Компоновка панельных зданий

Взаимная компоновка панелей, призванная обеспечить совместность работы сборных элементов на внешние и внутренние воздействия и нагрузки (силовые и несиловые), подчинена геометрическим, климатическим и прочностным требованиям. При этом особенно существенной и относительно новой задачей для конструктора является решение стыков и связей между сборными элементами, как средства, воссоздающего единство конструкции, разрезанной на сборные элементы.

Геометрические требования зафиксированы в единой схеме привязки сборных изделий к координационным осям (рис. 1.8 и 1.9).

Совместная работа панелей, их стыков и связей при проектировании обеспечивается при полном учете не только силовых воздействий и нагрузок, но и присущих району строительства атмосферных воздействий и инженерно-геологических особенностей. Решающее влияние на выбор типа конструкций панелей наружных стен оказывают влажность климата в районе строительства и интенсивность дождей с ветром ("косых дождей"). Именно эти климатические параметры определили нормативные регламента­ции областей применения различных вариантов панелей стен и герметизации их стыков (табл. 1.2, рис. 1.10-1.12).

Рис.1.8. Основные ситуа­ции расположения и при­вязки координационных осей однослойных панелей наружных стен: 1 - рядовая панель наружной стены; 2 -панель внутренней стены; 3 -угловая панель наружной стены; 4 - торцевая панель наружной стены ризалита в домах с малым шагом; 5- то же, в домах со смешанным шагом; 6 - панель торцевой стены

Рис.1.9. Основные ситуации расположения и привязки координационных осей пане­лей внутренних стен: а, б, в,

и, к - в домах с малым шагом; г, л, м - в домах со смешанным шагом стен; д, е, ж, з - в домах обеих систем; 1 - панель про­дольной наружной стены; 2 -то же, поперечной внутренней; 3 - продольной внутренней; 4 -внутренней стены лестничной клетки; 5-торцевой наружной стены; 6 - панель перекрытия

 

При этом в конструкции стыков повторяют все мероприятия, связанные с ограждающей функцией наружных стен и предусмотренные в панелях: теплоизоляция стыков -вкладышами из эффективных утеплителей в полости всех вертикальных и горизонтальных стыков, водонепроницаемость - специальной водоотводящей профилировкой и герметизацией синтетическими мастиками, воздухонепроницаемость - специальной оклейкой стыков и т. п.

Таблица 1.2. Области применения различных способов герметизации стыков

Панелей наружных стен

 

 

 

Знак "плюс" - допускается, знак "минус" - не допускается.

Климатические воздействия должны быть учтены в компоновке протяженных зданий. Она должна препятствовать возникновению дополнительных усилий и трещин в конструкциях от перепада температур наружного воздуха. Для этого здание должно расчленяться на отсеки температурными швами. Длина температурных отсеков принимается в зависимости от климатических условий района строительства (табл. 1.3).

Панели наружных стен, обращенные в сторону температурного шва, проектируют утепленными, но без фасадной отделки.

¹ Стыки панелей наружных стен для районов с погодными условиями, характеризующимися пыльными и песчаными бурями, а также для районов Крайнего Севера должны проектироваться закрытыми и выпол­няться с дополнительными конструктивными мероприятиями (нащельниками, нахлестки и т.п.).

² Применение стыков открытого и дренированного типов для однослойных панелей наружных стен из бетонов на пористых заполнителях с межзерновой пустотностью не более 3% без специальных мероприятий по повышению теплозащиты должно подтверждаться теплотехническим расчетом.

³ При слитной структуре утепляющего слоя из бетона на пористом заполнителе условия применения стыков двухслойных панелей принимаются как для однослойных из бетонов на пористых заполнителях.

⁴ Стыки открытого типа для трехслойных панелей с жесткими связями допускается применять при рас-

четной зимней температуре не ниже минус 27°С, а для трехслойных панелей с гибкими связями - без ограни­чения.

⁵ Стыки однослойных панелей наружных стен, защищенных экранами, должны быть закрытыми. При определении требуемого сопротивления теплопередаче R₀^TP таких стен расчетную зимнюю температуру на-ружного воздуха t_H допускается повышать на 2°С.

