Лекция 2. Крупнопанельные здания стеновых конструктивных систем

2.1. На­ружные и внутренние стеновые панели.

2.2.Устройство связей между бетонными слоями панелей.

2.3Устройство стыков наружных стеновых панелей

 

 

2.1. На­ружные и внутренние стеновые панели.

 

Крупнопанельными называют здания, монтируемые из заранее изготовленных на заводе крупноразмерных плит, называемых панелями, из которых собирают наружные и внутренние стены, перекрытия, перегородки, балконные площадки, специальные конструкции (приборы отопления, санитарно-технические кабины). Все эти сборные элементы изготавливают на заводах, должны иметь повышенную заводскую готовность – отделанные наружные и внутренние поверхности, вмонтированные окна и двери.

Панели классифицируются по следующим признакам:

- назначению в зависимости от вида здания: для жилых и общественных зданий; для производственных зданий и сооружений промышленных и сельскохозяйственных предприятий;

- условиям работы: для отапливаемых и неотапливаемых зданий и сооружений; при неагрессивной, слабо- и среднеагрессивной степени воздействия газообразной среды на панели;

- восприятию нагрузок: несущие; ненесущие.

Ненесущая панель — панель, не предназначенная для опирания на нее конструкций здания (кроме оконных и дверных блоков и легких межоконных вставок). Несущая панель — панель, предназначенная для опирания на нее конструкций здания;

типу разрезки: однорядные; полосовые;

- числу основных слоев: однослойные (рис. 5.35); слоистые или многослойные (при числе основных слоев — два и более) Слоистые панели могут быть сплошными (без воздушных прослоек) и с воздушными про­слойками. Панели с воздушной прослойкой, расположенной за наружным слоем, в дальнейшем име­нуются панелями с экраном.

Однослойная панель — панель, имеющая один основной слой, выполняемый из бетона одно­го вида.

Основные слои панели — все слои по толщине панели, в том числе теплоизоляционный слой и наружный экран, за исключением наружного декоративного или защитно-декоративного и внут­реннего отделочного слоев, слоев из рулонного и пленочного материалов и воздушных прослоек.

Панель с экраном — слоистая панель с наружным слоем, расположенным на относе (с воздушной прослойкой), — наружным экраном. Наружные экраны применяют в целях уменьшения климатических воздействий на основную конструкцию стены, для ее водозащиты, вентиляции и по­вышения теплоустойчивости и выполняют из армированного бетона, листовых и других материалов.

Рис. 5.35. Панели наружных стен:

а – однослойная; б – двухслойная; в – трехслойная; 1 – конструктивно-теплоизоляционный бетон; 2 – защитно-отделочный слой; 3 – конструктивный бетон; 4 – эффективный утеплитель.

Слоистая (многослойная) панель — панель, имеющая несколько основных слоев, выпол­няемых из бетона или из бетона и небетонных теплоизоляционных материалов и изделий, в том чис­ле панель с экраном.

Сплошная панель — панель без воздушных прослоек и пустот.

Теплоизоляционный слой — один из основных слоев слоистой панели, предназначенный для выполнения теплоизоляционных функций. Теплоизоляционный слой в двухслойных панелях сплош­ного сечения выполняется из теплоизоляционного или конструкционно-теплоизоляционного бетона, в трехслойных — из небетонных теплоизоляционных изделий и материалов или из теплоизоляцион­ного бетона. Теплоизоляционный слой панели может выполняться из нескольких слоев теплоизоля­ционных изделий и материалов одного или разных видов.

Трехслойная панель — слоистая панель, имеющая три основных слоя. Трехслойная панель сплошного сечения имеет наружный и внутренний армированные бетонные слои и расположенный между ними теплоизоляционный слой. Трехслойная панель с экраном имеет внутренний армирован­ный бетонный, теплоизоляционный слой и наружный экран;

- типам панелей (в зависимости от назначения в здании и

количества основных слоев):

- для надземны х этажей: 1НС – однослойная; 2НС – двухслойная;

3НС - трехслойная

- для цокольного этажа: 1НЦ - однослойная; 2НЦ – двухслойная;

3НЦ-трехслойная

- для чердака: 1НЧ – однослойная; 2НЧ - двухслойная; 3НЧ – трехслойная.

