транспортных средств массу оборудования количественные и качественные воздействияна внутреннюю среду

Работа добавлена на сайт samzan.net:

1 Нагрузки и воздействия на здания в окончательном виде складываются из составляющих, получаемых на различных этапах проектирования. Так, при разработке технологической части проекта выявляют функциональное место, вид подъемно-транспортных средств, массу оборудования, количественные и качественные воздействия

на внутреннюю среду (выделение тепла, влажность, степень агрессивности и т.п.). При разработке объемно-планировочного решения выявляются размеры основных конструктивных элементов, способы восприятия ими нагрузок и воздействий. При привязке проектируемого объекта к конкретному участку застройки устанавливают другие виды воздействий: климатические (температура, ветер, осадки, гидрогеологические, особые, а также нагрузки, возникающие при изготовлении, доставке и возведении). В процессе эксплуатации могут возникать дополнительные нагрузки (рис. XI-1).

Нагрузки подразделяют на постоянные и временные. К постоянным нагрузкам относят: массу всех частей здания, в том числе массу несущих и ог-
раждающих конструкций; массу и давление грунтов (насыпей, засыпок), горное давление.

Временные нагрузки могут быть длительные, кратковременные и особые. К длительным временным нагрузкам относят: вертикальные от мостовых и подвесных кранов, от массы стационарного оборудования (станков, аппаратов, моторов, трубопроводов, транспортеров и т.п.); нагрузки на перекрытия от складируемых материалов, от массы отложений пыли; снеговые нагрузки; температурные, климатические и др. Кратковременными считают: нагрузки от оборудования, возникающие в пускоостано-вочном, переходном и испытательном режимах, а также при его перестановке или замене; от массы людей; от массы ремонтных материалов в зонах обслуживания и ремонта оборудования; от подвижного подъемно-транспортного оборудования (погрузчиков, электрокаров и т.п.); ветровые, гололедные и др. К особым нагрузкам относят: сейсмические и взрывные воздействия; нагрузки, вызываемые резким нарушением технологического процесса; воздействия, обусловленные деформациями основания, сопровождающимися коренным изменением структуры грунта (при замачивании просадочных грунтов) или оседанием его в местах горных выработок и в карстовых районах.

Несиловые воздействия на здания также весьма разнообразны. К ним относят: температуру (наружную и внутреннюю) и ее колебания; влагу наружного и внутреннего воздуха, а также грунтовую; осадки (дождь, снег); солнечную радиацию: химические (агрессивные) реагенты среды производства и наружного воздуха; шум, биологические разрушители и др.

Некоторые несиловые факторы могут вызывать и силовые воздействия (например колебания температуры наружного и внутреннего воздуха приводят к знакопеременным деформациям конструкций). И наоборот, ветер, являющийся силовым фактором, вызывает также несиловые воздействия - переохлаждение помещений и изменение влажности среды производства.

Все эти факторы, воздействуя на здание в отдельности и в совокупности, могут вызывать те или иные разрушения конструкций и изменять параметры внутренней среды производства. Сюда относятся: снижение несущей способности конструкций вследствие изменения структуры грунтов оснований и материалов, потеря теплозащитных качеств ограждений из-за увлажнения, переохлаждения или перегрева помещений, химическая коррозия материалов конструкций, разрушение покрасок и облицовок, образование трещин в конструкциях и др.

При проектировании зданий учитывают как все отдельные факторы, так и комплексное воздействие их в наиболее неблагоприятных сочетаниях.

2Строительные конструкции, несущие и ограждающие конструкции зданий и сооружений.

Классификация и области применения. Разделение С. к. по функциональному назначению на несущие и ограждающие в значительной мере условно. Если такие конструкции, как арки, фермы или рамы, являются только несущими, то панели стен и покрытий, оболочки, своды, складки и т.п. обычно совмещают ограждающие и несущие функции, что отвечает одной из важнейших тенденций развития современных С. к. В зависимости отрасчётной схемы несущие С. к. подразделяют на плоские (например, балки, фермы, рамы) и пространственные (оболочки, своды, купола и т.п.). Пространственные конструкции характеризуются более выгодным (по сравнению с плоскими) распределением усилий и, соответственно, меньшим расходом материалов; однако их изготовление и монтаж во многих случаях оказываются весьма трудоёмкими. Новые типы пространственных конструкций, например т. н. структурные конструкции из прокатных профилей на болтовых соединениях, отличаются как экономичностью, так и сравнительной простотой изготовления и монтажа. По виду материала различают следующие основные типы С. к.: бетонные и железобетонные (см.Железобетонные конструкции и изделия), стальные конструкции, каменные конструкции, деревянные конструкции.

Бетонные и железобетонные конструкции — наиболее распространённые (как по объёму, так и по областям применения). Для современного строительства особенно характерно применение железобетона в виде сборных конструкций индустриального изготовления, используемых при возведении жилых, общественных и производственных зданий и многих инженерных сооружений. Рациональные области применения монолитного железобетона — гидротехнические сооружения, дорожные и аэродромные покрытия, фундаменты под промышленное оборудование, резервуары, башни, элеваторы и т.п. Специальные виды бетона и железобетона используют при строительстве сооружений, эксплуатируемых при высоких и низких температурах или в условиях химически агрессивных сред (тепловые агрегаты, здания и сооружения чёрной и цветной металлургии, химической промышленности и др.). Уменьшение массы, снижение стоимости и расхода материалов в железобетонных конструкциях возможны на основе использования высокопрочных бетонов и арматуры, роста производства предварительно напряженных конструкций, расширения областей применения лёгких и ячеистых бетонов.

Стальные конструкции применяются главным образом для каркасов большепролётных зданий и сооружений, для цехов с тяжёлым крановым оборудованием, домен, резервуаров большой ёмкости, мостов, сооружений башенного типа и др. Области применения стальных и железобетонных конструкций в ряде случаев совпадают. При этом выбор типа конструкций производится с учётом соотношения их стоимостей, а также в зависимости от района строительства и местонахождения предприятий строительной индустрии. Существенное преимущество стальных конструкций (по сравнению с железобетонными) — их меньшая масса. Этим определяется целесообразность их применения в районах с высокой сейсмичностью, труднодоступных областях Крайнего Севера, пустынных и высокогорных районах и т.п. Расширение объёмов применения сталей высокой прочности и экономичных профилей проката, а также создание эффективных пространственных конструкций (в т. ч. из тонколистовой стали) позволят значительно снизить вес зданий и сооружений.

Основная область применения каменных конструкций — стены и перегородки. Здания из кирпича, природного камня, мелких блоков и т.п. в меньшей степени удовлетворяют требованиям индустриального строительства, чем крупнопанельные здания (см. в статье Крупнопанельные конструкции). Поэтому их доля в общем объёме строительства постепенно снижается. Однако применение высокопрочного кирпича, армокаменных и т. н. комплексных конструкций (каменных конструкций, усиленных стальной арматурой или железобетонными элементами) позволяет значительно увеличить несущую способность зданий с каменными стенами, а переход от ручной кладки к применению кирпичных и керамических панелей заводского изготовления — существенно повысить степень индустриализации строительства и снизить трудоёмкость возведения зданий из каменных материалов.

Основное направление в развитии современных деревянных конструкций — переход к конструкциям из клеёной древесины. Возможность индустриального изготовления и получения конструктивных элементов необходимых размеров посредством склеивания определяет их преимущества по сравнению с деревянными конструкциями др. видов. Несущие и ограждающие клеёные конструкции находят широкое применение в с.-х. строительстве.

В современном строительстве значительное распространение получают новые типы индустриальных конструкций — асбестоцементные изделия и конструкции, пневматические строительные конструкции, конструкции из лёгких сплавов и с применением пластических масс. Их основные достоинства — низкая удельная масса и возможность заводского изготовления на механизированных поточных линиях. Лёгкие трёхслойные панели (с обшивками из профилированной стали, алюминия, асбестоцемента и с пластмассовыми утеплителями) начинают применяться в качестве ограждающих конструкций взамен тяжёлых железобетонных и керамзитобетонных панелей.

3Основное требование, предъявляемое к зданию, - функциональная целесообразность, т. е. полное соответствие своему назначению. Этому требованию должно подчиняться как объемно-планировочное решение (состав и размеры помещений, их взаимосвязь), так и конструктивное решение (конструктивная схема здания, материал основных конструкций, отделочные материалы). Функциональное назначение здания определяет требования к освещенности, температуре, звукоизоляции, вентиляции, отоплению, водо- и газоснабжению, канализации, лифтам, бытовому оборудованию, теле- и радиофикации, к отделке помещений и благоустройству здания и др.

Другие важные требования: прочность здания, в том числе устойчивость, т.е. сопротивление опрокидыванию и сдвигу, а также жесткость, т. е. неизменяемость его геометрических форм и размеров; долговечностьстроительных материалов основных конструкций здания (огнестойкость, морозостойкость, влаго- и биостойкость, стойкость против коррозии).

Установлены три степени долговечности зданий (100 лет, не менее 50 и не менее 20 лет) и пять степеней огнестойкости: I - конструкции из несгораемых материалов (каменные); II -внутренние стены из трудносгораемых материалов (каменные), III-перекрытия из трудносгораемых материалов (каменные), IV - все несущие конструкции из трудносгораемых материалов (деревянные оштукатуренные), V - полностью из сгораемых материалов (деревянные неоштукатуренные).

Эстетические требования к зданию связаны с понятием красоты в архитектуре или архитектурной выразительности, поскольку архитектура создает наряду с утилитарными ценностями художественные образы. Произведения архитектуры существуют в системе (ансамбле), где архитектура возглавляет другие искусства, определяя их синтез.

Наконец, одним из важнейших требований является экономичностьстроительства, особенно при его массовом характере. На экономические показатели жилой застройки влияют этажность зданий, планировочная и конструктивная схемы, протяженность здания, площадь квартир, плотность застройки, благоустройство, в том числе инженерные коммуникации, улицы, дороги, транспорт, общегородские подводящие сети, зеленые насаждения.

5 Основанием называют массив грунта, расположенный под фундаментом и воспринимающий нагрузку от всего здания. Нагрузка, передаваемая фундаментом, вызывает в основании напряженное состояние и деформирует его. Прочность и устойчивость любого здания зависит, прежде всего, от надежности основания.

Грунтовые основания бывают естественными и искусственными.

Грунты, находящиеся в условиях природного залегания, называют естественным основанием, а предварительно укрепленные различными способами (силикатизации, цементации, смолизации, битуминизации и др.) слабые грунты — искусственным основанием.

Здание может опираться на естественное основание — грунт, если его несущая способность (реактивная сила грунта) уравновешана или превосходит давление на грунт от массы строящегося дома (объекта). В этом смысле естественное грунтовое основание в упрощенном виде уподоблено водной среде, которая удерживает на плаву предмет, если выталкивающая сила воды на погруженный предмет уравновешана массой предмета. Если эта сила (выталкивающая предмет) не соответствует массе предмета, то он тонет. В этом случае предмет необходимо «погрузить» в другой предмет под названием «судно», выталкивающая сила (водоизмещение) которого должна удержать на воде не только этот предмет, но и массу судна, в котором покоится предмет.

Аналогично обстоит дело с естественным основанием, несущая способность которого (реактивная сила) не способна противодействовать давлению здания с опорной частью, рассчитанной в соответствии с его функциональным назначением. В этом случае естественное основание не отвечает требованиям устойчивого положения здания и оно даст осадку.

Но в отличие от водной среды, где плавучесть предмета достигается только за счет увеличения водоизмещения самого предмета или судна, на котором находится предмет, несущая способность грунтовой среды, может быть повышена за счет его искусственного уплотнения или устройства более качественной грунтовой подготовки (пео чаной подсыпки).

Устойчивость дома обеспечивает фундамент. Площадь опоры под фундамент рассчитывают таким образом, чтобы грунт удерживал не только массу здания, но и массу фундамента. Чем меньше несущая способность грунта, тем большую опорную часть фундамента требуется возводить под домом, тем дороже фундамент. Следовательно, дом экономичнее возводить на плотных, прочных грунтах с меньшей опорной частью фундамента.

Наиболее качественным и надежным грунтовым (естественным) основанием являются скальные грунты, не требующие устройства фундамента, так как эти грунты не промерзают. Достаточно под домом возвести цоколь или цокольный этаж.

Крупнообломочные грунты (гравий, обломы камня) также характеризуются высокой несущей способностью и фундамент следует закладывать на глубину не более 50 см независимо от глубины промерзания грунта.

Песчаные грунты — наиболее качественное естественное основание, они хорошо пропускают воду, легко уплотняются и незначительно промерзают. Последнее является очень важным условием для основания. Глубина заложения фундамента от 0,5 м до не менее расчетной глубины промерзания.

Глинистые грунты способны уплотняться, но требуют для этого значительной энергии. Положительное качество хорошо уплотненного глинистого грунта – обеспечение хорошей гидроизоляции. К отрицательным свойствам глинистого грунта следует отнести их размывание, вспучивание при замерзании. Последнее создает значительные трудности для фундаментов и требует особого подхода к расчету их конструкции и глубины заложения.

Суглинки и супеси – это смеси из песчаных глинистых частиц. Суглинки содержат больше глинистых частиц (от 10 до 30 %), супеси от 3 до 10%.

Лессовые грунты — самые слабые, относятся к группе суглинков, содержат большое количество опасных пор, ослабляющих грунт, особенно при намокании. Основная задача при возведении дома на этом грунте – избегать его увлажнения, так как ослабевает скелет грунта и он значительно сжимается.

Торфяные грунты, преобладающие в восточной и северовосточной части Московской области, сильно сжимаются под нагрузкой. Строительство домов на таких грунтах требуют проведения осушительных (дренажных) работ, замены негодного грунта песчаной засыпкой.

Наиболее нежелательными являются свойства влажных грунтов пучиниться при замерзании.

Неравномерные удельные нагрузки от дома на пучинистые грунты являются причиной перекошеных входов, террас, веранд и даже стен домов. Увеличение глубины заложения фундамента на пучинис- тых грунтах не гарантирует его надежную работу. При опускании подошвы фундамента ниже уровня промерзания грунтов силы морозного пучения перестают действовать снизу, но остаются касательные силы морозного пучения, действующие на боковые поверхности. Эти силы способны вытащить фундамент из грунта, либо оторвать часть фундамента, если основание «застряло» в грунте.

Чтобы обеспечить надежную работу фундамента на пучинисть грунтах, особенно столбчатого, необходимо выполнить три условия

подошва фундамента должна быть расположена не выше расчет ного уровня глубины промерзания грунта;

основание фундамента следует делать уширенным, что обеспечивает скольжение касательных сил, направленных на выпирание фундамента;

столб фундамента следует армировать вертикально на всю высоту, что исключает разрыв столба. Дополнительным решением по уменьшению влияния сил морозного пучения может быть утепление грунта вокруг дома и фундамента (шлаком, пенопластом, керамзитом), обеспечивающее уменьшение местной глубины промерзания грунта.

6 Фундамент – это основа здания, которая служит для перераспределения суммарных нагрузок от здания на грунт.Материал для устройства фундамента и глубина его заложения определяются расчётным методом и зависят от глубины промерзания почвы в районе строительства, уровня грунтовых вод в весенне-осенний период, от типа грунта и характера его залегания и т.д.

 

Простыми словами можно сказать, что на фундамент оказывают воздействие два вида нагрузок: сверху – нагрузки от здания (плюс снеговые и ветровые), а снизу-нагрузки от грунта, особенно в период отрицательных температур, когда происходит кристаллизация молекул воды в почве.

Нагрузки, создаваемые самим зданием делятся на временные и постоянные.Постоянные нагрузки - это вес фундамента, стен, этажных перекрытий, кровельной системы. Временные нагрузки - это вес мебели в здании, людей и т.д. Также к временным нагрузкам относится  вес снегового покрова и динамические нагрузки – ветер. Ветровые нагрузки вносят в расчётную схему, только если уклон кровли образует угол более 30 градусов. Снеговая нагрузка учитывается по снеговым районам, всего их 8. Ленинградская область относится к четвёртому снеговому району (карта снеговых районов), снеговая нагрузка в котором равна 240 Кг/м2.

 

Нагрузки, которые действуют на фундамент здания со стороны почвы тоже подразделяют на временные и постоянные. К постоянным нагрузкам относят силу сопротивления грунта сжатию  (она зависит от состава грунта, его несущей способности и характера его залегания). К временным нагрузкам относят силы морозного пучения почвы в зимний период.

Морозное пучение возникает, когда грунтовые воды под воздействиемотрицательных температур превращаются в лёд. Вода, переходя из жидкого состояние в твёрдое, увеличивается в объёме до 11%. Это является основной причиной, под влиянием которой происходит выпирание различных частей фундамента с последующим растрескиванием наружных стен, перекосом и заклиниванием дверей и т.д. Морозное пучение присуще глинам и суглинкам. Это сложные грунты для строительства. В момент пучения (разбухания грунта) на фундамент оказывают влияние силы не только сжимающие, но и направленные по касательной линии, которые стремятся выдавить фундамент вверх. Если заложить подошву фундамента ниже глубины промерзания, то сила пучения, которая в разы больше сил действующих по касательной, просто аннулируется и не деформирует здание.

Очень проблемными грунтами являются и сильно сжимающиеся и  переувлажнённые грунты. К ним относятся торфяники. Строить на таких грунтах постоянные здания и сооружения без замещения грунта и специальной доработки запрещено.

Как уберечь фундамент от морозного пучения?

Для того чтобы избежать разрушающих последствий сил морозного пучения существуют следующие мероприятия:

- Подошву фундамента распологают ниже глубины промерзания почвы.

- Форму фундамента отливают таким образом, чтобы нижняя часть фундамента была больше верхней, имея вид перевёрнутой буквы «Т». Таким образом, подошва фундамента работает в качестве якоря, препятствуя силам морозного пучения выдавить фундамент из земли.

