технология строительства, преимущества и недостатки
Использование бетона в качестве основного строительного материала набирает обороты популярности во всем Мире. Монолитный бетон практически вытеснил с рынка строительных материалов силикатный и красный кирпич и создает достойную конкуренцию пенобетонным блокам, шлакоблокам и «каменным» материалам других видов.
СодержаниеСвернуть
Понятие «монолитное строительство» подразумевает, что все конструкции здания (фундамент, плиты перекрытия и стены) заливаются непосредственно на строительной площадке. При этом материал для заливки может быть как готовый, доставленный с ближайшего бетонного завода, или изготавливаться перед заливкой прямо на строительной площадке.
Преимущества и недостатки технологии монолитного бетона
В настоящее время технология монолитного строительства используется для возведения: многоэтажных жилых зданий, торгово-развлекательных центров, частных и дачных домов, а также для строительства сооружений хозяйственного назначения (колодцев, выгребных ям, туалетов, погребов, сараев и пр.). Секрет популярности монолитного бетона кроется в ряде принципиальных преимуществ перед другими строительными технологиями:
- Относительно низкая себестоимость строительства.
- Возможность возведения «коробки» сооружения своими силами, не привлекая дорогостоящий наемный труд каменщиков.
- В разы большая скорость строительства при всех прочих равных условиях: прочности, долговечности, сейсмостойкости и огнестойкости.
- Возможность строительства при отрицательных температурах окружающей среды.
- Возможность получить любые архитектурные формы и планировки, обусловленная «гибкостью и пластичностью» материала.
Не обошли стороной монолитное строительство и недостатки:
- Необходимость качественной шумо- и теплоизоляции.
- Дополнительные затраты на прогрев залитых конструкций в холодное время года.
- Необходимость специального ухода в период схватывания и набора прочности.
- Сложность монтажа опалубки.
Состав монолитного бетона
В общем случае все основные конструкции малоэтажного дома из монолитного бетона (фундамент, плиты перекрытия и стены) взводят из тяжелого бетона марки М200, М250 или М300. Выбор марки зависит от высоты стояния грунтовых вод и климатических условия в местности расположения будущего сооружения.
Практика монолитного строительства показывает, что «золотой серединой», является тяжелый бетон марки М200, состоящий из портландцемента ЦЕМ I 32,5Н ПЦ (М400) или ЦЕМ I 42,5Н ПЦ (М500), карьерного песка, гранитного щебня с фракцией частиц 10-20 мм и воды. В зависимости от условий заливки, в бетон добавляются противоморозные, гидротехнические и прочностные добавки, ускорители схватывания и пластификатор.
Пропорции для марок бетона для монолитного строительства и расход на приготовление 1 м3 материала. Таблица.
Бетон, марка | Пропорции компонентов, Ц:П:Щ:В, кг | Расход компонентов на 1 м3, кг | |||
Цемент М400 | Песок | Щебень | Вода | ||
М200 | 1:3:4,5:0,7 | 255 | 715 | 1125 | 190 |
М250 | 1:2,3:3,8:0,6 | 295 | 690 | 1115 | |
М300 | 1:2:3,3:0,6 | 335 | 670 | 1105 |
Бетон, марка | Пропорции компонентов, Ц:П:Щ:В, кг | Расход компонентов на 1 м3, кг | |||
Цемент М500 | Песок | Щебень | Вода | ||
М200 | 1:3,3:5:0,8 | 225 | 735 | 1125 | 190 |
М250 | 1:2,8:4,3:0,7 | 255 | 720 | 1115 | |
М300 | 1:2,5:3,8:0,7 | 290 | 705 | 1105 |
Опалубка для монолитного бетона
Монолитное строительство любого сооружения невозможно без технологического элемента – опалубки. Для возведения бетонных зданий и бетонных конструкций используются разные виды опалубки. Самый распространенный вид – сборно-разборная съемная опалубка.
В ряде случаем при строительстве стен частных малоэтажных домов применяется несъемная опалубка, изготовленная из пенополистирольных блоков, профлиста или пустотелых элементов изготовленных из легкого бетона. Несъемную опалубку можно назвать «два в одном». Пенополистирольные и пустотелые блоки выполняют функцию теплоизоляции, а профлист функцию внешней отделки.
Несмотря на явные преимущества несъемной опалубки, частные застройщики предпочитают изготавливать из подручных материалов самодельную сборно-разборную щитовую опалубку. Для этих целей используются щиты, сбитые из деревянных досок и брусьев, либо щиты из ламинированной влагостойкой фанеры.
Щиты соединяются в единую конструкцию с помощью стальных резьбовых шпилек, гаек и деревянных брусочков. Габариты и контракция опалубки зависит от того, что планируется построить: железобетонный погреб, стену дома, фундамент, лестницу или фундамент. Рассмотрим перечисленные монолитные конструкции подробнее.
Монолитный погреб из бетона
Бетонный погреб очень дешев и прост в строительстве. Подобное сооружение может построить любой домашний мастер без строительного образования. Основные этапы строительства:
- Рытье котлована. Для нужд семьи из 4-х человек будет достаточно сооружения шириной 2,5 метра, длиной 2,5 метра и высотой 2 метра.
- Изготовление щитовой опалубки для стен. Щиты шириной 1 метр, сбивают из строганых досок толщиной 20-25 мм и деревянных брусков сеченым 40х40 мм.
- Установка опалубки. Щиты можно устанавливать прямо на пол погреба, обеспечив толщину стенки 150 мм. Для этого между стенкой котлована и щитами вставляются мерные разлучки из брусков длиной 150 мм и сечением 20х20. Со стороны пространства погреба щиты распираются брусками 50з50 мм.
- Укладка монолитного бетона. Для заливки стен можно использовать любую марку бетона из марок приведенных выше. Заливку стен в опалубку ведут равномерными порциями по всему периметру. Одновременно с этим в бетон, с шагом 250-300 мм, вертикально, вставляют арматуру диаметром 12-15 мм.
- Демонтаж опалубки. В теплое время года разборку опалубки можно начинать через 72 часа после заливки последней порции бетона.
- Переустановка опалубки выше. Заливка очередной «порции» стены, армирование, выдержка 72 часа, демонтаж, переустановка и т.д.
- Сборка опалубки для перекрытия. Опалубка для монолитного перекрытия состоит из большого деревянного щита имеющего габариты внутреннего пространства погреба (в щите предусматривается отверстие 700х700 мм под люк и 2 отверстия диаметром 150 мм в противоположных по диагонали углах под трубы приточно-вытяжной вентиляции). Деревянных брусьев 100х100 мм или деревянных бревен диаметром от 100 мм. Квадратного каркаса с внутренними габаритами 2,5х2,5 метра, сбитого из досок толщиной 25 мм, шириной 100-120 мм и квадратного каркаса с внутренними габаритами 700х700 мм (для формирования отверстия люка), также сбитого из досок толщиной 25 мм, шириной 100-120 мм
- Установка опалубки для перекрытия. Деревянный щит выставляется на бревнах или брусьях по верхнему срезу стен. Квадратный каркас 2,5х2,5 метра устанавливается сверху верхнего среза стен. Квадратный каркас 700х700 мм устанавливается на отверстие люка.
- Установка арматуры по всей площади перекрытия. Для изготовления армирующего пояса можно использовать проволоку диаметром 6 мм связанную в сетку с ячейкой не менее 50х50 мм.
- Установка труб вентиляции. Одна труба диаметром 150 мм выставляется над погребом (вытяжная труба), вторая, также диаметром 150 мм внутри погреба (приточная труба). Вытяжная труба должна выступать из плиты перекрытия на 1,5 метра и оканчиваться в погребе по нижнему срезу перекрытия. Приточная труба не доходит до пола погреба 150 мм и выступает наружу из плиты перекрытия на 70 мм.
- Марка бетона для монолитного перекрытия такая же, как и для заливки стен.
- Заливка бетона, железнение наружной поверхности плиты, выдержка в течение 7 суток, демонтаж опалубки.
Монолитный погреб из бетона готов. Остается установить конструкцию люка, побелить стены, установить на вентиляционные трубы грибки и можно загружать консервацию, картошку, свеклу, морковку и другие овощи.
Фундамент монолитная плита
Фундамент в виде монолитной плиты отлично подходит для возведения жилых и хозяйственных построек на проблемных грунтах. Этот тип сооружения отличается высокой несущей способностью, сейсмоустойчивостью, его невозможно подмыть грунтовыми водами, а также плитный фундамент является одновременно черновым полом.
Последний фактор позволяет сэкономить на деревянных лагах под настил пола и антисептиках для их обработки. Под постройку двухэтажного дома будет достаточно плиты толщиной 40 см.
Технология строительства фундамента этого типа проста и может быть реализована своими силами. Основные этапы строительства плитного фундамента толщиной 40 см:
- Рытье котлована глубиной 0,6 метра, планирование дна котлована.
- Засыпка слоя песчаной полушки толщиной 20 см, трамбовка.
- Засыпка слоя щебня толщиной 20 см, трамбовка.
- Изготовление опалубки. Из обрезных досок толщиной 25 мм сбиваются щиты. Ширина щита должна быть 20 см. В этом случае, при заливке фундамента, размер 20 см будет обеспечивать необходимую толщину плиты. По наружной поверхности щиты усиливаются брусками.
- Установка опалубки. При монтаже опалубки следует обеспечить горизонтальность верхнего среза щита. Это даст возможность использовать верхний срез щитов в качества маяка верхней поверхности плиты. Обеспечить горизонтальность можно с помощью подсыпки грунта, подкладки кусочков кирпича, подкладки деревянных брусков и проверки строительным уровнем.
- Монтаж армирования. Следует использовать «фабричную» строительную арматуру диаметром 12 мм. Важно! Армирующий пояс для плитного фундамента собирают на вязальной проволоке и ни в коем случае на сварке.
- Заливка бетона. Очень важный этап. Один из главных вопросов – необходимое количество бетона для фундамента монолитная плита. Ответ на этот вопрос даст специальный калькулятор бетона на фундамент монолитная плита, который можно найти в интернете. В то же время необходимый объем строительного материала можно вычислить простым арифметическим действием. Умножаем длину, ширину и высоту плиты в погонных метрах, получаем количество бетона в метрах кубических. Самая лучшая марка бетона для монолитного фундамента – тяжелый бетон М200 или М250.
- Железнение поверхности плиты и укрытие конструкции полиэтиленовой пленкой.
- Демонтаж опалубки не ранее и не позднее чем через 7-10 суток.
Заливку монолитной плиты следует произвести в максимально сжатые сроки, иначе нарушится принцип «монолитности». Это значительно ухудшит несущую способность фундамента, и сведет на нет его преимущества.
Самый лучший вариант, рассчитать теоретический расход бетона, увеличить его на 10% (умножить теоретический расход в метрах кубических на 1,1) и заказать готовый строительный материал на бетонном заводе. Если купить готовый материал невозможно, надо быть готовым к круглосуточному изготовлению бетона своими силами.
Монолитные лестницы из бетона
Современный частный дом может в зависимости от количества этажей нуждается в одной, двух или трех лестницах. Монолитные лестницы из бетона являются предпочтительным вариантом перед деревянными и стальными аналогами в силу объективных преимуществ:
- Возможность «вписаться» в любые габариты отведенного пространства.
- Возможность реализации любых архитектурных форм.
- Долговечность, прочность и небольшая стоимость строительства.
- Возможность возведения своими силами.
Лестницы из бетона проектируются и обустраиваются строго в индивидуальном порядке в зависимости от конкретных условий. Общие требования: марка бетона для заливки не ниже М200, обязательное армирование и обязательный уход за свежезалитым бетоном.
