Наружные стены и их элементы. Стеновые панели. Горизонтальный и вертикальный стыки стеновых панелей.
Дисциплина «Б.13.3. Основы архитектуры и строительных конструкций» (ПК-4)
Основания и фундаменты гражданских зданий. Виды грунтовых оснований. Ленточные, сплошные, столбчатые, свайные фундаменты. Фундаменты стаканного типа под колонны. Конструктивные решения фундаментов.
Прочность и устойчивость любого сооружения прежде всего зависят от надежности основания и фундамента.
Основанием считают слои грунта, залегающие ниже подошвы фундамента и в стороны от него, воспринимающие нагрузку от сооружения и влияющие на устойчивость фундамента и его перемещения. Проектирование оснований зданий и сооружений зависит от большого количества факторов, основными из которых являются: геологическое и гидрогеологическое строение грунта; климатические условия района строительства; конструкция сооружаемого здания и фундамента; характер нагрузок, действующих на грунт основания, и т.д. Основания под фундаменты зданий и сооружений бывают естественными и искусственными.
Естественными основаниями называют грунты, которые в условиях природного залегания обладают достаточной несущей способностью, чтобы выдержать нагрузку от возводимого здания или сооружения. Естественные основания не требуют дополнительных инженерных мероприятий по упрочнению грунта; их устройство заключается в разработке котлована на расчетную глубину заложения фундамента здания или сооружения. К грунтам, пригодным для устройства естественных оснований, относятся скальные и нескальные.
|
|
|
Скальные грунты представляют собой залежи изверженных, осадочных и метаморфических горных пород (граниты, известняки, кварциты и др.). Встречаются они в виде сплошного массива или отдельных трещиноватых пластов. Они обладают большой плотностью, а следовательно, и водоустойчивостью и являются прочным основанием для любого вида сооружений.
Песчаные грунты представляют собой частицы горных пород крупностью 0,1...2 мм. Пески крупностью 0,25...2 мм обладают значительной водонепроницаемостью и поэтому при замерзании не 1зспучиваются. Прочность и надежность песчаных оснований зависят от плотности и мощности залегающего слоя песка: чем больше мощность залегания и равномерней плотность слоя песка, тем прочнее основание. При регулярном воздействии воды прочность песчаного основания резко снижается.
Глинистые грунты представляют собой тонкодисперсные частицы чешуйчатой формы размером менее 0,005 мм. Сухое глинистое основание может выдерживать большие нагрузки от массы зданий и сооружений. С увеличением влажности глины резко падает ее несущая способность. Влияние положительных и отрицательных температур вызывает во влажной глине усадку при высыхании и вспучивание при замерзании воды в порах глинистого грунта. Разновидностью глинистых грунтов являются супеси, суглинки и лёссы.
|
|
|
Супесчаные грунты представляют собой смесь песка и глинистых частиц в количестве 3...10 %. Суглинистые грунты состоят из песка и содержат 10...30 % глинистых частиц. Эти виды грунтов могут использоваться в качестве естественных оснований (если они не подвержены увлажнению). По своей прочности и несущей способности они уступают песчаным и сухим глинистым грунтам. Отдельные виды супесей, подверженных регулярному воздействию грунтовых вод, становятся подвижными. Поэтому они получили название плывунов. Этот вид грунтов непригоден в качестве естественного основания.
Лёссовые грунты -это частицы пылеватых суглинков со сравнительно постоянным гранулометрическим составом. Лёссовые грунты в сухом состоянии могут служить надежным основанием. При увлажнении и воздействии нагрузок лёссовые грунты сильно уплотняются, в результате чего образуются значительные просадки. Поэтому они называются просадочными.
К нескальным грунтам относятся крупнообломочные, песчаные и глинистые грунты. Крупнообломочные грунты (щебень, гравий, галька) представляют собой куски, образовавшиеся в результате разрушения скальных пород, с размерами частиц более 2 мм. Они уступают по прочности скальным грунтам. Если крупнообломочные грунты не подвержены воздействию грунтовых вод, они также являются надежным основанием.
|
|
|
Искусственными основаниями называют грунты, которые по механическим свойствам в своем природном состоянии не могут выдерживать нагрузки от зданий и сооружений. Поэтому для упрочнения слабых грунтов необходимо выполнять различные инженерные мероприятия. К слабым относятся грунты с органическими примесями и насыпные грунты. Грунты с органическими примесями включают: растительный грунт, ил, торф, болотный грунт. Насыпные грунты образуются искусственно при засыпке оврагов, прудов, мест свалки. Перечисленные грунты неоднородны по своему составу, рыхлые, обладают значительной и неравномерной сжимаемостью. Поэтому в качестве оснований их используют только после укрепления уплотнением, цементацией, силикатизацией, битумизацией или термическим способом.
