Технология строительства многоэтажных домов
Строительство многоэтажного жилого дома сегодня является основным вариантом решения жилищной проблемы для многих застройщиков. Достоинство технологии – заселение в дом не одной, а нескольких семей, даже если возведение ведется на малом участке земельного надела. Популярность имеют несколько разновидностей строительства: панельная, кирпичная, монолитная, монолитно-кирпичная. Выбор типа застройки осуществляется в соответствии с показаниями грунтов, сейсмологической обстановкой, климатических особенностей, наличия материалов, средств и возможностей. Застройка земли многоэтажными зданиями – работа ответственная, не допускающая незнания или промахов и требующая строгого соблюдения всех нюансов.
Панельное строительство
Технология получила бурное развитие в конце прошлого века за счет оперативности проведения всех этапов работ. Наличие готовых элементов позволяет без особых задержек ставить дома, процесс напоминает сборку конструктора, элементы производятся заводским образом.
Условия применения панельного строительства имеют свои особенности:
Совет! Возведение панельной многоэтажки невозможно без применения подъемных механизмов и обеспечения энергетических ресурсов.
Сфера применения технологии распространяется не только для сооружения многоэтажных домов общественного заселения, но и для частного домостроя, где требуется возвести здание в 2-4 этажа. Технология подразумевает применение двух типов жилых домов: каркасных, безкаркасных.
Каркасники также имеют два варианта застроя: полный каркас или внутренний. Первые представляют собой пространственный каркас, в образовании которого участвуют опоры внешнего типа и ребристые панели, причем каркас образуют поперечные и продольные элементы. Второй вариант – это конструкция без опорных колонных панелей. Несущими выступают внутренние колонны, берущие на себя всю нагрузку. Оптимальная величина пролета в этом случае 500-600 см. Продольная часть каркаса представляется колоннами, шаг которых составляет не более 300 см. Допустимая этажная высота 280 см, ригельные и колонные элементы совмещаются и соединяются посредством сварных швов. Колонна покрывается консолями из двутавровой стали. Высота каркасных строений высчитывается в зависимости от назначения здания.
Основные этапы строительства
Этапы панельного строительства:
Важно! Сооружение всех последующих этажей производится так же, как монтаж первого. Если предполагается наличие комнат большой площади, конструкция усиливается с помощью высокопрочного бруса.
Данная технология имеет свои преимущества и недостатки, плюсы панельного многоэтажного дома следующие:
Недостатки панельного домостроя:
Строительство кирпичных домов
Технология строительства из кирпича стала известна очень давно, еще до нашей эры люди строили жилища из обожженных кусков глины, придавая им почти правильный размер. Технология проста, отличается надежностью, не требует наличия спецтехники, кроме подъемников, однако сложна в исполнении и довольно трудоемка. При этом кирпичное строительство невозможно без опыта, знаний и применения труда высококвалифицированных рабочих. Минимальные погрешности кладки приведут к неустранимым потерям внешнего вида, поэтому кирпичное строительство многоэтажного дома должно либо производиться под постоянным присмотром, либо только руками профессионалов.
Сегодня используется 2 типа кирпича:
Совет! Производители предлагают неплохую альтернативу: пустотелый (щелевой, пористый) кирпич. За счет пустот в массе, продукция обладает большей теплоемкостью и обеспечивает лучшую теплоизоляцию.
Этапы строительства дома из кирпича:
Кирпичное строительство многоэтажного дома имеет массу нюансов: от выбора типа кладки до вариабельности связки. Однако, несмотря на трудности, многочисленные плюсы конечного результата искупают все технологические неудобства:
Есть несколько недостатков:
Монолитное строительство
Одна из самых новых технологий – монолитное строительство жилого дома. Тип застройки основан на заливке здания бетонной смесью непосредственно на строительной площадке. Стоимость работ высокая, трудозатраты также высоки, поэтому чаще всего применяется монолитно-панельное строительство, где застройка производится посредством готовых монолитных ж/б плит, изготовленных заводским образом. Рассматривая монолитную технологию, стоит уточнить, что все процессы производятся только в сезоны с теплой температурой, в случае осадков работа останавливается. Крайне необходим подробный план проводимых работ, так как любое отступление от процесса, задержка или неверный выбор марки цемента грозит нарушением технологии, в результате чего застройщик получит непрочный дом, требующий постоянных доделок.
Важно! Бетонные составы отличаются высокими показателями изоляции, энергоемкости, поэтому строение не потребует дополнительных работ по укладке гидро-, тепло-, звукоизоляции. Не нужно дополнительно выравнивать стеновые панели, то есть все работы сводятся к отделке.
