Стены с применением несъемных опалубок

Г

В.А. Пономарёв. АРХИТЕКТУРНОЕ КОНСТРУИРОВАНИЕ

номерных деформаций основания, от изменений темпе­ратуры наружного воздуха, от горизонтальных силовых воздействий из плоскости стен (от ветра).

Передачу усилий сжатия осуществляют различными способами, применяя четыре типа горизонтальных сты­ков [рис. 11.68): контактный, платформенный, комби­нированныйи монолитный.

В контактном стыке усилия передаются через слой цементно-песчаного раствора непосредственно от пане-

ли на панель, в платформенном - через опорную часть плит перекрытий, в комбинированном - и через раствор­ный шов, и через плиты перекрытий, в монолитном - че­рез бетон замоноличивания стыка.

Контактный горизонтальный стык с опиранием плит перекрытий на стеновые панели «пальцами» (специаль­ными опорными выступами плит, рис. 11.68 а) обладает максимальной несущей способностью. Его применяют для наиболее нагруженных стен различной конструкции.

Профилированный платформенный стык {рис. 11.68 в) предусматривают для наружных стен из трехслойных па­нелей с гибкими связями.

Плоский комбинированный стык (рис. /1.68 г) приме­няют, главным образом, для внутренних стен с опирани­ем перекрытия с одной стороны (например, стен лестнич­ных клеток).

Монолитный (платформенно-монолитный) стык (рис. 11.68 д) используют в России преимущественно в сейс­мическом строительстве и очень широко - за рубежом.

Вертикальные стыкибетонных панелей стен по гео­метрической форме и характеру статической работы раз­личают бесшпоночныеи шпоночные(рис. 11.69). В

КОНСТРУИРОВАНИЕ НЕСУЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ МАЛОЭТАЖНЫХ И МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ

бесшпоночных стыках вертикальные торцы панелей име-ю^т постоянную по высоте форму сечения, в шпоночных --а стыкуемых торцах предусматривают чередующиеся зыступы и углубления, за счет которых после замоноли--ивания образуются бетонные шпонки.

Шпоночные соединения, в свою очередь, подразде­ляют на бетонные и железобетонные. В бетонных шпоноч-<ых вертикальных стыках сопротивление сдвигу оказыва­ет -олько бетон замоноличивания, в железобетонных -»ие и поперечная, и продольная арматура шпонок. Поле­зной арматурой служат стальные выпуски из стыкуе-imx панелей, продольной - непрерывная арматура в сты-е Наиболее распространенное решение вертикальных тыков - бетонное шпоночное соединение, которое име-т высокую жесткость и лучшие изоляционные качества, ем бесшпоночное.

Связи панелей.Устойчивость наружных стен обес-эчивается пространственным взаимодействием наруж-*х панелей с плитами перекрытий и примыкающими лтденними панелями стен. Исходя из необходимости звместной работы сборных элементов, их соединяют эжду собой стальными связями, которые воспринима-г растягивающие усилия в вертикальных стыках панелей ен Усилия сжатия при этом воспринимает бетон замо-пичивания колодца (канала) стыка.

В качестве элементов связей используют стальные этажные детали (петли, болты, арматурные выпуски и или штампованные и сварные детали (замки само-ис-а~м. Т-образные анкеры и др.) (рис. 11.70).

все разнообразие решений связей в вертикальных *ках сводится к следующим основным типам:

• сварные;

• замоноличиваемые типа «петля-скоба»;

• замковые самофиксации;

• железобетонные шпоночные.

