ЛЕКЦИЯ 3
3.1. Неспециализированные положения
Эти совокупности используются, в основном, для возведения многоэтажных жилых строений каркасной, каркасно-ствольной, стеновой либо каркасно-стеновой конструктивных совокупностей. К совокупности монолитного строительства относится возведение всех несущих конструкций из монолитного бетона, а к сборно-монолитной – выполнение несущих конструкций частично из монолитного, частично из сборных бетонных конструкций.
С 1980-х годов монолитное строительство в Украине стало интенсивно развиваться как отрасль жилищного строительства. Были проведены работы по созданию индустриальных опалубок, освоение разработок, возведение экспериментальных строений и изучение их эксплуатационных качеств в отечественных природно-климатических условиях. С 90-х годов монолитное строительство в Украине взяло дополнительный стимул в собственном развитии за счет активизации деятельности совместных и зарубежных компаний, каковые импортировали разнообразное технологическое оборудование, которое обеспечило широкий диапазон технологических ответов и отбор самые совершенных из них.
Отход от возведения типовых панельных многоэтажных жилых строений, повышенные требования к отделке и планировке строений, сроков возведения, надёжности и качества конструкций делают монолитное строительство одним из самые популярных способов исполнения строительных работ. Расширяется рынок стройматериалов, оборудования и изделий для монолитного строительства.
В наши дни монолитное строительство есть одним из самые прогрессивных способов возведения многоэтажных жилых строений, что разрешает строить технологично, как следует и скоро.
Главными техническими, экономическими и архитектурными преимуществами монолитного строительства являются:
— исполнение строительных работ на строительной площадке; при сборном варианте данный процесс выполняется в 2 приема (на фабриках со своей структурой и на строительной площадке);
— возможность применения различных конструктивных совокупностей строений (каркасной, стеновой, ствольной, оболочковой, каркасно-стеновой, каркасно-ствольной, ствольно-оболочковой);
— высокие конструктивные прочность и жёсткость, каковые обуславливают долговечность зданий и высокую сейсмостойкость;
— высокие темпы строительства;
— громадная степень свободы формирования строений – в монолитном бетоне легче разнообразить архитектурно-планировочные ответы и создать личные фасады для каждого строения;
— широкая вариантность объемно-планировочных ответов – закруглений, выступов, изломов, разрывов, подрезки, уступов, острых углов, консольных выносов и т.д. (рис. 3.1);
— большая прочность несущей совокупности, — возможность возведения высотных строений (до 60 этажей);
— для высотных строений вопрос трансформации толщины стен по высоте уступами в соответствии с расчетам;
— громадная нормативная нагрузка на перекрытие (600 кгс/м2) – вдвое больше, чем в панельных строениях, что разрешает устанавливать тяжелое бытовое оборудование (стиральные машины, гидромассажные ванны, минибассейны и т.д.);
— существенно проще обеспечение пожарной безопасности высотныхзданий (если сравнивать с железными каркасами);
— возможность возведения в условиях уплотненной муниципальный застройки.
| а |
| б |
| в |
Рис. 3.1. Строения из монолитного железобетона. а – вероятные формы; б – фрагмент фасада гостиницы; в – разрез строения санатория.
При том, что монолитное строительство имеет множество плюсов, эта разработка имеет и собственные недочёты. Производственный цикл, перенесенный на строительную площадку под открытое небо свидетельствует, что ливень, снег, холод и ветер создают дополнительные трудности при бетонировании конструкций. Главные неудобства появляются в холодный период года, в то время, когда нужно ускорять твердение бетона при минусовых температурах. Помимо этого, появляются громадные количества ремонта, что увеличивает длительность строительства.
3.2. Классификация опалубок для монолитных конструкций
Опалубка – временная либо постоянная (несъемная) запасной конструкция предназначена для создания монолитных (сборно-монолитных) цементных и бетонных конструкций заданных конфигураций и размеров. Опалубки складываются из несущих, формующих и поддерживающих элементов, выполненных из различных материалов, каковые имеют различные конструкции.
