Конструктивные особенности каменных зданий. Основные методы их возведения

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра железобетонных и каменных конструкций

Отчет

По ознакомительной практике

Проверил: В.В. Павлов

Выполнил: студент 1 курса

Гр. 5ПГ13В зач. кн. №0315668

Р.А. Закиев

Казань 2016

Содержание

Конструктивные особенности каменных зданий. Основные методы их возведения.

Конструктивные особенности зданий из монолитного железобетона. Особенности их возведения, в том числе в условиях отрицательных температур и в условиях жаркого климата.

Конструктивные особенности полносборных зданий (на примере одноэтажных и многоэтажных промышленных зданий). Особенности их возведения.

Конструктивные особенности каменных зданий. Основные методы их возведения.

Под каменными подразумеваются здания, в которых основным кон-структивным материалом являются природные и искусственные камни (кирпич, шлакоблоки, пилёный камень и др.). Наиболее распространённым типом зданий являются – кирпичные, поэтому дальнейшее рассмотрение темы произведём на примере кирпичных зданий.

Кирпич и керамические камни выпускают полнотелыми и пустотелыми пластического и полусухого прессования. В зависимости от размеров изделия подразделяют на: (таблица 5.1).

таблица 5.1

НАИМЕНОВАНИЕ ИЗДЕЛИЯ	Размеры, мм.
Кирпич обыкновенный	250х120х65
Кирпич утолщённый	250хх120х88
Кирпич модульный	288х138х63
Камни керамические	250х120х138
Камни керамические модульных размеров	288х138х138
Камни керамические укрупнённые	250х250х138
Камни керамические с горизонтальным расположением пустот	250х250х120 250х200х80

Кирпич и камни керамические применяются для возведения наружных и внутренних стен, облицовок, перегородок, колонн, лифтовых шахт, лестнич-ных клеток и др. Кирпичные конструкции могут быть несущими, восприни-мающими нагрузку от покрытий и перекрытий и передающие её на фунда-мент и самонесущими (несущими нагрузку только от собственной массы).

В зависимости от нагрузки и условий работы для обеспечения устой-чивости и повышения несущей способности отдельных элементов (столбов, стенок, простенков) их усиливают стальной арматурой. В кладке арматуру размещают в горизонтальных швах, при этом защитный слой раствора должен быть не менее 4мм.

Наружные стены выполняются различных конструктивных схем:

сплошная кладка на всю толщину стены (массивовая)

кладка с утеплителем

Внутренние стены выполняются из сплошной кладки (толщиной 1 или 1,5 кирпича) и служат, главным образом, для опирания перекрытий. Перекрытия обычно устраиваются из сборных железобетонных плит (панелей). Для неста-ндартных пролётов делаются монолитные перекрытия по профилированному настилу. Помещения внутри зданий разделяются перегородками, чаще всего каркасного типа. Отделочные и специальные работы отличаются большим разнообразием и выполняются по «дизайн-проектам».

Здания на просадочных грунтах

При возведении каменных зданий на сильносжимаемых и просадочных грунтах конструктивные решения, как правило, претерпевают незначительные изменения. Все внимание уделяется соответствующей подготовке оснований и фундаментов.

Существуют следующие способы устройства оснований и фундаментов под здания с каменными стенами на просадочных грунтах:

возведение ленточных и прерывистых фундаментов в вытрамбованных полостях;

устройство столбчатых фундаментов в вытрамбованных котлованах с втрамбовыванием в их дно жесткого бетона, щебня, гравия или песчано-гравийной смеси;

поверхностное уплотнение грунта тяжелыми трамбовками с использованием навесного оборудования к экскаваторам и кранам;

устранение просадок грунтов за счет пробивки скважин с последующим заполнением их уплотняемым грунтом, шлакобетоном, цементогрунтом и др.;

закрепление грунтов химическим или термическим способом;

уплотнение грунтов предварительным замачиванием;

применение рациональных конструкций забивных или

набивных свай повышенной несущей способности.