Сварные связивыполняют, приваривая накладки из

глой или полосовой стали к закладным деталям или

1а*уэпым выпускам панелей. Наиболее распростране-

-е"евые выпуски (в наружных панелях) и штампован-

из стальной полосы закладные детали (во внутрен-

панелях). Для устройства сварных связей используют

ке анкеры-связи, которые представляют собой Т-об-

^ые элементы, изготовленные из полосовой стали и

полагаемые в стыке «на ребро». При этом в стеновых

глях предусматривают концевые выпуски арматуры (в

ier,ax габарита форм), которые приваривают после

кзвки панелей к концам анкеров (рис. 11.70з). Свар-

связи универсальны: выполняются при различной

ности зданий, при обычных и сложных грунтовых ус-

ях в сейсмостойком строительстве. Они являются

вным конструктивным решением соединений внут-

их стеновых панелей (рис. 11.70 а-г).

;вязь типа «петля-скоба»(рис. 11.70 д-ж) образу-

установкой стальных скоб в петлевые арматурные

:ки панелей с последующим замоноличиванием ка-

бетон которого препятствует разгибанию и выдер-

чло концов скоб из петель и защищает от коррозии.

1 = петля-скоба» менее трудоемки, чем сварные, но

ают последним в прочности и деформативности.

>му их применение ограничено, и обычно они высту-

s качестве дополнительной (второй по высоте эта-

!язи к первой - сварной.

амковая связь самофиксации(рис. 11.70 и) обра-= насадкой при монтаже жесткой консольной за-

Рис. 11.70. Связи панелей:

а-г - сварные внутренних панелей из круглой стали; д-ж - связи типа «петля-скоба»; з - сварная связь из Т-образного элемента; и - замковая связь самофиксации; к - железобетонная связь; 1 - стержень из гладкой или арматурной стали; 2 - стальная скоба; 3 - стальной Т-образный анкер; 4 - стальной элемент замковой связи самофиксации; 5 - закладная деталь; 6 - петлевой арма­турный выпуск; 7 - стержневой арматурный выпуск; 8 - верти­кальная арматура; 9 - бетон замоноличивания; 10 - панель внут­ренней стены; 11 - панель наружной стены

В.А. Пономарёв, АРХИТЕКТУРНОЕ КОНСТРУИРОВАНИЕ

кладной детали в виде горизонтального разомкнутого кольца («замок») в одной панели на вертикальный сталь­ной стержень, закрепленный на жесткой консольной за­кладной детали в другой панели. Являясь одновременно монтажной и рабочей, замковая связь позволяет ускорить монтаж и обеспечить сокращение трудозатрат. Благода­ря ее жесткости, связь устанавливают только в одном уровне по высоте этажа.

Железобетонные шпоночные связи{рис. 11.70 к) в вертикальных стыках представляют собой монолитные жесткие соединения, превращающие сборные конструк­ции панелей здания в сборно-монолитные. Для этого в же­лезобетонных стыках предусматривают регулярные гори­зонтальные сварные соединения выпусков поперечной ар­матуры из панелей в 4-6 уровнях по высоте этажа, рифле­ние граней панелей, установку вертикальной продольной арматуры в канал стыка и его замоноличивание бетоном. Вертикальные железобетонные шпоночные связи наибо­лее прочны и жестки, работают на растяжение и сдвиг, но требуют больших затрат труда на их выполнение. Поэтому выполняют такие связи только при необходимости (по тре­бованиям прочности в домах повышенной этажности).

Рис. 11.71. Герметизация стыков наружных стен: а - закрытый; б - дренированный; в - открытый стык (варианты); 1 - упругая прокладка; 2 - герметизирующая мастика; 3 - защит­ное покрытие; 4 - обклейка рулонным гидроизоляционным ма­териалом; 5 - утепляющий вкладыш; 6 - бетон замоноличивания; 7 - водоотводящий фартук; 8 - водоотбойная преграда

Стальные связи устраивают чаще всего в двух уров­нях: в верхней части панелей под перекрытием и в ниж­ней зоне панелей.

Изоляция стыков.Для обеспечения нормальной ра­боты наружных стен в период эксплуатации значительную роль играют стыковые соединения между панелями.

