СТЕНЫ И ЭЛЕМЕНТЫ СТЕН
План 1. Определение 2. Классификации 3. …………………
Наружные стены - это ограждающие конструкции, предназначенные для защиты помещений от воздействия внешней среды и воспринимающие определенные нагрузки, зависящие от принятой конструктивной системы здания. Однако наружные стены - это не только конструктивные элементы – их наружная сторона является еще и фасадом здания. И именно декоративное убранство фасадов, вертикальные и горизонтальные членения, пропорции отдельных элементов и многое другое определяют архитектурный стиль здания. Но в то же время необходимо отметить, что фасад не существует независимо от внутренней планировки и назначения здания, применяемых материалов и конструкций наружных стен, но составляет с ними единое целое, доказательством чего служат лучшие образцы мировой архитектуры.
Стена здания основная ограждающая конструкция здания. Наряду с ограждающими функциями стены одновременно в той или иной степени выполняют и несущие функции (служат опорами для восприятия вертикальных и горизонтальных нагрузок). Могут быть внутренние и наружные.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Современные наружные стены должны отвечать целому ряду самых общих требований, а именно: по прочности и устойчивости; по долговечности, соответствующей классу здания; по огнестойкости; по теплопроводности; по защите от шума; по паропроницанию; по сеймостойкости (в сейсмических районах); по архитектурной выразительности. При этом в процессе проектирования необходимо учитывать в качестве исходных данных следующие основные предпосылки: • характеристики здания (назначение, этажность, температурно-влажностный режим, степень огнестойкости и т. д. ); • расположение здания в системе застройки, планировки и благоустройства территории; • климатические факторы района строительства (температура наружного воздуха зимой и летом, инсоляция, атмосферные осадки, скорость ветра); • номенклатуру имеющихся строительных материалов для устройства крыши, а также технические возможности строительно-монтажных организаций; • особые условия строительства (сейсмические условия, длительно мерзлые грунты, просадочные грунты, подрабатываемые территории); • финансовые возможности заказчика.
По характеру восприятия и передачи нагрузок стены бывают несущими, самонесущими и навесными. Несущие стены воспринимают нагрузку не только от собственной массы, но и от других конструкций (перекрытий, крыш, лестниц). Самонесущие стены передают на фундаменты только нагрузку от собственного веса и ветровую. На такие стены не опираются перекрытия или другие конструкции здания. Стены, которые только ограждают помещения зданий от внешнего пространства и передают собственный вес в пределах каждого этажа на другие несущие конструкции здания, называют навесными. Такие же стены, навешиваемые на вертикальные конструкции каркаса здания, принято называть навесными.
Основные требования, предъявляемые к стенам: • прочность • теплоустойчивость • звукоизоляционная способность • огнестойкость • долговечность • архитектурная выразительность • экономичность.
Свод правил 2. 13130. 2009 "Системы противопожарной защиты. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОГНЕСТОЙКОСТИ ОБЪЕКТОВ ЗАЩИТЫ « Ниже ткст вставлен
Противопожарные стены должны возвышаться над кровлей: не менее чем на 60 см, если хотя бы один из элементов чердачного или бесчердачного покрытия, за исключением кровли, выполнен из материалов групп Г 3, Г 4; не менее чем на 30 см, если элементы чердачного или бесчердачного покрытия, за исключением кровли, выполнены из материалов групп Г 1, Г 2. 5. 4. 10 Противопожарные стены могут не возвышаться над кровлей, если все элементы чердачного или бесчердачного покрытия, за исключением кровли, выполнены из материалов группы НГ. 5. 4. 11 Противопожарные стены в зданиях с наружными стенами классов пожарной опасности К 1, К 2 и К 3 должны пересекать эти стены и выступать за наружную плоскость стены не менее чем на 30 см. 5. 4. 12 При устройстве наружных стен из материалов группы НГ с ленточным остеклением про тивопожарные стены должны разделять остекление. При этом допускается, чтобы противопожарная стена не выступала за наружную плоскость стены. 5. 4. 13 Допускается в наружной части противопожарной стены размещать окна, двери и ворота с ненормируемыми пределами огнестойкости на расстоянии над кровлей примыкающего отсека не менее 8 м по вертикали и не менее 4 м от стен по горизонтали. 5. 4. 14 При примыкании наружных стен смежных пожарных отсеков под углом 135° и менее участки наружных стен, образующих этот угол, общей длиной на менее 4 м для смежных пожарных отсеков должны быть выполнены таким образом, чтобы они отвечали требованиям, предъявляемым к противопожарной стене.
Силовые воздействия: • • • собственная масса; нагрузка от перекрытий и крыш; воздействие ветра; неравномерность деформаций основания; сейсмические силы.
Несиловое воздействие с внешней стороны: • солнечная радиация; • атмосферные осадки; • переменная температура и влажность воздуха; • наружный шум.
Несиловое воздействие с внутренней стороны: • тепловой поток и поток водяного пара; • шумовое воздействие.
Всё многообразие наружных стен классифицируют по следующим признакам: по характеру восприятия и передачи нагрузок стены подразделяют на 1. несущие; 2. самонесущие; 3. навесные. •
По способу возведения стены подразделяют на: • Сборные, монтируемые из готовых элементов заводского изготовления; • Монолитные обычно бетонные, возводимые в передвижной или скользящей опалубке, ручной кладки из мелкоштучных материалов на растворах.
• по материалу (каменные, деревянные, бетонные, из небетонных материалов); • технология возведения (панели или блоки из бетона, щитовые или рубленные деревянные дома и т. д. ); • по конструктивному решению стены могут быть однослойной или слоистой конструкции (в однослойных стенах несущую и теплоизолирующую функцию выполняет один строительный материал; в слоистых стенах выполнение разных функций возложено на разные материалы.
