Конструктивные схемы. Производственные здания, как и гражданские, строят одноэтажными и многоэтажными. Основные их элементы имеют то же функциональное значение, что и в гражданских зданиях.
Одноэтажные производственные здания имеют разнообразные конструктивные схемы.
Бескаркасные здания возводят с несущими наружными и внутренними стенами. Здания с неполным каркасом имеют внутренний каркас (колонны, столбы, ригели) и несущие наружные стены. Конструктивная схема таких зданий аналогична схеме гражданских зданий (см. 6), однако в них может быть не один, а несколько рядов внутренних несущих колонн или столбов в зависимости от ширины здания.
Это бескаркасный геодезический купол, созданный для легкого изготовления и сборки. Он имеет ширину 18 футов в самой широкой точке и около 13 футов в высоту. Он чувствует себя очень просторно, это 209 квадратных футов. Корпус купола представляет собой в основном пенополиуретановый сэндвич. Существует наружный пластиковый купол, два слоя плотно прилегающей доски, а затем внутренний пластиковый купол. Все это удерживается вместе с болтами, которые пробивают все слои.
В этом куполе нет рамки. Оболочка самоподдерживается, а иглу - самоподдерживающаяся. Пол также изолирован двумя слоями изоляционной пены. Он имеет электричество и нагревается с помощью одного электрического радиатора и охлаждается вытяжным вентилятором и кондиционером с маленьким окном.
Каркасные здания возводят с самонесущими или ненесущими навесными наружными стенами, а все конструкции внутри здания опираются на элементы несущего каркаса.
Каркасные одноэтажные здания производственного назначения наиболее распространены. Среди них основное место занимают промышленные здания. Они бывают многопролетными с пролетами одинаковой или разной ширины и высоты (8, а, б) или однопролет-ными (8, в). Такие здания возводят с плоскими или скатными пологими покрытиями, бесфонарными или с фонарными надстройками.
Каркасные панельные здания
Корпус купола также чрезвычайно легко разбирается, делая его переносной структурой. Жилье - это большой расход, который созрел для обрезки. Обычное жилье требует, чтобы мы потратили огромное количество энергии и денег на строительство и поддержание дома. Комфорт и удобство для жизни, которые мы получаем из этих больших и неэффективных домов, не увеличиваются линейно с их более высокой стоимостью. Снижается предельная эффективность, так как инвестиции в дом растут. Эта дополнительная стоимость часто переводится как пожизненная работа для обслуживания аренды или ипотечного долга.
Основные элементы каркаса промышленного здания? колонны 3, 4 и балки покрытий 6 или стропильные фермы 15, которые образуют плоские поперечные рамы, устанавливаемые на определенном расстоянии, др.уг от друга. Эти элементы каркаса бывают стальными и железобетонными. На поперечные рамы опираются про* дольные элементы каркаса: подкрановые балки 5, по которым прокладывают пути для мостовых кранов; ригели стенового каркаса (фахверка), используемого для крепления ограждающих конструкций (оконных витражей 12 и др.); панели покрытий 7 или прогоны кровли, по которым укладывают листы профилированной кровельной стали, панели из асбестоцементных листов; фонари 14, назначение которых-обеспечить естественную аэрацию и освещение зданий. В многопролетных цехах при необходимости редкого расположения -колонн по средним рядам стропильные фермы 15 опираются на подстропильные фермы, устанавливаемые по продольным рядам колонн обычно в том же уровне, что и стропильные фермы.
Поскольку реальность нашей современной экономической ситуации продолжает уничтожать всю веру в американскую мечту, было бы неплохо буквально подумать за пределами коробки и, наконец, послушать призыв Бакминстера Фуллера, призывающего нас использовать наш интеллект и современные материалы, чтобы превзойти идея о том, что жилье является дефицитным ресурсом.
Геодезический купол является блестящим в том, как он минимизирует количество материалов, необходимых для помещения данного пространства. Однако он достигает этого, резко увеличивая геометрическую сложность структуры. Поскольку моя цель состоит в том, чтобы продемонстрировать способ уменьшить сложность конструкции купола, полезно иметь способ количественно оценить эту сложность с помощью числа.
В последнее время в, промышленном строительстве широко применяют беспрогонные кровли. Крупнопанельные железобетонные плиты такой кровли 7 опира-ют непосредственно на балки 6 покрытия или на верхние пояса стропильных ферм и прикрепляют к ним в трех углах монтажной сваркой. Вместо кирпичных стен устанавливают стены // из навесных крупноразмерных железобетонных, армопенобетонных и других плит, прикрепляемых непосредственно к колоннам каркаса. В связи с этим отпадает необходимость установки фахверка.
