CC BY
32Пириев Ю.С., ст. преподаватель Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова
КОНСТРУКТИВНЫЕ СХЕМЫ МАЛОЭТАЖНЫХ ЖИЛЫХ ДОМОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПЕНОБЕТОНА
Одно из направлений развития строительного комплекса связано с увеличением жилищного строительства. В Белгородской области в последние годы, приняты соответствующие нормативные акты, в которых предусмотрены довести ввод индивидуального жилья (малоэтажного дома) не менее 1 млн. квадратного метра в год. Разработаны многочисленные индивидуальные проекты с различными конструктивными решениями.
Как известно, при выборе конструктивных решений малоэтажных жилых домов часто руководствуются характером и наличием местных строительных материалов и конструкций. Изделия и конструкции из традиционных материалов (керамический и силикатный кирпич, тяжелый бетон и др.) имеют значительную среднюю плотность и невысокие теплотехнические свойства, которые при применении в строительстве жилых зданий значительно снижают комфортные условия проживания. Большая масса таких конструкций способствует увеличению затрат по устройству фундаментов.
В процессе возведения малоэтажных домов требуется привлечения грузоподъемных машин и механизмов, что в свою очередь приводит к увеличению энергоемкости объекта.
В последнее время в научных журналах активно обсуждаются разнообразные варианты уменьшения затрат на строительства малоэтажного дома.
Одним из вариантов может быть применения сборного и монолитного пенобетона совместно с другими материалами и изделиями. Использование сборного и монолитного пенобетона приводит к уменьшению материалоемкости и энергоемкости и существенному снижению стоимости строительства, также соблюдению требований СНиП 11-3-79* [1].
В зависимости от размеров и планировки зданий су-
ществуют разные конструктивные схемы здании с применением монолитного и сборного пенобетона.
В бескаркасных зданиях с несущими стенами из конструкционно-теплоизоляционного пенобетона марки по средней плотности 0700 (класс по прочности на сжатие В1,5 - В2,5) и теплоизоляционного пенобетона марки по плотности Э300. Производство такихконструкций может осуществляться различными технологическими приемами: изготовлением изделий в заводских условиях; возведением монолитных стен в условиях строительной площадки, в том числе и с использованием несъемной опалубки; кладкой стен из мелкоштучных изделий (блоков). Возведение стен из мелкоштучных пенобетонных блоков (рис. 1) на различных растворах с применением высокоэффективных связующих является наиб олее перспектив -ным, в связи с чем, изучение свойств такой кладки является актуальным. Общая толщина наружных стен при этом составляет 400-500 мм. Совместная работа наружного и внутреннего рядов кладки обеспечивается с помощью гибкой стеклопластиковой арматуры.
Рис. 1. Конструкция стены из мелкоштучных блоков 1 - блоки из конструкционно-теплоизоляционные пенобетона (плотностью 700 кг/м3); 2 - блоки из теплоизоляционного пенобетона (плотностью 300 кг/м3); 3 - гибкие связи из стеклопластиковых материалов
2008, № 4
Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова
После возведения каждого этажа устраивается монолитный пояс из кер амзито бетона, армир ов анный ар -матурным каркасом, в качестве рабочей арматуры используют арматуру класса А400.
Перекрытия могут быть выполнены из деревянных брусьев или в сборно-монолитном варианте. Расчет по несущей способности, выполненный согласно нормам и методикам [2,3] показал, что расчетное сопротивление сжатию такой стены, в зависимости от марки раствора, колеблется от 12 до 15 кг/см2, что является достаточной для малоэтажных домов.
