Стыки стеновых панелей

Как уже указывалось выше, эксплуата­ционные качества крупнопанельных до­мов во многом зависят от конструктив­ного исполнения стыков между панелями и с другими элементами здания.

Стыки между панелями наружных стен должны быть герметичными (т. е. иметь малую воздухопроницаемость и исклю­чать проникание дождевой воды внутрь конструкции), не допускать образования конденсата в месте стыка (вследствие не­достаточных теплозащитных свойств), обладать достаточной прочностью, чтобы предохранить стык от появления в нем трещин.

При конструировании крупнопа­нельных зданий необходимо учитывать также особенности работы стен. Если в кирпичных стенах нагрузки распреде­ляются равномерно, то в крупнопа­нельных они концентрируются в местах стыкования панелей. Кроме того, под влиянием изменений температуры ме­няются линейные размеры стены. Это происходит из-за воздействия на поверх­ности панели положительной (с внутренней стороны) и отрицательной (с наруж­ной стороны) температуры, в результате чего изменяются ее линейные размеры. Возникающие при этом усилия приводят к образованию трещин.

По расположению стыки различают вертикальные и горизонтальные.

Вер­тикальные стыки по способу свя­зей панелей между собой разделяют на упругоподатливые и жесткие (моно­литные). При устройстве упругоподатливого стыка (Рис. 10) панели соединяют­ся с помощью стальных связей, привари­ваемых к закладным деталям стыкуемых элементов. В паз, образуемый четвертя­ми, входит на глубину 50 мм стеновая панель внутренней поперечной стены. Со­единяют панели с помощью накладки из полосовой стали, привариваемой к за­кладным деталям панелей. Для гермети­зации стыка в его узкую щель заводят уплотнительный шнур гернита на клею или пороизола на мастике. С наружной стороны стык промазывают специальной мастикой — тиоколовым герметиком. Для изоляции от проникновения влаги с внутренней стороны стыка наклеивают на битумной мастике вертикальную по­лоску из одного слоя гидроизола или ру­бероида. Вертикальный колодец стыка заполняют тяжелым бетоном.

Недостатком упрутоподатливых сты­ков является возможность коррозии стальных связей и закладных деталей. Та­кие крепления податливы и не всегда обеспечивают длительную совместную работу сопрягаемых панелей и, следова­тельно, не могут предохранить стык от появления трещин. Это происходит пото­му, что от нагрева при сварке закладная деталь как бы отрывается от бетона, в который она была замоноличена при изготовлении. Проникающая в щель ат­мосферная или конденсационная влага разрушает нижнюю поверхность заклад­ной детали.

Для защиты от коррозии их покры­вают на заводе со всех сторон цинком путем распыления, горячего цинкования или гальванизации. После сварки при монтаже панели защитный слой с лице­вой стороны закладной детали и связи-накладки восстанавливается с помощью газопламенной металлизации. Кроме то­го, оцинкованные стальные элементы за­щищают замоноличиванием их цементно-песчаным раствором (1:1.5...1:2) тол­щиной не менее 20 мм.

Более надежными в работе являются жесткие монолитные стыки. Прочность соединения между стыкуемыми элемента­ми обеспечивается замоноличиванием со­единяющей стальной арматуры бетоном. На Рис. 11 показан монолитный стык однослойных стеновых панелей с пет­левыми выпусками арматуры, соеди­ненными скобами из круглой стали диа­метром 12 мм. Между замоноличенной зоной стыка и герметизацией образована вертикальная воздушная полость, кото­рая служит дренажным каналом, отводя­щим попадающую внутрь шва воду с вы­пуском ее наружу на уровне цоколя.