Монолитная стена из бетона
Стены из монолитного бетона имеют высокий уровень прочности на сжатие. В частности прочность монолитного бетона стены толщиной 120 мм соответствует прочности следующих конструкций:
- Кирпичная кладка толщиной 25 см.
- Стена из пенобетонных блоков толщиной 65 см.
- Стена из газобетонных блоков толщиной 40 см.
Это дает возможность значительно сэкономить на основных материалах. В то же время, практика строительства монолитных малоэтажных зданий рекомендует придерживаться следующих нормативов: монолитные стены одно-двухэтажных зданий должны иметь толщину бетона не менее 20 см, стены зданий высотой более 2-х этажей должны возводиться толщиной 55 и более сантиметров.
Заключение
Монолитное строительство зданий и сооружений получило большой спрос и популярность после значительного удорожания традиционных «каменных» строительных материалов. Используя монолитные строительные технологии, частный застройщик получает возможность свести к минимуму заказ дорогостоящего наемного труда и тем самым значительно снизить себестоимость строительства.
Марки бетона и их применение
Рекомендации по применению бетонных смесей, выпускаемых компанией «БетонСнаб», в зависимости от вида бетонных работ
- М100 (В7,5)
- Применяется на подготовительных этапах, перед заливкой фундамента или монолитных конструкций (подготовительный слой).
- М150 (В10)
- Основная область применения — заливка стяжек и полов. Так же можно использовать для устройства пешеходных дорожек и при установке дорожных бордюров. Возможно применение для фундаментов под небольшие сооружения.
- М200 (В15)
- Бетонные растворы этой марки очень активно используются при возведении индивидуальных жилых домов. Прочностные характеристики данного класса бетона позволяют применять его в качестве основного материала, но только в малоэтажном строительстве. Используется для устройства различных фундаментов, изготовления подпорных монолитных стен, устройства пешеходных дорожек.
- М250 (В20)
- Марка бетона М-250 (В-20) по характеристикам превосходит М-200, но область применения примерно та же, можно добавить к ней изготовление малонагруженных плит перекрытий.
- М300 (В22,5)
- Используют бетон М-300 при сооружении монолитных плит перекрытий, монолитных и подпорных стен, коллекторных канализационных систем, ступеней и лестниц, парковых дорожек. Активно применяется бетон М-300 при заливке ленточных, плитных и свайно-ростверковых фундаментов.
- М350 (В25)
- Марка бетона М-350 (В-25) — используется для изготовления плитных фундаментов. Из него изготавливаются фундаменты при многоэтажном строительстве. Высокая прочность позволяет использовать его для отливки пустотных плит перекрытия и балок. Широко используется в монолитном домостроении. Так же из него делают бассейны, несущие конструкции и многое другое.
- М400 (В30)
- Бетон марки 400 — это строительный материал, обладающий высокой степенью прочности. Этим обусловлено его применение в строительстве железобетонных конструкций, мостов, различных гидротехнических сооружений. Часто бетон М 400 используют при строительстве банковских хранилищ и других объектах с особыми требованиями.
Марка бетона в плитах перекрытия
Как рассчитать пропорции бетона для перекрытий?
Прочные и надежные плиты перекрытия из бетона можно получить только при четком соблюдении технологии, правильном выполнении замеса и грамотном подборе соотношения компонентов бетонного раствора.
Что влияет на содержание бетона?
Считается, что марки бетона М300-М350 являются оптимальными для строительства любых конструкций. На качество бетонной смеси влияет много факторов. Прочность напрямую определяется количеством цемента в смеси, как вяжущего вещества. Цифры маркировки этого компонента определяют предел прочности на сжатие. Популярной цементной смесью является портландцемент М400.
Примерный состав с использованием выше обозначенных компонентов в пропорции цемент : песок : щебень для бетонной смеси М300 должен быть таким: 1 : 1,9 : 3,7. Более высокая 500-я марка цемента предполагает иное соотношение этих компонентов: 1 : 2,4 : 4,3. Для бетона М350 потребуется 1 : 2 : 4 соотношение на цементе М500.
Таким образом, более прочный состав будет получен, если использовать большое количество цемента и прочную фракцию щебня. При этом отношение воды к цементу должно быть менее коэффициента 0,7. Для расчета соотношений всех ингредиентов цементной смеси учитывают такие факторы, как:
- величина зерна щебня, песка;
- качество наполнителя;
- содержание воды для замеса.
Количества меняются в зависимости от необходимой величины упругости, морозостойкости, устойчивости к деформациям. Оптимальный размер гранулометрического размера щебня — 0,5—2 см. Песок должен быть кварцевым и очищенным от примесей. Для смешения ингредиентов понадобится бетономешалка. Для приготовления небольшого количество бетона своими руками достаточно смеси, шуфельной лопаты, тачки, емкости для смешивания.
Выбор сорта бетона для раствора
В зависимости от конечного назначения будущей конструкции можно определить, какой сорт бетона для раствора требуется. Ниже приведены пропорции различных сортов бетонов (цемент к песку и щебню) и сферы применения готовых продуктов:
- М100 с классом прочности В7,5, пропорцией 1 : 5,8 : 8,1 рекомендуется на подготовительном этапе при сооружении монолитного фундамента, укладке дорожного полотна.
- Материал 150-й марки с прочностью В12,5 и отношением 1 : 4,5 : 6,6 используется при заливке монолитного фундамента и стяжки пола небольших домов, укладке дорог и садовых троп.
- Бетоном М200 с прочностью В15 заливают стяжки, отмостки, тропинки. С помощью раствора соотношением 1 : 3,5 : 5,6 готовятся плитное перекрытие, ленточные, свайные опоры, лестницы, подпорные стеновые конструкции, дороги.
- Пропорция 1:2,6:4,5 для получения 250-го сорта с классом прочности В20 используется в монолитном строительстве, перекрытиях малоэтажек, отмостках, тропинках, площадках, кладке заборов, лестниц, подпорных стен.
- Бетон М300 В22,5 с пропорцией компонентов 1 : 2,4 : 4,3, помимо перечисленного для М250, берется для сооружения любого типа перекрытия, подпорных и сплошных стен в многоэтажках, всех типов фундамента.
- М350 В25 с пропорциями компонентов 1 : 2 : 4 является основным материалом при строительстве всех типов основ под здания, колонн, дорог и конструкций, эксплуатируемых в тяжелых условиях с высокими нагрузками.
- Марки М400 с прочностью В30, имеющие пропорцию 1 : 1,6 : 3,2, предназначены для сооружения мостов, гидротехнических конструкций, изделий и зданий с повышенной прочностью. В индивидуальном строительстве не используется.
- Бетонная смесь М450 В35 в пропорциях компонентов 1 : 1,4 : 2,9 практически не отличается по применению от предыдущего сорта. Более высокая водонепроницаемость позволяет использовать этот сорт для строительства метро, плотин и дамб.
Вернуться к оглавлению
Расчет пропорций бетонной смеси на примере
Для определения пропорций бетонной смеси нужен точный расчет. Высокое качество достигается за счет соблюдения технологии, установленных требований к сортности используемых материалов на основе их способности выдерживать нужные нагрузки. Оптимальной маркой цемента является М350. Более высокие классы дорогостоящие, поэтому их применение не всегда целесообразно, а для более низких классов в ряде случаев требуются специальные добавки, улучшающие конечные характеристики готового бетона. Часто применяют противоморозные химические вещества.
Для расчета соотношения ингредиентов смеси при изготовлении плит перекрытия потребуются такие параметры, как:
- размер зерен щебня и песка;
- плотность;
- стойкость к нагрузкам;
- текучесть;
- влагонепроницаемость.
Расчет сводится к массе цемента, который является основой соотношения. Например, чтобы получить раствор для перекрытий на 25 кг цемента потребуется 75 кг песка, 125 кг щебня. Это соответствует отношению: 25 : 75 : 125 или 1 : 3 : 5. То есть для приготовления смеси на 1 объем цемента потребуется 3 части песка, 5 частей щебня.
Пример расчета соотношения по классу прочности смеси:
- из 10 литров цемента можно получить 41 л бетона М300 при соотношении 1 : 1,9 : 3,7;
- из этого же объема цемента готовится 31 л бетонного раствора М400 при соотношении 1 : 1,2 : 2,7.
Содержание воды определяется по заданной величине пластичности смеси при замешивании.
Плиты перекрытия чаще изготавливаются на базе раствора с отношением компонентов 1 : 3 : 6 (Ц : П : Щ) на 0,5-1 объем воды в зависимости от требуемой подвижности.
Таблица пропорций компонентов бетона
Вывод
Помимо перечисленных выше требований к проведению подбора и расчета компонентов смеси, важно придерживаться правил процесса ее приготовления. Лучше для этого использовать бетономешалку. На времени перемешивания не стоит экономить.
>Важно правильно подобрать количество воды. При изготовлении плит перекрытия густота раствора должна быть, как у домашней сметаны, а вот для стяжек пола раствор делать лучше достаточно жидким, чтобы он ровно ложился, заполнял щели и пустоты. Важно помнить — избыток воды не дает быстро застыть бетону.
Какой бетон использовать для перекрытия — расчет пропорции стройматериала
За качество и надежность плит перекрытия отвечают правильные пропорции бетона, которые строго регламентируются государственным нормативом СП 82—101—98 «Приготовление и применение растворов строительных». Грамотно подобранное соотношение компонентов для бетонной смеси отвечает за технические характеристики материала, такие как прочность, стойкость перед специфическими условиями и длительность эксплуатационного срока.
Выбор марки бетона для монолитного перекрытия, плит перекрытия
Марка бетона для монолитного перекрытия – тот параметр, который будет оказывать прямое влияние на прочность конструкции, ее стойкость к разным механическим воздействиям, нагрузкам, влаге, температурам, а также определять итоговую стоимость. Поэтому выбирать нужно марку, обеспечивающую идеальное соотношение нужных свойств и цены.
Марки бетона отличаются по составу компонентов: их типу и пропорциям. Также в смесь могут быть добавлены различные присадки, улучшающие отдельные параметры: морозостойкость, прочность, стойкость ко влаге или химическим воздействиям. Тут важно учитывать условия, в которых будет эксплуатироваться бетон. Немаловажной характеристикой раствора является и его вес на кубометр – желательно, чтобы значение не превышало 1500 килограммов на кубометр.
Сегодня на рынке представлено несколько марок бетона с разными свойствами – от М100 до М500.
Выбор марки бетона для перекрытия
Для монолитных перекрытий обычно выбирают марки выше М250. Каждая марка бетона используется для определенных целей, конструкций и элементов. Многое зависит от нагрузок и части конструкции, которая заливается – к примеру, для фундамента нужен более прочный бетон, чем для межэтажной плиты перекрытия.
- М250 – выбирают для плитных фундаментов, заливки бетонных площадок и дорожек.
- М300 – подходит для возведения заборов, выполнения подпорных и опорных стенок, плит, прокладки тропинок и дорожек на территории.
- М350 – хороший вариант для выполнения фундамента ленточного типа, возведения колонн, полых плит. Конструкция будет в состоянии выдержать нагрузки без риска появления трещин.
- М400 и М500 еще более прочные, могут использоваться в любых ремонтно-строительных работах, но отличаются более высокой стоимостью: актуальны марки для сооружения мостов, балок, банковских хранилищ, конструкций с особыми требованиями.
Состав смеси
В состав любого бетонного раствора включают такие компоненты: цемент, щебень или гравий, песок, вода. Готовят смесь в бетономешалке, что обеспечивает более высокое качество смешивания и, соответственно, итогового раствора, чем при ручном способе.