Подсчет части проекта является хорошим прокси для того, сколько сырья вы собираетесь вкладывать в него. Вы должны изготовить и собрать все эти части, и это требует времени, денег и энергии. Если вы должны принять стандартный подход к построению купола, в котором вы создаете рамку и применяете оболочку треугольника, изоляцию и внутреннее покрытие, вы смотрите на 288 частей рамы и 405 треугольников. Для купола шириной 18 футов выше, не включая крепежное оборудование, это в общей сложности 693 части!
С очень консервативной оценкой в шесть минут на часть общего времени обработки, это почти 9 8-часовой рабочий день только для внешней оболочки купола. Это не включает в себя систему пола для купола, чтобы сидеть. Для структуры площадью 209 квадратных футов это большая обработка по сравнению с обычными методами строительства.
Каркас промышленного здания должен обладать большой устойчивостью и пространственной жесткостью. Для этого, например, в стальном каркасе стропильные фермы связывают горизонтальными связями, которые располагают в крайних панелях ферм, обычно по нижнему поясу вдоль колонн по длине здания. По торцам здания и в промежуточных панелях примерно через 60-72 м каждую пару ферм соединяют между собой связями по нижнему и верхнему поясам, которые идут поперек цеха по всей длине ферм. В этих же панелях ставят вертикальные связи между фермами, которые располагают в плоскости одной из стоек ферм (обычно коньковой стойки). Между колоннами также ставят продольные связи и располагают их в той же панели, где размещены поперечные связи между фермами. Все эти связи служат для придания устойчивости и пространственной жесткости конструкциям промышленного здания, а также для восприятия нагрузок от ветрового напора на здание и тормозных нагрузок, возникающих от воздействия мостовых кранов и устройств подвес» ного транспорта, работающих в цехе.
Это значительная сложность. Плидома является значительным отходом от обычных методов геодезических построений. Не нужно создавать треугольники и стойки газилиона. Это значительно упрощает конструкцию купола. Один лист фанеры заменяет 7 стойки, пару хабов и два фанерных треугольника и много соединений. Вы разделяете общие части, необходимые в разуме. Помните, что коэффициент в 2 раза скатился бы. Мы говорим о том, что это потрясающее улучшение.
Если вам понадобилось 700 частей раньше, вам нужно всего 100, что значительно уменьшит сложность. Моя версия бескаркасного купола не соответствует вышеприведенному патенту. На мой купол, однако, в значительной степени влияет идея о том, что обширные материалы могут работать в синергии, чтобы вызвать структуру и значительно снизить сложность строительства.
Фонарями 14 в промышленных зданиях называют специальные надстройки на кровле, предназначаемые для естественной аэрации и освещения цехов. Фонари, как правило, располагают вдоль пролетов здания. Боковые вертикальные поверхности фонарей делают остекленными открывающимися или " глухими. Фонарные надстройки делают, как правило, прямоугольного сечения шириной 6 или 12 м.
В традиционном деревянном корпусе изоляция и атмосферостойкий сайдинг не способствуют созданию самой конструкции. В моем бескаркасном куполе кожа и изоляция служат больше целей, чем просто гидроизоляция и изоляция. Пластмассовая кожа служит для защиты от атмосферных воздействий и обеспечивает структурное натяжение слоя ниже. Изоляции изолируют и обеспечивают большую часть структурной поддержки. Внутренняя оболочка обеспечивает структурную опору и чистые стены внутри конструкции.
Строительство нынешнего купола
Все материалы работают вместе в прекрасной гармоничной эффективности, чтобы избежать необходимости в кадре. Когда вы думаете о том, как сверхтонкий и чрезвычайно легкий материал, тот факт, что он обеспечивает структурную поддержку, - это что-то. Идея состоит в том, что эта методология может быть повторно использована для других геодезических структур. Здесь достаточно опыта для опытных производителей, но если вы действительно намерены сделать один из этих куполов, будьте осторожны и сначала создайте несколько моделей бумаги.
Многоэтажные производственные зда-и и я, как правило, бывают каркасные с полным каркасом, когда наружные стены выполнены из навесных панелей, а междуэтажные перекрытия устраиваются по ригелям, опирающимся на колонны, или с неполным каркасом, когда перекрытия опираются на внутренний каркас и наружные несущие стены здания. Конструктивная схема таких зданий аналогична схемам гражданских зданий (см. 5).
