Смкд сборное монолитное каркасное домостроение

Сборные железобетонные конструкции и монолитные ЖБИ — базовый элемент современного строительства. Две эти технологии используются для возведения зданий, устройства фундаментов, строительства мостовых переходов, дамб, тоннелей, авиадуков, сетей коммуникаций и других инженерных сооружений.

Распространённость железобетонных конструкций ЖБК в строительстве объясняется их эксплуатационными свойствами. Монолитные и сборные железобетонные системы:

• долговечны, огнестойки, отлично сопротивляются негативным факторам внешним среды (снег, дождь);
• воспринимают сжимающие и растягивающие нагрузки без разрушения и получения необратимых деформаций;
• обладают высокой сопротивляемостью динамическим нагрузкам (проезжающие автомобили, железнодорожные составы);
• при возведении зданий из монолитных и сборных железобетонных конструкций дальнейшая эксплуатация этих сооружений не требует значительных денежных средств.

Сборные железобетонные конструкции

Ключевой особенностью сборных жб конструкций является то, что их изготавливают в виде отдельных железобетонных изделий (ЖБИ), транспортируют на стройплощадку и уже здесь собирают в единую конструкцию. Возведение инженерных сооружений при использовании готовых сборных железобетонных конструкций в конечном итоге сводится к последовательному монтажу отдельных жб элементов сборной системы.

Примеры сборных железобетонных конструкций:

• сборные железобетонные лестницы;
• блок-комнаты и блок-квартиры;
• конструкции для устройства канализации;
• шахты лифтов;
• железобетонные стеновые блоки;
• фундаменты;
• каркасы зданий.

Сборный железобетон, а точнее жб изделия, из которых состоят сборные ЖБК конструкции, скрепляются сваркой или проволочной скруткой. Для этого в ЖБИ предусмотрены специальные выступы арматуры — стальные проушины. С их помощью железобетонные элементы надежно скрепляются друг с другом, обеспечивая прочное соединение.

Достоинства железобетонных сборных конструкций

• сжатые сроки возведения, сокращение времени и трудовых затрат на стройплощадке;
• строительство железобетонных конструкций практически не зависит от погодных условия;
• сборные ж б конструкции возможно изготовить с внешней отделкой (придать фактуру, отделать плиткой) в заводских условиях и не проводить отделочные работы на объекте;
• конструкции из сборного железобетона можно оперативно вводить в эксплуатацию, так как время на набор прочности бетона не требуется.

Недостатки сборных жб конструкций

• стоимость сборных конструкций из железобетона на 60-100% дороже, чем монолитное строительство;
• при возведении железобетонных зданий требуется тяжелая грузоподъемная техника;
• необходимость заделки стыков и швов при строительстве здания из сборных железобетонных изделий;
• возведение конструкций из жби имеет ограничения по массе и размерам;
• сборный железобетон в строительстве отличается низкой устойчивостью к динамической нагрузке.

Сборные бетонные сооружения оправданы в случае, если в конкретных условиях строительства конструкции из ЖБИ — максимально эффективный вариант; если требуется большое количество однотипных элементов, а максимальная масса каждого не превышает 10 тонн; если сроки строительства поджимают.

Сборно-монолитный каркасс: технология, особенности проектирования, эффективность

| 15 Февраля 2011

Основой сборно-монолитной технологии является несущий каркас, состоящий из обычных и преднапряженных железобетонных элементов заводского изготовления, таких как колонн, ригелей, пустотных плит перекрытий или плит несъемной опалубки. Сборно-монолитная технология позволяет собирать каркасы с большими пролетами между колоннами, что дает возможность реализовать любой творческий замысел по архитектурному решению. Пространственная устойчивость и жесткость каркаса обеспечивается жесткостью узлов сопряжения ригелей с колоннами и диафрагмами жесткости, которые включаются в схему каркаса исходя из результатов расчета. Бетонирование узлов сопряжения ригелей с плитами перекрытия и заполнение швов между плитами бетоном создает жесткий диск перекрытия. Жесткие узлы каркаса обеспечиваются с помощью пропуска горизонтальных арматурных стержней через тело колонны с последующим омоноличиванием.

Основные узлы

Далее будут рассмотрены некоторые типичные узлы крепления элементов сборно-монолитного каркаса. Наиболее распространенными вариантами узла сопряжения колонны с фундаментом являются:

1) соединение через выпуски арматуры;

2) соединение через стакан подколонника.

Из фундамента оставляют выпуски рабочей арматуры, а в нижнем торце колонны устраивают отверстие. Выпуски арматурных стержней заводятся в фундамент на длину анкеровки, а в отверстия в колонне на длину, определяемую согласно расчету. После этого отверстия заполняют обычным или полимерраствором.

Следует отметить, что в случае достаточной толщины плитной части фундамента (по расчету на продавливание), можно отказаться от устройства монолитного подколонника и устанавливать колонну непосредственно на фундаментную плиту, подошву ростверка или фундамента.

