Сборное строительство из бетона

 

При сборном строительстве из бетона строительные сооружения или части зда­ний монтируются из предварительно изготовленных железобетонных или пред­варительно-напряженных бетонных конструкций, причем существуют различ­ные способы строительства. При этом монтаж или соединение сборных элемен­тов в узлах имеет особое значение.

 

Способы строительства из сборных элементов

 

При возведении строительных сооружений из сборных бетонных элементов раз­личают в основном каркасное строительство и панельное строительство. Если здание возводится только из сборных конструкций, то говорят о полномонтаж­ном строительстве. При частично монтажном, в том числе сборно-монолитном, строительстве несущие конструкции, как, например, перекрытия, изготавлива­ют из монолитного бетона.

Еще одним видом строительства из сборных бетонных элементов является объемно-блочное строительство. При объемно-блочном строительстве на строй­ке монтируются сборные элементы объемом на комнату, которые могут быть полностью изготовлены и отделаны на заводе. Этот вид строительства позволяет предварительно изготавливать на за­воде большими блоками целиком все здание. Объемно-блочное строитель­ство из-за больших монтажных зат­рат имеет второстепенное значение. Оно не нашло практического приме­нения в сборном строительстве из бе­тона вследствие большой стоимости строительных работ.

При проектировании сборных со­оружений вместо порядка размеров в надземном строительстве применяет­ся «Модульная система» со­гласно DIN 18000. Исходный размер (основной модуль) составляет 1/ 10 м (10 см). Этот основной модуль М как целый множитель определяет осевые размеры в сборном строительстве (сетку осей).

 

Каркасное строительство из бетона

 

Каркасное строительство применяет­ся в большинстве случаев для зданий с большими помещениями, как, на­пример, производственные цеха, а также для зданий с изменяющимися планами, как, например, промыш­ленные здания, школы и админист­ративные здания. При таком способе строительства обычные конструкции из монолитного бетона заменяют предварительно изготовленными элементами каркаса, как, например, фундаменты стаканного типа, колон­ны, ригели, плиты перекрытий, фер­мы покрытия и прогоны.

Эти элементы монтажным спосо­бом соединяются на строительной площадке в несущий каркас. При этом следует особое внимание уделять пе­редающим усилия соединениям от­дельных элементов каркаса (рис. «Каркасное строительство»).

Элементы перекрытий связыва­ются в диски перекрытий и выполня­ют функцию элементов горизонтальной жесткости. Вертикальная жесткость обес­печивается стенами-диафрагмами или ядрами жесткости, в которых располагаются коммуникации. Последние выполняются из монолитного железобетона.

Чтобы строить как можно более экономично, для проектирования и строи­тельства разработана «Типовая программа каркасного строительства» с четко ус­тановленными сечениями сборных элементов (рис. «Сечения сборных элементов»).

При этом различают:

• Элементы, воспринимающие нагрузку, например, плиты перекрытий;
• Элементы, передающие нагрузку, например, ригели;
• Элементы, снимающие нагрузку (передающие нагрузку вниз), например, колонны;
• Элементы, распределяющие нагрузку, например, фундаменты стаканно­го типа.

 

Фундаменты выполняются в большинстве случаев из монолитного бе­тона в виде фундаментов стаканного типа или пеньковых фундаментов.

Колонны изготавливаются квадратного или прямоугольного сечения. При этом в большинстве случаев в высоте этажа устраиваются консоли. Колонны мо­гут изготавливаться высотой на этаж или высотой на несколько этажей.

 

 

Ригели выполняются преимущественно прямоугольной формы в сечении или сечением в виде швеллеров. При этом определяющими могут быть конструк­ционная высота помещений или опирание плит перекрытий.

Сборные элементы перекрытий изготавливаются из железобе­тона и предварительно-напряженного бетона. Преимущественно это плиты с двой­ными ребрами типа ТТ, ребристые плиты с ребрами по краям и многопустотные плиты. Они связываются друг с другом в жесткие диски путем заполнения швов бетоном или монолитным слоем бетона поверх плит.

Также, как и для сечений элементов, для стыков элементов каркаса имеются типовые решения, как, например, решение опорной части плит перекрытий на ригелях, опирание ригелей на колонны или опирание колонн на фундаменты (рис. «Стыки конструкций в каркасном строительстве»). Монтаж в каркасном строительстве начинается с установки и точ­ной выверки положения колонн в стаканах фундаментов. После заливки стака­нов монтируются ригели, плиты перекрытий, балки покрытия и прогоны, узлы соединений которых заливаются бетоном или соединяются на болтах. Этим до­стигается устойчивость каркаса.

 

Панельное строительство

 

Панельное строительство применяется в системных постройках, таких, как зда­ния офисов или большие жилые здания. При таком способе строительства при­меняются несущие стеновые панели и панели перекрытий. Эти плиты устанавливаются рядом друг с другом и друг над другом таким образом, что после залив­ки стыков получается устойчивое со­оружение (рис. «Панельное строительство»).

Для выполнения связей и узлов между панелями требуются особые де­тальные чертежи, разработанные с уче­том статических требований, требова­ний строительной физики и технологии возведения (рис. «Узловые соединения в панельном строительстве»).

Различают панели наружных стен, панели внутренних стен и панели пере­крытий (рис. «Элементы панельного строительства»).

В качестве панелей наружных стен для лучшей теплозащиты применяют панели из легкого железо­бетона однослойной конструкции или панели из железобетона многослойной конструкции (панели типа сэндвич).

