Содержание страницы
1. Строительная система
Быстрые темпы современного строительства требуют использования новых строительных материалов и конструкций. Все большей популярностью среди специалистов пользуются конструкционные системы на основе ячеистого бетона, поризованной керамики, каркасная технология возведения зданий с использованием ЛСТК. Эти системы соответствуют конструкционным требованиям и, вместе с этим, обеспечивают необходимые теплофизические показатели.
1.1. Комплектные решения YTONG
YTONG – газобетон автоклавного твердения, получил название в 1940 г. – Y(XHULTS ÅNGEHÄRDADE GASBE)TONG – что значит «прочный автоклавный ячеистый бетон из Иксхульта». Бренд YTONG®, наряду с марками HEBEL®, SILKA®, FERMACELL® и MULTIPOR®, принадлежит компании Xella (Германия). В январе 2008 г. ЗАО «КселлаАэроблок-Центр» (совместное предприятие компании Xella Deutschland GmbH и Холдинговой Компании «ГВСУ «Центр») открыло в г. Можайске завод по производству материала YTONG мощностью до 500 тыс. м3 в год.
Рис. 1. Изделия YTONG: а – блоки с гладкой поверхностью; б – блоки с пазом и гребнем; в – U-образные блоки; г – дугообразные блоки; д – армированные перемычки
Газобетонные блоки YTONG (по результатам сертификационных испытаний, проведенных в НИИЖБ) имеют теплопроводность для марки D400 – 0,116 Вт/(м·К), а для марки D500 – 0,12 Вт/(м·К). Блоки YTONG выпускаются в соответствии с собственным заводским стандартом СТО 73045594-001-2008, требования которого полностью соответствуют требованиям действующего в нашей стране ГОСТ 31360–2007 «Блоки из ячеистых бетонов стеновые мелкие».
В ассортимент продукции YTONG входят (рис. 1): стеновые блоки для возведения внешних (200–500 мм) и внутренних (50–175 мм) стен; U-образные блоки – для изготовления монолитных балок, оконных и дверных перемычек; перемычки; сборно-монолитные перекрытия – для монтажа межэтажных пролетов, т.е. потолка. Для тонкошовной кладки используют специальный кладочный раствор.
Характеристики блоков YTONG приведены в табл. 1.
Таблица 1
Характеристики блоков YTONG
| Показатели | Блоки YTONG | |||
| с гладкой поверхностью | с пазом и гребнем | |||
| D400 | D500 | D400 | D500 | |
| Средняя плотность, кг/м3 | 400 | 500 | 400 | 500 |
| Класс бетона по прочности | В2,5 | В3,5 | В2,5 | В3,5 |
| Прочность при сжатии, МПа | 2,78 | 4,07 | 2,78 | 4,07 |
| Теплопроводность в сухом
состоянии, Вт/(м·°С) |
0,096 | 0,099 | 0,096 | 0,099 |
| Огнестойкость, ч | Негорючие
по ГОСТ 30244-94 |
4 | 4 | |
| Морозостойкость, циклы | 100 | 100 | 100 | 100 |
| Усадочные деформации
при высыхании, мм/м |
0,46 | 0,35 | 0,46 | 0,35 |
| Размеры блоков, мм: | ||||
| Высота× (ширина)×длина, мм | 250×
(150,175, 200, 240, 250, 300, 375, 400, 500)×625 |
250×
(50, 75, 100, 125, 150, 200, 240, 250, 300, 375, 400, 500)×625 |
250×
(240, 250, 300, 375)×625 |
250×
(175, 200, 240, 250, 300, 375)×625; |
| Отклонение геометрических размеров блоков:
по длине/ширине/высоте, мм |
0,3/0,3/0,7 | 0,3/0,4/0,8 | 0,3/0,3/0,7 | 0,3/0,4/0,8 |
| Масса 1 м2 стены, при
толщине 400 мм, кг |
162,8 | 202,8 | 162,8 | 202,8 |
Технические характеристики U-образных блоков YTONG сдедующие:
Марка бетона……………………… D500
Высота, мм 250
Ширина×длина, мм……………….. (200, 250, 300, 375)×500
Технические характеристики армированных газобетонных перемычек приведены ниже:
Марка бетона…………………………. D600
Прочность, Н/мм2, не менее…………. 5,0
Теплопроводность, Вт/(м·К)………… 0,16
Огнестойкость………………………… Не горючие по ГОСТ 30244-94
Высота, мм ………………………..124
Ширина×длина, мм…………………… (115, 175)×(1500, 2000, 2500, 3000)
Отклонения по длине и ширине, мм… ±1,5
Отклонения по высоте, мм…………… ±1,0
Дугообразные блоки YTONG
Дугообразные гладкие блоки YTONG применяют для реализации дизайнерских замыслов и внутренней отделки при сооружении бассейнов, фонтанов, каминов, душевых кабин различных конфигураций, элементов декора. Кладку осуществляют на раствор YTONG для тонкошовной кладки в стыковых и горизонтальных швах. Обработка поверхностей осуществляется шпаклевкой, известковой и гипсовой штукатуркой; возможно нанесение различных покрытий без предварительных штукатурных работ.
Технические характеристики дугообразных гладких блоков YTONG следующие:
Прочность при сжатии, Н/мм2………… 2,5
Плотность, кг/м3 ………………………..500
Теплопроводность, Вт/(м·К)…………… 0,099
Радиус внутренний/внешний, мм………… 500/600 или 900/1000
Высота, мм ………………………..250
Ширина, мм……………………….. 100
Геометрическая точность блоков, мм:
радиус и ширина………………….. ± 1,5
высота мм………………………….. ± 1,0
При монтаже, например, душевой кабины составляют чертеж душа (в форме улитки или закругленного душа) и производят его разметку на основании (рис. 2); после чего 1-й ряд сегментных дугообразных блоков укладывают горизонтально на известково-цементный раствор.
Рис. 2. Конструкции из дугообразных блоков YTONG: а – конструкция типа «улитка»; б – конструкция типа «закругление»
Для более оптимального соединения блоки следует укладывать ряд за рядом. На торцы блоков наносят раствор для тонкошовной кладки. Каждый уложенный ряд блоков обрабатывают шлифовальной доской и убирают пыль щеткой, после чего можно укладывать следующий ряд блоков. Горизонтальные швы в области смены радиуса армируют, после армирования наносят раствор.
Приопщоим штробореза (резца) изготавливают каналы для прокладки электропроводки и (или) водопроводной трубы. Проложенные коммуникации (проводка, труба) цементируют в стене. Далее на всю внутреннюю стену душевой кабины наносят влагостойкое грунтовое покрытие толщиной 2-5 мм для обеспечения бесшовности поверхности стены. После высыхания грунтового слоя наносят 2 слоя обмазочной гидроизоляции. Оптимальным вариантом для облицовки душа в форме улитки или закругленного душа является мозаичная плитка.
Блоки YTONG тонких форматов
Блоки YTONG тонких форматов используют для создания перегородок, подиумов, лоджий, оформления ванных комнат, индивидуального оформления помещений. Эти блоки являются надежными конструкциями межкомнатных перегородок. Их использование позволяет производить кладку плитки без дополнительной обработки стен.
Тесты на огнестойкость показывают, что перегородка из материала YTONG толщиной 100 мм выдерживает прямой напор огня в течение 4 ч без разрушения структуры.
Отверстия для электрических розеток и выключателей высверливают при помощи низкооборотной дрели с насадкой нужного диаметра, а каналы для прокладки электропроводки и коммуникаций выполняют с помощью ручного штробореза.
Технические характеристики блоков YTONG тонких форматов следующие:
| Средняя плотность, кг/м3
Класс бетона по прочности Теплопроводность в сухом состоянии, Вт/(м·К) |
500
B3,5 0,099 |
| Морозостойкость | F100 |
| Высота, мм | 250 |
| Длина, мм | 625 |
| Ширина, мм | 50, 75, 100, 125 |
| Отклонение геометрических размеров, мм, по: | |
| высоте | + 0,7 |
| длине | + 1,2 |
| толщине | + 0,8 |
Точность геометрии изделий YTONG позволяет сразу получать ровные стены, практически не нуждающиеся в дополнительном выравнивании. Для отделки стен из газобетона YTONG в жилых помещениях можно использовать невлагостойкие смеси. Для работы в сухих помещениях подходят гипсовые смеси. При работе во влажных помещениях (ванная, душевая комнаты, холодные комнаты и т.п.) необходимо использовать влагостойкие смеси, изготовленные на базе цемента. Поверхность стен нужно обработать водоотталкивающим раствором. Толщина слоя штукатурки составляет 4-8 мм.
Сборно‐монолитное перекрытие
Сборно-монолитное перекрытие YTONG разработано для возведения зданий по комплексной системе. В состав перекрытия входят два основных элемента: легкие железобетонные балки и блоки перекрытий.
Длина легких железобетонных балок со свободной арматурой в виде пространственных каркасов индивидуальна и определяется исходя из перекрываемых пролетов. В настоящее время выпускаются балки, которые позволяют перекрыть пролеты до 9 м. Блоки перекрытий YTONG (блокивкладыши) двумя боковыми пазами в нижней части опираются на железобетонные балки.
Использование сборно-монолитных перекрытий YTONG позволяет: провести монтаж перекрытия без использования крана, обеспечить высокие показатели по теплопроводности и звукоизоляции, сократить затраты на устройство перекрытия (в сравнении с монолитными перекрытиями – на 30 %), обеспечить устройство перекрытия в труднодоступных местах, проводить замену деревянных и ослабленных перекрытий на монолитные в реконструируемых зданиях.
При монтаже перекрытий YTONG балки сборно-монолитного перекрытия укладываются на стены или ригели (рис. 3). Масса пог. м балки не превышает 19 кг. Это позволяет в большинстве случаев производить монтаж балок без использования крана. На балки вручную укладываются блоки перекрытия YTONG.
Рис. 3. Монтаж сборно-монолитного перекрытия: а – установка балок перекрытия; б – укладка блоков перекрытия; в – укладка арматурной сетки под монолитный бетон
Подготовленная таким образом исходная конструкция перекрытия выполняет функцию несъемной опалубки, на которую укладывается слой монолитного бетона класса В15 (М200), армированный арматурной сеткой с ячейками размером 100×100 мм из проволоки диаметром 5-6 мм. Уплотнение свежеуложенного бетона производится виброрейкой или методом штыкования. Использование блоков YTONG позволяет уменьшить трудозатраты и расходы кладочного раствора.
1.2. Строительство из блоков
Параметры проектирования конструкций стен с тонкими швами из блоков YTONG приведены в соответствие с требованиями ENV 1996-1-1 Еврокод 6. «Проектирование конструкций кладки». Стены с тонкими швами из блоков YTONG могут использоваться в качестве стен, несущих нагрузку верхних и балочных перекрытий, а также непосредственную горизонтальную нагрузку, в качестве фиксирующей или заполняющей стены
в каркасной конструкции. Могут также использоваться в качестве стены подземной части здания при условии выполнения соответствующей изоляции от влаги.
Перемычки в стенах выполняются с использованием сборных балок YTONG из армированного ячеистого бетона в соответствии с требованиями Технического разрешения ITB № АТ-15-4674/2000/6/ или в виде сборных перемычек в соответствии с ITB № АТ-15-4725/2000 /7/, растягивающуюся нижнюю часть которых составляют сборные элементы перемычки YTONG. Могут использоваться индивидуально спроектированные железобетонные перемычки из U-образных блоков из ячеистого бетона, особо рекомендуемые для перекрытия проемов большой ширины.
Кладочные работы
Блоки YTONG поставляются на поддонах упакованными в термоусадочную пленку. Во время производства строительных работ рекомендуется распаковывать поддоны и вынимать из них столько блоков, сколько можно уложить в течение одного рабочего дня. Снятая пленка может быть использована для защиты сооружаемых стен от воздействия осадков.
Подготовка основания. Перед началом кладки стен проводят проверку горизонтальности фундамента (плиты, ленточных фундаментов), а также, по необходимости, их выравнивание (рис. 4). Допустимое отклонение составляет 30 мм. Выполняют гидроизоляцию фундамента: поверхность очищают щеткой, укладывают рулонный гидроизоляционный материал. Соединение полос производится с нахлестом не менее 150 мм. Производят точные обмеры контуров будущих наружных стен в соответствии с проектом.
Кладка первого ряда стен. Кладка начинается с закладывания блока в каждом углу здания. Блоки первого ряда кладутся на цементнопесчаный раствор толщиной не менее 20 мм по всей поверхности блока. Первым закладывается блок в самом высоком углу здания, уровень которого определяется с помощью нивелира. Разница по высоте отдельных углов дома не должна превышать 30 мм. Горизонтальное и вертикальное положения блоков контролируются с помощью уровня и при необходимости корректируются резиновым молотком.
Между установленными угловыми блоками растягивают шнурпричалку. Если расстояние между углами превышает 10 м, то между угловыми блоками устанавливается дополнительный блок, за который закрепляется шнур. Заполняют первый ряд. Имеющиеся неровности кладки устраняют при помощи шлифовальной доски или рубанка. Мелкие загрязнения и пыль удаляют щеткой.
