Применение эффуктивных материалов и конструкций зданий и сооружений
Введение
На основе отечественного и зарубежного опыта применения в строительстве легких эффективных конструкций могут быть рекомендованы следующие системы, определяемые типом вертикальных несущих элементов надстроек:
- система с применением монолитного железобетона и оставляемой опалубки из цементно-стружечных плит (ЦСП);
- система с применением
монолитного легкого бетона и
оставляемой опалубки из
- система монолитных оболочек из торкретбетона по оставляемой опалубке;
- система с применением металлического каркаса из гнутого профиля.
В системах легких
конструкций могут быть
- монолитные ребристые
и сплошные с оставляемой
- монолитные из торкретбетона по оставляемой опалубке;
- монолитные коробчатого
сечения со сплошными
- монолитные по металлическим ригелям, в т.ч. укладываемые по профнастилу;
- монолитные, укладываемые по армоцементным балкам.
В качестве легких в работе приняты конструкции, приведенная масса которых не превышает 1000 кг/кв.м общей площади. Аналогичный показатель для кирпичных зданий составляет 2000 кг/кв.м, а для панельных - 1500 кг/кв.м.
Для легких наружных
ограждений мансардных этажей
могут быть использованы
В слоистых конструкциях
наружных ограждений
В слоистых конструкциях перекрытий, а также межквартирных стен и перегородок в качестве звукоизоляционного материала рекомендуется применять полужесткую минераловатную плиту П100 средней плотностью γ = 100 кг/куб.м.
Необходимый предел огнестойкости
конструкций при нулевом
В соответствии с требованиями для нулевого предела распространения огня в зданиях II степени огнестойкости:
- пенополистирол со
стороны фасада защищается
- на уровне перекрытий
каждого этажа предусмотрено
устройство горизонтальных
- в обрамлении оконных и дверных проемов устроены защитные слои толщиной 100 мм из минераловатных плит;
- фасадный слой утепляемых
стен защищается от
1. Основные системы легких эффективных конструкций
1.1. Система с применением монолитного железобетона и оставляемой опалубки из ЦСП
1.1.1. Надстройка возводится с применением технологии монолитного домостроения с использованием оставляемой наружной опалубки "ВЕЛОКС". Опалубка состоит из цементно-стружечных плит. Цементно-стружечные плиты предлагаются в двух вариантах: вариант 1 - плотность - γ = 750 кг/куб.м плиты "ВЕЛОКС"; вариант 2 - плотность - γ = 1200 кг/куб.м (отечественные плиты).
1.1.2. В наружной стене (НС-1) (рис. 1, 2) между цементно-стружечными плитами располагают утеплитель и монолитный бетон. Толщина монолитного бетонного ядра составляет 100 мм из бетона класса В15. Бетонное ядро рекомендуется армировать вертикальными каркасами высотой на этаж. Диаметр и шаг рабочей арматуры определяют по расчету. Для наружных стен в качестве утеплителя целесообразно применять пенополистирол марки ПСБ-С (плотность - γ = 40 кг/куб.м) или минераловатные плиты на синтетических связующих (плотность ≈ 80 кг/куб.м). Утеплитель приклеивают на цементно-стружечные плиты минеральным клеем. Внешнюю грань наружной стены покрывают слоем известково-цементной штукатурки толщиной 8 - 10 мм по стеклопластиковой сетке.
1.1.3. Толщина бетонного монолитного ядра внутренней несущей стены (ВС-1) составляет 130 мм. Опалубка внутренних стен из цементно-стружечных плит - γ = 1200 кг/куб.м.
1.1.4. Участки монолитного бетона над дверными и оконными проемами следует армировать пространственными каркасами с рабочей арматурой класса A-III.
1.1.5. Межкомнатные перегородки (ВС-2) рекомендуется выполнять только из цементно-стружечных плит с плотностью - γ = 1200 кг/куб.м.
Количество слоев в перегородках (три) и прочность плит определяют расчетом на прочность и звукоизоляцию. Крепление слоев между собой следует выполнять гвоздями или дюбелями.