Основной компонент бетонной смеси – цемент, расход которого зависит от марки готовой смеси. Песок выбирают речной или любой (но предварительно очищенный от глины, которая может сделать песок жирным и не подходящим для работы). Щебень выбирают фракции 10-20 миллиметров, должен быть чистым, без отсева и мусора. Воду добавляют чистую, без каких-либо примесей, чтобы раствор не расслаивался.
Если говорить о составе универсальных пропорций бетонной смеси, то готовят так: часть цемента, 4 части щебня, 2 части песка, вода в достаточном количестве, чтобы бетон был нормальной консистенции.
Приготовление раствора
Независимо от того, какая марка бетона для перекрытия выбрана, готовится раствор схожим образом.
Как готовить бетон:
- Включить бетономешалку, влить в нее воду, всыпать нужный объем цемента
- Далее смесь перешивается до получения болтушки
- Постепенно в болтушку подсыпается песок, все хорошо перемешивается
- Когда раствор достиг однородной консистенции, в емкость всыпают щебень и остаток воды, смешивают
Объем воды высчитывают в соответствии с пропорциями других материалов, так как при избытке или недостаточном количестве влаги значительно ухудшаются свойства готового бетона. Строители советуют примерно высчитывать так: вода должна составлять половину объема цемента.
Бетонирование железобетонных перекрытий
Бетон для перекрытия должен готовиться правильно и использоваться в соответствии с установленными правилами и нормами. Перекрытием называется конструкция, которая призвана разделять все сооружение на этажи. Именно от перекрытия зависят уровень устойчивости и прочности здания, показатели звуко- и теплоизоляции помещения.
Для железобетонных конструкций используют бетон, приготовленный по такому рецепту: часть цемента М400, 4 части щебня фракции 20 миллиметров, 2 части чистого песка, вода в нужном объеме для достижения рабочей консистенции.
Сначала изготавливают опалубку с каркасом, в нее аккуратно заливается бетон, тщательно трамбуется глубинным вибратором. Наилучшего эффекта удается добиться, когда радиус вибрации превышает радиус вибратора минимум в 5 раз.
Бетон для монолитного перекрытия выливается в один заход, весь процесс начинают с угла и завершают в противоположном углу. Обычно толщина плиты составляет от 8 до 12 сантиметров. Опалубка демонтируется по прошествии 2-3 недель, когда бетон набирает 80% прочности. Чтобы он не сох быстро, площадь накрывают любыми влажными средствами – мешковиной, опилками, пленкой, а на протяжении первых 7 дней застывания разбрызгивают воду по поверхности.
Плита перекрытия считается готовой для проведения дальнейших работ через 28 дней, когда бетон полностью набирает прочность по марке. Обычно полнотелые плиты обладают большим весом и работа с ними сложная из-за этого. Поэтому сегодня в строительстве активно используют круглопустотелые плиты (в них пустоты выполняют полиэтиленовыми трубами сечением до 7 сантиметров), обладающие уменьшенным весом, лучшими звуко- и теплоизоляционными свойствами.
В индивидуальном строительстве могут использоваться готовые плиты перекрытия, которые изготавливаются в заводских условиях, быстро и просто монтируются на несущие стены. Но там, где нет возможности установить такие плиты, делают монолитные перекрытия.
Стяжка для полов
Марка бетона для перекрытия плит выбирается и в соответствии с назначением конструкции – это могут быть фундамент, полы, межэтажные перекрытия, кровля и т.д. Чтобы изготовить пол, сначала выравнивают поверхность, удаляя грунт или создавая решетку для заливки, утрамбовывая гравием либо щебнем. Сверху прокладывают слой гидроизоляции и заливают бетон.
Обычно толщина стяжки пола составляет минимум 5 сантиметров. Там, где отмечены серьезные нагрузки, пол дополнительно упрочняют армировочной сеткой, в таком случае слой бетона получается более толстым (около 15 сантиметров). Пол делят на полосы рейками, устанавливают маяки по строительному уровню.
Раствор изготавливается в бетономешалке, заливается за один заход, в направлении от дальнего угла, по уровню чуть выше реек. Поверхность разравнивается по маякам правилом, рейки удаляются в процессе выполнения работ, ямы заполняют раствором. После заливки стяжку накрывают пленкой, периодически разбрызгивают по ней воду первые дни, ждут 28 дней и продолжают работы.
Соотношение компонентов для заливки бетонных перекрытий
Обычно компоненты в составе раствора смешивают в примерно одинаковых пропорциях, марка бетона для плиты перекрытия влияет лишь на объем цемента. Для плит перекрытия используют бетон марки М250, М300, М350, при экстремальных нагрузках выбирают более прочные смеси, но это требуется редко.
Норма для марки М250: часть цемента, 2.1 части песка, 3.9 части щебня. Важно правильно определить объем воды, фракцию песка и качество наполнителя, что напрямую влияет на итоговое качество смеси. Для М300: 1 часть цемента, 1.9 части песка, 3.7 части щебня. Для М350: часть цемента, 1.6 части песка, 2.7 частей щебня. Более подробно узнать пропорции для всех марок можно в специальных таблицах.
Воды не должно быть слишком много, иначе раствор просто не застынет в нужный период времени.
Марки бетона для раствора
Стоит помнить, что на то, каким будет бетон для перекрытия, марка влияет прямо пропорционально. Чем выше марка, тем более прочным и надежным получается материал, тем более серьезные нагрузки он может выдерживать.
- М100 – для небольших площадок, лестниц, до заливки ленточного фундамента.
- М150 – заливка полов с не очень большими нагрузками, использование в отделочных работах (кладка мозаики, плитки, штукатурка), для кладки кирпича, газобетона, других ячеистых материалов.
- М200 – марка актуальна для стяжки, заливки разных площадок, надежных бетонных лестниц.
Дальше идут марки более высокопрочных бетонов М250, М300, М350, М400 и М500, сферы применения которых описаны выше.
Как рассчитать пропорции бетона для перекрытий
Расчет пропорции компонентов для выполнения перекрытий осуществляется в каждом отдельном случае индивидуально. Только четкое соблюдение технологии и качественное выполнение замеса гарантируют соответствие бетона выбранной марке.
Что влияет на содержание бетона
На качество укладки и самого материала оказывает влияние огромное количество факторов.
Уменьшение его в составе раствора сделает его менее прочным, увеличение – более прочным (но и дорогим). Также прочность зависит от выбранной фракции щебня, объема воды в растворе.
Оптимальный размер щебня составляет 5-20 миллиметров. Песок лучше всего брать чистый кварцевый, в котором нет примесей, способных понизить качество бетона. Вода берется в объеме достаточном, чтобы получить материал нужной консистенции. Многое при определении объемов компонентов зависит от того, какими характеристиками должен обладать бетон – морозостойкостью, упругостью, прочностью. Часто в состав вводят специальные присадки, которые придают материалу нужные свойства.
Выбор сорта бетона для раствора
Марка бетона для монолитного перекрытия и других конструкционных элементов выбирается в соответствии с требованиями и условиями эксплуатации.
- Марка М100/класс прочности В7.5 – пропорция 1 часть цемента, 5.8 частей песка, 8.1 частей щебня: используют при реализации подготовительного этапа в сооружении монолитного фундамента, дорожного покрытия.
- М150/В12.5 – 1:4.5:6.6: для заливки монолитного фундамента, выполнения пола небольших зданий, садовых троп и дорог.
- М200/В15 – 1:3.5:5.6: для плит перекрытия, свайных и ленточных опор, лестниц, дорог, стеновых подпорных конструкций.
- М250/В20 – 1:2.6:4.5: для отмосток, площадок, тропинок, лестниц, заборов, подпорных стен, перекрытий многоэтажных домов.
- М300/В22.5 – 1:2.4:4.3: все задачи для М250, для всех типов фундамента, перекрытий в любых зданиях.
- М350/В25 – 1:2:4: строительство оснований для разных зданий, дорог, колонн, конструкций с повышенными нагрузками.
- М400/В30 – 1:1.6:3.2: для строительства гидротехнических сооружений, мостов, высокопрочных зданий. В индивидуальном строительстве обычно не используют такой бетон.
- М450/В35 – 1:1.4:2.9: схож с предыдущей маркой, но обладает более высокими показателями водонепроницаемости, актуален для возведения дамб, плотин, метро и т.д.
Расчет пропорций бетонной смеси на примере
Чтобы было понятнее, можно выполнить расчет бетона на примере реализации конкретной задачи. Сделав это однажды, в будущем удастся готовить бетон любой марки для плит перекрытия либо других конструкций с разнообразными характеристиками.
Обычно в строительстве используют бетон марки М350, оптимальный по характеристикам и стоимости.
Основой соотношения считается масса цемента. Так, для получения раствора для плит перекрытия, на 25 килограммов цемента берут 50 килограммов песка и около 100 килограммов щебня. Соотношение получается 25:50:100, оно же 1:2:4. Содержание воды определяют в соответствии с нужным показателем пластичности смеси, регулируя в процессе замешивания. В состав могут добавляться разные пластификаторы, присадки, повышающие те или иные свойства.
Для плит перекрытия, как правило, берут раствор с такой пропорцией: 1:3:6 и 0.5-1 объемом воды (точный объем зависит от подвижности смеси).
Таблица пропорций компонентов бетона
Выбор марки бетона для плит перекрытия очень важен и должен осуществляться с учетом нагрузок, условий эксплуатации. Качественные материалы и соблюдение технологии в процессе замеса, укладки – залог того, что конструкция будет прочной, стойкой к разным воздействиям, долговечной и надежной.
Пустотные плиты перекрытия: масса, размеры по ГОСТ и другие технические характеристики, а также виды, маркировка и технология монтажа
Где используются пустотные плиты перекрытия, по каким ГОСТам их производят. Зачем необходимы пустоты, их функции, разновидности конструкций и технология монтажа.
Пустотные плиты перекрытия широко распространены в промышленно-гражданском строительстве. Их функция – разделение на этажи внутреннего пространства строящихся зданий, а также передача нагрузки от выше лежащих конструкций на стены и фундамент. Плиты – это часть сборного железобетонного перекрытия, которое на сегодня считается наиболее популярным и практичным как в мало-, так и в многоэтажном строительстве.
Что такое пустотная плита
Пустотная плита перекрытия – железобетонная плита толщиной 220 мм с пустотами диаметром 159 мм. Пустоты представляют собой полости цилиндрической формы, которые пронизывают плиту насквозь в продольном направлении.
Как выглядит пустотная плита перекрытия
Подобное устройство пустотной плиты перекрытия выбрано не просто так. Назначение пустот – снижение веса конструкции. В свою очередь уменьшение массы пустотной плиты перекрытия позволяет:
- Нагружать перекрытие сразу после монтажа без бетонной стяжки.
- Снизить расход бетона и арматуры, тем самым снизив стоимость строительства.
- Упростить процесс транспортировки и монтажа.
- Уменьшить нагрузку на фундамент и стенки, что позволяет возводить их из менее тяжелых конструкций, которые стоят гораздо дешевле.
Другие функции пустот:
- Обеспечение высокого уровня звуко- и теплоизоляции за счет воздуха внутри отверстий.
- Создание условий для проведения коммуникаций, что сокращает время на отделку.
- Увеличение полезного объема сооружения.
- Возможность строительства в сейсмоопасных зонах.