Рис.1.10. Системы изоляции стыков панелей наружных стен: а - закрытый стык; б -дренированный; в - от­крытый стык в вариантах с декомпрессионным каналом, с рифленой алюминиевой водоотводящей лентой, с лабиринтной формой вертикального стыка; 1 - упругая прокладка; 2- герметизирующая мастика; 3- защитное покрытие; 4 - воздухозащитная проклейка; 5 -утепляющий вкладыш; 6 - бетон замоноличивания: 7 - водоот-водящий фартук; 8 -водоотводная лента; 9 - декомпрессионный канал; 10 -гидроизоляционная обмазка

Таблица 1.3. Длина температурных отсеков панельных зданий

 

 

Силовые воздействия и нагрузки вызывают в стеновых панелях и их стыках усилия сжатия, сдвига и растяжения. Усилия сжатия превалируют в работе горизонтальных стыков панелей несущих наружных и внутренних стен. Основные требования к их конструкции - обеспечение минимальных эксцентриситетов в работе на внецентренное сжатие и прочности тонких швов из цементно-песчаного раствора в стыках, которая должна быть обеспечена при монтаже и в летнее и в зимнее время.

Рис.1.11. Изоляция стыков бетонных наружных стен: а - изоляция стыков легкобетонных панелей (по принципу дренированного стыка); б - изоляция стыков трехслойных панелей (по принципу открытого стыка); 1 - уплотняющая прокладка; 2 - герметизирующая мастика; 3- защитное покрытие; 4 - декомпрессионная по­лость; 5 -воздухозащитная проклейка; 6 - утепляющий вкладыш; 7 - водоотводящий фартук; 8 - цементный раствор; 9 - водоотбойная лента; 10 - несгораемый утеплитель; 11 - панель наружной стены; 12- панель пере­крытия

Из широкого разнообразия вариантов передачи вертикальной нагрузки в горизонтальных стыках несущих наружных стен наиболее широко применяют контактно-платформенный стык (рис. 1.13), а для внутренних стен - платформенный (рис.1. 14).

Вертикальные стыки несущих стен работают преимущественно на сдвиг и растяжение в плоскости и из плоскости стены. Воздействия сдвига в обычных условиях строительства, как правило, передают на бетонный шпоночный шов, образующийся при за-моноличивании канала вертикального стыка при специальном шпоночном рифлении стыковых граней панелей (рис.1.15в). Усилия сдвига по горизонтальным стыкам в этих условиях воспринимаются за счет сопротивления сил трения.

В сейсмических районах усилия сдвига по вертикальным и горизонтальным стыкам передают на железобетонные или стальные шпонки (рис. 1.15, г-е).

Усилия растяжения в стыках стеновых панелей воспринимаются стальными связями. Применяют сварные и петлевые конструкции связей. В последнем случае стальные петлевые выпуски и скобы имеют металлизированные покрытия (цинк) для защиты от атмосферной коррозии при устройстве связей в наружных стенах. Наряду с этим в стыках наружных стен применяют сварные связи. Все стальные связи панелей внутренних стен проектируют сварными.

Рис.1.12. Варианты изоляции устий вертикальных и горизонтальных стыков ненесущих стен: а-трехслойных; б - из ячеистого бетона; в -легкобетонных (по ГСПД); 1 - защитное покрытие; 2- нетвер-деющая герметизирующая мастика; 3 -уплотняющая прокладка; 4 - деком-прессионная полость; 5 - водоотбой-ный экран из пластмасс; 6 - профиль направляющий из пластмасс; 7 -водоот-водящий фартук; 8 -водозащитная лента; 9 - термовкладыш; 10 - бетон; 11 - отверж-дающаяся герметизирующая мастика; 12 -профиль из морозостойкой резины

Рис.1.13. Горизонтальные стыки панелей несущих наружных стен и схемы передачи в них вертикальной нагрузки:а - контактный; б - платформенный; в - комбинированный профилированный; -то же, плоский; д - монолитный; 1 - панель наруж­ной стены; 2 - панель перекрытия; 3 - опорный "палец" панели перекрытия; 4 - цементный раствор; 5 - бетон замоноличивания