Для устранения просадочности грунтов 1-го типа довольно широко используются методы их уплотнения тяжелыми трамбовками диаметром 1,4...1,8 м и массой 4...6 т, устройство грунтовых подушек или устройство фундаментов в вытрамбованных котлованах.

Вытрамбовывание котлованов и поверхностное уплотнение грунтов основания тяжелыми трамбовками, навешенными на стрелу крана или экскаватора (рис.1), является самым простым и достаточно эффективным способом, имеющим достаточно широкое распространение. При такой технологии под подошвой фундамента создается слой непросадочного или малосжимаемого грунта толщиной до 3 м.

Рис.1. Подготовка оснований под здание на просадочных грунтах:

а - вытрамбовывание котлованов; б - поверхностное уплотнение грунта тяжелыми трамбовками

Наибольшая эффективность достигается при уплотнении грунта оптимальной влажности. Поэтому влажный грунт перед уплотнением подсушивается, а сухой - увлажняется.

При большой толщине просадочного грунта (5 м и более) втрамбовывание и поверхностное уплотнение не гарантируют сохранность возводимого сооружения в период его эксплуатации. Поэтому в таких условиях рекомендуется осуществлять глубинное укрепление грунтов путем устройства скважин и последующего заполнения их грунтом или цементогрунтом с послойным трамбованием. В обоих случаях скважины устраиваются без выемки грунта.

При устройстве грунтовых свай (рис.2) с помощью гидравлического молота сначала забивается, а затем вынимается обратно металлический штамп-лидер. В полученную скважину засыпается и уплотняется тем же штамп-лидером грунт или песчаногравийная смесь.

Рис.2. Уплотнение грунта сваями:

а - грунтовыми; б - цементно-грунтовыми; I - выштамповывание скважины металлическим лидером; II - заполнение скважины песчано-гравийной смесью; III - утрамбовывание скважины лидером; IV, V - погружение буровой штанги и раскрытие лопастей; VI - образование цементно-грунтовой сваи

Устройство цементно-грунтовых свай показано на рис.2, б. По этой технологии в грунт погружается буровая штанга с режущими и перемешивающими лопастями. При обратном подъеме штанги нагнетается водоцементная суспензия, лопасти раскрываются, грунт перемешивается с суспензией и в дальнейшем затвердевает, образуя довольно прочную сваю.

На площадках с просадочными грунтами можно применять как грунтовые, так и цементно-грунтовые сваи. В отдельных случаях могут быть использованы методы уплотнения просадочных грунтов глубинными взрывами или химическое и термическое закрепление грунтов (силикатизацией и обжигом).

Существует также ускоренный способ уплотнения лессовых просадочных грунтов с предварительным замачиванием и использованием энергии глубинных взрывов. Предварительное замачивание осуществляется через специальные дренажные поглощающие скважины. Затем замоченный грунт с ослабленными внутренними связями, но еще сохраняющий свою структуру, подвергается многократному воздействию взрывных волн, равноценному воздействию землетрясения силой до 12 баллов.

Выполненные многократно в строгой последовательности такие волны оказывают существенное уплотняющее воздействие на просадочные грунты. За счет этого процесс уплотнения грунтов происходит в несколько раз быстрее, чем при обычном способе предварительного замачивания. При этом уплотнение грунта происходит равномерно по всей глубине уплотнения, а степень уплотнения повышается в несколько раз.

Прорезку просадочных грунтов можно выполнять забивными призматическими или пирамидоидальными сваями, набивными сваями без уширения и с уширенными пятами, устраиваемыми в пробуренных, пробитых или образованных взрывом скважинах. Этот вид фундаментов представляется наиболее приемлемым при строительстве зданий с каменными стенами на просадочных грунтах.

При выборе приемлемой конструкции свайного фундамента учитывают необходимую глубину заложения фундамента, гидрогеологические условия места строительства, характер нагрузок, наличие необходимого оборудования и др. На рис.3 приведены конструкции свай, применяющихся при строительстве зданий на просадочных грунтах. В табл.1 указаны рекомендуемые конструкции свай в зависимости от условий строительства.