Для устройства горизонтальных стыков верхнюю стеновую панель укладывают на нижнюю на цементном растворе. При этом через горизон­тальный шов, плотно заполненный рас­твором, дождевая вода может проникать главным образом вследствие капиллярно­го подсоса воды через раствор. Вот поче­му принята такая сложная геометрия го­ризонтального стыка (Рис. 12). В нем устраивают так называемый противодождевой барьер или зуб в виде гребня, идущего сверху вниз. На наклонной части раствор прерывают и создают воз­душный зазор, в пределах которого подъ­ем влаги по капиллярам прекращается. Таким образом, мы видим, что для обеспечения нормальных эксплуата­ционных качеств стен из крупных панелей для устройства стыков применяют раз­личные материалы, имеющие самые раз­нообразные физико-механические свой­ства: крепежные (сталь), утепляющие (минераловатные вкладыши), гидроизо­лирующие (рубероид или изол), связую­щие и уплотняющие (бетон и раствор), герметизирующие (пороизол или гернит и мастики). Все эти материалы имеют разную долговечность и часто гораздо меньшую срока службы здания. Вот по­чему при конструировании стыков пане­лей и их исполнении необходимо особое внимание уделять возможности обеспече­ния высокого качества производства строительных работ, применяя для этого материалы только с хорошими физико-механическими свойствами.

Соединение панелей внутренних стен бескаркасных зданий (Рис. 13) осущест­вляется путем сварки соединительных стержней диаметром 12 мм к закладным деталям по верху панели. Вертикальные швы между панелями заполняют упругими прокладками из антисептированных мягких древесноволокнистых плит, обер­нутых толем, а вертикальный канал за­полняют мелкозернистым бетоном или раствором.

На Рис. 14 показан узел опирания плит перекрытия на внутреннюю панель и соединение панелей с помощью само­фиксирующего болта.

Нередко горизонтальный стык между несущими панелями поперечных стен и перекрытий проектируют платформен­ного типа (Рис. 15), особенностью ко­торого является опирание перекрытий на половину толщины поперечных стеновых панелей, при котором усилия в верхней стеновой панели на нижнюю передаются через опорные части панелей перекрытий.

Швы между панелями и плитами вы­полняют на растворе. Однако в случае неполного заполнения швов раствором в отдельных участках панелей может возникнуть опасность концентрации напря­жения. Чтобы предотвратить это явле­ние, для стыковых соединений приме­няют цементно-песчаную пластифициро­ванную пасту, из которой можно полу­чать тонкие швы толщиной 4...5 мм. Такая паста состоит из портландцемента марки 400...500 и мелкого песка с макси­мальным размером частиц 0,6 мм (состав 1:1) с добавлением пластифицирующей и противоморозной добавки нитрата на­трия в количестве 5... 10% от массы це­мента. Такая паста как бы склеивает па­нели между собой.

При строительстве крупнопанельных зданий существует много других кон­струкций стыков, однако требования к ним и принципы исполнения являются общими.

Каркасно-панельные здания и их конструкции

При строительстве общественных и ча­стично жилых зданий широко применяют каркасные конструктивные схемы. Каркасно-панельное здание это здание с несущей основой из сборного железобетонного каркаса с навесными или поэтажно опираемыми стенами. Сетка колон 6*3, 6*6, 7,2*7,2. Высота этажа в зависимости от функционального назначения здания и его помещений.

Достоинства:

-раздельные функции несущих и ограждающих конструкций

-снижение расхода бетона и массы здания приблизительно в 2 раза

-большое разнообразие объёмно- планировочных решений с возможностью реализации гибкой планировки

-хорошие условия для модернизации и перепланировки

-возможность решения наружных стен в разных вариантах

Различают системы каркасов рамные, рамно-связевые и связевые.

Рамная система (Рис. 16) состоит из колонн, жестко соединенных с ними риге­лей перекрытий, располагаемых во взаимно перпендикулярных направлениях и образующих таким образом жесткую конструктивную систему. Соединения ко­лонн и ригелей сложны и весьма тру­доемки, требуют значительного расхода металла. Колонны зданий с рамной си­стемой имеют по высоте здания перемен­ное сечение. Если каркас выполнен в мо­нолитном варианте, то он более жесткий, чем сборный, но в то же время более трудоемок. Эта система имеет ограничен­ное применение в строительстве много­этажных гражданских зданий.