1.1.6. Плиты опалубки необходимо скреплять между собой и фиксировать в проектное положение при помощи фиксирующих каркасов (К-1; К-2) из коррозиестойкой арматурной стали Ø 4 мм или арматурной стали с защитным покрытием.
1.1.7. Бетонирование стен, изготавливаемых с применением оставляемой наружной опалубки из ЦСП, целесообразно осуществлять поэтажно. Готовую арматуру монтируют на месте.
1.1.8. С внутренней грани стен фиксирующие каркасы рекомендуется срезать "болгаркой". Во избежание образования горизонтальных щелей между цементно-стружечными плитами в местах установки фиксирующих каркасов делают вертикальные прорези.
1.1.9. Перекрытия (рис. 3) в виде ребристых плит целесообразно выполнять из монолитного бетона класса В15. Рабочая арматура в ребрах плит класса A-III. Пространства между ребрами в плитах образуют при помощи цементно-стружечных плит. Высота ребер составляет 200 мм в уровне 6 и 7 этажей и 150 мм в уровне 5 этажа.
1.1.10. Ребристую плиту перекрытия из бетона класса В15 рекомендуется применять и в покрытии (рис. 4). Пустоты плит в покрытии целесообразно образовывать жесткой минераловатной плитой с плотностью - γ = 200 кг/куб.м, которая является слоем теплоизоляции.
1.1.11. Плиты опалубки ЦСП (для стен) и ГВП (для плит перекрытий) являются хорошей противопожарной защитой. По степени возгораемости ЦСП (γ = 1200 кг/куб.м) и ГВП относятся к группе Г1. Материалы, применяемые при изготовлении ЦСП и ГВП, экологически чистые.
2. Система с применением монолитного легкого бетона и оставляемой опалубки из пенополистирола
2.1. Стены наружные (рис. 6)
Полые блоки (250´310´1000 мм) пенополистирола (ПСБ-С), сложенные в шип-паз друг на друга, используют в этих системах при монтаже в качестве оставляемой опалубки, а в конструкции стены в качестве утеплителя. Внутреннюю полость блока заполняют конструктивным легким бетоном γ = 1600 кг/м3. По мере заполнения в него вертикально следует устанавливать арматурные стержни Ø 14 мм, а через два ряда блоков класть горизонтальные два ряда таких же стержней. Наружный и внутренний слои блоков ПСБ рекомендуется связывать между собой стальными прутками Ø 6 мм.
Рис. 1. Схема устройства стен в системе с оставляемой опалубкой из ЦСП
Рис. 2. Соединение наружной и внутренней стен в системе с оставляемой опалубкой из ЦСП
Наружная и внутренняя отделка стены может быть выполнена в 2-х вариантах:
а) в виде штукатурного слоя толщиной 25 и 30 мм, армированного 2-мя рядами стеклопластиковой сетки;
б) 2-мя слоями гипсоволокнистых
листов, склеенных через
2.2. Крыша (рис. 5)
В качестве несущей основы могут быть использованы армоцементные двутавровые балки № 20, укладываемые вдоль дома на поперечно-несущие внутренние каркасные стены. Балки могут быть армированы стеклопластиковыми стержнями и сетками. Их составляют из двух предварительно изготовленных швеллеров № 20, сболчиваемых между собой болтами из стеклопластика (или пластмассовыми дюбелями). По низу балок устанавливают подвесной потолок из цементно-стружечной плиты, склеенной с рубероидом в 2 слоя через стеклопластиковую сетку. На рубероид рекомендуется укладывать деревянные бруски 50´40 через 600 мм, между которыми на клею устанавливают минераловатную плиту γ = 150 кг/м3. Подвесной потолок через деревянные бруски крепится к двутаврам посредством мастики и металлических пластин, загибаемых на полки двутавра. Между двутавровыми балками укладывают полужесткую минераловатную плиту до верха двутавра балки. Балки и МВП целесообразно укрывать слоем стеклопластиковой сетки или распыленного клея.
