- Выбор типа перекрытий
- Существующая многопустотная плита
- Многопустотная плита с межпустотными усилителями
- Технология изготовления плит с межпустотными усилителями на безопалубочных стендах
- Монтаж плит перекрытий
- Монтаж балконов и лоджий
- Индустриальность стандартного жилья
Выбор типа перекрытий
Многопустотные плиты перекрытий являются идеальным конструктивным решением для перекрытия большепролётных сооружений. Мировая практика строительства зданий из сборного железобетона давно отошла от применения плитных или монолитных конструкций пола-потолка.
Наиболее распространённой технологией производства многопустотных плит является технология формования изделий на длинномерных стендах или технология безопалубочного формования (левое фото сверху).
Ключевым вопросом при переходе на строительство панельно-каркасных зданий нового поколения АГСКПД является выбор конструкции многопустотной плиты перекрытия, технологии и производства. Как это наглядно представлено в предыдущих разделах, гибкость планировочных решений, создание разнообразных архитектурных фасадов с балконами, лоджиями, эркерами и карнизами возможно только при использовании плит перекрытий с межпустотными усилителями.
Другой технологией является «стендовое» формование многопустотных плит на преднапряжённых паллетах/формах и постах, оборудованных вынимаемыми на формовочном посту пуансонами (правое фото сверху). Паллета/форма после выемки пуансонов перемещается на посты тепловой обработки и далее на линии циркуляции или по агрегатно‑поточной технологии проходит технологический цикл.
В мировой практике плиты перекрытий безопалубочного формования обычно применяют со сборно-монолитными узлами соединений, плиты «стендового» формования в отечественной практике применяют со сварными или также со сборно-монолитными соединениями. В последнее время на ряде предприятий на длинномерных стендах после укладки бетона устанавливают вручную монтажные петли или закладные детали. Для образования платформенного стыка, особенно для сейсмостойких зданий, технологически возможны варианты продольных торцов с образованием «вафель» (два фото снизу).
В России, по экспертным оценкам, действует несколько сотен «дорожек» зарубежного и отечественного производства для формования многопустотных плит перекрытий безопалубочного формования, а также линии по стендовому формованию многопустотных плит перекрытий.
Длинномерные плиты, работающие как «балка», имеют множество ограничений – они могут применяться только при расположении вдоль фасада здания, ограничивая площадь помещений внутри здания длиной пролёта плит: в пределах 7, максимум, 9 метров. При поперечном расположении плит с опиранием на несущий внутренний слой наружной стены невозможно конструктивно просто и эффективно создать соединение, воспринимающее прогрессирующие разрушения
при удалении наружной стены – падение плит перекрытий как эффект «домино» приведёт к разрушению всего здания.
Эти же проблемы возникают в зданиях каркасного исполнения. Возможный сценарий конструктивного поведения рамной сборной конструкции после внезапной потери колонны в результате аварийного воздействия приведён на схеме. Единственным вариантом предотвращения этого сценария является размещение под плитами перекрытий арматурных стержней или канатов, на которых должны повиснуть плиты перекрытий, что и закладывается в конструктивное решение каркасных зданий при расчётах на прогрессирующее разрушение при удалении одной из колонн.
Приведённые выше доводы говорят в пользу только одного решения – гибкость планировок и выпуск плит перекрытий за оси несущих конструкций для создания балконов, лоджий, эркеров и карнизов возможен при переходе на использование длинномерных плит перекрытий с межпустотными усилителями — ноу-хау в мировой практике домостроения (евразийский патент PCT/RU2013/000426).
Возникает вопрос по технологии изготовления таких плит. На сегодня известны две технологии изготовления плит с межпустотными усилителями — на длинномерных стендах по технологии безопалубочного формования и на преднапряжённых формах с опалубкой (правое фото сверху).
Производство многопустотных плит на формах, воспринимающих предварительное натяжение арматуры, широко известно в отечественной практике индустриального домостроения. По агрегатно-поточной технологии с ямными камерами тепловой обработки работает в России ещё довольно много предприятий (например, Владимирский завод ЖБИ).
Современные циркуляционные конвейерные линии, оборудованные паллетами размерами до 4 и 12 метров, позволяет устанавливать на паллеты преднапряжённые формы и автоматизировать процесс изготовления многопустотных изделий.
Преимуществом выпуска изделий по опалубочной технологии, описанной выше, является возможность локального усиления плит за счёт укладки арматурных каркасов или сеток. При производстве плит шириной 2 и более метров для восприятия монтажных усилий на «складывание» плит достаточно просто осуществляется их армирование в поперечном направлении. Более того, возможна установка закладных деталей и петель для монтажа изделий на стройке. Дополнительным преимуществом является простота образования в изделиях разного рода технологических проёмов за счёт установки до формования пустотообразующих вкладышей. Основным недостатком опалубочной технологии является необходимость устройства преднапряжённых форм, сложность унификации этих форм, выполнение электронатяжения арматуры и наличие её отходов при производстве изделий. Процессы укладки арматуры, её натяжения, обрезки, распалубки, очистки и сборки форм достаточно трудоёмки и на сегодняшнем уровне многократно
уступают по трудоемкости безопалубочной технологии.
