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.
Монолитное строительство частного дома – технологии, особенности, опыт участников FORUMHOUSE
Различные технологии возведения домов пользуются большей или меньшей популярностью, например – каркасное домостроение переживает настоящий бум, как и дома из бруса, кладка из кирпича или блоков стабильно в лидерах, монолит же все еще довольно редкое явление. Тем не менее, на нашем портале есть положительный опыт строительства домов по монолитной технологии, который может быть интересен самозастройщикам, еще не определившимся с выбором способа возведения своего дома. Рассмотрим:
Монолитное домостроение
Изначально под монолитным строительством понималось только возведение сооружений из железобетона, так как альтернативы арматурному каркасу и раствору на базе цемента с заполнителями просто не существовало. При заливке используется сборная опалубка. Не так давно монолитное строительство было распространено только в промышленных объемах, для возведения многоэтажных домов, общественных зданий или производственных объектов. Но постепенно технология начала распространяться и в частную сферу, что обусловлено рядом достоинств монолитных домов.
На мой взгляд, фишка монолитного железобетона в следующем:
Конечно, хватает у монолита и недостатков.
Эта технология требует квалифицированных строителей и наличия бетонных заводов в округе, чтобы не возить бетон дальше 50 км. Также без детального проекта (схемы армирования, схемы опалубки) строить неразумно. Так что это может быть одним из препятствий для повсеместного распространения такого вида частных домов.
Но минусы есть у любого материала, другое дело, чтобы их количество не перевешивало. Бетономешалка плюс модифицирующие добавки – и заливать можно самомесным бетоном. В идеале, любой строительный процесс требует квалифицированных исполнителей, а в реальности нашими умельцами неоднократно доказано, что самозастройщики многим «профи» фору дадут, так как строят для себя. Было бы желание, а научиться можно всему.
Интересует монолитное строительство своими силами (без привязки к срокам) двухэтажного дома для постоянного проживания размером 10х10 м. Рассматриваю разные виды монолита, но в приоритете железобетон. Строиться буду один, не спеша, поэтапно, в общем, долгострой, опыта в строительстве нет, но самое главное – есть желание, и это сильно мотивирует.
Разновидности монолита
Но суть неизменна – ограждающие конструкции не собираются или выкладываются из отдельных элементов, а именно заливаются. В результате образуются монолитные, бесшовные стены практически любой геометрической формы, что развязывает руки архитекторам. То есть, если обилие эркеров и арок при строительстве из блока/кирпича/дерева прилично усложнит процесс, то при заливке особых усилий не потребуется.
Так как обычный железобетон получается слишком холодным, в виду высокой теплопроводности и тонких стен, чтобы обойтись без дополнительного утепления применяют пенобетон, полистиролбетон или керамзитобетон. В первом случае теплопроводность стены сокращается благодаря образованию в бетоне большого количества воздушных пор за счет пены, во втором – за счет добавления гранул полистирола или керамзита. Но по разновидностям монолит подразделяется не по типу заливаемого бетона, а по типу опалубки – она бывает съемная и несъемная.
Съемная опалубка
В частной сфере обычно из влагостойкой или ламинированной фанеры, реже применяются доски, металл или пластик. Листы используют целиком или разрезают на части, в зависимости от масштабов заливки. Элементы скрепляют между собой и по мере заливки переставляют на новое место, так как позволить себе собрать опалубку для всего дома сразу могут только профильные компании. А самозастройщики заливают дома поэтапно, преимущественно по горизонтали. Фанера пользуется заслуженной популярностью, так как хорошо держит форму и позволяет получить гладкую поверхность стен, а если еще и ламинированная, то комплекта может хватить не на одну стройку. Что касается крепежа, тут все индивидуально.