Сопряжения наружных панелей между собой и с внут­ренними панелями должны быть прочными, долговечны­ми, водо- и воздухонепроницаемыми, иметь достаточную теплозащиту и быть несложными по способу исполнения.

По признакам, характеризующим работу стыков по обеспечению воздухо-водозащитных свойств, их подраз­деляют на закрытые, дренированные и открытые.

К закрытым стыкам(рис. 11.71 а) относятся стыки, у которых для обеспечения воздухо-влагозащитных свойств предусматривается одна общая основная зона. Для герме­тизации закрытых стыков применяют уплотняющие упру­гие прокладки (пенополиэтиленовые и др.) с нанесением с внешней стороны герметизирующей мастики (тиоколовой, уретановой, акриловой или силиконовой).

К дренированным стыкам(рис. 11.71 б) относятся стыки, у которых дождевая вода, попавшая внутрь стыка, удаляется путем дренирования и за счет испарения. Гер­метизацию дренированного стыка выполняют аналогично закрытому с дополнительным устройством декомпресси-онного канала, дренажного отверстия и водоотводящего фартука в зоне пересечения вертикальных и горизонталь­ных швов, служащих для отвода проникшей в стык воды.

К открытым стыкам(рис. 11.71 в) относятся стыки, у которых для обеспечения воздухо-водозащитных свойств предусматриваются две конструктивные зоны, из которых одна предназначена для обеспечения воздухоза-щитных, другая - водозащитных свойств. Перед основной зоной воздухоизоляции имеется свободная часть, сооб­щающаяся с наружным воздухом. Для гидроизоляции от­крытых вертикальных стыков применяют водоотбойные экраны из металлических или пластмассовых лент или резиновых профилей, горизонтальных - фартуки и проти-водождевые гребни панелей.

Обеспечению теплоизоляциипанельных наружных стен способствует утепление всех горизонтальных и вер­тикальных стыков панелей специальными вкладышами из теплоэффективных материалов с предварительной об-клейкой стыка рулонным гидроизоляционным материа­лом (см. рис. 11.71).

Таким образом, для обеспечения нормальных эксплуа­тационных качеств стен из крупных панелей при устройстве их стыков применяют различные материалы, имеющие са­мые разнообразные физико-механические свойства:

• крепежные (сталь);

• утепляющие (минеральная вата, стекловата, пе-
нопласты);

• гидроизолирующие (пластмассы, резина, ме­
таллы);

• связующие (бетон и растворы);

• герметизирующие (вспененный полиэтилен, по-
роизол, гернит, мастики).

Все эти материалы имеют разную долговечность, ча­сто гораздо меньшую срока службы здания. При констру­ировании стыков панелей и их исполнении необходимо особое внимание уделять обеспечению высокого каче­ства производства строительных работ, применяя для этого материалы только с высокими физико-механиче­скими свойствами.

Раздел Ш. КОНСТРУИРОВАНИЕ НЕСУЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ МАЛОЭТАЖНЫХ И МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ

11.5. Монолитнобетонные стены

Способы возведения стен с использованием моно­литного бетона существенным образом отличаются от способов строительства с использованием лесоматериа­лов, мелкоштучных и крупных изделий.

Технология упрощенно состоит в следующем: непо­средственно на стройплощадке монтируются специаль­ные формы - опалубки, повторяющие контуры возводи­мого конструктивного элемента (стены, колонны и т.п.), в которые по проекту устанавливается арматура и залива­ется конструкционный или конструкционно-теплоизоля­ционный бетон. После затвердевания бетона опалубоч­ные элементы либо демонтируются (при использовании сборно-разборных опалубок), либо становятся частью конструкции (при использовании несъемных опалубок).

Если еще в недалекие годы в стране предпочтение отдавалось полносборному строительству, а монолит применялся редко (для участков, где невозможно исполь­зовать сборные элементы), то в настоящее время архи­тектурно-конструктивная и экономическая перспектив­ность монолитного домостроения общепризнанны.

