Будівельні системи будівель

Головна | Про нас | Зворотній зв'язок

Будівельна система - комплексна характеристика конструктивного рішення будівель за матеріалом і технології зведення основних несучих конструкцій. Схема класифікації будівельних систем будівель дана рис. 3.14.

Будівельні системи будівель з несучими стінами з цегли і дрібних блоків з кераміки, легкого бетону або природного каменю бувають традиційні і повнозбірні. Традиційна система заснована на зведенні стін в техніці ручного кладки, повнозбірні - на механізованому монтажі стін з великих блоків або панелей, виконаних в заводських услових з цегли, кам'яних або керамічних блоків. При цьому великоблочна система майже спільно поступається місцем панельної.

Мал. 3.14 Класифікація будівельних систем.

Традиційна система донедавна була основою при зведенні капітальних цивільних будівель середньої і підвищеної поверховості. В даний час на основі застосування традиційної системи здійснюється понад 30% обсягу будівництва житлових і 80% - масових громадських будівель. Рівень індустріального конструкцій будівель традиційної будівельної системи в цілому досить високий завдяки масовому застосуванню великорозмірних збірних виробів для перекриттів, сходів, перегородок, фундаментів.

Традиційна система володіє істотними архітектурними перевагами. Завдяки малим розмірам основного конструктивного елемента стіни (цегли, каменю) ця система дозволяє проектувати будівлі будь-якої форми з різними висотами поверхів і різноманітними за розмірами і формою отворами. Застосування традиційної системи особливо доцільно для будівель, що домінують в забудові. Конструкції будинків зі стінами ручної кладки надійні в експлуатації: вони вогнестійкі, довговічні і теплостійкі.

Поряд з архітектурними та експлуатаційними перевагами ручна кладка стін є причиною основних технічних і економічних недоліків кам'яних будівель: трудомісткості зведення і нестабільності міцності кладки, схильних до впливу сезону зведення і кваліфікації каменяра.

Підвищенню економічності і індустріальності конструкцій будівель з кам'яними стінами сприяють застосування каменю або цегли високих марок (150, 200, 300), заміна ручної кладки монтажем цегляних (кам'яних) панелей заводського виготовлення.

Будівельна система будівель із стінами з цегляних панелей вперше розроблена і застосована в СРСР Г.Ф. Кузнєцовим, Н.В. Морозовим.

Панелі несучих стін виготовляють висотою в поверх і довжиною в один-два конструктивно-планувальних кроку (одно-, двухмодульной панелі). Об'єднання окремих каменів, дрібних блоків природного каменю, керамічних блоків або цегли в панель досягають їх попередньої укладанням на цементному розчині в сталеві форми з вібрацією (віброцегляних і віброкаменние панелі) або без вібрації, але зі спеціальними синтетичними добавками в розчин, що підвищують опір кладки розтягуванню ( цегляні і кам'яні панелі).

В обох випадках міцність конструкції на стиск збільшується в 1,5-2 рази в порівнянні зі стіною ручної кладки, що забезпечує економію 40-50% цегли або каменю. Перехід від конструкцій стін ручної кладки до панельним дозволяє знизити витрати праці на 25%, наведені витрати на 6-7% і терміни будівництво на 30%. Незважаючи на економічні переваги, обсяг впровадження цих конструкцій невеликий.

Повнозбірні будівлі з несучими конструкціями з бетонних і залізобетонних елементів зводять на основі великоблочної, панельної, каркасно-панельній і об'ємно-блочної будівельних систем.

Великоблочна будівельна система застосовується для зведення житлових будинків висотою до 22 поверхів. Маса збірних елементів становить 3-5т. Установку великих блоків здійснюють за основним принципом зведення кам'яних стін - горизонтальними рядами, на розчині, з взаємної перев'язкою швів.

Перевагами великоблочної будівельної системи є: простота техніки зведення, обумовлена ​​самоустойчівостью блоків при монтажі, можливість широкого застосування системи в умовах різної сировинної бази, гнучкість номенклатури блоків, що дозволяє при обмеженому числі типорозмірів виробів дозволить різні типи житлових будинків і масових громадських будівель; обмежені в порівнянні з панельним і об'ємно-блокових домостроением капіталовкладення у виробничу базу з-за простоти і меншою металоємності формувального обладнання; обмежена маса збірних виробів, що дозволяє використовувати поширене монтажне обладнання і застосовувати великоблочні конструкції в міському і сільському будівництві.