Основными требованиями, предъявляемыми к фундаментам, являются:прочность, устойчивость, сопротивляемость влиянию атмосферных условий и отрицательных температур, долговечность, соответствующая эксплуатационному сроку службы надземной части зданий и сооружений, индустриальность устройства конструкций, экономичность.
|
|
|
По форме в плане фундаменты делятся наленточные, столбчатые, сплошные и свайные. Ленточные фундаменты выполняют в виде непрерывных стен, столбчатые — в виде системы отдельно стоящих столбов и сплошные — в виде сплошной плиты прямоугольного или ребристого сечения под все здание .
По виду материала фундаменты бывают железобетонные, бетонные, бутовые, бутобетонные, кирпичные и деревянные. Под все ответственные здания и сооружения, как правило, устраивают железобетонные фундаменты.
По характеру работы под нагрузкой фундаменты делят на жесткие и гибкие, по способу производства (изготовления) — на сборные и монолитные.
Фундамент стаканного типа используется для устройства основания под железобетонные или металлические колонны. Такой фундамент относится к разновидности оснований столбчатого вида. Одним из главных преимуществ, выделяющих фундамент стаканного типа на фоне других распространенных конструкций, является его высокая прочность. В основном задача данного основания заключается в том же, в чем и функции подушки в ленточном фундаменте. То есть оно выполняет функции опоры для основной конструкции. Эти конструкции (стаканные и ленточные) имеют и ряд отличий. Основное из них заключается в том, что сборный либо монолитный столб располагается выше, чем стакан. То есть его верхняя часть не заливается бетоном, а выполняется с применением готовой конструкции (сборные основания).
Фундамент стаканного типа нельзя устанавливать на пучинистых и просадочных грунтах. Технология монтажа предусматривает установку железобетонных или металлических колонн, устройство которых осуществляется в специальный стакан, после чего выполняется фиксация.
Фундаментные блоки должны соответствовать ряду требований и норм, закрепленных в соответствующем ГОСТе, а именно:
- Бетон, из которого изготавливаются фундаментные блоки, должен соответствовать марке 200 и иметь характеристику водонепроницаемости В2.
- Готовые блоки могут транспортироваться на объекты только после того, как материал (бетон) наберет должный показатель прочности.
- Армирование при устройстве фундамента стаканного типа выполняется обязательно. Минимальная толщина слоя вокруг прутков арматуры – 30 мм.
- Обнаженные прутки в готовых изделиях расцениваются как брак, использовать подобные блоки категорически запрещено.
- Технология запрещает использовать бетонные изделия, имеющие трещины более 0,1 мм;
- При проведении строительных работ необходимо аккуратно удалить имеющиеся на изделии монтажные петли, вбивать их в конструкцию категорически запрещено.
Ленточные сборные фундаменты состоят из ж/б плит - подушек и бетонных блоков стен подвала. Подушки могут укладываться как в виде непрерывной ленты с конструктивным зазором 20 мм, так и прерывистыми с зазором до 300 мм. Подушки укладываются непосредственно на основания или песчаную подсыпку толщиной 100-150 мм. Стеновые блоки укладывают по подушкам на цементном растворе с обязательной перевязкой верхних вертикальных швов не менее 300мм. При строительстве зданий на участках со значительным уклоном фундаменты выполняют с продольными уступами. Высота уступа не более 0,5 м, длина - не менее 1 м.
Столбчатые фундаменты. В бескаркасных малоэтажных зданиях без подвалов при небольших нагрузках на фундамент непрерывные ленточные фундаменты целесообразно заменять столбчатыми, располагаемыми обязательно под углами здания, в местах пересечения и примыкания стен, а также в промежутках между ними с определенным расчетным шагом.
Столбчатые фундаменты состоят из фундаментных подушек, столбов, фундаментных балок. Фундаментные балки устанавливают по всему контуру стен аналогично ленточным фундаментам. Они принимают на себя нагрузку от стен и передают ее на столбы. Для предохранения балок от сил пучения грунта, а также для свободной их осадки под ними устраивают песчаную подсыпку. Если при этом необходимо утеплить пристенную часть пола, подсыпку выполняют из шлака или керамзита.
Столбчатые одиночные фундаменты применяют для отдельно стоящих колонн или столбов при возведении зданий с каркасной конструктивной системой.
Сплошные фундаментыустраиваются при большой передаваемой на грунт нагрузке. Эти фундаменты устраивают под всей площадью здания из монолитного железобетона. При сплошных фундаментах обеспечивается равномерная осадка здания, что особенно важно для зданий повышенной этажности.