Преимущества монолитного строительства:
Недостатки монолитного строительства:
Важно! Стоит отметить, что технология монолитного строительства мало востребованна на сегодняшнем рынке, однако многочисленные преимущества позволяют применять тип домостроя на самых различных грунтах. А если использовать панельно-монолитный вариант, строения отвечают самым высоким запросам и требованиям хозяев, отличаясь прочностью, практичностью, долгим сроком эксплуатации и великолепными теплоэнергетическими показателями.
Монолитно-кирпичное строительство
Каркасно-монолитная технология застройки получила широкое распространение. Являясь самым современным вариантом, тип застройки отличается надежностью, позволяет соединять в одном объекте все показатели тепло-, звуконепроницаемой кирпичной стены с вариабельностью планировочных решений здания с применением перекрытий из монолитного железобетона. Ценовая планка строений лежит между недорогой крупнопанельной технологией и затратными кирпичными домами.
Этапы строительства схожи с другими технологиями:
Достоинства монолитно-кирпичного строительства:
Недостаток многоквартирный монолитно-кирпичной дом будет иметь один – обязательное соблюдение технологии застройки, а, следовательно, применение труда высококвалифицированных рабочих.
Монолитные вентфасады
Строго говоря, это не технология строительства, а, скорее, тип отделочных работ. Системы характеризуются следующими показателями:
Такая технология применяется для многих многоэтажных строений самого разного назначения. При этом материалы, используемые для монтажа вентфасадов, выпускаются в огромном разнообразии: алюминиевые, виниловые панели или панельные элементы из композитных материалов отличаются долговечностью и прочностью.
Выбирая подходящую технологию строительства многоэтажных домов, необходимо учитывать не только все экономические стороны, но и наличие мощной базы спецтехники, ресурсов и профессиональных строителей. В одиночку с домом даже в 2-3 этажа справиться сложно, лучше поручить это дело специалистам.
Как изменились технологии строительства небоскребов за последние 100 лет
На сегодняшний день Бурдж Халифа является самым величественным творением строительной инженерии. Но как человеку удалось создать столь удивительное строение? Чтобы понять это, нам следует вернуться в прошлое и посмотреть, как начиналась история небоскребов.
1. Было тяжело найти информацию, которая повествовала бы о начале эры небоскребов. Но в одной американской литературе мне попалась статья про первое упоминание небоскребов в США. Эта история началась в 1870 году со строительства Equitable Building в городе Нью-Йорке высотой всего лишь в 7 этажей (43 метра). С его постройкой деловые люди осознали, что верхние этажи позволяют получить хороший вид из окна и меньше шума с улиц, поэтому свои офисы они стали размещать на нижних этажах, а верхние сдавать в аренду по более высокой цене. Архитекторы в свою очередь поняли, что прежде чем можно будет проектировать более высокие здания необходимо найти способ перемещения людей между этажами и в частности на верхние этажи. Изобретенный инженером Грейвс О́тис безопасный лифт позволил решить эту проблему.
2. Как выяснилось, следующей сложностью, возникшей на пути инженеров, стали строительные материалы. Монаднок-билдинг в Чикаго представляет собой 16 этажное здание, выстроенное в старой традиции кирпичной архитектуры с толщиной стен нижних этажей в два метра. Его вес оказался настолько тяжелым, что уже через несколько лет здание ушло вглубь на полметра в мягкий грунт Чикаго. Этот факт стал звоночком для архитекторов о необходимости подбора новых конструкций для строительства более этажных зданий. Даниел Бёрнем, сконструировавший Флэтайрон-билдинг придумал конструкцию из стальных опор и балок, составляющих вместе единый стальной каркас, который был намного легче и прочнее традиционного кирпича. Внешняя обшивка из кирпича защищала стальной каркас внутри от неблагоприятных климатических воздействий снаружи.
3. Изобретение мощных кондиционеров в середине 20 века позволило отказаться и от так называемой «каменной кожи», одетую на здания (здание штаб квартиры ООН). Кирпич был заменен специальным стеклом, что в совокупности с кондиционерами позволило увеличить высотность и избежать парникового эффекта внутри самого здания. Внешнее покрытие этого специального стекла покрыто тонким слоем металла. Этот слой подобно солнцезащитному крему отражает ультрафиолет нагревающий здание. Вдобавок к этому на внутреннее стекло нанесен тонкий слой серебра, также участвующий в отражении проникающего снаружи тепла.
4. Все бы хорошо, технологии помогают сделать здания все выше и выше, но рано или поздно возникает вопрос о скорости строительства, так как большая высота требует специальных технологий для производства строительных работ на высоте. Австралийскими инженерами был предложен кран-кенгуру, который мог поднимать тяжелые конструкции на верхние этажи. По окончанию строительства первых трех этажей кран мог перемещаться по внутреннему колодцу вверх и продолжать строительство следующих трех этажей. Строителям всемирно известных башен-близнецов удавалось возводить два этажа за неделю. В 1970 году всемирный торговый центр занял первую строку в списке высочайших зданий мира.