Для панелей с экраном указанные обозначения типов панелей следует дополнить прописной буквой Э, например, 3НСЭ — панель трехслойная с экраном.

Бетонная панель — панель, прочность которой в стадии эксплуатации обеспечивается одним бетоном. Бетонная панель имеет конструктивную арматуру и может иметь расчетную, предназначен­ную для восприятия усилий, возникающих при изготовлении и транспортировании панели и при монтаже стены. Панель считается бетонной, если рабочая арматура имеется только на ограниченных участках (например, в опорных зонах, зонах концентрации напряжений от местной нагрузки).

Двухслойная панель — слоистая панель, имеющая два основных слоя. Двухслойная панель сплошного сечения имеет два армированных бетонных слоя: несущий и теплоизоляционный. Двух­слойная панель с экраном имеет внутренний слой из армированного конструкционно-теплоизоляционного бетона и наружный экран.

Железобетонная панель — панель, прочность которой в стадии эксплуатации обеспечивается совместной работой бетона и арматуры. Железобетонная панель имеет рабочую арматуру и конст­руктивную, а также может иметь расчетную арматуру, предназначенную для восприятия усилий, возникающих при изготовлении и транспортировании панели и при монтаже стены.

Координационные размеры панелей по длине и по высоте должны быть кратны модулю М, равному 100 мм, а по толщине — кратны 1/2М, равному 50 мм, 1/4М, равному 25 мм и 1/5 М, равному 20 мм в соответствии с требованиями ГОСТ 28984.

В соответствии с СТБ 1185-99 «Панели стеновые наружные бетонные и железобетонные для зданий и сооружений» конструктивную длину и высоту панелей следует принимать равными соответствующе­му координационному размеру, уменьшенному (или увеличенному) на величину, зависящую от кон­фигурации и размеров стыковых соединений панелей между собой и со смежными конструкциями здания и устанавливать в проектной документации.

Номинальную толщину внутреннего и наружного слоев трехслойных панелей, включая внутренний отделочный и наружный защитно-декоративный слои из раствора и бетона, следует на­значать не менее, мм:

- 80 - для внутреннего несущего слоя из тяжелого бетона;

- 90 - для внутреннего несущего слоя из легкого бетона;

- 50 - для внутреннего ненесущего слоя из тяжелого бетона;

- 70 - для внутреннего ненесущего слоя из легкого бетона;

- 50 - для наружного ненесущего слоя из тяжелого бетона;

- 60 - для наружного ненесущего слоя из легкого бетона;

- 65 - для наружного несущего слоя из тяжелого бетона;

- 80 - для наружного несущего слоя из легкого бетона.

В случаях, предусмотренных проектной документацией, панели могут иметь:

- выступы, вырезы, штрабы, стальные закладные и накладные изделия и другие конструктив­ные элементы, предназначенные для опирания панелей на конструкции здания, а также для закреп­ления элементов примыкающих конструкций;

- углубления и вырезы в торцевых зонах и в других местах примыканий к панелям смежных кон­струкций, предназначенные для образования шпоночного соединения после замоноличивания стыков;

- арматурные выпуски, стальные закладные изделия и другие конструктивные элементы для соединения панелей между собой и со смежными конструкциями здания, детали для крепления санитарно-технических и электротехнических устройств и оборудования;

- вырезы, углубления, пробки и "четверти" по контуру проемов окон и дверей для надежного закрепления коробок, подоконных досок и замоноличивания стыков;

- внутренние каналы, замоноличенные пластмассовые или резиновые трубки (пустотообразователи) и закладные элементы для скрытой сменяемой электропроводки, гнезда и отверстия для ус­тановки разветвительных коробок, выключателей и штепсельных розеток, а также отверстия для прокладки других инженерных коммуникаций;

- борозды для замоноличиваемой электропроводки и разветвительных коробок;

- архитектурные детали.

Толщину наружных стен выбирают по наибольшей из величин, полученных в результате статического, теплотехнического и эконо­мического расчетов, и назначают в соответствии с конструктивными и теплотехническими особенностями ограждающей конструкции. Толщину внутренних стен и перегородок назначают в соответствии со статическим и звукоизоляционным расчетом.