Второй вариант (соединение через стакан подколонника) является надежным типовым решением.

Оба узла являются жесткими. Однако наиболее предпочтительным является первый вариант, который имеет такие преимущества, как снижение трудоемкости выполнения подколонника, отсутствие выступающих частей подколонников в подвале здания.

Узел стыковки колонн является контактным стыком, и проектируется в соответствии с указаниями по проектированию данного вида стыков.

Выпуски арматурных стержней верхней колонны заводятся в предварительно устроенные отверстия в торце нижней колонны. Отверстия заполняются обычным раствором или полимерраствором. От типа заполнителя отверстия зависит длина выпусков арматуры.Для сопряжения колонн с ригелями, в теле колонны на уровне перекрытий предусматриваются участки с оголённой арматурой. Стыковка осуществляется за счёт пропуска дополнительных арматурных стержней через тело колонны.

Узел сопряжения является жестким и рассчитывается аналогично узлу монолитных конструкций.

В местах опирания плит перекрытия на ригель, пустоты плит заполняются бетоном на расстоянии 300 мм. Сопряжение ригеля с плитой перекрытия производится с помощью анкерных связей. Крепление анкерной связи к плите выполняется за счет установки анкера в вырезаемом по месту отверстии в плите, с последующим омоноличиванием. Необходимость установки анкерных связей определяется расчетом. И ставится в особых случаях.

При проектировании и строительстве зданий с применением технологии СМК в сейсмоопасных районах при использовании многопустотных плит безопалубочного формования дополнительно осуществляются мероприятия по доработке боковых поверхностей плит с целью создания «монолитных шпонок» во избежание смещения плит относительно друг друга в горизонтальной плоскости.

Узел сопряжения ригеля с несъемной плитой опалубкой аналогичен узлу сопряжения многопустотной плиты с ригелем каркаса, но в этом случае вместо анкерных связей устанавливается надопорная арматура, сечение которой зависит от пролета плиты. В результате диск перекрытия имеет повышенную жесткость и работает по неразрезной схеме. Количество и расположение надопорной арматуры монолитной части плиты определяется расчетом.

Узел сопряжения диафрагмы жесткости и колонны осуществляется через:

1) закладные детали;

2) через петлевые выпуски, предусмотренные в боковых гранях диафрагмы и в колоннах;

3) через комбинацию первого и второго узла (комбинированный узел).

Первый способ является общеизвестным.

Второй является наиболее простым в исполнении. В данном случае колонна и диафрагма имеют выпуски арматуры на сопрягаемых гранях. После установки элементов в проектное положение узел омоноличивается.

Комбинированный узел применяется, в случае если невозможно устройство выпусков на боковой грани колонны, например при создании ядра жесткости здания, когда к колонне подходят 2 и более диафрагм. В данном случае на боковой грани колонны устанавливают закладные детали, а после выемки колонны из опалубки к ним приваривают петлевые выпуски.

Особенности проектирования

Основным преимуществом технологии СМК является то, что она позволяет реализовать любые архитектурно-планировочные решения, а также обеспечит высокую скорость строительства зданий из железобетонных конструкций заводского изготовления. Однако при проектировании следует учитывать и некоторые специфические особенности.

Основными нормативными документами, регламентирующими проектные решения сборно-монолитного каркаса, являются:

СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения»;

Монолитные железобетонные конструкции

Монолитная железобетоннаяконструкция — это технология, при которой элементы здания или сооружения изготавливаются непосредственно на стройплощадке с использованием опалубки, установкой арматурных каркасов и послойной укладкой бетона. После того как бетон наберет достаточную прочность, опалубку удаляют.

Примеры монолитных железобетонных конструкций:

• монолитные фундаменты — сооружение устраивается на опасных грунтах и позволяет избежать изменения геометрии фундамента из-за просадки или вспучивания грунтов;
• плотины — гидротехнические сооружения из монолитного железобетона, выдерживающие колоссальное давление воды и разрушающие гидрологические воздействия — удары — без потери прочности. Плотины из монолитного железобетона, как важная составляющая часть гидроэлектростанций, служат многие годы, обеспечивая электроэнергией целые города;
• несущие стены — монолитный железобетонный каркас, который дополнительно выполняет функции теплоизолирующей и ограждающей конструкции. По прочностным и теплоизоляционных качествам железобетонная стена толщиной в 12 см приравнивается к кирпичной кладке в 25 см, газобетону в 40 см и пенобетону в 63 см;
• монолитные аэродромные и дорожные покрытия — эффективно гасят значительные динамические нагрузки, отлично сопротивляются истирающим воздействиям колес автомобилей и шасси самолетов, обладают превосходными сцепными характеристиками.

монолитный фундамент

плотина

несущая стена

монолитное покрытие

И это далеко не полный перечень сооружений, построенных из монолитных железобетонных конструкций. Из монолитного железобетона выполнено большое количество уникальных строительных объектов: промышленные трубы, путепроводы и тоннели метро, телевизионные башни, атомные реакторы АЭС и множество других сооружений.