Одна из моих целей здесь - сделать купола немного менее страшными, чем менее математически склонны. Это базовый трехпозиционный геодезический купол. Геодезические купола изначально выглядят сложными, но на самом деле здесь простота. Если посмотреть на структуру, мы увидим некоторые очевидные повторяющиеся закономерности. Фактически, две формы прыгают прямо у нас. Вся структура состоит из шестиугольников и пятиугольников. Вы можете увидеть их на рисунке ниже. Пентагоны фиолетовые, а пример шестиугольника - синим.
Эта схема шестиугольников и пятиугольников должна выглядеть знакомой. Вы в основном смотрите на футбольный мяч. Футбольный мяч выше имеет тот же самый точный рисунок шестиугольников и пятиугольников как геодезическая модель выше. Если вы изучите это, вы увидите, что пятиугольники - это острова в море шестиугольников. Все шестиугольники и пятиугольники в куполе имеют одинаковый размер.
Промышленные здания, у которых несущими элемент тами являются колонны, ригели, фермы, плоские плиты или панели покрытий и стены, имеют каркасную плоскостную систему. В последнее время в строительстве начали применять каркасно-пространственную систему с покрытиями из оболочек сводчатого или цилиндрического типа. Такие покрытия, возводимые из сборных железобетонных или других элементов, позволяют при меньшем расходе материалов перекрывать помещения гораздо больших пролетов, чем при использовании плоскостных элементов.
Нам нужно сделать так, чтобы было легко создавать эти шестиугольники и пятиугольники из листового материала 4х8. Скрепляя две из этих форм вместе, мы можем создать один из шестиугольников купола. Если учесть, что у нас будут две пластиковые купола и 2 пенопластовые купола для изоляции. Эффективное упрощение имеет одна форма, которая охватывает столько площади. Нам нужен только один образец, чтобы создать море шестиугольников.
На приведенной выше диаграмме мы выложили выбранные треугольники из куполообразной модели. Кроме того, мы добавили внешние линии, которые связывали треугольники. Эти внешние линии лежат на расстоянии 2 дюймов от краев внешних краев треугольников. Если вы вернетесь к фотографиям в начале этого сообщения, вы увидите, что пластиковые листы не приклеиваются к краю. Чтобы пролить дождь и быть привязанным друг к другу, пластиковые листы перекрывают друг друга, как черепица на крыше.
Единая модульная система. Для производственных зданий, так же как и для гражданских, применяют единую модульную систему размеров строительных конструкций, изделий и деталей, объемно-планировочных и конструктивных решений, а также членения зданий на отсеки, пролеты.
Для назначения высоты зданий используют единый укрупненный модуль 300 мм (ЗМ) или 600 мм (6М). Ширина и длина промышленных одноэтажных зданий И сооружений должна соответствовать укрупненному модулю 6000 мм (60М), при котором ширина зданий (в осях) или его частей (пролетов) может быть 6,0; 12,0; 18,0; 24,0; 30,0; 36,0 м, а длина 12,0; 18,0; 24,0 и т. д., кратные 6 м. Расстояния, между несущими конструкциями также назначаются кратными 6000 мм. В результате расстояние между несущими колоннами, фермами покрытия составляет 6,0 или 12,0 ми как исключение 18,0; 24,0 м и более. Соответственно этому размеры конструкций: ферм 12,0; 18,0; 24,0; 30,0; 36,0 м, балок 6,0; 12,0; 18,0 м, плит покрытий 3,0; 6,0; 12,0; 18,0 м.
Вот почему на приведенной выше диаграмме есть внешние линии. Для наружной гофрированной пластмассовой кожи мы разработаем этот рисунок на гофрированном пластиковом листе и отверстиях для сверления, где вершины треугольников, а затем отрезаны по внешним линиям, чтобы получить наш последний кусок кожи.
Когда мы выкладываем эти листы, мы будем очень точны в том, где мы сверляем отверстия, потому что это определяет, насколько хорошо структура подходит друг к другу. Если они отключены, есть хороший шанс, что структура не будет совмещаться вообще. Внешние линии, которые создают перекрытие, гораздо менее важны.
Планировочные решения и конструкции многоэтажных производственных зданий, а также одноэтажных сельскохозяйственных имеют, кроме того, размеры, кратные 3000 мм, т. е. 6,0; 9,0; 12,0; 15,0; 18,0; 21,0 м.
