31.Классификация объемных блоков по назначению, по форме, по признаку замкнутости, по материалу изготовления.

1. Виды крупных блоков и обеспечение пространственной жесткости в крупноблочных зданиях. Крупные блоки различают по назначению, конструкции, форме и по материалу из которого они выполнены. По назначению блоки делят на три группы: фундаментные, стеновые и специальные. Фундаментные блоки выполняют в основном несущие функции; их размеры, форма и материал определяются конструктивными и монтажными требованиями. Стеновые блоки наружных стен помимо несущих выполняют ограждающие функции, которые обуславливают подход к решению их конструкции и формы, а также к выбору их материала т. е. здесь учитывается температура (tº H) и влажность (φ H, %) наружного воздуха, полезные нагрузки, ветровые нагрузки и т. п. К специальным блокам относятся вентиляционные и коммуникационные блоки, блоки стен лестничных клеток, а также блоки особой формы (карнизные, цокольные, угловые и др. ). По материалам крупные блоки делятся на бетонные, силикатные и кирпичные. 1. Бетонные блоки изготовляются из крупнопористого бетона, из бетона с лёгкими заполнителями (шлак, керамзит и др. ) и из ячеистых бетонов (пенобетон, газобетон); 2. Силикатные блоки - из плотной известково-песчаной массы. Применяются также более лёгкие силикатные блоки из пеносиликата. Для изготовления кирпичных блоков используются обыкновенный, эффективный и силикатный кирпич и керамические блоки. Крупные блоки наружных стен могут быть сплошными и с пустотами. Для обеспечения пространственной жёсткости здания перемычечные и поясные блоки соединяют между собой накладками, из полосовой стали, на уровне каждого этажа, приваренными к монтажным петлям или к специальным закладным стальным деталям (рис. 1. 7 а). Важную роль в обеспечении жёсткости здания выполняет связь перекрытий со стенами с помощью стальных полосок - анкеров, которые приваривают к закладным деталям перемычечных блоков и монтажным петлям панелей перекрытия (рис. 1. 7 б). Продольные и поперечные стены связывают с помощью сварных соединений из полосовой стали (рис. 1. 8 в), прокладываемых в горизонтальным шве по верху перемычечного блока и блока поперечной стены. В наружных узлах по верху перемычечных и поясных блоков помимо связи привариваемых к монтажным петлям (рис 1. 7 д), укладывают специальные угловатые связи из круглой стали.

22. Конструкции сборного ж/б унифицированного каркаса. Междуэтажные перекрытия. В каркасных зданиях перекрытия обеспечивают жесткость и неизменяемость здания в горизонтальной плоскости и осуществляют передачу и распределение усилий от ветровой нагрузки на стенки жесткости. Сборные перекрытия превращаются здесь в жесткий горизонтальный диск. Перекрытия в многоэтажных зданиях с унифицированным каркасом выполняются из многопустотных настилов высотой 220 мм с пустотами диаметром 140 мм. Они отличаются от обычных настилов в увеличенной, по противопожарным требованиям, толщине защитного слоя до 30 мм и в создании на боковых поверхностях шпонок (рис. 4. 8, а, б), которые потом замоноличиваются. Такое перекрытие обеспечивает передачу горизонтальных нагрузок на связевые диафрагмы при расстоянии между ними в пределах до 30 - 36 м. Ширина настилов 1200 мм, но м. б. увеличена до З и даже 4, 5 м при пролете 6 м. В большепролетных каркасных зданиях рационально применять ребристые настилы, что упрощает размещение вертикальных и горизонтальных санитарно-технических коммуникаций. Настилы могут иметь форму коробчатого настила или форму в виде «Т» или «ТТ» (рис. 4. 8, г, д). Важной составной частью перекрытия служит элемент, расположенный по осям колонн в направлении, перпендикулярном ригелям, и являющейся распоркой между колоннами. Этот элемент обеспечивает жесткость и устойчивость колонн как в монтажный период, так и в работе перекрытия как жесткого диска в период эксплуатации. Распорки выполняются в виде ребристого корытообразного или плоского элемента, который своими торцами располагается на полки ригеля и крепится к нему с помощью сварки закладных элементов (рис. 4. 8, в и 4. 9. ). Корытообразная форма настила-распорки с тонкой (З0 мм) плитой между ребрами позволяет, удаляя плиту, располагать на этих участках вертикальные санитарно-технические коммуникации.

Рис. 4. 8. Плиты перекрытий многопустотные (а, б), легкобетонные (в), ребристые (г) и типа ТТ а – пристенная; б – рядовая; в, е – связевые; д – предварительно-напряженный настил типа ТТ-12 (пролетом 12м). 1 – ниши для строповочных петель 150х80; глубина 70; 2 – каналы пустот (диаметр 159; шаг 185) на торцовых гранях плит; 3 – ниши растворной шпонки (диаметр 120; шаг 200) на продольных гранях плит; 4 – подрезки для выпусков арматуры 140х80; глубина 45; 5 – продольные ребра; 6 – поперечные ребра; 7 – монтажные петли.

Рис. 4. 9. План раскладки плит перекрытий 1 – колонна; 2 – ригель; 3 – многопустотная рядовая плита; 4 – ребристая плита (отверстие в полке для пропуска диафрагмы жесткости или стыков трубопроводов пробить по месту); 5 – многопустотная связная плита; 6 – подрезки с выпусками арматуры (диаметр 10*2); 7 – ниши для строповочных петель; 8 – посредник «рыбка» из – 170х80; l=300 поставляется вместе с прогоном; 9 – стальные коротыши привариваемые к монтажным петлям.

3. «Разрезка» стен крупноблочных зданий. Конструктивные элементы и узлы соединения этих элементов. Разрезкой называется система раскладки блоков вертикальной плоскости стен. Разрезка определяет размеры блоков, согласуемые с грузоподъёмностью подъёмно-транспортных механизмов. Наиболее целесообразной разрезкой стен является двухрядная, при которой по высоте этажа дома укладывается два ряда блоков (рис 1. 4, а). В наружных стенах нижний ряд образует простеночные блоки, нижняя плоскость которых находится на уровне перекрытия, а верхняя совпадает с верхом оконных проёмов; верхний ряд образует перемычечные блоки, опирающиеся на простеночные и перекрывающие оконные проёмы. В промежутке между простеночными устанавливают подоконные блоки. На участках глухих стен (внутренних и наружных) перемычечным блокам соответствуют поясные, а простеночные ставятся в плотную друг к другу. Если по условиям технологии производства блоков или ограничения грузоподъёмности механизмов невозможно применение крупных простеночных блоков, то их членят на два или три одинаковых по высоте блока меньших размеров, и разрезка соответственно становится трёхрядной или четырёхрядной (рис. 1. 4, б, в). Большинство блоков имеют простую форму с четвертями для установки оконных и дверных коробок и для устройства вертикальных стыков между блоками. Более сложны по форме перемычечные блоки. Кроме четвертей на боковых плоскостях они имеют четверти на нижней плоскости, используемые для установки оконных или дверных коробок, и на верхней плоскости для опирания плит перекрытия (рис. 1. 5. г, Применяют два вида вертикальных стыков: закрытые и открытые (с внутренней стороны) (рис. 1. 6). Закрытые стыки образуются при стыковании блоков внутренних стен, при стыковании горизонтального перемычечного ряда наружных стен, а также простеночных и подоконных блоков (рис. 1. 6. а, б). Вертикальные стыки с обеих сторон предварительно проконопачивают пеньковой паклей или просмоленным жгутом и затем зачеканивают на глубину 20 - 30 мм густым цементным раствором. Открытые стыки получают в результате сопряжения простеночных блоков, установленных рядом (рис. 1. 6 в). Шов стыка также проконопачивают пеньковой паклей и зачеканивают цементным раствором, а затем открытый с внутренней стороны стык заделывают специальными бетонными вкладышами (или кирпичом) и образовавшийся колодец тщательно заполняют лёгким бетоном.

15. Конструкции крыши крупнопанельных зданий. В практике крупнопанельного домостроения нашли применение два типа крыш; совмещенные (вентилируемые и невентилируемые) и чердачные (рис. 2. 14 и 2. 15). Совмещённые невентилируемые крыши используются как правило в пяти- и девятиэтажных домах (например, серия 1-464, 1605 и др. ). Несущей основной в совмещённых невентилируемых крышах служат те же плоские ж. б. плиты, что и в конструкциях междуэтажных перекрытий. По несущей плите в условиях строительной площадки укладывают по слою пароизоляции утеплитель из пеностекла, керамзитобетона, цементно-фибролитовых плит и др. материалов, затем устраивают цементную стяжку для выравнивания основания под гидроизоляционный ковёр, завершающий конструкцию покрытия. Водоотвод с крыши обычно осуществляется через внутренние водостоки. Однако, в практике имеются случаи применения в 5 – этажных домах наружных водостоков с устройством организованного водосброса Вентилируемые совмещённые крыши сооружают из крупных панелей заводского изготовления: однослойных, монтируемых за один приём, или, в крайнем случае двухслойных, монтируемых послойно за два раза (рис. 2. 16). Вентиляция крыши осуществляется через воздушные прослойки или же в верхней её зоне. Наличие воздушного прослойка даёт возможность удалять накопившиеся под гидроизоляционным ковром (в верхней зоне теплоизоляции) водяные пары и таким образом осушать крышу (рис. 2. 15). Крупноразмерные панели для крыш большой заводской готовности изготовляют из армированного пенно- или газобетона (рис. 2. 15 а, в, г). Для вентиляции в панели устраивают продольные сквозные цилиндрические каналы диаметром 50 - 60 мм (или квадратные каналы), расположенные на расстоянии 35 – 50 мм от верхней плоскости панели и 150 – 200 мм друг от друга Систему расположенных в панелях вентиляционных каналов присоединяют к сборному каналу на продольной оси крыши, над которым находятся вытяжные шахты (рис. 2. 15, в, г). Чердачное помещение проектируют тёплым с отопленными ограждающими конструкциями, положительную температуру в нём обеспечивают поступления тёплого воздуха из вентиляционной системы дома. Стены тёплого чердака в панельном жилом доме повышенной этажности выполняют из обычных панелей наружных стен здания (рис. 2. 14). Кровельные панели одним концом (со стороны наружной стены) опирают на продольные ж. б. ригели (РЧ), а другим концом – на лотковые керамзитобетонные панели (ПЧл) толщиной 350 мм

27. Индустриальное строительство зданий висячей конструкции из монолитного железобетона (бетонирование в скользящей опалубке ядер жесткости и подвеска к ним перекрытий (этажей) с помощью вант). Возведение зданий этим методом рассматривается в разделах, посвященных крупнопанельным и каркасным зданиям. Следует лишь отметить, что для возведения ядер жесткости можно воспользоваться методом скользящей или неподвижной опалубки. Так как в пределах ядер жесткости располагаются обычно вертикальные коммуникации (лифтовые шахты, лестницы, вентиляционные шахты и шахты прокладки инженерных сетей), не требующие междуэтажных перекрытий, то процесс бетонирования ядер жесткости значительно облегчен. Монолитные ядра жесткости воспринимают все действующие горизонтальные нагрузки. Их изготавливают из монолитного железобетона с армированием прокатными профилями или прутковой арматурой. Конструктивная схема здания с монолитными ядрами жесткости по сравнению со схемами, предусматривающими отдельно стоящие плоские стенки жесткости, выгоднее, так как расход стали, в этом случае, снижается на 10-15 %, а бетона – на 15-20 %. Монолитные ядра жесткости в зависимости от протяженности здания могут располагаться в средней части (в домах-башнях) или симметрично относительно центральных осей (в зданиях большой протяженности). Монолитное ядро можно бетонировать как в скользящей, так и в переставной крупнощитовой опалубке. В первом случае сначала возводят в скользящей опалубке на всю высоту монолитное ядро жесткости, а затем монтируют сборные железобетонные конструкции вокруг ядра. Во втором случае монтаж сборных конструкций проходит параллельно с устройством жесткого арматурного каркаса для монолитного ядра. Бетонируют ядро снизу вверх в переставной крупнощитовой опалубке. Жесткий арматурный каркас временно выполняет функции обеспечения устойчивости здания до завершения работ по бетонированию ядра жесткости.