- Верхнюю часть фундамента заливают в виде сужающегося конуса, в результате чего силы, сдавливающие фундамент с двух сторон, наоборот, будут пытаться опустить фундамент вниз, то есть работать в прямо противоположном направлении силам подъёма.

- Выполнить фундамент в виде монолитной плиты, в обиходе известном под названием плавающий фундамент. Тип фундамента монолитная плита специально разработан проектировщиками ещё в советские времена для строительства зданий на сложных пучинистых грунтах. Фундамент бетонная плита имеет очень большую пространственную жёсткость и позволяет максимально перераспределить нагрузки, как со стороны выпирающего грунта, так и со стороны самого строения, как бы уравновешивая их. За это очень полезное свойство данный тип фундамента и получил название плавающий фундамент. Такой фундамент можно использовать для строительства как деревянных, так и каменных домов на всех типах грунтов при любой глубине залегания грунтовых вод. Стоимость установки фундамента монолитная плита будет гораздо меньше стоимости фундамента, который необходимо закладывать на глубину ниже промерзания почвы.

Глубина заложения фундаментов, или расстояние от планировочной отметки земли до подошвы фундамента, для зданий без подвала определяется в зависимости от назначения зданий и их конструктивных особенностей, наличия подземных коммуникаций, величины и характера нагрузок, глубины заложения фундаментов примыкающих зданий, геологических и гидрологических условий строительной площадки (виды грунтов, несущая способность и пучинистость, уровень грунтовых вод и возможные колебания его в период строительства и эксплуатации зданий и т.д.) и от климатических условий района.

В случаях, когда основание фундамента состоит из пучинистых или склонных к пучению грунтов (крупнообломочных с глиняным заполнением, пылеватых и мелкозернистых песков, супесей, суглинков и глин), глубину заложения фундаментов наружных стен и колонн назначают в зависимости от нормативной глубины сезонного промерзания грунтов.
При определении расчётной глубины промерзания грунтов под зданием учитывают влияние режима его эксплуатации и конструктивное решение полов первого этажа. В отапливаемых помещениях грунт под полом прогревается по-разному в зависимости от конструкции пола, поэтому нормативная глубина промерзания снижается за счёт теплового режима здания.
Фундаменты под внутренние несущие конструкции отапливаемых зданий заглубляются без учёта глубины промерзания, так как под ними грунт практически не промерзает, и она может быть принята минимальной - 0,5 м от уровня проектной отметки поверхности земли.

В зависимости от типа конструкции различают ленточные, столбчатые, сплошные (плитные) и свайные фундаменты (рис.2), в зависимости от технологии возведения - сборные и монолитные, мелкого заложения (до 5 м от поверхности земли) и глубокого (более 5 м).
В зависимости от работы фундаментов под нагрузкой различают фундаменты жесткие и гибкие. Жесткие работают преимущественно на сжатие (например бетонные), гибкие - на растягивающие и скалывающие усилия (к ним относятся фундаменты с железобетонным подушками).
Бетон и железобетон являются основными материалами для возведения фундаментов. В массовом жилищном строительстве в основном применяются сборные железобетонные элементы. В малоэтажном строительстве возможно использование бута, бутобетона и хорошо обожженного кирпича.

Ленточные фундаменты представляют собой непрерывную стенку, равномерно загруженную вышележащими несущими или самонесущими стенами или же колоннами каркаса. Равномерная передача ленточными фундаментами нагрузки на основание очень важна, когда на строительной площадке имеются неоднородные по сжимаемости грунты, а также просадочные или слабые грунты с прослойками. Ленточные фундаменты бывают монолитными и сборными.
Сборные фундаменты в зависимости от строительной системы здания монтируют из различных конструктивных элементов. В панельных зданиях сборные ленточные фундаменты устраивают из железобетонных плит - подушек и бетонных цокольных (наружных и внутренних) панелей. 
В зависимости от проектируемого температурного режима подвала (подполья) наружные цокольные панели могут быть утеплёнными (одно- или трёхслойными) или неутеплёнными. В цокольных панелях под внутренние стены предусматриваются проёмы для сквозного прохода по подполью (подвалу) и пропуску инженерных коммуникаций.
В кирпичных и крупноблочных зданиях сборные ленточные фундаменты выполняют из железобетонных плит - подушек и бетонных стеновых блоков.
В малоэтажном строительстве на прочных сухих грунтах устраивают прерывистые ленточные фундаменты, в которых плиты-подушки укладывают с разрывами с последующей засыпкой сухим песком.
Для малоэтажных зданий и в случае отсутствия индустриальной базы применяются монолитные ленточные конструкции фундаментов, выполняемые из бетона, бутобетона или бутовой кладки (если бут является местным материалом).

Столбчатые фундаменты устраивают в тех случаях, когда нагрузки на основание настолько малы, что давление на грунт от фундамента здания меньше нормативного давления на грунт (например, при малоэтажных зданиях) или когда слой грунта, служащий основанием, залегает на значительной глубине (3-5 м) и применение ленточных фундаментов экономически нецелесообразно.
Фундаменты данного типа применяют в каркасных зданиях различной этажности либо в малоэтажных зданиях (каркасных и бескаркасных). 
Столбчатые фундаменты, устраиваемые под малоэтажными зданием с несущими стенами, располагают под углами стен, на пересечениях наружных и внутренних стен и под простенками. На них под стены укладывают перемычки или фундаментные балки.
Столбчатые фундаменты под колонны каркасных, а также крупнопанельных зданий выполняют сборными из железобетонных элементов, состоящих из подушки и фундаментного столба или из блока стаканного типа, образующих башмак.

Сплошные (плитные) фундаменты применяются в следующих случаях:

1.  при слабых грунтах на строительной площадке или при значительных нагрузках от здания;
2.  при разрушенных, размытых или насыпных грунтах основания;
3.  при неравномерной сжимаемости грунтов;
4.  при необходимости защиты от высокого уровня грунтовых вод.

Плитные фундаменты конструируют в виде плоских и ребристых плит или в виде перекрёстных лент. Для зданий с большими нагрузками, а также в случае использования подземного пространства применяются коробчатые фундаменты.
Плитные фундаменты проектируют под здания в основном с каркасной конструктивной системой. Для повышения жёсткости плиты устраивают рёбра в перекрёстных направлениях, которые могут выполняться как рёбрами вверх, так и вниз по отношению к плите.
На пересечениях ребер фундаментной плиты устанавливаются колонны при каркасной конструктивной системе, а при стеновой рёбра используются как стены цокольной части здания, на которые устанавливают несущие конструкции его наземной части.
Фундаменты в виде коробчатого сечения применяются при возведении высотных зданий с большими нагрузками. Ребра такой плиты выполняются на полную высоту подземной части здания и жёстко соединяются с перекрытиями, образуя, таким образом замкнутые различной конфигурации сечения.

Свайные фундаменты устраивают при строительстве зданий на слабых сильносжимаемых водонасыщенных грунтах, а также при передаче на основание больших нагрузок от колонн и стен многоэтажных зданий. 
По способу передачи вертикальной нагрузки от здания или сооружения на грунт различают два вида свайных фундаментов: сваи-стойки, которые проходят через слабые грунты и опираются на толщу прочного грунта, и висячие сваи (или сваи трения), которые плотного грунта не достигают, удерживаются в слабом грунте за счет его уплотнения и передают нагрузку на грунт трением, возникающим между боковой поверхностью свай и грунтом (рис.3). 
В зависимости от несущей способности и конструктивной схемы здания сваи размещают в один или несколько рядов или кустами. Сваи располагают обязательно подо всеми углами здания и в точках пересечения осей стен. Глубину забивки свай назначают, исходя из несущей способности сваи и грунта основания.
Для обеспечения равномерной передачи нагрузок от стен на сваи по верхним концам последних укладывают монолитные или сборные железобетонные ростверки, а на кусты свай - оголовки. При сборных ростверках оголовки устанавливают и на одиночные сваи. В зданиях без подвалов и технических подполий подошва ростверка должна находиться на 0,1-0,15 м ниже планировочных отметок поверхности земли у здания. При наличии подвала или технического подполья подо всем зданием отметки пола подвала совмещают с верхом ростверка под наружные и внутренние стены.
Прочность соединения конструкции ростверка со сваей обеспечивают заделкой торца сваи в бетон ростверка. Если ростверк устраивают из сборного железобетона и соединяют со сваей через оголовок, то оголовок устанавливают на сваю, закладные детали ростверка и оголовка сваривают стальными накладками, затем зазоры замоноличивают бетоном.

Долгая и беспроблемная служба подземных частей здания зависит в первую очередь от грамотно выполненной гидроизоляции. В последнее время все более актуальной становится также проблема защиты зданий от вибраций.

Материалы, используемые для сооружения подземной части здания, как правило, не обладают гидрофобными свойствами. Гидроизоляционная защита фундамента здания может быть как вертикальной, так и горизонтальной.

Если в проекте дома не предусмотрен подвал, то швы между цоколем и подземной частью заполняются горизонтальной изоляцией. При наличии подвала система гидроизоляции прокладывается в двух уровнях – сверху цокольной части и по полу подвала. В доме с подвалом также необходима и вертикальная изоляция.

Высокий уровень грунтовых вод обуславливает усиление гидроизоляционного слоя, а так же прокладку вертикального слоя глины толщиной около 0,3 м.

Гидроизоляция и защита фундамента.

В зависимости от способа нанесения и принципа действия гидроизоляцию делят на несколько видов.

При «оклеечной» изоляции применяются рулонные или проволочные материалы. При помощи мастики они приклеиваются друг к другу. Раньше было популярно использование рубероида, толя, пергамина. Однако они не обладали долговечностью и влагостойкостью. В современном строительстве используют рулонные материалы, изготовленные с применением передовых технологий. При производстве в них используют материалы на синтетической основе, которые значительно усиливают качество.

Долговечность и надежность рулонной гидроизоляции обеспечивается ее аккуратным и профессиональным исполнением. Для этого необходимо выровнять и высушить поверхность, произвести грунтование при помощи битумной эмульсии и тщательно наклеить или наплавить материал. Геотекстиль защитит гидроизоляцию от механических воздействий.

Гидроизоляцию проникающего вида производят смесью цемента и химических добавок и измельченным песком. Эта гидроизоляция уменьшает влагопроводность бетона. Добавки, попадая вместе с влагой в пористую структуру бетона, образуют кристаллы, затем происходит сужение пор и снижение водопроницаемости. При толщине слоя порядка трех миллиметров, стены «дышат». Проникающую гидроизоляцию с успехом применяют как изнутри, так и снаружи здания.

Использовать этот вид изоляции предпочтительно на свежий бетон. Для изоляции старого бетонного раствора, необходимо произвести тщательную очистку и обезжиривание основы. Это позволит порам бетона открыться. Очищать бетон следует, применяя водоструйную установку, установив давление порядка 20 атмосфер.

Недорогие и простые в применении содержащие битум материалы довольно популярны в современном строительстве. Однако эксплуатационный срок битума довольно мал (максимум шесть лет). Этот материал теряет свои эластичные свойства при понижении температуры до 0С, при этом деформируясь, что приводит к появлению трещин и сколов в покрытии.

Современные синтетические смолы приходят на смену битума сегодня. Применение битумно-полимерных мастик на основе органического растворителя также довольно популярно.

К обмазочной гидроизоляции также относят и цементно-полимерную мастику. В ее состав входит цемент и минеральный наполнитель. Сухая смесь разбавляется водой, связующей эмульсией или водной дисперсией полимеров. Такое покрытие, благодаря входящему в состав цементу, имеет превосходное сцепление с основанием. Полимерные добавки обеспечивают устойчивость к вибрационным и деформационным воздействиям. Проникая в поры стены, компоненты изоляции закупоривают их. При этом образуется слой максимум 4 мм. Обмазочную гидроизоляцию применяют как снаружи здания, так и для внутренней защиты.

Технологию создания экранов защиты называют монтируемой гидроизоляцией. Раньше для этих целей применяли глину, толщиной 0,5 – 0,6 метра. В современном строительстве популярно применение бентонитовой глины. Щит из бентонита представляет собой глиняный слой, заключенный в картонные или геотекстильные листы. Он крепится к подземной части сооружения. В грунте происходит процесс разложения картона или геотекстиля. Таким образом, конструкция фундамента окружается глиняным слоем.

Хороши в применении и полимерные профилированные мембраны и геомембранные экраны. Они устойчивы к деформации и различным внешним воздействиям. Кроме всего, такие экраны долговечны. При изготовлении применяют текстильное полотно с шипами округлой формы, которые выполняют функцию отвода воды в дренажную систему. Таким образом, данная изоляция дома препятствует его усадке. Стоимость такой системы гидроизоляции сравнительно невелика, однако для ее выполнения необходимо устройство дренажа участка.

 

7ундаменты и их конструктивные решения


Фундаменты являются важным конструктивным элементом здания, воспринимающим нагрузку от надземных его частей и передающим её на основание. Фундаменты должны удовлетворять требованиям прочности, устойчивости, долговечности, технологичности устройства и экономичности. Верхняя плоскость фундамента, на которой располагаются надземные части здания, называется обрезом фундамента. Нижняя плоскость фундаментса, непосредственно соприкасающиеся с основанием, называется подошвой фундамента. Расстояние от спланированной поверхности грунта до уровня подошвы называют глубиной заложения фундамента, которая должна соответствовать глубине залегания слоя основания. При этом необходимо учитывать глубину промерзания грунта. Если основание состоит из мелкозернистого грунта (песка мелкого или пылеватого, супеси, суглинка или глины), то подошву фундамента нужно располагать не выше уровня промерзания грунта. Глубина заложения фундаментов под внутренние стены отапливаемых зданий не зависит от глубины промерзания грунта; её назначают не менее 0,5 м от уровня земли или пола подвала. В непучинистых грунтах (крупнообломочных, а также песках гравелистых, крупных и средней крупности) глубина заложения фундаментов также не зависит от глубины промерзания, однако она должна быть не менее о,5 м, считая от природного уровня грунта при планировке подсыпкой, и от планировочной отметки при планировке участка срезкой.

По конструктивной схеме фундаменты могут быть: ленточные, располагаемые по всей длине стен или в виде сплошной ленты под рядами колонн; столбчатые, устраиваемые под отдельно стоящие опоры (колонны или столбы), а в ряде случаях и под стены; сплошные , представляющие собой монолитную плиту под всей площадью здания или его частью и применяемые при особо больших нагрузках на стены или отдельные опоры, а также не достаточно прочных грунтах в основании; свайные в виде отдельных погружённых в грунт стержней для передачи через них на основание нагрузок от здания. 

По характеру работы под действием нагрузки фундаменты различают жёсткие, материал которых работает преимущественно на сжатие и в которых не возникают деформации изгиба, и гибкие, работающие преимущественно на изгиб. Для устройства жёстких фундаментов применяют кладку из природного камня неправильной формы (бутового камня или бутовой плиты), бутобетона и бетона. Для гибких фундаментов используют в основном железобетон. 
^

Ленточные фундаменты

По очертанию в профиле ленточный фундамент под стену и простейшем случае представляет собой прямоугольник. Его ширину устанавливают немного больше толщины стены, предусматривая с каждой стороны небольшие уступы по 50…150 мм. Однако прямоугольное сечение фундамента на высоте допустимо лишь при небольших нагрузках на фундамент и достаточно высокой несущей способности грунта. Чаще всего для передачи давления на грунт и обеспечения его несущей способности необходимо увеличивать площадь подошвы фундамента путём её уширения. 

Теоретической формой сечения фундамента в этом случае является трапеция. Устройство таких трапецеидальных фундаментов связано с определёнными трудозатратами, поэтому практически такие фундаменты в зависимости от расчётной ширины подошвы выполняют прямоугольными или ступенчатой формы с соблюдением правила, чтобы габариты фундамента не выходили за пределы его теоретической формы. Размеры ступеней по ширине принимают 20…25 см, а по высоте соответственно- 40…50 см. По способу устройства ленточные фундаменты бывают монолитные и сборные. 

Монолитные фундаменты устраивают бутовые, бутобетонные, бетонные и железобетонные. Ширина бутовых фундаментов должна быть не менее 0,6 м для кладки из рваного бута и 0,5 м- из бутовой плиты. Высота ступеней в бутовых фундаментах составляет обычно около 0,5 м, ширина – от 015 до 0,25 м. Устройство монолитных бутобетонных, бетонных и железобетонных фундаментов требует проведения опалубочных работ. Кладку бутовых фундаментов производят на сложном или цементном растворе с обязательной перевязкой (несовпадением) вертикальных швов (промежутков между камнями, заполняемых раствором). Бутобетонные фундаменты состоят из бетона класса В5 с включением его в толщу (в целях экономии бетона) отдельных кусков бутового камня. Размеры камней должны быть не более одной трети ширины фундамента. Монолитные бутовые фундаменты не отвечают требованиям современного индустриального строительства, а для их устройства трудно механизировать работы. Бутовые и бутобетонные фундаменты весьма трудоёмкие при возведении, поэтому их применяют в основном в районах, где бутовый камень является местным материалом. Более эффективными являются бетонные и железобетонные фундаменты из сборных элементов заводского изготовления, которые в настоящее время имеют наибольшее распространение. При их устройстве трудовые затраты на строительство уменьшаются вдвое. Их можно возводить и в зимних условиях без устройства обогрева. 