Главные требования. Опалубки должны быть прочными, твёрдыми, иметь устойчивость и неизменяемую форму в рабочем положении и снабжать широкую вариантность изготовления монолитных элементов, проектную точность геометрических размеров монолитных конструкций и заданное уровень качества их поверхностей, стремительную разъемность соединительных элементов, разборку и быструю установку без повреждений, минимальное сцепление с бетоном (не считая несъемной), фиксацию закладных подробностей в проектном положении, возможность укрупненной переоснащения и сборки (изменение размеров либо конфигурации), температурно-влажностный режим, нужный для твердения бетона.
Классификация.Опалубки разделяют по таким показателям:
По конструктивно-технологическими – разборно-переставная мелкощитовая и крупнощитовая, блочная, объемно-переставная, скользящая, несъемная, пневматическая.
Разборно-переставная мелкощитовая опалубкасостоит из элементов весом до 50 кг, а также щитов, каковые поддерживают и крепежные элементы (рис. 3.2).
Рис. 3.2. Разборно-переставная мелкощитовая опалубка
а – неспециализированный вид; б – телескопическая стойка; в – балочная струбцина для крепления щитов опалубки; г – щиты для бетонирования стен; д – то же самое, угловых участков; 1 – щит опалубки; 2 – хомут; 3 – балочная струбцина; 4 – стойка; 5 – растяжка; 6 – домкратное устройство; 7 – выдвижная штанга; 8 – балка; 9 – винтовой упор; 10 – кронштейн; 11- шарнир.
Употребляется для бетонирования разнотипных конструкций, а также с вертикальными, горизонтальными и наклонными поверхностями различного очертания.
Преимущества – технологическая гибкость, возможность применения подъемных механизмов малой грузоподъемности.
Недочёты – довольно высокая трудоемкость установки, что увеличивает длительность строительства, необходимость дополнительных мер по обеспечению качества поверхности конструкций.
Рис. 3.3. Разборно-переставная мелкощитовая опалубка. Неспециализированный вид.
Разборно-переставная крупнощитовая опалубка(рис. 3.4) складывается из поддерживающих элементов, креплений и элементов соединений. Оборудуется подмостями для бетонирования, регулирующими и устанавливающими домкратами
Рис. 3.4. Унифицированная разборно-переставная крупнощитовая опалубка. 1 – лоток; 2 – стяжка; 3 – тяги; 4 – подмостки; 5 – щит; 6 – вертикальная ферма; 7 – оттяжка; 8 – домкрат; 9 – подкос.
Употребляется для бетонирования крупноразмерных и массивных, а также стен и перекрытий.
Преимущества – довольно высокая технологическая гибкость, высокая скорость возведения строений при применении сборных элементов перекрытия.
Недочёты – сложность обеспечения качества бетона в углах, много крановых операций.
Блочная опалубка (рис. 3.5) складывается из крупнопанельных щитов и пространственных поддерживающих элементов, собранных в блоки. Конусность неразъемных блоков образовывает 1/10 высоты. Для отрыва от бетона употребляются устройства типа домкратов. Разъемные блоки перед демонтажом поверхности опалубки отделяются и отводятся от бетона. Перенастроенная опалубка допускает изменение размеров в плане и по высоте.
| в |
| а |
| б |
Рис. 3.5. Главные элементы блочной опалубки: а – нижняя рама; б – подвижное твёрдое пространственное ядро; в – опалубка для лифтовых шахт.
Блочную опалубку применяют для бетонирования замкнутых раздельно расположенных конструкций, и элементов строений, к примеру, лифтовых шахт.
Преимущества – изготовления технологии и простота использования; возможность применения рабочей силы более низкой квалификации; громадная скорость возведения строений если сравнивать с крупнощитовой.
Недочёты – меньшая, чем у скользящей и крупнощитовой опалубок, технологическая гибкость, довольно высокая монтажная масса элементов (особенно при громадном шаге внутренних стен).
