Перекрытия каркасных монолитных зданий

Учреждение образования  «Оршанский государственный колледж железнодорожного транспорта»

Реферат на тему:

«Перекрытия каркасных монолитных зданий»

Выполнила:                                     учащаяся группы 402-Ск  ………………….

Приняла:                                                                преподаватель Самсонова Н.В.

2013

Сборно-монолитные перекрытия на основе несъемной опалубки

Семинар под таким названием с участием специалистов из Минска, Новополоцка и Польши был проведен 22 марта в рамках 9-й Международной специализированной выставки «Стройэкспо-2006». Он был посвящен относительно новым для Беларуси конструкциям перекрытий, которые имеют немало преимуществ по сравнению с традиционными сборными и монолитными перекрытиями и должны составить им достойную конкуренцию.

Александр Мордич, ведущий научный сотрудник УП «Институт БелНИИС» (Минск):

— Рассматриваемые конструкции перекрытий применяются как в каркасных, так и в стеновых конструктивных системах зданий. Если это перекрытия с плитной несъемной опалубкой, то она представляет собой своеобразную железобетонную скорлупу, предварительно укладываемую на какие-то опоры. Эта скорлупа имеет ориентированные вверх выпуски арматуры, и на нее заливается бетон. В итоге получается сборно-монолитная конструкция пролетом до 9 м. Для того чтобы снизить массу перекрытия, на подобную несъемную опалубку могут укладываться всевозможные пустотообразователи — например, цилиндрические. Арматура — это треугольные каркасы и сетка. Такие облегченные перекрытия пролетом 9 м рационально применять для гаражей и паркингов. В Беларуси уже есть определенный задел. Специалисты из НПСФ «АИСТ» (Новополоцк) разработали применяемые прежде всего в строительстве жилья сборно-монолитные перекрытия «Дах», которые состоят из сборных железобетонных балок, выполненных в виде пространственного стального арматурного каркаса и железобетонного основания (бруса) прямоугольного поперечного сечения, пустотных блоков и заливаемого на объекте монолитного бетона.

Пустотные блоки (вкладыши), укладываемые на железобетонные брусья, могут быть керамическими, газосиликатными либо бетонными. Такие перекрытия имеют прекрасные звукоизоляционные и теплотехнические качества, а в имеющихся в них отверстиях без проблем размещаются коммуникации, в том числе электропроводка. Важно и то, что рассматриваемые перекрытия могут успешно применяться при строительстве малоэтажных домов способом «Строю сам». На стены ручной кладки всего два человека способны укладывать железобетонные балки, на них — вкладыши, а затем на полученное основание (несъемную опалубку) заливать бетон. В Европе подобные конструкции успешно применяются в широком диапазоне уже давно. Интересен последний вариант польской компании Ergobud, позволяющий сократить расход стали. Что касается нашей практики, то, проектируя перекрытия каркасных зданий, мы вводим учет распора, что позволяет нам тоже примерно до 25-30% сократить расход стали. На что надо обратить особое внимание? На арматурные изделия — пространственные каркасы. Их можно производить только на автоматических линиях с автоматической сваркой. Тогда обеспечивается высокое качество.

Яков Пигулевский, директор НПСФ «АИСТ» (Новополоцк):

- Я уже лет 30 в строительстве. Построил «Нафтан», фабрику в Жлобине, завод стекловолокна. Когда стало трудно, мы поехали в Польшу, и я там увидел, как семья из двух-трех человек и три украинца дня за три сделали перекрытие второго этажа. Причем железобетонные балки они поднимали с помощью веревки. Вот мы и создали совместно с польской стороной совместное предприятие «Дах», которое занималось такими конструкциями. В силу обстоятельств оно не работает, но мы эту тему не бросили и в течение нескольких лет развиваемся. С нашим участием разработаны стандарты (СТБ 1326-2002 «Балки железобетонные для сборно-монолитных перекрытий. Технические условия» и СТБ 1327-2002 «Блоки бетонные пустотные для сборно-монолитных перекрытий. Технические условия»), серия Б 1.146.1-1.02 «Сборно-монолитное перекрытие «Дах». Сейчас наши перекрытия имеют большой спрос. Они очень удобны при реконструкции старых зданий и сооружений и в частном домостроении. Можно использовать их и в масштабном домостроении — надо иметь бетононасос и несъемную плоскую опалубку. Это дороже, но быстрее. В чем выгода? 2- 3 человека за день могут собрать 60-100 м2 сборной части перекрытия, на следующий день принять бетон и через неделю снять опалубку. Еще мы нашу технологию применяем для изготовления перемычек и лестничных маршей. И о такой сфере применения нашей продукции. У нас много старых капитальных зданий, нуждающихся в замене. Вот мы в Витебске в одном из общежитий чердачное перекрытие заменили в самый лютый мороз, без выселения с 1-го и 2-го этажей студентов.