Створення великоблочної будівельної системи - перший етап масової індустріалізації конструкцій будівель з бетонними стінами. Великоблочна система в порівнянні з традиційною кам'яної дала зниження витрат праці на 10% і термінів будівництва на 15-20%.

Підвищення нормативних теплотехнічних вимог до зовнішніх стін в Україні призвело до витіснення цієї системи, тому що вона була орієнтована на одношарові конструкції зовнішніх стін з низьким опором теплопередачі.

При її застосування в опалювальних будівлях блоки зовнішніх стін необхідно виготовляти тришаровими з утеплювачем з пінополістиролу, мінераловатних, перлітофосфогенних плит і т.п.

Існуючі будівлі вимагають утеплення зовнішніх стін. Використання цієї системи можливо в комбінованому варіанті - великоблочні внутрішні стіни і багатошарові зовнішні панельні або цегляні стіни.

Панельна будівельна система застосовується при проектуванні будинків висотою до 30 поверхів в звичайних грунтових умовах і до 14 поверхів в сейсмічних районах.

Стіни таких будинків монтують з бетонних панелей висотою в поверх, масою до 10 т і довжиною в 1-3 конструктивно-планувальних кроку. Конструкції панелей несамоустойчіви: при зведенні їх стійкість забезпечують монтажні пристосування, а в експлуатації - спеціальні конструкції стиків і зв'язків. Панелі несучих стін встановлюють на цементному розчині, без взаємної перев'язки швів.

У порівнянні з традиційною системою з кам'яними стінами одна дозволяє знизити вартість будівництва на 6-7%, масу конструкцій на 30-40% і витрати праці на 40%.

Технічним перевагою панельних конструкцій є їх значно більша в порівнянні з традиційними міцність і жорсткість. Це визначило широке застосування панельних конструкцій для будівель підвищеної поверховості в складних грунтових умовах (на просадних і вічній грунтах, над гірничими виробками).

Панельні конструкції сейсмостійкі.

Панельні конструкції застосовуються переважно для зведення житлових будинків різного типу, готелів, пансіонатів, спальних корпусів будинків відпочинку і санаторіїв, а також для ряду масових громадських будівель (дитячі ясла-сади, школи та ін.).

Каркасно-панельні будівельна система з несучим збірним залізобетонним каркасом і зовнішніми стінами з бетонних або небетонних панелей застосовується в будівництві будинків висотою до 30 поверхів.

У житловому будівництві систему застосовують в обмеженому обсязі, оскільки вона поступається панельної по техніко-економічними показниками.

У могоетажних будівлях заввишки до 100м використовують в основному залізобетонні несучі конструкції, а при більшій висоті - сталеві, які мають менший перетин, і відповідно, меншу вагу, що призводить до зменшення зусиль в несучих конструкціях і знижує собівартість фундаментів. Недолік сталевих конструкцій - низька вогнестійкість і корозійна стійкість. Тому їх необхідно захищати від впливу вогню: напиленням спеціальних розчинів із заповненням; виготовленим на основі базальту, керамічного волокна або штукатуркою, цементно-піщаним розчином товщиною 10-60мм, облицюванням цеглою або базальтовими, гіпсовими, бетонними, ВЕРМИКУЛІТНА плитами товщиною 20-60мм.

Об'ємно-блокова будівельна система.

Об'ємно-блокові будівлі зводять з великих об'ємно-просторових залізобетонних елементів масою до 25т, що містять в собі житлову кімнату або інший фрагмент будівлі. Об'ємні блоки, як правило, встановлюють один на одного без перев'язки швів.

Об'ємно-блокове будівництво обіцяє суттєве зниження сумарних трудовитрат в будівництві (на 12-15% в порівнянні з панельними) і прогресивну структуру цих витрат. Якщо в панельному будівництві співвідношення витрат праці на заводі і будівельному майданчику становить в середньому 50: 50%, то в об'ємно-блоковому воно наближається до 80: 20%. Через складність технологічного обладнання капіталовкладення при створенні заводів об'ємно-блочного домобудівництва на 15% більше в порівнянні з заводами панельного домобудування.