Мелкоштучные материалы. • Это традиционные материалы. К ним в полной мере можно отнести строительный кирпич (камни, блоки). На протяжении многих столетий этот материал считался надежным и долговечным. И сегодня можно слышать, что наличие мелкоштучных стеновых материалов служит гарантом устойчивости строительного производства.
• Камни бывают естественные природные (туф, известняк) и искусственные.
Стены из натурального камня
Рондавель, фр. rondavelle — традиционный круглый дом народов банту в странах юга Африки
• В последнее время, с появлением современных строительных материалов, внешний вид и строительство Rondavels изменилось. Стали использоваться, бетонные фундаменты, цементные блоки или кирпич, штукатурка. В традиционных rondavel не было водопровода, электричества, но для удобства их стали включать в постройку.
выполнение стен из габионов, заполненных крупным щебнем
Стены из кирпича • Кирпич наиболее распространённый искусственным камень. • Кирпичи бывают: глиняные и силикатные (пустотелые и полнотелые); керамические; мелкие блоки из ячеистого бетона.
• Камни укладываются горизонтальными рядами на раствор (известковый, известково цементный, цементный) с взаимной перевязкой швов, то есть смещением вертикальных швов смежных рядов. • Конструкцию из кирпича, природного камня и других каменных материалов называют кладкой. • Определённый порядок укладки камней, кирпичей в кладке называют системой перевязки (однорядная – чередование тычковых и ложковых рядов, многорядная, перевязанная тычками через каждые три пять ложковых рядов).
• Толщину однослойной стены определяют в результате теплотехнического расчёта, задаваясь определённым материалом стены, и согласуют с размерами кирпича или камня, принимают равной ближайшей большей конструктивной толщине, получаемой при кладке. Толщина стен сплошной кладки: • • • 1 кирпич – 250 мм; 1, 5 кирпича – 380 мм; 2 кирпича – 510 мм; 2, 5 кирпича – 640 мм; 3 кирпича – 770 мм.
Кирпичные стены При возведении кирпичных стен используют различные системы кладок: двухрядную (русскую), многорядную, как правило, шестирядную
Найти примеры кладок
Расшивка швов
Армирование кладки
• Природные камни правильной формы (из гранита, песчаника, плотного известняка и др. ), полученные путем обтески, применяются преимущественно для кладки опор мостов, набережных, пролетных строений арочных мостов и труб под насыпями. • Пиленые камни (из туфа, ракушечника и др. ) —для кладки и облицовки стен зданий высотой до пяти этажей.
• Наибольшее распространение в строительстве получили искусственные камни, имеющие правильную форму и изготавливаемые на специализированных заводах. Из искусственных камней выполняются следующие виды кладки: кирпичная из сплошного, пористого и пустотного кирпича, облегченная кирпичная кладка, мелкоблочная из легкобетонных и керамических камней, а также из крупных бетонных и кирпичных блоков. Искусственные камни применяются преимущественно в надземных частях зданий и сооружений, причем стены из мелкоштучных камней можно облицовывать керамическими и бетонными плитками. Глиняный кирпич используется также для кладки печей и дымовых труб.
Искуственные камни • Наружные стены ручной кладки могут быть выполнены из кирпичей и природных или искусственных камней разного вида (рис. 2), уложенных на растворе. Минимально допустимая толщина наружных стен ручной кладки для одноэтажных жилых зданий равна 20 см, для прочих 30 см. Толщина несущих стен определяется в значительной мере числом этажей и должна поэтажно увеличиваться книзу.
Комфортные условия проживания в доме из керамики: • • • Керамика, как и дерево – самый экологичный материал для жилья; Здоровый микроклимат в доме по температуре и влажности; Отсутствие вредных веществ; Длительное сохранение тепла; Огнестойкость; Звуконепроницаемость; Прочность; Морозостойкость; Долговечность; Влагостойкость; Гармония с окружающей средой.
СТЕНОВЫЕ БЛОКИ а - стандартный керамический для кладки на ложок; б - для кладки на тычок; в - стена из пустотелых керамических блоков; г - кирпичная облицовка; д - каменная облицовка; е и ж - блоки для кладки стен; з - блок для кладки перегородок.
• На протяжении многих столетий этот материал считался надежным и долговечным. И сегодня можно слышать, что наличие мелкоштучных стеновых материалов сложит гарантом устойчивости строительного производства. n. За многие годы приобретен большой опыт работы с кирпичом. Разработаны эффективные виды и способы кладки стен, колонн (столбов, арок), позволяющие создавать конструкции с высокими эксплуатационными свойствами, архитектурной выразительностью и долговечностью.
Недостатки каменных работ. • Каменные работы из мелкоштучных материалов характеризуются большими затратами ручного труда, связанными с выполнением основных операций производственного процесса вручную. • Комплекс работ по каменной кладке из мелких камней состоит из транспортирования, подачи материалов к рабочим местам и укладки их в дело. Параллельно с кладкой выполняются процессы по устройству и перестановке лесов и подмостей, монтажу сборных железобетонных конструкций.
• Получившее широкое распространение многоэтажное строительство усложнило возможности эффективного применения этого материала в несущих конструкциях. Объясняется это тем, что повысилась вероятность воздействия на отдельно взятый кирпич напряжений от перепада температур, усадки, осадок, а также большего нагружения самой кладки. • Как известно, строительный кирпич, изготовленный из минерального сырья, имеет низкие прочностные показатели при работе на растяжение. Появление первых трещин может наступить, когда несущая способность его использована лишь на 15 25%.
Современные индустриальные методы строительства оказывают значительное влияние на производство каменных работ. Мелкоштучные материалы заменяются крупными элементами, такими, как блоки и панели. Процесс изготовления крупных бетонных и кирпичных блоков и виброкирпичных панелей переносится со строительной площадки в заводские условия. Применение крупных блоков и панелей позволяет перейти к монтажу стен, что по сравнению с кладкой их из штучного кирпича и мелких блоков снижает трудовые затраты, уменьшает потребность в рабочих, создает экономию в материалах, повышает производительность труда и сокращает сроки строительства.