Вес пустотной плиты перекрытия на 1 м 2 достаточно большой даже при условии наличия пустот, поэтому для монтажа задействуют мощную грузоподъемную технику. К примеру, общий вес ПК 24-10.8 составляет 712 кг, а на 1 м 2 – 712/2,4 · 1 = 297 кг/м 2 . Зная, сколько весит пустотная плита перекрытия, можно собрать нагрузки для расчета несущей способности стен и фундамента.
В каких размерах выпускаются пустотные плиты
Стандартная длина пустотных плит перекрытия равна 3 м. Это наиболее часто встречаемый типовой размер, который применяется в строительстве многих гражданских зданий. К примеру, в большинстве жилых домов ширина комнат проектируется равной 3 м, поэтому для перекрытий используют именно плиты 3 м. Еще один распространенный размер – 6 м.
В целом, размеры пустотных плит перекрытия подчиняются единой модульной системе в строительстве (ЕМС), которая обеспечивает:
- Унификацию. Так называется ограничение типоразмеров сборных деталей и конструкций с целью приведения их к единообразию.
- Типизацию. Выбор из всего числа унифицированных элементов наиболее экономичных при многократном использовании.
- Стандартизацию. Утверждение типизированных конструкций в качестве стандартов (образцов).
Цель ЕМС – упростить и удешевить строительство. Результатом типизации в строительстве стала разработка единого сортамента, в основе которого лежит модуль (М). Основной модель равен 100 мм. При проектировании зданий и конструкций для его возведения пользуются укрупненным модулем – 2М, 3М, 6М, 12М, 15М, 30М, 60М и т.д.
Принципы маркировки плит
Пустотные плиты перекрытия чаще всего проектируются с применением модуля М и 3М, т. е. их размеры кратны либо 100 мм, либо 300 мм. Габариты и некоторые характеристики плит всегда отображаются в их маркировке. К примеру, обозначение ПК 60-12.8 AtV расшифровывается следующим образом:
- ПК – плита круглопустотная.
- 60 – длина в дециметрах, а также количестве модулей, т. е. 60М, что равно 6000 мм.
- 12 – ширина в дециметрах или модулях, т. е. 12М, что равно 1200 мм.
- 8 – несущая способность, кгс/м 2 .
- AtV – использование преднапрягаемой арматуры (At) V класса.
Маркировку обычно наносят на боковую поверхность плиты
Обозначение AtV присутствует в обозначении не всех плит. При длине до 4780 мм плиты можно изготавливать с ненапрягаемой арматурой. В таком случае обозначение просто опускается. При большей длине должна использоваться именно напрягаемая арматура AtV. Ее напряжение осуществляется электротермическим способом.
Схема армирования пустотной плиты
Дополнительно в маркировке могут присутствовать:
- Буква «Л» – означает легкий бетон.
- Буква «С» – плотный силикатный бетон.
- Индекс «1» – отверстия плит заделаны с торцов.
В целом принципы маркировки пустотных плит перекрытия определяются ГОСТ 9561 «Железобетонные многопустотные плиты перекрытия» и ГОСТ 26434 «Железобетонные плиты перекрытий – основные параметры и типы».
В реальности размеры плиты несколько отличаются от указываемых в маркировке:
- 10 – 990 мм;
- 12 – 1190 мм;
- 15 – 1490 мм;
- 24 – 2380 мм;
- 48 – 4780 мм;
- 60 – 5980 мм и т. д.
Пустотные плиты могут иметь длину от 980 до 8990 мм, что в маркировке фиксируется числами от 10 до 90. По конкретным размерам определяется вес и объем пустотных плит перекрытия.
Разновидности пустотных плит
Кроме стандартных плит ПК, существует еще несколько разновидностей:
- ПБ – плиты, изготавливаемые методом безопалубочного формирования на конвейере. В процессе изготовления применяется особый метод армирования, который позволяет резать плиты без потери их прочности. У ПБ более ровная поверхность, что облегчает отделку полов и потолков.
- ПНО – облегченные плиты, также изготавливаемые без опалубки. Главное отличие от ПБ – меньшая толщина, которая составляет 160 мм.
- НВ – внутренний тип настила с одним рядом предварительно напряженной арматуры.
- НВК – внутренний тип настила, но уже с двумя рядами напряженной арматуры и толщиной 265 мм.
Устройство и узлы опирания плиты
Разница между ПК и ПБ
Плиты перекрытия ПК – классические. Именно их стали изготавливать первыми с пустотами еще в советское время. ПБ – плита перекрытия нового поколения, но тоже пустотная. Основную разницу между ними составляет способ производства.
Пустотные плиты ПК и ПБ
Технология изготовления плит ПК:
- В металлическую опалубку укладывают арматуру.
- Производят бетонирование металлической формы.
- Для удаления пузырьков воздуха производят вибрацию всей формы.
- Далее ее помещают в специальную камеру для сушки в течение 6-7 часов.
- По окончании готовую плиту извлекают и складируют.
Главное отличие в изготовлении плит ПБ – отсутствие опалубки, откуда и название способа – безопалубочный. Этапы производства следующие:
- По всему стенду подогреваемой площадки натягивают тонкие тросы.
- Формовочная машина проходит над этим место и оставляет за собой полосу бетонного раствора.
- Сверху плиту-полуфабрикат покрывают пленкой (длина заготовки может достигать 190 м).
- Производят сушку изделий.
- По окончании заготовку режут на размеры, нужные заказчику.
Пустотная плита перекрытия ПБ
Благодаря особому способу производства ПБ можно резать под углом 30-90°. От этого их несущая способность никак не изменится. По ГОСТу размеры пустотных плит перекрытия ПК влияют на технологию их изготовления. При длине от 4,2 м такие конструкции нельзя резать. Это обусловлено тем, что на концах изделий располагаются особые упоры преднапрягаемой арматуры. При резке пустотных плит перекрытия приходится вместе с концом обрезать и эти упоры, а они отвечают за несущую способность конструкции.
В то же время у плит ПБ нет монтажных петель, что усложняет и удорожает их монтаж. Пустотные отверстия нельзя использовать для зацепки, поскольку это может привести к разрушению торца, и тогда крюк вырвется. Поэтому установка осуществляется только с применением специальных траверс.
Траверсы для монтажа плит ПБ
Выбор между плитами ПБ и ПК осуществляется конкретно для каждого строящегося объекта, исходя из особенностей планировки и бюджета. Разница между характеристиками пустотных плит перекрытия ПК и ПБ представлена в таблице.
Облегченные плиты перекрытия
У любых домов есть плиты перекрытия, хотя бы две. Особенно актуальны облегчённые плиты перекрытия из бетона, поскольку они позволяют упростить общую архитектуру здания. Не обойтись без дополнительных мер во время установки в частном доме.
Информация о размерах
Необходимо использовать определённые параметры, иначе не выдерживает плита перекрытия действующих нагрузок. Сколько и какие стандартные размеры используются? Они следующие:
- Длина плит от 2400 до 16000 миллиметров.
- Толщина монолитной плиты перекрытия – от 1000 до 6600 миллиметров.
При этом некоторые региональные заводы ЖБИ устанавливают свои собственные параметры. Но общее понятие из информации, приведённой выше, получить можно. Например, используется 6 единиц продукции, или больше. Подбирать точно надо в каждом конкретном случае.
О пустотных и многопустотных
В частном малоэтажном строительстве может применяться большое количество платформ разных видов. Но лидирующие позиции занимают именно пустотные и многопустотные разновидности. Длина изделий может быть разная. Но варианты больше, чем на 1,8 метра используются крайне редко. Исключением не стали и облегчённые плиты перекрытия ПНО.
Плиты перекрытия в панельном доме изготавливаются с использованием тяжёлого силикатного бетона. Но некоторые виды предполагают применение лёгких конструкционных марок, отличающихся высокой плотностью. Если платформы используют в малоэтажном строительстве кирпичных и других видов домов, значит, изделие не будет слишком сильно страдать от агрессивного воздействия окружающей среды. И не будет эксплуатироваться при создании экстремальных температур. Вес так же важен.
Важный момент
Кроме того, создаются определённые нормы по влажности воздуха, которую способны выдержать те или иные изделия. Если параметры конкретной модели отличаются от стандартных, то просто применяют другие технологии армирования. Они помогут определить, какую нагрузку перекрытия между этажами точно выдерживают.
У всех пустотных плит изначально есть поверхность, которая готова к дальнейшей отделке. Не важно, идёт речь о напольных или потолочных материалах. Схема опирания и вес так же имеют значение при обустройстве помещения.
Класс прочности должен быть выше, если платформа ставятся в зонах с обстановкой, опасной в смысле землетрясений. Плиты перекрытия в хрущёвках снабжаются другими параметрами.
Какие требования предъявляются?
Платформы перекрытия относится к несущим элементам в любом здании. Потому особое значение придаётся прочности, устойчивости. Тщательный контроль качества организуется на всех заводах, которые следят за своей репутацией. Чтобы соответствовать нормам, изделие должно обладать определёнными характеристиками. Среди которых и вес.
- Высокий уровень прочности. Именно эта подобранная деталь выдерживает больше всего нагрузок после фундамента. О ней стоит узнать заранее. Прочность надо рассчитывать с большим запасом. Ведь только нагрузка от самого здания остаётся постоянной. А дополнительные воздействия бывают разными. От этого зависит, как можно потом положить материал.
- Не меньшее значение придаётся и жёсткости. Деформация и изгиб у плит приводят к тому, что разрушается буквально всё перекрытие. Наносится непоправимый ущерб зданию.
- Немаловажный фактор для перекрытия – огнеустойчивость. Перекрытие должно быть способно, сопротивляться даже открытому огню. Даже если оно установлено в хрущевке.
- Наконец, важны низкая стоимость с минимальным весом. Но при этом остальные характеристики должны сохраняться. Вес не стал исключением.
Не стоит забывать о таких параметрах, как гидро- и звукоизоляция, теплопроводность перекрытия для дома.
О ребристых разновидностях
Плиты перекрытия, размеры которых разные, используются в домах для того, чтобы небольшим количеством материала можно было обработать сразу большую площадь. Надо лишь следить за сохранением малого веса и высокой прочности. Ребристые модели плит соответствуют данным требованиям. Они способны закрыть собой большое пространство, но при этом легко выдерживают любые нагрузки. Важное значение имеют размеры плит перекрытия для частного дома.
Конструктивно у ребристых платформ всего два основных компонента:
- Продольные элементы, становящиеся рёбрами жёсткости.
- Цельная монолитная армированная плоскость. Максимальная прочность гарантирована.
Иногда ставятся дополнительные поперечные рёбра, чтобы увеличить прочность двухэтажного и других видов домов. Бетонная масса увеличивается, когда высокими становятся нагрузки на сжатие. В зонах растяжения бетон, наоборот, тоньше. Вес опоры на это не влияет.
Этим и объясняется то, что плиты монолитного перекрытия характеризует небольшая масса.
По поводу стандарта маркировки
Если стоит обозначение ПК – значит, имеется в виду плита круглопустотная. После первых двух букв обычно идут цифры, обозначающие размеры, содержащие разное количество метров.
Последние буквы могут использоваться для класса арматуры, в зависимости от устойчивости к воздействию со стороны окружающей среды. После размеров тоже идут цифры, но на этот раз они говорят о нагрузке, которую выдержат изделия, не меняя линейных размеров. Выбрать нужную модель просто.
Основные прочностные характеристики сделали ПБО плиты весьма популярным материалом. Огнеупорность, шумо- и теплоизоляция так же радуют высоким уровнем. В частном строительстве этот материал позволит сэкономить, но при этом – повысить общую прочность. Вес тоже надо иметь в виду.