Строительство производственных зданий благодаря унификации габаритных схем (по ширине и высоте) осуществляется в основном с применением типовых колонн, подкрановых балок, стропильных и подстропильных ферм и балок, плит покрытий и перекрытий, стеновых панелей и блоков. Это позволяет обеспечивать стройки деталями и конструкциями заводского изготовления и на этой основе максимально индустриализировать производство строительно-монтажных работ, постепенно превращать процесс возведения зданий и сооружений в механизированный процесс сборки (монтаж).
Изоляция швабры разрезается на формы так же, как кожа. Но поскольку изоляция не перекрывается, мы обрезаемся по внешним краям треугольников. Вышеприведенный рисунок можно использовать для получения всех шестиугольников в структуре. Теперь мы собираемся обратиться к пятиугольникам.
Мы принципиально повторим описанный выше процесс для пятиугольников в структуре. Пентагоны не симметричны, как шестиугольники, поэтому нам понадобятся два шаблона для создания пятиугольников. Давайте разделим пятиугольник на две части и выложим их. Мы начнем с этой формы бриллианта.
Пространственная жесткость бескаркасного панельного здания обеспечивается его несущим остовом, состоящим из поэтажно смонтированных поперечных и продольных стен – панелей, связанных между собой и с панелями перекрытий в единую жесткую систему.
Рис. 37. Конструктивные схемы бескаркасных крупнопанельных зданий:
а – с несущими стенами продольными; б – то же, поперечными; 1 – несущие стены продольные; 2 – то же, поперечные; 3 – перегородки; 4 – панели перекрытий; 5 – самонесущие панели наружных стен.
Затем мы имеем нижнюю часть пятиугольника. Теперь мы можем сделать пятиугольники в куполе. Ну, вот мы три различных макета, которые мы можем использовать для создания большей части оболочки купола. Три формы, которые мы получили выше, составляют замечательное упрощение при изготовлении и строительстве. Мы разрушили сложность купола.
Количество деталей для всей оболочки составляет 164 части! Ступицы полностью исключены и заменены простыми болтами. Части купола также очень легкие. Вам понадобятся лестницы или леса, но нет никакого тяжелого подъема. Существует напряжение знания того, какие части идут туда, но вы буквально можете использовать футбольный мяч в качестве своей модели. Серьезно, вы можете иметь под рукой знать, делаете ли вы в настоящее время шестиугольник или пятиугольник.
Панели перекрытий могут опираться на продольные или поперечные стены (рис. 37), или на те и другие (опирание по контуру).
Наиболее ответственными узлами в конструкции панельных зданий являются стыки стеновых панелей между собой и с панелями перекрытий (рис. 38). К стыкам предъявляются требования прочности, долговечности, звукоизоляции и простоты монтажа. Одновременно они должны обеспечивать хорошую теплоизоляцию и герметизацию наружных швов.
Для завершения оболочки требуется несколько других шаблонов. Эти шаблоны основаны на оригинальных трех шаблонах. Если вы создаете шаблоны для отслеживания и отметки отверстий для болтов, вы можете просто добавить следующие шаблоны к этим шаблонам. Позволяя вам осветить все три шаблона.
Если вы вернетесь к модели купола, вы заметите, что нижний ряд треугольников усечен, чтобы позволить куполу быть плоским внизу. Эти шаблоны нижних строк являются просто усеченными версиями двух предыдущих макетов. Когда вы начинаете строить купол, вы начинаете с этих предметов и помещаете их поочередно, используя один, а затем другой, удерживая нижние линии разреза.
Рис. 38. Стыки панелей:
а – замоноличенный вертикальный; б – то же, горизонтальный; 1 – панель наружной стены; 2 – то же, внутренней стены; 3 – бетон; 4 – пороизоловый жгут; 5 – мастика; 6 – прокладка;
7 – дренажный канал; 8 – панель перекрытия; 9 – цементный раствор; 10 – анкер.
Так как материалы, применяемые в стыках панельных стен, имеют разные физико-механические свойства, разную долговечность (часто гораздо меньшую срока службы здания) особое значение имеет обеспечение высокого качества производства строительных работ и применение материалов только с хорошими физико-механическими свойствами.
Внутренний пластиковый купол имеет те же три формы, но отверстия для болтов немного ближе друг к другу, чем в оригинальных трех моделях. Внешние линии разреза могут оставаться такими же, как и предыдущие, потому что они не влияют на форму окончательной структуры.