^ Сборные ленточные фундаменты под стены состоят из фундаментных блоков-подушек и стеновых фундаментных блоков. Фундаментные подушки укладывают непосредственно на основание при песчаных грунтах или на песчаную подготовку толщиной 50…150 мм, которая тщательно должна быть утрамбована. Фундаментные бетонные блоки укладывают на растворе с обязательной перевязкой вертикальных швов, толщину которых принимают равной 20 мм . Вертикальные колодцы, образующие торцами блоков, тщательно заполняют раствором. Связь между блоками продольных и угловых стен обеспечивается перевязкой блоков и закладкой в горизонтальные швы арматурных сеток из стали диаметром 6…10 мм. Блоки-подушки изготавливают толщиной 300 и 400 мм и шириной от 1000 до 2800 мм, а блоки-стенки шириной 300 мм, 400, 500 и 600 мм, высотой 580 и длиной от 780 до 2380 мм. В практике строительства применяют также сборные фундаментные блоки, имеющие толщину 380 мм при толщине надземных стен 380, 510 и 640 мм. При такой конструкции прочность материала фундамента используется полнее и в результате получается экономия бетона. Этой же цели соответствует устройство так называемых прерывистых фундаментов, в которых блоки-подушки укладывают на расстоянии 0,3…0,5 м друг от друга. Промежутки между ними заполняют песком. 
^

Столбчатые фундаменты

При небольших нагрузках на фундамент, когда давление на основание меньше нормативного, непрерывные ленточные фундаменты под стены малоэтажных домов без подвалов целесообразно заменять столбчатыми. Фундаментные столбы могут быть бутовыми, бутобетонными, бетонными и железобетонными. Расстояние между осями фундаментных столбов применяют 2,5…3,0 м, а если грунты прочные, то это расстояние может составлять 6м. Столбы располагают обязательно под углами здания, в местах пересечения и примыкания стен и под простенками. 

Сечение столбчатых фундаментов во всех случаях должно быть не менее: бутовых и бутобетонных-0,6 на 0,6 м; бетонных-0,4 на 0,4 м. Столбчатые фундаменты под стены возводят также в зданиях большой этажности при значительной глубине заложения фундаментов (4…5 м), когда устройство ленточного фундамента нецелесообразно из-за большого расхода строительных материалов. Столбы перекрывают железобетонными фундаментными балками. Для предохранения их от сил пучения грунта, а для свободной их осадки (при осадке здания) под ними делают песчаную подсыпку толщиной 0,5…0,6м). Если при этом необходимо утеплить пристенную часть пола, подсыпку выполняют из шлака или керамзита. Столбчатые одиночные фундаменты устраивают также под отдельные опоры зданий.

^ Сплошные фундаменты.


Их возводят в случае, если нагрузка, передаваемая на фундамент, значительна, а грунт слабый. Эти фундаменты устраивают под всей площадью здания. Для выравнивания неравномерностей осадки от воздействия нагрузок, передаваемые через колонны каркасных зданий, в двух взаимно перпендикулярных направлениях применяют перекрёстные ленточные фундаменты. Их выполняют из железобетона. Если балки достигают значительной ширины, то их целесообразно объединять в сплошную ребристую или безбалочную плиту. 

При сплошных фундаментах обеспечивается равномерная осадка здания, что особенно важно для зданий повышенной этажности. Сплошные фундаменты устраивают также в том случае, если пол подвала испытывает значительный подпор грунтовых вод. В практике строительства под инженерные сооружения (телевизионные башни, дымовые трубы и др.) применяют сплошные фундаменты коробчатого типа.

^ Свайные фундаменты

Используют их при строительстве на слабых сжимаемых грунтах, а также в тех случаях, когда достижение естественного основания экономичности или технически нецелесообразно из-за большой глубины его заложения. Кроме того, эти фундаменты применяют и для зданий, возводимых на достаточно прочных грунтах, если использование свай позволяет получить более экономичное решение. По способу передачи вертикальных нагрузок от здания на грунт сваи подразделяют на сваи-стойки и висячие сваи. Сваи, проходящие слабые слои грунта и опирающиеся своими концами на прочный грунт, называют сваями-стойками, а сваи, не достигающие прочного грунта и передающие нагрузку на грунт трением, возникающим между боковой поверхностью сваи и грунтом, называют висячими. 

^ По способу погружения в грунт сваи бывают забивные и набивные. По материалу изготовления забивные сваи бывают железобетонные, металлические и деревянные. Набивные сваи изготавливают непосредственно на строительной площадке в грунте. Железобетонные сваи изготавливают сплошные квадратного (от 250 на 250 до 400 на 400мм) и прямоугольного (250 на 300мм) сечения, а также трубчатого сечения диаметром от 400 до 700 мм. В основном применяют короткие сваи длиной 3…6 м. Трубчатые сваи могут быть с заострённым концом или с открытым. 

Деревянные сваи во избежание их быстрого загнивания используют лишь в грунтах с постоянной влажностью. Их изготавливают из хвойных пород диаметром в верхнем отрубе не менее 180мм; кроме того, ствол деревянной сваи необходимо покрыть битумными или дегтевыми мастиками для предотвращения их загнивания. Для защиты сваи от размочаливания при забивке на верхний конец её надевают стальной бугель, а на нижний –стальной башмак. 

В зависимости от несущей способности и конструктивной схемы здания сваи размещают в один или несколько рядов или кустами. По верху железобетонные и металлические сваи объединяются между собой железобетоннымростверком, который может быть сборным или монолитным. При деревянных сваях ростверк выполняют также из дерева. 

Выбор того или иного вида фундамента определяется в результате технико-экономического сравнения по основным показателям.

8Предъявляемые свойства стен здания

Кирпичные могут быть сплошными, с вкладышами или засыпкой, с воздушными прослойками — колодцами и др. Крупнопанельные стены различают прежде всего по числу слоев: одно-, двух- и трехслойные (рис. 2.3).

Работа однослойных панелей ясна и однозначна. Однако стремление разделить функции стены — прочность и теплозащиту с целью использования разных материалов выдвигает на первый план слоистые конструкции крупных панелей, изготовленных на заводе. Железобетонные (одна или две) панели в этом случае выполняют несущие функции, а прикрепленный к ним утеплитель — теплоизоляционные. Такое разделение в использовании материалов для стен дает большой экономический эффект по расходу материалов, массе стен, размерам фундаментов, транспортным затратам, мощности кранов для монтажа и другие. Именно благодаря этим достоинствам крупнопанельное строительство наполовину вытеснило кирпичное.

Стены должны быть прочными и устойчивыми при воздействии на них всех нагрузок и других факторов, обеспечивать в помещениях требуемый температурно-влажностный режим, звукоизоляцию и другие условия в соответствии с их назначением. Конструктивно стены должны обеспечивать возможность возведения их индустриальными методами и быть экономичными.

Стены рассчитываются на прочность и устойчивость, теплозащиту и звукоизоляцию, а крупнопанельные — и на герметичность стыков.

Исправное состояние зданий, их внешний вид во многом зависят от состояния стен. При неправильном выборе для них материалов, ошибках в расчетах или конструировании на стенах появляются пятна, полосы от протечек, промерзания. Повреждения начинаются в наиболее уязвимых дефектных местах, которыми в стенах чаще всего являются углы и участки пропуска водосточных труб, стыки панелей, перемычки и др. Исправное состояние стен во многом зависит также от качества их эксплуатации, своевременного предупреждения и устранения повреждений, защиты стен от увлажнения.

Наружные поверхности каменных стен в декоративных целях и для защиты их от климатических воздействий отделывают декоративным кирпичом, облицовывают плитками, декоративными оштукатуренными камнями и в отдельных случаях штукатуркой (штукатурка фасадов, как правило, запрещена). В помещениях с высокой влажностью или мокрыми процессами (бани, прачечные, кухни и др.) наружные стены должны иметь на внутренней поверхности надежную пароизоляцию; при этом не допускается устройство плотного наружного слоя на наружной поверхности, так как это способствует накоплению конденсационной влаги в толще стены, у наружной ее поверхности, подверженной замерзанию и разрушению.

Теплозащитные качества стен наиболее сильно подвержены изменениям. Их снижают высокая начальная влажность (допустимая величина ее нормирована для каждого материала), увлажнение стен дождевой водой, проникающей в толщу по мельчайшим пустотам и трещинам.

Рис. 2.4. Структурная схема стены

Воздействия на стены: 1 — паровоздушной смеси; 2 — обусловленные требованием архитектурной выразительности; 3 — шумов; 4 — давления холодного воздуха; 5 — косого дождя; 6 — колебаний температуры наружного воздуха; 7 — нагрузок Конструктивные элементы стен: / — несущие элементы; // — теплоизоляция: /// — облицовка, защитный слой; IV — герметизирующий слой; V — звукоизолирующий слой; VI — пароизоляция, штукатурка; VII — архитектурные формы

Надо иметь в виду, что давление теплого воздуха в период отопления зданий всегда выше, чем наружного холодного. Поэтому теплый воздух — паровоздушная смесь — стремится проникнуть через ограждающую конструкцию — стену (покрытие) наружу. Диффундируя через конструкцию, она попадает в холодную ее зону вблизи наружной поверхности и выпадает в виде конденсата, который, замерзая, разрушает конструкцию. В связи с этим внутреннюю часть стены необходимо конструировать из более плотного материала, чем наружную, а в помещениях с высокой влажностью воздуха ставить на ней пароизоляцию. Кроме того прогреть большие площади в помещении помимо централизованного отопления можно с помощью системы обогрева - водяной теплый пол. При желании водяной теплый пол своими руками можно смонтировать или обратиться за помощью в специализированную организацию.

Из этого следует, что влагозащитный слой стены (покрытия) должен располагаться с внутренней теплой ее стороны, а наружный слой должен обладать высокими теплозащитными качествами, чтобы плоскость нулевой температуры проходила возможно ближе к наружной поверхности, т. е. чтобы стена неглубоко промерзала. Кроме того, наружный слой должен быть прочным и плотным, обеспечивать осушение стены — пропускать паровоздушную смесь наружу, но не увлажняться косым дождем. Требования эти противоречивы и выполнить их сложно. Радикальное решение данной задачи состоит в устройстве защитного декоративного экрана, отстоящего от теплоизоляционного слоя на некотором расстоянии, но это усложняет и удорожает конструкцию стены.

9Кирпич - прочный и долговечный материал. Кирпичная стена толщиной 25 см (в один кирпич) способна нести любую равномерно распределенную нагрузку. Вместе с тем, кирпич, особенно полнотелый, обладая высокой прочностью, по своим теплозащитным качествам уступает многим другим стеновым материалам. Так, например, для расчетной температуры наружного воздуха - 30°С (большинство районов центральной части России) наружные стены, выложенные сплошной кладкой из полнотелого кирпича, должны иметь толщину 64 см (2,5 кирпича), в то время, как толщина деревянных брусчатых стен в этих же условиях может быть равна всего лишь 16-18 см. Чтобы сократить расход кирпича, уменьшить массу стен и нагрузку на фундаменты, наружные стены выкладывают либо из пустотелого (дырчатого, щелевого) кирпича, либо полнотелого, но с образованием пустот, колодцев, уширенных швов, применяя эффективные утеплители, теплые кладочные и штукатурные растворы.

Применение сплошной кладки из полнотелого кирпича толщиной более 38 см (1,5 кирпича) экономически нецелесообразно. Приведенные примеры конструктивных решений наружных стен (табл. 15) показывают, что самой неэкономичной оказывается стена, выложенная сплошной кладкой из полнотелого кирпича. Например, для трехкомнатного дома с наружными стенами толщиной 64 см потребуется только для наружных стен около 25 тыс. кирпичей общей массой 80-100 т. С учетом кирпича, необходимого для средней стены и перегородок, такой дом превращается фактически в кирпичный склад с массивными и громоздкими фундаментами.

Таблица 15. Конструкции наружных кирпичных стен

Тип кирпича	Конструкция стены	Схема стены	Толщина стены, см	Допускаемая расчетная температура наружного воздуха, °С
Полнотелый глиняный и силикатный плотностью 1600-1900 кг/м3	Сплошная кладка на холодном растворе с внутренней штукатуркой (то же, на теплом растворе)		25	-5 (-10)
38	-10 (-15)
51	-20 (-25)
64	-30 (-35)
Сплошная кладка на холодном растворе с внутренней штукатуркой и наружным утеплением минераловатными плитами толщиной 5 см и обшивкой досками (то же, при толщине плит 10 см)		25	-20 (-30)
38	-30 (-40)
Кладка с воздушной прослойкой 5 см на холодном растворе с наружной и внутренней штукатуркой (то же, с заполнением воздушной прослойки минеральным войлоком)		29	-10 (-20)
42	-20 (-30)
55	-30 (-40)
Колодцевая кладка на холодном растворе с внутренней штукатуркой и засыпкой объемной массой 1400 кг/м3 (то же, с объемной массой 1000 кг/м3)		38	-15 (-25)
51	-30 (-40)
Сплошная кладка на холодном растворе с внутренним утеплением из опилкобетона с объемной массой 800 кг/м3 и толщиной 10 см (то же, толщиной 15 см)		25	-20 (-25)
38	-30 (-35)
Пустотелый глиняный плотностью 1100-1400 кг/м3	Сплошная кладка на холодном растворе с внутренней штукатуркой (то же, на теплом растворе)		25	-10 (-15)
38	-20 (-25)
51	-30 (-35)

Более экономична кладка из полнотелого кирпича с образованием замкнутых воздушных прослоек шириной 5-7 см (рис. 24, "Кладка с воздушной прослойкой", 1 - воздушная прослойка; 2 - перевязка тычками). В этом случае расход кирпича сокращается на 15-20%, хотя и требуется наружная штукатурка стен, препятствующая инфильтрации воздуха через воздушные полости.

При заполнении воздушных прослоек минеральным войлоком (битуминизированная минеральная вата) тепловая эффективность кирпичной стены увеличивается на 20-30%, а при использовании пенопласта - вдвое. Теплые кладочные растворы на основе мелких заполнителей из шлака, керамзита, туфа, трепела, перлита, опилок также повышают теплозащитные качества наружных стен на 10-15% (рис. 25, "Кладка с плитным утеплителем", 1 - перевязка тычками; 2 - наружная верста; 3 - плитный утеплитель).

Наиболее распространена и экономична конструкция наружных кирпичных стен при так называемой колодцевой кладке, при которой стену фактически выкладывают из двух самостоятельных стенок толщиной в полкирпича, соединенных между собой вертикальными и горизонтальными кирпичными мостиками с образованием замкнутых колодцев (рис. 26, "Колодцевая кладка", а - фрагмент кладки; б - порядковая раскладка кирпичей при кладке прямого угла стены; в - угол стены колодцевой кладки; 1 - утеплитель; 2 - диафрагма из тычковых кирпичей; 3 - перемычки).

Колодцы по ходу кладки заполняют шлаком, керамзитом или легким бетоном. Такое решение хорошо защищает утеплитель от внешних воздействий, хотя и несколько ослабляет конструктивную прочность стены. При сплошной кладке экономично устройство кирпичных стен с наружным или внутренним утеплением. В этом случае толщина кирпичной стены может быть минимальной, исходя лишь из требований прочности, то есть быть во всех климатических районах равной 25 см, а тепловая защита обеспечивается толщиной и качеством утеплителя. При расположении утепляющего слоя изнутри его защищают от водяных паров пароизоляцией, при расположении снаружи - защищают экраном или штукатуркой от атмосферных воздействий. Кирпичные стены имеют большую тепловую инерционность: они медленно прогреваются и также медленно остывают. Причем эта инерционность тем больше, чем толще стена и больше ее масса. В кирпичных домах температура внутри помещений имеет незначительные суточные колебания и это является достоинством кирпичных стен. Вместе с тем, в домах периодического проживания (дачи, садовые дома) такая особенность кирпичных стен в холодное время года не всегда желательна. Большая масса охлажденных стен требует каждый раз для своего прогрева значительного расхода топлива, а резкие перепады температуры внутри помещений приводят к конденсации влаги на внутренних поверхностях кирпичных стен. В таких домах стены изнутри лучше обшить досками. Внутренние несущие стены обычно выкладывают из полнотелого (глиняного или силикатного) кирпича. Минимальная толщина внутренних несущих стен - 25 см, сечение столбов - не менее 38х38 см, простенков - не менее 25х51 см. При больших нагрузках несущие столбы и простенки армируют металлической сеткой из проволоки диаметром 3-6 мм через три-пять рядов по высоте.

Перегородки выкладывают толщиной 12 см (в полкирпича) и 6,5 см (кирпич "на ребро"). При длине перегородок, выложенных "на ребро", более 1,5 м их также армируют проволокой через два-три ряда по высоте. Фасады лучше всего облицовывать лицевым керамическим кирпичом. По внешнему виду, фактуре и допускаемым отклонениям в размерах он наиболее качественен. Кирпичные стены обычно выкладывают на цементно-песчаном, цементно-известковом или цементно-глиняном растворах. Цементно-песчаный раствор при любой марке цемента получается излишне прочным и жестким, поэтому лучше, если в него добавить известковое или глиняное тесто. Раствор от такой добавки станет пластичным и удобоукладываемым, а расход цемента уменьшится в 1,5-2 раза. Известковое тесто, применяемое в качестве добавки к цементно-песчаному раствору, готовят из гашеной извести. Если имеется негашеная известь в виде отдельных кусков (кипелка) или порошка (пушенка), ее необходимо погасить водой в творильной яме, обшитой досками, и выдержать в таком состоянии не менее двух недель. Чем больше срок выдержки, тем лучше. Однородность состава и прочность известкового теста при длительной выдержке повышаются. Глиняное тесто для кладочных растворов также целесообразно приготовить заранее. Куски глины замачивают водой и выдерживают в таком виде до полного размокания три-пять дней. Затем добавляют воду, перемешивают, процеживают, после отстоя сливают лишнюю воду и употребляют в дело. Срок хранения глиняного теста - неограниченный.

Раствор для кирпичной кладки приготавливают непосредственно перед началом работ и используют его в течение 1,5-2 ч. Толщину вертикальных швов принимают в среднем 10 мм. Горизонтальные швы при использовании раствора с пластифицирующими добавками (известь или глина) выкладывают также толщиной 10 мм, без добавок - 12 мм. Максимальная толщина швов - 15 мм, минимальная - 8 мм. В строительстве применяют различные системы сплошной кладки. Одна из самых старых - цепная кладка с перевязкой вертикальных швов в каждом ряду (рис. 27, "Цепная кладка").