В полносборном бетонном домостроении расчетную толщину на­ружных стен принимают 200, 250, 300. 350, 400 мм для панельных и каркасно-панельных зданий.

Понятие "однослойная панель " условно, так как помимо основного бетонного слоя панель содержит наружный защитно-отделочный и внутренний отделочный слои. Фа­садный защитно-отделочный слой легкобетонных панелей выполняют из паропроницаемых декоративных бетонов и растворов, либо из обычных растворов (с последующей заводской окраской), керамических и стеклянных плиток, тонких плит естественного камня, каменных материалов. С внутренней стороны на панель наносят слой раствора плотностью 1800 кг/куб.м толщиной до 15 мм.

Внутренний отделочный слой панели — не основной слой панели, расположенный со сто­роны ее внутренней (обращенной в помещение) поверхности и служащий основанием, по которому производят последующую отделку стены и наносят различные покрытия, предназначенные для за­щитных или декоративных функций. Внутренний отделочный слой панели состоит из следующих одного или нескольких слоев: слоя из раствора, отделочного покрытия, гидро- или пароизоляционного покрытия и других слоев.

Наружный декоративный слой панели — не основной слой панели, расположенный со сто­роны ее наружной (фасадной) поверхности и предназначенный для выполнения только декоративных функций. Наружный декоративный слой панели состоит из отделочного покрытия (например, водоэмульсионных полимерцементных, известково-полимерных составов и красок), наносимого в один или два слоя, или облицовки, придающих поверхности панели требуемый цвет и фактуру и не вы­полняющих защитных функций.

Наружный защитно-декоративный слой панели — не основной слой панели, расположен­ный со стороны ее наружной (фасадной) поверхности и предназначенный для защиты в процессе эксплуатации основных слоев панели от внешних климатических воздействий и выполнения декора­тивных функций, состоящий из раствора или бетона, отделочного или облицовочного покрытия или слоев из других материалов и изделий, выполняющих защитные и декоративные функции.

Наружные стены из панелей однослойной конструкции следует проектировать из конструктивно-теплоизоляционных бетонов на пористых заполнителях с плотностью не более 1000 кг/кубм.

При несущих наружных однослойных стенах из автоклавных ячеистых бетонов толщину стен следует назначать не менее 240 мм и не более 400 мм.

Наибольшая плотность и водонепроницаемость защитно-отделочного слоя достигается при формировании панелей фасадной поверхностью ("лицом") вниз, что гаранти­рует наибольшую прочность сцепления бетона панели с облицовкой.

В панелях, изготавливаемых из ячеистых бетонов, для фасадно-отделочного слоя применяют поризованные растворы плотностью 1300-1400 кг/м³, каменные дробленые материалы, мелкие керамические или стеклянные плитки, либо стойкие синтетические кригки на основе ПВХ или ПВА.

Бетонные панели двухслойной конструкции имеют несущий и утепляющий слои: несущий - из тяжелого или конструктивного бетона, утепляющий - из конструктивно-теплоизоляционного легкого бетона плотной или пористой структуры. Несущий слой толщиной не менее 100 мм располагают с внутренней стороны. Для фасадно-отделочного слоя применяют те же материалы, что и в однослойных. При их изготовлении так­же наиболее целесообразно формирование "лицом" вниз.

Конструктивное армирование двухслойных панелей в целом аналогично применяе­мому для однослойных, но имеет следующие отличия: рабочая арматура перемычек и связевые элементы располагаются в несущем внутреннем слое, а фасадно-отделочный слой дополнительно армируют сеткой. При применении утепляющего слоя крупнопо­ристой структуры, расположенные в нем арматурные элементы защищают от коррозии.

Бетонные панели трехслойной конструкции имеют наружный и внутренний слои из тяжелого или конструктивного легкого бетона и заключенный между ними утепляю­щий слой. Минимальный класс по прочности на сжатие тяжелого бетона В15, легкого – в10. Для, утепляющего слоя применяют материалы с коэффициентом теплопроводнос­ти в пределах 0,04-0,10 Вт/м°С - в виде блоков, плит или матов-стекло и минераловат-Ш.1С плиты, плиты пенополистирола, пеностекла, фибролита. В экспериментальном строительстве для утепления панелей используют заливочные пенопласта, полимеризу-ющиеся в полости панели.