 

Рис. 1.14. Горизонтальные стыки панелей внутренних несущих стен:

а - платформенные при двух - и одностороннем (в лестничных клетках) опирании панелей перекрытия; б -контактные; в - контактно - платформенные; г - монолитные; 1 - панель стены; 2 - панель перекрытия; 3 -стальной фиксатор оси панели; 4 -цементно - песчаный раствор; 5 - бетон замоноличивания

 

Рис. 1.15. Вертикальные стыки панелей стен: А-в плане; Б-в фасаде; а - плоские; б -профилированные бес­шпоночные; в - профилированные с бетонными шпонками; г -шпоночный с замоноличенными стальными свя­зями; д - с вертикальным армированием по горизонтальным петлевым выпускам; е -со стальными замоноли­ченными шпонками; 1 -звукоизоляционная прокладка; 2 - раствор; 3 - бетон замоноличивания; 4 - сварная ар­матурная связь; 5 -петлевой выпуск; 6 - вертикальная арматура; 7 - стальные накладки, приваренные к заклад­ным деталям

 

Конкретное приложение изложенных принципов проектирования панельных зданий представлено ниже на примерах компоновки зданий системы I- рис. 1.16-1.22 и зданий системы II-рис. 1.23-1.27.

Компоновка конструкций домов с малым шагом представлена монтажными планами стен (рис. 1.16) и перекрытий (рис. 1.22), а также узлами сопряжения основных сборных элементов при двух вариантах конструкции бетонных панелей наружных стен - одно- и трехслойном.

Рис.1.16. Крупнопанельные 5 - 9-этажные здания с малым шагом несущих поперечных стен, фрагменты монтажных планов установки стеновых панелей: а, б - варианты сопряжений панелей наружных и внутренних стен; в - температурно - деформационный шов здания

Рис.1.17. Узлы 1-4 сопряжений панелей наружных стен: 1 - панель наружной стены; 2 -утеплитель; 3 - соединительные полускобы; 4 - панель внутренней стены; 5 - стальная пластина; 6 -воздухозащитная проклейка; 7 - арматурные выпуски; 8 - бетон замоноличивания; 9 -соединительные скобы; 10 - цементный раствор; 11 - панель перекрытия; 12 - рейка деревянная

 

Рис. 1.18. Узлы 5 и б сопряжений панелей наружных и внутренних стен: 1 - панель наружной стены; 2 — воздухозащитная проклейка; 3 — утеплитель; 4 — стальная штампованная пластинка; 5— деревянная рейка; 6 — цементный раствор; 7 — панель внутренней стены; 8 — закладная деталь;.9—соединительная полускоба; 10 — бетон замоноличивания; 11 - арматурные выпуски; 12 — соединительная скоба; 13—панель перекры­тия

Рис 1.19. Узлы 7-9 сопряжений панелей наружных и внутренних стен: 1 - панель внутренней стены; 2 - наружная стеновая панель; 3 - воздухозащитная проклейка; 3 - утеплитель; 4 - стальная пластина; 5 - утепляющий вкладыш; 6 - соединительная полускоба; 7 - бетон замоноличивания; 8 - соединительная скоба; 9 - арматурные выпуски; 10 - закладная деталь;11 - соединительный стержень; 12 - цементный раствор; 13 - плита лоджии; 14 - панель перекрытия; 15- поперечная стенка лоджии

Рис. 1.21. Узлы сопряжений 10-11 панелей внутренних стен: 1-соединительный стержень; 2 - закладная деталь, 3-бетон замоно-личивания; 4 - панель внутренней стены; 5 - электропанель лестнич­ной клетки

Рис.1.20. Варианты уз-лов 1А-5А сопряжений трехслойных панелей наружных стен (с гиб-кими связями между слоями и открытыми стыками между собой, с панелями внутренних стен и перекрытий: 1-водоотбойная лента; 2-панель наружной стены, 3-панель внутренней стены; 4-стальная плас-тинка; 5-соединительная полускоба; 6-бетон замо-ноличивания; 7-утепляю-щий вкладыш; 8-возду-хонепроницаемая про­клейка; 9-арматурный выпуск; 10-скоба, 11-во-доотводящий фартук; 12-панель перекрытия; 13-деревянная рейка; 14-за-кладная деталь; 15-упру-гая прокладка; 16-защит-ное покрытие