Рис.3. Сваи, рекомендуемые для применения в просадочных грунтах:

а - призматическая; б - булавовидная; в - клиновидная; г - ромбовидная; д - пирамидальная; е - набивная; ж - буроопускная; 1 - арматура; 2 - сборная железобетонная свая; 3 - грунтоцемент; 4 - бетон

Таблица 1

Рекомендуемые типы свай для строительства на просадочных грунтах


Виды свай	Область применения
Сваи, погружаемые в готовом виде
Призматические	В качестве свай-стоек при малых нагрузках на фундамент
Булавовидные	При поверхностных слабых грунтах, подстилаемых прочными грунтами на глубине 8...12 м
С наклонными боковыми гранями	При залегании на поверхности плотных грунтов, подстилаемых слабыми грунтами
Сваи, устраиваемые в грунте
Набивные	При толщине просадочного грунта до 25 м
Буроопускные	При толщине просадочного грунта более 25 м

Устройство свайных фундаментов осуществляется в следующем порядке:

расчистка площадки и разбивка положений свай;

устройство обносок и путей перемещения механизмов;

Организация каменных работ.

При возведении кирпичных зданий, в зависимости от этажности и общих объёмов строительно-монтажных работ, используются последовательный, параллельный и поточный методы организации строительства. Для многоэтаж-ных зданий основной метод – поточный, в основу которого положены следую-щие принципы:

- выполнение всего комплекса работ по захватно-ярусной системе;

- разделение комплексного процесса кладки на составляющие процессы с собственными специализированными звеньями;

- последовательное по захваткам и ярусам выполнение процессов специ-ализированными звеньями постоянного состава в одинаковом темпе;

- переход звеньев с захватки на захватку через равные промежутки времени, называемые шагом потока;

- обязательная увязка каменной кладки и монтажа сборных конструкций на каждой захватке.

Процесс возведения многоэтажного каменного здания осуществляется комплексной бригадой, состоящей из звеньев каменщиков, монтажников, плотников, такелажников, транспортных рабочих. Количественный и квали-фикационный состав бригады (и звеньев) определяется в ППР и зависит от фронта работ, принятых способов производства работ, сроков строительства, производительности рабочих и машин. Ведущие звенья – каменщиков или монтажников (каркасные здания с каменными стенами). Численность комплексной бригады 20…40чел.

При поточном выполнении каменной кладки основные пространственные параметрами имеют свою специфику.

Захватка – повторяющаяся часть здания в плане с приблизительно равными на данном и последующими учасками (секция, полусекция) объёмами работ, выделенная бригаде каменщиков на целое число смен.

Делянка – часть захватки, составляющая её кратную часть, отводимую звену каменщиков для бесперебойной работы в течении расчётного числа смен.

Ярус – часть здания, условно ограниченная по высоте, выделенная бригаде каменщиков на целое число смен (обычно один этаж). За ярус принимается и часть этажа, выделяемая звену каменщиков для работы в течении одной смены на одном уровне (без подмащивания).

Число делянок и их размеры устанавливаются расчётом в технологической карте на каменные работы.

L = Ntq / 100ahS, где: L – длина делянки, м.

N – численность звена, чел.

t – длительность смены q- процент выполнения норм

а – толщина стены, м.

h – высота яруса, м. S – норма времени на 1м³ кладки, чел.-час

Ориентировочные размеры делянок см. таблица 5.3

Таблица 5-3

Вид кладки: простая, в два кирпича (510 мм.)	Длина делянки м.
Звено «двойка»	12…17
«тройка»	19…25
«пятёрка»	24…40

Высота яруса кладки назначается в пределах 0,8…1,4м. Кладку первого яруса каменщики выполняют с земли (перекрытия), а последующих с подмостей различных конструкций. При высоте яруса-этажа более 4м каменная кладка ведётся с лесов.

Количественный состав бригады каменщиков определяется объёмом каменной кладки на ярусе (этаже) и нормами времени на производство работ (ЕНиР, сб.3 «Каменные работы»).

