1.     Сборно-монолитный каркас

1.1. Технология сборно-монолитного каркаса

 Сборно-монолитный каркас имеет смешанную конструктивную схему с продольными и поперечными ригелями. Он предназначен для применения в строительстве многоэтажных жилых, общественных и вспомогательных зданий, промышленных предприятий, многоэтажных гараже, с высотой этажа от 2 до 12 метров с неагрессивной средой, возводимых в 1-5 районах России по весу снегового покрова и 1-6 районах по скоростному напору ветра.

Каркас вписывается практически в любые архитектурно-планировочные решения. Универсальное оборудование для формования элементов каркаса позволяет изготавливать их различных длин и сечений. Конструкция элементов каркаса, их размеры, структура армирования рассчитываются индивидуально для каждого конкретного проекта исходя из этажности здания, планировки этажей, состава нагрузок и т.п., что позволяет в конечном итоге оптимизировать расход материалов и уменьшить стоимость квадратного метра здания.  

Сборно-монолитный каркас конструктивно состоит из трех основных железобетонных элементов: колонн, ригелей и пустотных плит. Дополнительно, по результатам расчета в каждом конкретном случае, в него могут включаться диафрагмы и связи жесткости.

1.2.         Колонны

 Колонны выполняются секционными. В зависимости от места (этажа) установки секции колонны подразделяются на нижние, средние и верхние, с уменьшением площади сечения по мере роста этажа.

Длина секции колонны ограничивается технологическими возможностями транспортировки и монтажа, а именно 12 метрами. Секции колонн стыкуются между собой специальным разъемом «штепсельного» типа без применения сварки. В каркасе малоэтажных (до 12 метров) зданий устанавливаются безстыковые колонны. Сопряжения колонн с ригелями и сборно-монолитными перекрытием производится с помощью соединительных элементов без применения сварочных работ. Для этого в местах примыкания плиты перекрытия и ригеля тело колонны лишено бетона, что позволяет в процессе сборки каркаса пропускать арматуру ригелей сквозь колонну. При омоноличивании сопряжения образуется жесткий узел, обеспечивающий устойчивость каркаса.

1.3.          Ригели

 Ригели изготавливаются из железобетона с предварительно напряженной арматурой. Сечения ригелей выбираются в диапазоне от 20 до 60 см, в зависимости от места их установки. При этом ширина ригеля принимается равной ширине колонны примыкания, его высота рассчитывается в зависимости от воздействующих на ригель нагрузок. В верхних зонах ригелей конструктивно выполнены выступающие замкнутые хомуты, обеспечивающие с помощью соединительных элементов связь ригеля со сборно-монолитной плитой перекрытия. После омоноличивания плиты перекрытия возникает тавровое рабочее сечение, где сборный ригель является ребром тавра, а его верхней полкой служит примыкающий участок плиты перекрытия.

1.4. Сборно-монолитные перекрытия

Сборно-монолитные перекрытия состоят из сборных пустотных плит толщиной  220 мм, которые опираются на ригеля. В пустоты плит заводится рабочая арматура, после чего узел «ригель-плита» омоноличивается. В результате получается жесткий монолитный диск перекрытия.

Преимущества СМКД перед монолитным домостроением:

  

Главными преимуществами перед монолитным домостроением являются:

·                                        скорость возведения сооружений (бригада из 10 человек способна за месяц смонтировать до 5000 м²застраиваемых площадей);

·                                        возможность вести работы в зимний период с той же скоростью, что и в летний;

·                                        стоимость каркасного домостроения на 10-15% ниже, чем монолитного.

Стык колонна-ригель

Опирание плиты на ригель

2.     Монолитный каркас

В современных рыночных условиях из существующих технологий возведения зданий и сооружений наиболее перспективным является монолитное строительство.

Монолитное домостроение – это такой вид строительства, при котором, в качестве основного материала применяется монолитный бетон. Бетонирование конструкций осуществляется в крупносборной опалубке, а процессы приготовления, транспортировки и укладки бетонной смеси автоматизированы и механизированы.

Монолитноестроительство обеспечивает практически "бесшовную" конструкцию. Благодаря этому повышаются показатели тепло- и звуконепроницаемости. В то же время, конструкции более долговечны.

Рассчитывают и конструктируют здания из монолитного железбетона по общим правилам строительной механики, теплофизики, акустики, с учетом требований соответствующих разделов СНИП.

Монолитные здания дают равномерную осадку здания (что позволяет проводить качественные отделочные работы практически сразу же после возведения дома), перераспределяя нагрузку и предотвращая появление трещин. На них гораздо меньше влияют осадки, здесь нет стыков между плитами, которые традиционно считаются самым слабым местом панельных домов. Благодаря этому повышаются показатели тепло- и звуконепроницаемости. Срок эксплуатации здания увеличивается 100 - 150 лет.