Достоинства конструкций из монолитного железобетона

• возведение монолитных ж б конструкций отличается гораздо более низкой стоимостью, нежели строительство из ЖБИ;
• монолитная конструкция не имеет швов и стыков;
• бетонная монолитная конструкция может быть любой формы, массы и размера;
• монолитные железобетонные сооружения отличаются высокой устойчивостью к динамическим нагрузкам.

Недостатки железобетонного монолита

• высокие временные и трудовые затраты на стройплощадке;
• требуется время для набора прочности бетона, поэтому монолитную жб конструкцию вводят в эксплуатацию через определенные сроки;
• в процессе монолитного жб строительства имеются большие объемы «мокрых» работ.

Строительство монолитных конструкций рационально в случае, если будущие здания и сооружения, а также их элементы отличаются большими размерами, массивностью, большим весом (колонны, большие фундаменты, плиты), а также если конструкции имеют сложные формы.

Монолитные железобетонные здания, сооружения, конструкции возводятся при условиях воздействия на них больших динамических нагрузок и т.д.

Сравнительный анализ сборных и монолитных железобетонных конструкций

Различия монолитных и сборных железобетонных конструкций:

• сборные системы имеют существенное преимущество перед монолитными конструкциями — они позволяют внедрять в строительство прогрессивные методики изготовления ЖБК на заводах с использованием современной техники в идеальных условиях для затвердевания бетона;
• материальный аспект — затраты на возведение сборных фундаментов на 50-75 % выше, чем на устройство монолитных конструкций с такими же характеристиками;
• прочностные характеристики — сборный фундамент проигрывает по прочности монолитному;
• использование монолитных конструкций позволяет от 2-х до 5-ти раз снизить расход арматуры по сравнению с аналогичной по характеристикам сборной конструкции.

Монолитные и сборные железобетонные конструкции при всех своих различиях могут использоваться и в тандеме. Часто на монолитный фундамент ставится сборный каркас здания или, наоборот, на сборном фундаменте возводятся монолитные стены.

Достоинства применения монолитных и сборных конструкций из железобетона в строительстве неоспоримы. При относительной простоте изготовления они позволяют возводить жилые, промышленные и общественные сооружения любой сложности.

Повышение эффективности монолитного каркасного жилья

Несмотря на то что монолитный каркас приобрел доверие строителей, его свойства постоянно улучшают: повышают прочность, снижают расход материалов. Для достижения этих целей применяют бетоны более высоких марок. Благодаря этому удается снизить расход арматуры и стоимость постройки. Каркас здания считается эффективным, если армирование превышает 3%.

Монолитную конструкцию оптимизируют следующими способами:

• по марке бетона;
• по сечению железобетонных компонентов;
• по проценту армирования в бетоне.

При возведении монолитного здания руководствуются способом, который предполагает заглубление коробки сооружения на 2 этажа. При помощи этого метода удается сделать конструкцию максимально надежной, т.к. нагрузки передаются высокопрочным пластовым почвам.

Несмотря на эффективность, эта технология редко применяется при возведении домов высотой до 3 этажей включительно. Причина заключается в высокой стоимости такого строения (сооружение деревянной опалубки, применение дорогостоящей техники и пр.). При обустройстве невысоких зданий чаще применяют сборные каркасы, которые обладают достаточной прочностью, при этом стоят намного дешевле.

Монолитный каркас представляет собой технологию строительства зданий, при которой строение возводят из бетона с армированием стальными прутьями. Такое сооружение обеспечивает повышенный уровень прочности и долговечности, обходится сравнительно недорого. Раньше технология монолитно-каркасного строительства из бетона использовалась в основном в промышленной и коммерческой сферах, сегодня же все чаще таким образом возводят частные дома и коттеджи.

Основное преимущество монолитного каркаса – равномерное распределение нагрузок между бетонными колоннами, которые усилены стальной арматурой. После заливки бетоном каркас становится прочной монолитной конструкцией, в которой вся несущая нагрузка приходится на колонны, балки и перекрытия. Железобетонные здания считаются наиболее надежными, крепкими и стойкими.

При условии верного выбора и проектирования фундамента ЖБ коробка способна простоять максимальный срок, демонстрируя прекрасные эксплуатационные свойства и наилучшие технические характеристики.

Основанием для дома из бетона может служить плитный, ленточный или свайно-винтовой фундамент, который выбирают в соответствии с такими факторами: структура и характеристики грунта, особенности рельефа территории, несущая способность почвы, расчетные нагрузки и масса здания, уровень залегания грунтовых вод, конструктивные и технические особенности архитектурного проекта.

Благодаря особенностям технологии проекты домов из железобетона могут быть самыми разными – тут есть возможность реализовать любую задумку, использовать самые разные материалы (стекло, кирпич, дерево и т.д.), экспериментировать с различными элементами. Большинство современных коттеджей необычных форм и конфигураций создают с использованием монолитно-каркасной технологии.