Основные преимуществамонолитного строительства:

• возможность создания гибких планировочных
решений при требуемых высотах этажей;

• возможность проектирования разнообразных
уникальных по форме конфигураций и высот зданий;

• отсутствие проблем по герметизации стыков, так
как монолитные стены не имеют монтажных швов;

• возможность снижения нагрузок на фундаменты
вследствие меньшей толщины и, соответственно, веса
стен, что снижает затраты на возведение фундаментов;

• технология практически не нуждается в завод­
ских базах стройиндустрии, позволяет использовать ме­
стные строительные материалы и промышленные отходы.

Недостатком(ограничением) монолитного домостро­ения следует признать дополнительные трудности бетони­рования конструкций в холодное время года, требующего применения специальных методов производства работ, что приводит к их удорожанию. Кроме того, для возведе­ния монолитных конструкций требуются качественная опа­лубка, высококвалифицированный персонал, соблюдение всех технологических процессов при их жестком контроле.

Способ возведения стен с использованием несъем­ных опалубок представляет собой совокупность (комби­нацию) двух технологий: монтажа стеновых пустотных блоков или панелей и монолитного строительства. Его основные этапы: установка блоков участка стены, уста­новка арматуры, заполнение бетоном внутренних пустот. В рассматриваемой строительной системе блоки (или панели) выполняют функции опалубки, но в отличие от сборно-разборной опалубки они не демонтируются, а становятся частью стены.

Основное преимущество несъемных опалубочных бло­ков состоит в их небольшом весе и возможности вести строительство без применения грузоподъемной техники.

Современная практика располагает несколькими ва­риантами технологий возведения стен с несъемной опа­лубкой.

Опалубочные блоки,изготовляемые из древесно-цементной композиции(арболита) имеют незамкнутое

коробчатое сечение с внутренними вертикальными реб­рами-перемычками (рис. 11.72). Кроме рядовых блоков, применяемых для внутренних и наружных стен, предус­матриваются угловые, перемычечные, доборные (в мес­тах опирания перекрытий), для откосов проемов, а также для возведения внутренних столбов.

Данная строительная система предусматривает два варианта: первый - внутрь блоков наружных стен в завод­ских условиях вставляются пенополистирольные или иные теплоизоляционные вкладыши и оставляется место для монолитного бетона со стороны помещения; второй -все полости блоков на строительной площадке заливают -

Рис. 11.72. Типы арболитовых блоков:

а - рядовой для внутренней стены; б - рядовой для наружной стены; в - угловой для наружной стены; г - стык блоков под уг­лом 45°; 1 - теплоизоляционный вкладыш; 2 - вертикальная кон­структивная арматура; 3 - горизонтальная арматура

В.А. Пономарёв. АРХИТЕКТУРНОЕ КОНСТРУИРОВАНИЕ

ся конструкционно-теплоизоляционным бетоном (напри­мер, пенополистирольным).

Экологически чистый материал блоков имеет плот­ность 600-700 кг/м³, слабогорюч (П) и трудновоспламе­няем (В1), с высокой биостойкостью, негигроскопичен, имеет пористую поверхность. Блоки легко пилятся дере­вообрабатывающим инструментом и, при необходимо­сти, подгоняются под нужную форму стены (рис. 11.72 г).

Укладка блоков осуществляется насухо (без раство­ра) с перевязкой вертикальных швов. В наиболее нагру­женных и ответственных участках стены (перемычки, уг­ловые зоны, у откосов проемов) предусматривается ар­мирование одиночными стержнями или каркасами по проекту {рис. 11.73).

Сборно-монолитные стены,выполненные с примене­нием арболитовых блоков, могут быть несущими в здани-

ях до 6 этажей включительно с высокими показателями тепло- и звукоизоляции. При более высокой производи­тельности возведения один квадратный метр наружной стены в несколько раз легче аналогичной по теплотехни­ческим характеристикам трехслойной кирпичной стены той же площади.