Фанера толщиной 12 мм, повышенной влагостойкости, 2500×1200 мм, разрезалась пополам по длине (600 мм), четыре стяжки на лист (сверлились листы насквозь, сложенные вместе, 100 мм от низа) верх стягивался брусками. Стяжки с двумя заклиненными гайками на одном конце, длиной 250 мм, диаметром 8 мм, опускались в веретенку. Снаружи в опалубку вбиты забивные гайки – крутить (шуруповертом) нужно только изнутри стен.
Перестановка съемной опалубки по мере заливки считается одним из самых трудоемких и отнимающих время процессов, и чем меньше при этом требуется операций, тем лучше.
Строим коттедж из железобетонных стеновых панелей: все, что нужно знать о материале
Если рынок классических каркасных домов и зданий из лёгких СИП-панелей в России довольно развит и предложение едва ли не превышает спрос, то здания из крупноформатных утеплённых панелей предлагают лишь несколько фирм.
Преимущества железобетонных панелей
Все мы хорошо знакомы с многоэтажными панельными домами, поэтому знаем о достоинствах этого стенового материала, среди которых прежде всего следует назвать высокую прочность, долговечность и отличные теплотехнические характеристики. Стены из утеплённых железобетонных панелей полностью преграждают путь уличному шуму (в квартиры звук проникает в основном через окна), не боятся влаги, не нуждаются в дополнительной защите от продувания и практически на дают усадки — сразу после постройки стен и крыши можно запускать систему отопления и приступать к отделочным работам. При этом возводится ограждение за считанные дни — там, где кладка из кирпича или блоков заняла бы не менее месяца.
Особенности их производства
Стоимость 1 м 2 панельного коттеджа без учёта инженерного оборудования и отделки стартует от 20 тыс. руб., что сопоставимо с ценой постройки из газосиликатных блоков.
Материалом для наружных стен дома могут служить традиционные для высотного строительства трёхслойные железобетонные панели с эффективным утеплителем, изготовленные согласно ГОСТ 31310-2015.
Наружный и внутренний слои такой панели выполняются из тяжёлого бетона с гранитным наполнителем и стальной арматурой класса А500. Наружный и внутренний ж/б слои соединяют друг с другом с помощью диагональных связей из нержавеющей стали или железобетона.
Доставку панелей осуществляют специальным транспортом (панелевозом), а разгрузку — мощным автокраном, для установки которого на выносные опоры требуется ровная площадка, свободная от построек и растений.
Особенности строительства из железобетонных плит
Разумеется, панельному дому требуется надёжное основание, тип которого выбирают после геологического обследования участка. Чаще всего останавливаются на монолитном ленточном (глубокого заложения) или плитном фундаменте.
Что касается выбора архитектурных решений, то здесь жёстких ограничений немного: не удастся возвести разве что радиусные стены, сложные многогранники, башенки. Однако для удешевления и ускорения строительства крайне желательно упростить конфигурацию дома, отказавшись от эркеров, непрямых углов, балконов (хотя устроить лоджию в целом несложно). Впрочем, панельные стены допускается комбинировать с кладочными — и тогда можно позволить себе любые архитектурные изыски.
Индивидуально и серийно
Специфика сборно-монолитного панельного строительства заключается в том, что проектная документация включает чертежи каждой панели, а также сборочные схемы сборки.
Конструкторов панельных домов очень немного, и в основном они занимаются проектированием промышленных и многоэтажных жилых зданий. С одной стороны, это положительно сказывается на качестве работ и соблюдении строительных норм. С другой — и проект, и изготовление панелей по индивидуальным чертежам обходятся дорого. Снизить стоимость 1 м 2 панельного малоэтажного жилья можно при крупносерийном строительстве, но для него пока нет экономических условий.
Сборка
Как правило, панели сразу ставят в проектное положение на фундаменте поверх подстилающего слоя раствора и закрепляют с помощью временных опор (подкосов). Все стеновые панели одного этажа монтируют в течение одного-двух дней.