Существующая многопустотная плита
Основным недостатком выпускаемых в настоящее время многопустотных плит перекрытий является их работа как «плита-балка», не позволяющая делать выпуски для работы в консольном исполнении и организации балконов и эркеров.
Для строительства балконов зарубежные фирмы предлагают изготавливать дополнительное изделие с арматурными выпусками и утепляющей вставкой от промерзания в зоне «мостика холода». Такое техническое решение требует затрат на изготовление специальных балконных изделий, увеличивает металлоёмкость и трудоёмкость монтажных работ.
На иллюстрации изображены две системы: 1 — «широкий» шаг несущих стен , 2 — продольная система несущих стен.
Опуская отсутствие гибкости как недостаток планировочных решений с «широким» шагом несущих стен и невозможность проектировать по этой системе многофункциональные жилые здания, следует в качестве недостатка при организации балконов (в пролётах 2‑5 и 12‑13) назвать два — обязательность выпуска внутренних стен за пределы здания с необходимой перфорацией в зоне «мостиков холода» и привязка места балконов (лоджий, эркеров) к расположению несущих внутренних стен.
Важное резюме. Пока будет вестись строительство крупнопанельных домов с применением многопустотных плит и «широким» шагом, фасады зданий будут оставаться, как правило, плоскими и их разнообразие будет зависеть только от их раскраски (что мы наблюдаем сегодня и на что должны обратить внимание психологи и медики).
Конструктивная система с продольными несущими стенами и большепролетными многопустотными перекрытиями является абсолютно гибкой для планировки помещений системой, обеспечивающей создание помещений для многофункционального их использования (на начальной стадии постройки дома это, как правило, жилые помещения, в последующем функции этих помещений могут меняться, естественно, с соблюдением нормативных требований).
Важным преимуществом выбранной системы с продольными несущими стенами является организация строительства балконов (лоджий, эркеров и карнизов) с помощью одного изделия. Для этого используются многопустотные плиты с межпустотными усилителями, в перфорационные отверстия которых в зонах «мостиков холода» установливают в заводских условиях утеплитель.
Многопустотная плита с межпустотными усилителями
(патент № 2521025 РФ, евразийский патент № 024715);
Многопустотная плита с межпустотными усилителями является архитектурной, конструктивной и технологической основой градостроительной системы квартальной и внутриквартальной жилой застройки и создания внутридомовой и придомовой жилой среды.
Эта плита позволяет одним изделием, в отличие от решения зарубежных фирм, приведённого выше, не только перекрывать пролёты до 9 м, но и за счёт консольной части выполнять строительство балконов, лоджий, эркеров и карнизов.
Инновационной особенностью плит с межпустотными усилителями является использование армированных балок тела плиты в зоне работы плит на консольную нагрузку, что позволяет на вылете до 2 м нагружать балконы нагрузкой, равной 1,1 тонны на погонный метр.
Универсальность таких плит заключается в возможности их применения как в панельных, так и в каркасных зданиях. Дополнительным преимуществом этих плит является возможность их использования для создания балконов и лоджий по торцевым фасадам зданий.
В градостроительной системе квартальной жилой застройки применение плит перекрытий с межпустотными усилителями позволяет типизировать конструктивные узлы подземных, первых и типовых этажей здания. Устройство карнизов в железобетонном исполнении позволяет создавать характерную для зданий разбивку вертикальной плоскости на горизонтальные отсеки, увеличивая при этом пожарные (бетонные карнизы не позволяют быстро распространяться огню на верхние этажи) и эксплуатационные характеристики здания.
Плита
|
Плита
|
|
|---|---|---|
| Приведённая толщина плиты, м | 0,136 | 0,158 |
| Собственный вес плиты, т/м² | 0,339 | 0,395 |
| Площадь сечения, м² | 0,17696 | 0,2325 |
| Консольная часть в м плиты под нагрузку 1,1 т/п. м | 1500 Пролёт до 8,4 м |
2000 Пролёт до 9,0 м |
Универсальность плит перекрытий с межпустотными усилителями позволяет системно использовать конструктивные решения в проектах зданий социального (детские сады и школы) и общественного назначения, где консольные выступы могут достигать 3‑4 м за счёт увеличения толщины плит до 400‑500 мм, а плиты перекрывать пролёты до 18 м.
Технология изготовления плит с межпустотными усилителями на безопалубочных стендах
В 2014 году под Брюсселем на опытном заводе фирмы ECHO были произведены формовки плит перекрытий с межпустотными усилителями (фото). До начала формования на длинномерном стенде на канатах, проходящих через усиливаемые многопустотные зоны, закреплялись арматурные сетки. Для крепления сеток использовались обычные электрохомуты.
