Конструктивно-технологический тип здания определяется методом возведения (см. табл.1).
Первая строительная система.
1. Монолитные (сборно-монолитные), возводимые в скользящей опалубке.
2. Монолитные (сборно-монолитные), возводимые в объемно-переставной опалубках, извлекаемые на фасад.
3. Монолитные (сборно-монолитные), возводимые в переставных опалубках, извлекаемые вверх.
Вторая строительная система.
4. Сборно-монолитные с устройством перекрытий в опалубках, устанавливаемые на проектной отметке.
5. Сборно-монолитные с устройством перекрытий методом подъема.
6. 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 внутри 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:
1. торцевой
2. фронтальный
3. фронтально-торцевой
.
Рис.1 Вертикальные соединения монолитных стен
Рис.2 Вертикальные стыковые соединения монолитных стен.
 |
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;
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 мелкоячеестой металлической сетки, укрепляемых на каркасе.
4. Горизонтальные арматурные связи.
При торцевом стыке (Рис.1,а,б,в; Рис.2,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.
При фронтальном стыке (Рис.1,г,д,е; Рис.2,б) в местах примыкания стен в ортогональном направлении на плоскости крупно-щитовой опалубки устанавливают шпонкообразователи.
При фронтально-торцевом стыке (Рис.1,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 металлическую сетку с ячейками 10х10мм (в пространственный арматурный каркас устанавливается сетка).
Минимальная толщина внутренней несущей стены по условиям звукоизоляции:
– из тяжелого бетона – 16см
– из легкого бетона – 20….22см
Наружные стены, возводимые в скользящей и переставных опалубках, бывают (Рис.3):
1. Однослойные
2. Двухслойные
3. Трехслойные
Толщину наружных стен назначают по максимальной из величин, полученных в результате расчета на прочность и теплотехнического расчета.
- Однослойные стены выполняют в соответствии с основными технологическими и эксплуатационными требованиями из различных легких бетонов: бесфасадного защитно-отделочного слоя и с фасадным защитно-отделочным слоем.
Рис.3 Однослойные стены.
- Двухслойные стены (Рис.3,в) имеют:
- несущий слой из монолитного бетона и изоляционный слой из бетонов на пористых заполнителях или ячеистого бетона: - пенопласт ПСБ-С;
- жесткие плиты из стеклянной или минеральной ваты;
- плиты и блоки из пеностекла;
- плиты и блоки из ячеистого бетона.
Толщина несущего слоя при бетонировании:
- в переставных опалубках 120мм
- в скользящих опалубках 160мм
Рис.4 Двухслойные стены.
Рис. 5
- Конструкция трехслойной стены (Рис.3,е) содержит:
1. Внутренний несущий слой из тяжелого или легкого бетона.
2. Теплоизоляционный слой
3. Наружный слой из бетона 80мм
4. Защитно-отделочный слой
5. Гибкие или жесткие связи из антикоррозийной арматуры для соединения наружного или внутреннего слоя (в каждом шве между плитами утеплителя 4 связи на 1 м² стены).
Возведение трехслойных стен сложный процесс, у нас применяются редко.
В местах обрамления оконных и дверных проемов применяют жесткие связи из цементного раствора. Для образования оконных и дверных проемов применяются извлекаемые и неизвлекаемые проемообразователи.
Армирование монолитных бетонных и железобетонных стен выполняется расчетной и конструктивной арматурой. При высоте здания до 16 этажей расчетная арматура не устанавливается при возведении в скользящих, объемно-переставных и разборно-переставных 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.
В зданиях из монолитного бетона применяются перекрытия:
· монолитные
· сборно-монолитные
· сборные
Выбор перекрытий зависит от конструктивно-технологической системы здания и возможностей производственной базы.
Монолитные перекрытия (Рис.6) подразделяются на:
а). Плоские, закрепляемые по всему контуру или части стен.
б). Плоские (безбалочные), опираемые на колонны.
в). Балочные
г). Кессонные.
 |
Рис.6 Типы монолитных перекрытий
Перекрытия в стенах, возведенных в скользящих, блочных и крупнощитовых опалубках устраивают двумя способами:
- Применяют мелкощитовую опалубку, которую потом разбирают вручную и через дверные проемы переносят на следующую захватку.
- Применяют складывающуюся крупнощитовую опалубку, извлекаемую через щель шириной 40см, оставляемую по всей длине перекрытия, затем щель бетонируют.