7. Каркасно-щитовые деревянные дома заводского изготовления. Деревянные каркасы заводского изготовления собираются из однотипных деталей (стоек, ригелей, обвязок и т. п. ) смонтированных в относительно крупные элементы - рамы. На строительной площадке из этих рам монтируется каркас здания в целом. В современном строительстве применяются два типа каркасов: - с поэтажными стойками и - со сквозными стойками Каркасы с поэтажными стойками (или так называемые платформенные каркасы) состоят из стоек и верхней и нижней горизонтальных обвязок. Стойки опираются на нижние обвязки и связываются поверху верхними обвязками. Нижние обвязки являются одновременно опорами для балок перекрытий на каждом этаже. В каркасах со сквозными двухэтажными стойками, стойки связываются нижними, междуэтажными и верхними обвязками. Эти обвязки в виде доски на ребро служат и опорой для балок перекрытия. Для обеспечения жёсткости и неизменяемости каркаса между стойками вводятся раскосы или, поскольку раскосы затрудняют заполнение утеплителем, производится, косая наружная обшивка Стены деревянных каркасных домов могут быть каркасно-обшивными с рулонным или плитным утеплителями и каркасно-щитовыми. С внутренней стороны каркас, обшивается тёсом, фанерой или сухой штукатуркой. Под обшивкой прокладывается слой пароизоляции С наружной стороны каркаса делается косая (под углом 45°) обшивка из нестроганных досок. По обшивке укрепляется для предупреждения продувания стены листы картона. По картону устраивается лицевой слой в виде обшивки из тонких досок внахлёстку или в шпунт, из асбестоцементных плиток, древесноволокнистых водоустойчивых плит или водостойкой фанеры. Междуэтажные (и нижние) перекрытия состоят из балок между которыми укладываются готовые щиты наката. Накат собирается из щитов, которые делаются из брусков толщиной 50 мм. Чердачное перекрытие имеет конструкцию, аналогичную междуэтажному, но поверх наката под утеплителем устраивается пароизоляция, а пол не делается.

8. Конструктивные схемы современных крупнопанельных зданий. Достоинства и недостатки каждой схемы. По конструктивным схемам крупнопанельные здания подразделяются на здания каркасные, бескаркасные (панельные) и с неполным каркасом. Каркасные крупнопанельные здания основной несущей конструкцией имеют каркас, состоящий из колон и ригелей, располагаемых поперёк и вдоль здания. Важным преимуществом каркасной схемы является разделение функций между несущими колонами и ограждающими несущими стенами. Разделение функции позволяет изготовлять колоны из высокопрочных материалов, а стены - из предельно лёгких материалов. К недостаткам каркасной схемы относятся большое количество монтажных элементов, большой расход стали и ухудшенный интерьер помещений из-за выступающих рёбер колон и ригелей. Каркасные здания в зависимости от расположения ригелей могут подразделятся на здания с поперечным каркасом, с продольным каркасом, с безригельным решением плиты перекрытия (с опиранием плиты перекрытия на 4 колоны) и пространственным каркасом, когда ригели располагаются в поперечном и продольном направлениях (рис. 2. 1, а). Бескаркасные (панельные) крупнопанельные здания основной несущей конструкцией имеют наружные и внутренние стены - панели. Основное преимущество бескаркасной схемы состоит в возможности использования в качестве несущих конструкции наружных и внутренних вертикальных ограждений - стен и перегородок, которые должны обладать по условиям тепло - и звукоизоляции значительной массой и прочностью. Однако это преимущество относится только к тем зданиям, которые имеют мелкие помещения. Бескаркасные крупнопанельные здания, которые могут иметь несколько вариантов расположения несущих панелей (рис 2. 1, б): а) с несущими наружными и несущими поперечными и продольными стенами [опирание настилов перекрытия производится по контуру(см. рис. 2. 1, б, 1)]; б) с несущими наружными стенами и несущими поперечными стенами [опирание настилов перекрытия производится по трём сторонам (см. рис. 2. 1. б, 2)]; в) с несущими наружными и несущими внутренними продольными стенами [опирание настилов перекрытия производится по двум сторонам (см. рис. 2. 1. б, 3)]; Крупнопанельные здания с неполным каркасом по своей конструктивной схеме занимают промежуточное положение между каркасной и бескаркасной схемами. В домах с такой схемой используется несущая способность наружных стен и колонн, расположенных внутри здания в определенном порядке. В зависимости от расположения в плане несущих и ограждающих элементов эта схема имеет следующие три разновидности (см. рис. 2. 1, в): а) с наружными несущими стенами и внутренним поперечным каркасом (см. рис. 2. 1. в, 1); б) с наружными несущими стенами и внутренним продольным каркасом (см. рис. 2. 1. в, 2); в)безригельная схема [опирание настилов перекрытия здесь производится двумя узлами - на две колонны и одной стороной - на наружную стену (см. рис. 2. 1. в, 3)]. Эта схема применялась ранее в массовом жилищном строительстве, но не выдержала конструкции с более рациональным первыми двумя схемами.

9. Фундаменты бескаркасных крупнопанельных зданий. В практике массового крупнопанельного строительства используются следующие конструктивные решения фундаментов: 1) блочные (ленточные и прерывистые); 2) крупнопанельные (ленточные и ленточно - столбчатые); 3) свайные; 4) столбчатые (будут рассмотрены в разделе «Каркасные здания»). Для местных и транзитных инженерных сетей и других коммуникаций в жилых домах устраиваются подполья или специальные траншеи (местные заглубления). Крупнопанельные (ленточные) выполняются из крупноразмерных элементов - панелей (рис. 2. 4). При конструктивной схеме с поперечными несущими стенами подземную часть выполняют или из панелей сплошного сечения, или из фундаментных рам (рис 2. 4, а), которые устанавливаются на фундаментные блоки - подушки. При конструктивной схеме с продольными несущими стенами фундаменты целесообразно выполнять из крупноразмерных фундаментных элементов (рис 2. 4, б), которые являются опорами для панелей наружных и внутренних стен. В продольном направлении эти элементы разбиваются таким образом, чтобы стыки их не совпадали со стыками наружных стен. Фундаментные элементы сопрягаются между собой через арматурные петли, расположенные в торцах с последующим замоноличиванием бетоном [9]. Железобетонные сваи по форме разделяются на призматические и цилиндрические с острием и без острия. П виду поперечного сечения сваи бывают сплошные квадратные, квадратные с круглой полостью, круглые или трубчатые Минимальная длина квадратный свай принимается 3 м с градацией длиной в 1 м. Длина квадратных свай с круглой полостью принимается от 4до 6 м с градацией через 0, 5 м. Сваи - оболочки изготовляют длиной от 4 до 7 м. Сваи железобетонные длиной до 7 м называют короткими. Сваи квадратные сплошного сечения при обычном армировании изготовляются из бетона. марки не ниже 200, а трубчаты сваи - из бетона М 300; напряжённо-армированные сваи изготовляют из бетона марки не ниже 300, а сваи - оболочки - из бетона марки 400.

12. Конструкции стыков внутренних стен и перекрытий крупнопанельных зданий. В проектированию и строительстве крупнопанельных зданий особое внимание уделяют решению стыков между панелями и другими элементами несущего остова здания: правильное решение стыков в значительной мере определяет долговечность дома, надёжную работу всей системы несущего остова, эксплутационные качества здания. В стыках панелей стен и перекрытий м. б. разные сочетания усилий сжатия, растяжения, среза значения которых определяются статическим расчетом конструкции. Горизонтальные стыки внутренних несущих стен устраивают сопряжениями их через перекрытия (платформенный стык, рис. 2. 10, а, б) или контактным сопряжением несущих панелей (контактный стык, рис. 2. 10, в, г) с установкой стеновых панелей верхних этажей непосредственно на стеновые панели нижнего этажа. Платформенный стык выполняют с растворными швами толщиной не более 20 мм под панелями перекрытий и над ними. При платформенном опираний панелей перекрытий на несущие стены величины площадок опирания должны быть: - при расстоянии между несущими стенами < 3, 6 м, при опирании панели по контуру - 40 -50 мм, а при опирании по двум сторонам - 50 - 60 мм; - при расстоянии между несущими стенами > 3, 6 м, при опирании по двум сторонам - 60 - 70 мм. Контактный стык стеновых панелей применяют в двух вариантах. По первому варианту стенового контактного сопряжения верхние и нижние грани стеновых несущих панелей и опорные грани панелей перекрытий изготовляют с вырезами, как показано на рис. 2. 10, г (см. 4-4; 5-5). В этом случае шипы стеновых панелей перекрытий, а концы верхней арматуры панелей перекрытий (встречающихся на опорной стене) соединяются по принципу непрерывного армирования, придавая перекрытию неразрезность. По второму варианту панели перекрытий опираются на консольные приливы и соединяются в опорном шве, обеспечивая неразрезность перекрытия (рис. 2. 10, в). Чтобы точно установить панели в проектное положение, применяют метод принудительного монтажа, для чего в узлах сопряжений панелей предусматривают установку фиксаторов (рис. 2. 10, д, е) в сочетании со сварными или болтовыми креплениями стальных соединяющих накладок с закладными деталями. В панелях стен предусматривают гнёзда, в которые вставляются фиксаторы, выступающие над верхней гранью панели на 60 мм. При строительстве зданий повышенной этажности и зданий, возводимых в сейсмических районах, применяют непрерывное армирование стен и перекрытий ( ) со сваркой выпусков арматуры из всех сходившихся в узле панелей с помощью стержневых накладок, что обеспечивает практическую непрерывность стержней арматуры в пределах каждой жёсткой диафрагмы (стен или перекрытия).

