Особенности конструктивных решений жилых и общественных зданий
Министерство
Общего и Профессионального
Контрольная работа
по дисциплине «Особенности конструктивных решений жилых и общественных зданий»
Классификация методов возведения зданий
В основу классификации методов возведения зданий из монолитного железобетона положен способ выполнения несущих конструкций, так как другие части здания при различных методах возведения изготавливают обычным способом. Наиболее распространены следующие индустриальные методы возведения зданий из монолитного железобетона путем бетонирования:
I — горизонтальных и
вертикальных конструкций с
II — вертикальных конструкций
с применением подвижной (
III — горизонтальных конструкций
в виде пакета плит перекрытий
на уровне земли и
IV — горизонтальных конструкций
в виде пакета плит перекрытий
и обустройство этажей на
V — в скользящей опалубке ядер жесткости и выполнение остальных конструкций здания из сборных элементов;
VI — в скользящей опалубке ядер жесткости и подвеска к ним перекрытий (этажей) с помощью вант (здания висячей конструкции).
Строительство в объемной переставной опалубке может осуществляться путем извлечения ее после бетонирования вдоль поперечных осей здания, перемещения объемной опалубки вдоль здания (рис. 3.1, а) или применения вертикально извлекаемой опалубки, используемой для бетонирования только вертикальных конструкций здания (рис. 3.1,6).
Рис. 3.1. Возведение монолитного здания в объемной переставной опалубке путем ее перемещения
Строительство в крупнощитовой переставной опалубке осуществляют с помощью элементов, размеры которых соответствуют высоте помещений и расстоянию между несущими стенами. Опалубку стен и перекрытий монтируют раздельно. Щиты опалубки стен устанавливают в проектное положение и скрепляют между собой.
В крупнощитовой опалубке возводят, как правило, внутренние поперечные и продольные стены и перекрытия. Наружные продольные стены не бетонируют, чтобы не препятствовать извлечению щитов опалубки перекрытии, после бетонирования монолитных конструкций навешивают наружные стеновые панели. Возможно сочетание монолитных наружных и внутренних стен со сборными перекрытиями.
Одно из основных положительных свойств крупнощитовой и объемной опалубок — их неподвижность во время укладки и твердения бетона, что позволяет получать гладкие поверхности стен и потолков, а также создает условия для использования рельефной опалубки. При крупнощитовой и объемной опалубках образуются монолитные рамные узлы сопряжения несущих стен с перекрытиями, а также пространственные системы, обеспечивающие высокую жесткость и устойчивость сооружения. Крупнощитовая переставная опалубка позволяет строить многоэтажные здания как с компактным, так и с развитым планом, как малоэтажные, так и многоэтажные, целиком монолитные и с широким использованием сборных элементов.
Основной недостаток крупнощитовой опалубки — необходимость тщательной установки и выверки каждого щита. Объемная переставная опалубка исключает этот недостаток, но она более сложная и тяжелая, ограничивает архитектурно-планировочные решения.
Строительство в скользящей опалубке заключается в непрерывном совместном подъеме домкратами опалубки и подвесных подмостей. Для опалубки применяют щиты высотой 1,0 — 1,2 м.
Основное преимущество скользящей
опалубки — непрерывность
Недостатки этого метода
— сложность получения
Специалисты прогнозируют использование в будущем скользящей опалубки для возведения точечных зданий большой этажности и бетонирования ядер жесткости в зданиях смешанной конструкции, а также для возведения специальных зданий и сооружений (элеваторов, водонапорных и телевизионных башен, дымовых труб и т.п.).
Строительство методом подъема перекрытий и этажей занимает особое место в монолитном домостроении. В СССР первое здание было построено этим методом в Ленинграде в 1960 г. Значительный вклад в развитие данного метода внесли армянские строители.
Суть возведения зданий и сооружений методом подъема перекрытий и этажей заключается в предварительном изготовлении на уровне земли пакета плит перекрытий и их последующем вертикальном перемещении по колоннам на проектные отметки. На верхней плите пакета устраивают кровлю, которую с помощью подъемного оборудования (домкратов) поднимают на заданную отметку и закрепляют. После этого на следующей плите пакета монтируют элементы этажа и поднимают этаж на нужную отметку. В той же последовательности собирают и возводят следующие этажи. Если при строительстве поднимают только плиты перекрытий, то все работы по обустройству этажей выполняют на проектных отметках (рис. 3.2).