В рамно-связевых системах (рис. 12.19) совместная работа элементов каркаса до­стигается за счет перераспределения доли участия в ней рам и вертикальных сте­нок-связей (диафрагм). Стенки-диа­фрагмы располагают по всей высоте зда­ния, жестко закрепляют в фундаменте и с примыкающими колоннами. Их разме­щают в направлении, перпендикулярном направлению рам, и в их плоскости. Рас­стояние между стенками-связями обычно принимают 24...30 м. Они бывают пло­скими и пространственными. Поперечные связи-диафрагмы устраивают сквозными на всю ширину здания. По степени обес­печения пространственной жесткости, расходу металла и трудоемкости рамно-связевые каркасы занимают промежуточ­ное место между рамными и связевыми. Эти системы применяют при проектиро­вании общественных зданий высотой до 12 этажей с унифицированными конструк­тивно-планировочными сетками 6x6 и 6 х 3 м.

Для общественных зданий большей этажности применяют связевые системы каркасов с пространственными связевыми элементами в виде жестко соединенных между собой под углом стенок или про­странственных элементов, проходящих по всей высоте здания, образующих так на­зываемое «ядро жесткости» (Рис. 18). Эти пространственные связевые элементы жесткости закрепляют в фундаментах и соединяют с перекрытиями, образую­щими поэтажные горизонтальные свя­зи — диафрагмы (диски), которые и вос­принимают передаваемые на стены гори­зонтальные (ветровые) нагрузки. Расход стали и бетона в зданиях со связевыми системами на 20...30% меньше по срав­нению с рамными и рамно-связевыми.

Пространственные связевые элементы размещают обычно в центральной части

Жесткость зда­ния обеспечивается: созданием го­ризонтального диска с помощью плит перекрытия. Стеновые панели в этом слу­чае являются самонесущими или на­весными.

Пространственная жесткость каркасных высотных зданий обеспечивается, кроме того, созданием специальных жестких го­ризонтальных дисков, образующих так называемые технические этажи. Их ис­пользуют также для расположения инже­нерного оборудования. Такие простран­ственные горизонтальные диски вместе с вертикальными обеспечивают хорошую жесткость зданий. В практике строитель­ства зданий в 60... 100 этажей находят применение связевые системы в виде ре­шетчатых бесраскосных или раскосных ферм, жестко скрепленных в углах и образующих как бы внешний короб-оболочку, в которую заключено здание. Это очень эффективная система, так как обладает высокой пространственной жесткостью и вместе с внутренним ядром жесткости воспринимает горизонтальные нагрузки.

Для уменьшения общей массы кон­струкций каркасных высотных зданий ис­пользуют легкие бетоны, что позволяет снизить массу надземной части здания почти на 30 %. Наружные стены приме­няют обычно навесными облегченного типа.

Ригели могут располагаться в продольном и поперечном направлении.

Элементы сборного железобетонного каркаса (Рис 20) включают колонны прямоугольного сечения вы той один-два этажа с одной консолью для крайнего ряда и двумя консолями для среднего ряда; ригели таврового сечения с одной или двумя полками для опирания плит перекрытия и лестничных маршей; плиты перекрытия (многопустотные или сплошные), состоящие из межколонных, пристенных с пазами для колонн и рядов) шириной 1200, 1500 мм.

Сопряжение элементов каркаса, осуществленное опоре, называют узлом. К узлу относят:

стык колонны (рис. 21,а, б). Колонну опирают через бетонные выступы оголовков, сваривая выпуски арматуры и замоноличивая стык;

опирание ригеля на консоль колонны (рис. 21,в) На поверхности консоль закрепляют сваркой закладных деталей, наверху — стальной накладкой, приваренной к закладным деталям колонны и ригеля, затем швы замоноличивают раствором;

опирание плиты перекрытия на ригель (рис. 21,г). Уложенные плиты на полки ригелей соединяются между собой стальными связями, зазоры между ними заделываются раствором.