О сборных плитах по сериям ПК и ПБ
Плиты перекрытий ПК часто укладываются между этажами. А ПБ – новая разновидность технологии, постепенно заменяющая предыдущий вариант. Главное достоинство – возможный выпуск в разной длине, в зависимости от пожелания заказчиков.
Толщина у плит всегда стандартная, она равна 220 миллиметрам. Необходимо прибавить к этому значению следующие цифры для определения высоты перекрытия с конструкцией пола:
- Толщину бетонной стяжки, до 40-50 миллиметров.
- Толщину материала изоляции, если он используется.
- Напольное покрытие.
- Сам потолок. Весить он может по-разному.
Сумма дойдёт примерно до 300 миллиметров. Это влияет на то, как потом класть плиты перекрытия.
Плиты серии ПТ
Эти облегчённые элементы чаще становятся доборными. Они подходят для тех мест, где уже не помещаются стандартные модели. Благодаря небольшим габаритам позволяют перекрывать такие же пролёты. Кладите их над:
- Кладовками.
- Хозяйственными помещениями.
- Санузлами.
- Коридорами.
Толщина изделия – до 80-120 миллиметров. Суммарная высота – до 150-200, в зависимости от того, какой используется пол. При эксплуатации такую плиту выравнивают по остальным изделиям. Подобрать подходящий материал просто.
Заключение
Классификация плит может проходить по нескольким признакам:
- Опора.
- Положение пустот.
- Присутствие или отсутствие пустот.
Самые лёгкие перекрытия выбираются, если конструкцию сооружают с небольшим весом. В производстве тогда используются лёгкие марки бетона. Сами пустоты имеют чаще всего круглую форму. Иногда можно увидеть так называемые овалы. Это позволяет добиться появления положительных характеристик, усовершенствования старых.
Не забываем о расположении петель
Невысокая влажность и комнатная температура – главные условия для монтажа самых лёгких перекрытий. Важно отсутствие химической активности в окружающей среде. Монтажные петли, специальные захватные устройства – вот что поможет справиться с процессом в кратчайшие сроки. С каждым заказчиком индивидуально оговаривается вопрос, где будут находиться петли.
Марки бетона и их использование
Что такое бетон и его первостепенные показатели
Бетон — это смесь цемента с водой, песком и щебнем. Эта смесь твердеет после укладки. Помимо песка при приготовлении бетонной смеси используют гравий, гранит и известняк.
Первостепенные показатели бетона – марка и класс – одни из основополагающих характеристик при выборе строительного раствора. Применение различных марок варьируется в зависимости от ряда зашифрованных значений в буквенно-цифровом формате. Готовая смесь обычно заказывается по марке – здесь заложена главная характеристика – прочность будущего монолита.
1. В проектной документации марка указывается заглавной буквой М и показателем предельной прочности бетона в кгс/см2. Существуют марки бетона от М50 до М1000, но применение чаще всего ограничивается М100-М450.
2. Класс бетона, буква В (В 3,5 – В 60). Подразумевает гарантированное значение прочности, то есть нагрузка в мегапаскалях, которую монолит обязан выдержать в 95 % случаев. В эксплуатации чаще всего встречаются классы В 7,5 – 35.
3. Показатели морозостойкости, водонепроницаемости, подвижности, жесткости уступают вышеуказанным, но также имеют важное значение в ряде конкретных случаев.
Разновидности бетона
При строительстве зданий и сооружений могут использоваться следующие марки этого материала:
По типу наполнителя (щебня) бетон можно расделить на 3 вида:
Марка бетона
Этот показатель определяется в лабораториях опытным путем. Для того чтобы узнать, какую марку имеет бетон, отливают куб со сторонами 15 см и сдавливают под прессом с измерителем давления.
Марка бетона обозначается буквой М и цифрой, показывающей, какое давление в кгс на см² может выдерживать материал. Так, к примеру, бетон М200 способен сохранять целостность под нагрузкой в 200 кгс/см².
Характеристики марок бетона будут представлены в таблице ниже.
Класс бетона
Марка бетона по прочности связана напрямую с классом этого материала. Однако последний при этом является значением более точным и конкретным. Ведь на качество готового бетона, помимо наполнителя и марки цемента, может влиять множество других факторов. К примеру, разновидность и чистота наполнителя, затворителя и связующего, а также способы заливки, условия затвердевания и т. д.
При определении класса бетона учитывается его марка, а также поправочные коэффициенты. Рассчитывается он по формуле:
B = R*(0,0980655*(1 – 1,64*V)),
где R – средняя прочность материала (марка),
V – коэффициент вариации.
Мы выяснили, что существует такое понятие, как марки бетона. И их характеристики (таблица соответствия наглядно это покажет), и сфера использования в большинстве случае с классами совпадает. Однако обозначается последний показатель не в кгс/см², а в паскалях. Параметр 0,0980655 в указанной выше формуле – это как раз переходный коэффициент от одной единицы измерения к другой.
Итак, определенная марка бетона по прочности обычно соответствует конкретному ее классу. Однако иногда показатели средней и фактической прочности этого материала различаются довольно-таки значительно. В этом случае марка и класс могут не совпасть. К примеру, бетон марки М200 из-за не слишком высокого качества наполнителя или цемента может обозначаться как В10, а не В15. Цифра в классе материала показывает его способность выдерживать определенные нагрузки в МПа. Так, бетон В25 без вреда для себя переносит давление в 25 МПа.
Соответствие марки и класса
При проведении разного рода строительных работ зачастую нужно знать, какими свойствами отличается тот или иной вид раствора. Рассмотрим, какие имеют качества конкретные марки бетона. И их характеристики (таблица, представленная ниже, наверняка будет полезна многим строителям), и сфера применения, как уже упоминалось, в большинстве случаев соответствуют свойствам определенного класса.
Класс | Марка | Прочность (кгс/см²) | Применение |
В5 | М75 | 65 | В качестве штукатурки |
В7.5 | М100 | 98 | Монтаж бордюрного камня |
В12.5 | М150 | 131 | |
В15 | М200 | 196 | Стяжки, дорожки |
В22.5 | М300 | 294 | Фундаменты |
В25 | М350 | 327 | Монолитные стены, ЖБИ |
В30 | М400 | 393 | Мосты, банковские хранилища, взлетно-посадочные полосы, гидроэлектростанции |
Таким образом, мы с вами в общих чертах рассмотрели, что представляют собой марки бетона и их характеристики. Таблица показывает, что сфера применения этого материала зависит в основном именно от его прочности. Далее, давайте поподробнее разберемся с тем, как конкретно используется каждый класс.
Бетон М100 и М150
Материал марки М100 не обладает высокой прочностью. Эта марка обычно используется для оштукатуривания стен, проведения подготовительных работ при заливке дорожного полотна. Для возведения фундамента М100 подходит в качестве подбетонки – ровной площадки, на которую устанавливают арматурный каркас.
Также возможно применение бетона этой марки при монтаже бордюрного камня, не подвергающегося особым нагрузкам, заливке тротуарных дорожек малой проходимости, т.е все то, что не требует высоких прочностных нагрузок.
Бетон марки М150 примерно такой же по прочностным характеристикам, как М100. Материал довольно прочный для возведения конструкций, не подвергающихся высоким нагрузкам, но недостаточно надежный для заливки «серьезных» объектов.
Марка М200
Из бетона класса В15 (М200) обычно изготавливают бетонные полы и стяжки. Также эта марка неплохо подходит для заливки небольших лестниц, дорожек, площадок. Иногда владельцы загородных участков возводят с помощью такого раствора даже фундаменты под дома со стенами из легких материалов. Однако использоваться марка бетона М200 с этой целью может только на устойчивых почвах. При этом грунтовые воды должны залегать достаточно глубоко.
Бетон М300
Марка М300 – популярный вид бетона у владельцев загородных участков.
Раствор этого состава – отличный ответ на вопрос о том, какой марки бетон для фундамента подходит лучше всего. Также из материала этого класса часто отливают подпорные стенки, лестницы и заборы. Неплохо этот вариант подходит и для строительства монолитных стен малоэтажных зданий жилого и хозяйственного назначения.
Бетон М350
Заливка фундамента и монолитных стен – это то, для чего в основном используется данная марка бетона (и класс бетона). Таблица показывает, что материал такой прочности применяется также для изготовления ЖБИ-изделий. Это могут быть балки, плиты перекрытия и т. д. Помимо этого, бетон М300 часто используют для заливки стяжек и пола. Иногда из него изготавливают и самодельные монолитные перекрытия в опалубке.
Бетон М400
Это очень прочный вид материала, используемый в основном при возведении зданий и сооружений особого назначения — стойки и полотна мостов, банковские сейфы, плотины ГЭС, заливка взлетно-посадочных полос аэродромов.
Морозостойкость бетона
Морозостойкость бетона указывается литерой F (25 – 1000), означает количество циклов заморозки и разморозки, во время которых смесь не дает деформации. Исключительно важен этот показатель для фундаментов в сильно влажных почвах, мостовых конструкций, где происходит постоянный контакт с влагой, особенно осенью и весной в период перепадов температур.
Различные производители дополнительно вводят в состав противоморозные добавки для повышения резистентности материала к перепадам температур. Обычно подобная добавка – это гидрофобный (напрягающий) цемент. Важно: злоупотребление подобными средствами повлечет за собой убыток прочности бетона. Для нашей климатической зоны подходит использование бетона с морозостойкостью F 100-200.
Водонепроницаемость
Водонепроницаемость – характеристика бетонной смеси по прочности связи внутри материала. Важность заключается в том, что вода, проникая в микротрещины, при замерзании разрушает его изнутри.
Водонепроницаемость обозначается знаком W от 2 до 20 – это числовой показатель сопротивляемости проникновению влаги в толщу под действием давления. Для достижения необходимых характеристик гидросопротивления используется все тот же гидрофобный цемент либо другие уплотняющие и гидрофобные добавки.
Стоит отметить, что при этом цена получится значительно выше, зато появится ряд положительных качеств:
- возможность сэкономить на гидроизоляции оснований в местности с близким залеганием грунтовых вод;
- продление срока службы ввиду повышения морозостойкости, применительно к незащищенным конструкциям, таким как заборы, отмостки, бетонные дорожки.
Пропорции цемента, песка и щебня для получения бетона определенной марки
Для расчета соотношения составляющих бетона, объем цемента принимается за 1 часть. Объем других составляющих определяется согласно с информацией в таблице ниже.
Таким образом, пропорция на 1м3 для марки М200 с применением цемента М400 весом 280 кг, песка 740 кг и щебня 1250 кг примет такой вид: 1: 2,8: 4,8. Обязательным условием для получения хорошего цемента является содержание воды 20% от общего объема (180 л).
Таблица пропорций для получения бетона определенной марки
Марка бетона | Марка цемента | Соотношение частей по массе, кг | Объемное соотношение, л | ||||
Цемент | Песок | Щебень | Цемент | Песок | Щебень | ||
М200 | М 400 | 1 | 2,8 | 4,8 | 10 | 25 | 42 |
М 500 | 1 | 3,5 | 5,6 | 10 | 32 | 49 | |
М300 | М 400 | 1 | 1,9 | 3,7 | 10 | 17 | 32 |
М 500 | 1 | 2,4 | 4,3 | 10 | 22 | 37 | |
М400 | М 400 | 1 | 1,2 | 2,7 | 10 | 11 | 24 |
М 500 | 1 | 1,6 | 3,2 | 10 | 14 | 28 | |
М500 | М 400 | 1 | 1,1 | 2,5 | 10 | 10 | 22 |
М 500 | 1 | 1,4 | 2,9 | 10 | 12 | 25 |
Бетон: вопросы и ответы (ВИДЕО)
Какая марка бетона нужна для фундамента: состав, свойства, ГОСТ, советы по выбору
Бетон представляет собой искусственный строительный материал. Чтобы его получить, в цементно-песчаную смесь следует добавить воду, а также иные ингредиенты. Чтобы бетон был качественным, при приготовлении раствора необходимо соблюдать строгие пропорции. В противном случае он не затвердеет до проектного состояния или не будет долговечным.