Рис. 3.2. Возведение четырехэтажного здания методом подъема перекрытий: а — выполнение фундаментов; б — установка колонн первого яруса; в — выполнение бетонной подготовки под пол первого этажа и бетонирование ядра жесткости; г — бетонирование пакета перекрытий; д — подъем кровельной плиты до уровня верха колонн первого яруса; е — подъем перекрытий четвертого этажа; ж — подъем перекрытий третьего этажа; з — подъем перекрытий второго этажа на проектную отметку; и — наращивание колонн второго яруса; к — подъем кровельной плиты на проектную отметку; л — подъем перекрытий четвертого этажа на проектную отметку; м — подъем перекрытий третьего этажа на проектную отметку
Бетонирование плит перекрытия производят на уровне земли с помощью деревометаллической бортовой опалубки по периметру плиты.
Для снижения массы плит перекрытия
устраивают кессоны, для бетонирования
которых желательно использовать специальные
асбестоцементные короба с нижними
ребрами, оставляемые в конструкции
и исключающие необходимость
последующей обработки
Строительство методом бетонирования ядер жесткости в скользящей или неподвижной опалубке и выполнение остальных конструкций здания из сборных элементов в виде связевого каркаса рассматривается в гл. 2, посвященной крупнопанельным и каркасным зданиям. Следует отметить, что для возведения ядер жесткости можно воспользоваться методом скользящей или неподвижной опалубки. Так как в пределах ядер жесткости располагают обычно вертикальные коммуникации (лестницы, лифтовые и вентиляционные шахты, шахты прокладки инженерных сетей), не требующие междуэтажных перекрытий, процесс бетонирования ядер жесткости значительно облегчен.
Монолитные ядра жесткости
воспринимают все действующие горизонтальные
нагрузки. Их изготавливают из монолитного
железобетона с армированием прокатными
профилями или прутковой
В зависимости от протяженности
здания монолитные ядра жесткости могут
располагаться в средней части
(в домах-башнях) или симметрично
относительно центральных осей (в
зданиях большой протяженности)
Строительство методом бетонирования ядер жесткости в скользящей опалубке и подвески к ним перекрытий (этажей) с помощью вант (далее мы их будем называть зданиями висячей конструкции) предложено в конце 20-х гг. XX в., но затем было почти забыто. В последние годы оно вновь привлекло к себе внимание.
Здание висячей конструкции
состоит из основной опорной конструкции,
подвесок и подвесных перекрытий
(рис. 3.3). К верхней части опорной
конструкции непосредственно
Рис. 3.3. Здания висячей конструкции:
а — пример конструктивной схемы (1 — ствол; 2 — двухконсольная балка; 3 — подвески; 4 — перекрытия; 5 — фундамент); б — план и разрез здания банка в Антверпене
Здания висячей конструкции можно разделить на следующие виды:
подвесные с одним стволом жесткой конструкции или с оттяжками (мачтовая конструкция);
со стоечно-балочной опорной системой; в общем виде эта система состоит из двух стволов, по которым уложены продольные (обычно двухконсольные) балки;
со стеновыми опорами; в этом случае опорами служат две продольные стены, по которым уложены поперечные балки, несущие подвески;
с рамной опорной системой; подвески в этой системе крепят или непосредственно к рамам (аркам), или к продольным ригелям.
Особенности перекрытий чердачных, надподвальных в малоэтажных жилых зданиях.
- Чердачные перекрытия
При проектировании дома со скатной крышей, даже в случае неэксплуатируемого чердачного пространства следует уделить внимание теплотехническим требованиям. Чердачные помещения летом с теплотехнической точки зрения оказывают негативное влияние на весь климат дома. Необходимо уделить внимание соответствующей теплоизоляции чердачного перекрытия, а также постоянному и основательному вентилированию нагреваемого солнцем чердачного пространства. Для целей теплоизоляции должны быть подобраны соответствующие материалы и найдены соответствующие решения по их размещению.
При использовании чердачного пространства перекрытия, бывшие ранее чердачными, становятся межэтажными.
Рис. 1 Опирание балок перекрытия на деревянный прогон
СНиП 31-02 предъявляет к перекрытиям дома требования по прочности и деформативности при расчетных значениях воздействий и нагрузок, пределу огнестойкости и классу пожарной опасности, долговечности. Чердачные перекрытия должны соответствовать также требованиям к сопротивлению теплопередаче из условий энергосбережения, защиты от воздухопроницания и накопления влаги внутри конструкции. При холодном чердаке пароизоляция и теплоизоляционный слой укладывают на перекрытие; водоизоляционный слой укладывают на основание по скатам. При теплом чердаке вся конструкция покрытия укладывается по скатам.