Показать мультик про выполнение стеновых панелей из керамических блоков
Теплоизоляция. • Задача теплоизоляции зданий снизить потери тепла в холодный период года и обеспечить относительное постоянство температуры в помещениях в течение суток при колебаниях температуры наружного воздуха. • Теплоизоляция обеспечивается устройством специальных ограждений, выполняемых из теплоизоляционных материалов (в виде оболочек, покрытий и т. п. ) и затрудняющих теплопередачу; сами эти теплозащитные средства также называются теплоизоляцией .
Применение в конструкции стены дополнительной теплоизолирующей системы позволяет значительно уменьшить толщину стены.
Утепление наружных стен. • Утепление наружных стен является одним из основных мероприятий по теплоизоляции здания, так как в зависимости от конструкции стен через них теряется до 45% тепла. • Существует много разных возможностей для достижения требуемого теплосберегающего эффекта ограждающей конструкции путём комбинирования различных строительных материалов. Рис. 5: изоляция в многослойных стенах из мелкоштучных материалов.
Утепление стен
• Для экономии камня и трудозатрат при сохранении требуемой теплозащитной способности применяют облегчённые многослойные стены с использованием эффективных утеплителей.
С наружным утеплением, внутри кладки, с вентилируемым фасадом.
«Мостики холода. » • Однако утеплением лишь ограждающих конструкций нельзя добиться значительного уменьшения теплопотерь, поскольку существенная их доля приходится на так называемые «мостики холода» , то есть участки интенсивного теплообмена с окружающей средой. • Такие участки чаще всего образуются в местах контакта плит перекрытий с несущими стенами, в местах примыкания к наружным стенам внутренних стен и перегородок, а также при проседании некачественного теплоизоляционного материала в трехслойных ограждающих конструкциях с утеплителем в качестве среднего слоя. • Мостики холода не только вызывают теплопотери, но и ведут к образованию пятен на потолках или стенах в результате внутренней конденсации. В некоторых случаях это приводит к образованию плесени.
Внутреннее утепление наружных стен. Рис. 7: Утепление внутри кладки. Рис. 8: Утепление с внутренней стороны
Устройство теплоизоляционного покрытия наружных ограждающих конструкций жилых и общественных зданий.
Плиты ТЕХНОБЛОК. • Плиты ТЕХНОБЛОК предназначены для теплоизоляции, звукоизоляции строительных конструкций жилых зданий и промышленных сооружений, в которых утеплитель не воспринимает внешней нагрузки. • Рекомендованы для применения в качестве изоляции в горизонтальных, наклонных и вертикальных конструкциях каркасного жилья. Используются в качестве среднего теплоизоляционного слоя в трёхслойной облегченной кладке из мелкоштучных материалов (слоистая, колодезная кладка).
Рис. 6: Плиты ТЕХНОБЛОК.
Наружная теплоизоляция здания с тонкой штукатуркой по утеплителю.
Навесной вентилируемый фасад.
Стены из блоков
Рис. 1: Блоки стеновые мелкоштучные. Рис. 2: Мелкоштучные ШМА ШМБ легковесные теплоизоляционные.
Рис. 4 : Мелкоштучные стеновые материалы.
Линия по производству мелкоштучных блоков из неавтоклавного пенобетона.
Блоки из пенополистиролбетона
Деревянные стены отапливаемых зданий подразделяются на: • рубленые (из брёвен или брусьев); • каркасные; • щитовые; • каркасно щитовые. По способу изготовления: • кустарные; • заводского изготовления. В виду малой огнестойкости деревянные стены применяют в зданиях высотой до двух этажей.
Рубленные стены
Наружная стена из древесины.
Система Вайма»
Каркасные дома Наружные стены деревянных каркасных зданий обычно выполняются из деревянных стоек 5*10 см, расположенных на расстоянии 40 см друг от друга. Снаружи они обшиваются досками толщиной 2, 5 см (прибиваемыми горизонтально или по диагонали), фанерой, ДСП или сухой штукатуркой, а изнутри покрываются обрешеткой и штукатуркой либо одним из перечисленных выше видов обшивочных материалов. Для уменьшения воздухопроницаемости обшивку покрывают строительным картоном. Сверху обшивка закрывается облицовочным материалом. Это могут быть обшивочные доски, накладываемые горизонтально или по диагонали, кровельная плитка либо 10 -см облицовочный слой кирпича или камня с анкерным креплением к стене. Между стойками наружных стен обычно предусматривают теплоизоляцию. Для предотвращения запотевания (конденсации паров воды) под отделочный слой наружных стен с их внутренней стороны подкладывают толь или пластиковую пленку.
• Внутренние стены и перегородки отличаются от наружных тем, что они не имеют ни облицовки наружного типа, ни теплоизоляции, но с обеих сторон штукатурятся или покрываются листами сухой штукатурки.
ДЕРЕВЯННОЕ КАРКАСНОЕ ЗДАНИЕ 1 - конек; 2 - стропило (стропильная нога); 3 - накат (настил крыши); 4 - балка перекрытия; 5 - стыковая накладка; 6 - стойки каркаса ; 7 - фундаментная балка; 8 - обвязочная накладка; 9 - черный пол; 10 - связи жесткости или противопожарной перегородки; 11 - балка перекрытия (по периметру); 12 - обшивка; 13 - поперечные связи; 14 - стена фундамента; 15 - угловой столб; 16 - лежень.
Утеплённая каркасная стена.
Арболитовые блоки
Крупнопанельные стены Крупнопанельные здания возводят из крупноразмерных элементов наружных и внутренних стеновых панелей; перекрытий, "на комнату"; лестничных маршей и площадок, объемных сантехкабин. Конструктивное решение стен крупнопанельных зданий различается системой разрезки, размером панелей и их конструкцией, применяемым материалом. Минимальная толщина железобетонных несущих стен равна 15 см.