Объемно-переставная опалубка (рис. 3.6) складывается из блоков, каковые на протяжении установки в рабочее положение создают в поперечном разрезе опалубку П-образной формы.
Употребляется для бетонирования стен и перекрытий жилых и нежилых строений.
Рис. 3.6. Конструктивные схемы объемно-переставных опалубок: 1 – вертикальный щит; 2 – подкос; 3 – роликовая опора с домкратом; 4 – стяжка; 5 – телескопическая стойка; 6 – леса; 7 – гидравлическая совокупность; 8 – эластичная палуба; 9 – горизонтальная вставка с механизмом для распалубки.
Преимущества – бетонирование стен и перекрытий в едином технологическом цикле, улучшенное уровень качества конструкций с позиций их обеспечения звукоизоляции и взаимного расположения.
Недочёты– меньшая технологическая гибкость (объемно-планировочные возможности) если сравнивать с щитовыми и скользящими опалубками, необходимость привлечения рабочих высокой квалификации.
Скользящая опалубка(рис. 3.7) складывается из щитов, рабочего пола и домкратов, закрепленных на домкратных рамах, других элементов и приводных станций (подвесных лесов, домкратных стержней, козырьков и т.д.). Опалубка поднимается домкратами на высоту бетонирования. Щиты закрепляются на домкратных рамах с уширением книзу на 1/200…1/500 высоты щитов на 5…7 мм на каждую сторону.
Скользящая опалубка есть рациональной для возведения вертикальных несущих конструкций строений в основном постоянного сечения высотой больше сорока метров и толщиной не меньше 120 мм.
Преимущества– высокая технологическая гибкость, сокращение сроков возведения стен, минимальная металлоемкость конструкций, возможность применения кранов малой грузоподъемности.
Недочёты– повышенные требования к организации работ по бетонированию, сложность устройства перекрытий, много рабочей силы.
Рис. 3.7. Скользящая опалубка: 1 – внешние навесные леса; 2 – гидродомкрат; 3 – домкратная рама; 4 – обвязочный брус; 5 – щиты опалубки; 6 – домкратный стержень; 7 – подвески; 8 – леса подвесные внутренние; 9 – кружальные доски.
Несъемная опалубка (рис. 3.8) складывается из формообразующих (опалубочных) элементов (плит-скорлуп, панелей, балок, блоков, труб, страниц), креплений и поддерживающих устройств (стоек, прогонов, распорок, подкосов и т.д.). Опалубочные элементы являются несъемными, т.е. они остаются в монолитной конструкции и трудятся совместно с монолитной частью как единое целое. Подробности крепления и поддерживающие элементы в зависимости от конструктивного ответа смогут сниматься либо не сниматься.
Несъемные формообразующие элементы опалубок по материалу смогут быть бетонными, армоцементными, фибробетонными, деревобетонными, железными и пластмассовыми.
Несъемная опалубка употребляется для возведения разнообразных конструкций без распалубки. Во многих случаях она может делать дополнительные функции утеплителя, гидроизоляции либо облицовки.
Преимущества несъемной опалубки – высокая скорость бетонирования, отсутствие операций по демонтажу, возможность придания поверхностям архитектурной ясности.
Рис. 3.8. Примеры несъемной опалубки: а – плита-скорлупа; б – тавровая балка; в – профилированный металлический страницу; г – угловая панель; д – тонкостенная металлическая труба; е – пустотелый блок.
Пневматическая (надувная) опалубка(рис.3.9) складывается из эластичных либо пневматических поддерживающих элементов с формообразующей оболочкой.
Рис. 3.9. Примеры применения пневматической опалубки: а – устройство перекрытий; б – возведение покрытий шедового типа; в – возведение куполов; 1 –пневмоопалубка; 2 – верёвки; 3 – телескопическая балка; 4 – телескопическая стойка.
Пневматическая опалубка употребляется для покрытий конструкций и возведения перекрытий криволинейного очертания.