Свайные фундаменты устраиваются при строительстве на слабых, сильносжимаемых грунтах при передаче на основание большой нагрузки, а также в случае, когда достижение естественного основания экономически или технически нецелесообразно из-за большой глубины его заложения.
Железобетонные сваи изготавливают сплошные квадратного сечения (от 250×250 мм до 400×400мм) и прямоугольные (250×350 мм), а также трубчатого сечения диаметром 400-700 мм. Сваи могут быть короткими – от 3 до 6 м (для малоэтажных зданий) и длинными – более 6 м.
В зависимости от величины нагрузки передаваемой на основание и механических свойств грунта сваи под стены располагают следующими способами:
а) в один ряд;
б) в два ряда;
в) в шахматном порядке.
Если в здании предусмотрены колонны, то под них устанавливается куст свай.
Для обеспечения равномерной передачи нагрузки от стен на сваи по их верхним концам укладываются монолитные или железобетонные распределительные балки, называемые ростверком, а на куст свай - оголовки.
Высота ростверка определяется расчетом, но не менее 300 мм. Оси свай должны совпадать с осями ростверка. Расстояние между смежными сваями назначается не менее тройной толщины или диаметра свай.
По способу передачи вертикальной нагрузки на грунт сваи делят на:
- сваи - стойки - проходящие через слабые слои грунта и опирающиеся своими концами на прочный грунт;
- висячие сваи - не достигающие прочного грунта и передающие нагрузку на грунт трением, возникающим между боковой поверхностью сваи и грунтом.
Наружные стены и их элементы. Стеновые панели. Горизонтальный и вертикальный стыки стеновых панелей.
Наружные стены — наиболее сложная конструкция здания. Они подвергаются многочисленным и разнообразным силовым и несиловым воздействиям. Несущие наружные стены воспринимают нагрузку от собственной массы и временные нагрузки от опертых на стены перекрытий и крыш, воздействия от ветра, неравномерных деформаций основания, сейсмики и др. С внешней стороны наружные стены подвержены действию солнечной радиации, атмосферных осадков, переменных температур и влажности наружного воздуха, уличного шума, а с внутренней — воздействию теплового потока и потока водяного пара .
Выполняя функции наружного ограждения, основного конструктивного и композиционного элемента фасадов, а часто и несущей конструкции, наружная стена должна отвечать требованиям прочности, долговечности и огнестойкости, соответствующим классу капитальности здания, обеспечивать благоприятный температурно-влажностный режим ограждаемых помещений, обладать декоративными качествами, защищать помещения от неблагоприятных внешних воздействий. Одновременно конструкция наружной стены должна удовлетворять общетехническим требованиям индустриальности и минимальной материалоемкости, а также экономическим требованиям. При этом необходимы как экономия единовременных затрат при строительстве, так как наружные стены являются самой дорогой конструкцией (до 25% от стоимости конструкций здания), так и сокращение эксплуатационных затрат на отопление здания, поскольку основные тепло — потери идут через наружные стены и их элементы.
В наружных стенах обычно располагаются проемы бокового освещения помещений и проемы в открытые летние помещения балконов и лоджий, поэтому в комплекс конструкции стены включают створное светопрозрачное заполнение проемов и конструкции открытых помещений. Все эти элементы и их сопряжения со стенами также должны отвечать перечисленным выше требованиям. В стенах из сборных элементов в этот комплекс включают также стыки элементов наружных стен между собой и с внутренними конструкциями. Статические функции стен и их изоляционные свойства обеспечивает взаимодействие с внутренними конструкциями, поэтому конструирование наружных стен включает разработку их связей с внутренними стенами, перекрытиями, каркасом.
Наружные стены (также как и все остальные конструкции зданий) в зависимости от природно-климатических, инженерно-геологических условий строительства и специфики решения здания рассекают вертикальными деформационными швами различных типов — температурно-усадочными, осадочными, антисейсмическими и др.
Конструкции наружных стен классифицируют по признакам:
— статической функции стены, определяемой ее ролью в конструктивной системе здания;
— материалу и технологии возведения стены, определяемым строительной системой здания;
— конструктивному решению — в виде однослойной или слоистой ограждающей конструкции.
По статической функции различают несущие, самонесущие и ненесущие наружные стены.
Несущие стены помимо вертикальной нагрузки от собственной массы воспринимают нагрузки от всех опирающихся на стены конструкций (крыш, перекрытий, балконов, эркеров, парапетов и пр.) и передают ее через фундаменты на основание.
Самонесуцие стены воспринимают нагрузку только от собственной массы, включая нагрузку от балконов, эркеров, парапетов и других элементов самой стены, и передают ее на фундаменты непосредственно или через цокольные панели, рандбалки, ростверк или др. конструкции.
