Панельные жилые дома повышенной этажности (высотой, до 16 этажей включительно), проектируемые на основе каталога индустриальных изделий для Москвы, по конструктивной схеме — здания с несущими поперечными станами. Каталогом предусмотрены бетонные и железобетонные панели внутренних поперечных стен толщиной от 140 и 180 мм, исходя из требований несущей способности, звукоизоляции, огнестойкости; при этом междуквартирные стены, по условиям звукоизоляции, должны иметь толщину 180 мм.
Для применения в панельных зданиях с узким, широким и смешанным шагом внутренних несущих поперечных стен каталогом предусмотрены плоские сплошные железобетонные панели перекрытий толщиной 140 мм. Такая толщина принята по условиям звукоизоляции. Панели перекрытий имеют рабочие пролеты по 2400, 3000, 3600 и 4200 мм. Размеры нерабочих пролетов приняты от 3600 до 7200 мм с градацией через 300 мм.
Горизонтальный стык между несущими панелями поперечных стен и перекрытий запроектирован платформенного типа (рис. 242), особенностью которого является опирание перекрытий на половину толщины поперечных стеновых панелей, при котором усилия с верхней стеновой панели на нижнюю передаются через опорные части панелей перекрытий.
Швы в местах контакта панелей несущих поперечных стен и перекрытий выполняют на растворе. Однако при большой толщине швов (10—20 мм и более) в случае неполного их заполнения раствором в поперечном сечении, а также при неравномерной толщине растворных швов по их длине возможна концентрация напряжений в отдельных: местах швов, вызывающая местные опасные перенапряжения. Чтобы избежать этого, в настоящее время для стыковых соединений применяют цементно-песчаную пластифицированную пасту, из которой можно получить тонкий шов толщиной 4—5 мм.
Цементно-песчаная паста состоит из портландцемента марки 400—500 и мелкого песка о максимальным размером частиц 0,6 мм (состав 1:1) с добавлением в качестве пластифицирующей и противоморозной добавки нитрита натрия в количестве 5—10% от веса цемента. Благодаря применению пластифицированной пасты при установке панели на тонкий шов происходит как бы склеивание панелей между собой.
Следует, однако, иметь в виду, что применение пасты не может повлиять на повышение прочности стыка в тех случаях, когда зазоры между панелями стен и перекрытий вместо проектных 5 мм доходят до 20—30 мм.
Панели наружных стен, предусмотренные каталогом для Москвы, запроектированы в виде двух взаимозаменяемых конструкций — однослойные конструкции из керамзитобетона марки 75 объемной массой 900—1100 кг/мг и трехслойные конструкции с железобетонным внешним и внутренним слоями, и со средним слоем из эффективного утеплителя.
Все стеновые панели, включенные в каталог, — навесные независимо от этажности домов. В тех случаях, когда стены должны быть несущими, например в торцах зданий, применяют панели, состоящие из одного несущего элемента или из двух элементов — внутренней несущей железобетонной панели и наружной утепляющей.
В каталоге различают стеновые панели рядовые, для уступов стен, торцовые несущие и торцовые навесные.
Рядовыми называют панели, располагаемые вдоль рабочих пролетов перекрытий, т. е. перпендикулярно поперечным стенам.
Рядовые панели могут быть не только навесными, но и частично несущими для соответствующих этажей здания. В первом случае их опирают на перекрытия и крепят к внутренним стенам.
Фото Рис. 242. Горизонтальный платформенный стык панелей внутренних поперечных несущих стен:
1 — панель внутренней стены; 2 — панель перекрытия; 3 — цементная паста
Во втором случае панели перекрытий опирают на наружные стены, т. е. частично передают им нагрузку. Поэтому форма горизонтального стыка рядовых панелей удовлетворяет как навесному, так и несущему варианту.
Торцовыми несущими называют стеновые панели, располагаемые в здании вдоль нерабочих пролетов перекрытий параллельно внутренним поперечным несущим стенам, т. е. несущие основную нагрузку от панелей перекрытий. Если основную нагрузку от перекрытий должны воспринимать внутренние приторцовые стены, то на них навешивают наружные торцовые навесные утепляющие панели.
Толщина однослойных рядовых, угловых керамзитобетонных панелей наружных стен для Москвы, пилястр и уступов принята 340 мм, торцовых несущих—440 мм, торцовых навесных — 240 мм.
Толщина рядовых трехслойных панелей наружных стен для Москвы по каталогу составляет 280 мм. В качестве утеплителя применен цементный фибролит толщиной 150 мм с объемным весом у=350 кг/м3. Торцовые несущие трехслойные панели имеют толщину 380 мм, а торцовые навесные —180 мм, причем в последних предусмотрен более легкий утеплитель (минераловатные плиты или пеностекло).