Рис. 4. Кладка стен: а – укладка первого блока; б – натяжение шнура-причалки; в – калибровка блока; г – резка блоков; д – закладка углового блока; е – заполнение ряда по шнуру-причалке; ж – нанесение раствора; з – кладка угла с перевязкой; и – связка внешних и внутренних несущих стен
Приготовление кладочного раствора. В чистую емкость наливают необходимое количество воды. Добавляют сухую растворную смесь и размешивают до однородной массы. Рекомендуется затворять водой сразу весь мешок раствора. Такого количества готовой смеси хватает для возведения приблизительно 1,5 м3 кладки газобетонных блоков. Консистенция раствора должна быть пластичной, т.е. такой, чтобы при нанесении раствора зубчатой кельмой бороздки сохраняли свою форму, не растекались.
Резка блоков. Резку блоков проще всего осуществлять ручной ножовкой. Чтобы распил получился более точным, необходимо отметить карандашом линию резки на двух сторонах блока – горизонтальной и вертикальной. Чтобы получить гладкую поверхность и обеспечить хорошее сцепление раствора с блоком, поверхность блока выравнивают рубанком или шлифовальной доской. При строительстве многоэтажных домов для резки блоков рекомендуется использовать ленточную электропилу.
Кладка несущих стен. К кладке очередных рядов стен следует приступать после схватывания цементного раствора, т.е. спустя 1-2 ч после кладки первого ряда. Кладку несущих стен начинают с закладки угловых блоков. Каждый уложенный блок требует выравнивания не только по горизонтали, но и по вертикали. После закладки углов растягивают шнурпричалку, как это делалось при кладке первого ряда, и заполняют очередной ряд.
Раствор для тонкошовной кладки наносят на горизонтальную поверхность блока с помощью кельмы соответствующей ширины, затем, перевернув кельму, равномерно распределяют по всей поверхности блока. Раствор также наносится на вертикальную поверхность блока посредством прижатия кельмы к нижней части вертикальной стенки блока и перемещения её вверх без отрыва. Очередные ряды наружных углов кладут попеременно, используя перевязку. Глубина плашковой перевязки должна составлять не менее 10 см. Длина крайних блоков, например, на краях (дверных и оконных) проемов или углов здания, должна быть не менее 11,5 см.
Связка внешних и внутренних несущих стен. Несущая внутренняя стена связывается с наружной стеной кладкой при помощи перевязки. Первый ряд блоков кладется на цементно-песчаный раствор толщиной не менее 20 мм. При этом необходимо постоянно проверять совпадение уровней стен по горизонтали. Уровень блоков выравнивается с помощью резинового молотка. Необходимо следить за точностью кладки. Раствор также наносится на вертикальную поверхность блока.
Кладка перегородок. В соответствии с проектом дома обозначают на несущей стене место для будущей перегородки. Разметка должна быть строго перпендикулярна фундаменту. В месте, где будет перегородка, в
клеевой шов вкладывается гибкая связь из нержавеющей стали. Анкеры одним концом монтируют в несущую стену, а другим – в шов перегородки. Гибкие связи кладки закрепляются в шве гвоздями. Первый ряд блоков кладут на цементно-песчаный раствор. При дальнейшей кладке необходимо следить за тем, чтобы раствор укладывался по всей ее ширине.
Гибкие связи кладки вкладывают в каждый второй ряд блоков несущей стены. Гибкие связи кладки можно монтировать в слой раствора пу- тём вдавливания. Устраивая дополнительную анкеровку возводимой перегородки, гибкие связи крепят к несущей кладке дюбелем. Для крепления перегородок к перекрытиям используют гибкие связи кладки или монтажную пену.
Устройство перемычек
Армирование под оконным проемом. Если ширина оконного проема более 1,80 м, то под предполагаемым окном в предпоследнем ряду блоков следует монтировать горизонтальную арматуру. На поверхности блоков обозначают планируемую длину оконных проёмов. Длина арматуры должна быть длиннее оконного проёма не менее чем на 0,5 м с каждой стороны.
При помощи ручного штробореза в средней части кладки блоков делают пазы, соответствующие длине арматуры. Паз должен иметь размеры не менее 40×40 мм. Пыль, образовавшуюся при вырезке пазов, тщательно удаляют. Благодаря этому раствор будет иметь лучшее сцепление с блоками. Перед заполнением паза раствором и укладкой арматуры необходимо увлажнить паз водой. Заполняют цементным раствором подготовленный паз до половины глубины. Стальной стержень (арматуру), лучше всего из профилированной стали диаметром не менее 6 мм, вкладывают в паз. После погружения стержня в цементный раствор полностью заполняют паз раствором, при необходимости удаляют мастерком его излишек. Поверхность кладки выравнивают и удаляют щёткой загрязнения и пыль.
Для продолжения работы нет необходимости в технологическом перерыве. Приступают к кладке очередного ряда блоков, который будет находиться непосредственно под оконным проемом. При этом необходимо следить за перевязкой блоков минимум на 10 см.
Перемычки для ненесущих внешних и внутренних стен. Перемычки имеют высоту 125 мм и достигают своей несущей способности перекрытием как минимум одним рядом кладки блоков. Необходимая ширина перекрытия получается из комбинации готовых перемычек YTONG разной ширины.
Минимальная глубина опирания составляет 250 мм. В местах опирания перемычки укладывают на раствор. Для наружной стены толщиной 50 см можно использовать две перемычки шириной 175 мм и перемычку шириной 150 мм. В качестве альтернативы можно использовать четыре перемычки шириной 125 мм.
Перемычка укладывается так, чтобы напечатанная на ней стрелка указывала вверх. При использовании комбинаций из перемычек связывание между ними осуществляется за счет раствора для тонкошовной кладки. Положение перемычки регулируется при помощи резинового молотка. Все перемычки должны плотно прилегать друг к другу.
Неровности на поверхности перемычек выравнивают рубанком. После этого поверхность должна быть очищена от грязи и пыли щеткой. Если перемычки укладываются на блоки со стандартной высотой, то для достижения требуемой высоты стены может потребоваться выравнивающий слой из блоков. Также перемычка может быть уложена на блоки с предварительным выпиленным зазором.
Максимальная длина перемычки должна составлять не более 1,25 м. При большей длине требуются дополнительные опоры. Блоки укладывают на перемычку на раствор для тонкошовной кладки. Вертикальные стыки при этом также заделывают тонкошовным раствором (вне зависимости от наличия системы «паз – гребень»). Раствор в стыках необходимо распределять по всей поверхности блоков. После затвердевания раствора перемычки приобретают несущую способность, и элементы поддержки монтажа могут быть удалены.
U-образные перемычки YTONG. Такие перемычки являются элементами опалубки для железобетона. Железобетонная часть должна иметь соответствующее проведенным расчетам армирование. Для армирования лучше всего подходит пространственный арматурный каркас (рис. 5). U-образные блоки укладывают на подготовленное горизонтальное основание. Эту функцию отлично выполняет доска или брус. Основание должно иметь надежную опору, чтобы во время заливки перемычка не прогибалась.
U-образные блоки укладываются на основание так, чтобы глубина опирания перемычки составляла не менее 250 мм. Вертикальные швы между U-образными блоками заполняются раствором. Проверяют ровность кладки U-образных блоков. Блоки выравниваются с помощью резинового молотка.
Закладывают и фиксируют арматурные каркасы. Арматурные каркасы укладываются ближе к внутренней грани U-перемычки. Между внешней стенкой U-перемычки и арматурным каркасом вкладывается теплоизоляция.
Рис. 5 U-образные перемычки: а — основание с опорами для перемычки; б — укладка первого U-образного блока; в – заполнение швов раствором; г – проверка ровности кладки и выравнивание; д – укладка арматурного каркаса; е – укладка теплоизоляции; ж – подготовленная к бетонированию перемычка; з – укладка и уплотнение бетона; и – выравнивание поверхности
Перед началом бетонирования собранную U-перемычку смачивают водой. Для бетонирования применяют бетон установленного проектом класса, который тщательно уплотняют. Выравнивают поверхность залитого бетона. Перемычка приобретает несущую способность только после полного затвердевания бетона. Удаление временных опор допускается только после достижения несущей способности перемычки.
Соединение кладки из блоков с другими материалами
При строительстве многослойных стен кладка ограждающей стены (как правило, из кирпича) крепится к несущей стене из блоков при помощи гибких анкеров (рис. 6). Анкеры выполняются из нержавеющей или оцинкованной стали и устанавливаются из расчета в среднем не менее 5 шт. на 1 м2. Анкер размещается в шве между блоками в процессе кладки стены, а затем, при возведении кирпичной стенки, отгибается и заводится в соответствующий шов кирпичной стены. Крепление ограждающей кирпичной кладки к стене из газобетонных блоков осуществляется при помощи специальных анкеров с передвижными влагозащитными шайбами.
Рис. 6. Соединение кладки из газобетона с другими материалами: а – с кирпичной кладкой гибкими анкерами; б – с железобетоном по раствору; в – с помощью металлических связей
Часто однослойные стены из блоков YTONG используются как заполнение железобетонного каркаса. При этом места примыкания блоков к железобетону заполняются цементно-песчаным раствором. Соединение стены, заполняющей каркас, с железобетонной колонной или перпендикулярной железобетонной стеной выполняется при помощи металлических связей, располагаемых через каждые 2-3 слоя блоков. При этом одна часть связи помещается в шве кладки из блоков и крепится специальными гвоздями, а вторая часть крепится к боковой поверхности столба или стены. Места примыкания блоков к перекрытиям или балкам каркасной конструкции заполняются монтажной пеной.
Образовавшиеся при кладке блоков щели или неровности заполняют раствором, который получают при смешивании раствора с пылью, оставшейся после резки блоков, или специальным раствором, предназначенным для этой цели. Избыток раствора удаляют после его затвердения при помощи куска блока.
Прокладка коммуникаций и подготовка ниш
Отверстия для электрических розеток и выключателей высверливаются при помощи безударной низкооборотной дрели. На стену наносят линии прокладки внутренней проводки и коммуникаций. Для получения прямолинейных пазов прибивают к стене направляющую доску. Пазы удобнее всего сделать с помощью ручного штробореза, который направляется вдоль доски-шаблона.
При подготовке ниш сначала помечают на блоках размеры выреза. Ручной или электрической ленточной пилой делают перпендикулярные врезки на необходимом расстоянии друг от друга. По горизонтали обозначенные места вырубаются молотком-киркой. Ниша подготовлена и может быть использована, например, для канализационного стояка. Вследствие ослабления изоляции не рекомендуется делать ниши в наружных стенах.
2. Строительство из крупноформатных керамических камней
Керамические стеновые изделия классифицируют по прочности, плотности, размерам, по наличию в них пустот и т.п. Наличие в изделии пустот наиболее важный параметр, определяющий основные свойства конкретного вида кирпича или камня. Керамический кирпич может быть полнотелым или с пустотами. Камень изготавливают только пустотелым.
Пустотелым называют кирпич (камень), в котором есть сквозные щели и пустоты, снижающие общий вес и увеличивающие степень изоляции за счет воздушной прослойки. В соответствии с терминологией, установленной ГОСТ 530-2007, керамический камень – это крупноразмерное пустотелое керамическое изделие, предназначенное для устройства кладок. Кроме полнотелого и пустотелого есть еще третья разновидность – пустотелый поризованный кирпич (или камень), больше известный как теплая керамика (табл. 2).
Марку камня по прочности устанавливают по значению предела прочности при сжатии. Водопоглощение рядовых изделий должно быть не менее 6,0 %, лицевых изделий – не менее 6,0 % и не более 14,0 %. Марка по морозостойкости лицевых изделий должна быть не ниже F50. Допускается, по согласованию с потребителем поставлять лицевые изделия марки по морозостойкости F35. Керамические кирпич и камень относятся к негорючим строительным материалам в соответствии с ГОСТ 30244. Удельная эффективная активность естественных радионуклидов в изделиях должна быть не более 370 Бк/кг.
Таблица 2
Классы по плотности и группы изделий по теплотехническим характеристикам
| Средняя
плотность, кг/м3 |
Класс по средней
плотности |
Группы по теплотехническим
характеристикам |
Теплопроводность кладки
в сухом состоянии, Вт/(м·К) |
| До 800 | 0,8 | Высокой эффективности | До 0,20 |
| 801-1000 | 1,0 | Повышенной эффективности | Св. 0,20 до 0,24 |
| 1001-1200 | 1,2 | Эффективные | Св. 0,24 до 0,36 |
| 1201-1 400 | 1,4 | Условно-эффективные | Св. 0,36 до 0,46 |
| Св. 1400 | 2,0 | Малоэффективные (обыкновенные) | Св. 0,46 |
2.1. Строительная система POROTHERM
Строительная система POROTHERM основана на применении крупноформатных керамических камней, дополнительная поризация которых осуществляется введением в качестве выгорающей добавки отсева полистирола. Компания Wienerberger выпускает крупноформатные керамические камни (далее камни) POROTHERM с соединением в паз и гребень (для стен толщиной 120, 250, 380, 510 мм). Камни можно использовать для возведения зданий до четырёх этажей. Соединение вертикальных швов в паз и гребень не требует раствора, поэтому на кладку затрачивается на 15-20 % меньше времени в сравнении с обычной кладкой на растворе, расход же раствора снижается примерно на 35 %.