Такая кладка на углах стен и простенков требует в каждом ряду трехчетвертных кирпичей. Значительно проще кирпичная кладка, где полную перевязку продольных и поперечных вертикальных швов выполняют через три-шесть рядов.

На рис. 28 ("Двух-, трех- и шестирядная системы кладки", а - двухрядная система кладки; 1 - тычковый ряд; 2 - ложковый ряд; 3 - смещение вертикальных швов на четверть кирпича; б - трехрядная система кладки; 1 - тычковый ряд; 2 - ложковые ряды; 3 - совпадение трех вертикальных швов; в - шестирядная система кладки; 1 - тычковый ряд; 2 - ложковые ряды; 3 - смещение вертикальных швов на четверть кирпича; 4 - то же, на половину кирпича)показана сплошная кладка наружных стен с системой полной перевязки вертикальных швов как в каждом ряду, так и через два, три или шесть рядов.

При чередовании только первого и второго рядов получается однорядная перевязка швов, если же после второго ряда уложить третий, снова второй, затем первый и т. д. (показано в аксонометрии), то получится трехрядная перевязка. Прочность кирпичной кладки, выполненной с перевязкой вертикальных швов в каждом ряду или через три-шесть рядов, практически одинакова. Она значительно увеличивается, если независимо от системы кладки в горизонтальных швах через три-пять рядов проложить арматурную сетку с ячейками шириной 6-12 см из проволоки диаметром 3-6 мм. Довольно широкое применение получили в индивидуальном строительстве кладки с трехрядными диафрагмами (рис. 29, "Кладка с трехрядными диафрагмами", а - фрагмент кладки; б - порядковая раскладка кирпичей при кладке прямого угла стены с трехрядными диафрагмами; в - угол кладки с трехрядными диафрагмами; 1 - утеплитель (легкий бетон); 2 - диафрагма из трех рядов кладки; 3 - растворная стяжка; 4 - участок сплошной кладки) и, конечно же, смешанные кладки (рис. 30, "Смешанная кладка", а - из керамического камня и кирпича; б - из кирпича и камня; в - из бетонных камней и кирпича).

10СТЕНЫ ИЗ КРУПНЫХ БЛОКОВ

  Впервые здание из крупных блоков было возведено в Голландии в 1921 г. У нас в стране первое здание построено в 1927 г. в Москве. Первоначально в 1931—1932 гг. стены разрезались на блоки относительно небольших размеров, причем применялись так называемые «черные» блоки с неофактуренной поверхностью. Стены, выложенные из таких блоков, затем оштукатуривали. Блоки изготавливали из шлакобетона плотностью 1500—1700 кг/м3. Масса таких блоков доходила до 50 кг.
   Позже, начиная с 1933 г., стали применять офактуренные с наружной стороны блоки с тем, чтобы исключить процесс оштукатуривания фасадов.

   В это время получили распространение пятирядная и четырехрядная разрезки наружных стен на блоки. Применение многорядных разрезок было обусловлено грузоподъемностью монтажных кранов.
Начиная с 1941 г., с появлением на стройках кранов грузоподъемностью до 3 т двухрядная разрезка стен на блоки заменяет многорядную.
   Наиболее широкое распространение крупноблочное строительство получило в 1966—1970 гг. Наружные стеновые блоки изготавливались толщиной 400, 500, 600 мм, облицовывались с фасадной стороны плиткой либо слоем декоративного раствора толщиной 20—30 мм; блоки выполнялись сплошными либо с круглыми пустотами, шлакобетонные, шлакокерамзитобетонные, золобетонные, кирпичные. Кроме того, блоки формовали из ячеистых бетонов: газобетона, пеносиликата и др.
   Основной конструктивной схемой зданий из крупных блоков являлась схема с наружными и внутренней продольной несущими стенами. Она позволяла применять для устройства перекрытий однотипные железобетонные крупноразмерные настилы, элементы которых укладывались поперек здания с опиранием на наружные и внутреннюю продольную стены. В связи с отсутствием колонн и прогонов общее число типоразмеров деталей здания резко сокращалось.
   Пространственная жесткость крупноблочных зданий обеспечивалась вертикальными диафрагмами, образуемыми системой продольных и поперечных стен, и горизонтальными диафрагмами — перекрытиями, поэтажно связанными со стенами стальными связями.
   В крупноблочных стенах наиболее ответственными местами являются стыки между блоками. Чтобы уменьшить в наружных стенах воздухопроницаемость и не допустить затекания в стык дождевой воды, а во внутренних стенах обеспечить надлежащую звукоизоляцию, стыки тщательно заделывались.
Вертикальные стыки бывают закрытыми и открытыми (с внутренней стороны). Закрытые стыки устраивали при стыковании внутренних стен и горизонтального перемычечного ряда наружных стен, а также простеночных и подоконных блоков.
   Вертикальные стыки с обеих сторон предварительно проконопачивали пеньковой паклей и затем зачеканивали на глубину 20—30 мм жестким цементным раствором.
   Открытые стыки устраивали при сопряжении простеночных блоков, устанавливаемых рядом. Шов стыка также проконопачивался пеньковой паклей и зачеканивался цементным раствором; открытый с внутренней стороны стык заделывался специальными бетонными вкладышами, а образовавшийся при этом колодец заполнялся легким бетоном.
   Крупные стеновые блоки выполняли также из кирпича. Кирпичные блоки объемом до 1 м3 и более изготавливали на строительной площадке или на кирпичном заводе из кирпича любого вида.
   Основной формой крупного кирпичного блока является параллелепипед с четвертями, расположенными так, что при укладке в стену четверти соседних блоков образовывали колодцевые пазы, заполняемые кирпичным боем на растворе. Для изготовления блоков применялся в основном легкий кирпич.
   В качестве основной системы разрезки наружных стен применялась трехрядная, при которой основными являются простеночный, перемычечный и подоконный типы блоков.

11,12Крупнопанельные здания

2.7. Крупнопанельные здания рекомендуется проектировать на основе стеновых конструктивных систем с малопролетными (до 4,5 м) и среднепролетными (до 7,2 м) перекрытиями.

При малопролетных перекрытиях рекомендуется применять перекрестно-стеновую конструктивную систему. Размеры конструктивных ячеек рекомендуется назначать из условия, чтобы плиты перекрытий опирались на стены по контуру или трем сторонам (двум длинным и одной короткой).

При среднепролетных перекрытиях могут применяться перекрестно-стеновая, поперечно-стеновая или продольно-стеновая конструктивные системы.

При перекрестно-стеновой конструктивной системе наружные стены рекомендуется проектировать несущими, а размеры конструктивных ячеек назначать так, чтобы каждая из них перекрывалась одной или двумя плитами перекрытий.

При поперечно-стеновой конструктивной системе наружные продольные стены проектируются ненесущими. В зданиях такой системы несущие поперечные стены рекомендуется проектировать сквозными на всю ширину здания, а внутренние продольные стены располагать так, чтобы они хотя бы попарно объединяли поперечные стены.

При продольно-стеновой конструктивной системе все наружные стены проектируются несущими. Шаг поперечных стен, являющихся поперечными диафрагмами жесткости, необходимо обосновывать расчетом и принимать не более 24 м.

2.8. В крупнопанельных зданиях для восприятия усилий, действующих в плоскости горизонтальных диафрагм жесткости, сборные железобетонные плиты перекрытия и покрытия рекомендуется соединять между собой не менее чем двумя связями вдоль каждой грани. Расстояние между связями рекомендуется принимать не более 3,0 м. Требуемое сечение связей назначается по расчету. Рекомендуется сечение связей принимать таким (рис. 6), чтобы они обеспечивали восприятие растягивающих усилий не менее следующих значений:

для связей, расположенных в перекрытиях вдоль длины протяженного в плане здания, — 15 кН (1,5 тс) на 1 м ширины здания;

для связей, расположенных в перекрытиях перпендикулярно длине протяженного в плане здания, а также связей зданий компактной формы, — 10 кН (1 тс) на 1 м длины здания.

Рис. 6. Схема расположения связей в крупнопанельном здании

1 — между панелями наружных и внутренних стен; 2 — то же, продольных наружных несущих стен; 3 — продольных внутренних стен; 4 — то же, поперечных и продольных внутренних стен; 5 — то же, наружных стен и плит перекрытий; 6 — между плитами перекрытий вдоль длины здания; 7 — то же, поперек длины здания

На вертикальных гранях сборных плит рекомендуется предусматривать шпоночные соединения, сопротивляющиеся взаимному сдвигу плит поперек и вдоль стыка. Сдвигающие усилия в стыках плит междуэтажных перекрытий, опирающихся на несущие стены, допускается воспринимать без устройства шпонок и связей, если конструктивное решение узла сопряжения плит перекрытий со стенами обеспечивает их совместную работу за счет сил трения.

В вертикальных стыках панелей несущих стен рекомендуется предусматривать шпоночные соединения и металлические горизонтальные связи. Бетонные и железобетонные панели наружных стен рекомендуется не менее чем в двух уровнях (вверху и внизу этажа) соединять связями с внутренними конструкциями, рассчитанными на восприятие усилий отрыва в пределах высоты одного этажа не менее 10 кН (1 тс) на 1 м длины наружной стены вдоль фасада.

При самозаклинивающихся стыках наружных и внутренних стен, например типа «ласточкин хвост», связи можно предусматривать только в одном уровне перекрытий и уменьшать вдвое значение минимального усилия на связь.

Расположенные в одной плоскости стеновые панели допускается соединять связями только вверху. Сечение связи рекомендуется назначать на восприятие растягивающего усилия не менее 50 кН (5 тс). При наличии связей между расположенными друг над другом стеновыми панелями, а также связей сдвига между стеновыми панелями и плитами перекрытий горизонтальные связи в вертикальных стыках допускается не предусматривать, если они не требуются по расчету.

В горизонтальных стыках связи рекомендуется предусматривать в следующих случаях:

в стенах, для которых по расчету требуется сквозная вертикальная арматура для восприятия растягивающих усилий, возникающих при изгибе стены в собственной плоскости;

для обеспечения устойчивости здания к прогрессирующему разрушению, если другими мерами не удается локализовать разрушение от аварийных особых нагрузок (см. п. 2.1). В этом случае вертикальные связи стеновых панелей в горизонтальных стыках (междуэтажные связи) рекомендуется назначать из условия восприятия ими растягивающих усилий от веса стеновой панели и опертых на нее плит перекрытия, включая нагрузку от пола и перегородок. В качестве таких связей рекомендуется, как правило, использовать детали для подъема панелей;

в несущих панельных стенах, к которым не примыкают непосредственно бетонные стены перпендикулярного направления.

2.9. Связи сборных элементов рекомендуется проектировать в виде: свариваемых арматурных выпусков или закладных деталей; замоноличиваемых бетоном арматурных петлевых выпусков, соединяемых без сварки; болтовых соединений. Связи следует располагать так, чтобы они не препятствовали качественному замоноличиванию стыков.

Стальные связи и закладные детали должны быть защищены от огневых воздействий и от коррозии. Защита от огневых воздействий должна обеспечивать прочность соединений в течение времени, равного величине требуемого предела огнестойкости конструкции, которые соединяются проектируемыми связями.

2.10. Горизонтальные стыки панельных стен должны обеспечивать передачу усилий от внецентренного сжатия из плоскости стены, а также от изгиба и сдвига в плоскости стены. В зависимости от характера опирания перекрытий различают следующие типы горизонтальных стыков: платформенные, монолитные, контактные и комбинированные. В платформенном стыке сжимающая вертикальная нагрузка передается через опорные участки плит перекрытий и два горизонтальных растворных шва. В монолитном стыке сжимающая нагрузка передается через слой монолитного бетона (раствора), уложенного в полость между торцами плит перекрытий. В контактном стыке сжимающая нагрузка передается непосредственно через растворный шов или упругую прокладку между стыкуемыми поверхностями сборных элементов стены.

Горизонтальные стыки, в которых сжимающие нагрузки передаются через участки двух или более типов, называются комбинированными.

Платформенный стык (рис. 7) рекомендуется в качестве основного решения для панельных стен при двухстороннем опирании плит перекрытий, а также при одностороннем опирании плит на глубину не менее 0,75 толщины стены. Толщину горизонтальных растворных швов рекомендуется назначать на основе расчета точности изготовления и монтажа сборных конструкций. Если расчет точности не выполняется, то толщины растворных швов рекомендуется назначать равными 20 мм; размер зазора между торцами плит перекрытий принимается не менее 20 мм.

2.11. Сдвигающие усилия в горизонтальных стыках панельных стен при строительстве в несейсмических районах рекомендуется воспринимать за счет сопротивления сил трения.

Сдвигающие усилия в вертикальных стыках панельных стен рекомендуется воспринимать одним из следующих способов:

бетонными или железобетонными шпонками, образуемыми путем замоноличивания полости стыка бетоном (рис.11, а, б);

бесшпоночными соединениями в виде замоноличенных бетоном арматурных выпусков из панелей (рис. 11, в);

сваренными между собой закладными деталями, заанкеренными в теле панелей (рис. 11, г).

Рис. 11. Схемы восприятия сдвигающих усилий в вертикальном стыке панельных стен

а, б — шпонками; в — замоноличенными арматурными связями; г — сваркой закладных деталей

1 — сварная арматурная связь; 2 — то же, петлевая; 3 — накладка, приваренная к закладным деталям

Возможен комбинированный способ восприятия сдвигающих усилий, например, бетонными шпонками и плитами перекрытий.

Шпонки рекомендуется проектировать трапециевидной формы (рис. 12). Глубину шпонки рекомендуется принимать не менее 20 мм, а угол наклона площадки смятия к направлению, перпендикулярному плоскости сдвига, не более 30. Минимальный размер в плане плоскости стыка, через которую замоноличивается стык, рекомендуется принимать не менее 80 мм. Следует предусматривать уплотнение бетона в стыке глубинным вибратором.

13Герметизация стыков и швов панелей

Сборное строительство жилых и промышленных зданий остро нуждается в материалах для герметизации стыков между сборными конструкциямии панелями. Стыки являются наиболее уязвимым местом сооружения, ибо влага, попадающая в стык, приводит к ускоренной коррозии сварных конструкций стыков, снижая тем самым срок службы здания.
Независимо от положения стыка герметизирующие материалы должны отвечать следующим основным требованиям:
полностью предохранять стык от попадания в него воды не допускать фильтрации воздуха сверх количества, предусмотренного нормативами;
обладать способностью сохранять свои герметизирующие свойства независимо от атмосферных воздействий;
длительное время не подвергаться старению;
иметь невысокую стоимость и изготовляться из доступного сырья.

Требования, предъявляемые к герметикам, как видно уже из этого перечня, являются достаточно сложными. Если же учесть влияние различных атмосферных воздействий в разных климатических зонах, то становится ясным, что материалы для герметизации стыков панелей должны обладать свойствами, которые никогда не предъявлялись другим строительным материалам.
Для герметизации  стыков панелей могут применяться следующие виды материалов: мастики или пасты, плёнки, пористые эластичные прокладки и профилированные изделия.

Яндекс.ДиректВсе объявленияПолиизобутилен ПСГ-2,5мм, клей 88 Продаем химстойкую полиизобутиленовую пластину ПСГ-2,5 и клей 88-СА, 88-НП.Адрес и телефон kislotoupor.ru Битумная мастика Beram 3060LM горячего применения для герметизации швов ВПП, дорог, мостов. ФАВТ, ГОСТ.Адрес и телефон koronker.ru 

Герметики

– это материалы, в основном предназначенные для герметизации стыков наружных стеновых панелей в крупнопанельном домостроении, осадочных и температурных швов в строительных конструкциях.
Герметизирующие материалы, изготовленные на основе полимеров, характеризуются водо-, газо- и воздухонепроницаемостью, гнилостойкостью, хорошей адгезией к большинству строительных материалов, стойкостью к коррозии.
Герметики или их составляющие изготовляют в заводских условиях и на объект они поступают в готовом к употреблению виде.

Вулканизирующие пасты

Герметики, относящиеся к этой группе, представляют собой вязкотекучие, пастообразные составы, переходящие в резиноподобные состояние при добавке специальных вулканизирующих агентов. Наиболее ценным качеством таких паст является то, что они вулканизируются без усадки, обеспечивая полную надёжность герметизации стыков панелей. К вулканизирующимся пастовым герметикам относятся тиоколовые герметики, мастика "полиэф", пенополиуретановый герметик и мастика ЦПЛ-2.

ТИОКОЛОВЫЕ ГЕРМЕТИКИ

Герметизирующие мастики на основе жидкого тиокола изготовляются следующих марок: ГС-1, У30м; У-30с, У-30МЭС-5, У-30МЭС-10, УТ-31, УТ-34, У-35, УТБ-1, УТБ-Н, УТЦ-1. Каждая из указанных мастик состоит из: герметизирующей пасты, вулканизирующейся пасты, ускорителя вулканизации, наполнителя, адгезионной присадки (для герметиков марки У-30, МЭС-5, У-30МЭС-10, УТ-32, УТ-34). В качестве герметизирующей пасты используется жидкий тиокол, который вулканизируется за счёт введения в него вулканизирующейся пасты и ускорителя. Вулканизирующие агенты вводят в герметизирующую пасту непосредственно перед употреблением.