Привязка несущих и навесных торцовых наружных стен к разбивочным осям здания назначается исходя из равенства расстояний от внешних граней наружных стен любого типа до оси здания (рис. 243).
Привязка внутренней грани рядовых (продольных) навесных наружных стен к разбивочным осям здания принята равной 90 мм с учетом толщины внутреннего железобетонного слоя трехслойных панелей наружных стен равной 80 мм и толщины панелей внутренних стен 180 мм (см. рис. 243). Площадь опирания панелей на перекрытие при этом получается достаточной.
Внутренние стены привязывают к разбивочным осям здания по их геометрической оси. Исключение составляют стены, расположенные у температурных или осадочных швов и у торцов здания при навесных наружных торцовых стенах. В этих случаях разбивочная ось здания проходит на расстоянии 10 мм от внешней грани внутренней стены (см. рис. 243). Такова же величина привязки внутренних стен, ограждающих лестнично-лифтовой узел.
Привязка панелей перекрытий показана на рис. 242 и 244. Панели перекрытий укладывают на площадке, ограниченной разбивочными осями. Зазор между осью и торцом панели перекрытия равен 10 мм. Таким образом, размер панели перекрытия в зданиях с поперечными несущими внутренними стенами равен расстоянию между разбивочными осями минус 20 мм.
Фото Рис. 243. Правила привязки к разбивочным осям:
а — наружных однослойных и внутренних стен; б — наружных трехслойных и внутренних стен: 1 -рядовая панель; 2 — внутренние несущие стены; 3 — панель уступа; 4— несущая торцовая панель; 5-торцовая навесная панель; 6 — температурный или осадочный шов
На рис. 245 показана монтажная схема стен панельного жилого дома повышенной этажности с узким шагом поперечных несущих стен и горизонтальной разрезкой наружных.
При проектировании наружных панельных стен, как указывалось в § 71, особое внимание следует уделять стыкам между панелями, от конструкции которых в значительной степени зависят прочность и надежность работы всего несущего остова. В зданиях повышенной этажности стыки между панелями подвергаются более сильному воздействию ветра и дождевой воды, чем в 5-этажных домах.
Применявшиеся до 1973 г. конструкции стыков нельзя считать совершенными, во-первых, потому, что современные методы их заделки рассчитаны на ручную работу (заливка раствора или бетона в швы, укладка упругих жгутов и мастик).
Фото Рис. 244. Привязка панелей перекрытий:
а— узел у лестничной клетки; б — узел у деформационного шва; 1 — панель внутренней стены; 2 — панель перекрытия; 3 — цементная паста
Качество такой работы почти неконтролируемо. Кроме того, бетон или раствор в швах от температурных и усадочных деформаций неизбежно растрескивается, а применяемые синтетические герметики и мастики недолговечны.
Фото Рис. 245. Схема монтажа панельного жилого дома повышенной этажности с узким шагом поперечных несущих стен и горизонтальной разрезкой наружных стен
Фото Рис. 246. Строительные способы заделки стыков панелей наружных стен, применявшиеся в выстроенных зданиях:
а — вертикальный стык жилого дома в Донбассе; б — то же, в Магнитогорске: в — то же, на Октябрьском ПОЛЕ в Москве; г — то же, на проспекте Мира в Москве; в — горизонтальный стык того же дома; 1 — панель наружной стены; 2 — утеплитель; 3 — раствор или бетон; 4 — легкий бетон; 5 — пилястра; 6 — вставка; 7 — цементная паста; 8 — гернит; 9 — панель перекрытия; 10 — пакля, смоченная в гипсовом растворе; 11 — гипсовый раствор: 12 — панель поперечной несущей стены
Поэтому для владений повышенной этажности следует считать более надежными способы герметизации стыков так называемыми строительными методами — приданием сопрягаемым элементам соответствующей геометрической формы (соединение внахлестку, в четверть, в шпунт), т. в. использованием материалов и методов, уже давно освоенных строителями.
Следует заметить, что эти строительные методы стыкования уже применялись при строительстве первых крупнопанельных зданий в Москве в домах на Хорошевском шоссе, на Октябрьском поле, а также в Магнитогорске и других городах (рис. 246, о, б, в). В этих домах швы между панелями заполняли только раствором и бетоном. Благодаря своей надежной геометрической форме эти стыки в течение 20-летней службы показали хорошие эксплуатационные качества: они не протекали и не промерзали.
В 25-этажном жилом доме на проспекте Мира в Москве, построенном в 1971 г., наружные стеновые панели внахлестку перекрывали вертикальные и горизонтальные стыки (рис. 246, е, в).
Возможные принципиальные конструктивные решения стыков между панелями стен, выполненные строительными методами, приведены на рис. 247.