2.1. Технология монолитного строительства

Процесс монолитного строительства состоит из следующих основных этапов:

· Устройство арматурного каркаса 
· Установка опалубки 
· Заливка бетона 
· Прогрев (в зимнее время) 
· Уход за бетоном 
· Снятие опалубки

Достоинства монолитного домостроения:

· Возможность строительства зданий и сооружений любой конфигурации и формы, создание свободной планировки помещений 
· Высокая огнестойкость конструкций 
· Высокая сейсмостойкость 
· Монолитные здания легче кирпичных на 15-20%. Существенно уменьшается толщина стен и перекрытий. За счет облегчения веса конструкций уменьшается материалоемкость фундаментов, соответственно удешевляется устройство фундаментов.

Монолитное домостроение – это возможность с минимальными затратами получить разнообразные решения, повысить эксплутационные качества зданий.

Упрощенно технология возведения стен из монолитного бетона состоит в следующем: непосредственно на стройплощадке монтируются специальные формы – опалубки, повторяющие контуры будущего конструктивного элемента, например колонны, стен и т.д. в которые устанавливается по проекту арматура и заливается конструкционный бетон. После затвердевания бетона, получается готовый конструкционный элемент здания. 

Но даже такой прогрессивный метод как монолитное строительство, не позволяет строить эффективно без использования необходимого современного оборудования - опалубки, которая является формой, неким конструктором для бетонных конструкций различного очертания и назначения. Одной из самых надежных опалубочных систем на постсоветском пространстве, по праву считается опалубка «Гипро» Украина. Опалубка компании «Гипро» использовалась при строительстве таких объектов, как: строительство завода по переработке жидких радиоактивных отходов в Чернобыле (проект «Укрытие»), пункт регулирования движения судов на мысе Очаковском (вертикально радиусные поверхности), а также десятки жилых домов, промышленных предприятий и общественных зданий.

Опалубка ГИПРОпредназначена для формования вертикальных поверхностей (фундаментов, колонн различного сечения, пилонов, внутренних и внешних прямых и криволинейных стен), перекрытий, лифтовых шахт.

Опалубочная система ГИПРО включает щиты "Крупнощитовой" и "Мелкощитовой" серий. "Крупнощитовая" серия предназначена для кранового монтажа, ее целесообразно использовать при давлении бетонной смеси до 40 кН/м². Каркас щитов изготовлен из стального профиля, на который нанесено многослойное лакокрасочное покрытие, рабочая поверхность щитов выполнена из влагостойкой ламинированной фанеры толщиной 18 мм. В систему опалубки также включены угловые элементы (внутренние и внешние фиксированные прямоугольные и варьируемые, щиты с регулируемой радиусностью, а также различные элементы, предназначенные для сборки, установки и обслуживания опалубки - телескопические стойки, балки, талрепы, штанги, кронштейны, замки, домкраты, стяжки, мостики, подъемные петли и т.д.

Долговечность (или другими словами - оборачиваемость) фанерных щитов опалубки составляет до 30 циклов.

3.     Конструирование монолитных и сборно-монолитных зданий

В зависимости от технологии возведения здания, способов разбивки его на захватки и применения одного или двух видов бетонов возможна различная последовательность бетонирования поперечных и продольных монолитных стен.

Вертикальное соединение сопрягаемых стен возможно трех типов: торцовое, фронтальное, фронтально-торцовое.

При торцовом соединении (рис. 1, а, б, в) между щитами опалубки устанавливают вертикальный отсекатель в виде щита, с помощью которого можно выполнить торец любой формы (гладкий, со шпонками, волнистый), и через специальные вырезы за грани внутренних стен пропускают горизонтальную арматуру.

При фронтальном соединении (рис. 1 г, д, е) в местах примыкания монолитных стен ортогональных направлений на плоскости крупнощитовой опалубки устанавливают шпонкообразователи.

При фронтально-торцовом соединении (рис.1 ж), применяемом при использовании в сопрягаемых стенах бетонов разных видов или классов по прочности на сжатие, между щитами опалубки внутренних стен в месте их примыкания к опалубке наружных стен устанавливают разделяющую мелкоячеистую сетку. Как правило, сетка устанавливается на пространственном арматурном каркасе, который находится на пересечении наружной и внутренней стен. Наружные стены бетонируют на всю высоту этажа, затем бетонируют внутренние стены.