Изготовляются С 12-18 ч, что ускоряет процесс вулканизации в 7-10 раз. С в течении 24036 ч и при 80тиоколовые герметики непосредственно на объекте путём смешения компонентов до получения однородной массы. Жизнеспособность готового герметика исчисляется 1-15 ч и зависит от исходной вязкости тиоколя, количества вулканизирующих агентов и температуры воздуха. При обычных условиях (температура воздуха 15-30 С) вулканизация герметика завершается через 7-10 суток. При необходимости ускорить процесс вулканизации герметизированные тиоколовым герметиком швы и стыки прогревают при температуре 50
Тиоколовые герметики обладают хорошей адгезией ко многим материалам, они стойки к воздействию морской и пресной воды, растворителей, разбавленных кислот, слабых щелочей, солнечного света, хорошо сопротивляются окислению, действию атмосферных осадков, обладают коррозийной стойкостью.

Применяют тиоколовые герметики для герметизации стыков железобетонных панелей, для заполнения швов в деталях и конструкциях из металла, пластмассы, керамики и стекла.
Мастика "полиэф" представляет собой самовулканизирующуюся пасту, в состав которой входят полиэфирная смола, толуилендиизоцианат и минеральные наполнители. Обладает хорошей адгезией ук бетону, металлу, дереву, отличается атмосферостойуостью, влаго- и газонепроницаемостью. Мастика изготовляется смешением компонентов в смесителях марки СМ.

Пенополиуретановый герметик

В качестве герметика используется жёсткий пенополиурентан, пропитанный синтетическими смолами; основными компонентами пенополиуретанового герметика являются полиэфирная смола и толуилендиизоцианат.
Пенополиуретановый герметик стоек к действию разбавленных минеральных кислот и масел, бензину, озону, обладает хорошей адгезией к различным поверхностям, атмосферостойкостью, низкой теплопроводностью.
Основная область применения герметика - герметизация стыков стеновых панелей и других строительных конструкций.
Мастика ЦПЛ-2 (ВТУ 186-70) предназначена для герметизации стыков панелей наружных стен и примыканий балконных плит, плит лоджий, а также оконных и балконных блоков в крупнопанельных зданиях.
Мастику приготовляют в объёме сменной потребности. Она должна быть выработана не позже чем через 10-15 ч после её приготовления при наружной температуре воздуха не более 25С и не позже чем через 20 ч при более низкой температуре.

Пластоэластичные мастики

К этой группе относятся мастики, изготовленные на основе высокомолекулярного полиизобутелена. Они отличаются высокой эластичностью, атмосферостойкостью, хорошей адгезией к основанию, обладают абсолютной влаго-, паро- и воздухонепроницаемостью, способностью заполнять полости стыков любой конфигурации.
Полиизобутиленовые мастики представляют собой однокомпонентную систему, со-стоящую из двух фаз: жидко-эластичной и твёрдой. В жидко-эластичную фазу входит полиизобутилен , регенирированная резина, минеральное масло, а в твёрдую - тонкомолотый каменный уголь.

Мастика полиизобутиленовая строительная УМС-50 изготовляется на основе полиизобутилена и добавок. Её состав (в % по массе): полиизобутилен П-118 - 5, масло нейтральное - 16-20, мел тонкоиолотый (40-50 мк) - 75-79. В качестве наполнителя, кроме мела, могут быть использованы молотые мраморы и известняк.
Для мастики УМС-50 характерна высокая адгезия к основанию, стойкость к атмосферным воздействиям.
С. Применяется для герметизации стыков и швов панелей в крупнопанельном домостроении.Изол Г-М обладает высокими свойствами, имеет хорошую адгезию к металлу, бетону, стеклу, керамики. Мастика сохраняет свои свойства в интервале температур от -45 до +80

ПРОФИЛЬНЫЕ ЭЛАСТИЧНЫЕ ПРОКЛАДКИ

Уплотняющие прокладки, изготовляются в виде полос и жгутов с различными профилями поперечного сечения, применяют для герметизации вертикальных и горизонтальных стыков панелей наружных стен, а также для герметизации зазоров между деревянными или алюминиевыми оконными коробками и примыкающими к ним поверхностям панелей. Наибольшее применение в строительстве получили профильные прокладки пороизол, гернит, УГС, УП-50 и пенополиретановые.
Пороизол - пористый, гнилостойкий и долговечный материал, эластичный при температуре от +80 до -50С. В зависимости от назначения выпускается в виде трубок, лент или жгутов.
Уплотнитель горизонтальных стыков (УГС) - лёгкий пористый эластичный материал, по внешнему виду напоминающий пороизол.

Полиизобутиленовую плёнку УП-50 применяют для герметизации вертикальных и горизонтальных стыков наружных панелей в крупнопанельном домостроении.
Гернит изготовляется из резиновой смеси типа ИР-73-51 в виде пористых герметизирующих прокладок круглого, овального или грушевидного сечения с плёнкой на поверхности.
Основной эксплуатационный показатель пористых резиновых герметизирующих прокладок - высокое эластическое восстановление после сжатия, что обеспечивает герметизацию стыка между панелями при деформации последнего.
Пенополиуретановые герметики изготовляют из пенополиуретановых лент, пропитанных гидррофобным составом на основе синтетических каучуков.
Применяют пенополиурерановые прокладки для герметизации горизонтальных и вертикальных стыков и швов панелей крупнопанельных зданий.

Прокладки резиновые пористые неформовые ПРА-1 представляют собой уплонительно-прокладочный материал с монолитной плёнкой на поверхности. Используются длягерметизации стыков панелей крупнопанельных зданий, а также в качестве уплотнительного материала в различных конструкциях.

14. Элементами каркасного остова здания являются: несущие стойки или колонны, ригели и панели перекрытий и покрытий. В здании с полным каркасом все усилия и нагрузки воспринимаются колоннами, расположенными как по периметру, так и внутри здания, и передаются через фундаменты на грунт основания. В зданиях с неполным каркасом колонны по периметру отсутствуют, поэтому часть нагрузки воспринимается наружными несущими стенами, а часть — внутренним каркасным остовом, состоящим из колонн, балок и перекрытий.

   Сборные железобетонные каркасы из элементов заводского изготовления являются в настоящее время основным типом каркасного остова многоэтажных зданий. В случае необходимости каркасы делают из монолитного железобетона или из стальных прокатных профилей.

   Стойки или колонны сборного железобетонного каркаса принимаются высотой на один или два этажа; сечение колонн подбирается по расчету в зависимости от нагрузок (рис. 43). Колонны по высоте соединяются между собой сварными стыками, для чего верхние и нижние концы колонн снабжаются стальными обоймами, приваренными к арматуре. Колонны можно также соединять между собой, сваривая выпущенные концы продольной арматуры с последующим замоноличиванием стыка.

Рис. 43. а. Общий вид части сборного железобетонного каркаса здания с колоннами на два этажа

   На рис. 43, б показаны колонны на два этажа с закладными деталями различного назначения: обоймы в оголовке и пяте для стыкования колонн, консоли для опирания ригелей и прогонов, уголки для опирания вкладышей. Сборные железобетонные ригели могут быть таврового и прямоугольного сечения.

Рис. 43. б. Сборный железобетонный  каркас - детали сопряжения колонны с ригелями каркаса: 1 — колонна; 2 — уголок для опирания вкладыша; 3 — вкладыш; 4 — стержни для приварки ригеля; 5 — ригели; 6 — оголовок колонны с центрирующей прокладкой

   Узел сопряжения прогона с колонной осуществляется сваркой стальных закладных деталей прогона с выступающими из стойки двутавром и двумя круглыми стержнями. Между стойками вкладываются железобетонные вставки, которые опираются на закладные детали колонн и привариваются к ним. Закладные детали после проверки качества сварки покрываются антикоррозийным составом, а узлы замоноличиваются.

   При невозможности применения сборного железобетона здания возводятся с полным или неполным монолитным железобетонным каркасом. Монолитный остов может иметь монолитные железобетонные перекрытия или только монолитные прогоны, по которым укладываются сборные панели. Система колонн и прогонов образует жесткий каркас.

   Простейший тип каркаса малоэтажного здания состоит из каменных столбов и железобетонных прогонов.

15 Перегородки в жилых домах подразделяются на между комнатные, междуквартирные и перегородки, ограждающие санитарно-технические и кухонные узлы. Междуквартирные перегородки должны иметь повышенную звукоизоляцию. Перегородки, ограждающие кухни и санитарные узлы, должны быть стойкими против увлажнения, гладкими, удобными для мытья.

 

   Перегородки должны опираться на несущие конструкции перекрытия (панели, балки). Они устанавливаются на растворе на прокладки из древесно-волокнистых плит, минеральной ваты. Устанавливать перегородки на чистые полы запрещается. Междуквартирные перегородки выполняют двухслойными (из двух панелей) с воздушной прослойкой» Крупнопанельные междукомнатные перегородки размером на комнату являются наиболее индустриальными. Такие перегородки выполняют из гипсобетона с армированием деревянными рейками, из шлакобетона, керамзитобетона. Крупные гипсобетонные панели изготовляются на заводах способом проката. Толщина панелей между комнатных перегородок 8 см.

   Перегородки из гипсовых или гипсобетонных плит размером 80 X 40 X 8 см устраиваются на месте (рис. 50). Плиты имеют по контуру пазы, которые после установки каждой плиты заливаются гипсовым раствором. Перегородки из гипсовых плит нельзя устанавливать в помещениях с избыточной влажностью, так как при увлажнении гипс теряет свою прочность.

Рис. 50. Перегородка из гипсовых плит

   Во влажных помещениях перегородки выполняются из пустотелых шлакобетонных плит или керамических блоков, в сухих из плит, изготовляемых из ячеистых бетонов, фибролита, камышита. Перегородки из камышитовых плит делают с каркасом из деревянных брусков сечением 5 X 7 еж. Перегородки из фибролитовых и камышитовых плит штукатурятся с обеих сторон, поэтому устройство их трудоемко.

   Кирпичные перегородки устраивают толщиной 1/2 и 1/4 кирпича. Перегородки толщиной 1/2 кирпича, если их высота более 3 м, а длина более 5 м армируются пачечной (обручной) сталью, которая укладывается в горизонтальные швы через каждые шесть рядов кладки; перегородки толщиной 1/4 кирпича армируются не только горизонтальной, но и вертикальной арматурой из пачечной или круглой стали диаметром 4—6 мм. Концы арматуры крепятся к полу, потолку и стенам гвоздями.

   Деревянные перегородки применяются в основном в деревянных домах. В каменных зданиях деревянные перегородки допускаются в жилых домах только высотой не более трех этажей. Деревянные перегородки делаются дощатыми на шипах впритык из вертикальных досок, которые устанавливаются в нижнюю обвязку, опирающуюся на перекрытие.

   При массовом строительстве перегородки одинаковой высоты собирают из заранее заготовленных щитов. Щиты делают из двух и трех слоев досок. Такие перегородки требуют большого расхода древесины и трудоемки в изготовлении.

   Каркасно-обшивные перегородки с засыпкой состоят из стоек, нижней и верхней обвязок и горизонтальной обшивки тесомх (толщиной 1,2—2,5 см). Стойки располагаются через 80—100 см. Для засыпки используется шлак. Каркасные перегородки также обшиваются с двух сторон вместо теса древесно-волокнистыми плитами.

Внутренние стены в здании одновременно выполняют роль несущих и ограждающих конструкций. Внутренние несущие стены воспринимают и передают на фундаменты нагрузки от собственного веса, перекрытий, крыши и др. конструкций. К несиловым воздействиям относится воздушный шум из смежных помещений. Поэтому к внутренним стенам предъявляются комплексные требования прочности, устойчивости и звукоизоляции.

Внутренние несущие стены также должны обладать необходимой огнестойкостью. Внутренние стены гражданских зданий I, II, III классов капитальности должны иметь высокий предел огнестойкости (2 ÷ 2,5 часа), поэтому их выполняют из прочных несгораемых материалов – камня или бетона. В малоэтажных зданиях допускается применять внутренние несущие стены из трудносгораемых материалов с пределом огнестойкости 0,5 часа (например, деревянные оштукатуренные стены).

В промышленных зданиях конструкции внутренних стен проектируются в зависимости от класса помещений по пожаровзрывоопасности.

Конструкции внутренних стен гражданских и промышленных зданий классифицируются по следующим признакам:

1)по материалу: то же, что и для наружных стен (см. п. 3.2.2);

2)по конструктивному решению:

а) однослойные;

б) однослойные с дополнительной облицовкой.

Тип внутренней стены по конструктивному решению определяется исходя из требований звукоизоляции смежных помещений. Если однослойная стена не удовлетворяет требованиям СНиП «Защита от шума», то проектируется дополнительная облицовка стены облегченными панелями на относе (например, гипсокартонные листы по каркасу с относом 50 ÷ 100 мм).

3) по технологии возведения:

а) по традиционной технологии возводятся каменные стены ручной кладки минимальной толщиной 250 мм (из условия опирания перекрытий). В нижних этажах многоэтажных зданий толщина внутренних несущих стен по требованиям прочности может достигать 510 и 640 мм.

Во внутренних стенах, примыкающих к кухням или санитарным помещениям располагают вентиляционные каналы. Толщина таких стен должна быть не менее 380 мм (1,5 кирпича), а сечение каналов 140х140 мм.

б) полносборная технология используется при возведении крупнопанельных и объемно-блочных зданий. При этом толщина панелей внутренних стен назначается по результатам расчета на прочность и расчета на звукоизоляцию (выбирается наибольшая величина). Панели внутренних стен выпускаются толщиной 120, 140, 160, 180 мм. При этом внешний вид панелей зависит от расположения дверных проемов внутри здания (см. рис. 3.25).

Рис. 3.25. Бетонные панели для внутренних стен зданий:

1 – дверной проем; 
2 – затяжка (арматурный стержень)

в) монолитные внутренние стены возводятся в процессе строительства монолитного или сборно-монолитного здания из тяжелого или легкого бетона. Так же, как и для панельных стен их толщина назначается по результатам расчета на прочность и расчета на звукоизоляцию – от 160 до 200 мм.

 

16

Вентиляционные блоки обеспечивают естественную вытяжку вентиляции общественных и жилых зданий с теплым и холодным чердаком. Они применяются в зданиях, имеющих не более 25 этажей (этажи высотой – 2,8 -3,3 м).

Вентиляционный блок представляет из себя элемент объёмной конструкции – своеобразная труба внутри здания. Их, согласно проекту, устанавливают в строящемся здании этаж за этажом, друг на друга. Каждая квартира должна иметь по крайней мере хотя один ветблок.

Внутренние перегородки вентиляционных блоков разделяют воздушные потоки, обеспечивают надежность функционирования вытяжек и защищают от попадания в них посторонних предметов.

Различают вентиляционные блоки и цельномонолитные вентиляционные блоки.

Объемные железобетонные блоки лифтовых шахт собирают из плоских элементов в заводских условиях в несколько этапов. Их применяют при строительстве лифтов:

1.  грузопассажирских – для общественных и жилых зданий;
2.  пассажирских – для жилых домов.

Особое внимание при производстве обращается на качество используемой бетонной смеси.

Шахты лифтов должны быть высокопрочными и выдерживать немалые вертикальные нагрузки. Требуется неукоснительное выполнение всех инструкций, предусмотренных в технических картах. Если этажность дома больше семнадцати, первые 3 этажа монтируются шахтами лифтов, произведенных на основе усиленных марок бетона.

Блоки лифтовых шахт снабжены закладными для крепления направляющей кабины, противовеса, дверей. По высоте шахты, в зависимости от расположения, объемные элементы подразделяют на пять блоков.

18 Перекрытия из мелкоразмерных элементов, применяемые в малоэтажных жилых и общественных зданиях, различаются: по конструктивным признакам — могут быть балочные и плитные ; по материалам — деревянные, железобетонные и железобетонные с керамическими вкладышами; по способу производства работ — сборные, сборно-монолитные и монолитные. Перекрытия подразделяются также на перекрытия с гладким потолком и ребристые. Основной тип балочных перекрытий малоэтажных зданий — по деревянным балкам. Для того чтобы по между этажному перекрытию можно было ходить и ставить мебель, необходимо устроить пол из досок, которые укладывают по лагам, по дощатому настилу или непосредственно по балкам.

Для обеспечения хорошей звуко - или теплоизоляции применяют засыпку или плитные материалы, которые укладывают на накат, располагаемый между балками и опираемый на черепные бруски, прибиваемые к балкам. Простейшая конструкция междуэтажного перекрытия состоит из деревянных стандартных брусковых балок прямоугольного сечения, черепных брусков квадратного сечения, стандартного щитового наката, слоев толя и звукоизоляции, а также дощатого пола, укладываемого по лагам (рис. VI.2 a ; VI.3 б). Все остальные конструктивные решения перекрытий являются разновидностью данной основной схемы. Так, при замене деревянных балок на железобетонные эта принципиальная схема не изменяется: ж/б балки имеют тавровое сечение, т.е. сечение, аналогичное сечению деревянной балки с черепными брусками. По железобетонным балкам укладывают гипсовые или легкобетонные накаты из плит. Применение таких накатов экономит лесоматериалы, снижает стоимость перекрытия и уменьшает трудовые затраты; к недостаткам таких накатов следует отнести их большой вес по сравнению с деревянными накатами. Разновидностями накатов по железобетонным балкам являются легкобетонные или гипсобетонные пустотелые вкладыши высотой, одинаковой с высотой балки (см , рис, VI.2), Применение данных вкладышей в конструкции перекрытия позволяет располагать непосредственно на них пол из рулонных материалов, например из линолеума, предварительно устроив подготовку основания под такой пол. При применении гипсовых или легкобетонных накатов в перекрытиях по деревянным балкам форму черепных брусков делают треугольной (см. рис. VI3 г, д ) — во избежание скалывания концов облегченных плит. Разновидностью основной конструктивной схемы деревянного перекрытия является расположение черепных брусков в средней части балки по высоте (см. рис. VI.2 б). Это делают при увеличении высоты балок или при устройстве ребристого потолка в интерьере помещения; при применении фасонных черепных брусков и фигурной нижней части самой балки используют приемы народного творчества (см. рис. VI.2 б). Расположение дощатого настила поверх балок позволяет получать перекрытия с открытыми балками — т.н. ребристый потолок (рис. VI.2 д ). Применение такой конструкции оправдало себя в чердачных перекрытиях и в перекрытиях санузлов, где желательно балки оставлять открытыми для их проветривания.