Схемы разрезки горизонтальная однорядная на один или два планировочных шага; двухрядная ("ленточная") с поясными и простеночными панелями; вертикальная с простеночными панелями в 1 или 2 этажа, Ш , Т образные
а одномодульная наружная панель; б то же, двумодульная; в фрагмент стены ленточной (полосовой) разрезки; г Z образная панель.
а однослойная; б двухслойная; в трехслойная; 1 конструктивно тепло изоляционный бетон; 2 защитно отделочный слой; 3 конструктивный бетон; 4 эффективный утеплитель
Стыки герметизируют пароизолом, гернитом с последующей зачеканкой раствором или мастикой. Панели внутренних стен выполняют из тяжелого или легкого бетона, толщиной 100 . . . 200 мм, в зависимости от назначения и обеспечения, необходимого уровня звукоизоляции. Несущие перегородки выполняют из тяжелого бетона толщиной 60 . . . 80 мм, гипсобетона 70. . . 80 мм.
Стыки часто являются самым слабым звеном в крупнопанельных сооружениях. Например, известная авария произошла в 1968 г. в Лондоне: вследствие взрыва газа частично обрушилось 24 -этажное крупнопанельное здание с поперечными несущими стенами. Взрывом газа на 18 -м этаже были выбиты несущие угловые, несущие фасадные стеновые панели, служившие опорой для конструкций вышележащих этажей. Ввиду отсутствия неразрезности панелей и возможности перераспределения нагрузок, угловые конструкции вышележащих этажей упали на 18 -й этаж и вызвали разрушение здания вплоть до его основания. Подъемный стержень не обеспечивал неразрезности вертикальных конструкций и замоноличивания стыков в уплотняющий слой жесткого раствора, служил только для выравнивания верхней стеновой панели при ее монтаже. Такие инциденты заставляют инженеров задуматься о важности конструкций стыков и средствах повышения их надежности.
Стыки наружных стен панельных зданий находятся под влиянием переменной температуры: до 40. . . 50 °С летом и до - 35. . . - 50 °С зимой и соответственно подвержены температурным деформациям: сжимаются летом и раскрываются зимой. В результате в них попадает влага, которая, замерзая, разрушает заделку стыка. Кроме того, под воздействием разных температур внутри и снаружи помещения, внутри стыка, там где температура стены близка к 0 °С, влага, содержащаяся в воздухе, выделяется в виде конденсата, увлажняет материал стыка и также при замерзании разрушает стык. При плохой теплоизоляции стыка конденсат может выделяться на внутренней поверхности стены и разрушать отделку. В стыках возникают также напряжения, вызванные неравномерной осадкой здания, усадкой бетона. Все это учитывается при разработке конструкции стыков. Некачественная заделка межпанельных швов является причиной ряда проблем в доме. Через такой шов в квартиру проникает влага, нередко вызывая грибок и плесень. Влажная среда в районе протекающих межпанельных швов приводит к коррозии бетона и закладных элементов конструкции сборных домов. Также из-за дефектов заделки часто возникают промерзания и сквозняки. Это понижает температуру внутри помещения, увеличивает расход энергии на обогрев. Такие проблемы возникают в панельных домах разных годов застройки, в том числе и в новых.
Общие требования: Стыки должны отвечать требованиям надежности, прочности, герметичности, теплозащиты и долговечности; быть простыми по конструкции и способам заделки. В зданиях повышенной этажности стыки между панелями подвергаются более сильному воздействию ветра, дождя, чем в малоэтажных домах. Поэтому для зданий высотой более 12 этажей применяют стыки внахлестку, вчетверть и с применением пилястры:
Классификация стыков →По расположению здании различают стыки: в • горизонтальные →в зависимости от характера опирания перекрытий : § платформенные § монолитные § контактные § комбинированные → сдвигающие усилия в горизонтальных стыках при строительстве в несейсмических районах рекомендуется воспринимать за счет сопротивления сил трения. • вертикальные • →по геометрической форме и характеру статической работы : Ø шпоночные Ø бесшпоночные →по принципу соединения: v сварные v замоноличиваемые связи типа «петля-скоба» v болтовые v замковые самофиксирующиеся → По конструкции стыки различают: • • открытые; закрытые; дренированные; комбинированные; → По способу заделки стыки бывают: • • сборно-монолитные, из армированного бетона; замоноличенные раствором тяжелого или легкого бетона, утепленные;
Горизонтальные стыки панелей наружных стен воспринимают сжимающие усилия от вертикальных нагрузок и сдвига при изгибе стены в своей плоскости от неравномерных деформаций основания, при изменений температуры наружного воздуха, от горизонтальных силовых воздействий из плоскости стен, отрывающих наружные стены от внутренних конструкций В платформенном стыке сжимающая вертикальная нагрузка передается через торец панели перекрытия, опирающейся на стену. Платформенный стык рекомендуется в качестве основного решения для панельных стен при двухстороннем опирании плит перекрытий, а также при одностороннем опирании плит на глубину не менее 0, 75 толщины стены. Толщины растворных швов рекомендуется назначать равными 20 мм, зазор между торцами плит перекрытий не менее 20 мм. Платформенные стыки сборных стен а — наружных трехслойных панелей с гибкими связями между слоями; б внутренних стен при двухстороннем опирании плит перекрытия; в то же, при одностороннем опирании плит перекрытий
В монолитном стыке сжимающая нагрузка передается через слой монолитного бетона (раствора), уложенного в полость между торцами плит перекрытий. Монолитный стык рекомендуется применять при необходимости повысить несущую способность горизонтального стыка на сжатие, если другими способами этого не удастся достичь. Замоноличивание стыка рекомендуется выполнять после установки панели верхнего этажа на монтажные фиксаторы или бетонные выступы из тела стеновых панелей. Монолитный стык применяли в СССР преимущественно в сейсмостойком строительстве. Монолитные стыки сборных стен а — наружных трехслойных стен с гибкими связями; б — внутренних стен при двухстороннем опирании плит перекрытий; в - то же, при одностороннем опирании;