Ассортимент российской продукции POROTHERM включает: керамический поризованный строительный камень (2,1 НФ) и крупноформатные поризованные керамические камни РТН12, РТН25, РТН38, РТН51, технические характеристики которых приведены в табл. 3.
Керамические стеновые камни POROTHERM предназначены для разных типов кладки: для несущих и ненесущих стен, кладки-заполнения и кладки наружных и внутренних перегородок в один или несколько рядов. Для некоторых типов кладки можно использовать только определённые виды камней POROTHERM, растворы и штукатурку, соответствующие назначению кладки.
Таблица 3
Технические характеристики керамических камней
| Показатели | Керамические камни | ||||
| РТН 12 | РТН 25 | РТН 38 | РТН 51 | 2,1 НФ | |
| Размеры, мм | 120х500
х219 |
250х380
х219 |
380х250
х219 |
510х250
х219 |
250х120
х140 |
| Масса, кг | Ок. 11,5 | Ок. 17 | Ок. 17 | Ок. 22 | Ок. 3,9 |
| Марка прочности | М100-150 | М100-150 | М100 | М100 | М125-150 |
| Расход, шт./м² | 8,6 | 11,3 | 17,3 | 17,3 | 25/50/75/100 |
| Расход раствора, л/м2 | /td> | 20 | 31 | 42 | 200 л/м3 |
| Морозостойкость | F50 | F50 | F50 | F50 | F50 |
| Водопоглощение, % | 14 | 14±2 | 14±2 | 20±2 | 14 |
| Теплопроводность λ, Вт/(м·К) | 0,24 | 0,24 | 0,145 | 0,145 | 0,19 |
| Коэффициент паропроницаемости, мг/(м·ч·Па) | 0,14 | 0,14 | 0,14 | 0,14 | 0,14 |
Для наружных стен оптимальны POROTHERM 51 и 38, для несущих — POROTHERM 25, для акустических – POROTHERM 30 AKU и 25 AKU, для ненесущих перегородок – POROTHERM 12 и 8,0. Для перекрытия, в том числе больших пролётов, используют POROTHERM-перекрытие толщиной 190-290 мм, для перекрытия оконных (дверных) проёмов – POROTHERM-перемычки 21,9, перемычки 11,5 и 14,5, для наружных жалюзи – перемычку RONO.
Вспомогательными системными элементами являются блоки для обвязки перекрытий, выравнивающие кирпичи (запатентованное изобретение компании WIENERBERGER).
В качестве растворов и штукатурки используются: лёгкий (теплоизоляционный) раствор для кладки стен под штукатурку без трещин, лёгкая (теплоизоляционная) штукатурка для фасадов без трещин, наружная кроющая штукатурка под штукатурку POROTHERM TO для универсального использования также в качестве однослойной внутренней штукатурки, раствор для неоштукатуренной кладки без налёта из облицовочных кирпичей KLINKER.
Для камней POROTHERM, которые невозможно разделить в нужном направлении обычным способом (мастерком), производится дополнительный ассортимент продукции, а именно, половинчатые или угловые кирпичи, упрощающие кладку внутренних и внешних углов и проёмов.
Проектирование кладки
Модуль длины. Крупноформатные керамические камни POROTHERM
поставляются в виде целых и половинчатых кирпичей и имеют такие размеры, при которых длина стены и кирпичей кратна модулю длины 125 мм. Например, для одного ряда кладки длиной 1 м нужно 4 кирпича длиной 250 мм. Поэтому стены объектов лучше проектировать в плане согласно модулю 125 мм. Использование этого модуля (внутреннего растра) не только существенно упрощает проектирование, но и избавляет от большинства трудоёмких работ (распилка, рассечка кирпичей, перемычек) непосредственно на стройке. Кроме того, можно профессионально создавать различные в плане формы, например, округлые эркеры или углы кладки 135 и 225 град. Желательно подгонять размер или форму кирпичей не рассечкой, а распилкой, фрезерованием или сверлением, чтобы не создавать лишнего мусора и обеспечить надлежащее качество кладки.
Чтобы удовлетворить необходимость в перевязке угловой кладки стен толщиной 510 и 380, в ассортимент был добавлен угловой фасонный кирпич. За исходную точку модульной сети плана нужно взять внутренний угол периметральной стены.
Модуль высоты. Высота кирпичей POROTHERM – 219 мм. При средней толщине постельного шва 12 мм высота одного ряда кладки равна 250 мм. Таким образом, для возведения стены высотой 1 м потребуется выложить 4 ряда из кирпича POROTHERM. Поэтому рекомендуется проектировать высоту помещения в свету по модулю 250 мм. В случае необходимости высоту в свету строительного объекта можно варьировать с помощью распиленных кирпичей, укладки выравнивающего слоя бетона в местах, где ложатся конструктивные элементы перекрытия, или с помощью применения кирпичей в полвысоты и в треть высоты.
Постельный шов. Толщина постельного шва для камней POROTHERM основана на модуле высоты 231 мм, применяемом в строительстве, и номинальной высоте камней POROTHERM 219 мм. Постельный шов не должен быть ни слишком тонким, ни слишком толстым, и его толщина должна составлять в среднем 12 мм. Такой толщины совершенно достаточно для выравнивания допустимых отклонений в размерах кирпичей. Более толстые или неравномерные постельные швы снижают прочность кладки; кроме того, разная сила деформации в соседних швах разной толщины может создавать места с повышенным натяжением. Раствор нужно наносить так, чтобы весь кирпич лежал на слое раствора. Для удобного и главное равномерного нанесения раствора на постельный шов используются инструменты для кладки.
При кладке находящихся под статическим напряжением стен и перегородок раствор наносится на всю поверхность постельного шва. Стенами под статическим напряжением считаются все несущие внутренние стены из камней POROTHERM толщиной от 250 до 300 мм и наружные стены, которые также выполняют несущую функцию.
При кладке наружных стен кроме требований к несущей способности выдвигается ещё одно важное требование – высокое термическое сопротивление. Этим требованиям соответствуют камни POROTHERM для наружных стен. При кладке, как правило, применяется обычный известковоцементный раствор, однако его технические тепловые свойства примерно в 5 раз хуже, чем свойства самих кирпичных блоков, поэтому их сочетание в кладке приводит к значительному снижению ее теплоизоляционных характеристик.
Негативное воздействие обычного кладочного раствора можно снизить несколькими способами:
- пониженным расходом раствора (кирпичи с карманом под раствор) или отказом от его использования на стычных вертикальных швах (кирпичи с соединением в паз и гребень);
- использованием прерывного постельного шва;
- использованием лёгкого (теплоизоляционного) кладочного раствора. Пониженный расход раствора применяется во всех керамических камнях POROTHERM (их размер ограничен требованием эргономики: вес одного элемента не должен превышать 20 кг); об остальных двух способах нужно рассказать подробнее.
Эффект прерывного постельного шва (укладки раствора слоями) состоит в том, что «теплопроводный мост», который создаёт в постельном шве обычный раствор, один или два раза прерывается воздушным пространством шириной от 30 до 50 мм. Эта мера увеличивает термическое сопротивление кладки на 3-5 %, однако в то же время и значительно снижает ее несущую способность. Снижение несущей способности кладки (рассчитывается как прочность при центральном и внецентренном сжатии) можно рассчитать, разделив ширину пустот в прерывном постельном шве на ширину полностью сцементированного постельного шва. Например, при кладке толщиной 380 мм наличие двух пустот шириной 50 мм снижает несущую способность. По этой причине прерывные постельные швы нельзя использовать произвольно, а только там, где такая возможность доказана статическим расчётом.
Этот недостаток устраняется при помощи так называемого лёгкого раствора, который не только имеет такую же прочность на сжатие, как обычный раствор, но и характеризуется высокими теплоизоляционными свойствами, которые почти полностью устраняют «теплопроводные мосты» в постельных и вертикальных швах. Лёгкий раствор совершенно незаменим при возведении округлых в плане наружных стен, где нужно заполнять раствором клиновидные вертикальные швы (для такой кладки камни POROTHERM не подходят).
Лёгкие растворы дороже обычных, а потому самое разумное решение – сочетать их с камнями POROTHERM 51 и POROTHERM 38. Лёгкие растворы производятся в виде сухой смеси и обладают значительно более высокой скрепляющей способностью, чем обычные растворы.
В зависимости от типа вертикальных швов кирпичная кладка бывает с видимыми (полностью) скреплёнными раствором вертикальными швами или без видимых скреплённых раствором вертикальных швов. Традиционная кладка с видимыми скреплёнными раствором вертикальными стычными швами используется для наружных и внутренних несущих и ненесущих стен, к которым не предъявляется высоких требований по термическому сопротивлению. В таких случаях чаще всего используются элементы небольшого формата, поэтому расход раствора и рабочего времени по сравнению с современными керамическими крупноформатными камнями очень высокий.
Новые виды кладки без видимых скреплённых раствором вертикальных швов можно использовать для возведения наружных теплоизоляционных стен в один ряд. Кирпичные блоки, разработанные специально для этого типа кладки, в горизонтальном направлении укладываются впритык, а потому никаких вертикальных швов нет. Шов между кирпичными блоками может быть двух видов: прямой, с заполненным раствором карманом в толще кладки, и штрабной, без раствора, с максимальной экономией кладочного раствора и рабочего времени.
Одна из важнейших статических характеристик кладки – это её перевязка. При возведении стены или опор ряды кирпичей должны быть перевязаны так, чтобы стена или опора вели себя как один конструктивный элемент. Для правильной перевязки кладки вертикальные швы между отдельными кирпичами в двух соседних рядах должны быть сдвинуты не менее чем на 0,4×h, где h – номинальная высота кирпича. Для камней POROTHERM высотой 219 мм минимальный шаг перевязки составляет 87 мм. Рекомендованный горизонтальный модуль здания 250×250 мм обеспечивает для камней POROTHERM шаг перевязки 125 мм.
2.2. Кладочные работы
В кладочных работах используют традиционные и специальные инструменты, в качестве которых выступают: инструмент каменщика (лопатка (кельма), желонка (совковая лопата), складной метр, уровень, отвес, резиновый молоток, мастерок), оструганная рейка с отметками через каждые 125 мм для проверки модуля по длине и высоте, устройство для правильного нанесения раствора и формирования постельных швов рекомендованной толщины для кладки шириной 115-440 мм.
Могут использоваться также: настольная циркульная пила или специальная ручная пила (цепная или прямая электропила), а также диски и полотна для точной распилки керамических камней POROTHERM; фрезерный станок для каналов для точного фрезерования вертикальных, горизонтальных и диагональных каналов; перфоратор, отбойный молоток и свёрла для точного сверления отверстий и для установки разводного щита; плоские стальные анкеры из листа нержавеющей стали толщиной от 0,75 мм для связки перегородок. В качестве креплений применяются дюбели и шурупы для крепления оконных рам, обивки стен, проводки и предметов обстановки. Подготовка к укладке первого ряда кирпича. Фундамент стены должен быть ровным. Поэтому при выявлении уклона фундамента или поверхности перекрытия необходимо выровнять его раствором, начиная от самого высокого места поверхности основания. Если требуется произвести горизонтальную изоляцию от влаги, на затвердевший раствор следует положить слой изоляционного материала. Изоляционный материал должен быть хотя бы на 150 мм шире, чем предполагаемая толщина стены. Для проверки вертикального и горизонтального модуля кладки необходимо подготовить прямую оструганную рейку с насечками через каждые 125 мм. Длина рейки должна отвечать запроектированной высоте готовой стены (кратной 231 мм).
Кладка стен. Сначала укладывают керамические камни в углах стен. При этом обращают особое внимание на правильное расположение кармана для раствора или системы пазов и гребней с боков керамических камней. Угловые кирпичи соединяют шнуром-причалкой с наружной стороны кладки.
Наносят раствор постельного шва по всей ширине основания стены. Укладывают в свежий раствор кирпич за кирпичом впритык вдоль шнура (перевязка в паз и гребень обеспечивает правильную укладку кирпичей). Положение кирпичей следует проверять по уровню и рейке и поправлять с помощью резинового молотка. Керамические камни не должны выступать за фундамент или перекрытие более чем на 25 мм. Раствор постельного шва наносят по всей поверхности до наружных граней стены, он не должен выступать наружу, поэтому лишний раствор, вытекающий из постельного шва, убирают с помощью лопатки (рис. 7).
Карманы в вертикальных швах камней POROTHERM полностью заполняют раствором; на вертикальные швы раствор не наносится вообще. Перед нанесением раствора постельных швов под следующий ряд кирпича увлажняют верхнюю поверхность кирпичей последнего выложенного ряда. Консистенция кладочного раствора должна быть такой, чтобы раствор не затекал в вертикальные отверстия кирпичей.
Следующие ряды кирпичей укладывают описанным выше способом так, чтобы расстояние между вертикальными швами соседних рядов вдоль стены равнялось 125 мм. Высоту рядов кладки проверяют регулярно с помощью рейки, их вертикальность – с помощью уровня или отвеса. Рекомендуется также время от времени проверять правильность натяжения шнура.
Рис. 7. Способы изменения высоты наружных стен
Рис. 8. Наружная стена толщиной 510 мм.