Виды бетона
Очень часто многие люди спрашивают, какая марка бетона нужна для фундамента. Ответ на этот вопрос зависит от того, какое возводится здание (одноэтажное, многоэтажное). Для наружного строительства применяются такие виды бетона:
- Силикатный. Его получают из извести и кремния. В некоторых случаях в него добавляют кварц. В качестве наполнителей используют песок.
- Перлитобетон. Для его изготовления используется перлит. Очень часто такой материал применяют для создания оград.
- Железобетон. Его можно получить, сочетая бетон с металлической арматурой. Материал используется в любой климатической зоне. Своих свойств он не утратит даже в регионах, где температура воздуха достигает +60 градусов Цельсия, а также в областях, где может быть до 45 градусов мороза.
- Туфобетон. Его основным наполнителем является вулканический туф. Из этого материала можно возвести стены, а также сделать плиты перекрытия.
Чтобы определиться с конкретным видом, необходимо учесть условия эксплуатации возводимого сооружения.
Чтобы правильно определить, каким бетоном заливать фундамент, необходимо понимать, из чего он состоит. Рассматриваемый материал включает в себя такие основные компоненты:
- Заполнители. К ним относятся: галька, щебень и песок.
- Вяжущие элементы. Это могут быть цемент или известь.
- Вода.
При определенном сочетании данных компонентов удастся создать большую гамму различных вариантов раствора. Чтобы придать бетону определенные свойства, дополнительно используются добавки. Это позволяет значительно расширить сферу его применения.
Ленточный фундамент
Он представляет собой замкнутый контур, который сделан из железобетонных балок. Его возводят под каждой несущей стеной сооружения. На таком основании можно возводить абсолютно любое строение — от одноэтажного деревянного дома до высотного монолита. Ленточный фундамент является наиболее часто используемым основанием для строительства коттеджей и дач.
Можно выделить два основных его вида:
- Монолитный.
- Сборный. Он образован из блоков, панелей или обоих сразу.
При сборном варианте блоки скрепляют между собой при помощи цемента или армирования.
Чаще всего сооружают монолитный фундамент. При этом производят вязку арматурных каркасов. Затем конструкцию заливают бетонной смесью. Благодаря этому монолитное основание получается неразрывным.
Марки бетона
Этот показатель является гарантией прочности будущего строения. Какая марка бетона нужна для фундамента? Ответ на этот вопрос зависит от типа сооружения, которое возводится (мост, высотка, одноэтажное складское помещение и так далее). Прежде чем приобрести бетон, обязательно необходимо обратить внимание на его марку. Она обозначается буквой «М». Цифра, которая указывается вместе с ней (от 50 до 1000), показывает, какой вес способен выдержать один квадратный сантиметр бетона данной конкретной марки. По-другому можно сказать, что это показатель, означающий предел прочности на сжатие.
Очень часто люди спрашивают, насколько велики различия марок бетона, используемого для фундамента? Этот показатель необходимо выбирать, исходя из конструкции будущего строения. Существует определенное соответствие между классом прочности и маркой бетона. В ГОСТе 26633-91 оно отображено в следующей таблице:
Класс бетона по прочности | Марка |
В3,5 | М50 |
В5 | М75 |
В7,5 | М100 |
В10 | М150 |
В12,5 | М150 |
В15 | М200 |
В20 | М250 |
В22,5 | М300 |
В25 | М350 |
В27,5 | М350 |
В30 | М400 |
В35 | М450 |
В40 | М550 |
В45 | М600 |
В50 | М700 |
В55 | М750 |
В60 | М800 |
В65 | М900 |
В70 | М900 |
В75 | М1000 |
В80 | М1000 |
Также в ГОСТе указывается, что существует еще один показатель данного материала — его удобоукладываемость. Бетонные смеси бывают жесткие, сверхжесткие и подвижные. Все это нужно учитывать, чтобы решить, какая марка бетона нужна для фундамента. Вкратце охарактеризуем самые популярные.
M100
Согласно ГОСТу, бетон данной марки является одним из самых легких. Его главным отличием является то, что в нем содержится небольшое количество цемента. Чаще всего данную марку используют на подготовительных этапах строительства. Материал не отличается высокой прочностью. Стоит он сравнительно дешево. В основном его используют для строительства сараев и некоторых ограждений.
М150
Технические характеристики этого материала практически те же самые, что и М100. Бетон марки М150 используют также на подготовительных этапах строительных работ. Раствор является легким. Его применяют для заливки фундамента в основном при возведении сараев, гаражей и деревянных домов. Но подходит он только в том случае, если основанием служит скалистый грунт.
M200
Данная марка бетона для фундамента одноэтажного дома вполне подходит. При этом обязательное условие — отсутствие расположенного слишком близко к поверхности уровня грунтовых вод.
Из этого материала изготавливают различные плиты перекрытия и сваи. Кроме того, его используют для заливки фундамента в каркасно-щитовых домах.
M250 и М300
В бетоне таких марок содержится порядка 50 % цемента. Данный материал используют при возведении зданий, имеющих высоту до 3 этажей. Наиболее востребован бетон М300 для фундамента. Кроме того, его используют для заливки бассейнов. Многие интересуются, какой бетон для фундамента частного дома лучше всего. Строительный материал марки М300 вполне можно использовать для этих целей.
М350
Такая марка бетона для ленточного фундамента идеально подходит. Этот вид строительного материала является наиболее часто используемым. Его основным преимуществом является морозостойкость, а также долговечность. Бетон такой марки применяется для возведения основания различных многоэтажных сооружений. Кроме того, его можно использовать при создании перекрытий, консолей, а также иных сложных конструкций. Если строительство ведется на глинистых грунтах, а также в местности, где грунтовые воды подходят близко к поверхности, рекомендуется применять бетон именно этой марки.
М400
Этот строительный материал значительно прочнее описанных выше. Данная марка бетона для ленточного фундамента подходит идеально. Ее используют при возведении высотных зданий.
Такой бетон получают из цемента и специально подобранных наполнителей. Для возведения одноэтажных домов его также применяют. Если использовать бетон М400 при строительстве высоток, то их этажность не должна превышать 20.
Критерии выбора материала
Продолжаем рассматривать, какая марка бетона нужна для фундамента. Очень часто из-за отсутствия финансов выбирают материал низких марок. Он обладает доступной стоимостью, но в нем содержится небольшое количество цемента. Поэтому прочность такого бетона низкая. Профессионалы рекомендуют не экономить на этом материале, ведь от него зависит прочность всего строения.
Для фундамента рекомендуется использовать бетон марок М400 и М350. Это связано с тем, что данный материал отличается большой плотностью. Поэтому цоколь всегда остается сухим.
Если решили сэкономить на бетоне, то рекомендуется приобрести дополнительно гидроизоляцию для фундамента. Это позволит защитить основание от высокой влажности, возникающей в период дождей или половодья.
Но это правило не относится к многоэтажным домам. Бетон марки М200 и ниже при строительстве высоток (даже двухэтажных зданий) использовать нельзя.
Прежде чем выбрать материал, обязательно необходимо ознакомиться со свойствами, которыми он должен обладать. К ним можно отнести следующие:
- огнестойкость;
- гигроскопичность;
- плотность;
- текучесть;
- морозоустойчивость.
Приготовить своими руками раствор не слишком трудно. Но при этом необходимо понимать, что если нет опыта в этой работе, лучше доверить ее профессионалам.
Особенности состава
Бетон это не просто смесь цемента с водой. В нем обязательно должны присутствовать необходимые заполнители. Помимо воды и цемента в бетон следует добавлять гравий, щебень и мелкий бой красного кирпича. Пропорции компонентов зависят от марки бетона, а также от предназначения самого раствора. Коэффициент сцепляемости будет выше, если в заполнителе больше неровных компонентов. Речной песок для изготовления не подходит. Поэтому его использовать не нужно.
Рекомендуется брать песок исключительно среднезернистой фракции. Речной, как правило, мелкозернистый. Кроме того, в нем содержится огромное количество частиц глины. Это значительно ухудшает прочность фундамента.
Выбирая щебень или другой заполнитель, следует отдать предпочтение материалам, фракция которых составляет от 6 до 20. Если планируется заливать фундамент, то этот показатель должен составлять от 25 до 40.
В составе легкого бетона содержится небольшое количество гранитного щебня либо гравия. Для фундаментного основания такой материал не годится. Что касается кладочного раствора, то его изготавливают без каких-либо заполнителей.
Очень часто люди спрашивают, какое количество бетона на фундамент требуется. Каковы стандартные пропорции его состава? Ответ на первый вопрос зависит от площади основания возводимого объекта. Для марки М400 щебня, песка и цемента требуется в пропорции 4,8:3,8:1. Для бетона М200 пропорции представлены на фото.
Чтобы приготовить качественный бетонный раствор, необходимы следующие материалы:
- Песок.
- Цемент.
- Вода.
- Заполнитель.
- Размягчитель.
Также могут использоваться добавки, увеличивающие морозостойкость или сокращающие период застывания.
Необходимые инструменты
Для приготовления бетонного раствора могут потребоваться следующие инструменты:
- Бетономешалка. Лучше всего электрическая, но если ее нет, можно использовать обычную ручную.
- Емкость для перемешивания раствора. Подходит обычное корыто. Если используется бетономешалка, то раствор замешивается в ней.
- Ведра. Они потребуются для доставки воды и любых других компонентов.
- Совковая лопата. Она нужна для перемешивания раствора.
- Большое сито. Оно необходимо для того, чтобы отсеивать какие-либо засорители, мусор, попавший в песок.
Очень часто люди спрашивают, какое количество бетона на фундамент требуется. Каковы стандартные пропорции его состава? Ответ на первый вопрос зависит от площади основания возводимого объекта. В среднем на 1 м3 раствора идет около 330 кг цемента. Для приготовления качественного бетона щебня, песка и цемента требуется в пропорции 5:3:1.
Необходимые заполнители
Как отмечено выше, чтобы приготовить раствор, обязательно необходимо использовать песок определенной фракции. В некоторых случаях в раствор добавляют крупный щебень и гравий. Если планируются штукатурные и кладочные работы, необходимо использовать только мелкий песок.
В настоящее время производители предлагают этот материал речного или овражного происхождения. В нем содержится большое количество глинистых частиц, а также других примесей. Поэтому покупать такой песок для возведения фундамента не рекомендуется.
Что касается торфа, стекла, почвы и многих других подобных веществ, то использовать их ни в коем случае нельзя.
Цемент
Этот материал представляет собой порошковое вещество, которое готовят на основе глинистых и известковых пород. Приобретая цемент, рекомендуется обращать внимание на маркировку, имеющуюся на упаковке.
Известь
Чтобы улучшить свойства бетонного раствора, а также обеспечить качественную укладку, в него обязательно добавляют известь. Раньше ее предварительно гасили водой. Но в настоящее время известь можно приобрести в уже готовом виде (гашеную). Ее используют для изготовления штукатурки, а также для кладочного раствора. При работе с известью необходимо выполнять все манипуляции в перчатках и стараться, чтобы она не попадала на кожу.