Деревянные и железобетонные балки укладывают в перекрытиях на расстояниях друг от друга (в осях) 0,6 м; 0,8 м; 1,0 м. Деревянные балки изготавливают из хвойных пород (сосна, ель, лиственница). Для массового малоэтажного строительства балки рекомендованы двух типов — из цельной и из клееной древесины (см. рис. VI.3 а). Размеры сечения балок и максимальную их длину определяют расчетом. Длина деревянных балок обычно не превышает 6 м. Так, балки из цельной древесины сечением 50 х 150 мм и 50 х 180 мм применяют для пролетов 2,4...3,6 м. Балки из клееной древесины сечением 100 х 180 мм и 100 х 200 мм применяют для пролетов 4,2...6,0 м. Допускается изготовление балок и с большими размерами сечений. Щитовой накат изготавливают типовых размеров с расстоянием между осями балок равным 600 мм. При изготовлении наката обычно используют отходы древесины (горбыли, обрезки досок).

Железобетонные балки таврового сечения для пролетов 4,8 м и 6,0 м изготавливают высотой 220...260 мм, а для пролета 6,6 м — 300 мм. Для предохранения деревянных балок и лаг от загнивания и для просыхания звуко - и теплоизоляционного слоя необходимо предусматривать вентиляцию перекрытий, низкого подполья при полах на лагах и высокого подполья, перекрытие над которым выполнено по балкам. Вентиляция междуэтажных перекрытий и низкого подполья при полах на лагах выполняется через решетки, устанавливаемые в углах комнат, или через щелевые плинтусы (рис. VI. 1 7). С той же целью все деревянные части перекрытия (за исключением балок) не доходят до стен (лаги, щитовой накат, доски пола, паркет), оставляя зазор 5... 10 мм. Для вентиляции подполья в стенах цоколя устраивают продухи размером не менее 250 х 250 мм. Эти продухи на лето открывают для просушки подполья, а на зиму закрывают утепленными деревянными заглушками. Для проветривания деревянных балок перекрытий в санитарных узлах не рекомендуется их снизу закрывать подшивкой; кроме того, в помещении санитарного узла необходима хорошо действующая вентиляция. Перекрытия в санитарных узлах желательно выполнять из железобетонных плит или по железобетонным балкам.

Сборно-монолитная часторебристая конструкция перекрытия с пустотелыми керамическими блоками (вкладышами) применяется в районах, располагающих запасами высококачественных керамических глин. В данной конструкции керамические блоки являются опалубкой и одновременно улучшают звуко - или теплоизоляционные качества перекрытия; забетонированные участки между блоками, в которых расположены арматурные каркасы, являются несущими ребрами-балками, расстояние между которыми определяется шириной блоков-вкладышей. В случае необходимости придания большей прочности и жесткости перекрытию пове рх вкл адышей устраивают железобетонный слой толщиной 30...50 мм, монолитно связанный с железобетонными ребрами-балками, поверх которого располагается пол. Недостатками таких перекрытий являются: сложность бетонирования промежутков между блоками, в которых уложены арматурные каркасы (необходимо применение литого бетона с мелкой фракцией заполнителя), и необходимость устройства опалубки по лесам. При проектировании малоэтажных зданий иногда приходится производить замоноличивание нетиповых участков перекрытий. Такие участки обычно выполняют из железобетона ребристыми — ребрами вверх или вниз (см. рис. VIA a , 6).

В чердачных перекрытиях возможно увлажнение деревянных балок сверху (капель с крыши). Для зашиты балок от увлажнения сверху поверхность теплоизоляции покрывают слоем известкового или шлакоизвесткового раствора толщиной 20...30 мм (см. рис. VI.3 в, д ). Этот слой раствора (стяжка) достаточно паропроницаем и, следовательно, не препятствует выделению водяного пара из перекрытия, попавшего в него из помещения. При конструировании чердачных перекрытий по железобетонным балкам необходимо заботиться о том, чтобы не создавались мостики холода, вызывающие отсыревание внутренних поверхностей потолка. Железобетонные балки, выступающие в зону чердака, необходимо утеплять минераловатным войлоком или обсыпкой из материала, примененного в качестве утеплителя чердака

19 Сборные железобетонные перекрытия

11.03.2013 | Автор: admin

При строительстве частного дома может понадобиться использовать сборные железобетонные перекрытия. Обычно плиты перекрытия используются для разделения этажей, цокольной и мансардной части от жилых помещений. Такие перекрытия должны соответствовать всем нижеизложенным требованиям:

1. Иметь хорошую несущую способность, соответствующую эксплуатационным нагрузкам

2. Не прогибаться под воздействием тяжести

3. Иметь хорошую звукоизоляцию, а также обладать теплозащитными свойствами

4. Быть пожароустойчивыми

Как видим всем этим требованиям, вполне соответствуют сборные железобетонные перекрытия.

Сферы применения

Обычно такой вид перекрытий используется при строительстве домов с использованием кирпича, железобетонных плит, пеноблока. Плиты перекрытия имеют достаточно высокую прочность, огнеупорность, а также долговечность. Полы и потолки благодаря плитам перекрытия получаются практически идеально ровными. Минусом плит является достаточно высокий вес. Поэтому в основном использование сборных железобетонных перекрытий ограничено разделением этажей и цоколя помещения.

Монтаж плит перекрытия

Существуют монолитные и сборные виды железобетонных перекрытий. Сборные перекрытия также делятся, по способу сборки, на сварные и вязанные. Вязаный каркас сделать намного сложнее, для этого плиты перекрытия связываются между собой при помощи вязальной проволоки за специально предусмотренные для этого ушки, находящиеся в плитах перекрытия.

Между плитами сборного железобетонного перекрытия остается зазор, который можно устранить благодаря обычному цементному раствору. В случае необходимости можно сделать цементную стяжку для пола и выровнять потолок, используя гипсовые смеси.

Преимущества использования плит перекрытия

Использование плит перекрытия помогает существенно снизить расходы на строительство, а также осуществить строительные работы в более сжатые сроки. Конечно плиты перекрытия, как уже замечалось, имеют значительный вес, но использование новых сортов бетона помогают сделать сборные железобетонные перекрытия более легкими, также можно использовать при строительстве пустотелые плиты перекрытия. Пустоты в плитах можно использовать для прокладки коммуникаций.

Применение плит перекрытия позволяет равномерно распределить нагрузку между стенами и плитами перекрытия.

Для монтажа плит потребуется привлечь грузоподъёмное оборудование

20Полы по балкам перекрытия

Полы по балкам перекрытия предусматривают использование в качестве несущих элементов балки, служащие основой перекрытия дома. Преимущество таких полов заключается в надежной изоляции конструктивных элементов от грунта. Кроме того, такая конструкция пола служит одним из элементов общего каркаса дома, повышая его прочность и жесткость. Существенный недостаток этих полов заключается (как ни парадоксально) в жестком закреплении несущих балок с венцами дома. Подобная жесткая конструкция обладает повышенной шумностью, так как все звуки и колебания, прикладываемые к полу, передаются через балки перекрытия на стены дома. Поэтому и не рекомендуют устраивать дощатый настил непосредственно по балкам, используя их в качестве лаг. Жесткая фиксация балок в венцах (каркасе) дома неизбежно приведет к повышению уровня шума. Частично избежать этого помогают изолирующее прокладки из пропитанного антисептиком войлока, резины и другие вибропогашающие приспособления. Основным методом борьбы с "шумными полами" является установка поперек балок деревянных лаг, под которые уложены шумопоглощающие прокладки (рис. 95). Изолирующие прокладки снизят уровень шума, передаваемого дощатым настилом ограждающим конструкциям, и полы перестанут быть шумными.

Рис. 95. Деревянные полы по балкам перекрытия:
1 - балки перекрытия; 2 - шумоизолирующие перекрытия; 3 - лаги; 4 - дощатый настил; 5 - паркетный щит

Полы по грунту

Полы по грунту устанавливают по специальной бетонной (асфальтовой) подготовке или на отдельных опорах и не связанны с конструктивными элементами стен (рис.96). Такое конструктивное исполнение позволяет легко изолировать полы от стен дома, а значит снизить передачу звуковых и вибрационных колебаний. Однако такая конструкция полов требует хорошей гидроизоляции, так как влага, присутствующая в грунте, губительно сказывается на деревянных элементах.

Рис. 95. Деревянные полы по балкам перекрытия: 1 - балки перекрытия; 2 - шумоизолирующие перекрытия; 3 - лаги; А - дощатый настил; 5 - паркетный щит

Основанием для столбиков из красного отожженного кирпича может служить бетонная подготовка, щебень, втрамбованный в грунт, уплотненный грунт с ненарушенной структурой. Столбики устанавливают рядами с промежутками, равными расстоянию между лагами и зависящими от толщины дощатого настила. Обычно это расстояние лежит в пределах 50 - 100 см. На столбики укладывают лаги, под которые подкладывают слой толя или рубероида и антисептированные прокладки из обрезков досок толщиной не менее 30 мм. Лаги укладывают в одной плоскости со строгим соблюдением горизонтального уровня Стыки лаг неизбежно должны приходиться на столбики.

Рис. 96. Полы по лагам: 1 - даски пола; 2 - лага; 3 - деревянная подкладка;4 • рубероид; 5 - кирпичный столбик; 6 - утрамбованный щебень

Дощатый настил

Дощатый настил устанавливают из чисто строганных досок хвойных и лиственных пород древесины толщиной 3,5 - 4 см. Для этого сначала устанавливают первые маячные лаги поперек комнаты на расстоянии 2 - 3 см от стены и выверяют по уровню их горизонтальность. Подкладывание клиньев под лаги для их выравнивания не допускается. Если требуется поднятие лаги, то лучше всего для этого применять антисептированные бруски различной толщины, подкладывая их под основание лаги (рис. 97). Выверку точности установленных лаг проверяют рейкой с уровнем, прикладываемым к лагам по всем направлениям. Просветы между лагами и рейкой не должны превы-

Рис. 97. Раскладка лаг: 1 - маячная лага; 2- промежуточные лаги; 3 • прокладки из антисептированных брусков; 4 - уровень чистого пола

шать 3 мм. Между лагами и стенами (простенками) оставляют зазор величиной не менее 8 мм; для возможной их самостоятельной осадки.

Настил крепят к лагам гвоздями, длина которых в 2,5 раза больше толщины досок. Расположение досок настила лучше выбирать перпендикулярно к стене с оконными проемами, но в случае устройства полов по балкам перекрытия, выбирать не приходится. Для настила лучше использовать шпунтованные доски, влажность которых не превышает 15 - 18%. Различают два метода крепления досок.

Обычный (простой) метод заключается в том, что гвозди вбивают с лицевой пласти досок.

21 Основные Покрытием называется совокупность конструктивных элементов, завершающих здание и защищающих его от внешней среды. Наклонные плоскости покрытий, отводящие атмосферную воду, образуют скаты.

Различают следующие виды покрытий:

• по величине уклона: скатные, имеющие уклон более 10°; плоские с уклоном менее 10°;

• по конструктивному решению: чердачные, полупроходные (с высотой чердака 1—1,2 м), с микрочердаком, бесчердачные (совмещенные);

• по условиям эксплуатации:

— крыши-террасы, предназначенные для размещения на них спортивных площадок, соляриев, садов и т. д. ;

— крыши-«ванны», наполняемые водой в летний период и за счет этого уменьшающие перегрев помещений верхних этажей;

— неэксплуатируемые, устраиваемые в большинстве гражданских зданий.

Покрытия зданий должны отвечать требованиям:

• водонепроницаемости и атмосферостойкости;

• прочности и устойчивости;

• долговечности, огнестойкости;

• индустриальности;

• экономичности.

Эксплуатируемые крыши-террасы устраивают, как правило, над бесчердачными крышами с рулонной гидроизоляцией. Пол крыши-террасы имеет горизонтальную поверхность, а кровля — уклон до 25%. Пол эксплуатируемых крыш служит защитным слоем для гидроизоляции. Его выполняют из каменных или железобетонных (иногда облицованных керамической плиткой) плит, свободно уложенных на железобетонные прокладки, установленные на кровле на асфальтовых маяках или по слою кварцевого песка толщиной не менее 30 мм. Для гидроизоляции крыш-террас применяют наиболее долговечные рулонные материалы (гидроизол и др. ), а число слоев изоляции назначают на один большим, чем при неэксплуатируемых крышах. По поверхности рулонного ковра наносят сплошной 2-х мм слой горячей мастики. Битумные мастики антисептируют гербицидами, препятствующими прорастанию растений из случайно занесенных на крышу семян и спор.

222Стропильные несущие конструкции чердачных покрытий

Posted in 

1.  Кровельные материалы и конструкции

Несущими конструкциями чердачных покрытий в гражданском строительстве чаще всего бывают стропила или стропильные системы. По конструктивной схеме их можно разделить на три вида: наслонные, висячие и комбинированные. Наслонные системы представляют собой ряд параллельно расположенных наклонных балок (так называемых стропильных ног), опирающихся нижним концом через подстропильные брусья (мауэрлаты) на наружные и внутренние продольные стены (рис. 1). Расстояние между смежными стропильными ногами принимают в соответствии с конструкцией и несущей способностью нижней, поддерживающей кровлю части крыши — обрешетки. При сплошных или брусчатых разреженных обрешетках оно принимается от 1,2 до 2 м. Для создания опоры под «стропильные ноги в пределах чердака создают конструкции, состоящие из продольного конькового прогона, уложенного по ряду стоек, опирающихся на внутренние опоры здания.   1. Схема наслонных стропил: а — с опиранием стоек на внутреннюю продольную стену; б — то же, на столбы.  2. Схемы деревянных наслонных стропил: а — для односкатных крыш; б — для двухскатных.    При деревянных стропилах расстояние между стойками не следует принимать более 3—4 м, так как иначе необходимо будет (для облегчения работы прогона) усложнить конструкцию путем введения продольных подкосов (см. рис. 1, б). При отсутствии внутренних продольных стен расстояния между стойками соответствуют расстояниям между внутренними поперечными стенами или столбами здания, на которые они опираются. До последнего времени наслонные стропильные системы как в деревянных, так и в каменных зданиях выполнялись из дерева. Попытки выполнить стропила из железобетона не дали положительных результатов. Основные схемы деревянных наслонных стропил для односкатных и двухскатных крыш при наличии одного или двух рядов внутренних опор приведены на рис. 2. Назначение подкосов — уменьшить свободный пролет стропильных ног и тем самым облегчить их работу на изгиб; ригели (схватки) увеличивают поперечную жесткость и устойчивость стропильной системы в целом. Стропильные ноги, подкосы, а также стойки и прогоны делают из брусьев или толстых досок. Наиболее экономичны по расходу лесоматериала дощатые конструкции, однако они подвержены загниванию и опасны в пожарном отношении. Соединения элементов наслонных стропил производят на врубках или (при дощатых стропилах) гвоздях (рис. 3). В местах опирания стропильных ног на каменные стены для закрепления концов стропильных ног и распределения давления на большую площадь каменной кладки укладывают подстропильные брусья (мауэрлаты). Сечение мауэрлатов принимают 180X180 или 200X200 мм. При редкой расстановке стропильных ног мауэрлаты представляют собой короткие брусья (коротыши) длиной 500—700 мм; при частом расположении стропильных ног мауэрлат укладывают по всей длине стены. Для восприятия ветровых нагрузок (отсоса) концы стропильных ног через одну привязывают к стене скруткой из проволоки. Для устройства крыши над карнизной частью стены к концам стропильных ног прибивают гвоздями короткие доски («кобылки»). Кобылки заделывают в кладку стены и, если нужно устроить свес крыши, выпускают за поверхность стены.   3. Детали деревянных стропил: коньковый брус, костыль, кобылка, подкладка, толь, лежень, скобы, ригель, схватка, подстропильный брус.  5. Сборные стропильные конструкции: а —при одной внутренней опоре; б —при двух oпоpaх; в—общий вид.  6. Детали сборных стропил: а – коньковый узел; б — опирание фермочки на стропильный щит; в — карнизный щит; г — средний опорный узел.     Опирание деревянных стоек и подкосов на каменные стены и столбы производят также через короткие или длинные лежни — прокладки из пластин или брусьев (см. рис 1, 3, г, д). Опорные узлы стоек и подкосов поднимают над перекрытием, чем обеспечивают проветривание и удобство наблюдения за их состоянием. Все деревянные элементы стропил в местах соприкосновения изолируют от каменной кладки слоем толя или пергамина. Рассмотренные конструкции деревянных стропил неиндустриальны, так как выполняются на стройке с большой затратой ручного труда. Поэтому разработаны решения сборных стропил заводского изготовления, в большей степени удовлетворяющие требованиям современного индустриального строительства. На рис. 4 показана простейшая сборная стропильная конструкция для зданий небольшой ширины (до 9—10 м). Сборный элемент в ней — щит шириной 1,5—2 м и длиной до 6 м, состоящий из двух стропильных ног, соединенных между собой обрешеткой из брусков или досок. Верхним краем щиты опирают на коньковый брус, лежащий на деревянных стойках, установленных вдоль внутренней стены через 2—3 м. На рис. 5 приведены схемы и общий вид дощатой стропильной конструкции для зданий шириной 10—15 м с одной или двумя внутренними продольными стенами. Основные сборные элементы в ней: опорные брусья, укладываемые на наружные и внутренние стены и служащие для установки и связи стропильных щитов и продольных опорных рам; продольные опорные рамы; стропильные щиты, состоящие из стропильных ног, связанных между собой раскосами, и обрешеткой; стропильные треугольные фермочки; верхние щиты с обрешеткой, укладываемые на фермочки щиты-свесы, представляющие собой настилы из досок; скрепленные снизу дощатыми накладками. При монтаже сборных стропил на каменные внутренние столбы или стены укладывают опорные брусья, а на них вдоль здания устанавливают в наклонном положении продольные рамы. На эти рамы, а также на подстропильные брусья укладывают стропильные щипы, образующие скаты крыши. К концам стропильных ног прикрепляют стропильные фермочки, поверх которых укладывают верхние щиты с обрешеткой. Монтаж заканчивают укладкой карнизных щитов-свесов и ходовых досок по онорвьш брусьям. Все элементы соединяют между собой гвоздями (рис. 6).   4. Простейшие сборные стропила: слева щиты со сплошной обрешеткой, справа с брусковой.  7. Конструкции стропил в вальме.    При четырехскатных или более сложных формах крыш стропильные конструкции усложняются. В местах пересечения скатов вводят диагональные (накосные) стропильные ноги (рис. 7). На них опирают короткие стропильные ноги (нарожники) торцовых скатов (вальм). Следует отметить, что нарожники, чтобы быть в одной плосности со стропильными ногами, должны врубаться в накосную балку. Верхними концами диагональные ноги опирают на консоль конькового бруса или, если прогон отсутствует, на брусок-полочку, прибитый к стропильным ногам в месте их сопряжения у конька (рис. 8, б). Нижними концами накосные ноги опирают на мауэрлаты в месте их стыкования в углу или, что лучше, на специальный коротыш (рис. 8, б). Диагональные ноги имеют большую длину и несут значительную нагрузку, поэтому их приходится поддерживать в пролете промежуточной опорой в виде шпренгельной фермы (см. рис. 7, б и 8, а). Висячие системы. Висячие стропила выполняют обычно деревянными. Применяют их в тех случаях, когда в здании нет внутренних опор. Величина перекрываемых пролетов при этом невелика (до 15 м). Схемы деревянных висячих стропил показаны на рис. 9. При малых пролетах конструкция состоит только из стропильных ног, работающих на сжатие, и затяжки, работающей на растяжение. Затяжка погашает распор от стропильных ног, и стены воспринимают только вертикальные силы. С увеличением пролета конструкция усложняется путем введения ригеля, «бабок», работающих на растяжение, и подкосов, работающих на сжатие. Назначение ригеля — уменьшить величину распора, передаваемого от стропильных ног на стены ими затяжку, и обеспечить общую поперечную жесткость системы. Бабки служат для облегчения работы затяжек, бабки защемляют верхним концом между стропильными ногами и к ним снизу подвешивают с помощью металлических креплений затяжки (рис. 10). Подкосы упирают нижними концами в бабку, а верхними подпирают в пролете стропильные ноги, облегчая таким образом их работу на изгиб. Стропила указанных типов изготовляют из брусьев, соединение их элементов производят врубками. Стропила малых пролетов (до 7- 8мм) могут быть изготовлены из досок с соединением элементов гвоздями. Опирание висячих деревянных стропил на каменные стены производят через деревянные подкладки. Комбинированные системы. Для устройства крыши расстояние между установленными на место висячими стропилами, как и между стропильными ногами в наслонных системах, не должно превышать 2 м. Однако висячие стропила трудоемки в изготовлении и обходятся значительно дороже наслонных. Для снижения стоимости покрытий иногда прибегают к устройству комбинированных стропильных систем, состоящих как из висячих, так и наслонных элементов (рис. 11). Стропильные ноги висячих стропил, установленные на расстояниях 3—6 м друг от друга, поддерживают коньковый прогон и прогоны, на которые с двух сторон опирают концы наслонных стропильных ног. Расстояния между наслонными стропильными ногами принимают 1,2—2 м. Подвесные чердачные перекрытия. При висячих стропильных системах чердачные перекрытия подвешивают к затяжкам. Недостаток подвесных перекрытий — их зависимость от поведения стропильных систем. Всякие деформации стропил, вызываемые температурными влияниями, нагрузками от снега, ветра и т. п., передаются в некоторой степени подвесному перекрытию и могут вызвать его расстройство (например, растрескивание штукатурки потолка). Поэтому стропильным конструкциям следует придавать большую жесткость и отказываться от штукатурки потолка, заменяя ее обшивкой профилированными досками, органическими листовыми материалами и т. п.    8. Детали стропил: а — узел опирания накосной ноги на шпренгель; б — опирание накосных ног на стропильные ноги; в — то же, на мауэрлат; г — врубка нарожников.  9. Схемы деревянных висячих стропил: ригель, схватка, коньковый узел, бабка, затяжка.  10. Детали деревянных висячих стропил: а— опорный узел; б — коньковый узел; в — нижний узел в стыке затяжки.  11. Стропильная конструкция комбинированной системы.