7. Во время известных событий 11 сентября 2001 года одной из самых главных проблем башен-близнецов стала эвакуация людей из горящих зданий. Поэтому седьмым технологическим решением в современных небоскребах является технология эвакуации. В Бурдж Халифа предусмотрены 9 специальных огнеупорных помещений. Они расположены приблизительно через каждые 30 этажей что делает их относительно легко доступными для всех Стены помещений защищены слоями железобетона и листовых огнеупорных покрытий, позволяющих людям находиться внутри в течение 2 часов. Данные помещения оборудованы специальной системой, падающей в них воздух по огнеупорным трубам. Герметичные огнеупорные двери предотвращают проникновение дыма. В огнеупорных помещениях люди могут находиться до прибытия аварийных служб. Также в них предусмотрена система раннего предупреждения.
Как только срабатывает детектор дыма термодатчик или автоматический водный огнетушитель приводит в действие систему мощных вентиляторов. Они нагнетают чистый прохладный воздух здания по огнеупорным воздуховодам. Свежий воздух вытесняет дым из лестничных шахт гарантируя проходимость путей эвакуации. Это система пожарной безопасности полностью отвечает требованиям небоскреба 21 века.
Таким образом,высочайший небоскреб Бурдж Халифа является результатом исторического скачка строительной инженерной мысли. Его высота составляет около 800 метров, 163 этажа, вместимость до 35000 человек, перемещающихся между этажами здания на 53 лифтах, способных развивать скорость свыше 35 километров в час и подниматься на верхний этаж менее чем за 50 секунд.
В основу каркаса Бурдж Халифа входит более 30 тысяч тонн стали. Снаружи здание обшито панелями из стекла и металла с подвижными соединениями высотой до двух этажей, позволяющие каждой секции расширяться и сжиматься под действием высоких температур Дубая.
форма здания меняется каждые 30 этажей общая форма восходящие спирали многим напоминающее сталагмит
Каркас из железобетона
Строительство – сложный и долгий процесс. Есть много методик, материалов и техник, которые используются в таком виде работ. Они отличаются в зависимости от того, будет ли сооружение жилым помещением, или строением для промышленных целей. Среди них – использование железобетонных каркасов. Это не новый и распространенный вид строительства, особенно часто применяемый для сооружения многоэтажных конструкций. Правильная техника строительства и качественные материалы обеспечат максимально возможную стойкость. Прочность и надежность таких строений доказана годами.
Преимущества и недостатки
Железобетонные каркасы применяется в строительстве как многоэтажных, в том числе высотных, конструкций, так и в сооружении небольших частных домов. В первом случае это техническая необходимость в силу прочности такого вида материала, во втором – экономично не обосновано, так как можно использовать более дешевые составляющие. К плюсам использования железобетонного каркаса в строительстве можно отнести:
Из-за того, что железобетонными каркасами можно создавать большие площадки, расширяется возможность в планировании внутреннего пространства. Среди недостатков можно назвать только большой вес конструкций.
Виды. Где используется в строительстве?
Каркасные железобетонные конструкции можно разделить на:
Каждый из этих видов лучше всего подходит для своего типа строительства и схема их установки полностью разные. Использование сборного железобетонного каркаса (серия 1.020) раньше ограничивалось только сооружениями для промышленных или административных целей, сейчас этот материал широко применяется для жилых помещений, так как удалось ввести в такую конструкцию гибкую внутреннюю планировку. Использование этого вида имеет свои плюсы:
Особенностью этого вида является то, что таким железобетонным каркасом обеспечивается невысокая несущая способность и в нем используются жесткие узлы. К минусам этого вида относиться:
Сборный железобетонный каркас составляют три элемента:
Эти элементы изготавливаются на производстве, после чего привозятся на строительство и собираются в единую конструкцию. Монолитные каркасы делают на строительной площадке путем заполнения опалубки конструкции бетонной смесью нужной марки. Преимущества использования:
Для сооружения монолитной конструкции используют съемную опалубку, которая заливается бетоном. Это ускоряет строительные работы.
Технология строительства железобетонных каркасных конструкций
Есть разные типы сооружения помещений в зависимости от вида каркаса и этажности.
Сборные конструкции
При расчете каркаса многоэтажного сооружения используется расчетная схема с жесткими связями сдвига. Типы каркасов для высоких сооружений: рамные, связевые, комбинированные. Для перемещения составляющих каркаса при изготовлении в них закладывают монтажные петли или оставляют небольшие отверстия. Железобетонные каркасы сооружают, сваривая стальные детали.