В традиционных стропильных
конструкциях очевидна целесообразность
размещения теплоизоляции между
стропилами. Их профиль четко задан,
что, ограничивает толщину встраиваемого
теплоизолирующего слоя, при необходимости
более увеличения толщины теплоизоляции
разрабатывают специальные
В этих целях, с одной стороны,
на внутренней плоскости теплоизолирующего
слоя (с учетом также и опасности
механических повреждений при монтаже)
или между двумя
- Надподвальные перекрытия
Надподвальные перекрытия могут быть деревянными балочными или бетонными. Если решено возводить деревянные перекрытия , то пролеты делают небольшими (2–6 м), чтобы перекрытия были более прочными и могли выдерживать большие нагрузки. Для сооружения основной несущей конструкции лучше взять бетонную или обработанную антисептиком деревянную балку. Обрабатывать деревянную балку антисептиком нужно для того, чтобы она не пришла в негодность раньше времени.
Перекрытия делают
следующим образом (рис. 50): на
лаги (балки) прибивают 2 жесткие
плиты обшивки, обработанные в
нижней части антисептиком, с
интервалом для несущей
Рис. 50. Деревянное надподвальное перекрытие: 1 – половые доски; 2 – воздушная подушка; 3 – поперечные балки; 4 – теплоизоляционная плита; 5 – несущая продольная балка; 6 – теплоизоляционная плита; 7 – жесткая плита обшивки; 8 – лага
Затем прибивают 3 несущие продольные балки, имеющие сечение 50 x 20 см, через интервал 60 см. Конструкцию покрывают теплоизоляционной плитой шириной 56,5 и толщиной 10 см. К кромкам этой плиты прибивают поперечные балки сечением 5 x 10 см. Затем настилают доски пола так, чтобы между ними и теплоизоляционной плитой была воздушная подушка.
Для изготовления бетонных
перекрытий (рис. 51) используют многопустотные
плиты шириной 120 см. Как правило,
их применяют при широких
Рис. 51. Бетонное надподвальное перекрытие: 1 – половые доски; 2 – воздушная подушка; 3 – продольные балки; 4 – теплоизоляционная плита; 5 – столбы высотой 24 и сечением 5 x 10 см; 6 –теплоизоляционная плита; 7 – битумный слой; 8 – многопустотная железобетонная плита
Между столбами укладывают
теплоизоляционную плиту
10 см. К кромкам теплоизоляционной
плиты прибивают продольные
Балконы, их конструкции.
В домах, построенных в 1950-60-х годах, мы обнаруживаем балконы, сооруженные из каменных либо железобетонных плит (более поздние варианты). Плиты положены на стальные консоли и намертво вмонтированы в стенной массив. У более старых зданий балкон представляет собой просто консольную каменную плиту. В 1970-е годы появились сборные балконы, состоящие из железобетонной плиты, «вставленной» в стенной массив. Сегодня основой для балкона, как правило, служит типовая железобетонная плита. Параметры балкона либо лоджии чаще всего определяются площадью стандартной плиты, являющейся перекрытием между этажами. Примем за средние параметры балконной плиты ширину в 1,20 м и длину в 6 м. Кстати, обычно мы имеем дело с общей лоджией, разделенной посредством перегородки на две равные части. Конструкция типового балкона представлена на рис. 1.1.
Однако сегодня появились
дома, проектами которых изначально
предусмотрены отклонения от принятых
в традиционном строительстве параметров
и форм. Понятно, что для таких
домов балконные плиты
Какие еще особенности конструкции могут встретиться? Иногда основание балкона представляет собой две уложенные рядом балконные плиты. К такой уловке проектировщики и строители обычно прибегают, чтобы иметь возможность увеличить балконную площадь, что особенно актуально в случае углового балкона, прилегающего сразу к двум стенам.
Рис. 1.1. Конструкция типового балкона: 1 – железобетонная плита балкона, расположенного над вами; 2 – ограждающий поручень; 3 – железобетонная плита вашего балкона
Ограждающая балконная конструкция, как правило, представляет собой стальной стержень, круглый либо квадратный в поперечном сечении, который венчает деревянный поручень. Для оградительных конструкций также есть обязательные параметры: их высота должна быть от 10 см, шаг между ними – не более 12 см. Чтобы железобетонные фрагменты балконных конструкций не разрушались под воздействием атмосферной влаги, их укрывают специальными экранами в форме плит, выполненных из асбестоцемента. Такие плиты располагаются по периметру балконной ограды.