Для связи стеновых элементов служат стальные тросовые петли, расположенные с шагом 400–500 мм по вертикали. В них вставляют вертикальную арматуру. Швы между панелями герметизируют поэтапно. Сначала собирают опалубку и заполняют стыковочные узлы этажа (контур внутреннего несущего слоя панелей) тяжёлым бетоном. В результате образуется единая сборно-монолитная конструкция. После схватывания бетона временные опоры снимают и приступают к монтажу панелей следующего этажа.
Монтаж панелей требует привлечения мощной техники (автокрана грузоподъ-ёмностью до 120 т) и бригады опытных рабочих из четырёх–шести человек
Окончательная герметизация швов осуществляется после сборки коробки дома. На этом этапе уплотняют зазоры по контуру утеплителя полосами минеральной ваты или полиуретановой пеной. В завершение зачеканивают швы в наружном железобетонном слое — здесь используют жгут из вспененного полиэтилена и герметик для межпанельных швов, который можно окрасить в цвет фасада или (в углах) декорировать плиткой.
При малоэтажном строительстве ширина межпанельных швов значительно меньше, чем при высотном и составляет всего 20–25 мм.
Утепление
Средний слой состоит из утеплителя — плит экструзионного пенополистирола (ЭППС) или минеральной ваты высокой плотности с вертикальными и горизонтальными бороздками, которые обеспечивают вентиляцию материала. Толщина утеплителя определяется теплотехническим расчётом и может достигать 400 мм.
В базовой комплектации обычно предусмотрено утепление толщиной 200 мм. Даже при использовании минеральной ваты, обладающей несколько большей теплопроводностью, чем ЭППС, коэффициент сопротивления теплопередаче стены составляет при этом около 4,9 м² • ˚С/Вт. Это в полтора раза больше, чем требует СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» для жилых домов на широтах Москвы.
Перекрытия
В панельном доме устраивают сборные перекрытия из многопустотных плит марок ПБ и ПК. Такая конструкция обладает хорошей несущей способностью (допускается распределённая нагрузка до 800 кг/м 2 ) и отлично изолирует воздушный шум.
С помощью плит толщиной 220 мм можно перекрыть пролёт величиной до 7 м, толщиной 265 мм — до 10 м. Стандартная ширина плиты перекрытия составляет 1,2 м. Кроме того, выпускаются плиты шириной 290, 470, 650, 830, 1010 мм.
Балконную или иные плиты с консольным опиранием либо с проёмом (например, для вентстояка или дымохода большого диаметра) изготавливают без пустот, с усилением по контуру проёма. При устройстве лестничных проемов предусматривают опорные колонны или стальные либо железобетонные разгружающие балки.
Фасадная отделка
Панельные стены можно отделать снаружи множеством способов. Если заводская отделка отсутствует, то проще всего покрыть их декоративной штукатуркой либо вывести поверхности слоем штукатурного раствора толщиной 10–20 мм, а затем покрасить фасадной краской (в принципе, если не стремиться к идеалу, то можно покрасить стены и без оштукатуривания). Ничто не мешает и установить навесной фасад с обшивкой, например, фиброцементными панелями или деревянным планкеном. Правда, процесс монтажа каркаса (обрешётки) будет несколько более трудоёмким, чем в случае деревянных, каркасных или пеноблочных стен.
Обычно для ускорения строительства наружные поверхности панелей формуют на заводе под камень или кирпич и там же окрашивают атмосферостойкой краской соответствующего цвета.
Другой способ быстрой отделки — отмыв заполнителя. Суть его в том, что в процессе производства на панель наносят специальный состав, препятствующий застыванию верхнего слоя бетона глубиной 3–5 мм. После монтажа панели незастывший слой смывается напором воды, в результате обнажается гравийная структура, обладающая декоративными качествами. Для зданий в брутальном индустриальном стиле можно заказать панели с декоративными царапинами, которые наносятся по не схватившемуся до конца бетону специальной щёткой.
Наконец, выпускаются панели с готовой облицовкой из клинкерной или каменной плитки. После монтажа остаётся закрыть тем же материалом краевые зоны панелей и швы.