Преимущества – возможность создания конструкций криволинейных конфигураций, а также большепролетных покрытий; относительно низкие трудозатраты и себестоимость опалубочных работ; небольшой вес (0,5…1,5 кг/м2); высокая оборачиваемость; низкая трудоемкость демонтажа и монтажа.
По данным формообразующих элементов – древесная, фанерная, деревометаллическая, железная, бетонная, армоцементная, пластмассовая, синтетическая.
По применению при различных температурах наружного воздуха и характеру влияния на бетон – неутепленную, утепленную, термоактивную.
Типы опалубок выбирают в зависимости от размеров и вида бетонируемых конструкций, и метода производства арматурных и цементных работ.
3.3. Конструктивные совокупности монолитных и сборно-монолитных строений
Монолитные жилые строения по конструктивному ответу и материалом несуще-огражадющих конструкций возможно классифицировать на четыре многочисленные группы:
— цельномонолитные стеновые – все несущие перекрытия и стены выполнены из монолитного железобетона (рис. 3.9, б);
— монолитные стеновые – внутренние несущие перекрытия и стены выполнены из железобетона, а наружные самонесущие – каменные (рис. 3.9, а).
— монолитные каркасно-стеновые (каркасно-монолитные) – вертикальные несущие конструкции (колони, пилоны, маленькие и долгие стенки, стволы жесткости), покрытия и перекрытия выполнены из железобетона (рис. 3. 9, в,г,д,е), а стенки – фахверковые;
— сборно-монолитные и с несъемной опалубкой – в основном вертикальные конструкции из монолитного железобетона, а покрытия (и горизонтальные перекрытия) – из сборных элементов заводского изготовления.
Рис. 3.9. Конструктивные совокупности монолитных жилых строений: а – стеновая с малым шагом стен; б – то же, с громадным шагом; в, г – каркасно-монолитные безригельные; д – то же, ригельная; е – ригельная с несущими пилонами.
Стеновая конструктивная совокупность с малым (3000…3600 мм) либо громадным (до 9000 мм) шагом несущих бетонных внутренних стен самый распространенное ответ для жилищного строительства (рис. 3.9, а,б).
Конструкции внутренних несущих стен– это пластины из бетона целого сечения, трудящиеся на внецентренное сжатие. При назначении толщины внутренних стен выбирают оптимальную по условиям обеспечения прочности, опирания перекрытий, огнезащиты и звукоизоляции. Для многоэтажных строений толщина стен принимается не меньше 160 мм из тяжелого бетона класса не ниже С8/10.
| г |
Наружные стеныв монолитном цементном выполнении имеют разнообразные ответы. По конструктивно-технологическим показателям их возможно свести к трем модификациям (рис. 3.10).
Рис. 3.10. Конструктивно-технологические варианты монолитных цементных наружных стен: а – однослойная; б – двухслойная с последующей отделкой; в – трехслойная; г – примеры рельефной поверхности наружных стен из монолитного бетона; 1 – бетон; 2 – защитный наружный слой бетона; 3 – объемный арматурный каркас; 4 – плоский арматурный каркас; 5 – утеплитель; 6 – дюбель; 7 – эластичная сообщение из стеклопластика.
Первый вариант (рис. 3 10, а) – однослойная стенки из легкого либо тяжелого бетона. Современные требования тепловой изоляции ограничивают стен и сферу применения из легкого бетона неотапливаемыми строениями сезонного применения.
Второй вариант (рис. 3.10, б) – утеплитель со стороны фасада строения – предусматривает последующую защиту декоративной штукатуркой либо облицовкой с устройством вентилируемого промежутка (навесного фасада). Третий (рис. 3.10, в) – утеплитель в стенки, что требует лишь декоративного оформления со стороны фасада (штукатурка либо облицовка).