Платформенно монолитные стыки сборных стен г — наружных трехслойных стен с гибкими связями; д — внутренних стен при двухстороннем опирании плит перекрытий; е - то же, при одностороннем опирании;
В контактном стыке сжимающая нагрузка передается непосредственно через растворный шов или упругую прокладку между стыкуемыми поверхностями сборных элементов стены. Контактный стык рекомендуется применять при опирании плит перекрытия на консольные уширения стен или с помощью консольных выступов ( «пальцев» ) плит. При контактных стыках плиты перекрытий допускается опирать на стены без раствора (насухо). В этом случае для обеспечения звукоизоляции полость между торцами плит и стенами необходимо заполнять раствором и предусматривать арматурные связи, превращающие сборное перекрытие в горизонтальную диафрагму жесткости. Контактный стык обладает максимальной несущей способностью. Его применяют для наиболее нагруженных стен различной конструкции. Контактные стыки сборных стен с опиранием плит перекрытия на а — в — «пальцы» ; г — е — консоли стен
В комбинированных стыках сжимающие нагрузки передаются через участки двух или более типов. В комбинированном платформенно-монолитном стыке вертикальная нагрузка передается через опорные участки плит перекрытий и бетон замоноличивания полости стыка между торцами плит перекрытий. При платформенно-монолитном стыке сборные плиты перекрытий могут проектироваться как неразрезные. В комбинированном контактно-платформенном стыке вертикальная нагрузка передается через две опорные площадки: контактную (в месте непосредственного опирания стеновой панели через растворный шов) и платформенную (через опорные участки плит перекрытий). Контактно-платформенный стык рекомендуется преимущественно применять при одностороннем опирании плит перекрытий на стены. Толщины растворных швов рекомендуется назначать аналогично швам в платформенном стыке. Контактно платформенные стыки сборных стен а — наружных; б, в — внутренних
Вертикальные стыки панелей наружных стен воспринимают усилия сдвига, растяжения и сжатия при изгибе стены в своей плоскости (от воздействия неравномерных деформаций основания) и температурно-влажностных деформаций. По геометрической форме и характеру статической работы различают бесшпоночные и вертикальные стыки. В бесшпоночных стыках вертикальные торцы панелей имеют постоянную по высоте форму сечения, в шпоночных — на стыкуемых торцах предусматривают чередующиеся выступы и углубления, за счет которых после замоноличивания образуется шпоночное соединение. В свою очередь, шпоночные соединения подразделяют на бетонные и железобетонные. В бетонных шпоночных стыках сопротивление сдвигу обеспечивает только бетон (раствор) замоноличивания без учета работы на сдвиг стальных связей в стыке. В железобетонных шпоночных стыках сопротивление сдвигу обеспечивает совместная работа бетона, поперечной и продольной арматуры шпонок. Поперечной арматурой стыка служат регулярные, соединенные между собой арматурные выпуски из стыкуемых панелей, продольной — непрерывная сквозная арматура в стыке. Арматура шпонок воспринимает также и растягивающие усилия в стыке.
Вертикальные стыки стеновых панелей а бетонный бесшпоночный с плоскими стыковыми торцами панелей; 6 г то же, с профилированными торцами; д к бетонные шпоночные; л, м железобетонные шпоночные; 1 поперечная арматура шпонок; 2 продольная арматура
Наиболее распространенное решение вертикальных стыков — бетонное шпоночное соединение с большей жесткостью и лучшими изоляционными качествами, чем у бесшпоночного, и в то же время не требующее существенных дополнительных затрат. Среди рассмотренных решений вертикальные железобетонные шпоночные стыки наиболее прочны и жестки, работают на растяжение и сдвиг, но требуют больших затрат труда на выполнение (особенно в зимнее время) и усложненных форм конструкций бортов. Поэтому железобетонные монолитные шпоночные связи применяют только при необходимости такого решения по требованиям прочности (например, в сейсмостойких домах повышенной этажности).
По принципу соединения все разнообразие конструктивных решений стальных связей в вертикальных стыках сводится к следующим основным типам: сварные, замоноличиваемые связи типа «петля-скоба» , болтовые замковые самофиксирующиеся. и Сварныесвязи выполняют по арматурным выпускам из панелей или приваркой накладок к ним и к закладным деталям панелей. Эта конструкция связей универсальна: ее можно применять при различной этажности зданий, в обычных и сложных грунтовых условиях, в сейсмостойком строительстве. Сварные связи — основные конструктивные решения растянутых соединений во внутренних конструкциях зданий. В наружных стенах, где требуется проводить трудоемкие работы по защите сварных связей от атмосферной коррозии, часто применяют другие типы связей. Связи типа «петля-скоба» образуют установкой стальных скоб в петлевые арматурные выпуски панелей. Прочность и деформативность таких связей находятся в прямой зависимости от прочности бетона замоноличивания, препятствующего разгибанию и выдергиванию концов скоб из петель. Такие связи менее трудоемки, чем сварные, но уступают им в прочности. Поэтому основная область применения замоноличенных петлевых связей — здания с малым шагом поперечных стен высотой не более 12 этажей. По высоте этажа устраивают две-три такие связи. Болтовыесвязи аналогичны по металлоемкости сварным, менее трудоемки, но более деформативны при отсутствии натяжения. Соединение с натяжением ограничивает деформативность стыков. Замковаясвязь самофиксации образуется при монтаже насадкой жесткой консольной закладной детали в виде горизонтального разомкнутого кольца ( «замок» ) в одной панели на вертикальный стальной стержень, закрепленный на жесткой консольной закладной детали в другой панели. Замковая связь обладает необходимой монтажной жесткостью, что позволяет устанавливать панели без временных креплений. Являясь одновременно монтажной и рабочей, замковая связь позволяет ускорить монтаж и обеспечить некоторое сокращение расхода стали и труда: благодаря ее жесткости допускается устраивать связь самофиксации только в одном уровне по высоте этажа.