 

2.2.Устройство связей между бетонными слоями панелей.

 

Бетонные слои панелей объединяют жесткими или гибкими связями (рис. 5.36).

 

Рис. 5.36. Схема армирования трехслойной панели с гибкими связями из

отдельных стержней:

1 - каркас перемычки; 2 – подвеска; 3 – распорка; 4 –арматурная сетка

наружного слоя; 5 – подкос.

Кон­струкции гибких связей состоят из отдельных металлических стержней, которые обеспечивают монтажное единство панели при независимости статической работы ее бетон­ных слоев. Гибкие связи не препятствуют температурным деформациям наружного бе­тонного слоя, исключая возникновение температурных усилий в несущем слое. Эле­менты гибких связей выполняют из стойких к атмосферной коррозии низколегирован­ных сортов сталей или из обычной строительной стали с долговечным антикоррозион­ным покрытием. В трехслойных панелях нагрузка от массы наружного бетонного слоя и утеплителя передается через гибкие связи на внутренний бетонный слой. Наружный несущий слой по требованиям долговечности проектируют толщиной не менее 65 мм и армиру­ют стальной сеткой. Вдоль стыковых граней панели и проемов в ней наружный бетон­ный слой утолщают для устройства профилировки стыков и граней проемов. Толщину внутреннего слоя принимают по расчету, но не менее 100 мм по условиям анкеровки в нем стальных связевых элементов (закладных деталей, арматурных выпусков и пр.).

Наряду с гибкими в трехслойных панелях применяют и жесткие связи между бетон­ными слоями в виде армированных ребер из тяжелого или конструктивного легкого бе­тона. Жесткие связи обеспечивают совместную статическую работу бетонных слоев, за­щиту соединительной арматуры от коррозии и простоту изготовления. Но их примене­ние сопровождается появлением теплотехнических недостатков: опасностью выпаде­ния конденсата на внутренней поверхности стен в местах теплопроводных включений (соединительных ребер) при резком похолодании и дополнительными тепдопотерями.

Вариант конструкции трехслойных панелей с от­дельными жесткими железобетонными шпонками между бетонными слоями представлен на рис.5.37.

Для фасадной отделки трехслойных панелей применимы все материалы, использу­емые при изготовлении однослойных.

Трехслойные панели имеют существенные преимущества перед одно- и двухслой­ными. Они заключаются в повышенной водонепроницаемости фасадного слоя, возможности в широком диапазоне менять несущую способность стены (за счет увеличения класса бетона, толщины несущего слоя, или его армирования) и ее теплозащитные ка­чества (за счет применения утеплителей различной эффективности и сечения). Это де­лает конструкцию трехслойной стены универсальной - пригодной к применению в раз­ных климатических условиях и с различными статическими функциями.

Однако до середины 1990-х годов в отечественной домостроительной

Рис. 5.37. Детали сечений трехслойной панели со шпоночными связями: а – армирование стыкового гребня; б – то же, соединительной шпонки; в – подоконных зон; г – надоконных зон.

 

промышлен­ности преобладало производство однослойных панелей. Всвязи

с резким возрастанием нормативных требований к энергосбережению и соответственно к сопротивлению теп­лопередаче наружных ограждающих конструкций однослойные конструкции для боль­шинства климатических районов страны оказались неприемлемыми. Промышленность перестраивается на производство трехслойных панелей. Но и они в большинстве случа­ев оказываются пригодными лишь с самыми эффективными утеплителями (с коэффици­ентом теплопроводности в пределах 0,04...0,06 Вт/м °С). В этом случае из-за увеличе­ния толщины утеплителя толщина стен может возрасти до 350-400 мм (раньше трех­слойные панели имели унифицированную толщину 300 мм для всех районов с расчет­ной энмней температурой до -35°С), что влечет за собой реконструкцию бортовой оснастки форм на домостроительных заводах.