Количество рабочих в бригаде (Р) определяется по формуле:

Р = t 0 где, Q – трудоёмкость, человек- час.

t 0 – продолжительность возведения яруса, час.

(обычно принимается одна смена)

Q = W x T n W – объём работ (каменной кладки), м³;

Tⁿ - норма времени, человек- час.

При определении норм времени следует учитывать:

- степень сложности кладки (простая, средней сложности, сложная, особо сложная);

- проёмность стен (отношение площади проёмов к расчётной площади стены);

- толщину стен.

Бригада каменщиков должна иметь фронт работ равный протяжённости всех стен на захватке. Каждое звено имеет свой фронт работ – делянку.

Длину делянки (L a) можно рассчитать по формуле:

Lф = Pзв х С х К_прх К_н где, Р_зв – численный состав звена, чел.

Н_вр х в х h С – продолжительность смены, час.

К_пр – коэффициент проёмности (³1)

К_н – коэффициент нормативности

Н_вр – норма времени

В – толщина кладки

h - высота яруса кладки, выполняемой за одну смену.

Основная особенность возведения многоэтажных зданий с кирпичными стенами состоит в сочетании выполнения монтажных и каменных работ. Оба этих процесса неразрывно связаны между собой и могут выполнятся парал-лельно или с разрывом во времени.

Специфика этих работ в том, что их выполнение связано с соблюдени-ем необходимых технологических перерывов. Монтаж очередного этажа каркасного здания разрешается производить только после достижения бето-ном, используемым для омоноличивания стыков, узлов и швов перекрытий, не менее 70% проектной прочности. Восприятие внешней нагрузки на кла-дку можно допустить только после набора ей 50% проектной прочности.

Возведение каменных зданий должно осуществляться поточными мето-дами, предусматривающими деление зданий на несколько одинаковых по трудоёмкости захваток: одно-, двух-, трёхзахватной системам.

Однозахватная система организации работ применяется преимущест-венно при строительстве небольших в плане односекционных домов. В этом случае кладку ведут на всю высоту этажа при трёхярусном членении. Каменную кладку и монтаж ведут каменщики, освоившие профессию монтажника. В первую смену на этаже выполняют нижний ярус каменной кладки. Во вторую смену устанавливаются подмости, подаётся кирпич и другие расходные материалы, ведутся другие вспомогательные работы. Через 2-3 дня (в зависимости от количества ярусов кладки на этаже), после завершения кладки верхнего яруса этажа состав бригады перегруппиро-вывается в монтажные звенья по 4-5 человек, которые в 2-3 смены ведут монтажные работы.

Двухзахватная система является наиболее распространённой и приме-няется в массовом строительстве двух-, трёх- и четырёхсекционных зданий. Особенно удобно применять эту систему пр высоте этажа до 3^хм (при двух ярусах кладки). Основные рабочие процессы: каменная кладка, монтаж сборных ж/бетонных конструкций, устройство перегородок, установка и перестановка подмостей, подача расходных материалов.

Последовательность производства работ:

- фронт работ (ярус-этаж) разбивается на две, примерно равные по трудоёмкости захватки;

- на первой ведутся каменные работы (бригадой каменщиков);

- на второй производится монтаж сборных конструкций (звено монтажников), перестановка подмостей, доставка кирпича.

Такой порядок сохраняется на всех этажах здания. Бригада каменщиков и звено монтажников одновременно заканчивают работы на этаже. Строи-тельно-монтажные работы организуются в одну, две или в три смены.

Продолжительность кладки на этаже при работе каменщиков только в первую смену подчиняется зависимости: Т_КЛ = Nз х Nу х Nя где:

Nз– число захваток, Nу– количество монтажных участков, Nя – ярусы на одной захватке.

Трёхзахватная система применяется при строительстве зданий большой протяжённости (пяти- и,шестисекционные дома). Здание в плане разбивают на три равные по трудоёмкости захватки. На одной каменщики ведут клад-ку, на второй плотники устанавливают подмости, а на третьей захватке мон-тажники ведут монтаж сборных конструкций.