Связи панелей наружных стен с внутренними а сварная; б петлевая; в самофиксации; г железобетонная шпоночная; 1 панель наружной стены; 2 то же, внутренней; 3 петлевой арматурный выпуск; 4 арматурная стыковая накладка; 5 закладная деталь; 6 шпоночный вырез; 7 скоба; 8 петлевой выпуск с вваренной стальной косынкой; 9 стальной элемент самофиксации; 10 шпонка; 11 прямой арматурный выпуск; 12 непрерывная вертикальная арматура
Теплоизоляционную способность стыков обеспечивают соответствующим выбором стеновых материалов и дополнительным утеплением всех вертикальных и горизонтальных стыков наружных стен, мест их примыканий к балконам, карнизам, парапетам, цоколям и лоджиям вкладышами из материалов малой теплопроводности (например, пенополистирола). Образующиеся после установки вкладышей пазухи и колодцы заполняют бетоном для снижения воздухопроницаемости стыков. Особое внимание уделяется теплоизоляции выступающих угловых вертикальных стыков наружных стен, где теплопотери максимальны. С этой целью применяют утепляющие вкладыши, устройство внутреннего скоса либо подачу дополнительного тепла в стык от замоноличенного или свободно установленного стояка отопления. В зданиях с поперечными несущими стенами утеплению наружных углов способствует устройство утолщенных торцовых несущих наружных стен. Защита панельных стен протечек определяется от рассмотренным выше выбором конструкции и материала стен в соответствии с климатическими воздействиями и выбором соответствующей этим воздействиям системы водозащиты стыков. В зависимости от системы водозащиты различают закрытые, дренированные, открытые комбинированные или стыки.
Схемы теплоизоляции угловых стыков панелей наружных стен a - вкладышами из теплоизоляционных материалов, б - утепляющим скосом, в - замоноличенным стояком отопления, г - тоже отдельностоящим
Изоляция рядовых стыков панелей наружных стен а - закрытый стык; б - дренированный; в, г - варианты открытого стыка; 1 - защитное покрытие; 2 - герметизирующая мастика; 3 - упругая прокладка; 4 - наклеенная лента гидроизоляционного материала; 5 - утепляющий вкладыш; 6 - бетон замоноличивания; 7 - водоотводящий фартук; 8 - водоотбойная лента; 9 - канал декомпрессии
Закрытые стыки В закрытых стыках герметизирующая заделка шва снаружи защищает стык от попадания влаги извне. Герметизация от попадания влаги внутрь стыка обеспечивается пористой (упругой) прокладкой 4(гернит, пороизол), по которой наносится слой герметизирующей мастики 3. Наличие упругих прокладок дает герметикам возможность свободных деформаций. Благодаря хорошей адгезии к бетону и большой растяжимости, герметизирующие мастики (герметики) компенсируют температурновлажностные деформации панелей без раскрытия стыков, обеспечивая их водо- и воздухоизоляцию. В качестве герметиков используют пленочные (полисульфитные, силиконовые) или объемные нетвердеющие (поли-изобутиленовые и др. ) мастики, сохраняющие свои основные свойства при температурах до — 40 °С. Долговечность герметизирующих материалов не превышает 20— 30 лет, т. е. существенно ниже долговечности конструкций здания. Поэтому при конструировании стыков предусматривают возможность смены герметиков и защиты их от прямого воздействия солнечных лучей — одной из основных причин старения герметиков. С этой целью герметик размещают в глубине устья, покрывают полимерцементными составами или светоотражающей покраской. Изнутри на стык наклеивают полоску биостойкого рулонного гидроизоляционного материала воздухозащитная проклейка 5 и утепляют стык пакетом утеплителя 6. Внутреннюю полость стыка заполняют бетоном или раствором 7. Конструкция закрытого стыка 1 защитное покрытие, 2 наружные панели, 3 герметизирующая мастика, 4 упругая прокладка, 5 воздухозащитная проклейка, 6 термовкладыш, 7 бетон, 8 панель внутренней стены, 9 панель перекрытия, 10 раствор в горизонтальном шве
Открытые стыки В открытых стыках вода может проникать в устье стыка, а для ее отвода служат водоотбойные (водоотводящие) конструктивные устройства. Конструкция открытого стыка рассчитана не на герметизацию его от проникновения влаги, а на то, чтобы отвести ее за пределы стыка. Чтобы попадающая в устье стыка вода не впитывалась, поверхность боковых граней стыка грунтуют герметизирующей мастикой. Для отвода воды в наружный вертикальный канал стыка вставляют водоотбойную(алюминиевую, неопреновую или резиновую) ленту 12, а на пересечении вертикального и горизонтального швов между панелями ставят водоотводящий фартук 11, выполняющий роль слива воды. Поверхность внутренней полости стыка оклеивают воздухозащитной лентой 5, с небольшой компенсацией на температурные деформации панелей. В остальном, как и в закрытых стыках, в горизонтальном шве укладывают пористую (упругую) прокладку 4, для теплоизоляции горизонтального и вертикального стыков вкладывают пакет утеплителя 6. В горизонтальных стыках как конструктивные меры водоотвода устраивают противодождевые гребни высотой до 120 мм. Конструкция открытого стыка 2 наружные панели, 4 упругая прокладка (пороизол, гернит), 5 воздухозащитная проклейка, 6 термовкладыш, 7 бетон, 8 панель внутренней стены, 9 панель перекрытия, 11 оцинкованный водоотводящий фартук, 12 водоотбойная лента, 13 декомпрессионный канал, 14 водоотводящая лента, зажатая фартуком
Дренированные стыки аналогичны закрытым, но дополнены конструктивными устройствами, позволяющими поэтажно отводить наружу воду, случайно проникшую в стык. Водоотводящими устройствами служат: декомпрессионная полость в вертикальном стыке (местное уширение зазора стыка в виде вертикального цилиндрического канала), небольшие отверстия и водоотводящие фартуки (из алюминиевых сплавов, фольгоизола, кислото и морозостойкой резины), расположенные в местах пересечения вертикальных и горизонтальных стыков. В горизонтальных стыках дополнительной водоотводящей мерой служит их специальная профилировка с противодождевым гребнем. Комбинированные стыки объединяют элементы защиты по принципу закрытого и открытого стыка. Основная область применения — первые этажи домов с открытыми стыками в остальных этажах.