В качестве теплоизоляционного слоя используются: утеплители со средней плотностью не более 400 кг/куб.м; плиты из пеноплистирольного пенопласта; плиты из перлитопластбетона; жесткие минераловатные плиты на синтетическом связующем; плиты теплоизоляционные из штапельного волокна; блоки из ячеистого бетона.

В качестве теплоизоляционного слоя наружных трехслойных стен из листовых материалов рекомендуется применять плиты минераловатные на синтетическом связующем, полужесткие стекловолокнистые плиты.

Цокольные панели однослойные легкобе­тонные предназначены для применения в зданиях с ленточными и свайными фундаментами. Они выполняются из тех же легких бето­нов, что и панели несущих наружных стен.

Толщину цокольных панелей можно принимать на 50 мм меньше толщины наружных стеновых панелей.

Цокольные трехслойные панели проектируют с наружными и внутренними бетонными слоями из тяжелого бетона, между которыми предусматривают утеплитель и жесткие связи (реб­ра из тяжелого бетона). Их применяют в зданиях с ленточными фун­даментами.

Толщина бетонных слоев та же, что и для этажных панелей: на­ружного - не менее 50 мм, внутреннего - 100 мм, а утепляющего слоя - согласно расчету. Утепляющий слой может быть принят из плит цементного фибролита толщиной 50 мм и плит полистирольного пенопласта толщиной 25 мм.

Панели парапета проектируют однослойными из легкого бетона и трехслойными с наружным и внутренним слоями из тяжелого бетона и промежуточным утеплителем.

В однослойных парапетных панелях в верхней части предусмат­ривают четверть для опирания плит покрытия глубиной 120 мм и высотой 450 или 500 мм в зависимости от принятой толщины плиты покрытия. Толщина панелей парапета не должна превышать толщи­ну панелей наружных стен.

Горизонтальные размеры панелей парапета при теплом чердаке могут быть такие же как этажных панелей.

Внутренние стеновые панели проектиру­ются однослойными из бетона на пористых заполнителях, из авто­клавного силикатного и ячеистого бетонов. Допускается применять панели с пустотами.

Толщина внутреннихстен определяется требованиями статичес­койнадежности, огнестойкости и звукоизоляции и принимается в соответствии с СТБ 1151-99 «Панели стеновые внутренние и блоки вентиляционные бетонные и железобетонные для зданий и сооружений»,

Минимальная толщина панелей внутренних стен составляет для несущих стен 100 мм, для ненесущих - 80 мм. Наиболее распростра­нены панели из тяжелого бетона толщиной 160 мм для 5-этажных домов в качестве межквартирных стен, а для 9-этажных в качестве межквартирных и межкомнатных перегородок.

Широкое распространение в настоящее время получили легкобе­тонные панели внутренних стен, где в качестве крупного заполните­ля применяется искусственный керамзитовый гравий. Толщину па­нелей межквартирных внутренних стен из керамзитобетона обычно принимают 180-200 мм.

Проектируемые межквартирные стены из бетонных и железобе­тонных сплошных панелей являются наименее эффективными в от­ношении звукоизоляции, В связи с чем применяются и многопустот­ные панели, позволяющие уменьшить расход материалов при обес­печении равной звукоизолирующей способности. Однако при этом толщина конструкции возрастает до 240 мм.

В практике строительства нашли применение пустотные дегкобе-тонные панели для внутренних межквартирных стен толщиной 240 мм с приведенной толщиной бетона не менее 140 мм. Диаметр пус­тот при этом 140 мм, шаг пустот 200 мм.

Панели внутренних стен могут выполняться из мелкозернистых бетонов плотностью свыше 1800 кг/м³ и толщиной 140мм.

В жилых панельных зданиях несущие стены делятся на попереч­ные и продольные.

В настоящее время в массовом строительстве гражданских зда­ний наибольшее применение получили перекрестно-стеновая конст­руктивная схема с малым шагом поперечных стен и поперечно-сте­новые системы со смешанным или большим шагом Толщину внутренних стен предусматривают для 1 -ой системы -120 и 160 мм, для 2-ой - 160 мм.

 

12	Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: