CC BY
36—-----жилищное ---
СТРОИТЕЛЬСТВО
УДК 666.715.2
А.Б. ВОЗНЮК, главный конструктор, Э.И. КИРЕЕВА, канд. техн. наук, ОАО «ЦНИИЭПжилища» (Москва)
Фасады крупнопанельных зданий из мелкоштучных элементов
Рассмотрены основные типы наружных продольных и торцевых стен из мелкоштучных материалов, приведены требования к конструктивным решениям стен с целью обеспечения их безопасной эксплуатации. Для улучшения влажностного режима предложено решение многослойных наружных стен с вентилируемой воздушной прослойкой. Для большего разнообразия фасадов разработаны предложения по сокрытию торцов перекрытий с помощью специальных, угловых накрывочных фасадных элементов.
Кпючевью слова: гибкая система панельного домостроения (ГСПД), многослойные наружные стены, пустотелый кирпич с утолщенной наружной стенкой, гибкие соединительные связи, вентилируемая воздушная прослойка.
Основная цель гибкой системы проектирования крупнопанельных зданий - обеспечить максимальную изменяемость и взаимосочетаемость конструкций, способствующих разнообразию как архитектурно-планировочных решений квартир, так и внешнего облика зданий и жилых микрорайонов. Одним из изменяемых параметров, влияющих на архитектурную выразительность фасадов крупнопанельных зданий, являются наружные стеновые конструкции.
Опыт строительства крупнопанельных зданий за последнее десятилетие показал, что в крупнопанельном домостроении в качестве наружных ограждений все чаще применяют наряду со сборными трехслойными панелями многослойные стены из мелкоштучных материалов с облицовкой кирпичом. Потребность во взаимозаменяемости решений наружных стен способствовала разработке в ЦНИИЭП жилища серии 222 - 17-этажных крупнопанельных жилых блок-секций с наружными стенами в двух вариантах: из трехслойных железобетонных панелей и из мелкоштучных материалов.
При разработке серии 222 неизменяемой предусмотрена номенклатура внутренних стеновых панелей, плит перекрытий, конструкций лестничных маршей и лифтовых шахт, а изменяемой, точнее взаимозаменяемой, - конструкции наружных стен.
Конструктивная схема серии 222 перекрестно-стеновая, состоящая из сборных железобетонных элементов стен и сборных железобетонных дисков перекрытий с ненесущими наружными стенами из мелкоштучных элементов. Шаг поперечных несущих стен 3 и 4,5 м.
Для устройства наружных стен из мелкоштучных материалов в этой серии со стороны наружных стен дополнительно предусмотрена рамная система, состоящая из сборных железобетонных колонн и балок, соединенная с внутренними несущими конструкциями здания. Принятая система соединений панелей несущих стен между собой, наличие жесткого диска перекрытия и рамной железобетонной конструкции, включенной за счет жестких связей с железобетонными поперечными стенами и плитами перекрытий в общую пространственную работу здания, препятствуют прогрессирующему обрушению здания в случае аварийных ситуаций.
Таким образом, в серии 222 для взаимозаменяемости решений наружных стен в номенклатуру сборных изделий введены дополнительные элементы - пристенные колонны и продольные балки, передающие нагрузку от ненесущих наружных стен на несущие внутренние и способствующие снижению прогибов плит перекрытий при краевой нагрузке от наружных стен.
В другой разработанной институтом серии 220 17-этажных жилых блок-секций принят вариант наружных стен из мелкоштучных материалов с облицовкой кирпичом. В этом случае при шаге поперечных стен 3 и 4,2 м предусмотрены только продольные железобетонные балки, опирающиеся непосредственно на внутренние стеновые панели без устройства дополнительных колонн. Эти балки вдоль фасадов также являются связями, учитываемыми в расчетах на устойчивость здания против прогрессирующего обрушения.
В настоящее время из-за возникших в ряде эксплуатируемых зданий проблем с кирпичной облицовкой наружных стен из мелкоштучных материалов существует ограниченный пакет технических решений, согласованных Мосгос-экспертизой для применения в строительстве, в том числе в крупнопанельных зданиях. Упомянутые технические решения ненесущих наружных стен предусматривают применение ячеисто-бетонных блоков, эффективного плитного утеплителя и кирпичной облицовки.
Институтом совместно с ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко разработан альбом технических решений таких наружных стен для применения в Москве и области, в котором предусмотрены дополнительные мероприятия по безопасной эксплуатации стен, приведены методические рекомендации по устройству горизонтальных и вертикальных температурно-деформационных швов, по армированию кирпичного облицовочного слоя, по защите многослойных стен от внутренней и наружной влаги.
В альбоме рассмотрены два типа решений продольных стен с применением ячеисто-бетонных блоков и один тип торцевых стен и ризалитов:
Тип 1 - трехслойная конструкция продольной стены с внутренним слоем из ячеисто-бетонных блоков у = 500-600 кг/м3, класс бетона В1,5, толщиной 200 мм; средним слоем из полу-
32011
63
Отлив из оцинкованного листа 0,7 мм с полимерньи напылением Костыль стальной оцинкованный 4х50 мм\ шаг 500 мм Вилатерм 0 50
Гидроизоляция
самоклеющаяся: подкладочный ковер типа «Барьер ОС» 2-3 мм
Вкладыш из минераловатной плиты полужесткой, обернутой в пленку
Отлив из оцинкованного листа 0,7 мм с полимерны напылением Костыль стальной оцинкованный 4х50 мм шаг 500 мм Вилатерм 0 50 Герметик
для температурно-деформационных швов
Гибкие связи Сетка
Упругая плитная прокладка
Гидроизоляция
самоклеющаяся: подкладочный ковер типа «Барьер ОС» 2-3 мм
Гидроизоляция
самоклеющаяся: подкладочный ковер типа «Барьер Ос» 2-3 мм
Вкладыш из минераловатной плиты полужесткой, обернутой в пленку
Анкер с рым-болтом шаг 300 мм
Полимерцементный раствор
Лента герметизирующая паронепроницаемая
Минераловатная плита полужесткая, обернутая в пленку
Лента герметизирующая паронепроницаемая
Гидроизоляция
самоклеющаяся: подкладочный ковер типа «Барьер Ос» 2-3 мм
Сетка
Рис. 1. Пример решения трехслойной конструкции продольной стены
жестких минераловатных плит у = 90 кг/м3, наружным облицовочным слоем из пустотелого керамического кирпича (рис. 1).
Тип 2 - двухслойная конструкция продольной стены с внутренним слоем из ячеисто-бетонных блоков у = 450 кг/м3, класс бетона В1,5, толщиной 500 мм, и наружным облицовочным слоем из пустотелого керамического кирпича.
Тип 3 - трехслойная конструкция торцевой стены и ризалитов с внутренним слоем в виде монолитной несущей железобетонной стены, средним утепляющим слоем из полужестких минераловатных плит у = 90 кг/м3 и наружным облицовочным слоем из керамического кирпича (рис. 2).
Во всех типах стен наружный облицовочный слой принят из пустотелого керамического кирпича по ГОСТ 5302007 «Кирпич и камень керамические. Общие технические условия» с утолщенной наружной стенкой или с пустотно-стью до 13%, толщиной 120 мм, марка кирпича по прочно-
Рис. 2. Пример решения трехслойной конструкции торцевой стены
сти М100, по морозостойкости F75-F100. Размер утолщенной наружной стенки должен быть не менее 25 мм при выполнении расшивки растворных швов заподлицо со стеной.
В разработанных решениях в целях обеспечения безопасной эксплуатации наружных стен облицовочный слой кладки полностью опирается на перекрытие.
В этих же целях для защиты опорной зоны стен и горизонтальных температурно-деформационных швов в уровне каждого этажа предусмотрены водоотбойники из оцинкованной стали.