Наружные стены подвергаются воздействию вертикальных и горизонтальных (ветровых) нагрузок, неравномерных деформаций основания и температурновлажностных деформаций отдельных панелей и стен в целом. Не стоит преуменьшать значение конструкций и изоляции стыков, они воспринимают и передают значительную часть усилий в здании.
Устройство многослойной теплоизоляционной системы на защитном слое трёхслойной панели наружных стен.
Высотки – шкатулки в Волгограде видно, что наружные стены не всегда имеют фундамент
Внутренние стены и перегородки • Внутренние стены и перегородки – основные внутренние вертикальные ограждающие конструкции в зданиях. • Внутренние стены могут выполнять в здании ограждающие и несущие функции. • Перегородки только ограждающие.
Требования: • должны быть прочны и устойчивы; • удовлетворять требованиям огнестойкости; • обеспечение звукоизоляции от воздушного шума; Применяют акустически однородные или неоднородные конструкции. • должны быть паро и газонепроницаемы; • гвоздимы; • поддаваться уборке; • во влажных помещениях водостойки и водонепроницаемы; • экономические требования.
Внутренние стены • Под все внутренние стены устраивается фундамент и стены не перекрываются панелями перекрытий. • Должны обладать высоким пределом огнестойкости, поэтому их выполняют из прочных несгораемых материалов основных строительных конструкций.
Каменные – ручной кладки из кирпича или камня, либо из кирпичных панелей: • минимальная толщина кирпичных стен по условиям опирания перекрытий – 250 мм обеспечивает требуемую звукоизоляцию межквартирных стен. • во внутренних стенах кухонь и санитарных помещений располагают вентиляционные, а при необходимости дымовые каналы. Стены с каналами выполняют толщиной не менее 1, 5 кирпича, минимальное сечение каналов 140 х140 мм при толщине наружных и разделительных стенок 120 мм.
Архитектурно конструктивные элементы стен
• цоколь – нижняя часть стены, расположенная непосредственно над фундаментом до уровня перекрытия или пола первого этажа
1 - цоколь; 2 -оконный проем; 3 - дверной проем; 4 - перемычки; 5 - простенок рядовой; 6 - простенок угловой; 7 - карниз венчающий; 8 - карниз промежуточный; 9 - поясок; 10 - сандрик
11 – парапет; 13 - ниша; 14 - пилястра; 15 - контрфорс; 17 - раскреповка;
16 - обрез; 9 парапет
12 - фронтон; 1 четверть, 2 – перемычка, 3 – откос 4 простенок
Перемычки: профили железобетонных перемычек;
Марки перемычек состоят из двух частей буквенной и числовой. Ненесущие перемычки маркируются буквами Б (брусковая) и БП (плитная); несущие БУ (усиленная) и БГ (с опорной полкой). Цифровая часть марки означает длину элемента в дециметрах, например БУ 20. Ненесущие перемычки заделывают концами в стену не менее чем на 120 мм, а несущие на 250 мм.
• Проёмы перекрывают, как правило, сборными ж/б перемычками. • Стандартные брусковые и балочные перемычки. Брусковые перемычки имеют сечение 120 х75, 120 х50, а балочные – 120 х220, 120 х300 мм. • Перемычки обычно проектируются комбинированными из нескольких элементов: в самонесущих стенах только из брусковых, со смещением фасадного бруска на один ряд вниз для образования четверти, в несущих из брусковых и одной двух балочных, воспринимающих нагрузку от перекрытий. • Ж/Б перемычки могут не выявляться на фасаде применении лицевого профильного кирпича, в этом случае используются металлические уголки. • Для перекрытий дверных проёмов в несущих и самонесущих стенах могут быть использованы плитные перемычки шириной 250 и 380 мм.
• Если внутри кладки устроен утеплитель, то его укладывают на скобы, прикреплённые к перемычкам с определённым шагом. • Длина перемычек должна быть такова, чтобы обеспечить их опирание на стену с каждой стороны не менее чем на 120 мм при ширине проёма до 1750 мм включительно и не менее 250 мм при ширине проёма более 1750 мм.
б - перемычка сборная железобетонная ненесущая; в - перемычка сборная железобетонная несущая 2 - четверть; 3 - перекрытие;
Перемычки над проемами
Кладка перемычек • Кладка рядовой перемычки Высота рядовой перемычки 4— 6 рядов кладки, длина на 50 см больше ширины проема
г - кирпичная рядовая; д - арочная; е - клинчатая; 1 - откос (притолока); 4 - замок; 5 - пята; • а клинчатой; • б – арочная лучковая • 1 направление опорной плоскости; 2 замковый кирпич
Арочная перемычка это конструкция в форме кривого бруса (с выпуклостью вверх) для перекрытия проемов. Арочная перемычка, несущая вертикальную нагрузку, работает в основном на сжатие и вызывает в опорах не только вертикальные, но и боковые реакции.