Белым заштрихованы кирпичи нестандартных размеров: а – угол наружных стен из целых кирпичей POROTHERM 51, 51½; б – перевязка с наружной стеной толщиной 300 мм из целых кирпичей POROTHERM 51, 38 и из нестандартных кирпичей POROTHERM 51; в – перевязка с внутренней стеной толщиной 250 мм из целых кирпичей POROTHERM 51, 25 или из нестандартных кирпичей POROTHERM 51
Если стена возводится не по модулю длины 250 мм, то можно использовать так называемые выравнивающие кирпичи, которые производятся для периметральных стен толщиной 380 и 510 мм. С помощью выравнивающих кирпичей можно заполнить пространство между кирпичными блоками от 90 до 225 мм (рис. 8). Выравнивающий кирпич состоит из двух частей разных размеров, которые соединяются в процессе производства. При разбивке по обозначенному сечению получаются две части. Благодаря их сочетанию и использованию глубокой внутренней штрабовки можно по необходимости заполнять пустоты в толще кладки. Для перевязки кладки острых и тупых углов из камней POROTHERM (рис. 9, 10) керамические камни необходимо пилить. Распилку можно осуществлять либо на настольных циркулярных пилах, либо с помощью ручных цепных электропил.
Кладка перегородок. Сначала при необходимости выравнивают пол раствором. Для кладки используют пластичный известково-цементный раствор. Под первый ряд кирпичей в перегородке необходимо нанести слой раствора толщиной не менее 10 мм. Начиная со второго ряда, укладывают кирпичи со швом примерно 12 мм.
Рис. 9. Широкий внешний (135°) и внутренний (225°) углы наружных стен (эркер)
Рис. 10. Полукруглая в плане кладка: а – из целых кирпичей: POROTHERM 51R; б – из нестандартных кирпичей (одна сторона спилена на глубину кармана) POROTHERM 38R
Остальные принципы кладки, т.е. укладка кирпичей, их выравнивание по горизонтали и вертикали, нанесение раствора такие же, как и при кладке стен.
При соединении несущей перегородки из кирпичей POROTHERM 25 с периметральной стеной наносят раствор на боковую сторону кирпича и прижимают кирпич этой стороной к периметральной стене. Через ряд нужно перевязывать шов несущей перегородки с периметральной стеной. Если предъявляются повышенные требования к звукоизоляции, то необходимо особо тщательно наносить раствор в швы между кирпичами либо использовать акустические кирпичи POROTHERM 30AKU или 25AKU.
При соединении перегородки с несущей стеной на торцевые кирпичи POROTHERM12 или 8 наносят раствор на боковую сторону, укладывают кирпич и прижимают его бок с нанесённым раствором к несущей стене. При таком типе стыка необходимо укреплять каждый второй постельный шов с помощью плоского анкера из нержавеющей стали (например, с помощью анкера FISCHER FD KSF). Согнутую под прямым углом горизонтальную часть анкера нужно вдавить в раствор постельного шва, а вертикальную часть – прикрутить с помощью шурупа и дюбеля к несущей стене. Плоские анкеры из нержавеющей стали можно также крепить к стене непосредственно при её возведении (рис. 11), вмонтировав их в постельные швы в месте будущего присоединения перегородки. Дверные коробки выравниваютьсю помощ клинчатых кирпичей и фиксируют диагональными рейками. Перегородки присоединяют к коробкам с помощью раствора или изоляционной пены. Над коробкой вместо перемычки на слой раствора горизонтального шва можно положить два прута ребристой бетонной арматуры диаметром не более 8 мм с нахлёстом около 500 мм по обеим сторонам коробки.
Рис. 11. Соединение перегородок и несущих стен с помощью анекров
Пространство между последним рядом перегородки и потолком заполняют раствором. Если пролёт перекрытия превышает 3,5 м, это пространство заполняют сжимаемым материалом из-за возможного движения перекрытия.
Углы перегородок соединяют так же, как и у других стен. Выступающие в углах или проёмах гребни отбивают мастерком, а пазы заполняют раствором. Устройство и размер вертикальных, горизонтальных или диагональных каналов для прокладки труб устанавливается нормами Еврокода 6 (ENV П CSN 1996-1-1).
Погодные условия. Кирпичи POROTHERM необходимо защищать от влаги, причём достаточную защиту обеспечивает целостная полиэтиленовая упаковка. Температура окружающей среды при кладке, застывании и затвердении раствора не должна ни днём, ни ночью падать ниже 5 °C, так как в противном случае могут нарушиться химические процессы, проходящие в растворе, и растворы могут не приобрести тех свойств, которые были заявлены производителем. При кладке нельзя использовать замерзшие кирпичи, т.е. кирпичи, на поверхности которых есть снег или лёд.
Принципиально необходимо защищать готовую стену от намокания, так как в вертикальных отверстиях дырчатых кирпичей скапливаться вода, которая долго сохнет. Особенно важно закрыть верхнюю поверхность стен и подоконников влагонепроницаемыми покрытиями, которые препятствуют вымыванию из швов раствора и легкорастворимых веществ, например, извести, а также образованию налёта.
Выполнение каналов и ниш. Каналы и ниши не должны снижать стабильность стены и не должны проходить по перемычкам или другим частям конструкции, встроенным в стену. Размеры вертикальных пазов и ниш в кладке, допустимые без дополнительной оценки по статическому расчёту, приведены в табл. 4. Горизонтальные и косые каналы нежелательны. Если их невозможно избежать, то они должны находиться на расстоянии не менее 1/8 высоты помещения от нижней или верхней поверхности перекрытия. Если один из показателей превышает значения, указанные в таблице, то прочность стены на сжатие, при изгибе и сопротивление сдвигу нужно проверить расчётом.
Таблица 4
Размеры горизонтальных каналов и ниш в кладке, допустимые без расчётов
| Толщина стены, мм | Дополнительно устраиваемые каналы и ниши | Выложенные каналы и ниши | ||
| Максимальная
глубина, мм |
Максимальная
ширина, мм |
Минимальная
ширина, мм |
Минимальная толщина
остающейся стены, мм |
|
| Менее 115 | 30 | 100 | 300 | 70 |
| 116 — 188 | 30 | 125 | 300 | |
| 176 — 225 | 30 | 150 | 300 | 140 |
| 226 — 300 | 30 | 188 | 300 | 188 |
| Свыше 300 | 30 | 200 | 300 | 215 |
Максимальная глубина канала или ниши включает глубину любого отверстия, сделанного при устройстве канала или ниши. Что касается дополнительно пробиваемых вертикальных каналов, поднимающихся над уровнем перекрытия не более чем на 1/3 высоты помещения, допустима глубина до 80 мм и ширина до 120 мм в случае, если толщина стены больше или равна 225 мм. Расстояние по горизонтали между соседними каналами или каналом и нишей или отверстием должно быть не меньше 225 мм. Расстояние по горизонтали между двумя соседними нишами, расположенными по одной или по обе стороны стены, должно в два раза превышать ширину большей ниши. Общая ширина каналов и ниш не должна превышать длину стены, умноженную на 0,13.
У стен толщиной более 115 мм допускается канал толщиной на 10 мм более обычного, если он выпиливается на необходимую глубину с помощью специального оборудования. Если каналы выпиливаются с помощью специального оборудования, то каналы с двух сторон стены можно углубить на 10 мм только в случае, если толщина стены не меньше 225 мм. Ширина каналов не должна быть больше, чем 1/2 толщины остающейся стены.
Ручное выдалбливание каналов в кирпичной кладке с помощью молотка и зубила медленное и трудоёмкое. Для снижения трудоёмкости и ускорения работ рекомендуется использовать специальное электрическое оборудование для штробления каналов.
2.3. POROTHERM‐Перемычки
POROTHERM-перемычки хранятся на открытом ровном и сухом месте (с хорошим водоотводом). Перемычки складываются на деревянные бруски так, чтобы они не слишком деформировались под собственным весом (из-за слишком большого расстояния между брусками или бруска от конца перемычки), или хранятся прямо на поддонах в полиэтиленовой упаковке производителя. Нельзя складывать перемычки вперемешку с поддонами или пакетами. Максимальная высота сложенных перемычек не должна превышать 3,0 м.
При перевозке автотранспортом или в вагонах необходимо соблюдать такие же правила, что и при хранении. В автомобиле перемычки необходимо закрепить, чтобы избежать их сдвига при транспортировке, и складывать рядами в зависимости от высоты бортов, грузоподъёмности транспортного средства, состояния дорожного покрытия и т.п. В зимнее время необходимо защищать перемычки от воздействия погодных условий.
POROTHERM-перемычки 21,9. POROTHERM-перемычки 21,9 укладываются на кладку узкой стороной (вертикально) на цементный раствор и с внешней стороны опор скрепляются друг с другом с помощью гибкой проволочной стяжки, препятствующей опрокидыванию. При применении подъёмного устройства необходимую комбинацию перемычек (в случае периметральной кладки с изоляционными материалами) лучше составить на полу на двух прокладках, стянуть достаточно прочной проволокой, поднять за проволоку и уложить на стену на заранее подготовленный слой раствора. Для корректировки высоты рекомендуется использовать деревянные клинья.
При укладке POROTHERM-перемычки 21,9 на кладку необходимо учитывать установленную минимальную длину опирания: перемычки длиной до 1750 мм –125 мм; длиной 2000 и 2250 мм – 200 мм; 2500 и более – 250 мм (рис. 12, 13).
Перемычки ни в коем случае нельзя укладывать на распиленные или рассеченные кирпичи или на выравнивающие кирпичи. В месте опоры можно использовать только целые кирпичи или предлагаемые производителем половинчатые кирпичи.
Рис. 12. Оконная перемычка комбинированная в стене толщиной 510 и 380 мм (а), POROTHERM-перемычка 21,9; 14,5 (11,5) (б), элемент для обвязки под перемычки 19,5; 23,5 или 27,5 (в)
POROTHERM-перемычки 11,5 и 14,5. Керамические плоские перемычки POROTHERM используются в качестве несущих элементов над проёмами в конструкциях стен. Плоские перемычки – очень тонкие заготовки, они не могут самостоятельно выполнять несущую функцию. Несущими они становятся только вместе с уложенной или забетонированной поверх них кладкой – зоной распора. Такие перемычки называются замоноличенными. Несколько плоских перемычек рядом можно использовать только при условии, что зона распора будет уложена по всей ширине всех перемычек.
Рис. 13. Оконная перемычка из POROTHERM-перемычек 21,9
Перемычки укладываются на выровненную по высоте кладку на слой цементного раствора толщиной10 мм. Реальная длина опирания на кладку с каждой стороны перемычки должна быть не меньше 120 мм. Обращаться с перемычками нужно особенно осторожно, чтобы не повредить их (не надломить). Во время работы с отдельными перемычками они зачастую прогибаются, что не является дефектом. Для снижения риска повреждения перемычек рекомендуется при работе с ними повернуть их на 90° вокруг горизонтальной оси относительно положения, в котором они укладываются при строительстве. Ни в коем случае нельзя использовать повреждённые перемычки (надломленные или с трещинами в бетоне).
На этапе возведения стены над перемычками перемычки могут слишком прогибаться или проломиться. Перед началом таких работ равномерно укрепляют все перемычки временными опорами (например, деревянными опорами и клиньями) так, чтобы расстояние между опорами или опорой и несущей стеной не превышало 1 м (рис. 14, 15). После установки опор, тщательного очищения поверхности перемычек и основательного увлажнения над ними можно возводить кладку или бетонировать. При кладке стены над перемычками нужно нанести раствор на все постельные и стычные швы, даже если используются кладочные блоки для периметральной кладки с высоким термическим сопротивлением, у этих блоков обычно раствор на вертикальные стычные швы не наносится.
Рис. 14. Оконная перемычка в стене толщиной 510 и 380 мм
Рис. 15. Перемычка проёма во внутренней стене толщиной 250 и 120 мм
Постельные швы с пустотами без цемента недопустимы. Кладку над перемычками нужно осуществлять тщательно. Минимальная толщина постельного и стычного шва – 10 мм, минимальная прочность используемого раствора – 2,5 МПа. Для кладки над перемычками – зоны распора – можно использовать обожжённые, силикатные, бетонные кирпичи и блоки, поперечная прочность которых составляет в среднем хотя бы 2,5 МПа, а по отдельности – хотя бы 2,0 МПа. Кладка над перемычками должна быть правильно перевязана – у перемычки, состоящей из элементов разных типов, нужно использовать тычковую перевязку с нахлёстом в направлении кладки не менее 0,4 высоты использованных кирпичей или блоков. При бетонировании зоны распора замоноличенной перемычки рекомендуется использовать бетон не ниже класса B15.
Опоры перемычек можно снять только после затвердения раствора или бетона, т.е., как правило, через 7-14 дней. Всю нагрузку от сборных конструкций перекрытий или опалубки монолитных конструкций перекрытий нужно вынести с перемычек на самостоятельные опоры, пока зона распора замоноличенной перемычки не затвердеет.
Перемычки нужно оштукатурить не позднее заключительного этапа строительства. Перемычки POROTHERM 11,5 и 14,5 не подходят для реконструкции зданий в качестве несущих элементов, подводимых под существующую кладку.