Рис. 2. Конструкция стены с эффективным утеплителем 1- кирпич, или блоки из конструкционно-теплоизоляционного пенобетона (плотностью 700 кг/м3); 2 - монолитный теплоизоляционный пенобетон (плотностью 300 кг/м3); 3 - кирпич; 4 - гибкие связи из стеклопластиковых материалов
Весьма перспективными являются многослойные конструкции наружных стен малоэтажных домов (рис. 2), где эффективный пенобетон низкой средней плотности 300-400 кг/м3 используется в качестве теплоизоляционного слоя. В практике современного строительства известны два типа слоистых конструкций каменных стен с жесткими и гибкими связями наружных и внутренних слоев. В каменных стенах из традиционных мелкоштучных материалов (кирпича или мелких блоков) жесткие связи, выполненные из кирпича и других материалов, оказываются теплопроводными включениями и ухудшают теплотехнические характеристики стен.
Прогрессивными являются слоистые каменные стены с гибкими связями. В качестве этих связей применяется арматурная сталь и стеклотканевая сетка или арматура. Такое решение можно считать целесообразным при применении пенобетонных блоков в качестве утеплителя. Слоистые каменные конструкции состоят из внутреннего и наружного рядов кирпича или пенобетонных блоков средней плотности (600-800 кг/м3), между которыми заполняется монолитный теплоизоляционный пенобетон средней плотности 250-300 кг/м3.
Строгое соблюдение технологии приготовления и применение монолитного пенобетона способствует улучшению работы контактной зоны материалов конструкций, вследствие чего увеличиваются прочностные и деформ ативные хар актеристики стены в целом. Приго -
товление пенобетона со стабильными характеристиками непосредственно на строительной площадке не является проблемой, так как сейчас имеются предприятия, предлагающие пенобетон в виде сухих смесей.
Использование деревянного или сборно-монолитного перекрытия приводит к уменьшению нагрузку на стену и сокращению срока строительства.
Одним из вариантов развития строительства малоэтажных жилых домов является использование каркасных схем и схемы с неполным каркасом, позволяющие гибкую планировку помещений. В таких зданиях возможны очень выгодные сочетания железобетона в качестве несущих конструкций и пенобетона, в качестве ограждающих конструкций.
Здания с неполным каркасом представляют собой системы (рис.3), состоящие из несущих стен с применением конструкционно-теплоизоляционного пенобетона и теплоизоляционного пенобетона в сочетании с традиционными материалами для наружных стен.
Рис. 3. Конструктивная схема домов с неполным каркасом 1- наружные стены из конструкционно-теплоизоляционного пенобетона (плотностью 700 кг/м3); 2 - железобетонная колонна или кирпичный столб; 3 - прогон
В качестве внутренней опоры используется железобетонная колонна или кирпичный столб.
Рис. 4. Конструктивная схема каркасного здания 1- наружные стены из теплоизоляционного пенобетона (плотностью 400-500 кг/м3); 2 - железобетонная колонна ригели или прогоны
После возведения каждого этажа по периметру здания устраивается монолитный пояс из керамзитобе-тона, армированный арматурным каркасом, аналогично бескаркасным зданиям. Перекрытия, железобетонные или деревянные опираются на наружные стены и на прогоны, поддерживаемые внутренней опорой. Толщина таких стен соответствует толщине стен бескаркасных зданий. Отсутствие внутренних несущих стен позволяет уменьшить расходы на устройство фундаментов.
В каркасных зданиях (рис. 4) с несущими конструкциями из монолитного или сборно-монолитного железобетона и ограждающими конструкциями из теплоизоляционного пенобетона, марки по плотности Э400- Э500, достигается максимальное уменьшение массы здания по сравнению с аналогичными зданиями из монолитного бетона.
Такое конструктивное решения способствует повышению жесткости, долговечности и высоких эксплуатационных качеств зданий. Расчет каркасных зданий методом конечных элементов на действия постоянных и временных нагрузок показал, что монолитное перекрытия имеет толщину 120-140 мм и ее прогиб не превышает предельно допустимую величину.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.СНиП 11-3-79* «Строительная теплотехника». Минстрой России. М.: ГПЦПП. 1995. 29 с
2.СНиП 11-22-81 «Каменные и армокаменные конструкции». М.: Стройиздат , 1983. 39 с
3.Онищик Л.И. Прочность и устойчивость каменных конструкций. - М.: ОНТИ, 1937. 291с.
