Монолитное и сборно-монолитное домостроение. Наружные монолитные и сборно-монолитные стены гражданских зданий.

Моноли́тное строи́тельство — технология возведения зданий и сооружений из железобетона, которая позволяет в короткие сроки возводить здания и сооружения практически любой этажности и формы.

Процесс монолитного строительства состоит из следующих основных технологических этапов:

· Устройство арматурного каркаса.

· Установка опалубки.

· Заливка бетона.

· Прогрев (в зимнее время).

· Уход за бетоном.

· Снятие опалубки (распалубка, разопалубливание).

Монолитное строительство домов может использовать стеновую опалубку для горизонтальных или вертикальных поверхностей, стеновую ползущую, а также для возведения закругленных конструкций.

Монолитное строительство домов подразумевает использование нескольких вариантов каркасов: с несущими продольными стенами, с несущими поперечными стенами, с перекрытиями на несущих колоннах.

В монолитном домостроении также используется несъемная опалубка. Различные виды несъёмной опалубки широко используются в индивидуальном малоэтажном жилищном строительстве.

Достоинства:

· Скорость.

· Свободный выбор конфигурации будущего зданий, не зависящий от типовых элементов.

· Отсутствие швов, что существенно улучшает тепло и звукоизоляцию, снижает общий вес здания, предотвращает образование трещин, повышает прочность конструкций и делает их более долговечными.

· Высокая морозоустойчивость.

Недостатки:

· более высокая трудоёмкость и стоимость (в сравнении с каркасно-панельным строительством).

· Повышенные градиенты свойств (анизотропия бетона).

 

Технология сборно-монолитного каркасного домостроения основана на применении конструктивной схемы, подразумевающей под собой рамно-связевую систему колонн, ригелей и плит перекрытий, которые при соединении в узлах образуют несущий каркас.

Основным преимуществом технологии СМК является то, что она позволяет реализовывать любые архитектурно-планировочные решения, а также обеспечивает высокую скорость строительства из железобетонных конструкций высокой заводской готовности, объединив в себе тем самым основные преимущества монолитного домостроения и сборного домостроения. В СМКД применяются несколько вариантов стыков, зависящие от вида поверхности сборного элемента – гладкой, особо гладкой, шероховатой, шпоночной. Сборными элементами сборно-монолитных конструкций могут служить железобетонные или металлич. балки в сочетании с пустотелыми кера- мич. или легкобетонными блоками; железобетонные колонны, ригели и плиты и т. д.

Наибольшее распространение получили сборно-монолитные конструкции со сборными элементами из железобетона. Сборные элементы содержат осн. арматуру конструкции и иногда используются в качестве формы (опалубки) для монолитного бетона; их целесообразно делать предвари- тсльно напряженными. В монолитном бетоне устанавливается дополнит, арматура в виде сварных каркасов и сеток. Для замоноличивания узлов применяют быстро- твердеющий бетон высокой прочности.

Конструктивное сочетание сборных элементов и монолитного бетона является экономически выгодным, т. к. сборно-монолитные конструкции, обладая достоинствами и тех и др., лишены нек-рых их недостатков. Для возведения сборно-монолитных конструкций (в отличие от монолитных) нетребуется спец. опалубки, подмостей и лесов, поэтому монолитный бетон сборно-монолитные конструкции значительно дешевле пропаренного бетона сборных элементов, а также бетона монолитных конструкций, возводимых в несущей опалубке. В сборных элементах весьма эффективно применение предварительного напряжения высокопрочной арматуры. Установкой дополнит, арматуры в участках монолитного бетона обеспечивается неразрезность соединений элементов, а следовательно, пространственный характер работы конструкции.