Перемычки POROTHERM RОNО. Эти перемычки для наружных рулонных жалюзи состоят из двух частей – внутренней несущей перемычки RONO А и наружной перемычки под рулонные жалюзи RONO В. Обе части используются одновременно вместе с уложенным над ними поясом жёсткости и перемычками POROTHERM 23,8 в качестве полноценных несущих элементов с коробом под наружные жалюзи над оконными и дверными проёмами. Перемычки подходят для стен толщиной от 380 до 440 мм. После укрепления пояса жёсткости он несёт статическую нагрузку как неразрезная балка, а потому перемычки имеют высокую несущую способность при любых пролётах, они служат идеальной основой под штукатурку и делают возможным монтаж и замену жалюзи. Размер короба под жалюзи (175×150 мм) позволяет производить монтаж жалюзи в проёмах высотой до 2750 мм.
Пульт управления жалюзи можно поместить либо непосредственно на оконную раму, либо на стену возле откоса проёма. При размещении пульта жалюзи на оконной раме длина перемычки берётся в зависимости от отверстия в свету проёма. Если управление размещено на стене, то нужно использовать перемычки на 250 мм длиннее, чем нужно согласно отверстию в свету проёма. Перемычка RONO В для рулонных жалюзи с «удли- нённой» частью короба на жалюзи устанавливается на ту сторону проёма, где будет помещён пульт управления. Минимальная длина опирания перемычек такая же, как у перемычек POROTHERM.
Перемычки ни в коем случае нельзя укладывать на распиленные или рассеченные кирпичи или на выравнивающие кирпичи. В месте опоры можно использовать только целые кирпичи или предлагаемые производителем половинчатые кирпичи.
Способ встраивания (монтажа) перемычек. Перемычки RONO можно перемещать с помощью петель, вмонтированных на торцах перемычек. Перемычки RONO укладываются на слой цементного раствора – несущая перемычка RONO А – по внутреннему краю, а перемычка под жалюзи RONO В – по наружному краю периметральной стены. Составную перемычку необходимо подпереть с помощью монтажных опор: RONO A – под каждой потолочной балкой, уложенной на перемычку, RONO В – вдоль перемычки до 2500 мм, т.е. одну опору посередине, и ещё две – в промежутках, равных 1/3 длины. Между перемычками вертикально укладывается теплоизоляционный материал такой толщины, чтобы полностью заполнить пространство между перемычками (в стенах толщиной 440 мм между перемычками RONO укладывается POROTHERMперемычка 23,8). На подготовленные таким образом перемычки укладывается конструкция перекрытия, состоящая из керамобетонной балки и кирпичных вкладышей. В месте укладки потолочных балок на перемычку RONO А с перемычки нужно убрать мешающую арматуру, чтобы можно было уложить балки на перемычки. При устранении арматуры несущая способность не снизится, так как перемычка укреплена арматурами в два раза сильнее, чем это необходимо по статическим расчётам.
После укладки потолочных вкладок MIAKO по наружному краю стены над перемычкой RONO В укладывается POROTHERM-перемычка 23,8 такой же длины, а внутрь помещается вертикальный теплоизоляционный материал. Между изоляцией и торцами потолочных балок на пруты из нержавеющей стали (арматуру) нанизывается горизонтальная теплоизоляция, если перемычка RONO В такой арматурой оснащена (длина перемычки 1750-3250 мм). Арматура, выходящая из перемычек RONO А, конструктивно перевязывается с арматурой пояса жёсткости, который является частью плиты перекрытия, в месте её укладки на вертикальную несущую конструкцию, и весь стык заливается бетоном класса не ниже В 20 вместе с плитой перекрытия. Таким способом обеспечивается полноценная несущая способность составной перемычки под жалюзи.
Монтажные опоры можно убрать только после того, как бетон конструкции перекрытия достигнет установленной нормами твёрдости, соответствующей классу бетона. К арматуре пояса жёсткости над перемычками для жалюзи RONO предъявляются дополнительные требования.
2.4. Штукатурные работы
Керамические камни POROTHERM предназначены исключительно для оштукатуренной кладки. На кладку из крупноформатных керамических блоков POROTHERM для создания поверхности под окраску рекомендуется использовать либо лёгкие штукатурки с водоотталкивающим слоем, либо обычные штукатурки, армированные сеткой. Можно использовать лёгкие грунтовочные штукатурки BAUMIT, KNAUF MTI-1 и Рrofi MUП-L. Теплопроводность этих штукатурок составляет 0,20-0,40 Вт/(м·K). Компанией WIENERBERGER совместно с компанией Baumit разработаны лёгкий раствор для кладки и лёгкая штукатурка для наружных стен POROTHERM TO (термоштукатурка), а также накрывочная штукатурка POROTHERM UNIVERSAL, предназначенная для использования в качестве водоотталкивающего верхнего слоя поверх лёгкой штукатурки POROTHERM TO. Штукатурку POROTHERM UNIVERSAL можно применять в качестве однослойной внутренней штукатурки прямо на кладку из камней POROTHERM.
Разработав эти два вида штукатурки вместе с лёгким раствором для наружных стен, компания WIENERBERGER расширила комплексную систему керамических камней до уровня кладочной системы, чем упростила строительным компаниям выбор предлагаемых на рынке материалов для безупречной кирпичной кладки под двустороннюю штукатурку.
Теплоизоляционная штукатурка для наружных стен POROTHERM TO — это минеральная перлитовая штукатурка с теплопроводностью 0,13 Вт/(м·K) и высокой паропроницаемостью. Она предназначена для нанесения вручную как снаружи (кроме цоколя), так и внутри здания. Минимальная толщина штукатурки для наружного применения 15 мм (рекомендуется 20 мм). Основа должна отвечать приведённым выше обычным условиям, а ее заключительная подготовка заключается в цементном обрызге по всей площади сухой кладки не позднее, чем за 3 дня до штукатурки. Чтобы воспрепятствовать появлению трещин в штукатурке, у кирпичей рекомендуется заполнить пазы в проёмах и углах стен, а также отверстия и трещины раствором хотя бы за 5 дней до штукатурных работ.
При подготовке и нанесении штукатурки необходимо руководствоваться рекомендациями производителя, приведёнными на обороте бумажных мешков со штукатуркой. Большое влияние на свойства штукатурки оказывают количество воды и длительность перемешивания, которая должна быть не меньше 3 мин и не больше 5 мин. Недостаточная длительность замешивания приводит к тому, что не проходят все необходимые химические реакции, а потому образуется мало пор, что ведёт к большому расходу воды. Чрезмерное количество воды ведёт к появлению трещин на фасаде. Если замешивать слишком долго, то дробятся перлитовые зёрна, и штукатурка теряет свои теплоизоляционные свойства, образуется больше пор, чем нужно, из-за чего снижается расход воды, которой потом не хватает для своевременного застывания цемента. При постепенном застывании цемента под воздействием атмосферной влажности или воды от побелки в штукатурке создаётся внутреннее напряжение, которое может привести к появлению трещин. Большую роль также играет погода во время нанесения и «дозревания» штукатурки: тепло и ветер слишком быстро выводят воду из штукатурки, поэтому цемент не может нормально застыть.
В качестве наружной и внутренней штукатурки с гладкой фактурой поверх хорошо застывшей штукатурки POROTHERM TO наносится верхний слой штукатурки POROTHERM UNIVERSAL толщиной 5 мм; крометого, в качестве верхней накрывки можно применить и тонкий слой крашеной минеральной штукатурки. Штукатурка для наружных и внутренних стен POROTHERM UNIVERSAL – это минеральная однослойная мелкозернистая штукатурка естественного белого цвета, предназначенная для ручного и машинного нанесения. Во внутренних помещениях штукатурка наносится в один слой толщиной 10 мм непосредственно на кладку из камней POROTHERM без цементного обрызга. Более толстая штукатурка наносится в два слоя по мокрому.
Каждый слой штукатурки, являющийся основой для следующего слоя, должен некоторое время «дозревать». Обрызг, пропитка, подгрунтовка (по терминологии разных производителей, однако, в сущности, это одно и то же – соединительный слой между основой и первым слоем штукатурки) должны «зреть» 2-3 дня, все же остальные виды штукатурки – один день на один мм их толщины, но не менее 14 суток, даже если толщина одного слоя минимальная и составляет всего 10 мм. Чтобы предотвратить появление морщин и трещин, рекомендуется слой штукатурки поддерживать во влажном состоянии в течение первых двух дней (табл. 5).
Таблица 5
Дефекты штукатурки
| Дефект | Причина |
| Неравномерно потрескавшаяся штукатурка | Предыдущий слой недостаточно затвердел до нанесения следующего слоя штукатурки или побелки |
| Штукатурка сохла в слишком сухом помещении без увлажнения в течение первых дней | |
| Раствор для штукатурки со слишком высоким содержанием связки | |
| Почти равномерные трещинки, повторяющие швы кладки | Предыдущий слой недостаточно затвердел до нанесения следующего слоя штукатурки или побелки |
| Слишком большая влажность кладки (более 6 %) во время штукатурения | |
| Постельные швы не заполнены полностью до наружной поверхности кладки | |
| Слишком тонкий слой грунтовочной штукатурки на кладке, положенной на обычный раствор | |
| Грунтовочная штукатурка не подходит из-за низкой прочности на сжатие | |
| Наружная штукатурка без водоотталкивающих свойств нанесена на кладку, положенную на обычный раствор | |
| Непроницаемый внешний слой штукатурки | |
| Штукатурка осыпается | Поверхность кладки плохо подготовлена под штукатурку |
| Высокая влажность кладки (отмерзание) | |
| Непроницаемый внешний слой штукатурки | |
| Появление налёта | В кладке присутствуют растворимые соединения |
| Слишком влажная кладка |
Трещинки появляются почти исключительно на гладкой наружной штукатурке. Выравнивание поверхности штукатурки в определенной степени разрушает естественную пористость, а потому значительно падает паропроводность. При естественном процессе испарения, так называемой технологической влажности кладки, штукатурка по всей поверхности препятствует диффузии и выходу наружу водяных паров, а в местах повышенной диффузии (постельные швыниозгообыч раствора, вертикальные швы с незаполненным карманом для раствора, вертикальные швы, раскрытые более чем на 5 мм, и т.п.) не может выдержать диффузионного напора и трескается.
Рано нанесённый следующий слой штукатурки или покраска фасада препятствуют притоку достаточного количества углекислого газа снаружи, поэтому в растворе затвердевают только вяжущие компоненты на основе цемента, а связки на основе извести затвердевают медленнее или не затвердевают вообще. Известковая связка остаётся в виде гидроксида кальция вместо того, чтобы превратиться в карбонат кальция. Такая «недозревшая» штукатурка хуже сцепляется с основой, имеет меньшую прочность на сжатие и прочность на сжатие при изгибе, чем сообщает производитель, а потому не может противостоять внешним воздействиям.
Трещины на наружной штукатурке можно предотвратить, применив в грунтовой штукатурке сетку из стеклопластика. Полосы сетки (аналог сетки, используемой для утепления) натягивают в горизонтальном направлении, начиная снизу, с нахлёстом между соседними верхними и нижними полосами примерно 50 мм. Основные поставщики сетки — компании LILIANA, VERTEX и производители утеплителей.
Налёт появляется как на неоштукатуренной, так и на оштукатуренной кирпичной кладке из-за того, что вода вымывает наружу из кладки растворимые соли и соединения кальция. Источником вымываемых частиц могут быть как кирпичи, так и кладочные растворы и штукатурка. Налёт на кладке появляется только там, где присутствует повышенная или чрезмерная влажность кладки, которая растворяет соли и вымывает их наружу через диффузию. На поверхности кладки влага испаряется, и остаётся слой солей или известковая плёнка – налёт. Если не устранить налёт с поверхности кладки, то в будущем он может ухудшить сцепление штукатурки с основой, создавая разделительный слой.
Налёт устраняют следующим образом. Сначала необходимо устранить причину повышенной влажности кладки – например, повреждения кровли, отвода дождевой воды, внутренней канализации или водопровода либо защитить кладку от атмосферного воздействия.
Кладку полностью просушивают – влажность кладки не должна превышать 6 %, зимой же перед началом штукатурных работ – 4 %. С помощью стальной щётки устраняют плёнку или другие загрязнения, а также осыпающиеся куски раствора или кирпичей. Очистку можно повторить несколько раз через определённые промежутки времени.
Проводят цементный обрызг на пострадавшие места и окружающую кладку в радиусе 1 м, за исключением случаев, когда по проекту необходимо сделать это по всей поверхности кладки. Через 2-3 дня на затвердевший цементный обрызг наносят штукатурку, соблюдая правила просушки отдельных слоёв.
3. Легкие стальные тонкостенные конструкции
3.1. Системы легких стальных тонкостенных конструкций
Одним из ведущих направлений эффективного металлостроительства является применение легких металлических конструкций (ЛМК) в зданиях промышленного, сельскохозяйственного, гражданского и иного назначения. Строительство на основе ЛМК характеризуется малой металлоемкостью, возможностью типизации и унификации, стабильностью номенклатуры, высокой технологичностью изготовления и монтажа, высокой степенью заводской готовности и возможностью поставки целых зданий-модулей и их несущих конструкций, благоприятными экспортными возможностями.