Рис.1.22.Фрагмент монтажной схемы панелей перекрытий и узлы 1 - 5 - сопряжения панелей перекрытия между собой, с панелями внутренних и наружных стен: 1 - соединительный стержень; 2 - термовкладыш; 3 - бетон замоноличивания; 4 - цементный раствор; 5 -штука­турный раствор; 6 - панель перекрытия; 7 - поперечная стена лестнич-ной клетки; 8 - монтажная петля; 9 - монтажное сварное соединение

 

Рис. 1.23. Панельные здания со смешанным шагом поперечных несущих стен, фрагменты монтажных планов стеновых элементов: а — общая схема; б — в температурно - деформационном шве здания; в — в лоджии у торца здания; г — в ризалите (вариант); д — в выносной лоджии

 

Рис.1.24. Узлы 16 - 18 сопряжений панелей наружных стен: 1 — панель наружной стены; 2 — петлевой арматурный выпуск; 3 — соединительный стер-жень; 4 — панель внутрен­ней стены; 5 — закладная деталь; 6 — бетон замоно-личивания; 7 — утепляю­щий вкладыш; 8 — возду-хозащитная проклейка; 9 — декомпрессионная по-лость; 10 — цементный раствор; 11 — панель перекрытия

Все сопряжения наружных стен с внутренними утеплены вкладышами из эффективных материалов (пенополистирола, минераловатных плит). Для снижения воздухопроницаемости стыков предусмотрена их оклейка изнутри морозостойкими гидроизоляционными рулонными материалами.

Панели внутренних стен заведены в стык наружных на 30 мм, что способствует ус­тройству в стыках шпоночного шва, а также улучшению звукоизоляции внутренних стен. Стальные связи однослойных панелей наружных стен с внутренними предусмат­ривают в двух уровнях по высоте этажа - в зонах верхнего и нижнего опорных узлов па-

Рис. 1.25. Узлы 19 и 22 сопряжений панелей стен: 1 — панель наружной стены; 2 — воз-духозащитная проклей-ка; 3 — утепляющий вкладыш; 4 — деревянная рейка; 5 — панель внутренней стены; 6 — соединительный стер­жень; 7 — закладная деталь; 8 — бетон замоно-личивания; 9 — петлевой арматурный выпуск; 10 — панель перекрытия; 11 — цементный раствор; 12 — поперечная стенка лоджии

Рис. 1.26. Узлы 20, 21, 23 сопряжений пане­лей наружных стен:

1 — панель наружной стены; 2 — воздухоза-щитная проклейка; -3— утепляющий вкладыш;

4 — деревянная рейка;

5 — панель внутреннейстены; 6 — закладная деталь; 7 — соедини-тельная пластинка; 8 —петлевой арматурный выпуск; 9 — соединительный стержень;

10 — бетон замоноли-чивания; 12 — цементный раствор

нелей и выполняют из стальных скоб (сталь AI, d=12 мм), пропущенных через петлевые выпуски стыкуемых панелей (внизу), и полускоб с высаженными плоскими головками, вставленных в овальное отверстие в штампованных закладных деталях и приваренных прямым концом к закладной детали или полускобе стыкуемой панели (вверху). Канал стыка и пересекающие его стальные связи замоноличены бетоном. Устья стыков наружных стеновых панелей на рис. 1.17-1.19 представлены условно с геометрическими очертаниями дренированных стыков. В реальном проектировании очертания устий и их герметизация должны приниматься в соответствии с климатическими условиями района строительства по указаниям табл. 1.2 и в соответствии с решениями, представленными на рис.1.10-1.12.