 

  

 

Рис. 1 Вертикальные торцевые (а — в), фронтальные (г — е) и фронтально-торцевые (ж) узлы

а - установка опалубки поперечных стен; б - вид торца поперечной стены и шпонками; в, е, ж - общий вид соединения поперечных и продольных стен; г - устройство арматурных каркасов со шпонкообразователями между щитами опалубки; д - устройство арматурных выпусков в шпонке

1 - щиты опалубки; 2 - разделительный торцевой щит; 3 - поперечная стена; 4 - вертикальный арматурный каркас; 5 - арматурные горизонтальные стержни; 6 - продольная стена; 7 - шпонкообразователь из пенополистирола, 8 — разделительная сетка

Узлы сопряжения плит перекрытия с монолитными стенами в зависимости от способа передачи сжимающих усилий и типа плит перекрытий рекомендуется проектировать контактными, платформенными или комбинированными.

В контактном узле сжимающие усилия передаются только через монолитный бетон несущей стены. В контактном узле можно применять монолитные (рис. 2, а, 3, а), сборные (рис. 2, в — 2, е, 3, в — 3, е) и сборно-монолитные (рис. 2, б и 3, б) перекрытия, включающие сборные плиты-скорлупы, которые выполняют функции оставляемой опалубки. Сборные плиты перекрытий рекомендуется заводить за грань стены на величину не более 2 см. До замоноличивания стыка сборные элементы перекрытий должны опираться на временные опоры.

 

Рис. 2. Контактные узлы внутренних монолитных стен

а — при монолитных перекрытиях; б — при сборно-монолитных перекрытиях со сборными скорлупами, выполняющими функции оставляемой опалубки; в — при сборных сплошных плитах перекрытия и связях посредством сварки выпусков; г — то же, при петлевых связях; д — при сборных многопустотных плитах перекрытия и связях посредством сварки выпусков; е - то же, при петлевых связях

1 — монолитная стена; 2 — монолитное перекрытие; 3 — технологический шов; 4 — арматура плиты; 5 — сборная скорлупа, выполняющая функции оставляемой опалубки; 6 — опорная арматура сборно-монолитной плиты; 7 — сборная сплошная плита; 8 — сварные связи плит; 9 — горизонтальная арматура в виде отдельных стержней; 10 — петлевые связи; 11 — сборная многопустотная плита; 12 — заглушка

 

 

Рис. 3. Контактные узлы наружных монолитных стен

а — при монолитных плитах перекрытия; б — при сборно-монолитных плитах перекрытия со сборными скорлупами, выполняющими функции оставляемой опалубки; в — при сборных сплошных плитах перекрытия и связях со стенами посредством отдельных стержней; г — то же, при петлевых связях; д — при сборных многопустотных плитах перекрытия и связях со стенами посредством отдельных стержней; е — то же, при петлевых связях

В платформенном узле сжимающие усилия передаются через опорные участки плит перекрытий (рис. 4, а — 4, д).

Для организации платформенного узла могут применяться сборные (рис. 4, а — 18, г) и сборно-монолитные перекрытия (рис. 4, д), включающие сборные плиты-скорлупы, выполняющие функции оставляемой опалубки.

Платформенные узлы на рис. 4, в рекомендуется применять в зданиях, высотой не более четырех этажей.

 

 

Рис.4.Платформенные узлы внутренних монолитных стен

а — при сборных сплошных перекрытиях и связях посредством сварки закладных деталей; б — то же, при связях посредством сварки выпусков; в — при сборных многопустотных плитах перекрытия с заделкой пустот бетонными пробками и связях посредством сварки монтажных петель или скруток; г — то же, с «усиленными» торцами плит перекрытия; д — при сборно-монолитных перекрытиях со сборными скорлупами, выполняющими функции оставляемой опалубки

1 — 12 — см. рис. 2; 13 — растворный шов; 14 — бетонная пробка; 15 — связи многопустотных плит (отдельные стержни, приваренные к монтажным петлям или скрутки)

Комбинированные узлы (рис. 19 — 21) образуются сочетанием контактного и платформенного узлов.

Рис. 5. Комбинированные узлы внутренних монолитных стен

а — при плитах со вскрытыми пустотами и связями посредством сварки монтажных петель или скруток; б — то же, при сочетании в узле торца со вскрытыми пустотами и «усиленного» торца; в — то же, при связях в виде каркасов замоноличиваемых в пустотах; г — то же, при вертикальном армировании узла; д — то же, при связях посредством выпусков; е — то же, при сочетании торца со вскрытыми пустотами и «усиленного» торца; ж — при сборно-монолитных перекрытиях со скорлупами, выполняющими функции оставляемой опалубки; з — то же, при вертикальном армировании узла

1 - 15 - см. рис. 2, 4; 16 — монтажные петли; 17 — связи многопустотных плит в виде плоских каркасов замоноличенных в пустоты; 18 - горизонтальная арматура в виде плоского каркаса

 

 

Рис. 6. Комбинированные узлы наружных монолитных стен со сборными многопустотными и сборно-монолитными перекрытиями