Об'ємно-блочну систему застосовують для будівництва житлових будинків, готелів, спальних корпусів будинків відпочинку і санаторіїв висотою до 16 поверхів в звичайних і складних грунтових умовах і для житлових будинків малої і середньої поверховості при сейсмічності 7-8 балів.

Найбільш ефективно об'ємно-блокове житлове будівництво при значній концентрації будівництва, необхідність його здійснення в стислі терміни, при дефіциті робочої сили.

Монолітна і збірно-монолітна будівельні системи застосовуються переважно для зведення будівель підвищеної поверховості. До системи монолітного домобудівництва відносять будівлі, всі несучі конструкції яких виконують з монолітного бетону, до збірно-монолітної - будівлі, в яких несучі конструкції виконують частково збірними, частково монолітними. Монолітні будинки, як правило, проектують безкаркасними, збірно-монолітні - каркасними або безкаркасними.

На архітектурно-планувальне і конструктивне рішення монолітних і збірно-монолітних будівель істотно впливає застосовуваний метод бетонування несучих конструкцій. У вітчизняному монолітному житловому будівництві найбільшого поширення набули при зведенні безкаркасних будівель методи бетонування в ковзної, об'ємно-переставний і крупноразмерной щитовій опалубці, при зведенні каркасних - методи підйому перекриттів (МПП) і підйому поверхів (МПЕ).

Інтенсивний розвиток монолітного будівництва в Україні почалося в 90-х роках і пов'язане воно з активізацією діяльності зарубіжних фірм.

Метод ковзної опалубки передбачає безперервне бетонування несучих стін в системі синхронно переміщуються по вертикалі опалубних щитів, що встановлюються по контуру всіх несучих стін будівлі або секції-захватки.

Метод об'ємно-переставний опалубки заснований на циклічному (поверховому) бетонуванні стін і перекриттів з подальшим переміщенням елементів Г- або П-образної (об'ємної) опалубки, що об'єднує вертикальні і горизонтальні щити опалубки на позначку верхнього поверху.

Метод крупноразмерной щитової (крупнощитовой) опалубки полягає в циклічному (поверховому) бетонуванні несучих стін в поповерхово встановлюються великих (розміром на конструктивно-планувальну осередок) плоских опалубних щитах.

Метод підйому перекриттів зводиться до бетонування плит міжповерхових перекриттів і покриття розміром на всю площу будівлі на нульовій позначці в інвентарній бортовий опалубці з подальшим переміщенням цих плит по вертикальних несучих конструкцій (колон і об'ємно-просторовим бетонним шахтам - стовбурах жорсткості) і кріпленням до цих конструкцій на проектних поверхових оцінках.

Різні між методами підйому перекриттів і підйому поверхів зводиться до місця монтажу вертикальних огороджувальних конструкцій. При МПП їх встановлюють після закріплення перекриттів на проектних відмітках. При МПЕ огороджувальні конструкції кожного поверху (переважно повнозбірні) монтують на нульовій позначці і переміщують на проектну відмітку разом з плитою міжповерхового перекриття.

Найбільш поширеною з числа збірно-монолітних стає система з вертикальними монолітними елементами жорсткості, споруджуються в ковзній опалубці, в поєднанні зі збірними панельними або каркасно-панельними конструкціями. Ця комбінована будівельна система дозволяє підвищити міцність несучих конструкцій, а отже, і поверховість будівель в порівнянні з поверховістю повнозбірного будівлі з тих же конструктивних елементів.

Останнім часом використовують конструктивно-технологічну систему будівель в опалубці із сталевих і полімерних матеріалів, які відносяться після бетонування (незнімна опалубка). З її допомогою конструкції будівель отримують додаткові функції - посилені, утеплені, гідроізоляційні і декоративні.

Застосування монолітного домобудівництва доцільно при відсутності або недостатньої потужності підприємств панельного домобудування, а також при необхідності для вирішення містобудівних завдань зведення будівель, що відрізняються по архітектурно-планувальним параметрам і композиції від масових повнозбірних.

Монолітні і збірно-монолітні будинки по жорсткості однакові, а іноді і перевершують панельні. Тому їх застосування особливо доцільно в складних грунтових умовах і в умовах сейсміки.