При применении особых матриц совместно с опалубкой возможно приобретать рельефную поверхность наружного слоя стенки (рис. 3.10, г). Все три варианта достаточно сложны и трудоемки в возведении. Вот по какой причине часто наружные стенки монолитнобетонных строений перекрестно-стеновой конструктивной совокупности выполняются из панелей навесными (по поперечным стенкам и/либо плитам перекрытий) либо самонесущими на этаж (с опиранием на перекрытия) из мелкоштучных изделий.
Толщину цементного слоя наружных стен назначают по большой из размеров, взятых в следствии расчета на прочность и теплотехнического расчета (при применении конструкционно-теплоизоляционных бетонов), но не меньше 160 мм. В высотных строениях, в большинстве случаев, толщина стен изменяется по высоте уступами в зависимости от расчетных нагрузок и может быть около в нижних этажах 600-700 мм.
Арматура,устанавливаемая в стенках монолитных строений, подразделяется на расчетнуюи конструктивную.Параметры расчетной арматуры определяются расчетом стен в плоскости на особенное сочетание нагрузок. Устанавливается она в большинстве случаев у торцевых граней стен (включая грани, образуемые проемами) в виде плоских каркасов, объединяемых в блоки горизонтальными стер жнями.
В случае, если по расчету арматура не нужно, то в соответствии с нормам предусматривается конструктивное армирование стен (рис. 3.11)в их пересечениях, в местах резкого трансформации толщины и у торцовых граней вертикальными стержнями с площадью сечения 0,025% соответствующего сечения стенки.
Рис. 3.11. Схемы конструктивного армирования монолитных цементных стен многоэтажных строений: а — примыкание внутренней стенки к наружной; б — пересечение стен; в — угол стен; г — проем в стенке; 1 — проем; 2 — простенок; 3 — перекрытие; 4 — объемный каркас в сопряжениях стен; 5 -плоский каркас у грани проема; 6 — объемный каркас перемычки над проемом; 7 — арматура поля стенки.
В монолитных строениях стеновой конструктивной совокупности прочность и устойчивость обеспечивается поперечными и продольными монолитными внутренними и наружными стенками, объединенными в единую пространственную совокупность монолитными бетонными плитами покрытия и перекрытия (рис. 3.12).
Рис. 3.12. Замысел перекрытия жилого строения с монолитными стенками.
На рис. 3.13 приведены план и разрез многоэтажной гостиницы на 1000 мест в г. Алматы (Казахстан), в которой все несущие стенки, покрытия и перекрытия выполнены из монолитного железобетона. Высотная часть строения имеет в плане эллипсоподобную форму. Главными несущими элементами являются монолитный бетонные ствол жесткости, поперечные бетонные внутренние и наружные стенки. Конструкции высотной части отеля возведены посредством скользящей и объемно-переставной опалубок.
Рис. 3.13. отель в г. Алматы (Казахстан) с монолитными бетонными стенками, покрытиями и перекрытиями: а – разрез; б – замысел высотной части; 1 – машинное помещение лифта; 2 – кафе и ресторан; 3 – технические помещения; 4 – фундаментная плита.
Каркасно-монолитная строительная совокупность с уменьшенным числом внутренних опор имеет наибольше вариантов для разнообразия объемно-планировочных ответов. При таковой совокупности легче решаются планировочные вопросы по размещению в нижних этажах строения нежилых помещений, каковые делают социальные функции по обслуживанию населения (магазинов, кафе, ресторанов и т.д.), а в подземных этажах – паркинов.
Несущими вертикальными элементами каркасно-монолитных строений являются колонны либо пилоны, каковые армируют отдельными вертикальными стержнями с замкнутыми хомутами либо вертикальными каркасами. Колонны объединены плитой перекрытия и монолитными ригелями для обеспечения устойчивости здания и общей жёсткости. В безригельной каркасно-монолитной совокупности(рис. 3.14) колонны объединены монолитной бетонной плитой перекрытия, которая армируется межколонными и надколонными сетками, вычисленными на упрочнения от продавливания.
