Arkhitektura_i_stroitelnye_konstruktsi1

Однослойные панели применяются в несущих и самонесущих стенах в зданиях средней этажности и в ненесущих стенах без ограничения этажности.

Двухслойные панели (рис. 2.8) имеют внутренний несущий слой из тяжелого или легкого конструктивного бетона (1) и наружный слой из конструктивно-теплоизоляционного легкого бетона (2). С внешней стороны выполняется наружный защитно-декоративный слой.

Рабочая арматура располагается во внутреннем слое, а наружный слой армируют сварными сетками. Чаще всего применяются в несущих стенах.

Рис 2.8. Двухслойная бетонная панель наружной стены

1 и 2 - закладные детали для крепления радиаторов отопления; 3 – подъёмные петли; 4 – арматурный каркас; 5 – внутренний несущий слой; 6 – наружный защитно-отделочный слой; 7 – слив; 8 – подоконная доска; 9 – легкобетонный теплоизоляционный слой;

Н – высота этажа; В – длина панели; h – толщина панели; b – толщина теплоизоляционного слоя

Трехслойные панели (рис. 2.9) имеют внутренний (1) и наружный (2) слои из тяжелого или конструктивного легкого бетона. Снаружи стены могут покрываться защитно-отделочным слоем толщиной 20-30 мм, или лицевым кирпичом, или специальными облицовочными камнями (плитами), а внутри –

21

отделочным штукатурным слоем толщиной 10-15 мм. Средний слой (3) – это блоки, плиты или маты из стекловаты, минеральной ваты, пенополистирола, пеностекла, фибролита и т. д. Толщина третьего слоя определяется расчётом на теплозащиту.

Бетонные слои соединяются жесткими или гибкими связями. Гибкие связи из низколегированной стали или их обычной стали с антикоррозионным покрытием обеспечивают свободу деформаций наружного слоя при перепадах температуры и передачу усилий от внешнего слоя и утеплителя на несущий слой. Жесткие связи в виде бетонных армированных ребер или отдельных шпонок обеспечивают совместную работу слоев, но являются мостиками холода, где, как правило, появляется конденсат.

Рис. 2.9. Трёхслойные бетонные панели наружных стен и связи их бетонных слоёв

а – схема расположения гибких связей; б – то же, жестких связей; 1 – подвеска; 2 – распорка; 3 – подкос; 4 – ребро из бетона внешних слоев;

5 – ребро из легкого бетона; 6 – внутренний бетонный слой; 7 – наружный бетонный слой; 8 – арматурный каркас внутреннего слоя; 9 – арматурная сетка наружного слоя; 10 – арматура рёбер; 11 – эффективный утеплитель.

22

Трехслойные панели применяют как в несущих стенах (до 12 этажей), так и в самонесущих и ненесущих стенах.

При возведении зданий из крупных панелей особое внимание следует уделять стыкам панелей: теплоизоляция вкладышами из эффективного утеплителя, обеспечение водонепроницаемости (специальный профиль панели, водоотводящие фартуки, герметизирующая мастика и др.), обеспечение воздухонепроницаемости (оклейка стыков) и т. п.

3. Перекрытия гражданских зданий

3.1. Общие сведения о перекрытиях

Перекрытия – это конструкции, выполняющие как несущие, так и ограждающие функции. В зависимости от расположения в здании перекрытия делятся на междуэтажные, чердачные, над проездами и над подвалами. Междуэтажные перекрытия разделяют помещения по высоте и обеспечивают их звукоизоляцию, а чердачные, надподвальные и нижние дополнительно защищают помещения от температурного перепада.

Перекрытия воспринимают нагрузки от собственной массы, от людей, оборудования, мебели, животных и т. п.

Перекрытия должны быть достаточно прочными, жесткими, огнестойкими, обладать необходимой теплоизолирующей способностью (над подвалами, проездами и чердачные), звукоизолирующей способностью (междуэтажные), должны быть индустриальными и экономичными.

В состав перекрытия входят несущая часть и конструкция пола (там, где он есть). В зависимости от конструкции несущего элемента различают перекрытия балочные и безбалочные. В зависимости от способа возведения – сборные и монолитные.

3.2. Балочные перекрытия

Сборные балочные перекрытия применяют в гражданских зданиях малой и средней этажности со стенами из мелкоразмерных элементов или дерева. Деревянные, стальные или железобетонные балки опираются на несущие стены не менее чем на 180 мм. Пространство между балками заполняется накатом из деревянных щитов или горбылей, гипсовых, легкобетонных или железобетонных вкладышей. Поверх наката устраивается теплоили звукоизоляция.

Шаг балок зависит от их несущей способности, величины действующей нагрузки, перекрываемого пролета и конструкции наката.

Традиционно деревянные балки обычно выполняют из цельного бруса и применяют при пролетах не более 6 м. При больших пролетах возможно применение дощатоклееных балок.

23

Пролеты, перекрываемые стальными или железобетонными балками, обычно не превышают 7,2 м.

3.3. Безбалочные перекрытия

Безбалочные перекрытия могут быть сборными и монолитными. В гражданских зданиях применяют три типа сборных железобетонных плитнастилов.

1.Многопустотные плиты шириной b = 1,0 – 3,6 м. Плиты длиной L от 2,4 до 7,2 м имеют толщину 220 мм, а плиты длиной 9,0 и 12,0 м – 300 мм.

Такие плиты могут применяться как в зданиях со стенами из мелкоразмерных элементов, так и в панельных зданиях. Многопустотные плиты опираются короткой стороной на несущие кирпичные стены не менее чем на 110 мм, а на панельные стены – на 50-70 мм.

2.Сплошные плоские плиты размером на комнату чаще всего имеют толщину 140 мм (от 120 до 180 мм), ширину от 2,4 до 4,2 м и длину до 7,2 м.

Такие плиты наиболее целесообразно применять в зданиях с перекрестно-стеновой конструктивной системой. Опирание плит предусмотрено по четырем сторонам, однако в некоторых случаях возможно также опирание по трём и по двум сторонам.

3.Ребристые плиты могут иметь продольные несущие ребра или продольные и поперечные по периметру панели (шатровые плиты). Применение таких плит наиболее целесообразно в общественных зданиях при повышенных нагрузках на перекрытие.

Жесткость перекрытия во всех случаях обеспечивается установкой

стальных анкерных связей и замоноличиванием швов.

3.4. Полы

Полы должны быть:

прочными, жёсткими, хорошо сопротивляться истиранию, продавливанию и ударам;

теплыми, обеспечивать требуемую звукоизоляцию и теплоизоляцию помещений;

удобными в эксплуатации, декоративными;

обладать специальными свойствами (водонепроницаемость, теплостойкость, коррозиостойкость и т. п.).

Конструкция пола зависит от назначения помещений и его расположения в здании. Покрытие пола может быть выполнено:

-из древесных материалов (доски, паркет, древесно-стружечные плиты, ламинат и т. п.);

-из рулонных материалов (линолеум, ковровое покрытие и др.);

-из плиточных материалов (синтетическая, керамическая плитка, плитка из естественного камня).

24

Полы подвальных, цокольных помещений и полы первого этажа в зданиях без подвалов устраивают по грунту или по лагам.

Полы междуэтажных перекрытий могут быть акустически однородными и акустически неоднородными. В акустически однородных перекрытиях звукоизолирующая способность обеспечивается главным образом достаточно тяжелой (не менее 400 кг/м2) плитой перекрытия, по которой устраивается упрощенная конструкция пола (линолеум на теплозвукоизоляционной основе).

Акустически неоднородные перекрытия состоят из нескольких слоев жёстких или упругих материалов. В состав пола могут входить следующие слои:

-одежда пола;

-выравнивающие слои (цементно-песчаный раствор, твердый ДВП);

-звукоизоляционный слой (мягкий ДВП);

-теплоизоляционный слой;

-пароизоляция;

-гидроизоляция.

Наличие того или иного слоя зависит от требований, предъявляемых к данному перекрытию.

