Объемные конструкции из монолитного железобетона.

Проектирование и возведение гражданских зданий из монолитного железобетона является одним из новых и экономических направлений индустриального строительства.
Наряду с полносборными, дома из монолитного железобетона все шире входят в повседневную практику строительства, особенно в сейсмических районах. Это объясняется следующими обстоятельствами:

- архитектурно-планировочные возможности домов из монолитного железобетона весьма разнообразны. Использование зданий этой системы дает возможность архитектору решать задачи, которые не под силу решить из стандартных сборных изделий (блочных, панельных и др.);

- здания из монолитного железобетона обладают большей прочностью и жесткостью по сравнению с панельными, поскольку в них отсутствуют стыки.
Рабочая арматура в таких конструкциях надежно заделана в стенах и не подвержена коррозии. Прочностные характеристики бетона используются наиболее полно. Отсутствие стыков благоприятно сказывается и на водо-, тепло-, воздухо- и звукоизоляции помещений.

Дома из монолитного железобетона можно возводить в районах, не имеющих развитой индустриальной базы. Инвентарные устройства, применяемые для возведения монолитных домов, дешевле технологического оборудования ДСК и не занимают производственных площадей, требуемых для сборных конструкций.

Перенесение технологических процессов на строительную площадку имеет следующие недостатки: зависимость строительства от климатических условий; необходимость выполнения отделочных и санитарно-технических работ на площадке; невозможность получения высокого качества отделочных работ.

В практике современного строительства отсутствуют здания, выполненные полностью из монолитного железобетона. Если в здании несущие и ограждающие элементы изготовлены монолитными и в них вмонтированы сборные лестничные марки и площадки, то его условно считаются монолитными. Если в здании в дополнение к лестничным маршам и площадкам часть стен или стены и перекрытия, или только перекрытия выполняют сборными, его считают сборно-монолитным.

Конструктивные системы зданий из монолитного железобетона в зависимости от формы опирания перекрытий могут быть: с поперечными несущими стенами; с продольными несущими стенами; комбинированной системы, при которой перекрытия опираются в продольном и поперечном направлениях.

Комбинированная система обеспечивает наибольшую несущую способность и жесткость, поэтому применяется для зданий повышенной этажности (16 и более), а также при строительстве в районах сейсмичностью 7-9 баллов.

Конструктивная система из монолитного железобетона во многом зависит от типа технологического оборудования, применяемого при строительстве.
При возведении зданий из монолитного железобетона используют различные типа опалубки.

При объемно-переставной опалубке монолитными выполняют стены и перекрытия, а опалубку после твердения бетона передвигают в направлении продольных или поперечных стен.
Иной вид опалубки с движением вверх – скользящая щитовая. В этом случае наиболее эффективен технологический процесс, при котором первоначально выполняют вертикальные элементы здания – наружные и внутренние стены. При строительстве в стенах оставляют отверстия, используемые затем в качестве опорных участков для плит перекрытий. При этом могут выполняться, плиты балконов и лоджий могут выполняться: монолитными, тогда устанавливают щитовую опалубку с заведением арматуры в опорные пазы; сборными, тогда плиты выполняют специальной формы и заводят в опорные отверстия.

В домах из монолитного железобетона применяют одно-, двух-, и трехслойные наружные стеновые панели, бетонные блоки различных типов.
Для однослойных панелей используют теплоизоляционные материалы, выбираемые в зависимости от требуемой несущей способности и теплоизоляции. Стены из этих материалов имеют декоративный и отделочный слой толщиной 20 мм для наружных стеновых панелей и 30 м – для цокольных. Для внутреннего отделочного слоя используют раствор объемной массой 1600 кг/м3, марки – не ниже марки бетона.

Если декоративный слой не применяют, легкий бетон наружных стен должен иметь требуемую для данной области морозостойкость, а также быть водонепроницаемым.
В навесных наружных стенах при слоистом решении теплоизоляционный материал располагают с внутренней стороны.
Декоративно-защитный наружный слой наносят после окончания работ оштукатуриванием.

Для устройства внутреннего теплоизоляционного слоя применяют блоки из пористых пластмасс, ячеистого бетона, жестких минераловатных плит. При устройстве внутреннего слоя необходимо соблюдать противопожарные требования, а также принимать меры, предотвращающие возможность коррозии бетона и арматуры.

Несущие слои соединяют между собой гибкими связями аналогично панелям наружных стен. Для таких связей применяют сортовые горячекатаные стали (ХНДП и ХНДШ), обладающие повышенной коррозионной стойкостью.