Осн. преимуществом С.-м. к. является меньший (по сравнению со сборными конструкциями) расход стали и бетона. Кроме того, отпадает необходимость в (характерных для сборных конструкций) многочисленных закладных частях и их сварке при монтаже. По срокам возведения сборно-монолитные конструкции (кроме С.-м. к. гидротехнич. сооружений) гораздо ближе к сборным, нежели к монолитным. С.-м. к. неск. уступают сборным в отношении индустриальности возведения и монтажа.

С.-м. к. применяются в балочных и безбалочных перекрытиях многоэтажных зданий, в автодорожных мостах и путепроводах, в гидротехнич. стр-ве, при возведении нек-рых видов оболочек и т. д.

Монолитные и сборно-монолитные бе­тонные наружные стены применяют в монолитных и сборно-монолитных домах различ­ных строительных систем.

Разработаны одно-, двух- и трехслойные конструкции. Широкое применение благодаря технологичности получили однослойные кон­струкции. Однослойные стены формуют из легких бетонов с плотностью не более 1600 кг/м³ на различных естественных и ис­кусственных пористых заполнителях (керам­зите, аглопорите и др.). В зависимости от эффективности заполнителя, требуемой несу­щей способности и климатических условий строительства толщина однослойных стен со­ставляет 30—50 см. Как правило, в состав однослойной монолитной стены входят поми­мо основного конструктивно-теплоизоляцион­ного бетонного слоя наружный защитно-отде­лочный и внутренний отделочный слой раст­вора. Слоистые стены иногда проектируют мо­нолитными, но чаще (по технологическим со­ображениям) сборно-монолитными. Двухслойные стены содержат несущий бетонный монолитный слой и утеплитель. Несущий слой выполняют из тяжелого или конструктивного легкого бетона толщиной не менее 12 см. Сборно-монолитные двухслойные стены применяют в двух конструктивных ва­риантах: с расположением утепляющего слоя с наружной или с внутренней стороны несу­щего монолитного бетонного слоя. При рас­положении утепляющего слоя с наружной стороны последний чаще всего проектируют в виде сборных декоративно-теплоизоляцион­ных элементов — офактуренных панелей или плит из теплоизоляционного бетона. При этом сборные декоративно-теплоизоляционные элементы выполняют функции наружной опа­лубки. Декоративно-теплоизоляционные эле­менты должны иметь арматурные выпуски для анкеровки к несущему монолитному слою. В случаях, когда установка сборных элементов осуществляется после формования несущего слоя, в них предусматривают закладные дета­ли или выпуски для навески на несущий слой.

В двухслойных стенах с утеплителем из­нутри последний выполняют из жестких плит или блоков (автоклавный пенобетон, пено­стекло или др.), выкладываемых на растворе в виде самонесущих стенок на перекрытии.

Трехслойные монолитные стены проекти­руют с гибкими или жесткими связями между бетонными слоями.

Конструкции связей и материалы утепли­теля аналогичны используемым в трехслой­ных бетонных панелях. Толщина внутреннего бетонного слоя принимается не менее 12 см, наружного — 6 см.

Трехслойные сборно-монолитные стены имеют внутренний бетонный монолитный не­сущий элемент и сборный защитно-декора­тивный наружный. Защитно-декоративный элемент представляет собой двухслойную па­нель с утепляющим слоем с внутренней сторо­ны либо отдельные офактуренные бетонные плиты, в которых к специальным выпускам прикреплены плиты эффективного утеплителя.

Так же, как и в сборно-монолитных двух­слойных стенах, защитно-декоративные эле­менты трехслойных стен могут служить на­ружной опалубкой при бетонировании несу­щего слоя или навешиваться на последний после его возведения и распалубки.

Изоляционные качества монолитных бе­тонных стен благодаря отсутствию стыков иногда оказываются выше, чем у сборных стен.

Монолитными считаются здания, основные конструктивные элементы которых (наружные и внутренние стены, перекрытия) выполнены из монолитного бетона или железобетона. В монолит­ных зданиях могут быть применены сборные конструкции лестниц, балконов, лоджий, перегородок и других элементов, а так­же сборные элементы отделки наружных стен.

