Применение эффуктивных материалов и конструкций зданий и сооружений

 

Рис. 8. Конструкции наружных и внутренних стен в системе монолитных оболочек из торкретбетона

Рис. 9. Узлы сопряжения стен в системе монолитных оболочек из торкретбетона

 

3.5. С целью улучшения условий эксплуатации балконов и повышения их надежности предложено опирать их на боковые стенки трехслойной конструкции, являющиеся продолжением внутренних поперечных стен, с устройством необходимых по условиям теплоизоляции разрывов в вертикальных бетонных оболочках.

3.6. В качестве оставляемой  опалубки для образования оконных  и дверных проемов предлагается  использовать деревянные оконные  и дверные коробки.

При использовании деревянных коробок требуемая огнезащита пенополистирола  обеспечивается путем установки по контуру проемов минераловатных вкладышей. При этом по краям проемов устанавливают вертикальные арматурные каркасы с раскосной решеткой, а над и под проемами - арматурные стержни.

 

Перекрытия  и покрытия (рис. 9, 10, 11)

 

3.7. Трехслойное перекрытие  рекомендуется выполнять из несущей  ребристой железобетонной плиты  с продольными ребрами сечением 60´150 (h) cм через 600 мм и скорлупой толщиной 40 - 60 мм (за счет продольных гофров), жестких минераловатных плит толщиной 200 мм (включая рифления или гофры) или минераловатных вкладышей толщиной 30 мм (в местах устройства ребер) и подвесной железобетонной плиты с гофрированной верхней поверхностью толщиной 30 - 50 мм.

В качестве оставляемой  опалубки для междуэтажных перекрытий и покрытия используют унифицированные  блоки шириной 600 мм (доборные - меньшей  ширины), длиной 2,4 - 3,3 м (в зависимости  от пролета, определяемого расстоянием  между поперечными несущими стенами), толщиной 200 мм из гофрированных минераловатных плит, заключенных в сварную клетку из оцинкованной проволоки. Соединительными стержнями по полю минераловатной панели протыкают ее и сваривают стержни с проволочными сетками. Блоки целесообразно устанавливать с разрывами, в которые закладывают сварные каркасы, соединяемые на опорах арматурными стержнями, располагаемыми по верху каркасов смежных пролетов. После торкретирования оставляемой опалубки снизу и замоноличивания сверху образуются трехслойные перекрытия и покрытия с раздельно работающими слоями, что повышает их звуко- и теплоизолирующую способность.

3.8. В выступающих частях  перекрытий над 5-ым этажом  и в покрытии мансарды (а также  в ее наклонных стенах) при  недостаточном их термическом сопротивлении устраивают дополнительный слой из минераловатных плит.

 

Рис. 10. Конструкция  перекрытий в системе монолитных оболочек из торкретбетона

Рис. 11. Узлы соединения поперечных внутренних стен с перекрытиями в системе монолитных оболочек из торкретбетона

 

3.9. В покрытии мансарды (рис. 12) минераловатные плиты дополнительного утепления следует располагать между элементами деревянной обрешетки, крепящейся к заложенным в верхней ж.б. скорлупе деревянным пробкам. Устанавливаемые вдоль уклона (в поперечном направлении) деревянные лаги имеют высоту, превышающую толщину утепляющего слоя, за счет чего образуется вентилируемое пространство.

3.10. Рекомендуются следующие  варианты конструкций пола в  междуэтажных перекрытиях:

Вариант 1 - линолеум с тепло-звукоизолирующей основой на мастике по жесткой древесноволокнистой плите, укладываемой на черный дощатый пол по деревянным лагам и упругим древесноволокнистым прокладкам;

Вариант 2 - паркетная доска или щит по деревянным лагам с упругими древесноволокнистыми прокладками.

3.11. Для временного  закрепления и повышения устойчивости  оставляемой опалубки стен и  перекрытий при производстве  работ, повышения устойчивости  спаренных ж.б. скорлуп, обеспечения  неразрезности стен и перекрытий и увеличения степени их пространственного взаимодействия, а также повышения надежности защиты зданий от прогрессирующего обрушения при возможных чрезвычайных ситуациях необходимо во всех пересечениях стен и перекрытий устанавливать сварные плоские и пространственные каркасы, соединяя их путем сварки.

3.12. Рекомендуется использовать  в конструкциях минераловатные  плиты с объемной массой 80 кг/куб.м,  коэффициентом теплопроводности 0,04 Вт/(м°С) в наружных ограждениях  и объемной массой 100 кг/куб.м - во внутренних стенах и перекрытиях, а также плиты из пенополистирола марки ПСБ-С объемной массой 40 кг/куб.м и коэффициентом теплопроводности 0,05 Вт/(м°С).