Одним из требований к наружным стенам из мелкоштучных материалов является необходимость учета неблагоприятных условий работы кирпичного облицовочного слоя, подвергающегося температурно-влажностным деформациям.
В результате температурных колебаний в кирпичном облицовочном слое из-за изменения длины и объема материа-
—-----жилищное ---
СТРОИТЕЛЬСТВО
Рис. 3. Примеры решения по сокрытию торцов
ла могут возникать вертикальные трещины. Устройство горизонтальных и вертикальных температурно-деформационных швов в наружных стенах должно компенсировать эти изменения и тем самым предотвратить образование трещин в кладке от температурных воздействий.
Горизонтальные температурно-деформационные швы, как правило, располагаются по всей толщине стены в уровне каждого перекрытия, их толщина принимается 30 мм с учетом ограничения прогибов элементов перекрытия. Вертикальные температурные швы устраиваются только в кирпичном облицовочном слое кладки. При назначении мест расположения вертикальных температурных швов следует руководствоваться следующим:
- вертикальные швы должны устраиваться преимущественно в остекленных лоджиях и балконах, где нет прямого воздействия на них дождевой воды;
- допускается в лоджиях и балконах устраивать вертикальные швы по грани оконного или дверного проемов;
- при необходимости устройства швов на открытых участках фасадов вертикальные швы рекомендуется применять с двойной защитой.
В каждом случае при проектировании конкретных зданий расчетом должны быть уточнены расстояние между вертикальными температурно-деформационными швами и требуемое расчетное армирование облицовочного слоя. Кроме расчетного армирования кирпичная облицовочная кладка должна иметь конструктивную арматуру в углах и Z-образных простенках в виде угловых сеток с тремя гнутыми цельными продольными стержнями диаметром 5 мм В500 и поперечными стержнями диаметром 3 мм с шагом 200 мм, укладываемых через два ряда кирпичей по высоте стены. Длина сеток 1 м от угла или до деформационного шва. В указанных местах, а также по периметру проемов и вдоль вертикальных температурно-деформационных
Вариант 1
Вариант 2
швов шаг соединительных гибких связей между слоями стен и связей-креплений к несущим конструкциям здания следует принять в два раза меньше, чем по полю стены (250-300 мм). Количество связей-креплений должно определяться расчетом слоистой стены на ветровую нагрузку с учетом ее пульсационной составляющей. Расчет должен осуществляться для стен конкретного проектируемого здания с учетом его высоты, конструктивной системы, шага несущих конструкций и конкретных параметров слоев стены.
Рассмотренные в альбоме решения наружных стен удовлетворяют требованиям СНиП 23-0-2003 «Тепловая защита зданий» для Москвы. Однако Постановлением Правительства Москвы от 09.06.2009 № 536-ПП о городской программе «Энергосберегающее домостроение в г. Москве на 2010-2014 годы и на перспективу до 2020 года» требования по теплозащите для Москвы были повышены. В настоящее время осуществляется корректировка альбома с учетом вышеупомянутого документа.
Кроме того, рассматривается вариант трехслойных продольных наружных стен с минераловатным утеплителем и воздушным зазором между утеплителем и кирпичной облицовкой. Это решение может заменить конструкцию наружных
3'2011
65
—----жмлищно е ---
СТРОИТЕЛЬСТВО
стен типа 1, предусматривающую пароизоляцию с внутренней стороны стены в виде штукатурки из полимерцементного раствора, на конструкцию с воздушным зазором и устройством обычной цементно-песчаной штукатурки. Поэтажная вентиляция воздушной прослойки может осуществляться либо с помощью вентиляционно-осушающих пластмассовых коробочек, устанавливаемых в вертикальных швах между кирпичами нижнего и верхнего рядов облицовочного слоя, либо путем укладки специальных кирпичей с горизонтальными пустотами, площадь отверстий которых должна быть назначена по расчету. В институте разработаны предложения по этим двум вариантам, обеспечивающим необходимую скорость движения воздуха в вентилируемой прослойке. Оба решения позволяют улучшить влажностный режим трехслойных стен.