Рис. 3.14. Безригельная каркасно-монолитная совокупность: а – замысел типового этажа; б – варианты опалубок с прямоугольными капителями; в – то же, со скрытыми капителями; г – стандартные схемы армирования, верхняя арматура; д – то же, нижняя арматура.
В безригельных каркасно-монолитных совокупностях с плоскими пилонами колонны заменены маленькими стенками – плоскими участками стен, развернутыми в длину (рис. 3.15). Армирование плоских пилонов осуществляется по большей части отдельными стержнями с замкнутыми хомутами. В перекрытиях предусматривается дополнительное армирование, которое усиливает надопорные участки.
Рис.3.15. Фрагмент замысла многоэтажного каркасно-монолитного жилого строения с вертикальными несущими длинными стенами и пилонами.
В монолитных строениях нужно предусматривать температурно-усадочные швы. В большинстве случаев их совмещают с технологическими швами, каковые предусматриваются при бетонировании конструкций строений отдельными захватками. Расстояние между температурно-усадочными швами зависит от типа перекрытия и конструктивной схемы здания и назначается по табл. 3.1
Таблица 3.1
Протяженность температурных отсеков монолитных строений
| Расстояние между температурно-усадочными швами при перекрытиях, м | ||
| Монолитных | Сборных | |
| Стеновые конструктивные совокупности по схеме размещения стен на замысле | ||
| Перекрестно-стеновая с несущими внутренними стенами и наружными; продольно-стеновая | ||
| Перекрестно-стеновая с ненесущими наружными стенками; поперечно-стеновая с отдельными продольными диафрагмами жесткости | ||
| Каркасные конструктивные совокупности | ||
| Каркасно-монолитные |
Одним из индустриальных способов возведения многоэтажных каркасно-монолитных жилых строений с безбалочными перекрытиями есть способ этажей и подъёма перекрытий. Главными изюминками способа подъема перекрытий есть изготовление «пакета» перекрытий всех этажей на уровне почвы. Готовую плиту покрытия по заблаговременно установленным сборным бетонным колоннам поднимают до заданной отметки и закрепляют, а позже на плите перекрытия над подвалом бетонируют плиту перекрытия верхнего этажа и кроме этого по направляющим поднимают в проектное положение. Конструкции перекрытий поднимают при помощи домкратов, каковые установлены на колоннах (рис. 3.16).
Способ подъема этажей отличается тем, что по окончании изготовления пакета перекрытий все либо практически все конструкции каждого этажа монтируют на земле, а после этого готовый собранный этаж поднимают на проектную отметку. Данный способ целесообразно применять для строений высотой 5…10 этажей из-за необходимости установки громадного количества тяг для подъема смонтированного этажа, требований повышенной прочности использования и тяг замечательных подъемников.
Главные преимущества этажей подъема и методов перекрытий:
— в населенных пунктах с малоразвитой индустрией возможно организовать строительство без применения башенных кранов;
— строения возможно возводить в уплотненных условиях строительных площадок;
— возможность применения эластичного планирования этажей, осуществление нужной компоновки количества строения, применение нетиповых планировочных решений и конструкций, более широкая гамма архитектурных ответов жилых строений.
Рис. 3.16. Схема способа подъема перекрытий. 1 – колонны; 2 – ствол жесткости; 3 – перекрытия; 4 — консоли перекрытий; 5 – домкраты; 6 – тяги; 7 –закрепление тяг к перекрытиям; 8 – монтажные либо временные опоры; 9 – первая захватка; 10 – вторая захватка.
Рис.3.17. 16-ти и 20-ти этажные жилые строения на Оболони в Киеве, возведенные способом подъема перекрытий.
Рис.3.17. 16-ти и 20-ти этажные жилые строения на Оболони в Киеве, возведенные способом подъема перекрытий. Монтажная схема каркаса 16-ти этажного жилого строения.
Все обрисованные выше совокупности снабжают долговечность и статическую надёжность современных многоэтажных монолитных строений.
Строения объемно-блочной и каркасно-панельной строительных совокупностей разглядим в последующих лекциях.