Арочные перемычки 1 - верхняя выпуклая поверхность; 2 - пазуха; 3 - замковый камень; 4 - клинчатый камень; 5 - полудужье; 6 пятовый камень; 7 - пролет; 8 - стрела подъема.
деформационные швы (температурно усадочные, осадочные, антисейсмические и др. ) устраиваются при необходимости в зависимости от климатических и инженерно геологических условий, а также с учетом объемно планировочных и конструктивных решений.
Определения: Цоколем называется нижняя часть стены, расположенная непосредственно над фундаментом. Верхняя граница цоколя называется кордоном. Кордон всегда делается строго горизонтально, так как при этом цоколь зрительно воспринимается как постамент, на котором возведено здание. Цоколь защищает здание от влияния осадков и случайных механических повреждений, поэтому его выполняют из прочных долговечных материалов. Цоколи устраивают кирпичные, облицованные отборным, хорошо обожженным кирпичом с расшивкой швов; оштукатурен ные цементным раствором (нередко с добавкой в виде гранитной крошки); облицованные плитами из прочных искусственных или природных материалов; из бетонных фундаментных блоков.
• По отношению к наружной стене цоколь может быть выступающим, западающим или находиться с ней в одной плоскости. • Цоколь предохраняет нижнюю часть стены от атмосферных влияний и механических повреждений. • Цоколь выполняют из материалов повышенной прочности, влагостойкости и морозостойкости или облицовывают таким материалом (естественный камень твёрдых пород, хорошо обожженный полнотелый кирпич, фундаментные блоки).
Конструкция, перекрывающая оконные или дверные проемы в стенах и поддерживающая вышерасположенную часть стены, называется перемычкой. Перемычки бывают несущие и ненесущие. Несущие перемычки кроме собственной массы и массы вышерасположенной стены воспринимают и передают на простенки нагрузки от элементов перекрытий или других конструкций. Ненесущие перемычки воспринимают нагрузку только от собственной массы и кладки вышерасположенной стены.
Простенки участки стен, расположенные между проемами. Прямоугольные выступы простенков, удерживающие оконные и дверные блоки, называют четвертями, а плоскости простенков верхними и боковыми откосами. На уровне междуэтажных перекрытий иногда устраивают промежуточные карнизы, называемые поясками. Их обычно образуют выпуском кирпича. Отдельные небольшие карнизы над оконными и дверными проемами называют сандриками.
Карнизами называют горизонтальные выступы стен, служащие для отвода попадающей на стены воды и имеющие одновременно архитектурное значение, придавая зданию законченный вид. Карниз, расположенный по верху стены, называется венчающим (или главным). Формы и конструкции главных карнизов зависят от архитектурно конструктивного решения здания и его размеров. Применяются сборные железобетонные карнизы из консольных офактуренных плит; при небольших вылетах за поверхность стены (до 30 см) карнизы могут выполняться напуском рядов кладки.
• карниз – горизонтальный профилированный выступ стены, венчающий здание, устраивают для предохранения плоскости стен от увлажнения атмосферными осадками при наружном водоотводе с крыши. Карниз часто выкладывают из кирпича. Вынос по условиям прочности составляет не более половины толщины стены. При необходимости устройства карниза с большим выносом его выполняют из сборных ж/б плит, заделанных в кладку.
Если стена здания выводится выше венчающего карниза, то эта часть стены называется парапетом. Парапет обычно имеет высоту 0, 5. . . 1 м и может ограждать крышу по всему периметру или по двум или трем сторонам. парапет – прямоугольное завершение верха стены, возвышающееся над крышей (не менее 300 мм), выполненное в сплошной кладке толщиной уменьшенной до одного камня при внутреннем водоотводе. Верх плоскости кладки парапета защищают от увлажнения сливом из оцинкованной стали или бетонным парапетным камнем.
Треугольная стенка, закрывающая пространство чердака при двускатных крышах и обрамленная карнизом, называется фронтоном. Такую же стенку, но без карнизов, называют щипцом.
Часто в стенах устраивают несквозные углубления для размещения в них различного оборудования (встроенных шкафов, батарей отопления и др. ), которые называются нишами Вертикальные утолщения (выступы) стен прямоугольного сечения, служащие для усиления стен и повышения их устойчивости, называются пилястрами, а такие же выступы полукруглого сечения полуколоннами. Для повышения устойчивости стены при воздействии на нее горизонтальных усилий в ней устраивают утолщения с наклонной передней гранью. Такие выступы называются контрфорсами.
Если стена по высоте имеет разную толщину, то этот переход от большей к меньшей толщине выполняют в виде уступа с внутренней стороны и называют обрезом. Уступы, образуемые изменением толщины стен по их длине (в плане), носят название раскреповок. • перемычки конструктивные элементы балочного или арочного типа, перекрывающие проемы в стене и воспринимающие нагрузки от вышележащего участка стены, передавая ее простенкам;
деформационные швы (температурно усадочные, осадочные, антисейсмические и др. ) Деформационный шов заполненный эластичным материалом вертикальный зазор, расчленяющий стены здания
Брандмауэр
Стена жесткости
Стены из стекла
Стены из небетонных материалов
• Проектируют ненесущими слоистыми Они могут быть выполнены: • непосредственно на стройке путём послойного крепления их элементов к фахверку (так называемые стены полистовой сборки); • либо смонтированы из панелей полной заводской готовности.
Наружную облицовку панелей выполняют: • из анодированного алюминия; • эмалированной стали; • металлопластов; • закалённого стекла (стемалита); • асбестоцемента.
Комплектацию облицовочных и утепляющего слоёв в панель выполняют путём: • склейки слоёв друг с другом безусадочными клеями (панели типа « сэндвич» ); • либо путём крепления их к внутреннему каркасу панели (каркасные панели).
Навесные стены
Экзотика
Хижина племени Тода (Индия)
Землебитные стены