Это все шаблоны, необходимые для оболочки купола. Никакой ракетной науки здесь просто благодарность за доступность фантастических простых в использовании инструментов. Построение купола по существу соответствует образцу футбольного мяча, признавая, создаете ли вы в настоящее время шестиугольник или пятиугольник и размещаете соответствующую деталь на месте.
В бескаркасных панельных зданиях предусматривается совмещенная крыша.
Карнизные плиты крепятся к панелям перекрытий, опираясь на стеновые панели.
Фундаменты бескаркасных панельных зданий выполняются из сборных железобетонных блоков подушек и бетонных блоков, на которые укладываются цокольные панели. В современном строительстве фундаменты под такие здания чаще устраивают в виде свай с забивкой их по контуру наружных и внутренних несущих стен.
Лестницы выполняются из сборных железобетонных площадок и маршей.
Плиты перекрытий встроенных лоджий панельных зданий опирают на несущие боковые внутренние железобетонные стены, которые требуют дополнительно утепляющих конструкций в виде отдельных доборных панелей наружных стен или объёмных элементов.
Особенность конструктивного решения выносных лоджий заключается в опасности возникновения разности осадочных деформаций лоджий и здания, особенно при большой этажности, так как перекрытия таких лоджий опираются на приставные боковые панельные стенки – «щёки».
Поэтому в многоэтажных зданиях проектируются конструкции навесных лоджий, «щёки» которых крепят на поперечные внутренние стены.
Боковые стены выносных лоджий проектируются несущими только в зданиях малой и средней этажности. При этом для обеспечения совместной осадки лоджий и здания стены лоджий опирают на участки фундаментов поперечных внутренних стен.
Балконы изготавливаются в виде железобетонной плиты, которая опирается своей хвостовой частью на стеновую панель и скрепляется при помощи сварки выпусков арматуры с панелью перекрытия.
Каркасные панельные здания
Каркасные конструкции применяются при возведении крупных общественных зданий, а также многоэтажных жилых домов, в которых необходимо создавать большие, свободные от перегородок помещения.
Каркасно-панельные здания могут быть как с полным, так и с неполным каркасом. Основным решением является первое, позволяющее возводить здания любой этажности с использованием легких навесных панелей. Неполный каркас, требующий несущих панелей, применяется в зданиях небольшой высоты.
Основным требованием к каркасу является обеспечение его прочности и пространственной жесткости.
Каркасы, как правило, выполняются из сборного железобетона. При большой этажности колонны нижних этажей иногда делают монолитными с жесткой арматурой.
Стальные колонны применяют в уникальных зданиях при наличии технико-экономических обоснований.
Расположение ригелей каркаса может быть как поперечным, так и продольным (рис. 39, а).
Рис. 39. Конструктивные схемы каркасных крупнопанельных зданий:
а – с полным каркасом и продольными ригелями; б – то же, безригельный вариант;
1 – стойки (колонны); 2 – продольные ригели; 3 – панели перекрытий, опирающиеся на ригели; 4 – то же, опирающиеся на колонны.
Встречается также и безригельный вариант с опиранием крупноразмерных элементов перекрытий непосредственно на колонны (рис.39, б).
По конструктивной схеме каркасы могут быть как рамного, так и рамно-связевого и связевого типов.
Колонны в каркасных схемах изготавливаются на высоту одного или двух этажей. Они опираются на железобетонные фундаменты стаканного типа, устанавливаемые в зависимости от нагрузки и местных грунтовых условий непосредственно на грунт или на свайные фундаменты.
На полки ригелей опирают панели перекрытий. Рядовые панели приняты многопустотными. Связевые панели предусмотрены двух типов: пустотные или санитарно-технические с отверстиями для пропуска труб.
Вертикальные стенки-диафрагмы жесткости выполняются из сборных железобетонных панелей толщиной 120 мм, соединяемых с элементами каркаса и между собой.
В центральной части высотных зданий размещаются пространственные элементы используемые для размещения лифтовых и коммуникационных шахт, лестничных клеток. Эти элементы закрепляют в фундаментах и соединяют с перекрытиями, образующими поэтажные горизонтальные связи, которые воспринимают передаваемые на стены горизонтальные (ветровые) нагрузки.
Пространственная жесткость каркасных высотных зданий обеспечивается, кроме того, техническими этажами. Они используются для размещения инженерного оборудования.