Сверху, вдоль ската крыши, рекомендуется укладывать деревянный брус 80´40 мм с прорезями (с шагом - 600 мм) под полки двутавра. Брус пристреливают дюбелями к швеллерам или крепят проволочной скруткой, затем настилают обрешетку и кровлю из металлочерепицы или ондулина.
2.3. Перекрытие междуэтажное (рис. 6)
Несущей его основой
служат такие же, что и для крыши
двутавровые армоцементные
Рис. 3. Схемы
устройства плит перекрытий и покрытий
в системе с оставляемой
Рис. 4. Устройство скатной крыши в системе с оставляемой опалубкой из ЦСП
2.4. Внутренние стены (рис. 7)
Продольную стену рекомендуется выполнять из легкого бетона толщиной 20 см, поперечные - каркасными из двутавровых армоцементных ригелей и стоек с заполнением минераловатными плитами и обшивками из ЦСП.
3. Система монолитных оболочек из торкретбетона по оставляемой опалубке
3.1. За основу предлагаемых
вариантов технических решений
облегченных конструкций стен
и перекрытий в виде
3.2. Особенности принятых
ранее объемно-планировочных
Рис. 5. Устройство скатной крыши в системе с оставляемой опалубкой из пенополистирола
Рис. 6. Устройство наружных стен и перекрытий в системе с оставляемой опалубкой из пенополистирола
Рис. 7. Узлы соединения наружных стен в углах, с внутренними стенами и с балконными плитами в системе с оставляемой опалубкой из пенополистирола
Наружные и внутренние стены (рис. 8, 9)
3.3. На основании анализа
технических решений
3.4. Трехслойные стены
из двух ж.б. скорлуп
Рис. 8. Конструкции наружных и внутренних стен в системе монолитных оболочек из торкретбетона
Рис. 9. Узлы сопряжения стен в системе монолитных оболочек из торкретбетона
3.5. С целью улучшения условий эксплуатации балконов и повышения их надежности предложено опирать их на боковые стенки трехслойной конструкции, являющиеся продолжением внутренних поперечных стен, с устройством необходимых по условиям теплоизоляции разрывов в вертикальных бетонных оболочках.
3.6. В качестве оставляемой
опалубки для образования
При использовании деревянных коробок требуемая огнезащита пенополистирола обеспечивается путем установки по контуру проемов минераловатных вкладышей. При этом по краям проемов устанавливают вертикальные арматурные каркасы с раскосной решеткой, а над и под проемами - арматурные стержни.
Перекрытия и покрытия (рис. 9, 10, 11)
3.7. Трехслойное перекрытие
рекомендуется выполнять из
В качестве оставляемой опалубки для междуэтажных перекрытий и покрытия используют унифицированные блоки шириной 600 мм (доборные - меньшей ширины), длиной 2,4 - 3,3 м (в зависимости от пролета, определяемого расстоянием между поперечными несущими стенами), толщиной 200 мм из гофрированных минераловатных плит, заключенных в сварную клетку из оцинкованной проволоки. Соединительными стержнями по полю минераловатной панели протыкают ее и сваривают стержни с проволочными сетками. Блоки целесообразно устанавливать с разрывами, в которые закладывают сварные каркасы, соединяемые на опорах арматурными стержнями, располагаемыми по верху каркасов смежных пролетов. После торкретирования оставляемой опалубки снизу и замоноличивания сверху образуются трехслойные перекрытия и покрытия с раздельно работающими слоями, что повышает их звуко- и теплоизолирующую способность.
3.8. В выступающих частях перекрытий над 5-ым этажом и в покрытии мансарды (а также в ее наклонных стенах) при недостаточном их термическом сопротивлении устраивают дополнительный слой из минераловатных плит.