13. Конструкции наружных стен бескаркасных крупнопанельных зданий. Наружные однослойные панели пока находят применение в крупнопанельном строительстве; материалами для их изготовления являются лёгкие и ячеистые бетоны. С наружной стороны панели отделываются цементным раствором. Внутренняя сторона наружных панелей из плотных лёгких бетонов может изготовляться без отделочного слоя; при лёгких бетонах с межзерновой пористостью панели покрываются слоем плотного отделочного раствора толщиной не менее 15 мм. Однослойные наружные керамзитобетонные панели (рис. 2. 11, а) на заполнителях из керамзитового гравия или щебня. Толщина керамзитобетонных панелей принимается в зависимости от района строительства 250 - 300 - 350 мм из керамзитобетона с объёмной массой в сухом состоянии 800 - 1000 кг/м3, но не более 1200 кг/м3. Однослойные керамзитобетонные панели выполняются обычно марки 50-75. Армирование керамзитобетонных панелей производится пространственным сварным сеткам из стержней диаметром 6-8 мм и хомутом 4 мм. Стержни должны располагаться по контуру панели и проёмов. В практике крупнопанельного домостроения применяются также панели из вермикулитобетона, перлитобетона, шлакопемзобетона, и др. материалов, там где они являются местными строительными материалами. Наибольшее распространение получили многослойные стеновые панели, по своим конструктивным особенностям разделяются на двух - и трёхслойны; они м. б. несущими, самонесущими, а также и навесными. Эти панели имеют достаточно высокую несущую способность. Недостаток многослойных панелей по сравнению с однослойными - повешенная сложность и трудоемкость изготовления, в процессе которого в форму д. б. уложены три различных материала /тяжёлый бетон на нижнюю и верхние плиты, утеплитель в середину панели и бетон в рёбра, соединяющие ж. б. плиты/. Двухслойные панели наружных стен (рис. 2. 11, б) состоят из двух слоёв бетона - внутреннего, более плотного, и прочного (М 100) толщиной 60 - 80 мм и наружного теплоизоляционного слоя из лёгкого или ячеистого бетона с объёмной массой 400 - 600 кг\м3. Наибольшее распространение получили трёхслойные стеновые панели - из двух ж. б. слоёв толщиной 4 - 5 см и слоя утеплителя. В качестве утеплителя панелей применяются минераловатные плиты, пенобетон, пеносиликат, цементный фибролит, пенопласт, пенополистирол и т. д. Толщина панелей определяется в основном теплотехническими требованиями: Для производства трёхслойных панелей м. б. применены только полужёсткие и жёсткие утеплители, имеющие геометрические размеры в соответствии с раскладкой по форме.

16. Конструктивные схемы каркасных крупнопанельных зданий. Различие каркасов по характеру статической работы. Несущей остов каркасного здания представляет собой систему, состоящую из: а) фундаментов; б) вертикальных опор - стоек или колонн; в) горизонтальных элементов – ригелей, балок, настилов, перекрытий и покрытий; г) связей, обеспечивающих неизменность пространственной геометрической формы и устойчивость здания. Применение каркасного несущего остова дает возможность: а) свободно планировать помещения; б) резко снизить массу здания благодаря замене тяжелых несущих стен редко расставленными колоннами с легкими навесными стенами и перегородками; в) применять высокие марки бетонов и стали, эффективные современные материалы для навесных ограждающих конструкций; г) надежно контролировать качество изделий, стыков и производства работ; д) возводить здания большой этажности (железобетонные монолитные или сборные - от 16 до 25 – З0 этажей, стальные - без ограничения этажности); е) легко унифицировать сборные детали и изделия. В каркасном несущем остове возможны следующие конструктивные схемы: а) с поперечным каркасом; б) с продольным каркасом в) с пространственным каркасом; г) с внутренним каркасом и несущими наружными стенами; д) с безригельным внутренним каркасом; е) с безригельным внутренним каркасом и несущими наружными стенами. При проектировании и строительстве каркасных зданий важное значение имеет обеспечение жесткости и устойчивости зданий, которые достигаются за счет той или иной статической схемы работы конструкции каркаса. По характеру статической работы различают три вида каркасов: рамный, связевый и рамно-связевый. Рамный каркас представляет собой систему колонн, ригелей и перекрытий, соединенных в конструктивных узлах в жесткую и устойчивую пространственную систему, воспринимающую как вертикальные, так и горизонтальные (ветровые и др. ) усилия (рис. 4. 1, а). В связевых каркасах колонны и ригели каркаса рассчитаны только на вертикальные нагрузки при шарнирных соединениях в узлах, а ветровые и другие горизонтальные нагрузки через перекрытия передаются на жесткие поперечные вертикальные связи (диафрагмы жесткости) - стенки или ядра жесткости (рис. 4. 1, в) Рамно-связевый каркас состоит из плоских рам, расположенных поперек здания (рис. 4. 1., б) и жестких связей или ж, б. перегородок в продольном направлении. Плоские рамы обеспечивают только поперечную жесткость и устойчивость здания. Продольная устойчивость здания обеспечивается жесткими связями или стенками жесткости. Каркасный остов рамно-связевого типа применяется при строительстве жилых зданий гостиничного типа, административных зданий и т. д. высотой до 20-22 этажей. В связевой схеме каркасного здания жесткие связи (диафрагмы) обычно располагаются с интервалами в несколько конструктивных шагов на расстоянии не более 48 м при сборных перекрытиях или 54 м при монолитном каркасе.

Рис. 4. 1. Схемы несущих остовов каркасных зданий а – рамный каркас; б – рамно-связевый; в – связевый; 1 – колонна; 2 – ригель. Этим требованиям отвечает конструктивная схема с пространственным (в двух направлениях) расположением ригелей.

17. Обеспечение жесткости и устойчивости каркасов каркасных зданий. Сборные ж/б стенки- диафрагмы и пространственные ядра жесткости. Связи, для обеспечения жесткости и устойчивости зданий могут выполняться в виде сборных или монолитных железобетонных стенок-диафрагм и пространственных ядер жесткости. Сборные стенки жесткости устраиваются из железобетонных панелей, вставляемых в просветы между колоннами и ригелями с жестким креплением к ним со сваркой закладных деталей, не менее чем по два крепления по каждой стороне панели (рис. 4. 2, б). Швы сопряжения после монтажа вставной панели замоноличиваются цементно-песчаным раствором. Этот тип жестких связей наиболее индустриален и широко применяется в массовом строительстве каркасных зданий высотой до 12 этажей (рис 4. 2, а). Монолитные железобетонные стенки жесткости возводятся на месте в инвентарной опалубке с приваркой арматурных сеток стенки жесткости к выпускам арматуры ригелей и колонн. Иногда внутрь монолитной жесткой стенки для повышения ее прочности вставляют крестовые или треугольные связи, выполненные из круглой стали (рис. 4. 2, в) или стальных прокатных профилей - швеллеров или уголков (рис. 4. 2, г), расположенных по диагоналям просвета или в виде подкосов. Металлические связи стягиваются стальными сетками и бетонируются с использованием переставной поэтажной опалубки и уплотнением бетона вибраторами. Толщина стенок жесткости обычно составляет 200 - 300 мм, но в высотных зданиях она может доходить до 600 мм и более. В зданиях башенного типа диафрагмы жесткости располагают в центре здания в виде жесткого двутавра, квадрата, креста и т. п. образуя устойчивое пространственное ядро жесткости (рис. 4. 3. ). Размеры ядра в плане проверяются расчетом на устойчивость с учетом габаритов дома и расчетных ветровых нагрузок в районе строительства. В отдельных случаях в протяженных зданиях устраивают в одном доме два или более пространственных ядер жесткости. В пределах ядер жесткости обычно размещаются шахты лифтов и вёнтиляции, лестничные клетки и другие помещения вспомогательного типа. Ядра жесткости выполняются на всю высоту здания.

Рис. 4. 2. Связи жесткости а – расположенные в плане пространственных диафрагм жесткости; б, в, г – конструкции диафрагм жесткости: б – сборная плоская диафрагма жесткости; в – связь жесткости с диагональными растяжками; г – монолитная диафрагма жесткости с жесткими металлическими связями; 1 – колонна; 2 – панель жесткости; 3 – ригель; 4 – сварные крепления панели жесткости к колоннам и ригелям; 5 – жесткие связи, образующие каркас монолитной стены жесткости; 6 – стальные тяжи с натяжными муфтами. Ядра жесткости выполняются на всю высоту здания.

Рис. 4. 3. Схемы несущего остова высотных зданий с монолитным ядром жесткости а, б, в – варианты планировочных решений ядра жесткости

34. Железобетонные балки и фермы большепролетных общественных зданий. Железобетонные балки имеют большую собственную массу, но просты в изготовлении. Они могут выполняться монолитными, сборно-монолитными и сборными, (из отдельных блоков и цельные), с предварительным напряжением арматуры. Отношение высоты балки к пролёту колеблется в пределах от 1/8 до 1/20. В практике строительства встречаются балки пролетом до 60 м и более. Унифицированные балки имеют длину 6, 12 и 18 м. Сечение балок – в виде тавра, двутавра или коробчатое (рис. 8. 2. а-д). Железобетонные фермы изготовляются цельными при длине до 30 м, и составными, с предварительным напряжением арматуры, - при длине 30 м и более. Отношение высоты фермы к пролету (длине) – 1/6 ÷ 1/9. Нижний пояс выполняется обычно горизонтальным; верхний пояс имеет или горизонтальное очертание, или треугольное, или сегментное, или полигональное. Наиболее распространенными являются железобетонные фермы полигональные (двухскатные), изображенные на рис. 2, е. Наибольшая длина запроектированных в РФ железобетонных ферм – около 100 м, при шаге 12 м. В массовом строительстве применяются унифицированные фермы длиной 18, 24, 30 и 36 м. Недостатком железобетонных ферм является большая конструктивная высота. Для уменьшения собственной массы ферм необходимо применять высокопрочные бетоны и внедрять легкие плиты покрытий из эффективных материалов.

6. Щитовые деревянные дома заводского изготовления. Щитовые бескаркасные конструкции деревянных сборных домов являются наиболее индустриальными. Они позволяют все строительные процессы на площадке свести к немногочисленным операциям по монтажу укрупнённых элементов, дополняемых лишь незначительным количеством доделочных работ. Основной конструктивной и сборочной единицей в щитовых домах являются деревянные щиты, применяемые для устройства стен, перекрытий и других конструктивных элементов здания. Щитовые бескаркасные конструкции пригодны для небольших одноэтажных зданий. В щитовом доме стена может быть образована вертикальными или горизонтальными щитами. Размеры щитов принимаются с учётом размеров здания, условий транспортировки и монтажа. При этом имеются в виду обычные транспортные средства (грузовые автомобили, железнодорожные вагоны) и лёгкая механизация при монтаже зданий. Размер щитов по длине принимается равным высоте этажа, т. е. 2, 8 -3м; ширина обычно не превышает 1, 2 м; толщина 100 - 120 мм; вес щита не превышает 200 кг. Перекрытия в щитовых домах также делаются щитовой конструкции (рис. ), хотя применяются и балочные перекрытия со сборными накатами Стропила крыши собираются на месте из отдельных элементов, заготовленных на заводе и сколачиваемых гвоздями. По стропилам укладываются щиты, также заготовленные на заводе и снабженные сплошной или разреженной обрешёткой (в зависимости от материала кровли). Кровля в индустриальных домах устраивается деревянной, из рубероида, черепицы или волнистых асбестоцементных листов.

26. Индустриальное строительство из монолитного железобетона в объемно-переставной опалубке. Строительство в объемной переставной опалубке может осуществляться извлечением этой опалубки после бетонирования вдоль поперечных осей здания (рис. 7. 1. ), перемещением объемной опалубки вдоль здания (или продольных осей здания) (рис. 7. 2. ) или применением вертикально извлекаемой опалубки, используемой для бетонирования только вертикальных конструкций здания (рис. 7. 3. ). Перед бетонированием устанавливают закладные детали (трубки, вкладыши, ящики для образования ниш, а также временные обвязки для дверных проемов) которые удаляют через несколько часов после завершения бетонирования, пока бетон не набрал высокой прочности. Снимают опалубку через открытую фасадную часть дома (на дощатый настил инвентарных подвесных козырьков трубчатой конструкции, для закрепления которых используют отверстия стяжных болтов, остающихся в стенах ниже расположенного этажа после распалубки).

