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.
Монолитный жб каркас: частного дома, стен здания с использованием бетона
Монолитный каркас представляет собой технологию строительства зданий, при которой строение возводят из бетона с армированием стальными прутьями. Такое сооружение обеспечивает повышенный уровень прочности и долговечности, обходится сравнительно недорого. Раньше технология монолитно-каркасного строительства из бетона использовалась в основном в промышленной и коммерческой сферах, сегодня же все чаще таким образом возводят частные дома и коттеджи.
Основное преимущество монолитного каркаса – равномерное распределение нагрузок между бетонными колоннами, которые усилены стальной арматурой. После заливки бетоном каркас становится прочной монолитной конструкцией, в которой вся несущая нагрузка приходится на колонны, балки и перекрытия. Железобетонные здания считаются наиболее надежными, крепкими и стойкими.
При условии верного выбора и проектирования фундамента ЖБ коробка способна простоять максимальный срок, демонстрируя прекрасные эксплуатационные свойства и наилучшие технические характеристики.
Основанием для дома из бетона может служить плитный, ленточный или свайно-винтовой фундамент, который выбирают в соответствии с такими факторами: структура и характеристики грунта, особенности рельефа территории, несущая способность почвы, расчетные нагрузки и масса здания, уровень залегания грунтовых вод, конструктивные и технические особенности архитектурного проекта.
Благодаря особенностям технологии проекты домов из железобетона могут быть самыми разными – тут есть возможность реализовать любую задумку, использовать самые разные материалы (стекло, кирпич, дерево и т.д.), экспериментировать с различными элементами. Большинство современных коттеджей необычных форм и конфигураций создают с использованием монолитно-каркасной технологии.
Что такое монолитно-каркасное строительство
Устройство монолитно-каркасных зданий осуществляется по единой технологии. Монолит представляет собой цельнолитую бетонную конструкцию, которая создается прямо на строительной площадке путем заливки бетоном смонтированного каркаса из стальных прутьев и элементов. Бетон заливается и обязательно вибрируется, подбирается определенная марка, что обеспечивает высокую прочность.
Арматурный каркас может быть соединен вязальной проволокой либо сварен. Марка бетона, класс арматуры, специальные добавки в раствор подбирают, исходя из количества этажей, сейсмичности региона. Стальной каркас заливается бетоном в съемную или несъемную опалубку, которая формирует стены и другие элементы конструкции.
Ввиду того, что потом что-то переделать и или заменить невозможно, монолитно-каркасное строительство здания требует чрезвычайно тщательного проектирования с точными расчетами и применением специфических технологий, которые способны понизить риск появления деформаций в процессе усадки.
Достоинства технологии
Строительство частного дома по монолитно-каркасной технологии обладает определенными преимуществами, благодаря которым метод становится все более популярным и часто используется для возведения домов по индивидуальным проектам.
Недостатки жилья
Устройство монолитного каркаса предполагает и некоторые негативные моменты, о которых нужно знать до начала проведения расчетов и проектирования. Все эти факторы можно устранить за счет разумного применения различных технологий и методов строительства.
Технология
Монолитно-каркасная технология применяется в строительстве одно/многоэтажных зданий различного назначения любой площади и высоты.
Методы возведения фундамента
Устройство основания является одним из наиболее важных этапов строительства, так как от него зависит то, насколько качественным и прочным будет каркас, не просядет ли дом на грунте и т.д.
Особенности строительства подвала
Для подвала роют котлован, а фундамент размещают на минусовой отметке – в основании подвала. В этом помещении заливают монолитные стены, перегородки, сверху на нулевой отметке монтируют плиту перекрытия заданной проектной толщины и с повышенной прочностью.
Методы возведения опалубки
Опалубка представляет собой форму, в которую будут заливать готовый бетонный раствор. Опалубка может быт какой угодно, формируя толщину и конфигурацию монолита.
Съемную опалубку можно взять в аренду, любые виды конструкции можно купить.
Армирование
С целью обеспечения прочности и жесткости монолитно-каркасной конструкции применяют стальную арматуру и армирующую сетку. Для монолитного строительства подходит рифленая/гладкая арматура сечением 6-8 миллиметров, особо прочные конструкции создают из арматуры диаметром больше 10 миллиметров. Вязать проволокой или сваривать каркас допускается горизонтально и вертикально.
Способы подачи бетона
Бетонный раствор может замешиваться непосредственно на строительном объекте или доставляться с завода специальной техникой. Чтобы смесь не застыла и не потеряла однородность, ее транспортируют в бункере с работающим миксером. Для подачи смеси на объект используют бетононасосы или краны.
Бетононасос представляет собой специальный автомобиль с длинным шлангом, который под давлением поставляет бетон в нужную точку. Очень удобно подавать бетон таким образом для заливки на высоте. Если используется кран, то бетон подают в бадьях – такой вариант актуален для сооружения небольших железобетонных конструкций.
Утрамбовка бетона
После того, как бетон залит в опалубку, его нужно уплотнить для удаления пузырей воздуха и более равномерного распределения смеси. Для этого используют вибраторы поверхностного и глубинного типа.
Готовые монолитно-каркасные стены облицовывают керамической плиткой, кирпичом, красивым камнем. Обеспечить хорошую циркуляцию воздуха поможет обустройство вентиляции фасадов, кровли.
Монтаж перекрытий
Перекрытия в монолитно-каркасных конструкциях должны быть выполнены по той же технологии. Они образуют пояс жесткости здания.
Стоимость и материалы
В процессе создания монолитно-каркасного дома качество напрямую зависит от затрат: более высокая марка бетона стоит дороже, чем больше арматуры – тем крепче здание. Поэтому экономить и игнорировать расчеты не стоит – это может стать фатальной ошибкой.
Арматуру нужно выбирать без дефектов и ржавчины, нужного сечения. Бетон обязательно должен соответствовать указанной в проекте марке, установленным характеристикам.
Материалы для опалубки также должны быть качественными, чтобы все это не обрушилось. Тут цена материалов может быть разной и в определенных случаях высокие затраты также оправданы: несъемная опалубка позволит провести быстрее работы, в будущем поможет сэкономить на утеплении и отоплении. С другой же стороны, оправданной может быть и аренда хорошей съемной конструкции.
На все материалы нужно требовать сертификаты соответствия, паспорта качества, гигиенические заключения и т.д. Сметную стоимость дома составляют расходы на такие материалы, как: арматура и проволока, все для бетона (или заказ готовой смеси), готовая опалубка или материалы для ее монтажа, инструмент, емкости, работа людей, техника для подачи бетона, кровля, отделка и т.д. От проекта к проекту стоимость может очень сильно разниться.
Монолитный каркас – технология, позволяющая создавать прочные, надежные, долговечные дома по разумной стоимости и индивидуальному проекту. Самое главное – верно выполнить расчеты и соблюдать технологию реализации проекта.