23 Наиболее широкое применение в строительстве получили следующие конструктивные решения крыш: чердачные и совмещенные бесчердачные.

Влажностное состояние материалов крыш является одним из важнейших факторов, определяющих их долговечность и теплозащиту. Постоянным источником увлажнения является влага, поступающая в парообразном состоянии из воздуха помещений в холодный период года. Известно, что прохождение водяных паров через толщу утеплителя приводит к увлажнению материала и потере требуемых теплозащитных качеств конструкций. При устройстве достаточной внутренней пароизоляции и наличии свободного выхода влаги из конструкции увлажнения не происходит.

  

Рис. 7.1. Внешние воздействия на покрытие 1 — постоянная нагрузка (собственный вес); 2 — временные нагрузки (снег, эксплуатационные нагрузки); 3 — ветер (отсос); 4 — температура наружного воздуха; 5 — солнечная радиация; б — ветер (давление); 7 — атмосферные осадки; 8 — химические агрессивные вещества, содержащиеся в воздухе; 0 — движение воздушных потоков в чердачном пространстве; 10 — влага, содержащаяся в воздухе чердачного пространства; — температура воздуха чердачного пространства

Необходимо отметить, что конструкция чердачного перекрытия по сравнению с совмещенной бесчердачной крышей находится в более благоприятных влажностных условиях. Влага, прошедшая через чердачное перекрытие, поступает в воздушное пространство чердачного помещения и через слуховые окна и приточно-вытяжные отверстия выходит наружу (рис. 7.2). Оптимальные размеры приточ-но-вытяжных отверстий приведены в табл. 7.1.

В бесчердачных покрытиях необходимо устройство внутреннего пароизоляционного слоя, предохраняющего утеплитель от увлажнения. Для удаления влаги, попавшей в толщу утеплителя, следует устраивать в ее верхней части вентилируемые воздушные прослойки в виде прямоугольных или цилиндрических каналов (рис. 7.3), по которым скопившая влага сможет уйти из совмещенного покрытия. Без этих вентиляционных каналов выход влаги значительно затруднен, и она скапливается под гидроизоляционным ковром в виде конденсата.

 

Рис. 7.2. Вентиляция чердачного пространства
а — двухскатная чердачная кровля с вытяжным и приточно-вытяжными отверстиями; б — двухскатная чердачная кровля со слуховым окном, решет-ками-жалюзн и приточно-вытяжными отверстиями; в — односкатная кровля с приточно-вытяжными отверстиями; г — односкатная кровля со слуховым окном и приточно-вытяжными отверстиями; д — двухскатная кровля с приточно-вытяжными отверстиями; е — кровля с внутренним водостоком и приточно-вытяжными отверстиями


В зимнее время в период оттепели наблюдается резкий переход от минусовой к плюсовой температуре наружного воздуха. Скопившаяся под гидроизоляционным ковром влага при минусовых температурах замерзает и превращается в лед (рис. 7.4). При положительных температурах она оттаивает. Такое попеременное замораживание и оттаивание влаги в материале приводит к разрушению сцепления между гидроизоляционным ковром и цементно-песчаным слоем стяжки. Вследствие этих процессов разрушается кровля в совмещенном бесчердачном покрытии. Кроме того, повышение влажности теплоизоляционных материалов приводит к увеличению его коэффициента теплопроводности и снижению теплозащитных свойств совмещенного покрытия.

Рис. 7.3. Бесчердачные покрытия с вентилируемыми каналами
1 — кровля; 2 — легкий бетон; 3 — вентлнриуемые цилиндрические каналы; 4 — железобетонная плита; J — вентилируемая воздушная прослойка; б — утеплитель; 7 — несущая железобетонная плнта

Рис. 7.4. Образование льда под кровельным ковром бесчердачного покрытия
а — проникновение водяных паров из внутреннего помещения через бесчердачное перекрытие и их конденсация под гидроизоляционным ковром; б — отрыв гидроизоляционного ковра от перекрытия в результате расширения замерзшей воды; 1 — кровля; 2 — стяжка; 3 — керамзитобетонные плиты; 4 — железобетонные плиты

25 Одноэтажные промышленные каркасные здания могут иметь полный или неполный каркас. В зданиях с полным каркасом все вертикальные нагрузки воспринимают колонны. Наружные стены, являясь ограждающей конструкцией, несут нагрузку только от собственного веса (самонесущие стены).

   В зданиях с неполным каркасом колонны крайних (наружных) рядов отсутствуют, наружные стены, являясь одновременно несущими и ограждающими конструкциями, в этом случае воспринимают часть вертикальных нагрузок от покрытия.

 Рис. 64. Сборные железобетонные фундаменты под колонны каркаса здания. а — одноблочный; б — из нескольких блоков.

   Железобетонные или стальные колонны связаны в поперечном направлении балками или фермами покрытий. Образующиеся таким образом рамы каркаса связываются между собой в продольном направлении плитами, прогонами, ветровыми связями, подкрановыми и обвязочными балками.

   Колонны каркаса устанавливаются на отдельные сборные железобетонные фундаменты стаканного типа. Такие фундаменты могут быть цельными или составными из отдельных блоков (рис. 64). Сборные фундаменты укладывают по щебеночной или бетонной подготовке толщиной 10 см.
 
   Для опирания колонны в теле фундаментного блока имеется соответствующее углубление — «стакан». При изготовлении блока фундамента в бетон закладываются петли из круглой стали для захвата фундамента краном при монтаже.
 
 
   Составной фундамент собирается из железобетонной плиты и железобетонного подколонника стаканного типа. Подколонник укладывают на растворе и скрепляют с плитой путем сварки закладных стальных деталей.

Рис. 65. Сопряжение колонн с фундаментом. а — на болтах;  б — шарнирное.

   Колонна, установленная в «стакан» фундамента, после выверки замоноличивается (заделывается бетонной смесью). Применяется также способ соединения колонны с фундаментом без «стакана», заключающийся в установке колонны на закладные части фундаментов и закреплении анкерными болтами (рис. 65).

   Фундаментные балки служат для передачи нагрузки от наружных и внутренних стен здания на фундаменты, они укладываются на
обрезы фундаментов. Фундаментные балки могут быть прямоугольного, трапецеидального и таврового сечения. Чтобы выдержать расположение балок на заданной отметке, их укладывают на бетонные столбики, устанавливаемые на обрезы фундаментов колонн (рис. 66). Верхние грани балок располагают на 5 см ниже уровня пола помещения.

Рис. 66. Опирание фундаментных балок. 1 - балка; 2 — стена; 3 — бетонный столбику; 4 — колонна.

   Прверх фундаментных балок укладывают гидроизоляцию из двух слоев рулонного материала на мастике. Зазоры между торцами балок и между балками и колоннами заполняются бетонной смесью. Фундаментные балки с боков и снизу засыпают шлаком, чтобы предотвратить промерзание пола вдоль наружных стен. Снаружи здания вдоль фундаментных балок устраивают отмостку или тротуар.
 
   Колонны одноэтажного здания, закрепленные в фундаментах, вместе с элементами покрытий образуют каркас, способный обеспечить пространственную жесткость и устойчивость здания.

   Сборные железобетонные колонны для зданий без мостовых кранов имеют прямоугольное поперечное сечение, изготовляются по типовым чертежам и применяются при шаге колонн 6—12 м и при пролете здания 12—24 м (рис. 67). В зданиях, оборудованных мостовыми кранами, применяются колонны с консолями. Сечение этих колоннниже консолей, поддерживающих подкрановую балку, больше, чем сече¬ние надкрановой части, которая несет меньшую нагрузку. Крайние колонны для опирания подкрановой балки имеют одну консоль; средние — две кон¬соли  (рис. 67, б).

Рис. 67. Сборные железобетонные колонны. а — крайняя и средняя колонны для бескрановых пролетов; б — то же, крайняя и средняя колонны для пролетов с мостовыми кранами; в — то же, двухветвевые ступенчатые колонны.

   По конструктивному оформлению колонны подразделяются на одноветвевые и двухветвевые. Одноветвевые колонны имеют прямоугольное поперечное сечение, высота их колеблется от 9,4 до 11,8 м. Двухветвевые колонны состоят из двух ветвей сечением 20 X 40 см, соединенных распорками, применяются они в зданиях с пролетами 18 — 24 — 30 м, оборудованных кранами, высота их колеблется от 10,8 до 18м (рис. 67, в).

   Применяют также составные колонны, отдельные части которых соединяются до монтажа или монтируются раздельно.
Сопряжение колонн с элементами каркаса осуществляется с помощью болтов и сварки стальных закладных деталей с последующим бетонированием (замоноличиванием) узлов соединения.

   Колонны имеют стальные закладные детали для крепления ферм или балок покрытия, подкрановых балок, различных технологических устройств, рабочих площадок (рис. 68). В колоннах крайних рядов предусматриваются закладные стальные детали для крепления к ним панелей наружных стен.

   В качестве подкрановых балок применяют железобетонные сборные таврового и двутаврового сечения в основном предварительно напряженные балки (рис. 69). Нижние закладные детали по концам балок привариваются к опорным листам консолей колонн. Сверху балки крепят к колоннам приваркой накладок к закладным деталям балок и колонн. Отдельные балки в стыках соединяются между собой также приваркой к закладным деталям стальной полосы. Зазоры между торцами балок заполняются бетонной смесью.
 
   По подкрановым балкам на пакеты, состоящие из швеллера и дубового антисептированного бруса, укладываются подкрановые пути. Брус плотно охватывается полками швеллера и снизу промазывается битумом. На пакет укладывается рельс, который после предварительной выверки крепится болтами к подкрановой балке. Для пропуска болтов в балку при ее изготовлении закладываются отрезки стальных труб (рис. 70). Деревянный брус подливают бетонной смесью на мелком гравии, а рельс после окончательной выверки приваривают к швеллеру. В торцах здания на подкрановых балках устраивают упоры для мостовых кранов, состоящие из стального каркаса, в верхней части которых укреплены по два дубовых бруса.

Рис. 68. Крайняя колонна кранового пролета с закладными деталями. 1 — стальной лист с анкерами для крепления балок покрытия; 2, 3 — то же, для крепления подкрановых балок; 4 — то же, для крепления стеновых панелей.

Рис. 69. Подкрановая железобетонная балка. 1 — стальные накладки для крепления балок между собой и к колоннам; 2 — стальная закладная деталь консоли; 3 — то же, балки; 4 — то же, колонны; 5 — заделка бетоном.
 
   На обвязочные железобетонные балки опираются наружные ненесущие стены промышленных зданий. Они применяются также в качестве перемычек над проемами и в стенах. Обвязочные балки опираются на наружные консоли железобетонных колонн или крепятся к колоннам болтами с шайбами, хомутами или приваркой к закладным деталям в колоннах. Применяют обвязочные балки прямоугольного сечения при толщине стен 25 см и с четвертью (с полкой) при толщине стен более 25 см.
 
   Основными несущими конструкциями покрытий одноэтажных промышленных зданий являются в зависимости от величины перекрываемых  пролетов — железобетонные крупноразмерные плиты, железобетонные односкатные и двухскатные балки, фермы, арки и пространственные конструкции. Для пролетов 6, 9 и 12 м в качестве несущих конструкций применяют железобетонные плиты (рис. 71).

Рис. 70. Устройство кранового пути (разрез). 1 — подкрановая балка; 2 — рельс; 3 — опорный швеллер; 4 — брус; 5 — крюк; 6 — болт; 7 — бетонная  подливка.

   Для пролетов 12 и 18 м применяют балки с предварительно напряженной арматурой. Балки имеют тавровое и двутавровое поперечное сечение. Для уменьшения веса балки изготовляют с круглыми отверстиями в стенках. Балки при значительной длине обладают большим весом, что усложняет их изготовление и перевозку.

   Для перекрытий пролетов 18—30 м применяют сборные предварительно напряженные железобетонные фермы, состоящие из двух полуферм. Обе половины фермы соединяются стальными накладками, которые привариваютсяк закладным деталям. Большепролетные фермы могут собираться из отдельных блоков (рис. 72). Укрупнительная сборка ферм производится на строительной площадке.

Рис. 71. Несущие конструкции покрытий. а — железобетонная ребристая плита; б — типы сборных железобетонных одно- и двухскатных балок

   Сборные железобетонные арки являются более экономичными конструкциями, чем железобетонные фермы. Различают арки двухшарнирные, имеющие шарниры только на опорах, трехшарнирные, имеющие, кроме опорных, шарнир в середине пролета (в замке), и бесшарнирные. Двух- и трехшарнирные арки имеют затяжку для восприятия распора (рис. 73), бесшарнирные арки выполняются без затяжек.

Рис. 72. Сборные железобетонные фермы. а — составная; б — цельная предварительно на пряженная.

28 Фермы покрытия используются в одно и многопролетных зданиях с ж/б или стальными колоннами длиной 18,24,30,36 м., шаг колонн принимается 6,12 м. состоят из самой фермы и опорных стоек. Опирание фермы на колонны или подстропильные фермы приняты шарнирными.

Изготавливаются трех типов: с параллельными поясами, полигональные, треугольные.