2. Конструктивные схемы крупноблочных зданий. Влияние схемы на планировочное решение, этажность и пространственную жесткость здания. Выбор конструктивной схемы крупноблочного здания зависит от его планировочного решения, этажности и ряда других факторов. Конструктивные схемы крупноблочных жилых зданий аналогичны схемам обычных зданий с продольными и поперечными несущими стенами и с неполным каркасом, также поперечным или продольным (рис. 1. 3. ). Схемы с продольными и поперечными несущими стенами, а также с продольным неполным каркасом (рис. 1. 3, а, б, в) позволяют сократить число типоразмеров крупных блоков и получить перекрытия с ровной нижней поверхностью, при которой допустима любая расстановка перегородок. В схеме с поперечным неполным каркасом (рис. 1. 3., г) при малом шаге опор (2, 4÷ 3, 2 м) хотя и достигается некоторое облегчение перекрытий, но ригели, выступающие из их нижней плоскости, связывают планировочное решение квартир, т. к. перегородки должны быть, как правило, установлены под ними. Конструктивная схема с крупным шагом поперечных несущих стен или столбов (4, 5 - 6, 0 м) (рис. 1. 3, б, г) даёт большую свободу в планировке. Она целесообразна в зданиях небольшой длины, например в односекционных домах башенного типа. В зданиях большой протяжённости при этой схеме продольные наружные стены, являются самонесущими. При проектировании крупноблочных зданий весьма существенны, является обеспечением их пространственной жесткости. Она в значительной мере зависит от принятой конструктивной схемы. Наиболее распространенная в крупноблочном строительстве схема с несущими продольными стенами. Применение крупноэлементных перекрытий из железобетонных настилов (обычно используется настилы толщиной 220 мм) образуют жесткие горизонтальные диски, которые, соединяясь со стенами, образуют достаточно жёсткие остов здания. Необходимым условием при этом является наличие надёжных конструктивных связей стыков блоков: в местах примыкания внутренних стен к наружным, в углах здания, а также с перекрытиями. В этих же целях крупные блоки стен устанавливают с перевязкой.

29. Возведение монолитных зданий методом подъема перекрытий или этажей. Строительство методом подъема этажей и перекрытий занимает особое место в монолитном домостроении. В 1947 г. во Франции инженер Бернард Лафай сделал первую попытку подъема перекрытий. Этот метод разрабатывали американские инженеры Ф. Ютц и Т. Слик. В настоящее время он получил всемирное признание. Сущность возведения зданий и сооружений методом подъема перекрытий (этажей) заключается в предварительном изготовлении на уровне земли пакета плит перекрытий и их последующем вертикальном перемещении по колоннам на проектные отметки. На верхней плите пакета устраивают кровлю, которую с помощью подъемного оборудования (домкратов) поднимают на заданную отметку. В той же последовательности собирают и возводят следующие этажи. Если при строительстве поднимают только плиты перекрытий, то все работы по обустройству этажей выполняют на проектных отметках (рис. 7. 6). Плоские безригельные плиты перекрытий на опорах имеют специальные «воротники», надежно соединенные с арматурой плиты. При подъеме плиты на проектный уровень «воротники» приваривают к закладным деталям колонн и замоноличивают (рис. 7. 7). Колонны применяют железобетонные или стальные. Бетонирование плит перекрытия производят на уровне земли с помощью деревометаллической бортовой опалубки по периметру плиты. После установки бортовой опалубки наносят разделительный слой по нижнему основанию (подготовке), затем укладывают воротники, арматурные сетки и каркасы, устанавливают колонны, приваривают каркасы к воротникам, закрывают зазоры между воротниками и колоннами, укладывают бетонную смесь и уплотняют ее. Обустройство этажей при возведении зданий методом подъема перекрытий осуществляют на проектных отметках Транспортируют перекрытия с помощью электромеханических подъемников и стальных винтовых тяг. Для подачи бетона, арматуры и наружных ограждающих конструкций применяют башенные краны, установленные на кровельной плите. При возведении зданий методом подъема этажей обустройство этажей производят на уровне земли. Этот метод не нашел пока широкого распространения и находится в стадии эксперимента.

19. Конструкции сборного ж/б унифицированного каркаса. Колонны и ригели. Колонны. Приняты сечением 300 х 300 и 400 х 400 мм высотой обычно на один, 2 - 4 этажа из бетона марок 300 и 400. Армирование колонн производится 4 - 8 стержнями диаметром 20 - 36 мм и более из стали класса А-Ш (наибольшая несущая способность колонны 520 т). Для зданий с укрупненной сеткой колонн (9 х 9; 12 х 12 м) колонны имеют сечение 600 х 600 мм. Колонны имеют консоли с одной или двух сторон. Они рассчитаны на высоты этажей 3, 3; 3, 6; 4, 2 м и для укрупненной сетки дополнительно на 4, 8 и 6 м. Для подвальных и технических этажей предусмотрены высоты колонн 2, 9 и 2, 4 м. В колоннах нижних этажей, воспринимающих значительные нагрузки (до 2000 т на колонну), устраиваются стальные сердечники с облицовкой слоем бетона в 6 – 8 см, для защиты от действия высоких температур при пожаре. Стальные сердечники позволяют сохранить те же размеры сечений колонн, что и в верхних этажах. В целях сохранения унифицированных размеров сечения колонн нижних этажей зданий повышенной этажности, воспринимающие нагрузку до 1500 и даже до 2000 т выполняют с жесткой арматурой (или есть еще название - с металлическими сердечниками). Применение в нижних этажах ж. б. колонн с жесткой арматурой дает возможность строить каркасные здания с колоннами сечением 400 х 400 мм высотой до З0 - 40 этажей. При более высокой этажности применяется цельнометаллический каркас с защитой от огня слоем штукатурки по сетке или гипсовых плит. Ригели. Унифицированный ригель выполняется с предварительно напряженной арматурой, таврового сечения, высотой 450 мм, шириной 400 мм (по ширине колонны) (рис. 4. 6 ). При больших пролетах (9 м или 12 м) высота ригеля принимается равной 600 и 900 мм, аналогичной конструкции. Ригель служит для опирания плит перекрытий, лестничных маршей и аналогичных элементов. Длина ригеля на 440 мм (340 мм при колоннах площадью сечения 300 х 300 мм2 короче пролета, равного 6; 4, 5 и З м.

32. Классификация объемных блоков по способу изготовления и условиям опирания. Наиболее важным признаком классификации блоков является восприятие ими нагрузок. По этому признаку блоки могут быть разделены на несущие и ненесущие. Любая конструкция блока может быть отнесена лишь к одной из двух указанных разновидностей. Несущие блоки являются основой блочной и блочно-панельной конструктивных систем зданий, а ненесущие – основным элементом заполнения блочно-каркасных или блочных систем с несущим остовом. Классификация блоков по условиям опирания распространяется как на блоки несущие, так и ненесущие. Условия опирания определяют характер пространственной работы блоков. Их напряженно-деформированное состояние. Известно два принципиальных типа опирания: линейное и точечное (рис. 6. 5, д-ж). Опирание по точкам вызывает необходимость усиленного армирования опорных зон. Линейное опирание может иметь разновидности: опирание по всем четырем сторонам (по трем) и по двум противоположным сторонам. По способу изготовления объемные блоки делятся на монолитные и сборные (или составные из отдельных элементов), (см. рис 6. 5. 1). Монолитные ж/б блоки представляют собой пятистенную ж/б коробку, к которой присоединяется шестое ограждение. Существуют несколько видов монолитных блоков (см. рис. 6. 5): типа «колпак», когда блок устанавливается на отдельную плиту пола; типа «стакан», когда на блок опирается отдельно бетонируемая потолочная плита (т. е. имеет монолитно связанные стеки и пол, но без потолка); типа «лежащий стакан», когда одна из стен приваривается после завершения формовки блока (имеющей три внутренние стены, монолитно связанные с полом и потолком). Наиболее распространено было, в последние годы, строительство жилых домов из монолитных пятистенных ребристых керамзитобетонных блоков размером на комнату с открытой шестой торцовой плоскостью, к которой крепится панель наружной стены. Этот блок типа «лежащий стакан» условно именуется Краснодарским. Сборные блоки собираются из отдельных элементов: из плоских панелей (т. е. блок бескаркасного типа) (см. рис. 6. 5. г); или из каркаса (стоек и ригелей ) и отдельных плоских панелей (т. е. блок каркасного типа ) (рис. 6. 5, г, а).

33. Конструктивные схемы объемноблочных зданий. Достоинства и недостатки. По конструктивной схеме дома из объемных блоков условно подразделяют на 3 группы (см. рис. 6. 6): блочные; панельно-блочные и каркасно-блочные. При блочной схеме здание компонуется, в основном из объемных блоков (80-100% отношения площади помещений выполненных из объемных блоков к площади всех помещений). Блоки устанавливают рядом друг на друга. При этом каждый блок представляет собой законченный конструктивный элемент, обладающий определенной прочностью для восприятия нагрузки от вышележащих блоков (рис. 6. 6, а). Блочная схема более индустриальна в связи с тем, что при возведении домов по этой схеме имеется возможность перенести большую часть строительных работ в заводские условия. К недостатку этой схемы относится наличие двойных внутренних стен и перекрытий. Особенность панельно-блочной системы зданий заключается в совместном применении объемных блоков и плоских панелей (рис. 6. 6, б). В этом случае внутренние стены получаются однослойными. Однако при такой конструктивной схеме более половины отделочных работ приходится выполнять на строительной площадке. Кроме того, создаются неудобства при монтаже элементов разного веса и разных габаритов. При блочно-панельной схеме в объемных блоках размещаются обычно помещения, максимально насыщенные оборудованием (санитарные узлы, кухни и т. д. ), а остальные помещения ( например, общие комнаты, спальни) решаются в плоских конструкциях. При этой схеме можно добиться ограничения размеров блоков и, наоборот, создания больших помещений между ними. Процент блочности в этой системе равен 20-60%. Каркасно-блочная система представляет собой сочетание каркаса, состоящего из стоек и ригелей и самонесущих объемных блоков, опирающихся на каркас. В современном строительстве предпочтение отдается блочной схеме домов, при которой можно достигнуть наибольшей заводской готовности блоков и больших удобств при выполнении монтажных работ. В этой схеме число монтажных элементов сокращается до минимума, а благодаря унификации веса монтажных блоков, эффективнее используется грузоподъемность монтажных механизмов.

38. Стальные, железобетонные и деревянные арки большепролетных общественных зданий. Арки, как и рамы, являются плоскостными распорными конструкциями. Они ещё более чувствительны к неравномерным осадкам, чем рамы и выполняются как бесшарнирные, так двухшарнирные и трёхшарнирные (рис. 8, 4. д, е, ж, и, к). Металлические арки выполняются сплошного и решётчатого сечения. Высота ригеля сплошного сечения арок принимается в пределах 1/50 ÷ 1/80 пролёта, а решётчатого – 1/30 ÷ 1/60 пролёта. Отношение стрелы подъема к пролету у всех арок находится в пределах 1/2 ÷ 1/4 при параболическом очертании кривой и 1/4 ÷ 1/8 при круговой кривой. Железобетонные арки, как металлические, могут иметь сплошное и решётчатое сечение ригеля. Конструктивная высота сечения ригеля сплошных арок составляет 1/30 ÷ 1/40 пролёта, решётчатых арок – 1/25 ÷ 1/30. Деревянные арки выполняют из гвоздевых и клееных элементов. Отношение стрелы подъёма к пролёту у гвоздевых арок составляет 1/15 ÷ 1/20; у клееных 1/20 ÷ 1/25.

