобетона. В монолитных зданиях могут быть применены сборные конструкции лестниц, балконов, лоджий, перегородок и других элементов, а также сборные элементы отделки наружных стен.
К сборно-монолитным относятся здания, основные конструктивные элементы которых выполнены частично из сборных элементов (например, внутренние стены - монолитные, перекрытия и наружные стены - сборные).
По совокупности взаимосвязанных конструктивных элементов, характеризующихся способом передачи нагрузок и решением основных узлов, можно выделить следующие типы зданий из монолитного железобетона:
1) с поперечными и продольными монолитными или сборно-монолитными несущими наружными и внутренними стенами, на которых закрепляются по контуру или по его части монолитные либо сборно-монолитные перекрытия;
2) с поперечными и внутренними продольными монолитными или сборно-монолитными несущими стенами, на которых закрепляются по части контура монолитные, сборные либо сборно-монолитные перекрытия;
3) с поперечными монолитными несущими стенами, в которых закреплены монолитные перекрытия.
В зданиях типа 2 и 3 наружные продольные стены выполняются несущими и ненесущими, в зданиях типа 3 внутренние продольные стены ненесущие. В зданиях типа 1 обеспечивается наиболее высокая пространственная жесткость сооружения.
Во всех зданиях, возводимых с применением монолитного железобетона, внутренние стены - однослойные монолитные. П о способу возведения наружные стены могут быть монолитными, сборно-монолитными, сборными из штучных материалов, по конструктивному решению- однослойными, двухслойными с утеплителем снаружи, двухслойными с утеплителем с внутренней стороны помещения и трехслойными.
Перекрытия подразделяются на монолитные , сборно-монолитны е и сборные . Сборно-монолитные перекрытия могут иметь сборные элементы в плане конструктивной ячейки, а также по толщине поперечного сечения перекрытия. В последнем случае применяют сборные скорлупы, при возведении перекрытия выполняющие роль оставляемой опалубки.
Существует определенная зависимость между выбранной стеновой конструктивной системой, этажностью здания и геологическими условиями конкретной площадки будущего строительства. На предварительной стадии проектирования можно использовать данные, приведенные в табл. 3.3 (предложение ЦНИИЭП-Жилища).
При проектировании монолитных стен следует стремиться к максимальному использованию несущей способности элементов, толщина которых определена по результатам расчетов ограждающих конструкций на эксплуатационные воздействия (звукоизоляционные и теплозащитные качества, водо- и воздухопроницаемость и т.п.).
Толщину межквартирных стен и межкомнатных перегородок (без дверных проемов) в зависимости от объемной массы бетона рекомендуется принимать по табл. 3.4.
Несущая способность стен при заданной расчетной толщине должна обеспечиваться преимущественно классом бетона и необходимой толщиной стены. Повышение несущей способности стен за счет армирования допускается только в случае экономической нецелесообразности повышения класса бетона и увеличения толщины стены. При проектировании стен из тяжелого бетона рекомендуется использовать класс бетона по прочности не выше В20.
При расчете конструкции монолитных стен следует предусматривать конструктивное армирование для ограничения трещинообразования от усадки и температурно-влажностных воздействий в процессе эксплуатации зданий.
В зависимости от конкретных условий наружные стены могут быть:
· однослойными из легких бетонов на пористых заполнителях;
· трехслойными с несущим и наружным защитными слоями из тяжелого бетона или бетона на пористых заполнителях и с внутренним слоем бетонов на пористых заполнителях или из эффективных материалов.
Необходимо предусматривать участие несущего слоя наружных стен в общей пространственной работе основных несущих конструкций здания.
Монолитные плиты перекрытий сплошного сечения следует проектировать из тяжелого бетона и из легких бетонов плотной структуры на пористых заполнителях.
Конструкции монолитных и сборно-монолитных жилых домов, рекомендуемые в зависимости от методов индустриального домостроения из монолитного железобетона, приведены в табл. 3.5.
Соединения монолитных стен и монолитных плит перекрытии следует проектировать с учетом принятого метода возведения здания. При возведении стен зданий в скользящей опалубке с отставанием перекрытий от стен либо при бетонировании плит перекрытий в опалубке, опускаемой сверху вниз, необходимо предусматривать прерывистое соединение стен и плит перекрытий. Гнезда для опорных выступов оставляют при возведении стен. Количество опорных выступов и расстояние между ними определяют расчетом. После установки опорной арматуры гнезда заполняют при бетонировании перекрытий.
При возведении здания в скользящей опалубке поэтажно-цикличным способом рекомендуется выполнять соединения монолитных стен и монолитных плит перекрытий сплошными по периметру несущих стен.
При использовании объемно-переставной, крупнощитовой или-блочно-щитовой опалубки соединения монолитных стен и монолитных плит перекрытий выполняют сплошными.
Рис. 3.4. Узел опирания плит многопустотного настила на внутреннюю монолитную стену: 1 - заглушка; 2 - плоский каркас по торцам плит; 3 - внутренняя стена; 4 - растворный шов; 5 - плита многопустотного настила
В опорную часть многопустотного настила внесены незначительные изменения, заключающиеся в том, что на заводе в опорной зоне плиты оставляют вырезы верхней полки, через которые во время бетонирования стен верхнего этажа пустоты настила заполняются бетоном. Сечение плиты в опорной части становится сплошным, и его прочность при сжатии приближается к приз-менной прочности бетона. Чтобы бетон не растекался в пустоты, в них помещают заглушки.
После установки плит в проектное положение между их торцами укладывается горизонтальная арматура. Глубина опирания плит должна быть не менее 7 см или пяти диаметров рабочей арматуры.
Существуют определенные особенности в проектировании других конструкций зданий из монолитного железобетона. Например, монолитные плиты перекрытия лоджий и балконов следует применять в монолитных зданиях, возводимых в скользящей или блочной опалубке, и в сборно-монолитных зданиях с монолитными внутренними несущими конструкциями и наружными навесными сборными или мелкоштучными стенами.
При проектировании монолитных и сборно-монолитных зданий независимо от типа применяемой опалубки необходимо предусматривать монолитные стенки лоджий, являющиеся продолжением поперечных или продольных внутренних стен. Если архитектурно-планировочные соображения требуют применения лоджий небольших размеров, длина которых значительно меньше, чем расстояние между поперечными стенами, возможно устройство монолитных стенок и на участках между поперечными несущими стенами.
Монолитные и сборно-монолитные стенки лоджий следует армировать арматурными каркасами с горизонтальной распределительной арматурой, препятствующей выпучиванию каркасов из плоскости стены. При проектировании стенок лоджий в них необходимо предусматривать стальные закладные детали для опирания, фиксации и крепления плит перекрытия лоджий.
Конструкции крыш сборно-монолитных зданий рекомендуется проектировать из однослойных легкобетонных или ячеисто-бетонных либо двухслойных комплексных панелей с вентилирующими каналами в подкровельном слое (или без них - в зависимости от климатических и других местных условий).
Для зданий высотой более пяти этажей следует проектировать покрытия раздельного типа преимущественно с чердаком, имеющим высоту в свету не менее 1,6 м. Высота чердака может быть уменьшена до 0,8 м на участках длиной не более 0,8 м. В зданиях высотой до пяти этажей, возводимых в районах с умеренным климатом, можно применять совмещенные бесчердачные покрытия с рулонной кровлей.