(1 — 18 — см. рис. 2, 4, 5)

а — при многопустотных плитах перекрытия со вскрытыми пустотами и связями в виде отдельных стержней, приваренных к монтажным петлям, или скруток; б — то же, при «усиленном» торце; в — то же, при торце со вскрытыми пустотами и связями в виде отдельных стержней арматурных выпусков из плит; г — то же, при «усиленном» торце; д - то же, при торце со вскрытыми пустотами и связями в виде каркасов, замоноличиваемых в пустотах; е — то же, при торце заделанном бетонными пробками и связями в виде отдельных стержней, приваренных к монтажным петлям; ж — при сборно-монолитном перекрытии

 

 

Рис. 7.Комбинированные узлы монолитных стен со сборными сплошными плитами перекрытий

а — при прерывистом опирании и связях посредством сварки выпусков; б — то же, при петлевых связях; в, г — при непрерывном опирании и связях в виде отдельных стержней, приваренных к закладным деталям плит или арматурных выпусков;д — при прерывистом опирании и связях в виде

 отдельных стержней (арматурных выпусков плит); 

е — то же, при петлевых связях

Для повышения несущей способности контактных и комбинированных узлов железобетонных стен допускается предусматривать установку в узле вертикальной арматуры.

При многопустотных плитах перекрытия в случае вертикального армирования узлов необходимо предусматривать также горизонтальное армирование каркасами с продольной арматурой диаметром 10 мм класса А-III, устанавливаемыми в пустотах (рис. 5, г) в количестве не менее двух на плиту.

В контактных и комбинированных узлах, приведенных на рис. 7, а, б, д, е, и в платформенных узлах по верху плит растворные швы не применяются. В остальных случаях применение растворного шва под плитами перекрытия обязательно. Полость между торцами плит следует замоноличивать только бетоном, из которого выполняется стена.

Марка раствора определяется расчетом и принимается во всех случаях не более 150 и не менее 50 — в случае производства работ при положительных температурах и не менее 100 — в случае производства работ при отрицательных температурах. При применении узлов с вертикальным армированием (см. рис. 5, г) плиты перекрытия (сборные плиты-скорлупы) рекомендуется укладывать на раствор.

В узлах сопряжения плит перекрытия с монолитными стенами рекомендуется предусматривать стальные связи плит перекрытия между собой и со стенами, стен смежных этажей между собой, а также горизонтальное конструктивное армирование узлов в продольном направлении.

При монолитных и сборно-монолитных плитах со сборными скорлупами, выполняющими функции оставляемой опалубки, функции связей плит между собой и со стенами, а также горизонтального армирования узла выполняет опорная арматура плит перекрытий (см. рис. 2, а, б; 3, а, б; 4, д; 5, ж; и 6, ж).

Сборные плиты перекрытия рекомендуется соединять между собой посредством сварки выпусков (см. рис. 2, в, д; 4, б; 5, д, е; 7, а), закладных деталей (см. рис. 4, а), монтажных петель (см. рис. 4, в, г; 5, а, б), бессварных соединений посредством перехлеста петлевых выпусков (см. рис. 16, г; 7, б), а также арматурных каркасов замоноличиваемых в пустотах многопустотных плит (см. рис. 5, в, г).

Сборные плиты перекрытий соединяются с монолитными стенами при одностороннем сопряжении посредством анкеров в виде отдельных стержней (см. рис. 3, в ,д, 6, а, б, в, г, е; 7, в, г, д), петлевых выпусков (см. рис. 3, г, е; 7, е) или арматурных каркасов, замоноличиваемых в пустотах многопустотных плит перекрытия (см. рис. 6, д).

При бессварных петлевых связях сборных плит перекрытия горизонтальная арматура, устанавливаемая в межпетлевом пространстве, служит для усиления анкеров петлевых выпусков и назначается в количестве четырех стержней (см. рис. 2, г, е) при плитах перекрытия, защемленных на опорах (контактные узлы), и в количестве двух стержней (см. рис. 7, б) — при свободно-опертых плитах (комбинированные узлы). При соединении их со стенами во всех случаях устанавливаются два горизонтальных стержня (см. рис. 3, г, е;7, е).

Горизонтальное армирование узлов в продольном направлении при сборных плитах перекрытия, за исключением варианта с петлевыми связями, рекомендуется производить плоскими каркасами или отдельными стержнями. Горизонтальная конструктивная арматура назначается диаметром 10 мм класса А-III.

Связи бетонных несущих стен смежных этажей выполняют посредством перепуска конструктивной арматуры, устанавливаемой в местах их пересечения. При сборных плитах перекрытия, имеющих непрерывное опирание на стены, перепуск арматуры производится отдельными стержнями, устанавливаемыми по оси стены.