25. Индустриальное строительство зданий из монолитного железобетона в крупнощитовой опалубке. Строительство в крупнощитовой переставной опалубке осуществляют с помощью элементов, (щитов опалубки) размеры которых соответствуют высоте помещения и расстоянию между несущими стенами. Опалубку стен и перекрытий монтирую раздельно. Щиты опалубки стен устанавливают в проектное положение и скрепляют между собой. В крупнощитовой опалубке возводят, как правило, поперечные, продольные внутренние стены и перекрытия. Продольные наружные стены не бетонируют, чтобы не препятствовать извлечению щитов опалубки перекрытий. После бетонирования монолитных конструкций навешивают наружные стеновые панели. Возможно сочетание монолитных наружных и внутренних стен со сборными перекрытиями. Одно из основных положительных качеств крупнощитовой и объемной опалубок – их неподвижность во время укладки и твердения бетона, что позволяет получить гладкие поверхности стен и потолков, а также создает условия для использования рельефной опалубки. При крупнощитовой и объемной опалубках создаются монолитные рамные узлы сопряжения несущих стен с перекрытиями, образуются пространственные системы, обеспечивающие высокую жесткость и устойчивость сооружения. Крупнощитовая переставная опалубка позволяет строить многоэтажные здания как с компактным, так и развитым планом, как малоэтажные, так и многоэтажные, целиком монолитные и с широким применением сборных элементов. Основной недостаток крупнощитовой опалубки – необходимость тщательной установки и выверки каждого щита. Объемная переставная опалубка исключает этот недостаток, но она более сложна и тяжела, а также ограничивает архитектурно-планировочные решения.

35. Стальные балки и фермы большепролетных общественных зданий. Стальные балки выполняются таврового, двутаврового и коробчатого сечения (рис. 8. 1, а, б), требуют большого расхода металла, имеют большой прогиб, который обычно компенсируется строительным подъемом (1/40-1/50 пролета). Стальные фермы в отличие от балок за счёт решетчатой конструкции требуют меньше металла. При устройстве подвесного потолка создаётся проходной чердак, обеспечивающий пропуск инженерных коммуникаций и свободной проход по чердаку. Фермы выполняются, как правило, из стальных профилей, а пространственные трёхгранные фермы – из стальных труб. Фермы могут иметь различное очертание как верхнего, так и нижнего пояса. Наиболее распространены фермы треугольные и полигональные, а также горизонтальные с параллельными поясами (рис. 8. 1. в, г).

41. Коноидальные оболочки. При образовании коноида образующая прямая опирается на кривую и на прямую линии (рис. 10. 2, а). В результате получается поверхность с противоположным направлением одной кривизны. Коноид применяется главным образом для шедовых покрытий и даёт возможность получать множество разнообразных форм. Направляющая кривой коноида может быть параболой или круговой кривой. Коноидальная оболочка в шедовом покрытии позволяет обеспечить естественное освещение и проветривание помещений. Опорными элементами коноидных оболочек могут являться арки и рандбалки, а также и другие конструкции. Обычная величина пролётов коноидных оболочек - от 18 до 60 м. Возникающие в оболочке коноида, растягивающие напряжения, передаются на жёсткие диафрагмы. Нагрузка оболочки коноида воспринимается четырьмя опорами, размещаемыми обычно в четырёх угловых точках оболочки.

46. Пневматические конструкции общественных зданий. В последние годы для размещения различных установок применяют здания и сооружения с необычными для строительной практики пневматическими конструкциями. Принцип возведения пневматических, или надувных зданий и сооружений основан на том, что во внутреннее замкнутое пространство оболочек нагнетается атмосферный воздух, который предварительно напрягает (растягивает) оболочку, придавая ей заданную форму, устойчивость и несущую способность. Для поддержания этих зданий и сооружений в равновесии независимо от их пролета постоянное избыточное давление внутри в большинстве случаев принимают около 20 кг/м2 (20 мм вод. ст. ), что соответствует разнице отметок земной поверхности 15 м. Пневматические здания обладают уникальной легкостью. Так, при пролетах свыше 100 м вес I м2 оболочки едва превышает 3 кг/м2. Пневматические здания и сооружения обладают высокой надежностью. При выходе из строя агрегатов, подающих воздух, опускание оболочки происходит очень медленно. За это время люди могут спокойно эвакуироваться из здания. Основными элементами пневматического здания являются оболочка (иногда с каркасом), воздухонагнетающий агрегат и дверь или ворота. В зданиях, возведенных из прозрачных оболочек, проемы для освещения не требуются. Если же оболочка непрозрачна, то в ней предусматривают окна преимущественно круглого очертания. Двери и ворота в зданиях из мягких оболочек в целях герметизации могут иметь воздушные шлюзы. Простейшей дверной конструкцией является скользящий карман. Пневматические сооружения имеют существенные недостатки: они сравнительно дороги, легко повреждаемы от механических воздействий и неогнестойки, вследствие чего они непригодны для капитального строительства В зависимости от способа обеспечения устойчивости и неизменяемости формы оболочки пневматические здания и сооружения подразделяют на три основные группы: воздухоопертые, воздухонесомые и комбинированные. Воздухоопертые пневматические своды и купола изготавливают из тонкой газонепроницаемой пленки (ткани). Внутренний эксплуатируемый объем таких конструкций находится под небольшим избыточным давлением порядка 10-100 мм вод. ст. (0, 001-0, 01 ат. ); расчетное давление поддерживается воздуходувками небольшой мощности. Недостатком воздухоопертых конструкций является невозможность использовать их для зданий с часто открывающимися проемами. Воздухонесомые конструкции имеют пневматические несущие элементы в виде пневмоарок, колонн и т. д., находящиеся под избыточным давлением порядка 0, 3-5 ат. (0, 03-0, 5 МПа), а оболочка свободно опирается на них. Несущие элементы изготовляют из прочной воздухонепроницаемой ткани. Преимущество воздухонесомых конструкций заключается в обеспечении нормального атмосферного давления внутри помещений, что исключает необходимость их герметизации и устройство шлюзов. Однако на эти конструкции расходуется больше ткани, и они дороже воздухоопертых конструкций.

43. Оболочки в форме гиперболических параболоидов. Гиперболический параболоид (называется сокращённо «гипара»). Образование поверхности гиперболического параболоида определяется двумя системами непараллельных и непересекающихся прямых (рис. 10. 2, в), которые называются направляющими линиями. Каждая точка по поверхности гиперболического параболоида является можно рассматривать как пересечения двух образующих, входящих в состав поверхности. Если рассечь поверхность оболочки плоскостями, параллельными плоскости, равноделящей угол между направляющими линиями, то линии сечений получат в одном случае форму парабол, в другому - форму гипербол. Поверхность гиперболического параболоида м. б. образована и путем перемещения параболы вдоль другой параболы с противоположным направлением кривизны. При равномерно распределенной нагрузки напряжение во всех точках поверхности гипара имеет постоянную величину. Это объясняется тем, что усилия растяжения и сжатия одинаковы для каждой точки. Вот почему гипары обладают большой сопротивляемостью к выпучиванию. Когда оболочка под действием нагрузки стремится прогнутся, растягивающие напряжение в направлении, нормальном к этому давлению, автоматически возрастает. Это позволяет выполнять оболочки малой толщины часто без окаймляющих бортовых элементов. Покрытия в форме гипаров осуществляются из железобетона - монолитного или сборного, армоцемента, металла и дерева, как правило, с гладкой внутренней поверхностью с контурными ребрами, а также в некоторых случаях с ребристой внутренней поверхностью. Сборные элементы осуществляются из железобетонных или армоцементных плит размерами 2x3 и 3x3 м. Оболочки в форме гипаров создают распор, воспринимаемый преднапряженными затяжками или контурными ребрами или их сочетанием.

44. Висячие покрытия с плоскими несущими конструкциями. Способы обеспечения их устойчивости. Устройство ограждающих конструкций покрытия. Плоские висячие конструкции покрытий (рис. 10. 3, а) состоят из параллельных рядов тросов, закрепленных на опорах и провисающих по очертанию гибкой нити в пролетах. Такой вид покрытий, как правило, применяется над прямоугольными зданиями с незамкнутым опорным контуром. Для обеспечения пространственной устойчивости этого вида висячих покрытий применяются тяжелые ограждения из железобетонных панелей, после укладки которых на тросы, покрытию дают монтажную нагрузку, вызывающую натяжение тросов, и в таком состоянии замоноличивают швы между панелями вместе с тросами. Затем пригрузку снимают. Образуется вогнутая предварительно-напряженная ж. б. оболочка цилиндрического очертания (см. рис. 10. 3, а). Восприятие горизонтальных усилий в висячих покрытиях с незамкнутым контуром (рис 10. З) осуществляется с помощью прочно заанкеренных в грунте оттяжек (см. рис. 10. 3, а) или рам с наклонными стойками (см. рис. 10. 3, г, д), а также при относительно небольших пролетах распорных балок или ферм.

45. Пространственные висячие покрытия общественных зданий. Способы обеспечения их устойчивости. Устройство ограждающей конструкции покрытия. Наиболее эффективно применение пространственных висячих покрытий зальных помещений при замкнутом опорном контуре, воспринимающем горизонтальные усилия. Наиболее целесообразна круглая форма опорного контура, обеспечивающая при равномерной нагрузке - равномерное распределение усилий от покрытия и безмоментную работу самой контурной балки. Висячие покрытия с круглым опорным контуром находят применение в виде однопоясных систем. В однопоясных круглых покрытиях тросы, расположенные радиально, закрепляются в контурном опорном и центральном кольцах (рис. 10. 4, а). Внешнее кольцо, испытывающее сжимающие усилия, выполняется из железобетона; внутренне растянутое - из стали. Обеспечение пространственной устойчивости в круглых однопоясных покрытиях достигается теме же способами, что и при незамкнутом контуре, т. е. путем применения тяжелого ограждения в виде ж. б. плит, замоноличивания перекрытия с предварительным напряжением тросов и превращения его в жесткую оболочку. В двухпоясных висячих покрытиях нижние тросы, как правило, несущие, а верхние стабилизирующие (напрягающие), соединенные распорными трубчатыми стойками. Конструкция отличается устойчивостью и стабильностью формы. В силу этого возможно применение легких ограждений из волнистой стали, алюминия и др. Для уменьшения строительного объема применяются двухпоясные схемы с пересекающимися нижним и верхним тросами (см. рис. 10. 4, в) и с двумя контурными опорными кольцами или с закреплением концов верхних несущих тросов непосредственно на колоннах.

36. Деревянные балки и фермы большепролетных общественных зданий. Деревянные балки применяют в местностях, богатых лесом. Обычно они используются для зданий III класса капитальности из-за малой огнестойкости и долговечности. Деревянные балки подразделяются на гвоздевые и клееные. Изготовляются они длиной до 20-30 м. Гвоздевые балки (рис. 8. 3, а) имеют сшитую на гвоздях стенку из двух слоёв досок, наклоненных в разные стороны под углом 450. Верхний и нижний пояса образуются за счет нашитых с обеих сторон к вертикальной стенки балки брусьев. Высота гвоздевых балок – 1/6 ÷ 1/8 пролета. Вместо дощатой стенки можно применять стенку из многослойной фанеры. Клееные балки в отличие от гвоздевых обладают высокой прочностью и повышенной огнестойкостью даже без специальной пропитки. Сечение клееных балок может быть прямоугольным, двутавровым и коробчатым. Они изготовляются из реек или досок на клею, уложенных плашмя или на ребро. Высота таких балок 1/10 ÷ 1/12 пролёта. По очертанию верхнего и нижнего поясов клееные балки могут быть с горизонтальными поясами, одно или двухскатные и криволинейные. (Типовые деревянные клеевые балки применяемые в нашей стране имеют длину 6, 9, 12, и 18 м). Деревянные фермы в их простейшем виде могут быть представлены бревенчатыми и брусчатыми висячими стропилами, о которых мы вели речь в предыдущем семестре. Деревянные фермы применяют для пролётов более 18 м и при условии выполнения профилактических мероприятий по пожарной безопасности. Верхний (сжатый) пояс и раскосы деревянных ферм изготовляют из брусьев квадратного или прямоугольного сечения со стороной, равной 1/50 ÷ 1/80 пролёта, нижний (растянутый) пояс и подвески могут выполнятся как из брусьев так и из стальных тяжей с винтовыми нарезками на концах для натяжения их с помощью гаек с подкладными шайбами. В практике отечественного строительства применяются сейчас сегментные фермы пролётом 15, 18, 21 и 24 м, верхний пояс которых выполняется из неразрезного пакета досок шириной 170 мм на клею (КБ-3). Раскосы выполняются из брусков той же ширины, нижний пояс – из прокатных уголков, а подвески – из круглой стали.