Рис. 10. Конструкция перекрытий в системе монолитных оболочек из торкретбетона
Рис. 11. Узлы соединения поперечных внутренних стен с перекрытиями в системе монолитных оболочек из торкретбетона
3.9. В покрытии мансарды (рис. 12) минераловатные плиты дополнительного утепления следует располагать между элементами деревянной обрешетки, крепящейся к заложенным в верхней ж.б. скорлупе деревянным пробкам. Устанавливаемые вдоль уклона (в поперечном направлении) деревянные лаги имеют высоту, превышающую толщину утепляющего слоя, за счет чего образуется вентилируемое пространство.
3.10. Рекомендуются следующие варианты конструкций пола в междуэтажных перекрытиях:
Вариант 1 - линолеум с тепло-звукоизолирующей основой на мастике по жесткой древесноволокнистой плите, укладываемой на черный дощатый пол по деревянным лагам и упругим древесноволокнистым прокладкам;
Вариант 2 - паркетная доска или щит по деревянным лагам с упругими древесноволокнистыми прокладками.
3.11. Для временного
закрепления и повышения
3.12. Рекомендуется использовать
в конструкциях минераловатные
плиты с объемной массой 80 кг/куб.м,
коэффициентом теплопроводности 0,04
Вт/(м°С) в наружных
3.13. По условию обеспечения
пожарной безопасности несущих
и ограждающих конструкций
3.14. Система спаренных
оболочек, используемых в несущих
стенах и перекрытиях, нуждаетс
4. Система с
применением металлического
4.1. В качестве прототипа
при разработке указанной
4.2. Строительные конструкции
из стального гнутого профиля
обладают на единицу объема
наибольшей несущей
4.3. Рекомендуется принимать
наибольшие габаритные размеры
монтажных элементов,
4.4. Стойки металлического каркаса надстраиваемых 6, 7 и мансардного этажей рекомендуется выполнять из гнутого замкнутого профиля - 150´100´8 мм , размещенного в простенках между окнами по осям продольных несущих наружных и внутренней стен основного здания. Большинство стоек располагают внутри указанных стен, а по три на каждом этаже, находящиеся в зоне расширения корпуса, - внутри поперечных перегородок. При этом все стойки каркаса со стороны внутренних помещений облицовывают двумя слоями огнестойких гипсокартонных листов ГКЛО
4.5. Собственный каркас
наружных стен, а также поперечных перегородок, рекомендуется
выполнять из тонкостенных гнутых С-образных
профилей 75´50´0,6 мм, а внутренних стен - из аналогичных
профилей 150´40´0,8 мм. Шаг размещения стоек высотой на
этаж не свыше 625 мм, поскольку ширина стандартных
листов ГКЛО 1250 мм.
Рис. 12. Устройство
скатной крыши в системе
Снизу и сверху стойки
С-образного сечения следует
4.6. Наружные стены толщиной 235 мм (рис. 14) включают:
- два слоя гипсокартонных
листов ГКЛО толщиной 12,5 мм (с
заключенной между ними
- слой утеплителя толщиной
200 мм из полужесткой минераловатн
- крепление утеплителя
к металлическому каркасу с
помощью металлических анкеров
из нержавеющей стали или
- защитно-декоративный штукатурный слой толщиной 10 мм;
Наиболее предпочтительны из анкеров - кронштейны из антипирированной и антисептированной древесины, как наиболее дешевые и технологичные.
4.7. Внутренние стены толщиной 200 мм и поперечные перегородки толщиной 100 (рис. 13) мм рекомендуется выполнять из гипсокартонных листов ГКЛО толщиной 12,5 мм и металлического каркаса из тонкостенных профилей, между стойками которого размещают звукоизоляционный слой из полужесткой минераловатной плиты П-100 плотностью 100 кг/куб.м .
4.8. Могут быть выполнены две основные конструкции облегченных монолитных перекрытий надстройки - коробчатые с засыпными пустотами (рис. 14) и слоистые с т.н. "плавающим полом" (рис. 16).