3.13. По условию обеспечения  пожарной безопасности несущих  и ограждающих конструкций надстройки  большую часть элементов оставляемой опалубки из плит пенополистирола, используемых зарубежными фирмами, целесообразно заменять элементами из минераловатных плит. Для повышения огнестойкости при использовании пенополистирола в наружных и внутренних стенах увеличивают толщину защитных бетонных слоев, а в местах пересечений продольных и поперечных стен и в уровнях перекрытий, а также по контуру оконных и дверных проемов устанавливают минераловатные вкладыши. Толщина защитного слоя бетона для продольной арматуры сварных каркасов в железобетонных слоях несущих стен и нижних железобетонных слоях перекрытий при их толщине не более 50 мм необходимо принять не менее 15 мм (до оси рабочей арматуры).

3.14. Система спаренных  оболочек, используемых в несущих  стенах и перекрытиях, нуждается в проведении дополнительных исследований и разработок. Их цель - обеспечение и более точный учет степени взаимодействия тонких железобетонных слоев при различных типах соединительных элементов и характеристиках оставляемой опалубки, а также выявление соответствующих им параметров термического сопротивления и звукоизоляции.

 

4. Система с  применением металлического каркаса  из гнутого профиля

 

4.1. В качестве прототипа  при разработке указанной системы  легких конструкций приняты конструктивные  решения ассоциации "Центр новых строительных технологий" (г. Саратов) и ОАО "ТИГИ-КНАУФ" (г. Красногорск Московской обл.), которые необходимым образом откорректированы с целью применения их при надстройке до 3-х этажей 5-ти этажных домов серий 1-510, 1-511 и 1-515. Эти дома принадлежат к конструктивной системе с тремя продольными несущими стенами и шагом опирания перекрытий, равным 6 м.

4.2. Строительные конструкции  из стального гнутого профиля  обладают на единицу объема  наибольшей несущей способностью  по сравнению с конструкциями из традиционных строительных материалов. Поэтому они весьма эффективны в качестве несущей основы легких конструкций как наружных, так и внутренних ограждений надстраиваемых этажей жилых зданий. Металлические конструкции из гнутого профиля, имеющие по сравнению с металлопрокатом меньшую толщину стенок и соответственно пониженную массу, обладают необходимой долговечностью в жилом здании.

4.3. Рекомендуется принимать  наибольшие габаритные размеры  монтажных элементов, соединяемых  на монтаже в проектную конструкцию, не превышающими 3 м и массой 100 кг. Это позволяет осуществлять надстройку этажей без отселения жильцов, поскольку не требуется использования башенных и мобильных кранов.

4.4. Стойки металлического  каркаса надстраиваемых 6, 7 и мансардного этажей рекомендуется выполнять из гнутого замкнутого профиля - 150´100´8 мм , размещенного в простенках между окнами по осям продольных несущих наружных и внутренней стен основного здания. Большинство стоек располагают внутри указанных стен, а по три на каждом этаже, находящиеся в зоне расширения корпуса, - внутри поперечных перегородок. При этом все стойки каркаса со стороны внутренних помещений облицовывают двумя слоями огнестойких гипсокартонных листов ГКЛО

4.5. Собственный каркас  наружных стен, а также поперечных перегородок, рекомендуется выполнять из тонкостенных гнутых С-образных профилей 75´50´0,6 мм, а внутренних стен - из аналогичных профилей 150´40´0,8 мм. Шаг размещения стоек высотой на этаж не свыше 625 мм, поскольку ширина стандартных листов ГКЛО 1250 мм. 

Рис. 12. Устройство скатной крыши в системе монолитных оболочек из торкретбетона

 

Снизу и сверху стойки С-образного сечения следует объединять в единую конструкцию горизонтальными профилями U-образного сечения . Тонкостенные стойки и горизонтальные элементы соединяют между собой винтами-саморезами М4. Боковые стенки каркаса стен закрепляют к стойкам основного каркаса 150´100´8 винтами-саморезами М5. В навесных наружных стенах эркеров основными стойками каркаса могут быть элементы из замкнутого гнутого профиля 80´80´4 мм.

