Лекции и пособия / Monolitnoe_domostroenie

бетон на заполнителе из лунного грунта является полноценным строительным материалом и обладает прочностью на сжатие 78МПа (обычный бетон того же состава – 56МПа), динамически модуль соответственно 21200 и 28100МПа, прочность на растяжение - 9,4 и 9,6МПа. Был сделан вывод, что бетон для строительства станций на Луне предпочтительнее, чем другие материалы, из-за высокой радиационной непроницаемости, и главное - почти все компоненты для его приготовления могут быть изысканы на месте, в том числе произведен и цемент.

Так, для возведения круглого трехэтажного здания диаметром 62м потребуется 1,5тыс.т цемента. Воду можно получить соединением водорода, извлекаемого из некоторых лунных минералов, и кислорода, доставляемого с Земли. Для получения необходимых материалов на строительство этого здания потребуется доставить с Земли всего 55т кислорода.

Таким образом, монолитное строительство будет развиваться по следующим направлениям:

-дальнейшее вытеснение стали в качестве материала для каркасов высотных зданий. До 2020года можно ожидать появления небоскребов

сжелезобетонным каркасом высотой 500-600м;

-поскольку значительная доля потребности в мостах относится к пролетам до 1км, то здесь вантовые системы с железобетонной балкой жесткости обладают существенными преимуществами перед висячими системами. Поэтому монолитный железобетон для таких мостов будет основным материалом – как для пилонов, так и для пролетных строений;

-расширение применения монолитного бетона при возведении престижных жилых и административных зданий, реконструкции сложившейся городской застройки, а также для создания архитектурных акцентов.

Глава 2. Конструктивные системы и конструкции монолитных зданий.

§ 3. Конструктивные системы многоэтажных зданий.

Здания с применением монолитного бетона относятся к двум строительным системам:

Первая система: бескаркасные здания в скользящей и (или) переставных опалубках (табл.1).

Вторая система: здания со стволами и (или) каркасом, возводимые в скользящей и (или) переставной опалубках (табл.1).

23

зданий производных конструктивных систем. Поэтому при действии на здание больших горизонтальных нагрузок применяют производные конструктивные системы.

Тип вертикальных несущих конструкций может изменяться по высоте здания (например, на нижних этажах – каркасная система, а в верхних – стеновая) (табл.2).

Таблица 2

Характеристика конструктивных систем гражданских зданий с применением монолитного бетона.

Каркасные конструктивные системы гражданских зданий подразделяются:

а–по виду горизонтальных несущих конструкций — на безригельные и ригельные (безбалочные и балочные); б–по способу обеспечения пространственной жесткости — на рамные, связевые и рамно-связевые.

Стеновые конструктивные системы гражданских зданий подразделяются по схеме расположения стен в плане на:

-поперечно-стеновые с поперечными несущими стенами;

-параллельными, непараллельными, радиальными;

25

-продольно-стеновые

-перекрестно-стеновые.

Стены в зависимости от их статических функций в конструктивной системе подразделяются на несущие, ненесущие и самонесущие.

В зависимости от величины пролета плит перекрытий стеновые конструктивные системы подразделяются на малопролетные (до 4,8м), среднепролетные (до 7,2 м) и большепролетные (более 7,2 м);

Ствольные конструктивные системы гражданских зданий подразделяются:

а–по числу стволов —на одноствольные и многоствольные; б–по способу крепления горизонтальных несущих конструкций — на

системы с подвешенными, консольными (консольно-балочными) и опорными (этажерочными) этажами.

Стволы во всех ствольных системах выполняются в виде полых призматических и круглых оболочек замкнутого сечения и передают основанию вертикальные и горизонтальные нагрузки.

Ствольно-стеновые конструктивные системы образуются сочетанием стен со стволами и подразделяются по числу стволов и по схеме расположения стен в плане.

Вертикальные нагрузки передаются основанию преимущественно несущими стенами. Ствольные элементы (шахты лифтов, лестничные клетки и т.п.) проектируют как самонесущие или несущие с опирание на них перекрытий.

Горизонтальные ветровые нагрузки воспринимаются совместно с наружными стенами и ствольными элементами.

Ствольно-стеновую систему применяют для зданий с несущими наружными стенами высотой более 16 этажей.

Каркасно-ствольные и каркасно-стеновые конструктивные системы различаются по числу стволов, по расположению стен в плане, типу каркаса и по способу соединения конструкций каркаса к стволу (с непригруженными и с пригруженными стволами).

В первом случае для передачи горизонтальной нагрузки на стволы устраиваются специальные демпферы, устанавливаемые между каркасом и стволом и препятствующие передаче вертикальных нагрузок с каркаса на ствол.

Наиболее сложная проблема при проектировании зданий повышенной этажности (более 25этажей) и расчете является обеспечение пространственной жесткости зданий при воздействии горизонтальных ветровых нагрузок.

26

К основным несущим конструкциям, обеспечивающим сопротивляемость зданий горизонтальным нагрузкам, относятся: каркас, плоские связи в виде стен-диафрагм жесткости, пространственные связи в виде стволов (ядер жесткости) или наружных решетчатых оболочек, поперечные, продольные или радиальные стены.

Чаще всего эти конструкции применяются в различных сочетаниях между собой.

§ 4. Конструктивнотехнологические типы монолитных и сборно-монолитных стен зданий.

Конструктивно-технологический тип здания определяется методом возведения (табл.1):

Первая строительная система:

-монолитные (сборно-монолитные), возводимые в скользящей опалубке;

-монолитные (сборно-монолитные), возводимые в объемнопереставной опалубках, извлекаемые на фасад.

-монолитные (сборно-монолитные), возводимые в переставных

опалубках, извлекаемые вверх.

Вторая строительная система:

-сборно-монолитные с устройством перекрытий в опалубках, устанавливаемые на проектной отметке;

-сборно-монолитные с устройством перекрытий методом подъема;

-сборно-монолитные с устройством перекрытий методом опускания опалубок.

Количество видов бетона и марок бетона каждого вида, одновременно применяемых на объекте, должно быть минимальным, как правило, не более двух. При этом бетонная смесь из полости внутренней стены не должна попадать при бетонировании в наружную стену и наоборот – предполагается различная последовательность бетонирования поперечных и продольных стен.

Вертикальные стыки сопрягаемых стен возможны трех типов: торцевой, фронтальный, фронтально-торцевой.

При торцевом стыке (рис.10,а,б,в; рис.11,а) между щитами опалубки устанавливают вертикальный отсекатель – торцевой щит, с помощью которого можно получить торец стены любой формы (гладкий, волнистый, со шпоном). Через специальные вырезы (отверстия) за грань внутренних стен пропускают горизонтальную арматуру.

27

При фронтальном стыке (рис.10г,д,е; рис.11,б) в местах примыкания стен в ортогональном направлении на плоскости крупнощитовой опалубки устанавливают шпонкообразователи.

Рис.10. Вертикальные соединения монолитных стен: торцевые (а-в),

фронтальные (г-е), фронтально-торцевые (ж); а–установка опалубки поперечных стен; б–торец поперечной стены со шпонками и выступами; в, е, ж – соединения поперечных и продольных стен; г–устройство арматурных каркасов со шпонкообразователями между щитами опалубки; д–устройство арматурных выпусков в шпонке; 1– щиты опалубки; 2 – разделительный торцевой щит; 3 – поперечная стена; 4–вертикальный арматурный каркас; 5–арматурные горизонтальные стержни; 6–продольная стена; 7–шпонкообразователь; 8– разделительная сетка.

При фронтально-торцевом стыке (рис.10,ж), применяемом при использовании в сопрягаемых стенах бетонов разных видов или марок, между щитами опалубки внутренних стен в месте их примыкания к опалубке наружных стен устанавливают разделяющую тканую

28

металлическую сетку с ячейками 10х10мм (в пространственный арматурный каркас устанавливается сетка).

Минимальная толщина межквартирной несущей стены по условиям звукоизоляции составляет из тяжелого бетона – 16см, из легкого бетона — 20– 22см.

Наружные стены, возводимые в скользящей и переставных опалубках, бывают однослойные, двухслойные и трехслойные.

Рис.11. Вертикальные стыковые соединения монолитных стен: а– бесшпоночное стыковое соединение, между щитами опалубки устанавливают отсекатель в виде торцевого щита (торцевое соединение); б – соединение на шпонках, равномерно распределенных по высоте стен, в местах примыкания стен ортогональных направлений на плоскости крупно-щитовой опалубки устанавливают шпонкообразователи (фронтальное соединение); в–соединение с дискретно расположенным шпонками создается на плоскости продольной стены и применяется в тех случаях, когда в первую очередь возводят продольные стены, а затем поперечные стены (фронтально-торцевое соединение); 1– монолитные стены, бетонируемые в первую очередь; 2– монолитные стены, бетонируемые во вторую очередь; 3–отсекатель из мелкоячеистой металлической сетки, укрепляемый на каркасе; 4– горизонтальные арматурные связи.

Толщину наружных стен назначают по максимальной из величин, полученных в результате расчета на прочность и теплотехнического расчета. Стены бывают одно-, двух- и трехслойные (рис.12).

29

возведении в скользящих, объемно-переставных и разборнопереставных опалубках. Конструктивное армирование стен выполняется вертикальной арматурой (в местах пересечения стен, у свободных торцевых граней и у граней проемов), горизонтальной арматурой (в уровне перекрытия из сборных плит).

Монолитные стены и узлы их сопряжения армируют преимущественно Г-образными сварными каркасами.

В монолитных стенах, возводимых в скользящей опалубке с последующим устройством перекрытий, устраивают горизонтальные штрабы или гнезда на уровне отметки перекрытий для возможности соединения стен и перекрытий.

Утепление стен выполняется как с наружной (рис.13), так и с внутренней стороны (рис.14).

Рис.13. Устройство наружного утепляющего слоя после возведения монолитной части стены из пенопласта (а) и сборных панелей-скорлуп (б):

1–монолитный тяжелый бетон; 2–клей на полимерной основе; 3–утеплитель из пенопласта; 4–стеклотканевая сетка на клею; 5–декоративно-защитный слой толщиной 1-2мм из полимерных акриловых материалов; 6–сборная панельскорлупа.

Рис.14. Устройство наружных стен с утеплителем внутренней стороны: 1–

монолитный бетон стены; 2–арматура; 3–эффективный утеплитель; 4– отделочная панель из листового материала; 5–перекрытие; 6–утеплитель из пористого материала объемным весом не более 600кг/м³.

31

§5. Конструктивно-технологические типы монолитных и сборно-монолитных перекрытий зданий.

Взданиях из монолитного бетона применяются перекрытия

монолитные, сборно-монолитные и сборные Выбор перекрытий зависит от конструктивно-технологической

системы здания и возможностей производственной базы (рис.15).

Рис.15. Типы монолитных перекрытий: а– монолитные перекрытия; б– плоские (безбалочные); в–балочные; г–кессонные.

Монолитные перекрытия подразделяются на плоские, закрепляемые по всему контуру или части стен; плоские (безбалочные), опираемые на колонны; балочные и кессонные.

Перекрытия в стенах, возведенных в скользящих, блочных и крупнощитовых опалубках устраивают двумя способами: с применением мелкощитовой и крупнощитовую опалубки. В первом случае разобранную вручную опалубку через дверные проемы переносят на следующую захватку. Во втором случае складывающуюся крупнощитовую опалубку извлекают через щель шириной 40см, оставляемую по всей длине перекрытия, затем щель бетонируют.

Способы опирания монолитных перекрытий в стенах, выполненных в скользящих опалубках следующие:

- в отверстия, оставленные в стенах при бетонировании (размеры отверстий 200–250мм, расстояния между отверстиями 600–1000мм).

32