Особенности конструктивных решений жилых и общественных зданий

Министерство  Общего и Профессионального Образования 

 

 

Контрольная работа

по дисциплине «Особенности конструктивных решений жилых и общественных зданий»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Классификация методов  возведения зданий

В основу классификации методов  возведения зданий из монолитного железобетона положен способ выполнения несущих  конструкций, так как другие части  здания при различных методах  возведения изготавливают обычным  способом. Наиболее распространены следующие  индустриальные методы возведения зданий из монолитного железобетона путем  бетонирования:

I — горизонтальных и  вертикальных конструкций с помощью  неподвижной опалубки (крупнощитовой, объемной переставной);

II — вертикальных конструкций  с применением подвижной (скользящей) опалубки, а горизонтальных —  с применением неподвижной (крупнощитовой или объемной переставной) опалубки либо сборных железобетонных изделий;

III — горизонтальных конструкций  в виде пакета плит перекрытий  на уровне земли и последующего  их подъема домкратами по сборным  стальным или железобетонным  колоннам на проектные отметки  (метод подъема перекрытий, когда  обустройство этажей осуществляется  на проектных отметках).

IV — горизонтальных конструкций  в виде пакета плит перекрытий  и обустройство этажей на уровне  земли с последующим подъемом  готовых этажей на проектные  отметки по сборным стальным  или железобетонным колоннам (метод  подъема этажей);

V — в скользящей опалубке  ядер жесткости и выполнение  остальных конструкций здания  из сборных элементов;

VI — в скользящей опалубке  ядер жесткости и подвеска  к ним перекрытий (этажей) с помощью  вант (здания висячей конструкции).

Строительство в объемной переставной опалубке может осуществляться путем извлечения ее после бетонирования  вдоль поперечных осей здания, перемещения  объемной опалубки вдоль здания (рис. 3.1, а) или применения вертикально  извлекаемой опалубки, используемой для бетонирования только вертикальных конструкций здания (рис. 3.1,6).

Рис. 3.1. Возведение монолитного  здания в объемной переставной опалубке путем ее перемещения

Строительство в крупнощитовой переставной опалубке осуществляют с помощью элементов, размеры которых соответствуют высоте помещений и расстоянию между несущими стенами. Опалубку стен и перекрытий монтируют раздельно. Щиты опалубки стен устанавливают в проектное положение и скрепляют между собой.

В крупнощитовой опалубке возводят, как правило, внутренние поперечные и продольные стены и перекрытия. Наружные продольные стены не бетонируют, чтобы не препятствовать извлечению щитов опалубки перекрытии, после бетонирования монолитных конструкций навешивают наружные стеновые панели. Возможно сочетание монолитных наружных и внутренних стен со сборными перекрытиями.

Одно из основных положительных  свойств крупнощитовой и объемной опалубок — их неподвижность во время укладки и твердения бетона, что позволяет получать гладкие поверхности стен и потолков, а также создает условия для использования рельефной опалубки. При крупнощитовой и объемной опалубках образуются монолитные рамные узлы сопряжения несущих стен с перекрытиями, а также пространственные системы, обеспечивающие высокую жесткость и устойчивость сооружения. Крупнощитовая переставная опалубка позволяет строить многоэтажные здания как с компактным, так и с развитым планом, как малоэтажные, так и многоэтажные, целиком монолитные и с широким использованием сборных элементов.

Основной недостаток крупнощитовой опалубки — необходимость тщательной установки и выверки каждого щита. Объемная переставная опалубка исключает этот недостаток, но она более сложная и тяжелая, ограничивает архитектурно-планировочные решения.

Строительство в скользящей опалубке заключается в непрерывном  совместном подъеме домкратами опалубки и подвесных подмостей. Для опалубки применяют щиты высотой 1,0 — 1,2 м.

Основное преимущество скользящей опалубки — непрерывность технологического процесса укладки бетона, что обеспечивает короткие сроки возведения сооружений. Чем выше здание, тем больше экономический  эффект от применения такой опалубки. Скользящая опалубка позволяет бетонировать стены криволинейного или уступчатого  очертания, а также сужающиеся или  расширяющиеся.

Недостатки этого метода — сложность получения высококачественных фасадных поверхностей, высокая трещиноватость, трудность фиксации закладных элементов, невозможность бетонирования тонких конструкций и неизбежность применения других материалов и конструкций для устройства перегородок, что значительно снижает уровень механизации строительства и увеличивает его трудоемкость.

Специалисты прогнозируют использование  в будущем скользящей опалубки для  возведения точечных зданий большой  этажности и бетонирования ядер жесткости в зданиях смешанной  конструкции, а также для возведения специальных зданий и сооружений (элеваторов, водонапорных и телевизионных  башен, дымовых труб и т.п.).