Различные добавки
Чтобы получился качественный раствор, в него дополнительно вносят:
- Разжижающие добавки. Они помогают сделать смесь морозостойкой, а также свести к минимуму количество используемой воды.
- Пластификатор. Эта добавка улучшает текучесть. Она дает возможность создать из бетона форму любой конфигурации. Кроме того, пластификатор оказывает положительное воздействие на укладочное свойство.
- Ускоритель твердения. Благодаря ей смесь быстрее затвердевает.
- Аэрирующие. Их используют для уменьшения количества воды, а также для того, чтобы повысить морозостойкость и термоизоляционные свойства.
- Гидроизоляционные, кольматрирующие и гидрофобизаторы, понижающие проницаемость бетона.
Эти добавки можно приобрести в любом строительном магазине. При этом необходимо понимать, что переусердствовать с ними не стоит. Они должны составлять порядка 2 % от общей массы.
Однако есть вещества, которые можно не покупать, а изготовить самостоятельно в домашних условиях. Некоторые профессионалы в качестве добавок используют раствор мыла. При применении подобных средств обязательно рекомендуется соблюдать определенную дозировку. При неправильной пропорции раствор получается низкого качества.
Подвижность бетона
Этот показатель обозначается буквой «П». Он говорит о степени текучести бетона. Удобство работы с составом напрямую зависит от этого показателя. Что касается числового коэффициента, то диапазон варьируется от 1 до 5. Чем данный показатель выше, тем более жидкий состав.
При частном строительстве во время обустройства фундамента необходимо использовать бетон, имеющий подвижность от 2 и до 3. Самые текучие составы используются только в тех случаях, когда требуется залить плотно армированную основу. С таким раствором очень удобно работать. Важное правило заключается в том, что в уже готовый бетон запрещается добавлять воду, чтобы увеличить его подвижность. В этом случае марка раствора понизится, а итоговая прочность уменьшится.
Область применения различных марок бетона
Ни для кого не секрет, что ленточные фундаменты используется абсолютно при любых технологиях строительства. Однако для каждой марки бетона характерно свое предназначение:
- М150 для бетонирования террас. Такая марка бетона для фундамента забора также используется довольно часто.
- M200 применяется для возведения основания в малоэтажном строительстве, террасных стен, наружных и внутренних лестниц. Бетон М200 для фундамента отмостков зданий тоже применяется.
- М300 подходит для строительства фундаментов мансардных и двухэтажных коттеджей, а также перекрытий, монолитных перегородок, стен и лестниц. Такая марка бетона для фундамента гаража идеально подходит.
- М350 применяется при сложных эксплуатационных условиях возводимого объекта.
- М400 идеально подходит для строительства фундамента прибрежных полос, а также при выполнении работ в сейсмоопасных регионов.
- М450 и М500 используется при строительстве различных туннелей, канализационных систем, а также мостов.
Строительство монолитных зданий: технология и основные этапы
Одним из перспективных, современных направлений при возведении сооружений для различных нужд считают монолитное строительство – что это, когда и в каких случаях применяется, рассмотрим детальнее.
Процесс застройки предполагает формирование элементов конструкции из материалов, содержащих бетон, и опалубки для укладки смеси. Такая специальная форма – неотъемлемая часть будущей постройки, благодаря которой объект становится прочным, устойчивым к возможным изменениям различных свойств, деформациям.
Суть технологии
Что значит «монолитный дом»? Ответ находится в самом понятии: это здание, отлитое из железобетона. Строительство подразумевает использование опалубки, куда и заливается бетонный раствор.
Дополнительно он укрепляется арматурой. В результате получается сооружение без швов, что существенно повышает эстетические качества и простоту отделки.
Монолитное строительство позволяет реализовать любые архитектурные фантазии, придать дому самые замысловатые формы.
Основанием для здания в зависимости от проекта служит ленточный фундамент или монолитная железобетонная плита.
Первый вариант больше подходит в случаях, когда планируется обустройство цокольного этажа.
Монолитные дома. Технологии и особенности. Видео:
Стоимость и материалы
При возведении домов монолитного типа качество и стоимость материалов играют определяющую роль.
- Арматура должна быть без ржавчины и других повреждений.
- Бетон должен соответствовать заявленной марке производителя и нужным пределам прочности. В зимнее время года лучше применять специальные противоморозные добавки в бетон. В сильные морозы работы лучше останавливать.
- Съемная опалубка должна сохранять форму. Материалы лучше покупать у проверенных поставщиков. И обязательно требовать сертификаты качества и гигиенические заключения на всю продукцию.
Сметная стоимость жилья зависит от многих составляющих. В нее входит цена на материалы, доставка материалов, стоимость аренды опалубки, строительных машин и механизмов, рабочей силы. Все статьи затрат отображаются в проектной смете.
Основные разновидности технологии
Монолитное домостроение разделяется на два ответвления:
- монолитно-каркасный;
- монолитно-кирпичный.
В первом варианте дом возводится полностью из монолита. Во втором бетонными делаются основные несущие конструкции, обычно колонны, фундамент и перекрытия, стены же выкладываются из кирпичей. Разница заключается во внешнем виде и характеристиках постройки.
Полностью монолитный дом может потребовать дополнительного утепления и шумоизоляции, если используется съемная опалубка.
Понадобится и финишная отделка, зачастую выбирается штукатурка типа «мокрый фасад».
Здание с применением кирпича выглядит выразительным и нередко более привлекательным. При соблюдении технологии ему не требуется утепляющих и шумоизолирующих конструкций, однако, время строительства может увеличиться, как и цена.
Кирпичная кладка сооружается на небольшом расстоянии от бетонного монолита, между ними располагается утеплитель (минеральная вата или газобетон) и гидроизоляция.
Стоимость и материалы
В процессе создания монолитно-каркасного дома качество напрямую зависит от затрат: более высокая марка бетона стоит дороже, чем больше арматуры – тем крепче здание. Поэтому экономить и игнорировать расчеты не стоит – это может стать фатальной ошибкой.
Арматуру нужно выбирать без дефектов и ржавчины, нужного сечения. Бетон обязательно должен соответствовать указанной в проекте марке, установленным характеристикам.
Материалы для опалубки также должны быть качественными, чтобы все это не обрушилось. Тут цена материалов может быть разной и в определенных случаях высокие затраты также оправданы: несъемная опалубка позволит провести быстрее работы, в будущем поможет сэкономить на утеплении и отоплении. С другой же стороны, оправданной может быть и аренда хорошей съемной конструкции.
Какая используется опалубка для монолитного строительства?
Опалубочная конструкция бывает:
- съемной;
- несъемной.
Съемная опалубка представляет собой каркас в виде щитов, изготовленных из дерева, пластика или металла.
Нередко применяется алюминиевый профиль с ламинированной фанерой.
Опалубочные конструкции прочно соединяются друг с другом, внутри размещается арматура, затем заливается бетон. После его схватывания щиты отсоединяются, поднимаются выше для заливки следующего бетонного слоя — и так до конца стройки.
Поверхность, контактирующая с раствором, смазывается эмульсолом (техническим маслом), чтобы упростить отсоединение от застывшей стены и продлить срок службы опалубки. После завершения строительства эти приспособления переносятся на другую площадку для нового дома.
Несъемная опалубочная конструкция — это совокупность пустотелых блоков из пенополистирола, соединенных методом «шип-паз». Пенополистирольные элементы после заливки бетона прилипают к нему намертво, отсоединить их нет ни возможности, ни необходимости.
Такая опалубка служит не только каркасом для застывания раствора, но и дополнительным утеплением и шумоподавлением.
Главное — создать в доме принудительную вентиляцию, поскольку здание получается полностью герметичным, что может повлечь накапливание внутри влаги и углекислого газа, а это негативно сказывается на здоровье жильцов.
По конструктивным особенностям опалубка может разделяться на:
- щитовую;
- туннельную.
Монолитное строительство коттеджей чаще использует первую разновидность. Щиты делаются для всех типов сооружений и соединяются на площадке.
Второй вариант представляет собой опалубочные конструкции, производимые в заводских условиях, на стройку они привозятся уже готовыми.
Основные этапы монолитного домостроения
1. Начинается строительный процесс с подготовки участка. Он очищается и размечается, как и в случае с любой другой технологией.
2. Далее роется котлован под фундамент.
Вне зависимости от выбора типа основания проводится тщательное его армирование. Монолитные дома на 10-15% легче панельных или каменных.
Однако нагрузка, оказываемая ими, остается немалой, поэтому важно укрепление арматурным каркасом, защищающим бетон от разрыва, которому он плохо противостоит.
Для этого используются стальные стержни. Они свариваются или связываются, образуя прочную арматурную конструкцию.
Связывание считается более предпочтительным, поскольку песчано-цементная смесь и без того агрессивно действует на металл, а сварные швы лишь ускоряют коррозию. Арматура создается также для стен и перекрытий.
3. Теперь сооружается опалубка. Бетонный раствор заливается под большим давлением бетононасосом. За один раз допустимо заполнение 50-70 сантиметров, потом нужно ждать, когда смесь схватится и затвердеет.
Прежде чем это произойдет, обязательно нужно утрамбовать бетон. Делается это глубинным вибратором. Он опускается внутрь опалубки и работает до тех пор, пока не перестанут выходить пузыри.
Особое внимание следует уделять углам здания. Пренебрегать этой процедурой не стоит — оставшийся воздух способен существенно снизить прочность и не промокаемость бетонной конструкции.
Перекрытие можно выбрать любое, но наиболее долговечным и надежным считается монолитное. Оно подходит и в случае, если планируется создавать систему теплого пола.
4. Устройство монолитных перекрытий также требует сооружения опалубки, однако, теперь она выглядит как вертикальные стойки телескопического типа (иначе их называют домкратами), и деревянные балки, поверх которых кладется ламинированная фанера.
5. Если дом строится с использованием кирпича, газоблоков или подобных материалов, может потребоваться монолитный пояс, служащий для упрочнения участка перед перекрытием.
Этот строительный элемент равномерно распределяет нагрузку по несущим конструкциям, что предотвращает растрескивание кирпичной кладки в процессе эксплуатации здания.
6. Убрать опалубку для перекрытия можно через месяц, когда бетон полностью затвердеет. Примерно такой же срок нужен и для застывания монолитных стен.
7. Когда это произойдет, можно приступать к возведению кровли, утеплению, если оно требуется, и к отделочным работам.
Фасад можно обработать любыми материалами: декоративным кирпичом, наружным керамогранитом, сайдингом, штукатуркой и т. д., для внутренних работ ограничений нет, подойдет всё — обои, деревянные панели, плитка и пр.
Монолитный дом — плюсы-минусы
Данная технология считается довольно новой, однако, ее прообразы использовались еще в Римской империи.
Современный вид такой строительный метод принял в конце прошлого века, с тех пор постоянно совершенствуется, обрастая достоинствами и избавляясь от недостатков. Список преимуществ включает:
- высокую скорость строительства;
- прочность и долговечность;
- сравнительно малый вес;
- свободу архитектурной мысли;
- полную гидроизоляцию;
- отсутствие необходимости в большом количестве техники.
Монолитные здания строятся быстрее кирпичных. За сезон можно возвести дом полностью.
Если технология соблюдена в точности, нагрузка распределяется по фундаменту равномерно, а значит, постройка не будет перекашиваться, усадка окажется незначительной.
Это дает возможность сразу приступать ко внешней и внутренней отделке после затвердения бетона, что еще сильнее сокращает время до заселения.
Монолитные дома зарекомендовали себя как прочные и долговечные сооружения.
Они не требуют капитального ремонта в течение века, безукоризненная служба возможна и целые двести лет.