Для сборных каркасов делают железобетонные фундаменты, в которые устанавливают колонны, расстояние между которыми 6 и 12 м. Балки для фундамента делают из бетонов марок 200-400. На укладываемые балки (длинна равняется шагу колонн) опираются несущие стены. Балки укладывают на ступенчатый фундамент таким образом, чтоб верхний уровень на 3 см был ниже уровня пола. Проемы между балками и колонами заливают бетоном. Заполнение проводят бетоном марки 100.
Колонны серии 1.020-1/87.
После фундамента делают гидроизоляцию (защита пола от промерзания и влияния грунтов на балки фундамента). При сооружении больших конструкций необходимо использовать колонны 1.020. Они способны выдержать нагрузку до 500 т (примерно 10 этажей при усилении в стыке). Чтоб изготовить жесткий диск перекрытия, необходимо установить приваренные ригели в одну, которые направлены в одну сторону, и связанные плиты по колонных рядах.
Ячеисто-бетонные блоки лучше всего подходят для наружного стенового ограждения железобетонных каркасных сооружений. Их выкладывают одним рядом, с нулевой жесткостью, что помогает сохранить пластичность фасадов. Наружные стены устанавливают на плиту перекрытия или ригели. Таким образом, нет ограничения по количеству этажей здания.
Если внешние стены сооружаются из мелких блоков, то они могут выкладываться как в один слой, так и многослойно. При конструировании таких строений необходимо следить, чтоб кладка не была опорой для каркаса. Толщину стен выбирают, учитывая теплоизоляционные требования: для жилых домов толщина наружной стены должна быть 50 см (прочность В 2.5, морозостойкость F 25).
Для кладки внутренних стен и перегородок между квартирами и других внутренних элементов также используют ячеисто-бетонные блоки. Эти перегородки проектируются для каждого этажа самонесущими. При планировании толщины стен и перекрытий основным требованием является звукоизоляция (больше 50 дБ), которая определяется согласно нормативным документам. Этот параметр зависит от блоков, раствора, бетона и т. д. Для улучшения звукоизоляции могут использовать заполнение промежутков минплитой (плотность 80-100 кг /м3).
Перегородки между комнатами выполняют толщиной 12 см из ячеистых блоков (звукоизоляция не меньше 43 дБ).
При кладке стен в комнатах, где предполагаемая влажность повышена (например, ванная комната), необходимо использовать защиту для ячеистых блоков от влаги и пара. Отделочные наружные работы необходимо проводить после полного естественного высыхания здания, иначе влажность с блоков будет выходить внутрь помещения.
Расчетной схемой одноэтажного железобетонного каркасного промышленного здания является рама, в которой ригели и колонны скрепляются при помощи шарнирного соединения. При строительстве монолитного каркасного здания в первую очередь делают опалубку, потом делают необходимый раствор и делают заполнения опалубки бетононасосом.
Сборно-монолитные каркасы
Колонны ставятся в отверстие в железобетонной плите. На плиту ставятся многопустотные панели, на них – пролетные панели. Арматурная сетка межколонных панелей сваривается с армопрутьями пролетных панелей, после чего происходит заполнение бетонной смесью.
Повышение эффективности монолитного каркасного жилья
Не смотря на то, что монолитный каркас уже широко используется в строительстве, его функциональные свойства стараются постоянно повысить. Строители пытаются сделать его более прочным, уменьшить расход материалов. Одним из способов достижения такой цели является использование бетона более высокой марки. Это уменьшает расход арматуры в каркасах, отчего расход на материалы уменьшается. Эффективность каркаса достигается, если армирование составляет больше 3%. Оптимизация монолитного железобетонного каркаса происходит по:
В сооружении монолитных каркасных зданий используют метод, при котором коробку конструкции заглубляют в землю на глубину до 2 этажей. При этом все здание замоноличено. Такая техника позволяет упрочнить конструкцию, так как нагрузки передаются пластовым грунтам (они высокопрочные).
Стоимость такого здания очень большая (опалубка, техника и т. д.), отчего при строительстве одноэтажных (2-3) сооружений используется редко. Для таких конструкций чаще используют сборные железобетонные каркасы, что дешевле и они достаточно прочны для такой высоты.
Заключение
Железобетонные каркасы – наиболее подходящий материал для возведения многоэтажных зданий. Такая конструкция является прочной и выдерживает большой вес и этажность. Каркасы бывают сборными, сборно-монолитными и монолитными, каждый из них подходит для конкретного вида строительства. Не так давно сборные каркасы использовались только для промышленных или административных целей.
Использование такого материала для небольших, например, одноэтажных, сооружений нецелесообразно из-за большой стоимости материалов и работ. Техника конструирования железобетонных каркасных зданий проектируется до каждой мелочи, что обеспечивает надежность и стойкость таким сооружениям. При возведении таких зданий необходимо учитывать нормативы, которые законом установлены для разных помещений.