Основные способы опирания монолитных перекрытий в стенах, выполненных в скользящих опалубках:
- в отверстия, оставленные в стенах при бетонировании. Для опирания плит отверстия имеют размеры 200…250мм, расстояния между отверстиями 600….1000мм.
- в горизонтальные штрабы с минимальной глубиной 30мм, которые были оставлены в стенах при бетонировании (в опалубку стен вводят деревянные рейки, которые убирают после подъема опалубки).
- за счет приварки закладных деталей перекрытия к металлическим пластинам, закрепленных в бетоне.
- за счет арматурных выпусков, заложенных в стены. Выпуски очищают от бетона стен, выпрямляются и закрепляются в перекрытии.
Сборно-монолитные перекрытия имеют два варианта конструктивно-технологического решения:
1. со сборными скорлупами (Рис.7), выполняющими роль оставляемой опалубки.
2. со сборными, предварительно-напряженными оголовками (Рис.8).
Сборно-монолитные перекрытия со скорлупами в виде оставляемой опалубке.
Скорлупы имеют толщину 40-60мм, ширину 1,5-2м и длину до 7,2м. Большепролетные скорлупы армируются предварительно напряженной высокопрочной проволокой. Сборные скорлупы устанавливают на монолитные стены с помощью рамной или балансирной траверсы. Под скорлупу устанавливают телескопические инвентарные стойки для восприятия свежеуложенного бетона толщиной 80-140мм.
После набора бетоном необходимой прочности стойки снимают, и плита начинает работать как сборно-монолитное неразрезное перекрытие, имеющее рабочую арматуру в сборной скорлупе и опорную арматуру в монолитном бетоне.
Рис.7 Сборно-монолитные перекрытия со скорлупками в виде оставляемой опалубки.
Рис.8 Сборно-монолитная плита (а) со сборными предварительно-напряженными оголовками (б).
 |
1 – щитовая опалубка; 2 – стойки; 3 – колонна; 4 – сборный оголовок;
5 – монолитная бетонная плита; 6 – кольцевая преднапряженная арматура по контуру;
7 – радиальные выпуски арматуры.
Устройство заключается в следующем:
- Между колоннами устраивается крупно-щитовая опалубка перекрытия.
- На колонны монтируются сборные предварительно напряженные оголовки большого диаметра (плоские или канонические)- 200….250см.
- Между оголовками укладываются арматура плиты, и производится бетонирование монолитной части плиты (Табл. 3).
Таблица 3
| Пролет, см | Полезная нагрузка, кгс/м² | |||
| 500 | 1000 | 2000 | 3000 | |
| 600 | 14 | 16 | 18 | 22 |
| 720 | 16 | 18 | 20 | 24 |
| 900 | 18 | 20 | 22 | 30 |
| 1000 | 24 | 30 | - | - |
Толщины сборно-монолитных перекрытий со сборными предварительно-напряженными оголовками.
В самонапряженных железобетонных конструкциях предварительное напряжение создается в процессе твердения напрягающегося бетона и его расширения, в результате чего происходит натяжение находящейся в конструкции арматуры.
В качестве опалубки для изготовления сборных оголовков можно использовать разъемные бортовые опалубки. Применяется напрягающий бетон на напрягающем цементе НЦ-20 и НЦ-40.
В зоне опирания перекрытий на колонны в толще плиты при бетонировании устанавливаются стальные закладные элементы- воротники для обеспечения требуемой прочности плиты на продавливание, формирования необходимого зазора между плитой и колонной, а также для пропуска и закрепления грунтовых тяг подъемника с помощью вырезов, предусмотренных в них. Воротник обеспечивает жесткие и шарнирные соединения перекрытий с колонной.
В сборно-монолитных зданиях (с применением Сборных плит перекрытий) горизонтальные соединения стен и плит могут быть:
1. Контактными – нагрузка вышестоящей стены передается через горизонтальный технологический шов;
2. Платформенными – нагрузка передается через площадки перекрытий, на которые опираются стены (платформы);
3. Комбинированными, сочетающими особенности контактного (считаются наиболее прочными стыками) и платформенного стыков.
До замоноличивания узла сборные плиты перекрытий временно опираются на телескопические стойки.
При устройстве перекрытий, в них вставляют картонные, пластмассовые или бетонные заглушки, чтобы бетон не растекался по пустотам. В процессе бетонирования следующего этажа пустоты заполняются бетоном.