Снижение металлоемкости зданий из ЛМК достигается за счет новых конструктивных форм, профилей (трубчатых, широкополочных тавровых, тонкостенных, гнутых и гнутосварных, перфорированных, гофрированных и др.), тонколистового проката, эффективных материалов для несущих и ограждающих конструкций (высокопрочных сталей, алюминиевых сплавов, профилированного настила, утеплителя). Строительство же зданий полностью итузрснтырухк стальных каркасов стало возможным и экономически оправданным только после изобретения и внедрения способа строительства при помощи легких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК).
Технология сооружения облегченных зданий успешно применяется в в Швеции, США, Австралии, Финляндии, Дании, Голландии, Великобритании, Франции, Японии, Корее, Канаде. В начале нового тысячелетия эта технология пришла и в Россию. Сначала это были поставки по импорту (Шведская Lindab и т.д.), затем были созданы собственные производства (Талдом-Профиль, ПрофСтальПрокат, Росиндустрия-ГЕНЕЗИС и др.). Надежность и эластичность ЛСТК позволяют создавать безопасные конструкции. Высота этажа в зданиях может достигать 4 м. Несущие конструкции покрытий пролетом до 18 м выполняют в виде ферм или стропил. Возможность размещать коммуникации внутри каркасных стен и перекрытий позволяет архитекторам максимально использовать внутреннее пространство, создавать оригинальные планировки.
Строительные конструкции на основе ЛСТК могут применяться самостоятельно или в сочетании с другими строительными конструкциями: ЛСТК и полы из легких стальных профилей в многоквартирных домах; тяжелый стальной каркас и перекрытия из гнутых профилей в сочетании с внешними и внутренними стенами из ЛСТК; только внутренние стены в многоквартирных домах, офисах, общественных зданиях; только перегородки и самонесущие наружные стены в домах, офисах, школах. ЛСТК используют как для многоквартирных зданий, так и для коттеджей на одну семью, для реконструкции (в том числе мансардной настройки) домов без усиления фундамента.
Существует широкий выбор программного обеспечения для проектного планирования: от изображения с использованием программ 2D CAD до моделирования, основанного на 3D, 4D CAD инструментах. Выбор инструмента для проектирования зависит от типа и размеров проектируемой конструкции, а также от доступности соответствующих ресурсов. Графические программы CAD наиболее часто используются для проектного планирования в строительстве с применением ЛСТК. Одновременно развивается и дает хорошие результаты моделирование на основе 3D программ.
3.2. Элементы систем ЛСТК
Основными элементами ЛСТК являются тонкие стальные оцинкованные профили (рис. 16), утеплитель (минераловолокнистые плиты или пенопласты) и гипсокартонные, гипсоволокнистые или цементностружечные листы. Данные технологии предполагают использование сборных блоков заводского изготовления («Термоблок»), что также ведет к сокращению сроков строительства и снижению издержек на строительной площадке (рис. 17). Крепление ЛСТК осуществляется с помощью резьбовых соединений, закладной клепки, штамповочной клепки, сварки, склейки, петлевых соединений, костыльных (дюбельных) пистолетов.
Рис. 16. Профили, используемые в ЛСТК: а – термопрофиль; б – схема прохождения потока тепла
Стальные профили производят с очень жесткими допусками, листы ГКЛ/ГВЛ и утеплителя – по точным размерам (табл. 6). Рамы из стальных стоек встраиваются в стены и полы, чем достигается существенный уровень пожарной безопасности, без применения дополнительных мер. Отсутствие в конструкциях пола и стен горючих материалов не способствует распространению по ним огня. В ЛСТК гипсовые плиты (ГКЛ/ГВЛ или ГКЛВ/ГВЛВ), в зависимости от их толщины, могут выдерживать огневую нагрузку до 120 минут. Выбор изоляционного материала, например, на основе негорючего базальтового минерального волокна также важен для пожарной безопасности конструкций.
Рис. 17. Схемы устройства стен: а – с минераловатным утеплением (термопанель); б – с утеплением легким бетоном; 1 – экструзионный пенополистирол; 2 – пароизоляционная пленка; 3 – минераловатная плита ROCKWOOL плотностью 60-70 кг/м3; 4 – профиль ТС 150×1,5; 5 – гипсоволокнистый лист (12 мм); 6 – гипсокартонный лист (2×12,5 мм); 7 – пенобетон плотностью 300 кг/м3; 8 – вентиляционный зазор; 9 – элемент крепления; 10 – штукатурка; 11 – фасадная краска; 12 – фасадные плиты из фибробетона; 13 – облицовочный кирпич
Изготовление элементов жилых зданий осуществляется в соответствии с тремя методами: производством на месте, полевым производством, стационарным производством. Выбор метода может зависеть от типа контракта, количества строящихся зданий и их типов, места строительства, эксклюзивности строительства и капиталовложений. Производство на месте является самым традиционным методом строительства. Элементы – комплектующие, в этом случае доставляются в точных размерах, предназначенных именно для этого объекта и с проделанными отверстиями для коммуникаций. Стальные элементы имеют кодовую маркировку и сопровождаются сборочными чертежами. Соединение элементов осуществляется непосредственно на строительной площадке, при этом, как правило, используются саморезы.
Стеновые элементы, элементы полов и обрешетка крыши изготавливают в условиях «полевого» производства: во временных помещениях или в отдельной зоне на строительной площадке. Степень готовности конструкций может варьироваться от изготовленного заранее каркаса до законченной или почти законченной панели с окнами, дверями и фасадными материалами. «Полевая» фабрика делает возможным использование унифицированных индустриальных технологий крепежа (например, составных заклепок и т.п.), обеспечение более строгого контроля за выполнением узлов.
В условиях заводского производства обрешетка крыш, а также завершенные объемные модули и специальные узлы (панели и блоки для ванных комнат, стены для служебных помещений здания, лифтовые шахты) могут выпускаться в виде готовых секций, элементов стен и полов. Стационарное производство требует больших капитальных вложений, но обладает рядом преимуществ: высокой степенью точности и высоким качеством выполнения конструкций, высокой производительностью, малым количеством отходов. В условиях же реального строительства преобладают различные сочетания этих методов.
Таблица 6
Типы профилей
| Наименование | Характеристика | Наименование | Характеристика |
| Профиль направляющий | ПН-h-S
Толщина, мм, 1,2/1,5/2,0/2,5 Высота профиля h, мм, 100/120/150/200/250 Масса 1 пог.м, кг, от 1,85 до 6,79 |
Термопрофиль направляющий | ТН3-h-S
Толщина, мм, 1,2/1,5/2,0/2,5 Высота профиля h, мм, 150/200/250 Масса 1 пог.м, кг, от 2,44 до 7,03 |
| Профиль стоечный | ПС- h-S
Толщина, мм, 1,2/1,5/2,0/2,5 Высота профиля h, мм, 100/120/150/200/250 Масса 1 пог.м, кг, от 1,92 до 6,84 |
Термопрофиль стоечный | ТС1-h-S
Толщина, мм, 1,0/1,2/1,5/2,0/2,5 Высота профиля h, мм, 100/120 Масса 1 пог.м, кг, от 1,67 до 4,42 |
| То же | ПСР-h-S
Толщина, мм, 1,2/1,5/2,0/2,5 Высота профиля h, мм, 100/120/150/200/250 Масса 1 пог.м, кг, от 1,99 до 6,95 |
То же | ТС2-h-S
Толщина, мм, 1,0/1,2/1,5/2,0/2,5 Высота профиля h, мм, 150/200/250 Масса 1 пог.м, кг, от 2,07 до 6,98 |
| Термопрофиль направляющий | ТН1-h-S
Толщина, мм, 1,2/1,5/2,0/2,5 Высота профиля h, мм, 100/120 Масса 1 пог.м, кг, от 1,96 до 4,48 |
Балка стропильная (Z-балка) | БС-h-S
Толщина, мм, 1,0/1,2/1,5/2,0/2,5 Высота профиля h, мм, 100/120/150/200/250 Масса 1 пог.м, кг, от 1,67 до 6,98 |
| То же | ТН2-h-S
Толщина, мм, 1,2/1,5/2,0/2,5 Высота профиля h, мм, 150/200/250 Масса 1 пог.м, кг, от 2,44 до 7,03 |
Профиль обрешеточный | ОП-25-S
Толщина, мм, 0,7/0,8/1,2/1,5 Масса 1 пог.м, кг, 0,73/0,83/1,24/1,53 ОП-45-S Толщина, мм, 0,7/0,8/1,2/1,5 Масса 1 пог.м, кг, 0,95/1,09/1,62/2,01 |
3.3. Строительство с применением ЛСТК
Конструкции фундаментов в каркасном домостроении
Многоквартирные здания из ЛСТК возводятся по двум основным системам. Система «термоблок» предполагает использование комбинаций каркаса из ЛСТК (рис. 18) и гипсовых стеновых листов, что в результате
Рис. 18. Каркас из ЛСТК и готовый коттедж
формирует большую несущую способность и сравнительно высокую жесткость относительно веса конструкций. Более жесткая система основана на применении колонн, балок и связей из более тяжелых стальных профилей (квадратные трубы, двутавровые балки, Z-образные профили) в комбинации со стенами их термопрофилей. ООО «Талдом-Профиль прелагает технологию малоэтажного строительства с применением «термоблоков» заводского изготовления. В данном случае «термоблок» – это конструктивный элемент, состоящий из металлического перфорированного оцинкованного профиля, эффективного утеплителя, пароизоляционных пленок, гипсокартонных или гипсоволокнистых, элементов крепежа.
В каркасном домостроении с применением ЛСТК рационально использовать мелкозаглубленные фундаменты. При относительно небольшой массе каркаса здания или сооружения применение массивных фундаментов приведет к увеличению капиталовложений и росту трудозатрат. При выборе варианта исполнения фундамента под будущее здание или сооружение необходимо учесть следующие факторы:
- геологические и гидрологические условия строительной площадки (вид грунтов, их физико-механические показатели, уровень грунтовых вод);
- глубинно-зимнее промерзание грунтов;
- величину и характер действующих на фундамент нагрузок и необходимость обеспечения равномерной передачи их основанию во избежание неравномерных осадок и образования трещин.
Ленточные фундаменты. Ленточные фундаменты относятся к наиболее распространенному типу устройства фундаментов. Такие фундаменты бывают из сборных бетонных и железобетонных элементов, сборно-монолитные и монолитные. Этого типа фундаменты могут возводиться непосредственно под несущие стены здания. Благодаря простоте технологии возведения ленточного фундамента, он широко применяется в индивидуальном строительстве.
Монолитный ленточный фундамент применяют и при строительстве домов с фундаментами мелкого заложения, где не предусмотрено строительство подвала. Процесс построения ленточного монолитного фундамента начинается с разработки грунта (устройства траншей или котлована), устройства противопучинистой подушки, устройства опалубочных панелей, закладки арматуры. Затем промежуток между стенками опалубки заливается бетоном. После достижения бетоном необходимой прочности опалубку демонтируют и производят гидроизоляцию фундамента.
Ленточные фундаменты сборного вида строятся из готовых бетонных или железобетонных фундаментных блоков. К достоинствам ленточных фундаментов можно отнести высокую прочность, надежность, в случае монолитного исполнения – возможность подвода под здания различных форм, при использовании же сборных фундаментов отмечаются малые сроки построения и простота работы. Недостатками же ленточных фундаментов является большой объем земляных работ и работ по заливке опалубки, и, как следствие, – увеличение сроков строительства. Также эти фундаменты массивны, сравнительно дорогостоящи и требуют значительных трудозатрат. При использовании стандартных железобетонных блоков фундаменты к тому же в местах соединений водопроницаемы и менее практичны по этой причине, а также трудно применимы для домов сложной архитектурной формы.
Плоские монолитные железобетонные фундаментные плиты. Сплошные плитные фундаменты являются разновидностью мелкозаглубленных фундаментов. Такой фундамент представляет собой сплошную плиту, которая устраивается под всей площадью здания.
Плитные фундаменты наиболее подходят для просадочных и пучинистых грунтов. Рассматриваемый тип фундаментов сооружают для зданий, оказывающих высокую нагрузку на фундамент, в случаях непрочного основания грунта или при высоком уровне грунтовых вод, так как такой тип фундаментов способен компенсировать смещения грунта как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости.
Процесс построения монолитной фундаментной плиты начинается с разработки грунта в котловане, устройства песчаной подготовки, устройства опалубочных панелей, закладки арматурных каркасов и плоских сеток, бетонирования фундамента с последующим уплотнением и выравниванием. После достижения бетоном необходимой прочности опалубку демонтируют, и производят гидроизоляцию фундамента. Плитные фундаменты эффективны при возведении малоэтажных зданий небольшой площади
и простой формы основания. Из достоинств фундаментов плитного типа можно отметить относительную простоту их постройки и хорошую устойчивость на подвижных, просадочных и пучинистых грунтах. Недостатком же является относительная дороговизна из-за большой ресурсоемкости.
Свайные фундаменты. Свайным фундаментом считают группу свай, объединенных сверху специальной конструкцией в виде плит или балок, называемых ростверками, которые предназначены для передачи и равномерного распределения нагрузки на сваи. Ростверки, являясь несущими конструкциями, служат для опирания надземных конструкций зданий на сваи. Различают свайные фундаменты с низким ростверком, промежуточным и высоким.