К сборно-монолитным относятся здания, основные конст­руктивные элементы которых выполнены частично из сборных элементов (например, внутренние стены — монолитные, пере­крытия и наружные стены — сборные).

По совокупности взаимосвязанных конструктивных элемен­тов, характеризующихся способом передачи нагрузок и решени­ем основных узлов, можно выделить следующие типы зда­ний из монолитного железобетона:

1) с поперечными и продольными монолитными или сборно-монолитными несущими наружными и внутренними стенами, на которых закрепляются по контуру или по его части монолитные либо сборно-монолитные перекрытия;

2) с поперечными и внутренними продольными монолитны­ми или сборно-монолитными несущими стенами, на которых за­крепляются по части контура монолитные, сборные либо сборно-монолитные перекрытия;

3) с поперечными монолитными несущими стенами, в кото­рых закреплены монолитные перекрытия.

В зданиях типа 2 и 3 наружные продольные стены выполняют­ся несущими и ненесущими, в зданиях типа 3 внутренние про­дольные стены ненесущие. В зданиях типа 1 обеспечивается наи­более высокая пространственная жесткость сооружения.

Во всех зданиях, возводимых с применением монолитного же­лезобетона, внутренние стены — однослойные монолитные. П о способу возведения наружные стены могут быть монолит­ными, сборно-монолитными, сборными из штучных материалов, по конструктивному решению— однослойными, двухслойными с утеплителем снаружи, двухслойными с утеплителем с внутренней стороны помещения и трехслойными.

Перекрытия подразделяются на монолитные, сборно-моно­литны е и сборные. Сборно-монолитные перекрытия могут иметь сборные элементы в плане конструктивной ячейки, а также по толщине поперечного сечения перекрытия. В последнем случае применяют сборные скорлупы, при возведении перекрытия вы­полняющие роль оставляемой опалубки.

Существует определенная зависимость между выбранной сте­новой конструктивной системой, этажностью здания и геологическими условиями конкретной площадки будущего строительства. На предварительной стадии проектирования можно использо­вать данные, приведенные в табл. 3.3 (предложение ЦНИИЭП-Жилища).

При проектировании монолитных стен следует стремиться к максимальному использованию несущей способности элементов, толщина которых определена по результатам расчетов ограж­дающих конструкций на эксплуатационные воздействия (звуко­изоляционные и теплозащитные качества, водо- и воздухопрони­цаемость и т.п.).

Толщину межквартирных стен и межкомнатных перегородок (без дверных проемов) в зависимости от объемной массы бетона рекомендуется принимать по табл. 3.4.

Несущая способность стен при заданной расчетной толщине должна обеспечиваться преимущественно классом бетона и необ­ходимой толщиной стены. Повышение несущей способности стен за счет армирования допускается только в случае экономической нецелесообразности повышения класса бетона и увеличения тол­щины стены. При проектировании стен из тяжелого бетона реко­мендуется использовать класс бетона по прочности не выше В20.

При расчете конструкции монолитных стен следует преду­сматривать конструктивное армирование для ограничения трещинообразования от усадки и температурно-влажностных воздействий в процессе эксплуатации зданий.

В зависимости от конкретных условий наружные стены мо­гут быть:

· однослойными из легких бетонов на пористых заполнителях;

· трехслойными с несущим и наружным защитными слоями из тяжелого бетона или бетона на пористых заполнителях и с внут­ренним слоем бетонов на пористых заполнителях или из эффек­тивных материалов.

Необходимо предусматривать участие несущего слоя наруж­ных стен в общей пространственной работе основных несущих конструкций здания.

Монолитные плиты перекрытий сплошного сечения следует проектировать из тяжелого бетона и из легких бетонов плотной структуры на пористых заполнителях.