Есть еще одна проблема в конструкции многослойных стен, представленных в альбоме. Это открытые торцы перекрытий, которые поэтажно в виде горизонтальных полос разделяют фасады зданий. Понятно, что это решение после многократного повторения станет «навязчивым», поэтому требуется дальнейшее усовершенствование конструкции стены, утвержденной к применению.
В институте разработаны предложения по сокрытию торцов специальными угловыми накрывочными элементами (рис. 3). Это Г-образные фибробетонные, или фибростек-лобетонные, или железобетонные фасадные изделия высокой прочности, по цвету и рисунку сочетающиеся с кладкой облицовочного слоя из керамического кирпича. Габариты угловых фасадных изделий определяются принятыми решениями стен и перекрытий в опорной зоне: одна сторона углового элемента 120 мм, другая определяется тол-
УДК 624
щиной перекрытия. Толщина изделия составляет минимум 25-30 мм. Фасадные изделия устанавливаются на перекрытия на цементно-песчаном растворе с последующим опи-ранием на них облицовочного слоя из кирпича. Прочность и морозостойкость этих элементов должны быть не менее прочности и морозостойкости кирпичной облицовки.
Следует отметить также, что решения наружных стен из мелкоштучных материалов не должны ограничиваться применением только ячеисто-бетонных блоков. Для кладки внутреннего слоя могут использоваться такие материалы, как керамические пустотные камни, кирпич, легкобетонные блоки и др. В этой связи ЦНИИЭП жилища совместно с ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко выпустил альбом технических решений ненесущих многослойных наружных стен с применением крупноформатных керамических поризованных камней.
Используя альбом технических решений наружных стен как методическое пособие для проектирования, можно разработать аналогичные решения наружных ограждений для любого климатического региона России с использованием других, в том числе местных, материалов.
Разработка в проектах крупнопанельных домов вариантов наружных стен из мелкоштучных материалов наряду с применением сборных трехслойных железобетонных панелей будет способствовать разнообразию решений фасадов строящихся зданий. Кроме того, следует отметить, что применение кирпича в качестве облицовочного слоя позволяет освободиться от разрезки фасадов зданий горизонтальными и вертикальными швами по габаритам панелей, создавать иную пластику фасадов и использовать все многообразие цветовых решений керамического материала.
В.Я. ШИШКИН, канд. техн. наук ([email protected]), эксперт Мосгосэкспертизы Правительства Москвы; А.П. ДОРОЖКИН, инженер ([email protected]), ООО НПФ «Фундаментстройпроект» (Московская обл.)
Применение буроопускных свай с уплотнением забоя при строительстве крупнопанельного многоэтажного жилого дома
На основе сравнения альтернативных решений конструкций фундаментов на слабых грунтах выбраны буро-опускные сваи с уплотненным забоем пневмопробойниками. Проектирование свайно-плитных фундаментов выполнено на основе моделирования совместной работы здания и фундаментной плиты-ростверка на сваях с учетом их осадок от перераспределенной нагрузки.
Ключевые слова: буроопускные сваи с уплотненным забоем, пневмопробойник, крупнопанельное домостроение, свайно-плитный фундамент, моделирование, проектирование.
При строительстве многоэтажных домов нередко среднее давление по подошве фундаментов достигает величин, превышающих несущую способность грунтов оснований. В том случае, когда под подошвой фундамента многоэтажного дома залегают слабые грунты (илы, торфы и т. д.), необходимо предусматривать фундаменты, позволяющие передать нагрузку от верхнего строения на нижележащие прочные грунты основания или распределить давление таким обра-
зом, чтобы оно не превышало несущей способности грунтов.
Из наиболее часто применяемых в строительстве решений, позволяющих вести строительство многоэтажных зданий на слабых грунтах, можно выделить следующие:
- полная или частичная замена слоя слабого грунта;
- применение жестких фундаментных плит;
- применение комбинированных плитно-свайных фундаментов;
- применение свайных фундаментов.