Строительство методом подъема  перекрытий и этажей занимает особое место в монолитном домостроении. В СССР первое здание было построено  этим методом в Ленинграде в 1960 г. Значительный вклад в развитие данного  метода внесли армянские строители.

Суть возведения зданий и  сооружений методом подъема перекрытий и этажей заключается в предварительном  изготовлении на уровне земли пакета плит перекрытий и их последующем  вертикальном перемещении по колоннам на проектные отметки. На верхней  плите пакета устраивают кровлю, которую  с помощью подъемного оборудования (домкратов) поднимают на заданную отметку  и закрепляют. После этого на следующей  плите пакета монтируют элементы этажа и поднимают этаж на нужную отметку. В той же последовательности собирают и возводят следующие этажи. Если при строительстве поднимают  только плиты перекрытий, то все  работы по обустройству этажей выполняют  на проектных отметках (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Возведение четырехэтажного  здания методом подъема перекрытий: а — выполнение фундаментов; б  — установка колонн первого яруса; в — выполнение бетонной подготовки под пол первого этажа и  бетонирование ядра жесткости; г — бетонирование пакета перекрытий; д — подъем кровельной плиты до уровня верха колонн первого яруса; е — подъем перекрытий четвертого этажа; ж — подъем перекрытий третьего этажа; з — подъем перекрытий второго этажа на проектную отметку; и — наращивание колонн второго яруса; к — подъем кровельной плиты на проектную отметку; л — подъем перекрытий четвертого этажа на проектную отметку; м — подъем перекрытий третьего этажа на проектную отметку

Бетонирование плит перекрытия производят на уровне земли с помощью  деревометаллической бортовой опалубки по периметру плиты.

Для снижения массы плит перекрытия устраивают кессоны, для бетонирования  которых желательно использовать специальные  асбестоцементные короба с нижними  ребрами, оставляемые в конструкции  и исключающие необходимость  последующей обработки поверхностей потолка. При возведении зданий методом  подъема перекрытий обустройство этажей осуществляют на проектных отметках. При возведении зданий методом подъема  этажей обустройство этажей производят на уровне земли.

Строительство методом бетонирования  ядер жесткости в скользящей или  неподвижной опалубке и выполнение остальных конструкций здания из сборных элементов в виде связевого  каркаса рассматривается в гл. 2, посвященной крупнопанельным и  каркасным зданиям. Следует отметить, что для возведения ядер жесткости  можно воспользоваться методом  скользящей или неподвижной опалубки. Так как в пределах ядер жесткости  располагают обычно вертикальные коммуникации (лестницы, лифтовые и вентиляционные шахты, шахты прокладки инженерных сетей), не требующие междуэтажных перекрытий, процесс бетонирования ядер жесткости  значительно облегчен.

Монолитные ядра жесткости  воспринимают все действующие горизонтальные нагрузки. Их изготавливают из монолитного  железобетона с армированием прокатными профилями или прутковой арматурой. Конструктивная схема здания с монолитными  ядрами жесткости по сравнению со схемами, предусматривающими отдельно стоящие плоские стенки жесткости, выгоднее, так как уменьшается  расход стали на 10-15 %, бетона — на 15-20 %.

В зависимости от протяженности  здания монолитные ядра жесткости могут  располагаться в средней части (в домах-башнях) или симметрично  относительно центральных осей (в  зданиях большой протяженности). Их можно бетонировать как в скользящей, так и переставной крупнощитовой опалубке.

Строительство методом бетонирования  ядер жесткости в скользящей опалубке и подвески к ним перекрытий (этажей) с помощью вант (далее мы их будем  называть зданиями висячей конструкции) предложено в конце 20-х гг. XX в., но затем было почти забыто. В последние  годы оно вновь привлекло к  себе внимание.

Здание висячей конструкции  состоит из основной опорной конструкции, подвесок и подвесных перекрытий (рис. 3.3). К верхней части опорной  конструкции непосредственно или  с помощью промежуточных элементов  прикреплены подвески, а к подвескам  — перекрытия. Нагрузки от перекрытий передаются по подвескам вверх на опорную конструкцию и через  нее на фундамент.