В конструкции стыков панельных домов большое значение имеет обеспечение надежной связи между панелями стен и перекрытий. При стыковании этих элементов зданий, как известно, широко применяют соединения с применением сварки различного рода стальных связей.
В § 71 указывалось, что при сварке под действием высокой температуры нижняя плоскость пластинок закладных деталей отрывается от бетона, а металлизация цинком стальных связей и деталей, разрушается, что приводит к коррозии металла.
Учитывая это обстоятельство, специальное конструкторское бюро «Прокатдеталь» Главмосстроя предложило новый способ крепления панелей стен и перекрытий с помощью оцинкованных стальных болтов и планок, исключающий необходимость монтажной сварки стальных креплений. Эффективность этого способа соединений подтверждена опытом строительства в Москве жилых домов повышенной этажности (например, на ул. Чкалова, 41/2).
На рис. 248 показано устройство стыков панельных стен 9-этажного жилого дома серии 11-57. После соединения скобами петлевых выпусков арматуры вертикальный стык замоноличивают. По верху наружных и поперечных внутренних стен связь панелей осуществляется оцинкованными стальными болтами и планками.
Фото Рис. 247. Варианты конструкций стыков между панелями стен строительными методами:
а — для однослойных плоских панелей; б — то же, для панелей с четвертью; в — то же, для стен с пилястрой; г — для трехслойных плоских панелей; д — то же, для угловых панелей; е — то же, для панелей с четвертью; ж — то же, для стен с пилястрами; 1 и 2 — панели наружной и внутренней стен; 3 — раствор; 4 — пилястра; 5 — утеплитель; 6 — утеплитель в виде вкладыша
Соединения на болтах можно применять лишь при высокой точности размеров панелей, которая обеспечивается методом вибропроката. Благодаря этому и строгой фиксация закладных деталей на формующей ленте стана создаются благоприятные условия для так называемого принудительного монтажа, при котором установку панелей стен и перекрытий в строго проектное положение обеспечивают фиксаторы (см. рис. 248, б).
Новым в конструкциях наружных ограждений панельных жилых домов повышенной этажности является устройство лоджий (см. § 65). Каталогом принята ширина лоджий от 900 до 1800 мм с градацией через 300 мм.
На рис. 249 показаны варианты расположения в плане лоджий с навесными и несущими стенками, а также со стенками, образованными консолями панелей наружных стен.
На рис. 250 приведены узлы и детали в плане лоджий с навесными и несущими стенками.
В качестве примера панельного здания повышенной этажности, проект которого выполнен на основе каталога унифицированных изделий, ниже рассмотрена конструкция16-этажного 275-квартирного дома из вибропрокатных конструкций, построенного в Москве в жилом районе Тропарево.
Фото Рис. 248. Стыки панельных стен на болтах 9-этажного жилого дома серии 11-57:
а — вертикальный стык; б — горизонтальный стык;1 — внутренняя стеновая панель; 2 — наружная керамзитобетонная панель; 3— панель перекрытия; 4 — болт; 5 — раствор; 6 — металлическая оцинкованная накладка на болтах; 7 — бетонный конус на металлическом штыре; 8 — гернитовый жгут; 9 — металлический клин; 10 — бетон марки 200; 11 — стояк отопления; 12 — утепляющий пакет И8 стиропора, обвернутый рубероидом и приклеенный к панели: 13 — петлевые выпуски арматуры
Фото Рис. 249. Варианты расположения в плане в панельных жилых домах лоджий:
а— с навесными и несущими стенами; б — со стенками, образованными консолями панелей наружных стен; 1 — несущая стенка; 2 — то же, средняя; 3 — навесная стенка; 4 — панель несущей торцовой стены; 5 — консоль панели несущей стены
Фото Рис. 250. Узлы и детали лоджий в плане с навесными стенками:
1 — крайняя навесная керамзитобетонная стенка лоджии; 2 — панель внутренней поперечной несущей стены; 3 — деформационный шов
Здание это пятисекционное, рядовые секции имеют по две двухкомнатные и две трехкомнатные квартиры, торцовые секции — по одной двухкомнатной, трехкомнатной и четырехкомнатной квартире (рис. 251, о). В каждой секции имеется два лифта грузоподъемностью 320 и 500 кг. Для дома принята конструктивная схема с несущими поперечными стенами, продольный конструктивный модуль равен 300 мм, поперечный — 600 мм. Модуль 300 мм в продольном шаге вызван особенностью конструкции вертикального стыка наружных панелей стен внахлестку. Такая конструкция стыка позволяет компенсировать температурные деформации и неточности размеров панелей (рис. 251. б).
Внутренние поперечные несущие стеновые панели приняты толщиной 160 мм. Панели междуэтажных перекрытий размером на комнату имеют толщину 140 мм. Наружные стеновые панели — навесные керамзитобетонные толщиной 320 мм размером на две комнаты. Перегородки смонтированы из гипсопрокатных панелей толщиной 80 мм.