20. Решение узла соединения сборных ж/б колонн в каркасных зданиях. Наиболее сложная задача при проектировании сборного ж. б. каркаса - решение стыков колонн. В практике отечественного строительства сложились два типа стыков: а) стыки, в которых усилия передаются через стальные элементы - опорные плиты или оголовники; б) стыки, в которых осуществляется непосредственная передача усилий с бетона на бетон. В стыках первого типа концы колонн снабжаются стальными пластиками или оголовниками, приваренными к продольной стержневой арматуре (рис. 4. 4, а, б). При монтаже колонна устанавливается на центрирующий металлической прокладке. Стальные пластины или оголовники смежных элементов соединяются посредством сварки. Шов между торцами зачеканивается раствором, а вокруг стальных оголовников на высоту стыка бетонируется защитный слой. В стыках второго типа происходит передача усилий с бетона на бетон. Наиболее распространенной конструкцией данного стыка является сферическая поверхность торцов колонн с соединением арматурных стержней с помощью ванной сварки (рис 4. 4, в). В последнее время стали применяться плоские безметаллические стыки с центрирующей бетонной площадкой (рис. 4. 4, г), которые требуют значительно более простых форм для их изготовления. Ванная сварка арматуры, в отличие от ранее принятого стыкования через дополнительные накладки позволяет повысить надежность стыка и значительно упростить его, сократить количество монтажной сварки. К выполнению сферического стыка предъявляются повышенные требования по соблюдению геометрических размеров и точности сферических поверхностей. Стыковые ниши после монтажа замоноличиваются бетоном. Стык колонн с жесткой арматурой в зданиях высотой до З0 - 40 этажей решают по принципу непосредственной передачи нагрузок с одного стального пакета на другой с помощью прокладной стальной плиты (рис. 4. 5, в). Опирание ж. б. колонн с гибкой арматурой на массив ф-та производят через железобетонные башмаки (рассмотренные в прошлом семестре) с бетонированием зазоров и вибрированием. Ж. б. колонны с жесткой аматурой опирают на фундамент через прокладную стальную плиту, зекрепленную анкерными болтами, и крепятся к ней на сварке.

Рис. 4. 4. Стыки сборных ж. б. колонн с гибкой арматурой а – стык колонн с помощью стальных листов (пластин), заанкеренных в бетон; б – стык колонн с помощью стальных оголовников, приваренных к продольной арматуре; в – сферический безметаллический стык сборных ж. б. колонн; г – плоский безметаллический стык ж. б. колонн (серия ИИ-04); 1 – стальная пластина верхнего оголовка; 2 – тоже, нижнего огловка; 3 – сварной шов; 4 – центрирующая металлическая прокладка; 5 и 6 – верхний и нижний стальной оголовник; 7 – продольная арматура; 8 – поперечная арматура; 9 – стыковые ниши; 10 – сферические бетонные поверхности; 11 – центрирующий бетонный выступ.

Рис. 4. 5. Сборные ж. б. колонны с жесткой арматурой (мет. сердечниками) а – общий вид колонны; б – типы сечения стальных сердечников; в – стык колонны; 1 – колонна; 2 – стальной сердечник; 3 – выпуски армтурных стержней; 4 – стальные закладные детали; 5 – полосы толщиной до 60мм; 6 – уголки; 7 – сварной шов; 8 – стержни продольной гибкой арматуры; 9 – хомуты; 10 – прокладная фрезерованная стальная пластина; 11 – монтажные болты; 12 – стальные ушки.

40. Купола. Купол в основании, которого круг, имеет поверхность, образованную вращением кривой линии (арки) вокруг центральной вертикальной оси. В зависимости от образующей кривой купола могут иметь сферическую форму, параболическую, стрельчатую и эллиптическую. Усилия в них распределяются равномерно, * и материал используется наиболее эффективно. Распор от купола, как правило, воспринимается нижним опорным кольцом, работающим на растяжение, выполняемым из железобетона или металла. Современные купола по своим конструктивным формам могут быть подразделены: на гладкие, ребристые, ребристо-кольцевые, сетчатые, волнистые, складчатые и геодезические. Гладкие купола (см. рис. 10. 1, а) имеют гладкие внутреннюю и внешнюю поверхности и осуществляют как правило из ж. б. монолитных конструкций. В нижней части ж. б. куполов оболочка утолщается и соединяется с опорным кольцом. Ребристые купола (см. рис. 10. 1, б) образуются при помощи полуарок прямоугольного сечения или сегментных форм (рёбер), по которым укладывается ограждающая конструкция. Ребристо-кольцевые купола (см. рис. 10. 1, в), помимо меридиальных рёбер имеют соединённые с ними горизонтальные кольца, придающие конструкции пространственную жёсткость и воспринимающие усилия распора. Сетчатые купола (см. рис. 10. 1, г) представляют собой системы стержней (прямолинейных или изогнутых) с узловыми соединениями, вписанными в сферическую поверхность. Геодезический купол (или многогранный) представляет собой многогранник, по форме близкий к сферической поверхности (рис. 7, д), грани которого треугольные, ромбические или многоугольные элементы. Волнистые (и складчатые) купола (см. рис. 10. 1, е) имеют поверхность, состоящую из оболочек двоякой кривизны или складок, сходящихся к полюсу купола. Пространственная жёсткость таких покрытий обеспечивается ребрами, образующимися по линиям пересечений оболочек от опор до полюса купола.

42. Плоские складчатые покрытия. Складкой называют пространственное покрытие, образованное плоскими взаимно пересекающимися элементами. Складки состоят из ряда повторяющихся в определенном порядке элементов, опирающихся по краям и в пролете на диафрагму жёсткости. Бывают складки пилообразные, трапецеидальные шатровые (четырехугольные и многогранные) и другие (рис. 5, а-г). Складки могут быть выпущены за пределы крайних опор, образуя консольные свеси. Толщину плоского элемента складки принимают около 1/200 пролёта, высоту элемента - не менее 1/10 пролёта, а ширину грани - не менее 1/5 пролёта. Складками обычно покрывают пролёты до 50-60 м, шатрами до 24 м. Складчатые конструкции обладают целым рядом положительных качеств: простота формы и соответственно простота их изготовления; большие возможности заводского сборного изготовления; экономия высоты помещения и др. Одним из примеров применения плоской складчатой конструкции трапециидального профиля является покрытие зала ожидания Курского вокзала в г. Москве, выполненном при его реконструирования в 1972 г.

4. Крыши крупноблочных зданий. При проектировании крупноблочных зданий, особенно в последние годы, широко применяются совмещённые крыши (бесчердачные покрытия); они являются более прогрессивными и индустриальными по сравнению с чердачными крышами. Совмещённые покрытия делятся на невентилируемые и вентилируемые (посредством устройства продухов и каналов). Совмещённые невентилируемые покрытия устраиваются в основном в зданиях высотой до 5 этажей, а в зданиях большей этажности устраиваются совмещенные вентилируемые покрытия. Это связано с тем, что в зданиях 9 и более этажей часто устраивается верхний технический этаж для размещения служб водоснабжения и отопления, которые создают в помещении повышенный влажностный режим, разводка и распределительный бак системы горячего водоснабжения, распределительный бак системы водяного отопления. Более того в техническом этаже устраивается машинное отделение лифтов.

10. Внутренние стены крупнопанельных зданий. Конструктивные решения панелей внутренних стен должны удовлетворять требованиям прочности, жёсткости, звукоизоляции и противопожарным требованиям. По нормам звукоизоляции в жилых зданиях однослойные (акустически однородные) межквартирные перегородки из тяжёлого бетона должны иметь поверхностную плотность 350 - 400 кг\м2, а двойные (из гипсобетона, разделённые воздушной прослойкой) - 250 - 300 кг\м2. Для повышения общей жёсткости здания и улучшения звукоизоляции необходимо заводить панель поперечной стены в замоноличенный стык в месте соединения поперечных стен с наружными панелями. Внутренние крупнопанельные несущие стены применяются однослойной конструкции, они могут быть разделены на плоские - сплошные и тонкостенные - ребристые (рис. 2. 6). Для звукоизоляции крупнопанельных стен следует заводить панели - перегородки в толщину наружной стены ( в борозды) на 3-5см и в местах взаимных пересечений устраивать вертикальные колодцы шириной не менее 8 см, доступные для бетонирования; стыки с открытыми швами необходимо заполнять упругими прокладками с последующим замоноличиванием. Анализ прочности показал, что бетонные панели толщиной 14-16 см при марке бетона 20 м. б. применены для 9-этажных зданий с узким шагом. При повышении марки бетона до 300 панели таких толщин м. б. применены в 12-14-этажных домах с узким шагом и 9-этажных с широким шагом.

18. Унифицированные высоты и сетки колонн жилых и общественных крупнопанельных каркасных зданий. Противопожарная защита стальных конструкций зданий. Унифицированные рамно-связевые и связевые сборные железобетонные каркасы многоэтажных зданий состоят из следующих элементов: фундаментов, колонн, стенок-диафрагм жесткости, ригелей и панелей перекрытий. Фундаменты под колонны каркаса делаются стаканного типа и под стенки-диафрагмы ленточные (монолитные). Колонны. Приняты сечением 300 х 300 и 400 х 400 мм высотой обычно на один, 2 - 4 этажа из бетона марок 300 и 400. Для зданий с укрупненной сеткой колонн (9 х 9; 12 х 12 м) колонны имеют сечение 600 х 600 мм. Они рассчитаны на высоты этажей 3, 3; 3, 6; 4, 2 м и для укрупненной сетки дополнительно на 4, 8 и 6 м. Для подвальных и технических этажей предусмотрены высоты колонн 2, 9 и 2, 4 м. В колоннах нижних этажей, воспринимающих значительные нагрузки (до 2000 т на колонну), устраиваются стальные сердечники с облицовкой слоем бетона в 6 – 8 см, для защиты от действия высоких температур при пожаре. подрезки с выпусками арматуры (диаметр 10*2); 7 – ниши для строповочных петель; 8 – посредник «рыбка» из – 170х80; l=300 поставляется вместе с прогоном; 9 – стальные коротыши привариваемые к монтажным петлям.