Приступая к ремонту, вы можете обнаружить, что при сооружении балкона недобросовестными строителями изначально были допущены ошибки. Пример такого некачественного монтажа вы видите на рис. 1.2.
Рис. 1.2. Правильно (а) и неправильно, с обратным уклоном (б), смонтированная балконная плита: 1 – балконная плита; 2 – стена здания; 3 – осевая линия; 4 – углы уклона плит
Итак, мы выяснили, что конструкция балкона определяется проектом всего дома. Это дает возможность рассмотреть энное количество переделок балконов соседей. Если вас заинтересует какой-нибудь смелый вариант, узнайте у соседа о наличии некоей письменной документации как гарантии того, что подобная сложная конструкция не обрушится.
Прежде чем реставрировать
балкон, необходимо его отремонтировать.
Ведь балкон по всему наружному периметру
окружен сливами и
Рис. 1.3.
На рис. 2.3 вы видите правильно выполненный монтаж балконной плиты.
Правильно выполненный уклон цементной стяжки на балконной плите: 1 – балконная плита; 2 – стена здания; 3 – слой стяжки; 4 – угол уклона стяжки к наружной стороне балкона – 10–15 см
Вернемся к рис. 1.2. Какую
небрежность допустили
Бывают и другие ошибки. Строители могут «забыть» вмонтировать капельники и сливы в нижнюю сторону балконной плиты. Иногда они изготавливаются из не самой качественной стали, иногда мы поздно замечаем их отсутствие и обращаемся к строителям, а иногда оказывается, что дом был сдан в эксплуатацию без установки по балконному периметру ограждающих противоосадочных экранов. Есть еще один аспект. Даже если все профилактические конструкции находятся в полном порядке – они бессильны против обильных снегопадов в случае, если снег не убирается с балкона регулярно.
На нашей совести будет
и такое повреждение балконной
плиты, как мелкие трещины, появившиеся
в балконной плите
От того, насколько сильно изношена балконная плита, будут зависеть и финансовые, и трудовые вложения. Если повреждения незначительные – вы сможете ограничиться обновлением цементной стяжки.
Прежде чем приступить к выполнению стяжки, нужно удалить с поверхности плиты прежний водоизоляционный слой, затем очистить от пыли и грязи саму плиту и обильно ее смочить.
Далее приготовьте раствор. Возьмите песок и цемент в пропорции 1: 3 и накладывайте его, одновременно разравнивая, так, чтобы получился некоторый уклон к внешней стороне балкона (примерно 1–1,5°), по заранее выполненным маякам. Если есть необходимость, то заранее сделайте на бетонной поверхности насечку.
После этого поверхность стяжки посыпается тонким слоем сухого цемента. Затем мокрой кельмой проглаживается раствор. Следите, чтобы на поверхности стяжки не оставалось следов от кельмы. Также не становитесь на нее ногами – выдерживать нагрузки она сможет не раньше чем через двое суток, то есть после полного затвердения раствора.
Чтобы восстановить несущую способность балконной плиты, потребуются более сложные действия. Однако и с этой задачей вы можете справиться самостоятельно.
Прежде всего понадобится арматурная сетка из стальной проволоки диаметром не менее 5 мм. Следите, чтобы ячейки сетки припадали на каждый погонный метр плиты – как минимум три продольных и три поперечных стержня.
Тщательно зачистите поверхность балконной плиты. В месте, где стержни пересекаются, свяжите их мягкой вязальной проволокой, а если есть возможность, то сварите с помощью электродуговой сварки.
Обязательно убедитесь, что между плитой и арматурной сеткой сохранился небольшой зазор. Он необходим для беспрепятственного подтекания под стержни жидкости, содержащейся в бетоне.
Когда поверхность таким образом подготовлена, ее бетонируют, следя, чтобы слой бетона был как минимум в два раза шире арматурной сетки.
Об усилении балконной плиты речь пойдет в случае, если вы обнаружили, что ее основной арматурный каркас значительно затронут коррозией. Общий алгоритм усиления балконной плиты представлен на рис. 1.4.