В зданиях из арболитовых опалубочных блоков при­меняются сборные перекрытия из плит или монолитно-бетонные, в том числе из легких бетонов. Внутренняя и внешняя отделки стен могут легко исполняться в различ­ных вариантах по современным технологиям - обшивка, облицовка, штукатурка.

Крупноразмерные стеновые элементы с примене­нием цементно-стружечных плит(ЦСП) представляют собой панели, выполненные соединением двух плит на расстоянии толщины монолитного слоя стены с помощью Х- и У-образных металлических или полимерных профи­лей (рис. 11.74). Из ЦСП изготавливают все элементы здания в комплекте - для внутренних и наружных стен, для перекрытий. В заводских условиях устанавливается арматура, монтируются электропроводка и некоторые инженерные коммуникации. На строительной площадке стеновые опалубочные панели монтируют и заливают во внутренние полости бетон. Конструкция наружной стены, получаемая при заливке тяжелого бетона, требует даль­нейшего утепления снаружи. При использовании легкого эффективного бетона дополнительного утепления не тре­буется. В любом случае производится как внутренняя, так и наружная отделка стен.

С целью получения эффективных стен для малоэтаж­ного строительства разработаны блокис объемом пус­тот до 50% из ячеистого бетонаплотностью 400-500 кг/ м³ {рис. 11.75). Пустотные блоки можно изготавливать различных размеров, конфигураций, с разным располо­жением и диаметром пустот, что позволяет использовать их не только в наружных, но и во внутренних стенах.

Блоки устанавливаются в стены насухо. Для обеспече­ния перевязки швов блоки каждого последующего ряда

Рис. 11.73. Фрагменты вертикальных сечений сборно-монолит­ных стен с использованием арболитовых блоков: а - наружная стена; б - внутренняя стена; 1 - рядовой блок; 2 -доборный блок; 3 - перемычечный блок; 4 - вкладыш утеплителя; 5 - монолитный бетон; 6 - вертикальный арматурный стержень (каркас); 7 - горизонтальный арматурный стержень; 8 - арматур­ный каркас перемычки; 9 - блок откоса проема; 10 - плита пере­крытия

Рис. 11.74. Связи панелей несъемной опалубки из цементно-стружечных плит (ЦСП)

Рис. 11.75. Формирование наружной стены из ячеистобетонных опалубочных блоков:

а - пустотный блок; б - укладка блоков в стену; 1 - вертикальная арматура; 2 - горизонтальная арматура; 3 - конструкционный бе­тон; 4 - теплоизоляционный бетон

Раздел III. КОНСТРУИРОВАНИЕ НЕСУЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ МАЛОЭТАЖНЫХ И МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ

смещаются на половину ширины, при этом пустоты совпа­дают по вертикали. После установки 3-5 рядов блоков пу­стоты заливаются бетоном (ячеистым или легким - поли-стиролбетоном). Один ряд пустот с внутренней стороны стены заливается конструкционным бетоном высокой плотности, остальные - теплоизоляционным бетоном низ­кой плотности. В качестве вертикальной арматуры исполь­зуется гнутый профиль толщиной 2-3 мм, а в качестве го­ризонтальной - стержни диаметром 6 мм (рис. 11.75 б).

Стены с несъемной опалубкой из полистрольных блоков.Основным преимуществом применения техноло­гии несъемной опалубки из пенополистирола является возможность возведения многослойной ограждающей конструкции с необходимым сопротивлением теплопере­даче за один технологический цикл - стена сразу получа­ется «теплой» и не требует последующего утепления.