Мы построили очень много объектов, у нас имеется производственная база, где мы делаем арматуру, брусья, блоки. Главный элемент конструкции — жесткий арматурный пространственный каркас. Польская сторона, когда мы начинали, имела в Варшаве два станка. Один из них мы с российским инженером перекопировали и сделали подобную линию у себя. Сказать, что это дешево, нельзя. Мы конкурируем с производителями традиционных перекрытий: по металлическим балкам, монолитным, сборным. И по скорости строительства мы в 2-3 раза лучше. Недавно по просьбе Шкловского райисполкома в д. Забродье мы сделали перекрытие поставленной на модернизацию школы. Полгода там до нас никто не мог придумать, какое перекрытие устроить. А мы выполнили 1200 м2 за три месяца, причем с разборкой старого перекрытия. Мы делаем перекрытия для расчетных нагрузок от 2 кН/м2 до 10 кН/м2. Пролеты у нас — до 9,6 м, высота перекрытия — до 350 мм. С нами сотрудничает Полоцкий университет. Недавно с их специалистами провели успешные испытания — пролет 9,6 м под нагрузку до 4 кН/м2 включительно. Это по серии. Если применять дополнительное армирование, то можно иметь и бульшую расчетную нагрузку. Сейчас работаем над перекрытием пролетом 12 м и высотой 450 мм. А секрет успеха в арматурной ферме. У поляков уже арматура диаметром 6 мм (у нас — 8 мм) и каркас «плавающий» по высоте. То есть экономится арматура. Вообще, рассматриваемые балки — это идея русского инженера Редькина, но в силу гигантомании в свое время они от нас ушли. Их взяли итальянцы, немцы, поляки. Поляки шагнули дальше нас в освоении этой технологии. Особенно в отношении арматуры. Надо сказать, что не всякая арматура для наших целей подходит. Вот мы покупаем жлобинскую сталь — и каркас не получается, через 100 метров он может пойти в сторону. И нельзя ни в коем случае просто так сваривать каркасы. Дуговая сварка не подходит. Должна быть только горячая ковка, потому что это ферма. Нас польская сторона предупредила: не дай Бог, перекрытие где-то рухнет. Поэтому к своей работе мы подходим с чисто инженерной точки зрения.

Николай Шевельков, технический директор НПСФ «АИСТ» (Новополоцк):

— Чем рассматриваемые конструкции принципиально отличаются от других? Прежде всего сверхлегким весом. 6-метровая балка весит 72 кг, ее свободно монтируют двое рабочих. 9-метровая балка весит 130 кг, ее свободно монтируют четверо рабочих. Блок весит 14-17 кг, его свободно монтирует один рабочий, причем насухо. Получается несъемная опалубка. Т.к. монтаж ручной, нам нужен грузоподъемный механизм только для того, чтобы подать конструкции на монтажный горизонт. При замене чердачного перекрытия (наиболее частый вид замены перекрытий) мы рядом со зданием устанавливаем мачтовый подъемник. На большинстве объектов мы сохраняем существующую стропильную систему, если она в нормальном состоянии. Тем более стремимся сохранять исторически ценные конструкции. Так, например, мы поступили в случае Иезуитской коллегии в Полоцке, построенной 250 лет назад. Это здание все время эксплуатировалось, в советские времена в нем размещался военный госпиталь. Хотя стропильная система была в плохом состоянии, ее было жалко разрушать. И благодаря нашей технологии она сохранилась. Любопытно, что последний раз эту стропильную систему ремонтировали (мы это определили по клеймам) 170 лет назад. Что еще удивило — это не ржавые гвозди. Это объясняется тем, что в этом здании очень хорошая система дренажа и с постройки до 1946 г. там была воздушная система отопления: печи в цокольном этаже и система «теплый пол» во всех помещениях В Несвижском замке, где надо менять старые перекрытия на наши, другие особенности — в частности, стены там находятся в неидеальном состоянии, что объясняется плохим дренажом.