В сборно-монолитных зданиях второй строительной системы (здания со стволами и (или) каркасом, возводимые в скользящей и (или) переставных опалубках) для обеспечения прочности и жесткости многоэтажного здания при действии на него горизонтальных и вертикальных нагрузок используют ядра или диафрагмы жесткости.
По форме поперечного сечения ядра жесткости могут быть:
1. Замкнутыми - квадратными, прямоугольными, круглыми, треугольными, многоугольными и др.
2. Открытыми – Х-образными, Т-образными, П-образными и т. д.
Ядра жесткости относят к конструктивным ствольным системам.
Вертикальную нагрузку ядра жесткости воспринимают в зависимости от принятой схемы конструктивной ствольной системы:
а - с передачей вертикальной нагрузки на колонны (Рис.9,а). Вертикальная нагрузка не передается ядру жесткости поэтому: между ядром и обстройкой вводятся связи специального типа; не препятствующие вертикальным взаимным смещениям ядра и обстройки, но обеспечивающие передачу горизонтальных нагрузок. Эта схема целесообразна при существенно неравных вертикальных нагрузках на ядро и обстройку.
б - с передачей вертикальной нагрузки на колонну и ядро (Рис.9,б). Ядро жесткости несет часть вертикальной нагрузки от обстройки.
в - с передачей вертикальной нагрузки на консольные этажи (Рис.9,в). Вся вертикальная нагрузка воспринимается только ядром с передачей ее непрерывно по высоте.
г - с передачей вертикальной нагрузки с верхним оголовником и подвесками (Рис.9,г). Вся вертикальная нагрузка воспринимается только с передачей ее непрерывно сосредоточенно вверху.
д - с передачей вертикальной нагрузки с нижней опорой (Рис.9,д). Вся вертикальная нагрузка воспринимается только ядром с передачей её сосредоточена в низу.
е - с передачей вертикальной нагрузки с промежуточными опорами (Рис.9,е). Вся вертикальная нагрузка воспринимается только ядром с передачей ее в нескольких уровнях по высоте здания.
Рис.9 Ствольные конструктивные системы.
1. Ядро жесткости. 2. колонны. 3. Консольные этажи. 4. Подвески. 5. Опоры. 6. Перекрытия
Железобетонные ядра жесткости выполняются в основном из железобетона с гибкой или жесткой арматурой, в скользящей или переставной опалубке, одновременно или раньше с монтажом каркаса.
Рекомендуется:
- для стен ядер жесткости применять бетон М 400, 300, 200;
- для монолитных перекрытий - бетон М 200;
- стены «ствола» в скользящей опалубке – постоянной толщины по высоте с изменением марки бетона и армирования в соответствии с расчетом. При бетонировании «ствола» в переставной опалубке принимают переменную толщину стен (но не менее 200мм), задаваясь оптимальными параметрами по бетону и арматуре.
Для зданий различных строительных систем рекомендуются следующие виды монолитных фундаментов:
Ленточные фундаменты ( Рис.10 ) рекомендуются:
- при благоприятных грунтовых условиях;
- для зданий высотой 16этажей;
- С нагрузкой на колонну не более 450-550т или при нагрузке на несущие стены до 90т на погонный метр;
- Прямоугольного или ступенчатого сечения;
- Возводить в мелкощитовых опалубках или методом «стена в грунте».
Столбчатые фундаменты рекомендуются:
- для зданий с каркасом;
- в виде отдельных опор под колонны;
- ступенчатого сечения;
- возводится в мелкощитовых опалубках.
Плитные фундаменты рекомендуются:
- в зданиях повышенной этажности (выше16 этажей) или когда грунты обладают относительно невысокой несущей способностью.
Разновидности плитных фундаментов.
- в виде ребристой плиты;
- в виде плоской (безбалочной) плиты;
- в виде полой плиты (коробчатого сечения).
Исследования показали, что целесообразнее применять плоские безбалочные фундаменты по расходу бетона, стали и трудоемкости.
Рекомендуется:
- толщину этих плит принимать 1/6….1/8 пролёта;
- армировать сварными сетками в сочетании с вертикальными арматурными каркасами;
- плиты устраивать под всем зданием стеновой конструктивной системы, а в зданиях ствольно-стеновых, каркасно-ствольных, ствольных конструктивных систем – только под стволами.
Армирование фундаментных плит осуществляется в двух направлениях стержневой или высокопрочной арматурой, размещенной в нескольких уровнях по толщине плиты. Получает применение предварительное напряжение фундаментных плит.