4.6. Наружные стены  толщиной 235 мм (рис. 14) включают:

- два слоя гипсокартонных  листов ГКЛО толщиной 12,5 мм (с  заключенной между ними пароизоляцией  из полиэтиленовой пленки), которые  закреплены винтами-саморезами к  металлическому каркасу;

- слой утеплителя толщиной 200 мм из полужесткой минераловатной плиты с каменным волокном плотностью γ = 80 кг/куб.м и с коэффициентом теплопроводимости λ = 0,04 Вт/(м °С);

- крепление утеплителя  к металлическому каркасу с  помощью металлических анкеров  из нержавеющей стали или деревянных  кронштейнов (рис. 15);

- защитно-декоративный  штукатурный слой толщиной 10 мм;

Наиболее предпочтительны  из анкеров - кронштейны из антипирированной и антисептированной древесины, как наиболее дешевые и технологичные.

4.7. Внутренние стены  толщиной 200 мм и поперечные перегородки  толщиной 100 (рис. 13) мм рекомендуется выполнять из гипсокартонных листов ГКЛО толщиной 12,5 мм и металлического каркаса из тонкостенных профилей, между стойками которого размещают звукоизоляционный слой из полужесткой минераловатной плиты П-100 плотностью 100 кг/куб.м .

4.8. Могут быть выполнены  две основные конструкции облегченных монолитных перекрытий надстройки - коробчатые с засыпными пустотами (рис. 14) и слоистые с т.н. "плавающим полом" (рис. 16).

Перекрытия с засыпными  пустотами бетонируют у торцов безригельных стоек металлического каркаса, используя  для этой цели сборно-разборную опалубку. При возникновении трудностей с  применением опалубки выполняют вторую конструкцию перекрытий - сплошную, которую рекомендуется бетонировать по профнастилу, укладываемому на металлические ригели стоек каркаса.

Засыпка, заполняющая  пустоты перекрытий, разбивая звуковую волну, способствует повышению звукоизолирующих качеств этих конструкций примерно на 2 дБ по отношению к воздушному шуму, что позволяет снизить бетоноемкость и высоту перекрытий.

С той же целью используют "плавающий пол" в слоистых перекрытиях, который бетонируют по звукоизоляционной прослойке.

 

Рис. 13. Пример установки стоек каркаса надстройки, а также наружных и внутренних стен в системе с металлическим  каркасом из гнутого профиля

 

В качестве покрытия пола в обеих конструкциях рекомендуется использовать линолеум на теплозвукоизоляционной подоснове.

4.9. Монолитные перекрытия  с засыпными пустотами толщиной 220 мм включают верхний и нижний  железобетонные слои толщиной 55 мм из бетона класса В15, овальные пустоты размерами 420´110 мм, заполненные сыпучим материалом. Шаг пустот 500 мм, толщина ребер между ними 80 мм, приведенная толщина бетона в перекрытиях 139 мм. В качестве сыпучего материала используют керамзитовый гравий плотностью γ = 450 кг/куб.м. Для удобства бетонирования перекрытий засыпной материал затаривают в заводских условиях в полиэтиленовые мешки необходимого размера, применяя для этой цели объемный дозатор. Затем метки запаковывают и после подпрессовки отправляют на стройку.

4.10. При необходимости устройства слоистых перекрытий к торцам стоек каркаса следует приваривать поперечные ригели из замкнутого гнутого профиля - 230´100´8 мм и одновременно для обеспечения пространственной жесткости металлического каркаса - продольные ригели из аналогичного профиля 160´8´7 мм.

Изгибаемые ригели 230´100´8 мм максимальной длиной 14,4 м сваривают на стройке из монтажных элементов длиной 2,88 м и массой порядка 100 кг, причем места стыковки проходят вблизи нулевых точек по эпюре моментов.

4.11. Несущая часть слоистых перекрытий, укладываемая по профнастилу высотой 60 мм из бетона класса В15, ребристая. Высота несущей части 100 мм, приведенная высота бетона 60 мм. На несущей части рекомендуется укладывать звукоизоляционную прослойку из полужесткой минераловатной плиты П 100 плотностью 100 кг/куб.м, а на ней сверху бетонируют основание пола толщиной 40 мм из цементно-песчаного раствора М 100. Основание пола не должно иметь жестких контактов с другими конструкциями. 4.12. Рекомендуемая конструкция скатной крыши над мансардным этажом (рис. 17):

- подвесной потолок  из гипсокартонных листов ГКЛО  толщиной 15 мм;

- основные стропильные  конструкции из металлических  замкнутых гнутых профилей 180´125´6 мм и 150´100´8 мм;

- вспомогательные стропильные  конструкции из тонкостенного  швеллерного профиля 150´40´0,8 мм;

- закрепленные на стропильных  конструкциях деревянные брусья;

- слой утеплителя толщиной 230 мм из полужесткой минераловатной плиты с каменным волокном плотностью γ = 80 кг/куб.м и с коэффициентом теплопроводности λ = 0,04 Вт/(м.град.С);