21. Опирание ригеля на колонну в сборных ж/б каркасных зданиях. Традиционной конструкцией узла сопряжения ригёля с колонной является опирание ригеля на так называемую «скрытую консоль». В отличие от обычной открытой консоли, получившей широкое распространение в промышленном строительстве скрытая консоль не выступает ни за плоскость колонн, ни за плоскость ригеля. Для гражданских зданий, к которым предъявляются повышенные архитектурные требования, это очень важно. Сварка ригеля с закладными элементами колонн производится в уровне верха консоли и верха ригеля В узле сопряжения ригеля с колонной при помощи скрытой консоли осуществляется удачное защемление ригеля в колонне. Горизонтальные составляющие опорного момента в узле передаются: верхняя – через стальную накладку, привариваемую фланговыми швами к закладным деталям ригеля и швом встык к заклад ной детали колонн; нижняя - на консоль через фланговые швы, соединяющие закладные детали ригеля и консоли колонны. Верхняя сварка осуществляется швом «встык» при посредстве упирающейся в закладную деталь колонны монтажной стальной «рыбки» (рыбка поставляется вместе с ригелем). Затем швы заливаются цементным раствором М 200. (рис. 4. 6 и 4. 7). Перерезывающая сила в узле передается на колонну через консоль.

Рис. 4. 6. Узел опирания сборного ригеля на колонну (унифицированный сборный каркас ИИ-04) 1 – колонна; 2 – ригель; 3 – панель перекрытия; 4 – закладные детали; 5 – верхняя накладка – посредник «рыбка» из – 170х8; l=300 поставляется вместе с прогоном; 6 – сварной шов.

Рис. 4. 7. Узел опирания сборного ригеля на колонну при пролетах 9 и 12м (Московский опыт) 1 – верхняя стальная рыбка; 2 – монтажная сварка; 3 – закладные детали; 4 – ригель h=900мм; 5 – ж. б. ригель h=600мм.

39. Короткие и длинные цилиндрические оболочки. По продольным краям длинных оболочек предусматриваются бортовые элементы (ребра жёсткости), в которых размещается продольная арматура, позволяющая работать оболочке вдоль продольного пролёта подобно балке. Кроме того, бортовые элементы воспринимающие распор от работы оболочек в поперечном направлении должны обладать достаточной жёсткостью и в горизонтальном направлении, т. е. вдоль длины волны. Длина волны l длинной цилиндрической оболочки обычно не превышает 12 м. Сборные длинные цилиндрические оболочки членятся обычно на цилиндрические секции, бортовые элементы и диафрагмы жёсткости, арматура которых в процессе монтажа сваривается между собой и замоноличивается. Применение этих оболочек практически ограничено пролётами L не свыше 50 м, т. к. за этим пределом высота бортовых элементов (рандбалок) получается чрезмерно, большой. /Рис. 9. 1, д). Короткие цилиндрические оболочки По сравнению с длинными имеют большую величину длины волны и стрелы подъема. Кривизна коротких цилиндрических оболочек соответствует направлению наибольшего пролёта перекрываемого помещения. Форма кривой может быть представлена дугой круга или параболой. В связи с опасностью выпучивания в коротких оболочках в большинстве случаев вводятся поперечные ребра жесткости. Кроме бортовых элементов, эти оболочки для восприятия горизонтальных поперечных сил должны иметь затяжки. Короткие сборные оболочки выполняются из плоских элементов (см. рис. 9. 1, в, г).

24. Индустриальное строительство зданий из монолитного железобетона. Область применения монолитных зданий. Индустриальным домостроением из монолитного железобетона называют такой вид строительства, в котором в качестве основного материала применяют монолитный бетон; бетонирование конструкций осуществляют в крупносборной инвентарной опалубке; процессы приготовления, транспортировки и укладки бетонной смеси автоматизированы и механизированы. Этот метод может быть использован как при поточном строительстве, так и при возведении зданий по индивидуальным проектам. Индустриальное домостроение из монолитного железобетона рекомендуют: а)при строительстве жилых и общественных зданий повышенной этажности, характеризующихся сложными по форме объемами; б)в районах с высокой сейсмичностью и определенными геологическими условиями (Средняя Азия, Кавказ, Камчатка, и др. ); в)при отсутствии или недостаточной мощности базы полносборного домостроения при ограниченном объеме строительства (например, строительство жилого фонда для гидротехнических объектов), а также в период освоения новых территорий. Наиболее распространены следующие индустриальные методы возведения зданий из монолитного железобетона: а) бетонирование горизонтальных и вертикальных конструкций с помощью неподвижной опалубки (крупнощитовой, объемно-переставной); б) бетонирование вертикальных конструкций с применением подвижной (скользящей) опалубки, а горизонтальных – неподвижной опалубки (крупнощитовой или объемно-переставной) или применением для горизонтальных конструкций сборных железобетонных изделий; в) бетонирование горизонтальных конструкций в виде пакта плит перекрытий на уровне земли и последующего их подъема домкратами по сборным стальным или железобетонным колоннам на проектные отметки (методом подъема перекрытий, когда обустройство этажей осуществляется на проектных отметках); г) бетонирование горизонтальных конструкций в виде пакта плит перекрытий и обустройство этажей на уровне земли с последующим подъемом готовых этажей на проектные отметки по сборным стальным или железобетонным колоннам (метод подъема этажей); д) бетонирование в скользящей опалубке ядер жесткости и выполнение остальных конструкций здания из сборных элементов; е) бетонирование в скользящей опалубке ядер жесткости и подвеска к ним перекрытий (этажей) с помощью вант (здания висячей конструкции).

28. Индустриальное строительство зданий из монолитного железобетона в скользящей (подвижной) опалубке. Строительство в скользящей опалубке заключается в непрерывном совместном подъеме домкратами опалубки и подъемных подмостей. Для опалубки применяют щиты высотой 1, 0-1, 2 м (рис. 7. 5). Опалубка, соответствующая очертанию возводимого сооружения, синхронно поднимается со скоростью 15-30 см/ч. Сверху в опалубку укладывают бетон, устанавливают арматуру, закладные детали, оконные и дверные блоки, устройство для образования гнезд и черные коробки. Основное преимущество скользящей опалубки – в непрерывности технологического процесса укладки бетона, что обеспечивает короткие сроки возведения сооружений. Чем выше здание, тем больше экономический эффект от применения такой опалубки. Скользящая опалубка позволяет бетонировать стены криволинейного или уступчатого очертания, а также сужающиеся или расширяющиеся. Недостаток этого метода заключается в сложности получения высококачественных фасадных поверхностей, высокой трещиноватости, трудности фиксации закладных элементов, невозможности бетонирования тонких конструкций и неизбежности применения других материалов и конструкций для устройства перегородок, что значительно снижает уровень механизации строительства и увеличивает его трудоемкость. По мере подъема опалубки из-под нее выходят готовые конструкции стен, балок, колонн. Опалубку поднимают домкратами, установленными на рамах, соединенных со щитами опалубки. Домкраты передвигают по стальным стержням, опирающимся на фундаментную плиту. Эти стержни после завершения бетонирования здания можно извлекать для повторного использования или оставлять в бетоне как элемент арматуры. Перекрытия выполняют либо одновременно с возведением стен, но с поэтажными остановками для их выполнения, либо без остановок, но с отставанием на 2-3 этажа от скользящей опалубки, либо после окончания бетонирования стен всего здания.

31. Классификация объемных блоков по назначению, по форме, по признаку замкнутости, по материалу изготовления.

Под объёмным блоком понимается законченная структурная единица в виде пространственной тонкостенной конструкции, ограничивающей определённый объём здания или сооружения, и обладающая необходимой прочностью, жесткостью и устойчивостью.

Классифицируют (различают) объемные блоки по назначению, по форме, по признаку замкнутости, по планировочному признаку, по материалу изготовления и т. п.

По назначению конструкции объемных блоков подразделяются на блоки жилых помещений, санитарно-кухонные блоки, смешанные блоки, блоки-лестницы и вспомогательные блоки (рис. 6, 1. )

Блоки жилых комнат (см. рис. 6, 1. а) представляют собой шестиплоскостные замкнутые объёмно пространственные конструкции, имеющие в своём составе четыре стены, пол и потолок.

Санитарно-кухонные блоки (см. рис. 6, 1. б) принципиальных отличий от блоков жилых комнат не имеет, за исключением того, что в них должна быть предусмотрена возможность пропуска и крепления коммуникаций и оборудования.

Смешанные блоки (см. рис. 6. 1. и, г) представляют собой промежуточный тип блока. Они могут содержать в своем составе кухню или жилую комнату, санитарный узел и часть коридора.

Блок-лестницы имеют существенные конструктивные отличия от других типов блоков (см. рис. 6. 1, д). Как правило, блок-лестница представляет собой четырехстенник без пола и потолка, в котором закрепляются лестничные марши, площадки и т. д.

К вспомогательным блокам (рис. 6. 1, д) относятся блоки шахт лифтов, шахт для коммуникаций, блоки-лоджии и т. д.

Классификация блоков по виду замкнутости заключается в наличии или отсутствии в объемном элементе тех или иных граней. Практика показала, что с этой точки зрения возможны самые разнообразные варианты блоков (рис. 6. 3).

Однако целесообразно все их конструкции разделить лишь на 2 типа: замкнутые и незамкнутые (рис. 6. 3).

Замкнутый блок имеет все ограждения, образующие внутреннее замкнутое пространство, имеющее связь с внешним пространством лишь через двери и оконные проемы. У открытых блоков может отсутствовать одно или несколько ограждений.

Степень замкнутости объемного блока влияет на его планировочные качества, заводскую готовность, технологию изготовления и монтажа.

Открытые блоки могут быть значительно легче замкнутых блоков. Однако они лишены основного преимущества замкнутых блоков – высокой степени заводской готовности элемента и меньших затрат труда и времени на монтаж.

Классификация блоков по форме может быть сведена к трем основным разновидностям: прямоугольные, косоугольные, криволинейные (см. рис. 6. 4).

Классификация блоков по материалам является в известной мере условной, поскольку в любом блоке сочетается различные материалы.

Тем не менее, учитывая различные конструкции блоков, изготовленных из разных материалов, представляется целесообразным выделить 2 типа: железобетонные блоки и блоки из небетонных материалов. Железобетонные блоки являются, как правило, несущими, блоки из небетонных материалов – ненесущими. Определяющим признаком является обеспечение требуемой несущей способности.

Рис. 6. 7 Конструкция блоков лестничных клеток

а) цельноформованная блок-лестница;

б) блок-лестница из двух полублоков;

в) блок-лестница из двух пространственных блоков;

г) блок-лестница, собираемая из отдельных элементов;

д) блок-лестница, состоящая из монолитного четырехгранника с заполнением;

е) элементы маршей с двумя полуплощадками;

ж) тоже из отдельных площадок.