Наиболее ответственными местами сборного каркаса являются его узлы,в которых стыкуются между собой отдельные элементы. Они должны обеспечивать надежную работу конструкций, быть долговечными, обладать простотой устройств и, кроме того, допускать возможность производства работ в зимнее время, приобретать прочность сразу после сборки, обеспечивать при монтаже точность взаимного расположения элементов.
Стеновые панели в полнокаркасных зданиях применяются навесные или самонесущие.
Крыша зданий делается совмещенной и конструктивно решается аналогично крышам бескаркасных зданий.
Наиболее целесообразным типом лестниц для каркасно-панельных зданий является железобетонная со сборными укрупненными элементами, состоящими из марша с двумя полуплощадками, опирающимися на ригели каркаса.
Основания высотных каркасно-панельных зданий испытывают большие нагрузки, поэтому наиболее рациональными являются фундаменты из железобетонных свай.
Оборудование санитарных узлов размещается в специальных санитарно-технических кабинах, доставляемых на стройки в готовом виде и устанавливаемых на месте в процессе монтажа зданий.
Кирпичные здания
В качестве стенового ограждения широко применяют искусственные камни. Это обусловлено большими запасами сырья и рядом положительных эксплуатационных свойств каменных конструкций: долговечностью, прочностными характеристиками, стойкостью против атмосферных воздействий и огня, возможностью возводить здания и сооружения практически любой конфигурации.
Кирпичные стены обеспечивают высокую степень герметизации, теплозащиты и звукоизоляции помещений. Кирпич используют для возведения наружных и внутренних несущих стен и перегородок, лифтовых шахт, колонн, стен лестничных клеток и т. д.
Наружные кирпичные стены в многоэтажных каркасных зданиях могут быть несущими – воспринимающими горизонтальные усилия от плит перекрытий; самонесущими (ограждающими) – прикрепленными к стальному или железобетонному каркасу и несущими нагрузку только от собственной массы и навесными – опирающимися на обвязочные балки или пояса над полосой ленточного остекления. В навесных стенах кирпичная кладка приобретает чисто архитектурное назначение с целью создания оригинальности и выразительности фасада.
К конструктивным особенностям кирпичных стен можно отнести прочность кладки, которая зависит от качества выполнения каменных работ, конструктивных особенностей возводимых каменных конструкций, условий их эксплуатации и свойств кирпича и раствора.
Кирпич и камни керамические выпускают полнотелыми (сплошными) и пустотелыми пластического и полусухого прессования.
В зависимости от условий работы для обеспечения устойчивости и повышения несущей способности отдельных элементов (столбы, стенки и простенки) их усиливают металлической арматурой. В кладке арматуру размещают в горизонтальных швах. Под влиянием сил трения и сцепления арматура работает как одно целое с выложенной и набравшей прочность кладкой.
В зданиях с кирпичными наружными и внутренними стенами и перегородками ведущим процессом является кирпичная кладка.
Недостатком сплошной кладки из полнотелого глиняного и силикатного кирпича является ее значительная теплопроводность, так как толщина кладки, определенная теплотехническим расчетом, часто является по условиям прочности излишней.
Экономична кладка из полнотелого кирпича с образованием замкнутых воздушных прослоек шириной 5-7 см (кладка с воздушной прослойкой). В этом случае расход кирпича сокращается на 15-20 %. Распространена и экономична конструкция наружных кирпичных стен при так называемой колодцевой кладке, при которой стену фактически выкладывают из двух самостоятельных стенок толщиной в полкирпича, соединенных между собой вертикальными и горизонтальными кирпичными мостиками с образованием замкнутых колодцев (рис. 40. 41).
Рис. 40. Облегченные кирпичные стены:
а – кладка колодцевая; б – кладка с воздушной прослойкой;
1 – легкий бетон; 2- вертикальная кирпичная диафрагма; 3 – воздушная прослойка.
Рис. 41. Облегченные кирпичные стены:
а,б – с заполнением из легкого бетона; в – с термовкладышами;
1 – легкий бетон; 2 – термовкладыш.
Рис. 42. Стены с плитными утеплителями:
а – с плитами на растворе; б – с плитами на относе;
1 – плитный утеплитель; 2 – раствор; 3 – воздушная прослойка; 4 – вертикальный маяк;
5 – фольга; 6 – расшивка швов; 7 – затирка.
По конструкции эти стены бывают двух видов:
Стены первого вида состоят из двух параллельных, надежно связанных между собой стенок, каждая с заполнением промежутка между ними каким-либо дешевым малотеплопроводным материалом или с воздушной прослойкой.