Перекрытия с засыпными пустотами бетонируют у торцов безригельных стоек металлического каркаса, используя для этой цели сборно-разборную опалубку. При возникновении трудностей с применением опалубки выполняют вторую конструкцию перекрытий - сплошную, которую рекомендуется бетонировать по профнастилу, укладываемому на металлические ригели стоек каркаса.
Засыпка, заполняющая пустоты перекрытий, разбивая звуковую волну, способствует повышению звукоизолирующих качеств этих конструкций примерно на 2 дБ по отношению к воздушному шуму, что позволяет снизить бетоноемкость и высоту перекрытий.
С той же целью используют "плавающий пол" в слоистых перекрытиях, который бетонируют по звукоизоляционной прослойке.
Рис. 13. Пример
установки стоек каркаса
В качестве покрытия пола в обеих конструкциях рекомендуется использовать линолеум на теплозвукоизоляционной подоснове.
4.9. Монолитные перекрытия с засыпными пустотами толщиной 220 мм включают верхний и нижний железобетонные слои толщиной 55 мм из бетона класса В15, овальные пустоты размерами 420´110 мм, заполненные сыпучим материалом. Шаг пустот 500 мм, толщина ребер между ними 80 мм, приведенная толщина бетона в перекрытиях 139 мм. В качестве сыпучего материала используют керамзитовый гравий плотностью γ = 450 кг/куб.м. Для удобства бетонирования перекрытий засыпной материал затаривают в заводских условиях в полиэтиленовые мешки необходимого размера, применяя для этой цели объемный дозатор. Затем метки запаковывают и после подпрессовки отправляют на стройку.
4.10. При необходимости устройства слоистых перекрытий к торцам стоек каркаса следует приваривать поперечные ригели из замкнутого гнутого профиля - 230´100´8 мм и одновременно для обеспечения пространственной жесткости металлического каркаса - продольные ригели из аналогичного профиля 160´8´7 мм.
Изгибаемые ригели 230´100´8 мм максимальной длиной 14,4 м сваривают на стройке из монтажных элементов длиной 2,88 м и массой порядка 100 кг, причем места стыковки проходят вблизи нулевых точек по эпюре моментов.
4.11. Несущая часть слоистых перекрытий, укладываемая по профнастилу высотой 60 мм из бетона класса В15, ребристая. Высота несущей части 100 мм, приведенная высота бетона 60 мм. На несущей части рекомендуется укладывать звукоизоляционную прослойку из полужесткой минераловатной плиты П 100 плотностью 100 кг/куб.м, а на ней сверху бетонируют основание пола толщиной 40 мм из цементно-песчаного раствора М 100. Основание пола не должно иметь жестких контактов с другими конструкциями. 4.12. Рекомендуемая конструкция скатной крыши над мансардным этажом (рис. 17):
- подвесной потолок из гипсокартонных листов ГКЛО толщиной 15 мм;
- основные стропильные конструкции из металлических замкнутых гнутых профилей 180´125´6 мм и 150´100´8 мм;
- вспомогательные стропильные конструкции из тонкостенного швеллерного профиля 150´40´0,8 мм;
- закрепленные на стропильных
конструкциях деревянные
- слой утеплителя толщиной 230 мм из полужесткой минераловатной плиты с каменным волокном плотностью γ = 80 кг/куб.м и с коэффициентом теплопроводности λ = 0,04 Вт/(м.град.С);

- Применение явления фотоэффекта
- Применение языка HTML
- Применений функций в экономике
- Применения инновационной деятельности в развитии Забайкальского края
- Применения Интернета
- Применения метода тестирования в исследовании системы управления
- Применения нейрокомпьютеров в финансовой деятельности
- Применение электронных таблиц в инженерных расчетах
- Применение электронных тахеометров для производства тахеометрической съемки
- Применение электропривода на автомобиле
- Применение электроэнергии в современном мире
- Применение элементов линейной алгебры в экономике
- Применение ЭММ для минимизации издержек обращения. Разработка мероприятий по снижению себестоимости
- Применение эстетики и дизайна в деятельности по связям с общественностью