Слои теплоизоляции и пароизоляции обязательны в чердачных перекрытиях, перекрытиях над проездами и холодными подвалами. Пароизоляцию устраивают перед утеплителем на пути теплового потока, чтобы избежать увлажнения утеплителя конденсатом.

В междуэтажных перекрытиях функцию пароизоляции могут выполнять слои горячей или холодной битумной мастики, на которой приклеиваются ДВП.

4. Основания и фундаменты

4.1. Основания

Основанием называется массив грунта, расположенный под фундаментом и воспринимающий всю нагрузку от здания. Основание, состоящее из одного слоя грунта, называется однородным, а из нескольких слоёв (пластов) – слоистым. В Беларуси основаниями являются нескальные грунты: крупнообломочные, песчаные, глинистые и их разновидности.

Основания должны удовлетворять следующим требованиям: o иметь достаточную несущую способность;

o обладать небольшой и равномерной сжимаемостью;

o не подвергается выщелачиванию и размыванию грунтовыми

водами;

o не подвергаться пучению при промерзании; o должны быть неподвижными.

25

Нагрузки, передаваемые на основание, вызывают в нём напряженное состояние и соответственно деформации. На рис. 4.1. показана примерная форма напряженной зоны грунта основания под фундаментом. Если за 1,0 принять величину напряжения под подошвой фундамента в средней её части, то на глубине, равной ширине подошвы фундамента b напряжение составляет 0,55; на глубине 2b – 0,31; на глубине 3b – 0,21; т. е. напряжения уменьшаются, а зона напряжений расширяется, и примерно на глубине 6b величина напряжений сходит на нет.

Рис. 4.1. Напряженная зона в грунте основания под подошвой фундамента

Под действием нагрузки Р грунт уплотняется и основание деформируется, что вызывает осадку зданий. При равномерных осадках все элементы здания опускаются одинаково по всей площади, что не вызывает дополнительных напряжений в конструкциях здания, а при неравномерной осадке основания и элементов здания в конструкциях здания возникают дополнительные напряжения, которые могут вызывать трещины, разрывы и даже разрушение здания. Поэтому для нормальной работы конструкций и зданий в целом не так важна величина осадки здания, а степень её неравномерности.

Основания, которые способны в естественном состоянии воспринимать нагрузку от здания, называются естественными основаниями. Если в пределах сжимаемой толщи расположены слабые грунты, не имеющие достаточной несущей способности, их необходимо искусственно укреплять

26

либо использовать фундаменты, перерезающие слабый грунт и передающие нагрузки на более прочное основание.

К слабым грунтам относятся:

пески мелкие и пылеватые;

суглинки с большим содержанием органических примесей;

торфяники;

лёссы;

насыпные и намывные грунты.

Упрочнение слабых грунтов оснований достигается путём их

уплотнения или укрепления.

Уплотнение грунтов производят поверхностным трамбованием, послойной укаткой, поверхностным или глубинным вибрированием, устройством грунтовых свай, заменой слабых грунтов основания песчаными или гравийно-щебеночными подушками.

Укрепление грунтов оснований производят физико-химическим способами: цементацией, силикатизацией, битумизацией, путём обжига лёссовых грунтов и т. д. или конструктивными способами: устройство грунтовых подушек, армирование и др.

4.2. Общие сведения о фундаментах

Фундамент – это конструкция, предназначенная для передачи нагрузок от надземной части здания или сооружения на естественное или искусственное основание.

Впроцессе эксплуатации фундаменты подвергаются действию силовых

инесиловых факторов:

1)силовые факторы: нагрузки от здания, боковое давление грунта, силы пучения грунта, упругий отпор основания и др.;

2)несиловые факторы: температурные воздействия, грунтовая влага, агрессивные примеси в грунтовой воде, биологические факторы и т.д.

Фундаменты должны удовлетворять следующим требованиям:

прочности;

устойчивости;

долговечности;

технологичности устройства;

экономичности;

влагостойкости;

коррозионной стойкости.