Стены второго вида состоят из сплошной кладки и внутренней облицовки из гипсошлаковых или других теплоизолирующих плит. Утеплитель устанавливается или вплотную к кладке на растворе или чаще «на относе» для образования воздушной прослойки (рис. 42).
В кирпичных зданиях междуэтажные перекрытия укладывают из железобетонных плит по стенам и ригелям. Ригели (прогоны) опирают на железобетонные подушки, которые закладывают в кирпичные стены по ходу кладки.
В зависимости от последовательности выполнения отдельных процессов здания могут возводиться дифференцированным, комплексным или смешанным методами.
При дифференцированном (раздельном) методе все работы на здании ведут последовательно: сначала возводят внутренние конструкции каркаса на всю высоту, затем выкладывают все наружные стены и после этого выполняют отделочные работы. Метод позволяет широким фронтом вести отдельные работы, создает условия для сокращения продолжительности этих работ, но их последовательное выполнение без совмещения может привести к удлинению общего срока возведения здания.
Комплексный (совмещенный) метод обеспечивает параллельное выполнение монтажных и каменных работ на соседних участках. Метод позволяет значительно сократить срок строительства при оптимальном совмещении монтажа и кладки.
При смешанном (комбинированном) методе возможен монтаж каркаса до определенного уровня, выполнение каменной кладки до этого уровня, продолжение работ в той же последовательности. Метод применим при колоннах в каркасе здания высотой в 2-3 этажа.
Лестничные марши и площадки монтируют по мере возведения стен здания. Промежуточную площадку и первый марш устанавливают по ходу кладки внутренних стен лестничной клетки. Вторую (этажную) площадку и второй марш по окончании кладки этажа.
Основания кирпичных зданий испытывают большие нагрузки, поэтому наряду с ленточными и столбчатыми фундаментами наиболее рациональными являются свайные железобетонные фундаменты.
Монолитное домостроение
Принцип монолитного строительства в России применяется с начала прошлого века, однако он все время совершенствуется. Современные монолитные здания мало похожи на дома с вековой историей. Главное отличие современных зданий – в опалубке, которая применяется для «заливки» монолитных стен; в качестве бетона и начинке монолита.
На заре монолитного строительства опалубка была, как правило, одноразовой. Ее сколачивали из необструганных досок, заливали в опалубку бетонный раствор, а затем доски отрывали от застывшей монолитной стены. Позже стали сколачивать дощатые щиты, которых хватало на несколько раз. Весьма неразборчиво в середине прошлого века подходили и к наполнителям бетона. Стены представляли собой смесь бетона и вскрышной горной породы. В период «хрущевского» и «брежневского» панельного строительства монолитные дома строили реже, но сейчас они снова отвоевывают солидный сегмент рынка у кирпичных и панельных зданий. Сегодня на рынке в широком ассортименте представлены различные типы опалубок, в том числе, многофункциональные конструкции.
К наиболее многофункциональным строительным системам следуют отнести пластиковую опалубку, поскольку одни и те же конструктивные элементы опалубки годятся для заливки стен, колонн, межэтажных перекрытий, балок и других несущих опор и конструкций здания. Отдельные модули опалубки можно соединять в различные формы таким образом, чтобы внутри «конструктора» оставались узкие полости. В них устанавливают арматуру и заливают бетонный раствор. А когда бетон просыхает, опалубку снимают с готовых монолитных стен, после чего ее устанавливают для сооружения следующей стены или перекрытия (рис. 43).
Рис. 43. Подготовка опалубки.
Для того чтобы конструкция соответствовала строительным нормам, «заливные» стены и перекрытия необходимо надежно состыковать между собой. Для этой цели при сооружении стены длинные прутья арматуры выводят за границы опалубки: арматура получается длинней, чем подготовленный к заливке участок стены. В результате из готового монолита торчат длинные металлические прутья. Их основания аккуратно «оборачивают» специальными закладками, например, сделанными из ПВХ, чтобы при заливке бетоном следующего участка вокруг прутьев оставалась полость. В дальнейшем это даст возможность соединить вертикальную арматуру с горизонтальной – той, которая будет уложена «с запасом» в монолитные межэтажные перекрытия. Аналогичным образом собирают опалубку, предназначенную для заливки перекрытий.