Наши конструкции имеют и такое преимущество. Их опорная часть — это фактически сплошной монолитный пояс необходимой высоты, и мы стремимся его устраивать не только по противоположным опорам, но и по опорам (стенам) другого направления. Учитывая еще то, что в наших конструкциях предусмотрены ребра жесткости, получается, что при опирании по контуру перекрытие фактически работает в двух главных направлениях. В Несвижском замке мы по просьбе заказчика провели дополнительные натурные испытания. Они показали, что фактические характеристики нашей конструкции оказались примерно в 4 раза лучше расчетных. То есть балка, рассчитанная под нагрузку в 4 кН/м2, не сломалась даже при нагрузке 16 кН/м2. Хотя трещины раскрылись больше допустимого и прогиб был больше 1/250. И еще о скорости строительства. Мы прикидывали, что наши перекрытия возводятся раза в три быстрее, чем традиционные монолитные перекрытия. Стоимость 1 п. м нашего арматурного каркаса — 1,5 доллара. Предел огнестойкости перекрытия (по сертификату) — 60 мин.

Мариан Войцех Шиманьски, консультант компании «Завод элементов строительных конструкций» (ZEK; Варшава и Бохня, Польша) из бюро «Партнер Ост- Вест» (Лодзь, Польша):

— Польская компания ZEK учреждена инженером Ежи Кратерским в 1988 г. Ее основная цель — производство в Польше современных сборно-монолитных конструкций для гражданского и промышленного строительства. Заниматься этой темой Ежи Кратерски начал еще в 1970 г., когда работал на государственном предприятии. В 1970-х гг. в Польше началось производство включающих в свой состав предварительно изготовленные балки и пустотелые блоки (вкладыши) сборно-монолитных перекрытий FERT, CERAM, а в 1980-х гг. — перекрытий TERIVA, EF-45. Эти конструкции отличались от традиционных прежде всего простотой монтажа. 1 п. м балки весит не более 17 кг, а вкладыша — 16,5-20,0 кг в зависимости от толщины перекрытия. Следовательно, данные перекрытия намного легче аналогичной продукции домостроительных комбинатов. В Польше это обстоятельство имело и продолжает иметь большое значение в связи с широким строительством малоэтажных домов в городах и сельской местности. Поэтому вполне оправданно в свое время было принято решение арендовать для производства элементов сборно-монолитных перекрытий производственную линию на государственном предприятии. А в 1994 г. компания ZEK приобрела примерно 2 га земли в Бохне неподалеку от Кракова и установила там современную автоматическую технологическую линию по изготовлению пространственных арматурных каркасов (арматурных ферм) марки KJ для сборно-монолитных перекрытий, которые позволили существенно экономить арматурную сталь.

Компания получила патент на новую ферму, которая сегодня производится только в Польше. Есть на этот арматурный каркас и техническое свидетельство №АТ-15-2271/96 Института строительной техники в Варшаве. Сегодня производственные площади компании ZEK составляют 6 тыс. м2, на которых трудятся 25 человек. Полное соответствие польской продукции европейскому качеству наступило после того, как компания «Гут-Мет», организованная в 1992 г. компаниями ZEK и «Гута Островец», начала производить на оборудовании итальянской компании AWM холоднодеформированную стальную арматуру, удовлетворяющую требованиям немецкого стандарта DIN-488. С целью дальнейшего развития данного производства компания ZEK совместно с «Гутой Заверцне» в 1993 г. организовала другую компанию — «Экостил», являющуюся сегодня ведущим польским производителем холоднодеформируемой арматуры и плоских сеток из нее. Компании ZEK и «Экостил» получили соответствующее Техническое свидетельство №АТ-15-2498/97 Института строительной техники в Варшаве. Следует отметить, что холодное деформирование повышает предел текучести арматурной стали с 350 МПа до 500 МПа. Параллельно с производством балок перекрытий развивалось и производство плит (панелей) PSKJ, которые являются несъемной опалубкой для сборно-монолитных перекрытий со сплошной монолитной частью. Главная арматура плиты PSKJ — это сварные сетки и пространственные каркасы (фермы) типа KJ, выполненные из стали с повышенными прочностными характеристиками типа St3S-b-500 и St3Y-b-500 (Техническое свидетельство №АТ-15-2498/97).