Рис. 1.4. Усиление балконной плиты: 1 – стальные прокатные балки; 2 – обрамляющий уголок; 3 – арматурная сетка; 4 – стена здания; 5 – отверстия для заделки балки (2/3 толщины стены)
Самое сложное на этом этапе – с двух сторон балкона придется подвести стальные прокатные балки, закрепленные в стене в качестве консолей. Для этого вначале пробивают в стене отверстия глубиной, тождественной двум третям ее толщины. Вместо специальных строительных балок можно использовать швеллер либо двутавровую конструкцию. Если вы используете уже бывшие в употреблении конструкции, то обязательно хорошо очистите их от ржавчины, покрасьте масляной краской и дайте хорошо просохнуть.
Итак, крепим балки либо их заменители к балкону, одновременно бетонируя их в стену. Привариваем к балкам арматурную сетку и бетонируем ее так, как было описано в предыдущем фрагменте об усилении несущей способности балконной плиты.
Этим способом можно нарастить
длину либо ширину балкона. Однако здесь
есть нюансы. Во-первых, все передние
края консольных балок, выходящие за
край прежней ширины балкона, обязательно
скрепляются между собой
Арматурная сетка уложена. Теперь необходимо установить опалубку.
Когда бетон основательно
застынет, ограждаете балкон по желаемому
периметру. Предупреждаю: в длину
вы можете «вытягивать» балкон куда более
смело, чем в ширину. Выполняя эти
работы самостоятельно, вы увеличите
консольную ширину балкона максимум
на 40 см, не больше. Иначе вероятность
того, что ваша будущая «колыбель
уюта» опрокинется, составляет примерно
85 %. Во избежание этого придется
воспользоваться услугами бригады
специализированного
Взгляните на рис. 1.5. Здесь показано, каким образом можно усилить балконную плиту за счет использования профилей усиления жесткости (иными словами, подкосов), в которых имеются специальные отверстия под крепежные болты.
Рис. 1.5. Дополнительные меры усиления плиты при расширении балкона: 1 – плита; 2 – фигурный профиль усиления; 3 – болты; 4 – стена
Когда речь идет о балконе
с деревянными стенами (рис. 1.6), понадобится
просверлить под крепежные
Рис. 1.6. Усиление балкона деревянного строения: 1 – плита; 2 – подкос для усиления жесткости; 3 – крепежные болты; 4 – деревянная стена
Намного проще осуществить ремонт лоджии в относительно новом доме. Алгоритм усиления плиты в данном случае показан на рис. 1.7. Поскольку здесь есть боковые стены, вы можете присоединить к ним плиту с помощью накладок, высверлив отверстия перфоратором.
Рис. 1.7. Усиление плиты-лоджии: 1 – сплошные торцевые выступы;
2 – плита; 3 – верхнее
перекрытие лоджии (одновременно
балконная плита верхнего
Связевые каркасы общественных зданий.
Каркасы связевой системы с вертикальными устоями в виде дискорам удобны для жилых, административных и общественных зданий с небольшими помещениями, регулярно расположенными на этажах. В этих зданиях требуются гладкие потолки. Поэтому применяются балочные каркасы с выступающими вниз ригелями и плитами с гладкой нижней плоскостью или безбалочные перекрытия с абсолютно гладким потолком, облегчающие планировку помещений и улучшающие интерьеры.
При совершенствовании рамных каркасов и разработке связевых каркасов стык колонн, осуществляемый с помощью многопроходной сварки тяжелых металлических оголовников, был заменен на плоский безметальный стык с ванной сваркой выпускаемых продольных арматурных стержней (см. раздел Колонна железобетонная); а сам стык для удобства монтажа вынесен над уровнем перекрытия (Рис.5а, б), что позволило вести сборку каркасов индустриальными методами с помощью одиночных и групповых кондукторов. Отказ от металлических оголовников и снижение опорных моментов в связевых каркасах (КМС-101 и ИИ-04) до 55 кН м позволило значительно упростить армирование ригелей и колонн и провести унификацию арматурных изделий.
В связевых каркасах межвидового применения 1.020-1/83 принят шарнирный стык ригеля с колоннами, а в каркасе ТК1-2 опорный момент снижен до 25 кНм. В эти каркасы наряду с круглопустотными плитами включены плиты 2Т пролетом 9 и 12 м и ребристые П-образные плиты. В серии 1.020-1/83 плиты 2Т опираются на ригели в подрезку (Рис.5в).