Упрощенно технология возведения конструкций из монолитного бетона выглядит следующим образом: непосредственно на стройплощадке монтируются специальные формы - опалубки, повторяющие контуры будущего конструктивного элемента, например колонны, стены и т.д., в которые устанавливается по проекту каркас из арматуры и заливается бетон. После набора бетоном необходимой прочности получается готовый конструктивный элемент здания. Опалубочные элементы либо демонтируются (при применении сборно-разборных опалубок), либо становятся частью стены (при использовании несъемной опалубки).
Степень трудоемкости этих четырех процессов можно представить таким образом: устройство опалубки - 25-35%, армирование 15-25%, бетонирование и уход за бетоном 20-30%, распалубливание 20-30%.
В настоящее время перспективность данной технологии признана как строителями, так и заказчиками; она эффективна в первую очередь для возведения комбинированных конструктивных систем (с монолитным каркасом и наружными стенами из штучных материалов).
Кроме того, использование монолитного железобетона целесообразно при возведении фундаментов, подземных частей зданий и сооружений, пространственных конструкций, высотных зданий и других конструкций, а также при строительстве в сейсмических районах.
Рассмотрим основные преимущества монолитного домостроения. Прежде всего, это возможность создания свободных планировок с большими пролетами за счет перехода к неразрезным пространственным системам.
Другим преимуществом данной технологии является возможность создания практически любых криволинейных форм, что также расширяет спектр решений при создании уникальных архитектурных образов зданий.
Конструкции, выполненные по монолитной технологии, практически не имеют швов, следствием чего является отсутствие проблем со стыками и с их герметизацией, а также повышение теплотехнических и изоляционных свойств.
Расход стали снижается на 7-20%, а бетона - до 15% по сравнению с конструкциями из сборного железобетона.
При всех достоинствах монолитного домостроения данная технология (впрочем, как и всякая другая) не лишена и некоторых недостатков. Производственный цикл в данном случае переносится на строительную площадку под открытым небом, а это значит, что дождь, снег, ветер, жара и холод будут создавать дополнительные трудности производству монолитных конструктивных элементов. Особые сложности возникают при бетонировании в зимних условиях. Проведение строительных работ при отрицательных температурах требует применения специальных способов приготовления, подачи, укладки и выдерживания бетона. Соответствующее технико-экономическое обоснование позволяет определить возможность применения какого-либо из существующих методов зимнего бетонирования, а чаще их комплекса.
Рисунок 5.1 – Строительство монолитного общественного здания в г. Гомеле
Рисунок 5.2 – Детали конструкции монолитного каркаса, наружные стены
Панельное домостроение
Современное строительство невозможно представить без полносборного домостроения. Для того чтобы здание соответствовало требованиям сегодняшнего дня по теплосбережению, комфортности, архитектурной выразительности и т.д., внедряются новые технологии и новые материалы.
Несущие стены панельных зданий состоят из панелей высотой в этаж. В отличие от крупных блоков стеновые панели не самоустойчивы: при возведении их устойчивость обеспечивают монтажные приспособления, при эксплуатации - специальные конструкции стыков и связей. Перекрытия выполняются из железобетонных настилов или панелей размером на конструктивно-планировочную ячейку ("панель на комнату").
Большинство конструкций при данной технологии возведения зданий выполняет сразу несколько функций: наружные стены - несущие и теплозащитные, внутренние - несущие и звукоизоляционные функции и т. д.
Данную технологию отличает высокая пространственная жесткость, которая обеспечивает сейсмостойкость сооружений при землетрясениях.
Стеновые панели сегодня - это исключительно многослойные конструкции с применением эффективных теплоизоляционных материалов. Для их изготовления применяются как традиционный железобетон, так и другие материалы, среди которых наибольшее распространение получили металлические листовые материалы (сэндвич панели). Рассмотрим подробнее данные типы индустриальных стеновых панелей.
Панели из железобетона
В настоящее время, как уже говорилось выше, выпускаются наружные стеновые панели, соответствующие требованиям теплосбережения. Этим требованиям соответствуют трехслойные панели с эффективным утеплителем. Трехслойная панель - это слоистая панель, имеющая наружный и внутренний железобетонные слои и теплоизоляционный слой, расположенный между ними.
Железобетонные панели могут быть как полносборными конструкциями (соединение слоев происходит в процессе изготовления на заводе, а монтаж панели на стройплощадке производится как готового стенового элемента), так и сборными - монтаж осуществляется установкой каждого слоя отдельно.
Особенностями конструкций трехслойных железобетонных панелей заводского изготовления являются:
- экономичность с точки зрения скорости возведения здания, затрат на монтаж;
- меньшая зависимость строительных работ от погодных условий при соблюдении принципа непроникновения влаги в изоляционные конструкции;
- жесткая теплоизоляция, воспринимающая силы растяжения и среза, перераспределяет нагрузки между бетонными слоями, вследствие чего значительно возрастает несущая способность панели.