Взависимости от вида несущего остова здания, величины нагрузок, передаваемых на фундамент, характера грунта основания и его несущей способности фундаменты по конструктивному исполнению бывают ленточными, столбчатыми, сплошными или коробчатыми и свайными, а в зависимости от способа устройства они бывают сборными или монолитными

(рис. 4.2.).

27

Конструктивное исполнение фундамента зависит от несущей способности основания, величины передаваемой нагрузки, конструктивного решения здания, наличия подвалов, условий эксплуатации здания и других факторов.

По способу производства работ фундаменты могут быть сборные и монолитные, а по материалу:

бетонные;

железобетонные;

бутобетонные;

из каменных материалов (бутовые, кирпичные, с использованием блоков из природных камней);

цементогрунтовые и др.

Материал фундаментов выбирают в зависимости от материала основных конструкций здания.

Вкрупноэлементном домостроении фундаменты, как правило, устраивают сборными. Они могут быть ленточными, сплошными, свайными, но при определённых условиях, например, при строительстве на слабых или просадочных грунтах, на подрабатываемых территориях или в сейсмоопасных районах фундаменты целиком или отдельные их элементы могут быть монолитными, способными воспринимать дополнительно возникающие усилия.

Ленточные сборные фундаменты выполняют из сборных железобетонных подушек, на которые опирают фундаментные стены из бетонных блоков, а в крупнопанельном домостроении фундаментные стены могут выполняться также из цокольных панелей, при этом под наружные стены устанавливают сплошные ребристые цокольные панели, а под внутренние – панели в виде фундаментных рам.

Сплошные фундаменты применяют при слабых грунтах оснований или при больших нагрузках, передаваемых на основание, и их устраивают железобетонными в виде толстых плит постоянного сечения, ребристых плит

сребрами вверх или вниз или они могут иметь коробчатую конструкцию. Сплошные коробчатые фундаменты проектируют в один или несколько этажей.

Свайные фундаменты устраивают при слабых грунтах оснований, и они состоят из свай, оголовков и ростверков. В крупнопанельных зданиях высотой до 12 этажей с наружными и внутренними продольными и поперечными несущими стенами и с узким шагом внутренних несущих стен могут применяться безростверковые свайные фундаменты, при этом они могут быть с низкими или высокими оголовками свай либо смешанного типа.

Вобъёмно-блочном домостроении надземные объёмные блоки могут опираться на такие же фундаменты, что и в крупнопанельном домостроении, или же применяют фундаментные объёмные блоки, которые опирают на подушки ленточных фундаментов, на ростверки свайных фундаментов или на плиты сплошных фундаментов.

29

Ширина подошвы фундамента b определяется расчётом в зависимости от действующих нагрузок и физико-механических свойств основания.

Глубину заложения фундаментов (Hз) назначают в зависимости от климатических и инженерно-геологических условий, а также от конструктивных требований. Во всех случаях минимальная глубина заложения фундаментов под наружные стены - не менее 70 см, а под внутренние стены – не менее 50 см.

Так как на прочность грунта основания большое влияние оказывает глубина заложения фундаментов (Hз), то фундаменты классифицируют по отношению (Hз / b):

1)фундаменты мелкого и среднего заложения (Hз / b ≤ 2);

2)фундаменты глубокого заложения (2 < Hз / b ≤ 4);

3)свайные фундаменты.

4.3.Фундаменты мелкого и среднего заложения

4.3.1. Ленточные фундаменты

Ленточные фундаменты выполняют в виде непрерывных лент под несущие или самонесущие стены, а также под рядами колонн. В поперечном сечении ленточные фундаменты состоят из прямоугольной стенки, но чаще из верхней прямоугольной части (стенки) и нижней уширенной части (подушки), которая может иметь прямоугольное, трапециидальное или ступенчатое сечение. Ширина подушки фундамента устанавливается в зависимости от величины передаваемых на основание нагрузок и допустимого нормативного давления на грунт основания.

Рис. 4.3. Монолитные ленточные фундаменты а – из бутовой кладки; б – бутобетонные; в – бетонные;

1 – стена; 2 – отмостка; 3 – фундамент; 4 – пол первого этажа на столбиках.

30