Получается неглубокое «корытце» большой площади, как правило, «накрывающее» участок от одной несущей стены до другой. Конструкция опалубки продумана таким образом, чтобы горизонтальные монолитные плиты ровно ложились на капитальные стены здания, с учетом нагрузки, которую просчитывают на стадии проектирования. В опалубку укладывают каркас, сделанный из арматуры. В местах пересечения горизонтально уложенной арматуры с вертикальной, прутья прочно соединяют между собой, после чего стыки заливают бетоном.
В будущих стенах, прежде чем заливать опалубку бетоном, необходимо предусмотреть проемы для окон и дверей. Для этой цели, как правило, сколачивают прямоугольники из досок, которые по размерам соответствуют проектной форме дверей и окон. Доски необходимо плотно подгонять «под опалубку», чтобы бетон не «просачивался» под давлением в оконные и дверные проемы.
Также технология монолитного домостроения, как правило, предусматривает вертикальные проемы, предназначенные для стыковки наружных стен с внутренними монолитными перегородками. Многие строительные системы задуманы таким образом, что сначала опалубку устанавливают на нижнем этаже, а затем, по мере заливки бетона и затвердевания монолита, опалубочную систему поднимают и монтируют на этаж выше. Аналогичным образом действуют в том случае, когда здание имеет, к примеру, форму вытянутого прямоугольника. Опалубку сначала поэтапно перемещают вдоль стены, а потом уже по вертикали.
Состав бетонного раствора замешивают в соответствии с проектом. Иногда предусматривают добавки, например, керамзит, которые уменьшают прочность монолита, но улучшают теплоизоляционные свойства.
Монолитные стены и перекрытия, которым отведена роль несущих конструкций, как правило, укрепляют арматурой. Внутри здания стены часто делают из более легких материалов, в частности, панельные или блочные. Наружные стены в «монолитном» доме также могут быть панельными. Нередко монолитными делают колонны и перекрытия зданий, то есть несущий основной каркас, а к ним крепят панели в качестве наружных и внутренних стен. Также на несущую монолитную конструкцию может быть навешан металлический каркас и к нему крепятся термоструктурные сэндвич панели. Затем на здании монтируют подвесной фасад и получается монолитно-панельный дом.
Широко распространены здания отлитые из бетона с помощью опалубки, с последующей облицовкой стен здания кирпичом.
Одним из недостатков строительства монолитных зданий заключается в том, что весь технологический цикл происходит на улице под открытым небом. А поскольку большая часть года в наших краях – это зимний и осенне-весенний период, соответственно, качество возводимых конструкций может пострадать из-за мороза и атмосферных осадков. Согласно технологическим предписаниям, бетон следует укладывать при температуре не более пяти градусов. При более низких отметках ухудшается качество бетона и надежность конструкции. Если же бетон будет застывать в лютый мороз, то вода замерзнет, стена увеличится в размерах, монолит не только потеряет прочностные свойства, но может повредить опалубку.
Эту проблему стараются решить различными способами:
Закладкой нагревательного кабеля (прогрев не только влечет удорожание проекта, но также приводит к некоторому усыханию воды в растворе);
При приготовлении бетона в бетонную смесь вводят специальные добавки, которые препятствуют замерзанию воды и сохраняют прочностные свойства монолита.
Возможны и другие приемы разогрева. Например, в бетонный раствор замешивают изначально прогретый щебень или другой наполнитель. Иногда прямо на стройплощадке бетонируемый участок огораживают «стенками» из целлофана или другой недорогой пленки, а затем включают тепловые пушки.
Опалубку , предназначенную для строительства монолитных зданий, выпускают различной формы, из металла или пластика. Любая опалубочная конструкция состоит из особо жесткого каркаса и палубы. Форма палубы обуславливает форму монолитной конструкции.
Пластиковая опалубка имеет ряд преимуществ: не требуются подъемные механизмы; удобство крепления опалубки; возможность использования одной и той же опалубочной системы для строительства стен, перекрытий, фундамента и других частей здания. Это позволяет отливать замысловатые бетонные изгибы, сводчатые потолки и прочие сложные формы.
Не менее распространена металлическая опалубка. Опалубочные щиты изготавливают из алюминиевого профиля и стальных комплектующих.
Опалубки могут быть крупнощитовыми и мелкощитовыми, также они разнятся по способу извлечения из застывшего монолита. Бывают одноразовые опалубки, сделанные из древесно-стружечных, теплоизоляционных или других материалов, которые застывают вместе с бетоном, и остаются в монолитных стенах.
Деревянные здания