На формовочной машине, оборудованной слипформером, была выполнена небольшая конструктивная доработка, касающаяся двух узлов. Так для точной фиксации арматурных сеток, закреплённых на натянутых прутках арматуры, на переднем «бампере» слипформера было закреплено устройство — уловитель (фото). Назначение устройства — точно зафиксировать положение сетки по горизонтали и вертикали. Последнее важно для обеспечения защитного слоя для нижележащей арматуры. Вторым доработанным узлом была установка фиксаторов в зоне укладки и уплотнения нижнего слоя бетона.
Процесс формования плит с межпустотными усилителями выполнялся в обычном технологическом режиме. Таким образом, усиление плит перекрытий арматурными сетками в зонах работы этих плит на консольные нагрузки является технологически решённым вопросом. Остаётся представить, как технологически образовать несущие «носики» балочек и создать проёмы для установки арматурных каркасов для одно- и трёхслойных панелей наружных стен и увеличенных проёмов для организации балконов, лоджий, эркеров и карнизов.
Самым простым является выборка бетона вручную с помощью мастерков. Западные технологии предлагают устройства, названные аспираторами бетона (см. фото).
Суть работы аспираторов бетона заключается в создании по контуру прямоугольного хобота тонкой струи воды высокого давления, прорезания за счет струи воды свежеуложенного бетона и затем отсоса бетонного раствора в бункер, находящийся на аспираторе. Параметры хобота 100 на 40 мм, что позволяет рабочему, направляя хобот в определенное место, удалять бетон без применения ручного труда, создавая необходимые выборки бетона, проемы и отверстия в плите.
Преимущества процесса формования многопустотных плит перекрытий на длинномерных стендах без применения специальной опалубки известны. Остановимся на сопоставлении преимуществ и недостатков двух технологий именно с точки зрения их выбора для формования плит перекрытий с межпустотными усилителями.
Как всегда на процесс выбора технологии производства любых изделий влияют объёмы выпуска продукции, в нашем случае это производительность домостроительного предприятия. До мощности 100-150 тыс. м² жилья в год преобладание на заводе ручного труда практически неизбежно. Универсализация использования конвейерной технологии позволяет считать рациональным для этих предприятий установку циркуляционных линий. На этих линиях на паллетах формуются наружные стены (одно- и трёхслойной конструкции), внутренние стены и плиты перекрытий с межпустотными усилителями, для которых изготавливаются специальные формы и укладываются на паллеты. Это достаточно компактное и гибкое производство изделий для панельно-каркасной системы зданий АГСПКД.
При создании предприятий мощностью свыше 150 тыс. м² жилья в год целесообразно специализировать производство изделий - создавать отдельно циркуляционные линии и длинные стенды, которые помимо плит перекрытий позволяют формовать сваи, оконные перемычки, бетонные желоба и другие длинномерные изделия, в том числе с преднапряжением.
Монтаж плит перекрытий
Пример поэлементного монтажа плит перекрытий с межпустотными усилителями совместно с панелями наружных стен для зданий до 9 этажей представлен следующей иллюстрацией.
Монтаж здания плитами перекрытий с межпустотными усилителями для зданий свыше 9 этажей:
Для организации сборно-монолитных соединений в плитах перекрытий в свежеотформованных изделиях производят выборку бетона в верхнем слое, либо делают его обрушение.
Монтаж балконов и лоджий
Далее показана технология монтажа балконов и лоджий вдоль фасада здания. Для этого в крайних от торца здания устанавливают несущую внутреннюю стену и ведут монтаж плит перекрытий вдоль оси здания.
Индустриальность стандартного жилья
Малоквартирный дом башенного типа, секционные и галерейные дома структурно представляют собой набор стандартных железобетонных изделий, изготовление которых целесообразно поручить роботизированному оборудованию. Панели наружных и внутренних стен, плиты перекрытий, лестничные марши и площадки, лифтовые шахты и вентблоки, колонны и балки — всё это стандартные изделия для строительства любого жилого или социального объекта. Унификация и типизация конструктивных элементов и узлов их соединения позволяет из определённого набора элементов строить дома разного типа, этажности и, самое главное, создавать архитектурное разнообразие жилой застройки и жилой среды.
Первые и подземные этажи всех трёх типов зданий выполняются в каркасе, что позволяет иметь повышенную высоту первых этажей и обеспечивать гибкость планировочных решений на этом этаже (правая иллюстрация в среднем ряду).
Гибкость конструктивных схем трёх типов домов (малоквартирного, секционного и галерейного), унификация поперечных шагов (6750 мм) и минимальное количество поперечных стен позволяет в течение жизненного срока зданий (100-150 лет) менять планировку помещений.
На схеме приведён пример, иллюстрирующий изменение планировки секционного здания (рядовая секция) в соответствии с ростом обеспеченности жильём. Жителям этого дома не грозят программы реновации или расселения из аварийных домов.