В случае применения для связей обычной стали необходимо предусмотреть надежную антикоррозионную защиту, например в виде покрытий из цинка слоем толщиной 1 мк. Связи устраивают как конструктивные, их располагают по высоте в швах между панелями утеплителями.

В стенах подобной конструкции устраивают жесткие связи в виде перемычек в местах обрамления и балконных проемов, толщина которых для 1-2 климатических районов не должна превышать 5 см для предотвращения создания мостиков холода.
Жесткие связи позволяют включить в работу стены оба слоя. В этом случае наружный и внутренний несущие слои следует выполнять из легкого бетона для исключения возможности создания мостиков холода.

Внутренние стены – основной несущий элемент для зданий с поперечными несущими стенами и комбинированной системы.
К конструкциям внутренних стен предъявляются требования прочности, жесткости, звукоизоляции. Они обусловливают толщину основных несущих конструкций.
Достаточно сложны стены лестничных клеток, в которых устраивают закладные детали для лестничных площадок.

Плиты перекрытия – конструкция зависящая в больше степени, чем другие, от типа технологического оборудования. В зданиях из монолитного железобетона перекрытия могут быть опертыми по двум, трем и четырем сторонам. При каркасной безригельной схеме плиты опираются на четыре колонны.
Перекрытия могут быть монолитными, сборными и комбинированными. Монолитные перекрытия наиболее рациональны, так как технология их изготовления непрерывна.
Использование сборных изделий для перекрытий, а также сборно-монолитных конструкций, вызывается технологической необходимостью для некоторых типов опалубки и способствует снижению трудоемкости строительства.

Применение сборных конструкций сопряжено с необходимостью увеличения грузоподъемности подъемно-транспортных механизмов и изготовления нетиповых изделий.
Сложным является устройство плит балконов и лоджий в стенах зданий из монолитного железобетона. Они могут выполняться монолитными одновременно с плитами перекрытий. В этом случае их соединяют с арматурным каркасом панелей перекрытий общими рабочими стержнями.

В случае применения сборной плиты балкона (лоджии) в монолитной стене здания оставляют отверстия, в которые заводят закладные детали, закрепленные на арматуре несущего слоя стены или арматуре перекрытия.
Плиту лоджии пролетом 6 м и более следует опирать на наружную стену и рассчитывать как консоль. Плита должна быть сконструирована таким образом, чтобы верхний опорный момент воспринимался верхней арматурой.

Элементы зданий из монолитного железобетона находятся постоянно (с момента изготовления) в рабочем положении, т.е. не испытывают транспортных, монтажных и иных побочных нагрузок. Это снижает расход стали по сравнению с расходом стали в полносборных домах.

Практика строительства выработала основные принципы армирования стен домов из монолитного железобетона. Рабочую конструктивную вертикальную арматуру устанавливают в местах пересечения несущих стен в основном для исключения трещинообразования в углах. С этой же целью вертикальные каркасы устанавливают в местах изменения толщины стен на грани оконных и дверных проемов. В горизонтальных рабочих швах и в бетонных стенах при строительстве в сейсмических районах горизонтальную арматуру устанавливают по расчету в простенках, как поперечную арматуру.
Надпроемные и подпроемные перемычки армируют аналогично панелям внутренних стен. В надпроемных перемычках устанавливаются вертикальные каркасы, в которых поперечные стержни воспринимают изгибающий момент, а вертикальные – поперечную силу. Для вертикальных каркасов используют арматурную сталь классов АII, АIII. Для ненесущего слоя можно использовать круглую сталь класса АI.

Для армирования стен можно применять крупноразмерные сетки из стали класса ВI, которые при помощи стержней объединяют в пространственные каркасы. При этом надпроемные перемычки армируют плоскими каркасами.
Двойные каркасы должны объединяться в пространстве.

Домостроение из монолитного железобетона имеет существенные преимущества по сравнению с наиболее распространенным в настоящее время сборным индустриальным домостроением.
Наибольшая экономическая эффективность в монолитном домостроении достигается в сейсмических районах. Весьма эффективно улучшаются технико-экономические показатели монолитных домов при переходе к комплексному использованию во всех несущих и ограждающих конструкциях легкого бетона. Это обеспечивает снижение веса здания до 40 %, расхода бетона на 10-12 %, цемента на 5-7 % в результате уменьшения сечений и марок бетона, а также улучшает микроклимат в помещениях.