Организация строительно-монтажных работ подразумевает индивиду-альный подход к каждому объекту, который отражается в проектах произ-водства работ.

Особенности монтажа сборных конструкций.

Одновременно с кладкой стен осуществляют монтаж перегородок, прогонов, элементов лестничных клеток, панелей перекрытий, балконных плит и других конструктивных элементов, а также установку дверных и оконных блоков. Сборные элементы монтирует звено монтажников, входя-щих в комплексную бригаду по возведению здания.

После возведения стен в пределах захватки на высоту этажа монтиру-ют прогоны на заранее подготовленные места. Уложенный прогон выве-ряют по величине опирания, вертикальности боковых граней и правильно-сти положения продольной оси.

Лестничные площадки монтируют по мере достижения монтажных отметок. По лестничным площадкам укладывают лестничные марши.

Крупнопанельные перегородки (размером на комнату) устанавлива-ются после окончания каменной кладки верхнего яруса. Устойчивость пере-городок обеспечивается креплением их к стенам закрепами и или закладкой в паз кирпичной стены. Мелкоразмерные и каркасные перегородки выпол-няются в период отделочных работ.

Панели и плиты перекрытий над этажом монтируют после установки на место всех сборных элементов этажа: лестничных площадок и маршей, прогонов, балок, сборных перегородок, сантех кабин и др. Последователь-ность монтажа определяется в ППР (технологической карте). Панели и плиты после укладки закрепляют, а швы омоноличивают вручную или механизированным способом.

Балконные плиты устанавливают после монтажа перекрытий до нача-ла возведения стен следующего этажа. После временного закрепления пли-ты инвентарным приспособлением закладные части плиты свариваются с плитами междуэтажного перекрытия. Инвентарные приспособления снима-ются только после возведения стен вышележащего этажа.

Сантехкабины и тюбинги лифтовых шахт устанавливаются до монта-жа плит перекрытий, а элементы мусоропровода после установки плит.

В технологической карте на монтаж сборных элементов обязательно указывается очерёдность их монтажа на ярусе (этаже), номенклатура и количество временных инвентарных приспособлений, монтажные механизмы, приспособления и такелаж.

К специальным работам относятся процессы монтажа санитарно-тех-нических систем и электротехнического оборудования внутри здания.

Специальные работы выполняются в увязке с общестроительными и отделочными работами. До начала этих работ должно быть возведено не менее двух этажей, остеклены окна, обеспечена температура в помещениях не ниже 5⁰С, выполнены монтажные отверстия и борозды, оштукатурены поверхности в местах установки оборудования (отопительные приборы, электро шкафы, ванны и др.).

Специальные работы осуществляют параллельно между собой в два этапа:

1 этап – до штукатурных работ, с отставанием от каменной кладки на два этажа (с обязательным устройством перекрытий). Работы этого перио-да планируются по захваткам с шагом, равным ритму монтажа этажа.

2 этап – начало работ для санитарно- технических и электромонтаж-ных работ не совпадают, так как эти работы связаны с различной готовно-стью сопутствующих отделочных работ. Работы этого этапа выполняются вне потока – без деления на захватки, но должны быть завершены к сроку окончания отделки.

Состав санитарно- технических работ:

1 этап – монтаж внутренних систем холодного и горячего водоснабже-ния, отопления (с монтажом приборов) и газоснабжения. После опрессовки систем отопления и водоснабжения (оформ-ляемой актом) отверстия в стенах и перекрытиях заделывают-ся бетоном.

2 этап – установка санитарно-технических и газовых приборов. Работы начинаются после первого цикла отделочных работ, когда в санузлах и кухнях закончена подготовка под последнюю окра-ску. При отсутствии сантехкабин ванны устанавливают и под-соединяют, как правило, на 1 этапе работы после устройства плиточных полов до облицовки стен ванных помещений. В конце этапа приборы укомплектовываются запорной армату-рой и их готовность к эксплуатации подтверждается актом. Все санитарно- технические работы выполняет одна бригада.