Конструкции монолитных и сборно-монолитных жилых домов, рекомендуемые в зависимости от методов индустриального домо­строения из монолитного железобетона, приведены в табл. 3.5.

Соединения монолитных стен и монолитных плит перекры­тии следует проектировать с учетом принятого метода возведе­ния здания. При возведении стен зданий в скользящей опалубке с отставанием перекрытий от стен либо при бетонировании плит перекрытий в опалубке, опускаемой сверху вниз, необходимо предусматривать прерывистое соединение стен и плит перекры­тий. Гнезда для опорных выступов оставляют при возведении стен. Количество опорных выступов и расстояние между ними определяют расчетом. После установки опорной арматуры гнезда заполняют при бетонировании перекрытий.

При возведении здания в скользящей опалубке поэтажно-цик­личным способом рекомендуется выполнять соединения моно­литных стен и монолитных плит перекрытий сплошными по пе­риметру несущих стен.

При использовании объемно-переставной, крупнощитовой или-блочно-щитовой опалубки соединения монолитных стен и моно­литных плит перекрытий выполняют сплошными.

Рис. 3.4. Узел опирания плит многопустотного настила на внутреннюю монолитную стену: 1 — заглушка; 2 — плоский каркас по торцам плит; 3 — внутренняя стена; 4 — растворный шов; 5 — плита многопустотного настила

В опорную часть многопустотного настила внесены незначи­тельные изменения, заключающиеся в том, что на заводе в опор­ной зоне плиты оставляют вырезы верхней полки, через которые во время бетонирования стен верхнего этажа пустоты настила за­полняются бетоном. Сечение плиты в опорной части становится сплошным, и его прочность при сжатии приближается к приз-менной прочности бетона. Чтобы бетон не растекался в пустоты, в них помещают заглушки.

После установки плит в проектное положение между их тор­цами укладывается горизонтальная арматура. Глубина опирания плит должна быть не менее 7 см или пяти диаметров рабочей арматуры.

Существуют определенные особенности в проектировании дру­гих конструкций зданий из монолитного железобетона. Напри­мер, монолитные плиты перекрытия лоджий и балконов следует применять в монолитных зданиях, возводимых в скользящей или блочной опалубке, и в сборно-монолитных зданиях с моно­литными внутренними несущими конструкциями и наружными навесными сборными или мелкоштучными стенами.

Сборные плиты лоджий и балконов рекомендуется проектиро­вать в сборно-монолитных зданиях со сборными плитами между­этажных перекрытий.

При проектировании монолитных и сборно-монолитных зда­ний независимо от типа применяемой опалубки необходимо пре­дусматривать монолитные стенки лоджий, являющиеся про­должением поперечных или продольных внутренних стен. Если архитектурно-планировочные соображения требуют применения лоджий небольших размеров, длина которых значительно мень­ше, чем расстояние между поперечными стенами, возможно уст­ройство монолитных стенок и на участках между поперечными несущими стенами.

Монолитные и сборно-монолитные стенки лоджий следует ар­мировать арматурными каркасами с горизонтальной распреде­лительной арматурой, препятствующей выпучиванию каркасов из плоскости стены. При проектировании стенок лоджий в них необходимо предусматривать стальные закладные детали для опи­рания, фиксации и крепления плит перекрытия лоджий.

Конструкции крыш сборно-монолитных зданий рекомендуется проектировать из однослойных легкобетонных или ячеисто-бетонных либо двухслойных комплексных панелей с вентилирующими каналами в подкровельном слое (или без них — в зависимости от климатических и других местных условий).

Для зданий высотой более пяти этажей следует проектировать покрытия раздельного типа преимущественно с чердаком, имею­щим высоту в свету не менее 1,6 м. Высота чердака может быть уменьшена до 0,8 м на участках длиной не более 0,8 м. В зданиях высотой до пяти этажей, возводимых в районах с умеренным климатом, можно применять совмещенные бесчердачные покры­тия с рулонной кровлей.