Ненесущие конструкции стен поэтажно (или через несколько этажей) опирают на смежные внутренние конструкции здания (перекрытия, внутренние стены, каркас).
В зданиях с ненесущими наружными стенами из листовых материалов иногда применяют навесные конструкции имеющие специальные элементы навески на внутренние конструкции зданий.
Несущие стены воспринимают наряду с вертикальными нагрузками и горизонтальные воздействия, являясь вертикальными элементами жесткости сооружений. В зданиях с ненесущими наружными стенами функции вертикальных элементов жесткости выполняют каркас, внутренние стены, диафрагмы или стволы жесткости.
Несущие и ненесущие наружные стены могут быть применены в зданиях любой этажности. Высоту самонесущих стен ограничивают в целях предотвращения неблагоприятных в эксплуатационном отношении взаимных смещений самонесущих и внутренних несущих конструкций, сопровождающихся местными повреждениями отделки помещений и появлением трещин. В панельных домах, например, допустимо применение самонесущих стен при высоте здания не более 5 этажей. Устойчивость самонесущих стен обеспечивают гибкие связи с внутренними конструкциями.
Наиболее ответственными узлами в конструкции панельных зданий являются стыки стеновых панелей между собой и с панелями перекрытий. При конструировании крупнопанельных зданий необходимо учитывать также особенности работы стен. Если в кирпичных стенах нагрузки распределяются равномерно, то в крупнопанельных они концентрируются в местах стыковки панелей. Правильное решение стыков существенно влияет на долговечность зданий, надёжную работу конструкций, эксплуатационные качества здания. К стыкам предъявляются требования прочности, долговечности и простоты монтажа. Одновременно они должны отвечать требованиям герметичности (непротекаемости при ливнях), воздухопроницаемости (непродуваемости ветром), теплостойкости (невыпадания конденсата зимой в комнатах по линиям швов). По способу сопряжения различают стыки на сварке, на петлях и на болтах. Сварные сопряжения широко используемые внутри здания (при условии нормальной влажности воздуха), в наружных панелях могут подвергаться коррозии. Поэтому в настоящее время типовым сопряжением наружных панелей является так называемый замоноличенный стык, обеспечивающий наибольшую жёсткость и прочность сопряжения, а также надёжную защиту от коррозии.
Горизонтальный стык наружных стеновых панелей решают с устройством в верхней грани панели «водоотбойного зуба», а на внутренней стороне верхней грани панелей четверти для опирания панелей перекрытий. Водоотбойный зуб не устраивается в однослойных легкобетонных панелях толщиной более 300мм. Ширину опорной части в несущих наружных стенах принимают 110мм (заделка перекрытия на 80мм), а в самонесущих стенах соответственно 50мм с заделкой перекрытия на 30мм. Между торцом панели и стеновой панелью укладывают для устранения мостика холода утепляющие вкладыши из пенополистирола или из минеральной ваты, обёрнутой пергамином. Панели наружной стены и перекрытий соединяют одним из способов: сваркой закладных деталей, соединением скобами и др., с тщательным замоноличиванием бетоном.
Перед установкой наружных стеновых панелей следующего этажа на водоотводный зуб нижней панели укладывают герметизирующую прокладку, а на заделываемый край панели перекрытия – слой раствора. После установки верхней панели герметик с наружной стороны покрывают нетвердеющей мастикой, а шов с внутренней стороны заделывают раствором с расчеканкой.
По расположению стыки различают вертикальные и горизонтальные. Вертикальные стыкипо способу связей панелей между собой разделяют на упругоподатливые и жёсткие (монолитные).
При устройстве упругоподатливого стыка панели соединяются с помощью стальных связей, привариваемых к закладным деталям стыкуемых элементов. В паз, образуемый четвертями, входит на глубину 50мм стеновая панель внутренней поперечной стены. Соединяют панели с помощью накладки из полосовой стали, привариваемой к закладным деталям панелей. Для гермитизации стыка в его узкую щель заводят уплотнительный шнур гернита на клею или пороизола на мастике. С наружной стороны стык промазывают специальной тиоколовой герметизирующей мастикой. 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 тяжёлым бетоном.
Недостаткеом упругоподатливых стыков является возможность коррозии стальных связей и закладных деталей. Проникающая в щель атмосферная или конденсационная влага разрушает нижнюю поверхность закладной детали.
Более надёжными в работе являются жёсткие монолитные стыки. Прочность соединения между стыкуемыми элементами обеспечивается замоноличиванием соединяющей стальной арматуры бетоном. Между замоноличенной зоной стыка и герметизацией образована вертикальная воздушная полость, которая служит дренажным каналом, отводящим попадающую внутрь шва воду с выпуском её наружу на уровне цоколя.
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 389; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!