Конструкции ферм:

-Фермы с параллельными поясами пролетом 18 м. имеют уклоны 1,5 % только верхнего пояса, остальные как верхнего, так и нижнего поясов. Высота фермы на опоре 3150 мм.- по опушкам, и 3300 мм.-полная высота со стойкой, номинальная длина меньше пролета на 400 мм. ( по 200 мм крайних отсеков).

Ж/б плиты непосредственно опираются на верхний пояс стропильной фермы, усиленной накладками в местах опирания и привариваются. В покрытиях с проф. настилом  применяют прогоны длиной 6 м., которые устанавливаются на верхний пояс и крепятся болтами, решетчатые прогоны длиной 12 м. привариваются.

-Фермы из круглых труб (экономичнее на 20%, менее повержены коррозии из-за отсутствие щелей и пазух) серия 1,460-5. предназначены только под проф. настил, нижний пояс горизонтален, верхний с уклоном 1,5%, высота на опоре 2900 мм., полная 3300, 3380 мм., номинальная длина также на 400 мм. короче.

-Фермы с уклоном верхнего пояса 1:3,5 (треугольные), предназначены для однопролетных бесфонарных, неотапливаемых складских помещений с наружным водоотводом, серия ПК-01-130/66 для покрытия с прогонами.

 

Подстропильные фермы запроектированы с параллельными поясами, высота по обушкам 3130 мм., полная 3250 мм. Опорную стойку подстропильной фермы выполняют из сварного двутавра со столиком в нижней части для опирания стропильных ферм.

Подстропильные конструкции пролетом 12 м устанавливают на ж/б или стальные фермы. Пролетом 18,24 м только на стальные.

29 Пространственные покрытия представляют системы, образуемые из тонкостенных оболочек (тонких плит) и контурных конструкций (бортовых элементов, опорных колец, диафрагм в виде балок, ферм, арок, брусьев и т. п.). Оболочкам придают очертания криволинейных поверхностей или многогранников.

Тонкостенные пространственные покрытия применяют с использованием в них (рис. XIV. 1, а—ж):

Цилиндрических оболочек и призматических складок;

Оболочек вращения с вертикальной осью (купола);

Оболочек двоякой положительной и отрицательной гауссовой кривизны, преимущественно прямоугольных в плане;

Составных оболочек, образованных из нескольких элементов, по форме пересекающихся криволинейных поверхностей.

Особое место занимают волнистые своды, т. е. многоволновые или многоскладчатые покрытия в виде сводов (складок) с малыми размерами волны по сравнению С. ДЛИНОЙ пролета (рис. XIV. 1, з), а также висячие покрытия (на вантах), весьма разнообразные по форме в пространстве и в плане (две схемы представлены на рис. XIV.1, и, к).

В практике находят применение многие другие разновидности тойкостенных пространственных покрытий.

Тонкостенные пространственные покрытия особенно целесообразны при строительстве производственных и гражданских зданий в условиях, когда требуется перекрывать помещения больших размеров (порядка ЗОХ ХЗО м и более) без промежуточных опор. Впрочем, их успешно применяют и при меньших пролетах.

В пространственных покрытиях благодаря работе конструкции в обоих направлениях в плане достигаются лучшее использование материалов, его существенная экономия, значительное уменьшение собственного веса в сравнении с покрытиями из плоских элементов (кровельных панелей, ферм, балок, арок, подстропильных конструкций). Пространственные покрытия обладают особой архитектурной выразительностью.

Рнс. XIV.1. Характерные схемы наиболее часто применяемых тонкостенных пространственных покрытий

А — с цилиндрическими оболочками; б — с призматическими складками; в — с оболочками с вертикальной осью вращения (купола); г — с оболочками двоякой положительной гауссовой кривизны, прямоугольными в плане; д — с оболочками двоякой отрицательной гауссовой кривизны, прямоугольными в плане; е — с составными оболочками нз прямоугольных в плане элементов; ж — то же, из треугольных элементов; з — в виде волнистых сводов; и — висячего ти- fta с поверхностью однозначной кривизны; к — то же, разнозначной Кривизны; 1 — оболочка; 2 — диафрагма; 3 — бортовой элемент; 4— Мемент складки; 5 — опорное кольцо; 6 — элемевт оболочки; 7—• !■■ волна свода; 8 — висячая оболочка

За рубежом тонкостенные пространственные покрытия возводят главным образом в виде монолитных кой-' струкций с применением на строительной площадке лесов и опалубки.

В Советском Союзе пространственные покрытия осуществляются преимущественно сборными, что отвечает принципу индустриализации строительства.

Тонкостенные пространственные железобетонные оболочки появились в 20-х годах текущего столетия. В СССР первые цилиндрические железобетонные оболочки построены над резервуаром для воды в Баку (1925 г.), затем в зданиях Харьковского почтамта (1928 г.), Московской автобазы (1929 г.), Ростовского завода сельскохозяйственных машин (1931 г.) и впоследствии на многих других объектах. Первый железобетонный купол был сооружен над Московским планетарием (1929 г.), позже купола сооружались над Новосибирским городским театром (1934 г.), Московским театром сатнры (1939 г.) и т. д.

По мере развития строительной индустрии тонкостенные пространственные конструкции непрерывно совершенствовались.

В последнее время построено много оригинальных сборных пространственных покрытий различных форм в Ленинграде, Красноярске, Киеве, Москве и других городах.

Принтом все шире практикуется предварительное напряжение контурных конструкций и угловых зон оболочек, используются легкие бетоны, изготовляются сборные пространственные панели-оболочки на пролет (цилиндрической формы—КЖС, гиперболической и др.), применяются армоцементиые пространственные конструкции, а также железобетонные оболочки в сочетании со стальными диафрагмами и др.

Поверхности двоякой кривизны могут быть образованы способом вращения некоторой плоской кривой (образующей) вокруг оси, находящейся вместе с ней в одной плоскости (рис. XIV. l.s), или способом переноса, т. е. поступательным перемещением плоской образующей по параллельным направляющим (рис. XIV.1,2). Поверхность двоякой кривизны может быть получена также перемещением плоской кривой (в частном случае — прямой) по двум непараллельным непересекающимся направляющим (рис. XIV. 1,д).

Для покрытий чаще всего применяют пологие обо - чки с подъемом поверхности не более '/б—'/б доли бого размера основания.

Криволинейная поверхность положительной гауссовой ивизны характеризуется тем, что центры кривизн дуг ех нормальных сечений, проведенных через каждую чку, лежат по одну сторону поверхности. Если эти ентры расположены с обеих сторон, то такая поверх - Вость называется поверхностью отрицательной гауссовой рривизны.

1 Исследованиями установлено, что пространственные шокрытия с применением оболочек, подобно другим железобетонным конструкциям в начальной стадии загру - ркения (до образования трещин в бетоне растянутых рон), деформируются упруго. После образования тре - Іцин по мере роста нагрузок и напряжений в бетоне и рірматуре в них нарастают неупругие деформации вплоть |fco стадии предельного равновесия. Хорошо изучены оболочки в упругом состоянии. Исследования в неупругом состоянии и в стадии предельного равновесия еще не (завершены; они перспективны тем, что позволяют повысить надежность и экономичность конструкций.

В общем случае в нормальных сечениях оболочек возникают нормальные силы и Щ, сдвигающие силы Nnl и Nin, изгибающие моменты Мп и Mi, поперечные силы Q„ и Q| , крутящие моменты Нп и Ні (рис. XIV.2).

I Рис. XIV.2. Усилия, действующие в оболочке

В — схема оболочки; б — элемент оболочки и его проекция едииич - вых размеров с компонентами, определяющими его напряженное со - f стояние

Им соответствуют проекции усилий в элементе единичных размеров в основании оболочки Nx и Ny, Nxy и NyXt Qx и Qy, Мх и Му, Мху и Мух. Все эти величины относятся к единице длины сечения.

Тонкостенные оболочки имеют малую жесткость на изгиб в сравнении с жесткостью против действия сил, развивающихся в срединной поверхности. Поэтому внешние нагрузки, действующие перпендикулярно срединной поверхности, воспринимаются преимущественно силами

, N|, Wng. Поэтому в большинстве оболочек, загруженных общими для покрытия нагрузками (собственный вес, снег), почти по всей области оболочки возникает безмоментное напряженное состояние, а полное напряженное состояние — лишь в отдельных зонах там, где происходит заметное искривление срединной поверхности оболочки. Это искривление наблюдается в местах примыкания оболочки к контурным конструкциям, резкого или скачкообразного изменения нагрузки, резкого или скачкообразного изменения кривизны поверхности, а также в зонах приложения местных нагрузок (сосредоточенных на малых площадях).

Безмоментное напряженное состояние тонкостенных пологих оболочек (см. рис. XIV.2) описывается уравнением равновесия на ось oz нагрузки и внутренних усилий, отнесенных к элементу единичных размеров основания оболочки

Ky д2ф/3*2 + kx д/ду2 — 2kХу д2 <р/дх ду =- q, (XIV. I)

Где q — нагрузка, непрерывно распределенная по поверхности оболочки и нормальная к ней.

Функция напряжений ср (х, у) в уравнении (XIV. 1) связана с внутренними усилиями оболочки зависимостями

Л'х=д2ф/діA Ny = 32<p/d*2, Nxy=- d2<f/dxdy. (XIV.2)

Кривизны поверхности kx, ky в направлении осей ох и оу и кривизна кручения поверхности kxy равны:

Kx = д2 г/дх2, kv = дЧІду1, kxy = д2г/дх ду. (XIV.3)

В зонах местного изгиба во многих случаях прогиб срединной поверхности w зависит только от одной координаты, например вдоль осн ох; тогда полное напряженное состояние приближенно описывается уравнением

— Dd* w/dx* + kxNx + ky Ny + 2kxy Nxy =— q. (XIV.4)

Десь D — цилиндрическая жесткость оболочки на из« иб;

D = E//(1 — v2)«Јft3/12, (XIV. 5)

?где Л — толщина оболочки; v—коэффициент Пуассона, равный для. Сетона v=l/6.

1 На стадии определения конструктивного решения пространственного покрытия целесообразно применять 'приближенные способы расчета. При рабочем проектировании, в особенности при расчете перемещений, следует пользоваться более точными методами, учитывающими образование трещин в бетоне, неупругие свойства "бетона и высокопрочной арматуры, податливость стыковых соединений элементов сборных конструкций и др., "применяя, например, методы конечного элемента, ориентированные на реализацию вычислений посредством ЭВМ. Впрочем, при определении внутренних сил и мо - 1 ментов в тонкостенных оболочках многие приближенные способы расчета дают вполне приемлемые результаты, часто с точностью выше реальных допусков, практикуемых при подборе толщины оболочки, сечений арматуры.

30  Структурные конструкции представляют собой решетчатые системы покрытий на ячейку, соответствующую размерам сетки колонн: 12х12, 18х12, 24х12, 24х24 м и т. д. Их выполняют из линейных элементов, пирамид, а так же длинномерных плоских или пространственных ферм. Связующим звеном решетчатых систем является соответственно в первом случае - узловые элементы, во втором - плоские треугольники, в третьем - линейные элементы. Структурные конструкции, как правило, монтируют укрупненными блоками.

Укрупнительная сборка. Методы укрупнительной сборки и монтаж пространственных конструкций зависят от их конструктивных особенностей и объемно-планировочных решений возводимых зданий. Блоки покрытия типа "ЦНИИСК" собирают на стендах у места подъема или в стороне от места монтажа, либо на конвейерной линии с последующей доставкой блока в зону монтажа.

На стенде у места подъема работы ведут в такой последовательности. Устанавливают торцевые фермы и элементы нижнего пояса. Собирают элементы верхнего пояса и последними - наклонные элементы, примыкающие к нижним и верхним поясам. Каждый блок укрупняют от середины к краям. Гайки болтовых соединений закручивают гайковертами. Точность сборки регламентируется следующими отклонениями от проектных размеров (мм): по ширине блока - 3; по длине блока для сторон длиной 18 м - 6; 24 м - 7; для диагоналей при длине сторон 18 м - 9; 24 м - 10; разность отметок опорных узлов - 10.

На стенде в стороне от места монтажа работы ведут в той же последовательности, а затем укрупненный блок перемещают на стендовых тележках в зону монтажа; на освободившемся месте начинают укрупнительную сборку следующего блока.

Блоки покрытия типа "Кисловодск" (30х30 м) укрупняют у места монтажа в такой последовательности (рис.8). На выверенных по высоте и в плане опорах 2 наносят оси 3 и 5 блока, устанавливают и выверяют четыре сборочные опоры 1. Собирают центральную часть блока размером 9х9 м. Затем блок укрупняют до 21х21 м. Опоры снимают и переставляют в новое положение. Кроме того, дополнительно устанавливают четыре опоры 6. Блок укрупняют до проектных размеров. Чтобы узлы блока не провисали, кроме опор под каждый нижний узел устанавливают временные прокладки.

Рис.8. Последовательность сборки блоков покрытия типа "Кисловодск"

а - центральная часть блока: блоки, укрупненные до размеров, м : б - 21x21, в - 30x30

Сборку ведут от центра к краям, последовательно присоединяя сначала элементы нижнего пояса, наклонные элементы с узловыми деталями верхнего пояса и, наконец, элементы верхнего пояса. На протяжении сборки следят, чтобы в резьбовые отверстия узловых элементов не попадали песок и грязь, очищают от смазки поверхности шестигранных муфт и резьбу высокопрочных болтов и обрабатывают их железным суриком. Высокопрочные болты затягивают ключом с крутящим моментом 20 Нм. Плотность примыкания шестигранной муфты к поверхности узловых элементов проверяют щупом толщиной 0,2 мм. После сборки и выверки укрупненного блока устанавливают прогоны и профилированный настил, а при необходимости и балки путей подвесного транспорта.

Блоки покрытия типа "ЦНИИСК" монтируются самоходными кранами. Схемы движения кранов и последовательность установки блоков может быть различной. Например, гусеничный кран, передвигаясь поперек здания, поочередно монтирует блоки в трех пролетах. Укрупненные блоки в рабочую зону крана подают на стендовых тележках или другим способом. Каждый блок монтируют на заранее установленной позиции. Блоки можно устанавливать и попролетно. В этом случае их укрупняют непосредственно у мест монтажа. Стропуют блоки в четырех узловых точках - в узлах опирания. Для закрепления захватных устройств в опорных узлах блока сделаны фасонки с отверстиями.

Блоки покрытия типа "Кисловодск" в проектные положения поднимают кранами (башенными, гусеничными, автомобильными) или шеврами. Часто я монтажа используют два крана (рис.9), которые размещают с двух противоположных сторон блока покрытия. Краны выбирают с одинаковыми техническими характеристиками. Траверсы устанавливают в определенных местах на нижних узлах блока (места строповки указывают в ППР). Масса поднимаемого блока должна равномерно распределяться на четырех точках подъема. Металлическую балку траверсы подводят под узловые элементы нижнего пояса и закрепляют болтами. Элементы нижнего пояса блока пропускают между фасонками балки, к которым прикрепляют два универсальных стропа.

Рис.9. Схема монтажа блока покрытия типа "Кисловодск" двумя кранами

1 - монтажный кран, 2 - строп, 3 - траверса, 4 - оттяжка, 5 - временная опора

Надежность узлов строповки и траверс проверяют, подняв блок от земли на 15-20 см и выдерживая его в подвешенном состоянии 15-20 мин. Затем блок поднимают на высоту 2,4-2,5 м, а с каждой стороны его устанавливают временные металлические опоры 5, опирают монтируемую конструкцию на опоры и прикрепляют к ней с нижней стороны четыре опоры капителей. При этом стропы траверсы должны находится в натянутом состоянии. Блок с капителями перемещают выше опорных частей колонны на 0,2-0,4 м.

Наводку на опоры первого блока корректирует бригадир, находящийся на специальной лестнице. Контроль за установкой второго и последующих блоков бригадир может осуществлять, находясь на ранее смонтированном блоке. После совмещения вертикальной оси колонн и капители блок опускают в проектное положение.

Узел опирания крепят сразу же после установки блока с лестниц, навешенных на оголовки колонн. Опорные элементы капители приваривают к оголовку колонны крепят другим способом.

Блоки покрытия типа "Кисловодск" можно монтировать также с помощью двух шевров, устанавливаемых с двух его противоположных сторон (рис.10). Такой метод монтажа чаще всего применяют в отдаленных районах, а также если нет кранов требуемых параметров. В наклонном положении шевры 2 удерживают расчалками 6 с винтовыми стяжками 11. Расчалку крепят к накладному якорю 9. Опорные части шевра соединяют между собой тягой 10 из стального каната, которую натягивают с помощью винтовой стяжки.

Рис.10. Схема монтажа блока покрытия типа "Кисловодск" двумя шеврами

1 - блок покрытия, 2 - шевр, 3 -строп, 4 - временные опоры, 5 - оттяжка из стального каната, 6 - расчалка шевра, 7 - накладной якорь, 8 - электролебедка, 9 - накладной якорь, 10 - винтовая стяжка

Блоки покрытия перемещают с помощью грузовых полиспастов, шарнирно прикрепленных к оголовкам шевров, и двух электролебедок 8, расположенных вблизи якорей. Вначале блок поднимают на высоту, достаточную для постановки капителей. Как и при монтаже с помощью кранов, на время прикрепления капителей блок опирают на временные опоры. На опоры колонн блок наводят с помощью натяжных устройств, закрепленных по углам блока. При установке блока добиваются, чтобы вертикальная ось колонны совместилась с осью капители. Допускаемые отклонения от фактического положения стальных колонн не должны превышать следующих величин /мм/: отклонение отметки верха колонн - ±10; смещение осей колонн относительно разбивочных осей (в нижнем сечении) - ±5; отклонение оси колонны от вертикали в верхнем сечении - 5; отклонение фактического положения опорных узлов блока от осей установленных колонн 10.