Блоки из пенополистирола представляют две пласти­ны, соединенные между собой специальными перемычка­ми из полипропилена, которые являются многофункцио­нальными: воспринимают давление бетонной смеси, в специальных пазах перемычек размещаются арматур­ные стержни, возможно крепление к ним элементов на­ружной и внутренней отделок. Основным элементом блочных стен (рис. 11.76) является рядовой блок. Кроме того применяют угловые блоки (для прямых углов стен), блоки с переменным углом (от 0° до 90°), конические бло­ки (для уширения бетонного слоя стены), блоки с высту­пом (для создания опорной консоли перекрытия, лестни­цы, для опирания наружной облицовки стен и т.п.), доба­вочные блоки, торцевые заглушки.

Блоки являются мелкоштучными элементами и, сле­довательно, с их помощью можно легко проектировать здания (в том числе многоэтажные до 17 этажей) со слож­ными очертаниями стен в плане (рис. 11.77).

Криволинейная форма стен выполняется методом удаления (вырезания) сегментов рядовых блоков (рис. 11.78), что требует дополнительного их укрепления во время заливки бетона.

Специальная конструкция замков позволяет быстро и точно соединять блоки по высоте и препятствует вытека­нию бетонной смеси при бетонировании.

Требуемая несущая способность стен обеспечивает­ся подбором класса по прочности на сжатие тяжелого или легкого бетона, сечения и класса арматуры.

Внутри опалубки могут прокладываться канализаци­онные и водопроводные трубы. Электропроводка может быть вмонтирована в штрабе, прорезанной в блоках.

Элементы несъемной полистирольной опалубки при­меняют и для стен подвалов с устройством гидроизоля­ции наружной поверхности.

Технология строительства из блочной полистирольной опалубки позволяет устройство вариантов перекрытий: деревянных балочных, из сборных железобетонных плит (рис. 11.79 в), монолитных и сборно-монолитных (рис. 11.79 г). Выбор типа перекрытия определяется проектом.

Для наружных стен малоэтажных зданий применяют­ся более простые (следовательно, более дешевые) блоки из пенополистирола (рис. 11.80). Типовой блок имеет ширину, равную толщине стены (без облицовок), ровные поверхности, уступы с торцов, два вертикальных проема. В стену блоки укладываются насухо (возможно примене­ние минерального клея для фиксации) с перевязкой вер­тикальных швов, которая осуществляется смещением вдоль стены блоков смежных рядов. При этом проемы

Рис. 11.76. Формы и размеры основных пенополистирольных опалубочных блоков (вариант):

а - прямой рядовой; б - угловой (90°); в - с переменным углом (0°...9СГ); г - конический; д - с выступом для кирпичной облицовки

В.А. Пономарёв. АРХИТЕКТУРНОЕ КОНСТРУИРОВАНИЕ

Рис. 11.77. Схема формообразования стен из опалубочных пе-нополистирольных блоков

—>

Рис. 11.79. Фрагменты сборно-монолитных стен с несъемной опалубкой из пенополистирольных блоков: а - примыкание стен; б - устройство пилястры (внутренней или наружной); в - опирание сборных плит перекрытий на стену; г -опирание сборно-монолитного перекрытия на стену; д, е - ар­мирование перемычек оконных и дверных проемов; 1 - стена; 2 - вертикальный арматурный стержень; 3 - то же, горизонталь­ный; 4 - бетон замоноличивания; 5 - пространственный арматур­ный каркас; 6 - перемычка блока; 7 - удаленная часть блока; 8 -удаленная перемычка блока; 9 - полистирольный блок пилястры; 10 - железобетонная плита перекрытия; 11 - облицовочный кир­пич (камень); 12 - полистирольный опалубочный блок перекры­тия; 13 - плоский арматурный каркас; 14 - отдельный арматур­ный стержень; 15 - арматурная сетка; 16 - верхняя арматура перемычки; 17 - нижняя арматура перемычки; 18 - хомут

блоков совпадают и образуют вертикальные колодцы, в которые устанавливаются плоские арматурные каркасы (или гнутые стальные тонкостенные швеллеры) и залива­ется бетон.