Необходимо также отметить еще одну особенность современных железобетонных панелей, касающуюся технологии производства. Это современные опалубки (мобильно изменяемые), позволяющие изготавливать панели необходимых размеров и конфигураций под каждый конкретный проект. Благодаря этому архитектор, используя индустриальные панели, может создавать запоминающийся уникальный образ каждого здания.
Полносборные ж/б панели могут быть несущими, самонесущими и навесными (ненесущими). В жилых зданиях большей частью применяются несущие стеновые панели, на внутренний слой которых опираются плиты перекрытия. В административных зданиях обычно используются навесные панели и несущий каркас.
Для полносборных железобетонных конструкций стеновых панелей применяют все основные виды бетона: тяжелый, легкий на пористых заполнителях и ячеистый. Марка бетона выбирается на основании требований по долговечности и прочности.
Железобетонная панель имеет рабочую арматуру, как правило, конструктивную, а также может иметь и расчетную арматуру, предназначенную для восприятия усилий, возникающих при изготовлении, транспортировке панелей и при монтаже стены. В качестве арматуры применяют сварные сетки и пространственные каркасы.
В качестве теплоизоляционного слоя трехслойных панелей в настоящее время чаще всего используют плиты из пенополистирола и из жесткой минеральной ваты. Могут применяться и другие теплоизоляционные материалы. Толщину теплоизоляционного слоя устанавливают в соответствии с теплотехническим расчетом.
Наружный слой панели предназначен для защиты в процессе эксплуатации основных слоев от внешних климатических воздействий и выполнения декоративных функций. Виды наружной отделки панелей можно разделить на следующие основные категории: во-первых, поверхности, обработка которых осуществляется по свежему бетону, во-вторых, поверхности, обработка которых осуществляется по затвердевшему бетону, и, в-третьих, собственно облицовка плиткой.
Сэндвич панели
Трехслойные панели с утеплителем, облицованные с двух сторон листовым материалом, чаще всего называются сэндвич панели благодаря своей многослойной структуре. Сэндвич панели могут быть заводского изготовления или поэлементной сборки. Сэндвич панели по своему назначению могут быть стеновые и кровельные, они представляют единую систему быстровозводимых зданий. В рамках данного раздела мы будем рассматривать только стеновые изделия.
Стеновые сэндвич панели выпускаются в основном самонесущими, но предлагаются также специальные конструкции, которые можно использовать в качестве облицовочных изделий. В этой главе основное внимание уделим самонесущим сэндвич панелям, получившим наибольшее распространение.
Применение панелей типа сэндвич с эффективным утеплителем является перспективным, так как обеспечивает:
- сжатые сроки монтажа;
- низкие затраты на капитальное строительство (благодаря небольшому весу панелей для монтажа не нужна специальная техника, требуется облегченный фундамент, и т.д.);
- возможность демонтажа (с сохранением конструкциями своих свойств);
- богатый выбор отделки и цветовой гаммы.
Сэндвич панели ведущих производителей, как правило, обладают антикоррозийным финишным покрытием, небольшим весом, высокой прочностью, влагостойкостью, огнестойкостью и высокими шумоизоляционными характеристиками.
Одним из несомненных достоинств сэндвич панелей является их технологичность. Производители предлагают услуги по компьютерному проектированию в системе CAD, которая обеспечивает гибкий и быстрый расчет конструкций здания. Полная разработка необходимой технической документации с расчетом и поставкой всех необходимых комплектующих для монтажа панелей (уголков, нащельников, крепежа, герметиков) практически сводит работу на стройплощадке к сборке по принципу конструктора.
Сэндвич панели применяются при строительстве объектов самого различного назначения - от промышленных и административных зданий до спортивных сооружений. Широко применяются для строительства объектов автосервиса, моек, автозаправочных станций, складских помещений. Находят сэндвич панели применение и для устройства теплых контуров вокруг сушильных камер, и т.п.
Идеально подходят для изготовления холодильных систем различного объема. Десятки больших складов низкотемпературного хранения были построены из Сэндвич панели. Для данных зданий особенно важны такие технические качества панелей, как отличные теплоизоляционные свойства и высокая устойчивость к поглощению влаги.
Такие отличительные особенности сэндвич панелей, как гигиеничность поверхности и простота поддержания чистоты исключительно важны для пищевой промышленности, где облицовка должна быть не чувствительна к обработке специальными моющими средствами и хорошо переносить как влажные условия, так и повышенную температуру.
Подходят сэндвич панели в качестве ненесущих элементов и для строительства в сейсмичных районах.
Сэндвич панели могут быть заводского изготовления или собираться прямо на объекте, так называемые панели "поэлементной сборки". Наибольшее распространение получили панели заводского изготовления.