11. Конструкции междуэтажных перекрытий крупнопанельных зданий. Междуэтажное перекрытие представляет собой комплексную ограждающую конструкцию, состоящую из элементов пола, звукоизолирующей прослойки и несущей части с подготовленной под окраску потолочной поверхностью. Полы должны быть износоустойчивыми, обладать необходимой твёрдостью, ударной вязкостью, непродавливаемостью, влажностью, отвечать требованию теплоусвоения и иметь хороший декоративный вид. Назначение звукоизолирующей прослойки - обеспечить требуемую звукоизоляцию от ударного шума и улучшить звукоизоляцию от воздушного шума; Прочность и жёсткость являются основными требованиями к несущей части перекрытия. Потолок должен обладать повышенной трещиностойкостью и пониженной деформативностью, в некоторых случаях он должен иметь звукопоглощающую способность и высокую декоративность. Сплошные панели на комнату изготовляются из тяжёлого бетона М 150-200 при пролётах 2, 6 - 3, 2 м и имеют толщину 120 - 140 мм и 160 мм. Панели могут изготавливаться также и из керамзитобетона, шлакобетона и других лёгких бетонов марок не ниже 100. При широком шаге несущих конструкций (6 м - 6, 4 м) применение сплошных панелей перекрытий не целесообразно, так как их толщина соответственно увеличивается и они получаются очень тяжёлыми. В этих случаях применяются многопустотные предварительно - напряженные панели перекрытий толщиной 220 мм. Ширина этих панелей применяется от 0, 8 -2 м с градацией через 200 или 300 мм Ребристые панели (см. рис. 2. 7, в, г) изготовляются из тяжёлого бетона и могут иметь редкое и частое расположение промежуточных рёбер. При устройстве перекрытий их укладывают рёбрами вверх. По ним на звукоизоляционных прокладках укладывается плита пола. Шатровая панель (рис. 2. 7, д) представляет собой плоскую ж. б. плиту толщиной 50-60 мм окаймлённую по контуру рёбрами высотой около 200 мм. Крупнопанельные перекрытия классифицируются: а) по конструктивному типу (как звукоизолирующие ограждения); б) по расчётной схеме; в) по весу монтажного элемента. По конструктивному типу (как звукоизолирующее ограждения) перекрытия делятся (рис. 2. 8): а) на акустические однородные (см. рис. 2. 8, а); б) на акустически неоднородные - раздельного типа (см. рис 2. 8, б-г). Перекрытия раздельного типа подразделяются на две группы: а) с раздельным полом (см. рис. 2. 8, б); б) с раздельным самонесущим или подвесным потолком (см. рис 2. 8, в, г). По расчётной схеме панельные перекрытия классифицируются: а) на перекрытия со свободно лежащими панелями; б) на перекрытия с панелями защемленными па опорах; в) на неразрезные перекрытия с панелями, стыки которых воспринимают опорные моменты. Наиболее распространенными типам конструкции междуэтажных перекрытий для крупнопанельных домов с поперечными несущими стенами являются: в виде плоской железобетонной плиты толщиной 14 - 16 см (серии 1605, 1-464 и др. ); в виде раздельной конструкции из двух прокатных железобетонных скорлуп (серия П-32, П-35), нижняя из которых является несущей, а верхняя опирается на нижнюю через упругие прокладки; возможно перекрытие в виде нижней самонесущей железобетонной прокатной плиты потолка и верхней несущей ребристой плиты пола (серия К-7) или в виде усиленной часторебристой плоской ж. б. плиты. По которой уложена на упругих прокладках ж. б. плоская панель пола. Для крупнопанельных домов с несущими продольными стенами применяются многопустотные настилы толщиной 22 см и шириной 0, 8; 1, 2; 1, 6 и 2, 0 м. В последнее время наметилась тенденция к применению сплошных плоских предварительно напряжённых ж. б. панелей толщиной 16 см.

14. Стыки панелей наружных стен бескаркасных зданий. В крупнопанельных зданиях особо ответственными элементами являются стыковые соединения стеновых панелей. Стыки д. б. простыми в изготовлении и удобными при монтаже, они должны удовлетворять требованиям: теплотехническим, водо- и воздухопроницаемости, прочности и долговечности. Вследствие температурных колебаний стыковые соединения находятся постоянно в движении, они испытывают деформации от растягивающих и сжимающих усилий. Температурные деформации возрастают по высоте здания и достигают максимума в верхних этажах. Это объясняется тем, что крупнопанельные стены на границе с фундаментами почти не изменяют свою длину, т. к. ф-ты здания практически не испытывают температурных деформации из-за относительно постоянных температур в грунте. В тоже время в наружных панелях под влиянием температурных воздействий возникают деформации вследствие их изгиба из плоскости, в результате которых толщина шва между панелями с наружной стороны в зимнее время увеличивается. В крупнопанельных зданиях наряду с обратимыми (температурными) деформациями возникает необратимые деформации, которые вызываются усадкой, ползучестью и неравномерной осадкой зданий как следствие развития в стыках растягивающих или сжимающих усилий. Мерой борьбы с этими деформациями является повышение общей пространственной жёсткости крупнопанельных домов. Конструктивное решение стыковых соединений должно обеспечивать совместную пространственную работу внутренних и наружных стен. Таким решением в настоящее время является устройство замоноличенного стыка, который отличается от обычного стыка наличием замоноличенных шпонок в верхней и нижней частях панелей, в местах выпуска соединительных металлических деталей. Металлические закладные детали выполняются в большинстве решений в виде петлевых выпусков. Которые при монтаже соединяются дуг с другом и с петлевыми выпусками арматуры с помощью соединительных скоб на сварке. Защита стыков от водо- и воздухопроницаемости обеспечивается в настоящее время путём устройства закрытого стыка. Закрытый стык решается с помощью упругих пористых прокладок в виде жгутов прямоугольного или круглого сечения и мастик из эффективных материалов. Различают стыки вертикальные и горизонтальные. Вертикальные стыки между стеновыми панелями можно подразделить на две группы. К первой группе относятся так называемые упруго – податливые стыки, в которых панели в стыках соединяются при помощи стальных связей, привариваемых к закладным деталям стыкуемых элементов. Пустоты, образующие в стыках, заполняются раствором или бетоном. Ко второй группе относятся жёсткие стыки – монолитные (иногда их называют замоноличенными) железобетонные, в которых прочность стыкового соединения обеспечивается имеющейся в нём замоноличенной стальной арматурой. Более надёжны вертикальные жёсткие монолитные стыки, прочность, которых обеспечивается замоноличенной арматурой. При устройстве таких стыков имеется возможность избежать трещин, в стыках исключается также опасность коррозии стальных связей. Горизонтальный стык наружных стеновых панелей решают с устройством в верхней грани панели “противодождевого барьера” или зуба На наклонной части барьера, или зуба раствор прерывают и создают воздушный зазор, в пределах которого подъём влаги по капиллярам прекращается и стык остаётся сухим. Панели наружной стены и перекрытий соединяют сваркой закладных деталей с тщательным замоноличиванием. Перед установкой панелей следующего этажа на противодождевой зуб нижней панели укладывают герметизирующую прокладку, а на заделываемый край панели перекрытия – слой раствора.

23. Навесные панели наружных стен каркасных зданий. Требования снижения массы зданий, индустриализации строительства, заводского изготовления конструкций и удобства монтажа диктуют необходимость проектирования стен многоэтажных каркасных зданий в видё легких навесных панелей, масса которых передавалась бы непосредственно каркасу или каркасу через перекрытия. Навесные панели обычно имеют малую массу - 50 – 300 кг/м2 и незначительную толщину (100 - 350 мм). Навесные панели не участвуют в работе конструкций здания, не влияют на его прочность и жесткость. Основной нагрузкой для навесных панелей является ветровая. Особое значение при проектировании панелей приобретают их теплоустойчивость, огнестойкость и звукоизоляция. Малая массивность таких ограждений обычно компенсируется повышенным термическим сопротивлением отдельных его слоев. Серьезного внимания заслуживают температурные деформации легких панелей, которые определяющим образом влияют на решение стыков и размеров панелей и зависят от коэффициента линёйного расширения материала панели. Поэтому панели должны обладать некоторой свободой перемещёния по контуру. Навесные стеновые панели конструкций могут быть: 1. Однослойными и многослойными; 2. Каркасными и бескаркасными; 3. Простеночными и «на комнату», что представляет проектировщику широкие архитектурные возможности (рис. 5. 4. ). Применение навесных конструкций стен, как и всяких крупносборных конструкций, предопределяет необходимость повторяемости однотипных элементов и обязательное использование сис-мы швов и стыков между ними в архитектурно-констрктивном решении ограждений. Для повышения степени заводской готовности окна и двери включают в укрупненные панели. Швы между панелями обыкновенно совмещают с уровнями перекрытий и с осями поперечных несущих стен или стоек каркаса.

Рис. 5. 3. Некоторые виды фундаментов каркасных высотных зданий а – сборный ж. б. фундамент стаканного типа (унифицированный каркас ИИ-04); б – монолитный фундамент в виде ребристой плиты (каркасное административное здание на проспекте Калинина в Москве); в – ленточный (или с перекрестными лентами) монолитный фундамент для здания до 16 этажей (по Ю. Диховичному); нагрузка на колонну не более 450-500т (группы 3-3, 5кг/см2); г – фундаменты в виде полой ж. б. коробки каркасного здания СЭВ в Москве (по Ю. Диховичному).

Рис. 5. 4. Варианты компоновки типовых участков фасадов многоэтажных зданий с навесными несущими стенами. 1, 2 и3 – панели – пилястры; 4, 5 и 6 – ленточные панели и окна; а - панель «на комнату». Внизу – то же, в плане.

Рис. 5. 5. Геометрические формы навесных панелей. а - панель «на комнату»; б – панель «на квартиру»; в – горизонтальные ленточные; г – вертикальные ленточные (пилястровые); – комбинация двух предыдущих (парусная); е – Т- образная; ж- комбинация пилястровых панелей с окном; з – мелкопанельное сооружение

30. Строительство зданий из объемных блоков. Достоинства и недостатки зданий. Метод объёмно-блочного домостроения представляет еще один шаг по пути дальнейшего совершенствования индустриальных методов возведения зданий. Этот метод обеспечивает максимальную заводскую готовность монтажных элементов, значительное сокращение сроков строительства и повышения производительности труда. Основной задачей метода объёмно-блочного домостроения является изготовление объемных элементов в заводских условиях, что позволяет добиться высокой степени их готовности и высокого качества за счет использования комплексной механизации на всех этапах изготовления объемных элементов. В практике строительства используется большое количество конструктивных схем. Из объёмных блоков строятся как городские, так и сельские дома, малоэтажные и многоэтажные, стационарные и передвижные. Метод объёмно-блочного домостроения разнообразными техническими, объемно-планировочными и композиционными возможностями, позволяющими применить его в различных условиях, как районах труднодоступных и малообжитых, так и в освоенных районах, как в районах Крайнего Севера, так и на юге. Метод объёмно-блочного домостроения позволяет перенести 70-80% трудозатрат в заводские условия, снижает затраты труда на строительной площадке в 2-2, 5 раза, а суммарная трудоёмкость по сравнению с крупнопанельным домостроением может быть снижена на 10-15%.

37. Стальные, деревянные и железобетонные рамы большепролетных общественных зданий. Рамы являются плоскостными распорными конструкциями. В отличие от безраспорной балочно-стоечной конструкции ригель и стойка в рамной конструкции имеют жёсткое соединение, которое является причиной появления в стойке изгибающих моментов от воздействия нагрузок на ригель рамы. Рамы могут выполняться из металла, железобетона и дерева. Металлические рамы могут выполняться как сплошного, так и решётчатого сечения. Высота сечения ригелей решётчатых рам принимается в пределах 1/20 ÷ 1/25 пролёта, а рам сплошного сечения – 1/25 ÷ 1/30 пролёта. Металлические рамы активно применяются в строительстве общественных зданий (например, спортивные, выставочные залы и т. п. ). Расстояние между стойками рамы может достигать больших размеров – 60 м и более. Железобетонные рамы могут быть бесшарнирными и реже трёхшарнирными. При пролётах рам до 30-40 м их выполняют сплошными двутаврового сечения с рёбрами жёсткости; при больших пролётах – решетчатыми. Высота ригеля сплошного сечения составляет около 1/20 ÷ 1/25 пролёта. Рамы могут быть однопролётными и многопролётными монолитными и сборными. Деревянные рамы подобно деревянным балкам выполняют из гвоздевых или клееных элементов для пролётов до 24 м. Их выгодно делать трёхшарнирными для облегчения монтажа. Высота ригеля у гвоздевых рам принимается около 1/12 пролёта, у клееных рам – 1/15 пролёта.