Использование фермы с дополнительно приваренными согласно эпюре изгибающих моментов стержнями дало примерно 30% экономии расхода стали и значительно снизило трудоемкость процесса армирования плиты по сравнению с другими подобными конструктивными решениями. Перекрытие марки PSKJ является комплексной конструкцией, состоящей из тонкой железобетонной плиты заводского изготовления, которая служит несъемной опалубкой, и слоя монолитного бетона, заливаемого на указанную плиту в проектном положении.

Такие перекрытия, применяемые в гражданском и промышленном строительстве, объединяют преимущества сборной конструкции (ускоренный монтаж при использовании легкого грузоподъемного оборудования, очень гладкие потолки, не требующие дополнительной штукатурки) и монолитной конструкции (любая форма перекрытия в плане, скрытые балки и коммуникации). Они резко упрощают по сравнению с чисто монолитной конструкцией ведение арматурных работ, поскольку вся основная нижняя рабочая арматура находится в сборной части перекрытия. Конструкция перекрытий марки PSKJ также допускает свободное формирование их краев и устройство в них сквозных отверстий, что облегчает проводку через эти перекрытия стояков различных коммуникаций и способствует удобной заделке горизонтальных коммуникаций в верхнем слое монолитного бетона. Кроме того, в сравнении с традиционными (сборными либо монолитными) решениями у рассматриваемых перекрытий отсутствует клавишность, они удовлетворяют стандартным требованиям по звукоизоляции без устройства «плавающих» полов, имеют огнестойкость класса 1 с возможностью расширения до класса 2, сокращают продолжительность строительства, снижают материалоемкость перекрытия и транспортные расходы. Рассматриваемые перекрытия, выдерживая нагрузку от 4,5 до 7,5 кН/м2, могут иметь следующее размеры: длина — от 240 до 720 см (через каждые 60 см), ширина — от 120 до 243 см, толщина — от 12 до 24 см. В 1997 г. в Институте строительной техники в Варшаве были проведены испытания плиты PSKJ-600/120/18/4,5.

Интересно, что реальная несущая способность, прогибы и раскрытие трещин в случае данного изделия оказались даже на 20% лучше расчетных. Задача снижения веса и повышения изоляционных характеристик перекрытий с плитами несъемной опалубки решена за счет использования стиропоровых вкладышей в перекрытиях марки PSKJ- S с максимальным пролетом 7,5 м. Эти вкладыши могут монтироваться в заводских условиях или на стройке. Их ширина обычно 45 см, а высота на 10 см меньше толщины перекрытия. Использование стиропоровых вкладышей обеспечивает снижение веса перекрытия (к примеру, перекрытия марки PSKJ и марки PSKJ-S толщиной 18 см весят соответственно 4,00 кН/м2 и 2,88 кН/м2, а толщиной 22 см — 5,50 кН/м2 и 3,12 кН/м2). Еще два важных примера совершенствования сборно-монолитных перекрытий рассматриваемого типа — приопорные сетки производства завода в Бохне и элементы для устройства наружных и внутренних стен в уровне перекрытий (венцы), изготавливаемые варшавской компанией Ergobud. Свои арматурные изделия компания ZEK поставляет более чем на 100 заводов, которые производят элементы часторебристых перекрытий типа TERIVA (балки и пустотные блоки-вкладыши), а также плиты для перекрытий типа PSKJ, 2K и Filigran. Можно сказать, что на сегодняшний день компания ZEK примерно на 60% покрывает нужды всех польских производителей указанных строительных элементов. Все изделия компании получили сертификат № В/08/127/97, который дает право обозначать их знаком безопасности признанной организации ЦЕБЕТ в Варшаве.