Свайные фундаменты (Рис.11) рекомендуются:
- при неблагоприятных погодных условиях;
- в случае необходимости глубокого заложения фундамента при благоприятных грунтовых условиях;
Виды свайных фундаментов.
· Ростверковые
· Безростверковые
Для ростверков и набивных свай рекомендуется применять монолитный бетон.
При возведении зданий повышенной этажности на относительно слабых грунтах применяют фундаменты свайного типа в виде буровых опор или набивных свай, которые опирают на плотные несжимающие породы.
Буронабивные сваи имеют диаметр от 0,9 до 3м с уширенной пятой до 6…8м. Оголовки опор объединяются монолитными плитными или балочными ростверками толщиной 2…3м.
При возведении зданий повышенной этажности применяют комбинации фундаментов различного типа в пределах одного здания:
- Фундаментная плита под стволом и буровые опоры под колоннами наружных стен.
- Набивные сваи небольшого диаметра под всей площадью и буровые опоры большого диаметра под углами ствола и др.
Рис.10 Ленточные, столбчатые и плитные фундаменты.
Рис.11 Свайные фундаменты:
1 – балочный ростверк; 2 – плитный ростверк;
3 – свая забивная или набивная; 4 – свая набивная.
Опалубочные работы.
3.1 Общие требования, классификация и область применения опалубок.
Опалубка необходима для придания свежеуложенной бетонной смеси определенной формы, и возможности выдержки бетона в течение длительного времени до достижения им достаточной прочности.
Требования к опалубке:
1. должна быть прочной
2. устойчивой
3. недеформативной
4. должна воспринимать технологические нагрузки и давление бетонной смеси при ее укладке и уплотнении.
5. опалубка должна обеспечивать:
· точность размеров монолитных конструкций;
· быстрый монтаж;
· возможность укрупнительной сборки;
· быстросъемность соединительных элементов;
· технологическая гибкость – модульность;
· поверхность после снятия опалубки должна отвечать требованиям ГОСТ 22753-77.
6. Класс точности смонтированной опалубки должен быть на 1-2 класса выше класса точности бетонируемых конструкций.
1. По конструктивным признакам (в монолитном домостроении): - скользящая;
- разборно-переставная крупно - и мелкощитовая;
- блочная (неразъемная, разъемная, переналаживаемая);
- объемно-переставная;
- несъемная;
- подъемно-переставная;
- горизонтально перемещаемая (катучие, туннельные);
- пневматическая;
- греющая;
- По материалу:
- Фанера – износоустойчива, стойка к динамическим нагрузкам.
Для покрытия фанеры применяют полиэтиленовую пленку; стеклопластик; слоистый пластик; винипласты; стеклоткань, пропитанную фенолформальдегидными клеями (ФСФ).
При использовании пленочного покрытия увеличивается поверхностная твердость фанеры, ее износостойкость, уменьшается сцепление опалубки с бетоном; Оборачиваемость многослойной фанеры увеличивается в 50 раз.
- Древесностружечные плиты ДСП (стружки + синтетические смолы):
Это водопоглащающие опалубки, оборачиваемость опалубки 10 циклов;
Плиты, покрытые пленками, имеют более высокую оборачиваемость;
Из-за низких показателей механической прочности и оборачиваемости - невысокая стоимость.
- Металлическая опалубка не подвержена воздействию влаги; износостойкая; в 2-3 раза стоимость стальной опалубки выше деревянных опалубок, поэтому применение ее экономично лишь при более 100 оборотах; теплоизоляционная способность стали в 400 раз меньше древесины.
Для придания лицевой поверхности бетонных конструкций архитектурной выразительности за счет создания необходимой фактуры и формы используют матрицы, которые устанавливают в опалубку перед бетонированием или приклеивают к опалубочным поверхностям.
Матрицы выполняют из:
- полиуретана;
- полисульфита;
- натурального каучука;
- на основе армированного стеклопластика и полиуретана (жесткие матрицы);
Выбор опалубочной системы выполняют с учетом технологического соответствия опалубки возводимому объекту.
В таблице 4,5 приведены типы опалубок и выбор материала для различных сочетаний (монолитных, сборно-монолитных и сборных) наружных стен и перекрытий. Позволяет на предварительном этапе проектирования сопоставить предполагаемую конструкцию ячейки здания с возможностями строителей.
Таблица 4
Выбор типа опалубки в зависимости от конструкций здания.
Конструкция ячейки здания