Для постройки рассматриваемого типа фундамента используются сваи, изготовленные из различных материалов, к примеру, из бетона и железобетона, из дерева, стали, используются и комбинированные сваи. Сваи могут устанавливаться в грунт уже готовыми, в этом случае речь идет о забивных сваях, либо же сваи создаются в пробуренных в грунте каналах – набивные.
В условиях современного строительства свайные фундаменты используют очень широко. Большинство жилых и общественных зданий возводят на свайных фундаментах. Это объясняется повышенной несущей способностью свайных фундаментов по сравнению с фундаментами, возводимыми в открытых котлованах, а также сравнительно меньшей трудоемкостью земляных работ.
Возведение наружных стен
Для возведения наружных стен используют ЛСТК просечного профиля с ребрами жесткости (центральными и торцевыми) и фланцами. Прорези (перфорация) стенки профилей значительно снижают массу конструкции и сокращают потери тепла через стены из-за удлинения пути холодного потока и особенностей краевых свойств прорезей. Толщина материала профиля также влияет на снижение потерь, которые могут быть меньше, чем теплопотери для строений с каркасом из цельного дерева. Такие перфорированные профили, а также профили для перекрытий и покрытий производятся из стали с расчетным сопротивлением R≥ 350 МПа. Перфорированные стальные профили изготавливаются высотой сечения 100, 120, 145, 150, 170, 195, 200 мм из полос тонколистовой горячеоцинкованной стали. Вес цинкового покрытия составляет не менее 275 г/м2, что соответствует толщине слоя цинка 20 мкм с обеих сторон. После проделывания отверстий в таких профилях нет необходимости в какой-либо дополнительной их обработке, так как слой цинка обладает «залечивающим эффектом», т.е. он переходит на незащищенные поверхности.
Существуют системы, где несущая способность комбинированных стен определяется взаимодействием легких стальных профилей с утепляющим наполнителем – пенополистиролом или пенополиуретаном, заливаемым между стальными профилями. Ограничением для применения различных видов утеплителей является условие пожарной безопасности конструкции (рис. 19, 20).
Рис. 19. Крупнопанельный монтаж предварительно собранных конструкций
Рис. 20. Монтаж стропильной системы
Защита наружной стены от атмосферных факторов (внешняя отделка) может выполняться практически из любых материалов: кирпича, сайдинга, деревянных панелей, стекла, стальных кассет. Для того, чтобы внешняя влага или конденсат изнутри не повредили стены, рекомендуется применять систему «вентилируемого фасада». В этом случае между наружной отделкой и каркасом ЛСТК создается вентилируемое пространство. По этому воздушному зазору любая влага удаляется от стен. Приток воздуха осуществляется через специальные продухи, расположенные у окон, дверей, в парапетах и у цоколя наружных стен.
Ветрозащита наружной стены формируется из внешних влагостойких гипсовых листов (ГКЛВ/ГВЛВ) толщиной 9 мм или из специальных ветрозащитных пленок. Наиболее важной функцией ветрозащиты является обеспечение сохранения тепла за счет предохранения теплоизоляции от воздействия потока воздуха, циркулирующего в вентилируемом зазоре (относительного ветра). Качество ветрозащиты зависит от того, насколько герметичны материалы сами по себе, и от того, насколько герметичны соединения.
Герметичность здания по отношению к ветру, воздуху и к миграции пара через конструкцию существенно влияет на энергопотребление, функционирование вентиляции и внутренний комфорт помещений. Чрезмерное увлажнение конструкции является одной из основных причин коррозии. Потоки воздуха через пароизоляцию могут создавать дискомфорт в здании в виде сквозняков. Возможное увлажнение утеплителя (при конденсации паров воды) увеличивает его теплопроводность и энергопотребление на обогрев помещений. Климатические барьеры, стены, полы между квартирами должны также быть хорошо изолированы, т.е. не допускать утечек воздуха в целях снижения возможного загрязнения (пыль, энзимы и т.п.) и уменьшения распространяемости воздушного шума.
Пароизоляционный барьер наружной стены, как правило, состоит из устойчивой к старению влагозащитной полиэтиленовой пленки толщиной 0,1-0,2 мм. Паробарьер необходимо располагать как можно ближе к теплой стороне стены. Если внутренняя часть наружной стены состоит из двух слоев гипсовых листов (ГВЛ/ГКЛ), то пленку рекомендуется располагать между этими листами. Если применяется только один слой гипсовых листов, то паронепроницаемый барьер монтируют между стальным каркасом и гипсовым листом. Для готовых блоков и модулей наружных стен пароизоляционный барьер устанавливают на заводе-изготовителе.
Сохранение герметичности наружных стен в процессе эксплуатации обеспечивается надежным прикреплением к конструкциям пластикового покрытия или его герметической сваркой. Соединение двух пленок должно иметь перехлест как минимум 200 мм. Склеивание краев пленки клейкой лентой не рекомендуется, так как ее устойчивость к старению невозможно предсказать, а кроме того, клеящий слой может разрушать некоторые виды пленок. Для минимизации количества соединений рекомендуется использование большеформатной пленки. По возможности рекомендуется избегать проделывания отверстий в полиэтиленовой пленке для подведения коммуникаций через наружные стены. Максимальная утечка воздуха не должна превышать 0,8 л/см2 при 50 МПа отрицательного и положительного давления.
Теплоизолирующая эффективность конструкции наружной стены зависит от минимизации «мостиков холода», от типа изоляционного материала и способа его укладки, наличия хорошей ветрозащиты и паронепроницаемого барьера. В основном в качестве утеплителя применяют минераловолокнистые плиты (МВП). Является важным полное заполнение утеплителем всех полостей в стенах, особенно вблизи от стальных профилей. Для этого при заполнении МВП их размеры должны быть больше (обычно на 5 мм) по длине и по ширине, чем размеры между стойками стеновых панелей. Толщина МВП должна соответствовать ширине конструкций панели. Для снижения теплопередачи вертикальные и горизонтальные стальные профили имеют специальную перфорацию по стенке, отверстия (просечки); применяется оправданно тонкая сталь и устанавливается минимально допустимое по расчету число профилей.
Гипсовые листы наружных стен должны быть разрезаны в месте присоединения стены между квартирами; но в этом же месте влагозащитный барьер наружной стены должен продолжаться без разреза. Стойки с трубчатыми профилями плотно прижимаются к гипсовым листам. Для обеспечения звукоизоляции рекомендуется применение стоек с дополнительными акустическими профилями с установкой перекрывающих гипсовых листов. Первый гипсовый лист прикручивается плотнее к стойке так, чтобы трубчатые полосы сжимались с 10 мм до 2-3 мм и таким образом достигалась полная герметизация стыка.
Для обеспечения пожарной безопасности наружных стен материалы фасадной отделки должны быть трудновоспламеняемыми; следует избегать крепления различного оборудования на внутреннюю сторону наружных стен. Для зданий с тремя и более этажами наружные стены должны быть сконструированы так, чтобы обеспечивать те же разделительные функции, как и внутренние стены, ограничивать распространение огня внутри стен и риск распределения огня через окна, обеспечивать устойчивость конструкций. Наружные стены должны отвечать категории огнестойкости от EI30 (E – cохранение функции непроницаемости, I – cохранение функции изоляции, 30 – нормативное время сохранения показателя, мин) и до EI60.
Внутренние стены
Внутренние стены (внутриквартиные и стены между двумя разными квартирами) могут выполнять несущую функцию; кроме того, к ним предъявляются требования по звукоизоляции и пожарной безопасности. Внутренние стены возводят с помощью каркаса из легких стальных профилей с зашивкой гипсовыми листами. Центральное расстояние между стойками внутренних стен составляет 450, 600 и 900 мм и подгоняется под ширину гипсовых листов (900 или 1200 мм). Профили внутренних стен доставляют на стройплощадку готовыми и требуемого размера.
Внутренние стены между комнатами, как правило, не являются несущими. Профильные стойки и горизонтальные направляющие из тонколистовой оцинкованной стали производят шириной 45, 70, 95, 120, 145 и 160 мм. Стойки могут иметь предварительно вырезанные отверстия для прокладки коммуникаций. Звукоизоляция (от структурного шума) обеспечивается приклеиванием профиля из ПДМ-резины или трубчатого полого жгута. Звукоизоляция (от воздушного шума) достигается плотной подгонкой профиля к стенам и полу и заполнением полостей в конструкции стены утеплителем.
Внутренние стены между квартирами конструируют по тем же принципам, что и стены между комнатами. Различия обусловлены более жесткими требованиями по пожарной безопасности и звукоизоляции. Стены между квартирами могут выполняться с двойным каркасом, с чередующимися стойками, с каркасом из тонких стальных «акустических» стоек со складчатой и перфорированной поверхностью. Двойной каркас (наиболее распространенное решение) формируется из двух рам, разделенных расстоянием как минимум 10 мм. Двойной каркас дает хорошую звукоизоляцию и возможность размещения между стойками вертикальных связей рамного каркаса (профильных связей и ферм). Стены с чередующимися стойками несколько тоньше, чем стены с двойным каркасом. Каркас формируется из стоек, вставленных в направляющий профиль шириной 225 мм. Стойки чередуются: первая стойка находится у одной стороны направляющей, а следующая – с противоположной стороны.
Несущие внутренние стены выполняются с использованием усиленных профилей стоек. Толщина материала стоек варьируется между 1,0 и 1,5 мм. Поставщики профилей в обязательном порядке должны предоставлять информацию об их номинальной нагрузке. Использование стоек толщиной 1,0 мм предпочтительнее, так как в них легче закручиваются самосверлящие винты.
В случае крепления на стену любого очень тяжелого объекта (особенно когда крепежи подвергаются динамическим нагрузкам) необходима установка усиления на стены. Для усиления используют стальные пластины или листы фанеры. Стальные пластины прикрепляют к стойкам при помощи как минимум двух винтов – саморезов на каждую стойку. После того, как гипсовые листы уже установлены, для крепления усиления используют самосверлящие винты. Усиливающие пластины поставляются толщиной 1 и 2 мм и по ширине, подогнанной к расстоянию между центрами стоек. Усиление из фанеры крепится к двойным профилям, состоящим из направляющих и стоек. Усилениеждноол подниматься от пола, по крайней мере, на 400 мм выше желаемой высоты крепления. Гипсовые листы крепятся к усилнию с шагом между винтами 100-150 мм. Для сливных бачков и туалетов имеются специальные стандартные подвесные крепежи. Стены между квартирами, не несущие нагрузку, должны отвечать категории огнестойкости EI60. В общем случае для достижения такой категории огнестойкости требуются два слоя 13-миллиметрового стандартного листа ГКЛ или 15-миллиметровый слой огнеупорного гипсового листа ГКЛО с каждой стороны. Минераловолокнистые плиты должны иметь припуск 5…10 мм для того, чтобы они оставались на месте при выгорании гипсового покрытия. Несущие стены между квартирами должны отвечать категории REI60 (R – функция сохранения несущих свойств). Стена между квартирами, удовлетворяющая требованиям пожарной безопасности, конструируется из двух 15 мм огнеупорных гипсовых листов ГКЛО. Гипсовые листы начинают обрушаться после 60 мин огневого воздействия, поэтому стойки должны быть рассчитаны на вертикальную нагрузку от перекрытия с учетом работы без раскрепления листами ГКЛ, по крайней мере, с одной стороны.
Рамы дверей могут быть смонтированы разными способами, в зависимости от проекта и собственной конструкции. Вертикальный профиль стены в этом случае устанавливают таким образом, чтобы внешний гипсовый лист можно было закрепить в участке над дверью несколько выше, во избежание образования трещин в поверхностном слое. Для монтажа дверей применяют вертикальные стойки усиления различной толщины, в зависимости от веса двери. Рекомендуется выбирать толщину стойки усиления до 1,2 мм, что позволяет применять самосверлящие винты. Стальные или деревянные рамы монтируют, руководствуясь типом исходного материала. При стандартной нагрузке могут быть использованы стандартные (не усиленные) вертикальные стойки. Узел же крепления при этом усиливается со всех сторон деревянными стойками рамы двери. При больших нагрузках применяют усиливающие стойки. Скользящие двери могут встраиваться в одинарные или двойные стены. В таком случае требуется полость минимум 100 мм. На обеих кромках двери, как внутри стены, так и непосредственно в проеме, должны использоваться усиливающие стойки. Если требуется высокий уровень безопасности, то стены могут быть усилены противовзломными листами различных размеров. Используемый материал не должен снижать устойчивость стен против влаги и тепла. В стенах, относящихся к пожарозащитным, этот материал также должен быть негорюч или отвечать тем же требованиям пожарной безопасности, что и гипсовые листы, прикрепленные к стальному каркасу. Противовзломный лист устанавливается (приклеивается или привинчивается) сверху первого гипсового листа (ГКЛ/ГВЛ), привинченного к каркасу. Второй и третий гипсовые листы также приклеиваются или привинчиваются к противовзломной пластине. Противовзломные листы устанавливаются внахлест на 50 мм как минимум, прикрепляются друг к другу на расстоянии 100 мм между точками и присоединяются к стойкам.