Главная особенность конструкции этого 16-этажного дома в том, что наружные стеновые панели соединены с внутренними несущими стенами и междуэтажными перекрытиями при помощи оцинкованных стальных болтов и пластинок, что обеспечивает зданию большую конструктивную надежность и долговечность.
Заслуживает внимания новое решение объемно-монолитных балконных элементов (рис. 251, е), которые крепят к наружным стеновым панелям в заводских условиях. Применение таких конструкций позволяет значительно уменьшить количество подъемов башенного крана и трудовые затраты на монтаж. Кроме того, крепление балконного элемента к стеновой панели в заводских условиях обеспечивает надежность герметизации стыка.
Особенностью архитектурно-конструктивного решения жилых зданий высотой в 9 этажей и более, проектируемых на основе каталога индустриальных изделий для Москвы, является устройство чердачной крыши и теплого чердака.
Фото Рис. 251. Жилой 16-этажный дом из вибропрокатных элементов на основе каталога индустриальных изделий:
а — рядовая секция; б — вертикальный стык внахлестку наружных стеновых панелей; в — наружная стеновая панель с объемно-монолитным балконом; 1 — вертикальные гернитовые жгуты диаметром 40 мм на клее КН-2, 2 — цементно-песчаный раствор; 3 — панели наружных стен; 4 — монтажные болты; 5 — зачеканка паклей в гипсовом растворе и расшивка; 6 — панель внутренней стены: 7 — стояк отопления; 8 — монтажная стальная пластина; 9 — зачеканка цементным раствором
Как показал опыт строительства жилых домов, применявшиеся до сих пор бесчердачные совмещенные крыши обладают некоторыми недостатками. В бесчердачных покрытиях 5-этажных домов по сравнению с чердачными теплопотери через крышу составляют 13—15% суммарных теплопотерь. В зданиях повышенной этажности эти теплопотери еще более возрастают в связи с резким усилением воздействий ветра на ограждающие конструкции верхних этажей. В бесчердачных крышах для получения устойчивого теплового режима помещений приходится перерасходовать топливо.
Следует также отметить, что вследствие несовершенства гидроизоляционного рулонного ковра, выполняемого из рубероида, кровля нередко протекает и вода через потолок попадает в помещения верхнего этажа. Причина протекания рубероида состоит в том, что при его изготовлении пропитываются полностью лишь поры между волокнами картона и через отдельные непропитанные волокна протекает вода.
Взамен рубероида целесообразно применять стеклорубероид (ГОСТ 15879—70), изготовляемый на базе биостойкого материала — стекловолокна. Лучшими свойствами обладает стеклопласт, в котором стекловолокна склеены пластмассой. Однако этих материалов вырабатывают пока мало.
При устройстве чердачных крыш легче устранять протечки крыш и предупреждать попадание воды в помещение верхнего этажа. Чердак используют для размещения верхних коммуникаций отопления, вентиляции и др. Чердачное помещение проектируют теплым с отепленными ограждающими конструкциями, положительную температуру в нем обеспечивают поступлением теплового воздуха из вентиляционной системы дома. Расчетную температуру воздуха чердака принимают +18°. Помещение теплого чердака разделяют на отсеки герметичными внутренними поперечными стенами, причем в каждом отсеке устанавливают вытяжную вентиляционную шахту.
Теплый чердак принят в качестве основного решения для домов, строящихся на основе каталога индустриальных изделий для Москвы по следующим соображениям: он уменьшает расходы на отопление дома, так как исключает теплопотери через потолок верхнего этажа, и сокращает количество отверстий в крыше, так как на секцию устанавливают только одну вентиляционную вытяжную шахту.
Стены теплого чердака в панельном жилом доме повышенной этажности (рис. 252) выполняют из обычных панелей наружных стен здания. Покрытие состоит из кровельных керамзитобетонных панелей (ПЧ) толщиной 350 мм.
Фото рис 252. Стены теплого чердака в панельном жилом доме повышенной этажности
Кровельные панели одним концом (со стороны наружной стены) опирают на продольные железобетонные ригели (РЧ), а другим концом — на лотковые керамзитобетонные панели толщиной 350 мм. Торцы панелей покрытия, опирающиеся на лотковые панели, имеют скосы, обеспечивающие удобство наклейки рулонного ковра.
Ригели сечением 500X200 мм опирают на железобетонные стенки (ВЧ) размером 300X1410X1180 (1480) мм, а лотковые панели — на железобетонные стенки (ВЧ) размером 140X1410X2980 (3580) мм. Уклоны в лотках к водосборным воронкам выполняют из цементного раствора. Минимальный выпуск кровельных панелей при опирании на лотковую панель должен быть не менее 380 мм.