Монолітні і збірно-монолітні конструкції застосовують для будівель до 25 поверхів в звичайних умовах будівництва і до 20 поверхів при будівництві в районах з розрахунковою сейсмічністю 7-8 балів. Нижню межу поверховості монолітних будівель визначають на підставі техніко-економічних вимог. Застосування монолітних конструкцій, зведених конструкцій, що зводяться в об'ємно-переставний опалубці, економічно доцільно для будинків вище 8 поверхів у звичайних умовах і вище 4 поверхів - в сейсмічних. Для методу ковзної опалубки нижні межі економічної доцільності становлять відповідно 15 і 8 поверхів.

Вигідно відрізняє монолітне житлове будівництво від панельного менший (на 10%) витрата арматурної сталі, так як немає необхідності витрачання її на стикові з'єднання, підйомні панелі, закладні деталі. У сейсмостійкому будівництві раціональне використання несучої здатності монолітних конструкцій дозволяє ще більше скоротити витрату сталі (до 20%). Капіталовкладення в виробничу базу в монолітному житловому будівництві нижче, ніж в панельному, на 15-17%.

Будівельні системи будівель з несучими конструкціями з дерева і пластмас застосовують для зведення житлових і громадських будівель заввишки в 1-2 поверхи. Несуча здатність дерев'яних конструкцій, як показують розрахунки, випробування і досвід давньоукраїнського будівництва багатоярусних висотних культових і фортифікаційних споруд, дозволяє зводити будівлі більшої висоти. Однак сучасне будівельне законодавство не допускає застосування вертикальних дерев'яних несучих конструкцій для будівель середньої і підвищеної поверховості, так як вони не відповідають вимогам довговічності і вогнестійкості. У міру розробки і масового впровадження технологічних і дешевих способів підвищення біо- і вогнестійкості деревини гранична поверховість будівель з дерев'яними несучими конструкціями буде підвищується. В даний час в будівлях вище двох поверхів допустимо тільки вибіркове застосування дерев'яних елементів. Наприклад, для внутрішньоквартирних перекриттів і сходів в будівлях з квартирами, приміщення яких розміщені в двох рівнях, або для каркаса панелей зовнішніх несучих стін з обшивками з листових матеріалів.

Існує кілька будівельних систем будівель з несучими стінами або каркасом з дерева. Традиційна - з несучими рубаними стінами з укладених по периметру стін горизонтальних рядів ( «вінців») колод. Ряд індустріальних систем: брущата - з несучими стінами з брусів квадратного або прямокутного перерізу, каркасна - із заповненням простору між стійками утеплювачем і обшивками на будівництві (каркасно-обшивальна) або щитами заводського виробництва (каркасно-щитова), безкаркасні - щитова й панельна.

Традиційна система має обмежене застосування. Її використовують тільки в багатих лісом районів. Брущата, каркасно-обшивальна, каркасно-щитова, щитова і панельна системи являють собою послідовні етапи індустріалізації масового дерев'яного домобудівництва. На сучасному етапі розвитку будівельної техніки вони поступилися місцем економічно ефективним і індустріальним конструкціям. Панелі висотою в поверх і довжиною від 2,4 до 6м мають дерев'яний каркас, обшивки з водостійкої фанери (зовні), деревно-струженних плит (зсередини) і ефективний утеплювач.

Витрати пиломатеріалів на будівництво панельних будинків в 2,6 рази нижче, ніж на брущаті будинку. Рядки зведення одноповерхового одноквартирного панельного будинку складають всього 2,5-2 робочих зміни. Експлуатаційні якості зовнішніх огороджень панельних будинків значно вище, ніж каркасно-обшивних або щитових, завдяки малій протяжності стиків збірних елементів і практичної повітронепроникності обшивок.

Застосування панельного дерев'яного домобудівництва в малоповерхової сільській забудові технічно доцільно і економічно також в порівнянні з індустріальними будівельними системами, що використовують капітальні конструкції з негорючих матеріалів. Так, в порівнянні з бетонним дерев'яне панельне домобудівництво дозволяє знизити масу конструкцій, що монтуються в 4 рази, витрата стали в 6 разів, витрати праці на 30% і кошторисну вартість на 7%.