Рис. 3.3. Здания висячей конструкции:

 а — пример конструктивной  схемы (1 — ствол; 2 — двухконсольная балка; 3 — подвески; 4 — перекрытия; 5 — фундамент); б — план и разрез здания банка в Антверпене

  Здания висячей конструкции можно разделить на следующие виды:

подвесные с одним стволом  жесткой конструкции или с  оттяжками (мачтовая конструкция);

со стоечно-балочной опорной  системой; в общем виде эта система  состоит из двух стволов, по которым  уложены продольные (обычно двухконсольные) балки;

со стеновыми опорами; в этом случае опорами служат две  продольные стены, по которым уложены  поперечные балки, несущие подвески;

с рамной опорной системой; подвески в этой системе крепят или  непосредственно к рамам (аркам), или к продольным ригелям.

 

Особенности перекрытий чердачных,  надподвальных в малоэтажных  жилых зданиях.

1. Чердачные перекрытия

При проектировании дома со скатной крышей, даже в случае неэксплуатируемого чердачного пространства  следует  уделить внимание теплотехническим требованиям. Чердачные помещения  летом с теплотехнической точки  зрения оказывают негативное влияние  на весь климат дома. Необходимо уделить  внимание соот­ветствующей теплоизоляции чердачного перекрытия, а также постоянному и основательному вентилированию нагреваемого солнцем чердачного пространства. Для целей теплоизоляции должны быть подобраны соответствующие материалы и найдены соответствующие решения по их размещению.

При использовании чердачного пространства перекрытия, бывшие ранее  чердачными, становятся межэтажными.

Рис. 1 Опирание балок перекрытия на деревянный прогон

СНиП 31-02 предъявляет к  перекрытиям дома требования по прочности  и деформативности при расчетных значениях воздействий и нагрузок, пределу огнестойкости и классу пожарной опасности, долговечности. Чердачные перекрытия должны соответствовать также требованиям к сопротивлению теплопередаче из условий энергосбережения, защиты от воздухопроницания и накопления влаги внутри конструкции. При холодном чердаке пароизоляция и теплоизоляционный слой укладывают на перекрытие; водоизоляционный слой укладывают на основание по скатам. При теплом чердаке вся конструкция покрытия укладывается по скатам.

В традиционных стропильных  конструкциях очевидна целесообразность размещения теплоизоляции между  стропилами. Их профиль четко задан, что, ограничивает толщину встраиваемого  теплоизолирующего слоя, при необходимости  более увеличения толщины теплоизоляции  разрабатывают специальные конструктивные решения. По отношению к теплоизоляционным  слоям стропила образуют слабые температурные  мосты. Это может быть уменьшено  путем размещения дополнительной теплоизоляции  перед внутренней плоскостью стропил. В случае размещения теплоизоляции между стропилами и под ними деревянные конструкции только «точечно» перекрещиваются друг с другом, так что влияние их температурных мостов незначительно. В чердачном перекрытии могут использоваться в виде плит или матов, а  также насыпные утепляющие материалы. Покрытие конструкций, ограничивающих обустройство крыши с внутренней стороны, в зависимости от функционального назначения помещений, от противопожарных и эстетических требований может быть многообразным: оно может быть изготовлено из закрепленных на реечной обрешетке гипсокартонных листов или в виде деревянной облицовки. Образующие конструкцию крыши деревянные материалы чувствительны к влажности воздуха. В связи с этим, поскольку речь идет об органических материалах, появляется задача воспрепятствования не только достижению состояния насыщения, но и близкого к этому уровню формирования относительной влажности.

В этих целях, с одной стороны, на внутренней плоскости теплоизолирующего  слоя (с учетом также и опасности  механических повреждений при монтаже) или между двумя теплоизолирующими  слоями можно разместить пароизолирующую пленку, с другой - целесообразно обеспечить возможность удаления через конструкции водяного пара, а также проникшей в конструкции во время строительства влажности или же конденсата, просачивающегося изнутри наружу воздуха через плохие либо отсутствующие уплотнения. Одним из решений в этом плане является размещение на внешней стороне теплоизолирующего слоя, пропускающего водяной пар, но выступающего в роли вторичного эффективного гидроизолятора, пленки и над нею с запасом вымеренной вентиляционной щели. Здесь важно, чтобы входные и выходные отверстия воздушного слоя обладали малым сопротивлением против протекания, имели «просторное» поперечное сечение. Другим решением является слабое вентилирование слоев, находящихся под гидроизолирующей пленкой.

2. Надподвальные перекрытия

Надподвальные перекрытия могут быть деревянными балочными или бетонными. Если решено возводить деревянные перекрытия , то пролеты делают небольшими (2–6 м), чтобы перекрытия были более прочными и могли выдерживать большие нагрузки. Для сооружения основной несущей конструкции лучше взять бетонную или обработанную антисептиком деревянную балку. Обрабатывать деревянную балку антисептиком нужно для того, чтобы она не пришла в негодность раньше времени.