Перекрытия, полы и потолки
Перекрытия (полы) изготавливают из легких стальных Сили Z-образных профилей толщиной 2-3 мм и высотой 150, 200, 250, 300 мм. Для обрамления блоков перекрытий по периметру стен применяют U- и Cобразные профили соответствующей высоты. По верхнему поясу стальных профилей закрепляются профилированные стальные листы (высотой 25 или 40 мм). Опалубка из профлиста распределяет вертикальные нагрузки, а также создает жесткий диск перекрытия, обеспечивающий устойчивость всего здания. Верхняя отделка состоит из листов ГВЛ или тонкого слоя ангидрита (безводного гипса).
Чаще всего для покрытия пола применяют 13-миллиметровые стандартные листы ГВЛ и 15 мм половые панели. Нижние листы ГВЛ прикрепляют к опалубке из профлиста, а верхние листы ГВЛ приклеивают к нижним листам. Можно первый лист приклеивать к профлисту, а верхний лист затягивать винтами. Перекрытия с С-образными 200/2.0 – балками могут иметь максимальный пролет до 4,2 м. С балками бóльших размеров (соответственно большей жесткости) возможно обеспечение пролетов более чем в 8 м.
Подвесные потолки состоят из двух слоев листов ГВЛ. Стык потолочных (нижних) листов ГВЛ с С-образными прогонами выполняется на «гибком» подвесе в целях обеспечения звукоизоляции перекрытия. «Гибкость» подвески обеспечивается применением либо специальных акустических скоб, либо акустического потолочного профиля. Акустические профили дают для листов ГВЛ пружинящее (мягкое) подвешивание и, в результате, хорошую звукоизоляцию. Профили подвесного потолка прикрепляются к несущим балкам с шагом 400 мм, но не более 300 мм от стен. Акустические скобы крепят к нижнему поясу балок с шагом 1200 мм вдоль профиля подвесного потока и через 800 мм вдоль С-образного несущего профиля. Элементы крепления потолков присоединяют к профилю подвесного потолка. Более тяжелые предметы прикрепляют самостоятельно напрямую к С-образным несущим балкам после установки потолочных листов ГВЛ. Подвижная гибкая подвеска потолка в сочетании со слоем утеплителя 300…360 мм (укладываемым в полость между балками и профилями подвесного потолка) дает звукоизоляцию Rw 57…60 дБ и при шаговом шуме Ln,w 54-55 дБ.
Распространенный вариант перекрытия имеет следующее конструктивное решение: С-образные балки высотой 300 мм и толщиной профиля 3,0 мм; 45 мм опалубки из профлиста; два слоя ГВЛ (по 13 мм) для пола сверху; подвесной потолок из 13-миллиметрового стандартного листа ГКЛ и 15-миллиметровой огнестойкой плиты ГКЛВ, прикрепленной к нижней опалубке из профлиста (высотой 45 мм), закрепленного к нижнему поясу балки. Полость перекрытия заполняется с уплотнением слоем минераловолокнистых плит толщиной 360 мм. Узлы стыка между полом и внешней стеной должны быть спроектированы так, чтобы не допускать вертикальной передачи звука и проникновения влаги извне в конструкцию перекрытия. Отверстия для инженерных коммуникаций должны быть проделаны в несущих профилях перед сборкой конструкций.
Категория огнестойкости конструкции пола оценивается путем тестирования. Полы между квартирами (для зданий от двух этажей) должны соответствовать противопожарным требованиям EI60. Если конструкция пола удовлетворяет требованиям по несущей нагрузке, то она, в общем случае, отвечает требованиям и по разделительной функции. Снизу конструкция пола защищена от огневого воздействия потолком, который может быть либо прикреплен непосредственно к балкам перекрытия, либо подвешен. Если подвесной потолок категории EI60 защищает несущую стальную конструкцию, то требование противопожарной безопасности по REI60 также выполняется для несущих балок конструкции перекрытия. Противопожарная защита может быть выполнена путем облицовки потолка двумя слоями 15-миллиметрового огнеупорного гипсового листа ГВЛО. Пол защищают аналогично с помощью гипсовых листов.
Кровельные конструкции
Кровельными конструкциями, изготавливаемыми из тонкостенной оцинкованной стали, являются: кровельные стропильные фермы, чердачные балки с подпоркой (дополнительными стойками), кровельные балки с опиранием на внутренние и наружные несущие стены, кровельные несущие теплые панели «сэндвич». Небольшой собственный вес кровельных ЛСТК позволяет широко их использовать как в новом строительстве, так и при реконструкции существующих зданий (рис. 21). Предпочтительно, чтобы кровельные ЛСТК изготавливались заводским способом.
Рис. 21. Устройство мансарды: а – закрытие периметра пароизоляционной пленкой; б – укладка утеплителя; в – устройство кровли
Кровельные стальные фермы, изготовленные из ЛСТК, имеют С-, Uили Z-образное сечение. Профили также могут быть использованы для верха или низа рамы по той же конструкции, что и для каркасной стены. Поставляемые элементы ферм имеют нужную длину рабочей стороны либо той, к которой должны крепиться кровельные стропила. Профили, образующие пояса и раскосы стропильных ферм, обрезаются диагонально у краев крыши. Благодаря высокой несущей способности стали возможно изготовление конструкций мансардного типа, что увеличивает чердачное пространство. Кровельные стропильные фермы предпочтительнее изготавливать в заводских условиях либо на земле, перед подъемом на место. Балка с подпорками на чердачную конструкцию эффективна с точки зрения стоимости, но предполагает передачу нагрузки с каркаса кровли на пол чердака, что делает необходимым усиление чердачного перекрытия.
Опирание стропильных ферм (балок) должно всегда производиться на вертикальные стойки стен с тем, чтобы стойки были центрально нагружены. Если оси стропильных ферм (балок) не совпадают, то для распределения нагрузки под стропилами располагают балку (усиленную перемычку). Распределение нагрузки под кровельными стропилами может быть сделано, например, при помощи жестких пластин, образованных стыком вертикальных перфорированных профилей и стального листа.
Для мансардных этажей рекомендуется выбирать легкие конструкции и материалы из легкого металлического профиля. В системе RANNILA, например, несущим элементом мансарды (одноили двухэтажной) является двухпролетная поперечная рама с элементами из спаренных тонкостенных сигма-профилей. Сигма-профиль представляет собой легкий оцинкованный профиль, напоминающий греческую букву ∑; он изготавливается из стали толщиной до 3 и высотой 400 мм. Соединение профилей в узлах рамы – на болтах. Шаг рам, в зависимости от поперечных стен, составляет 2,6-3,2 м. По контуру рам вдоль мансарды с шагом 600 мм кладут прогоны швеллерного сечения с перфорированной стенкой (термопрофиль). Термопрофиль передает нагрузку от кровли к каркасу и исключает промерзание, что позволяет не применять деревянные изделия. По прогону устраивается вентилируемая обрешетка из идущих по скату гнутых Zпрофилей и расположенных по ним шляпных профилей, служащих для опоры и крепления кровельных листов из металлочерепицы или профилированного настила. Устраивается теплоизоляция и монтируется внутренняя облицовка ограждения мансарды.
Система устойчивости зданий
Выбор системы устойчивости зданий зависит от таких параметров, как дизайн здания, расположение и количество этажей. В частности, система устойчивости здания должна обеспечивать безопасную передачу горизонтальных нагрузок (ветер, сейсмические волны и т.п.) на фундамент. Система устойчивости здания базируется на трех конструктивных элементах. Во-первых, гипсовые листы выполняют как функцию ограждающих элементов, служат противопожарной (и весьма эффективной) защитой металлических конструкций и используются одновременно в качестве элементов устойчивости. В этом случае прочность стен против сдвига определяется способом крепления листов (гипсовых, фанеры, ЦСП) к стальному несущему каркасу. Во-вторых, обеспечению устойчивости здания служат фермы и их соединения со стеновыми панелями. В-третьих, устойчивость может также обеспечиваться жесткими узлами соединений элементов тяжелого каркаса. Этот способ не требует других дополнительных приемов
обеспечения устойчивости здания, но предполагает значительное количество болтовых (в том числе высокопрочных) соединений. Колонны и балки при этом должны быть также более тяжелыми, и поэтому данная система не является широко распространенной.
Сохранение устойчивости многоквартирных домов при действии внеплоскостных сил ветра в том числе обусловлено эффектом напряжения панелей, а также балочным эффектом перекрытий между этажами, кровлей и стенами. В этом случае ветровые нагрузки передаются со стен, на которые действует ветер, через жесткие диски перекрытия на элементы жесткости и далее на фундамент. Сдвигающие нагрузки панелей стены зачастую комбинируются с вертикальными нагрузками на такие элементы устойчивости, как стальные фермы, каркасы, готовые сборные шахты лифтов и лестничные пролеты, отлитые на месте шахты лифтов и лестничные пролеты.
Исходя из условий устойчивости многоэтажных зданий на основе ЛСТК (при применении для стабилизации эффекта напряжения панелей), был проведен расчет их этажности. Исследования проводились на двух различных типах строений (табл. 7): на строениях, условно называемых
«гибкими» (с немногочисленными стабилизирующими стенами и с фасадом, в большей части состоящим из окон и дверей) и на «негибких» строениях с большим числом стабилизирующих стен.
Таблица 7
Тип стабилизирующей системы и этажность здания
| Стабилизирующая система | Количество этажей | Лимитирующий фактор | |
| «Негибкое строение» | «Гибкое строение» | ||
| Гипсокартонный лист (эффект напряжения панелей) | 4 | 2 | Прочность гипсовых листов и соединений |
| Продольная ветровая балка, 1 мм | 4 | 3 | Потеря устойчивости стенки краевых балок перекрытия |
| Лист фанеры (эффект напряжения панелей) | 4 | 3 | То же |
| Продольная ветровая балка, 2 мм | 4 | 3 | » |
| Комбинация продольной ветровой балки 2 мм и гипсовых листов и панелей | 4 | 3 | » |
| Комбинация продольной ветровой балки 2 мм и фанеры | 4 | 3 | » |
В «гибких» строениях нагрузки передаются с этажа на этаж через краевые балки. При использовании гипсовых листов число этажей ограничивается двумя (рис. 22). При использовании панелей из других материалов или с поперечными ветровыми балками можно строить строения большей этажности. Однако потеря устойчивости балок перекрытия (краевых балок) ограничивает сооружение тремя этажами. В «негибких» строениях предельным является четыре этажа как при использовании гипсовых листов в качестве раскрепления стен, так и других материалов. В случае применения панелей с обшивкой из более прочных материалов (фанеры, например) этажность ограничивается из-за потери устойчивости стенки краевых балок. В случае усиления стенок краевых балок становится возможном строительство сооружений большей этажности.
Рис. 22. Каркас общественного здания
Наибольшая этажность определяется степенью усиления и типами используемых конструкций перекрытий и стен. Каркас из колонн и балок, изготовленный из прокатных или сварных профилей в комбинации с самонесущими тонкостенными конструкциями, делает возможным строительство более высоких зданий. Выбор каркаса здания определяется, в первую очередь, типом здания и принятым методом строительства. При выборе типа каркасной системы экономическое обоснование должно проводиться для каждого конкретного случая. Здания высотой более трех этажей сегодня экономически выгоднее строить с использованием ЛСТК в сочетании с более тяжелыми стальными профилями из балок и колонн.
Системы жизнеобеспечения
Выбор систем жизнеобеспечения здания (электрика, сантехника, тепло- и водоснабжение и пр.) определяется в основном запросами будущих пользователей данного здания. Расходы же на внутренние коммуникации составляют 20-40 % контрактной стоимости здания, а доля монтажа этих коммуникаций – 20-45 % их стоимости. Арматура для электропитания, телефона, компьютерной сети и TV может размещаться внутри трубопроводов в стенах и полах, в коробах вне стен и полов, в каналах (коробах, трубах) внутри стен и полов. Рекомендуется по возможности избегать размещения проводки по внешним стенам, в полостях сдвоенных рам в межквартирных стенах. В случае заводского изготовления стен и половых панелей возможна и фабричная установка в них вспомогательной арматуры. В случае строительства на месте рекомендуется использование внешних коробов. Стояки труб для водопровода и канализации размещают в вертикальных колодцах для каждой квартиры, например рядом с лестничными блоками. Кухни и ванные комнаты рекомендуется располагать рядом для использования единой вентиляционной шахты. В некоторых случаях предпочтительным является заводское изготовление блоков санузлов с готовой внутренней начинкой. Для отопления могут использоваться подогреваемые полы и потолки, тепловентиляция, но традиционной и основной является система водяного отопления с радиаторами. Трубопроводы отопления прокладываются вертикально в открытом виде в углах или вблизи окон. Горизонтальные соединения проводят вдоль стен к радиаторам. При производстве стеновых секций на заводе к ним часто монтируются радиаторы. Подсоединение к линиям теплоснабжения в полах осуществляется при сборке секций на строительной площадке.
Высокая точность размеров, высокий процент использования изготовленных заранее готовых элементов и быстрый монтаж делают строительство из легких стальных конструкций, и в том числе на основе легких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК), выгодной альтернативой традиционным методам строительства.