Рис. 1.27. Фрагмент монтажного плана панелей перекрытий в зданиях с «большим» или «смешанным» шагом поперечных стен и узлы сопряжений настилов перекрытий между собой и с панелями стен: 1 —

утепляющий вкладыш; 2 — наружная стеновая панель; 3 — панель перекрытия; 4 — цементный раствор; 5 — монтажная петля; 6 — соединительная пластина; 7 — электропанель; 8 — панель стены лестничной клетки; 9 — панель внутренней стены; 10 — штукатурный раствор; 11 — соединительные стержни; 12 — паз длиной 100 мм; 13 — болт самофиксации осей панелей

Конструкции сопряжений трехслойных панелей с гибкими связями (рис. 1.20) представлены с очертаниями устий для случаев изоляции по принципу открытого стыка. Воздухонепроницаемость и теплоизоляция стыков решены так же, как и для однослойных панелей.

Стальные соединения панелей трехслойной конструкции с гибкими связями устраивают в трех уровнях по высоте этажа: в нижней и верхней опорных зонах и на уровне установки монтажных подкосов.

Стальные связи панелей внутренних стен между собою предусматривают в одном уровне по высоте этажа - по верху панелей, и выполняют их сварными, (рис. 1.21). Связи выполняют из арматурных коротышей стали AI, приваренных к закладным деталям в панелях. Вертикальный стык панелей - бетонный шпоночный.

Опирание панелей перекрытий в домах с малым шагом предусматривается по конту­ру или по трем сторонам (рис. 1.22). Глубина площадки опирания перекрытий на наруж­ные стены - 90 мм. Номинальный размер площадки опирания перекрытий на внутрен-

ние стены равен половине толщины внутреннй стены минус 10 мм, за исключением слу­чаев опирания на стены лестничной клетки. Опирание перекрытий на стены лестнич­ной клетки осуществляется на всю толщину последних, что обеспечивается благодаря применению специальных удлиненных панелей перекрытий.

Опирание перекрытий на стены осуществляют по тонкому слою цементно-песчано-го раствора, марка которого определяется расчетом, но должна быть не менее 50 в летнее время и не менее 100 - при зимнем монтаже.

Все стальные связи панелей перекрытия между собой и со стеновыми панелями -сварные. Предусматривают не менее двух связей по каждой из сторон панелей перекрытий. Связи размещают в специальных вырезах или гнездах в панелях. После замоноли-чивания они образуют шпонки.

Конструкции панельных зданий системы II- со смешанным шагом поперечных стен представлены фрагментами монтажных планов стен (рис. 1.23), перекрытий (рис. 1.27) и узлами сопряжения сборных элементов при одном - однослойном варианте конструк­ций наружных стен (рис. 1.24-1.26).

Панели внутренних стен заводятся в стык наружных на глубину 30 мм.

Утепление и воздухонепроницаемость стыков панелей наружных стен обеспечивается также, как и в домах системы I, установкой утепляющих вкладышей и обклейкой вертикальных стыков изнутри морозостойкими гидроизоляционными материалами. Связи стеновых панелей - сварные - по закладным деталям во внутренних стенах и по петлевым выпускам - в наружных. Связи наружных стен предусмотрены в двух уровнях - поверху и на уровне петлевых выпусков для установки монтажных подкосов.

Стыковые грани панелей наружных и внутренних стен снабжены специальным рифлением для образования после замоноличивания канала стыка непрерывного бетонного шпоночного шва.

Очертание устья стыков наружных стен, представленное на рис. 1.24-1.27, дано для случаев их изоляции по принципу дренированного стыка. Окончательный выбор очертания устья и способа изоляции при проектировании принимается в соответствии с климатическими условиями района строительства по указаниям табл. 1.2 и рис. 1.10-1.12.

Конструкции перекрытий зданий со смешанным шагом разработаны из условий двух- или трехстороннего опирания многопустотных преднапряженных настилов перекрытий большого шага и трех- четырехстороннего опирания панелей перекрытия малого шага. Номинальная глубина площадки опирания перекрытий на наружные стены -90 мм, на внутренние - половина толщины стены минус 10 мм, за исключением случаев опирания на стены лестничной клетки и электропанели.

В таких стенах глубина площадки опирания перекрытий равна толщине стеновых элементов.