Внутренние стеновые панели однослойные и изготавливают­ся из железобетона или из легкого же­лезобетона. В зависимости от толщины стены они могут использоваться как несущие стеновые панели или как па­нели диафрагм жесткости. Ненесущие внутренние стены в большинстве случа­ев монтируются как панели-перегород­ки легкой конструкции.

Плиты перекрытий выполняются в виде частично сборно-монолитных плитных элементов со слоем монолитно­го бетона, в виде полнотелых железобетонных панелей или в виде многопустотных плит с круглыми пустотами. Они свя­зываются между собой в жест­кие диски. В последующем для обеспечения вертикальных ком­муникаций между отдельными этажами устраиваются сборные лестничные марши.

В зависимости от внутрен­ней отделки в крупнопанельные элементы встраиваются двер­ные коробки, кожуховые трубы для вентиляционных каналов или пустые трубчатые каналы для проводки кабелей электро­оборудования. Связь элементов в стыках производится с помо­щью арматурных петель, анке­ров, дюбелей, гаек и болтовых соединений, с заливкой или без заливки швов. Особое значение имеет выполнение и заливка стыков стеновых панелей и панелей перекрытий после их монтажа. Уже при монтаже следует вни­мательно следить за положением соединительной арматуры (рис. «Конструкции узлов»).

Заливка швов производится бетоном с мелким заполнителем или раствором растворной группы НЕ Стыковая арматура в рядовых и угловых стыках, а также глубина опирания плит перекрытий должны выполняться согласно DIN 1045, так как от этого зависит прочность и устойчивость здания.

 

Изготовление и монтаж сборных элементов

 

При проектировании сооружения из сборных элементов составляется список- спецификация всех сборных элементов, по которому они заказываются и изго­тавливаются на заводе сборных конструкций. Затем они транспортируются на стройплощадку и там монтируются согласно монтажным чертежам.

 

Изготовление сборных конструкций

 

Сборные конструкции должны изготавливаться по условиям соответствия про­дуктов из бетона. При этом должна учитываться точность размеров при соблюдении соответствующих допусков. Изготовление ведется по опалубочным чертежам элементов и арматурным чертежам элементов. В них должны даваться дополнительно сведения об установке транспортных и монтажных анкеров.

Для изготовления сборных железобетонных конструкций сначала устраива­ются требуемые опалубки или формы. Они могут состоять из дерева или стали. Устройство опалубки производится на больших вибрационных столах, которые могут переворачиваться вертикально механическим способом. После этого в опа­лубке устанавливаются детали армирования. Дополнительно устанавливаются монтажные приспособления, такие, как, например, гильзы или резьба, которые должны быть заанкерены на арматуре согласно предписаниям. После приемки армирования и монтажных приспособлений ответственным заводским руково­дителем или инженером-расчетчиком сборные элементы бетонируются и уплот­няются. При использовании высоких классов прочности бетона и твердения с помощью водяного пара (автоклавное твердение) сборные элементы уже через короткое время могут быть отправлены из цеха на склад.

Размеры сборных элементов выбираются из условий транспортировки и гру­зоподъемности подъемно-транспортного оборудования при монтаже. Для обыч­ного уличного транспорта транспортировочная ширина 2,50 м, транспортировоч­ная высота 4,00 м и транспортировочная длина 30 м не должны быть превышены.

 

Монтаж сборных конструкций

 

На строительную площадку сборные элементы должны доставляться в соответ­ствии с планом укладки и монтажным планом с помощью башенных кранов или автокранов. При этом должны выполняться требования по предотвращению не­счастных случаев при монтаже сборных конструкций.

В соответствии со способом строительства из сборных элементов сначала про­изводится установка конструкций (грубый монтаж). При этом отдельные конст­рукции устанавливаются в проектное положение, после чего производится их выверка с помощью нивелира или лазерным прибором. Затем они приводятся в вертикальное положение и производится их окончательная рихтовка с помо­щью клиньев, подкладочных шайб, кондукторов или наклон­ных подпорок (рис. «Монтаж колонны»).

При окончательном монтаже закладывается требуемая армату­ра стыков, после чего стыки зали­ваются бетоном, стеновые пане­ли устанавливаются на плотный слой раствора, а стаканы фунда­ментов под колонны заливаются бетоном. Другие элементы анке­ровки, такие, как стальные угол­ки или стальные накладки, прочно скрепляются болтами. После зат­вердевания заливки швов вспомога­тельные приспособления удаляются и случайные повреждения устраняются.

При монтажной стыковке отдель­ных элементов появляются монтажные швы. Их необходимо заделывать пого­доустойчивым образом. Они должны обеспечивать требуемую влаго- и теп­лозащиту и воспринимать деформации, которые возникают, например, при температурном расширении и сжатии элементов. Ширина швов учитывается уже при изготовлении стеновых пане­лей (табл. «Указания по размерам швов»). Вследствие серьезных воздействий на стыки сборных элемен­тов для их уплотнения должны приме­няться высококачественные длительно эластичные уплотняющие материалы. Перед запол­нением швов уплотняющими материа­лами необходимо со стороны здания вставить в шов подкладочный шнур из вспененной резины (в России, как пра­вило, гернитовый), который служит не­сущим материалом для последующего заполнения шва снаружи. Для этого су­хие бетонные поверхности шва предва­рительно промазывают соответствую­щей грунтовкой сцепления (прайме­ром). После этого шов заполняется дли­тельно эластичной уплотняющей массой с помощью пневматического шприца (рис. «Шов между сборными строительными конструкциями»).