Эта строительная технология используется в сейсмоопасных регионах благодаря возможности выдержать землетрясения до семи-восьми баллов. Примерами служат здания в Якутии и в Крыму.
Надежность достигается благодаря прочности бетона, использованию армирования и бесшовности постройки. Последнее защищает и от сквозняков — щелям просто неоткуда взяться.
Общий вес монолитных домов ниже, чем у каменных и панельных построек. При той же прочности их стены немного тоньше, и это увеличивает полезное внутреннее пространство.
Расширение жилой площади достигает 17% при сходных внешних габаритах. Малый вес дает возможность строительства даже на проблемных грунтах, подверженных пучению.
Монолитные здания — отличный вариант для реализации самых смелых архитектурных идей. Можно не ограничиваться прямоугольными стенами, для строительства доступны и другие формы — арки, эркеры, колонны, овальные и многоугольные детали. Сохраняется полная свобода и в создании планировки.
Если внутренние перегородки сделаны не из бетона, то в любой момент можно изменить расположение комнат, перенести стены, целиком обновить интерьер.
Сложность проекта, безусловно, отражается на стоимости и трудоемкости, однако, результат стоит всех вложений.
Монолитно-бетонные дома не боятся наводнений и пожаров. Полная гидроизоляция позволяет строить их в местах, расположенных недалеко от рек, в дождливых и сырых регионах.
Главное — позаботиться о вентиляции, чтобы влага не задерживалась и внутри, потому что обильный конденсат может привести к разрушению отделки интерьера, размножению бактерий и грибков, а это плохо отражается на здоровье людей и внешнем виде дома.
Пожарная безопасность достигается благодаря негорючести бетона.
Для строительства монолитных коттеджей не требуется много техники. Понадобится бетоносмеситель или специальный транспорт для доставки раствора и опалубки.
Существуют у технологии и минусы:
- трудоемкость;
- необходимость предусмотреть прокладку коммуникаций до стройки;
- зависимость застывания бетона от погодных условий;
- важность дотошного соблюдения правил и норм;
- потребность в утеплении и звукоизоляции;
- стоимость.
По сравнению с каркасно-панельным строительством возведение монолитных домов более трудоемко. Сложность работы повышается при обилии сложных архитектурных элементов.
Трудность заключается и в том, что нужно заранее рассчитать, где будут пролегать инженерные системы. Газопровод, электросеть, водопровод и канализация должны предусматриваться проектом — после заливки бетона изменить расположение подключения всех сетей будет почти невозможно.
По этой же причине перепланировка возможна по всему дому, кроме кухни и санузлов.
Важно использовать качественные бетонные растворы и тщательно следить за процессом их затвердения.
Скорость схватывания и прочность сильно зависят от погодных условий: если температура падает ниже +5 °C, застывать бетон будет медленнее, а при морозе он может просто замерзнуть, потеряв полезные свойства.
В зимнее время заливка монолитных зданий усложняется — приходится подмешивать специальные пластификаторы, позволяющие раствору твердеть и при холоде, либо организовывать подогрев.
Обычно используются тепловые пушки, значительно увеличивающие расход электричества. Иногда для ускорения схватывания применяются вещества, содержащие аммиак, а он очень токсичен.
Вне зависимости от времени года нужно создавать навесы, чтобы бетон до высыхания не намок под дождем. Все эти мероприятия могут ощутимо повысить траты.
Монолитное строительство требует тщательного соблюдения технологии — только тогда дома получатся прочными и долговечными.
Если же брать некачественный бетон или допустить ошибки при проектировании, здание придет в негодность уже через пару десятков лет.
При использовании съемной опалубки понадобится утепление и звукоизоляция.
Бетонные конструкции довольно теплопроницаемы, чтобы не тратить значительные ресурсы на отопление, понадобится защитить дом от тепловых потерь минеральной ватой, гидроизоляционной пленкой, толстым слоем наружной штукатурки или колодцевым фасадом, когда рядом со стеной строится кирпичная кладка, а промежуток заполняется керамзитом, пенополистиролом или иным утеплителем.
Чтобы не слышать всё, что происходит на улице, потребуется обшить внутренние стены гипсокартоном или другим материалами, поглощающими шум, например, специальным матами.
Ровность монолитных поверхностей сводит к минимуму внутреннюю отделку, однако, ей не стоит пренебрегать, даже если дом строился с пенополистирольной несъемной опалубкой, обеспечивающей изоляцию.
Это вещество плохо загорается и быстро затухает, но в случае возникновения пожара и сильного нагрева выделяет токсины, поэтому нужно хотя бы тщательно отштукатурить стены.
Наливной пол своими руками. Технология устройства. — здесь больше полезной информации.
Все эти меры отражаются в стоимости. Возведение идеального монолитного дома потребует ощутимых затрат.
Монолитный дом для двоих. Видео:
Преимущества
Технология строительства монолитных зданий имеет следующие плюсы:
- Дом сдается намного быстрее.
- Возведение обходится в меньшую сумму, что делает жилье доступнее для покупателей.
- Готовое здание обладает отличными характеристиками в плане звуко- и теплоизоляции.
- Монолитные здания отличаются небольшой массой и повышенной прочностью.
- Для возведения объекта требуется минимум техники.
- Легкость монтажа.
- Готовый объект не нуждается в чистовой отделке.
- Открываются пути для реализации различных архитектурных замыслов. Следовательно, такие сооружения можно возводить даже в тех районах, где кирпичное или панельное строительство исключено.
Что касается недостатков, они касаются сложности процесса при работе в зимний период (требуется подогрев бетона), также необходимости выполнения работ на открытой территории. Как результат, строительная компания зависит от погоды.
Насколько целесообразно строить дом из бруса на плите?
Строительство частных домов на базе монолитного каркаса постепенно приобретает популярность. Прогрессивная строительная технология позволяет за ограниченное время возводить здания различной архитектурной сложности и этажности. Длительный ресурс эксплуатации строений обеспечивается благодаря несущим колоннам, изготовленным из армированного бетона, обеспечивающим равномерное распределение действующих нагрузок.
Что такое монолитный каркас частного дома
Железобетонный каркас частного дома представляет собой монолитную пространственную конструкцию.
Использование в строительстве бетонного каркаса весьма популярно
- сокращенные сроки возведения здания;
- увеличенная прочность и надежность возводимой конструкции;
- возможность изменения внутренней планировки помещения;
- долговечность строения;
- повышенная устойчивость к сейсмическим факторам;
- отсутствие необходимости использования грузоподъемной техники;
- равномерная усадка постройки, исключающая вероятность образования трещин;
- пожарная безопасность бетонной конструкции;
- пониженная сметная стоимость строительства;
- возможность возведения на любом типе фундамента;
- реализация оригинальных архитектурных решений;
- минимальная потребность в рабочей силе;
- отсутствие швов, что позволяет снизить потери тепла;
- возможность использования различных материалов для отделки стен;
- надежная защита от проникновения посторонних шумов.
Несмотря на множество плюсов, здания с монолитным каркасом не лишены недостатков.
Благодаря бетонным несущим колонам, нагрузка на конструкцию распределяется равномерно, потому такие здания долговечны
Минусы монолитных строений:
- обязательно выполнение надежной гидроизоляции в зоне стыка фундамента и несущих колонн. Влага из почвы не должна разрушать железобетонный каркас;
- необходимость выполнения расчетов, а также разработки грамотного проекта. Выполнение работ профессионалами гарантирует безопасность и устойчивость коттеджа;
- зависимость качества заливаемой бетонной смеси от температурных условий. Применение специальных добавок позволяет снизить в зимнее время температуру схватывания бетона;
- необходимость использования бетононасоса для подачи раствора. Бетонирование значительных объемов с ручной подачей бетона к зоне работ проблематично.
Важно! Особенностью монолитной каркасной конструкции является то, что стены коттеджа не воспринимают нагрузок, а усилия распределяются по несущим колоннам и поперечным балкам.
Этот конструктивный нюанс позволяет использовать при строительстве стен различные материалы, обеспечивающие экологическую безопасность, комфортный тепловой режим и звукоизоляцию постройки. Формирование несущих колонн силового контура здания осуществляется одним из следующих методов:
- собирают опалубку, устанавливают арматурный каркас колонн, производят бетонирование. Возведение стен осуществляется внутри готового каркаса после достижения прочности и демонтажа опалубочной конструкции;
- строят стены здания согласно требованиям проекта. Затем в простенках производят армирование, устанавливают двухстороннюю опалубку, заливают бетонный раствор. Использование стен в качестве стационарной опалубки облегчает рабочий процесс.
Внешние стены между этими колонами закладываются из специальных теплосберегающих материалов
При изготовлении монолитного каркаса применяются следующие виды опалубки:
- стационарная. Является частью конструкции здания, не демонтируется после твердения бетона. Обеспечивает дополнительную теплоизоляцию строения, затрудняет проникновение посторонних шумов;
- демонтируемая. Разбирается после приобретения бетоном эксплуатационной прочности. Изготавливается из древесины, влагостойкой фанеры, металла или пластика и может использоваться повторно.
Внимание! Прочностные характеристики монолитного каркаса частного дома обеспечивают колонны квадратного сечения со стороной, равной 200–400 мм. Расчет сечения конструктивных элементов целесообразно поручить специалистам.
Мнение эксперта: Монолитный каркас частного дома
Железобетонный монолитный каркас можно использовать под любой тип фундамента. Он является надежным и долговечным, если его изготовить по всем правилам и стандартам. При желании самостоятельно возвести монолитный каркас будущего дома советуем обратиться к специалистам для разработки качественного проекта, ведь именно от него зависит долговечность и качество всего дома.
Как построить монолитный каркас частного дома своими руками
Самостоятельное строительство железобетонного каркаса для возведения частного строения производите, руководствуясь следующим алгоритмом:
- Подготовьте территорию строительной площадки. Удалите растительность, мусор, произведите разметку.
- Извлеките грунт для возведения фундамента на необходимую глубину, руководствуясь требованиями проекта.
Дом по монолитно-каркасной технологии можно строить практически на любом из типов фундамента
- Спланируйте почву, заполните приямок подушкой на основе песка и гравия.
- Тщательно утрамбуйте подсыпку, установите щитовую опалубку фундамента.
- Залейте бетонное основание постройки в виде монолитной плиты или ленточного фундамента, усиленного стальной арматурой.
- Обеспечьте полное твердение бетона на протяжении месяца.
- Смонтируйте пространственный каркас, соответствующий форме возводимой постройки, используя стальную арматуру.
- Соберите щитовую опалубку с внутренним размером, который соответствует габаритам колонн монолитного каркаса.
- Заливайте непрерывно бетонный раствор в опалубочную конструкцию, производите его вибрационное уплотнение.
- Обеспечьте неподвижность железобетонного каркаса на протяжении четырех недель и демонтируйте опалубку.
- Произведите кладку стен, используя блоки из ячеистого бетона, кирпич и другие материалы.
- Установите на внешние части монолитных элементов теплоизоляционную защиту, используя экструдированный пенополистирол или минеральную вату.
- Осуществите мероприятия по установке кровли и произведите внешнюю отделку строения.
Важно! Обеспечение повышенных прочностных характеристик достигается путем непрерывной заливки бетона марки М300 с показателем подвижности П3 и выше.
В представленном материале изложена общая информация об особенностях и нюансах возведения монолитного каркаса частного дома. Учитывая ответственность каркасной конструкции, целесообразно доверить разработку проекта монолитного дома и выполнение работ профессиональным строителям, опыт которых позволит избежать ошибок.
Что представляет собой монолитный каркас частного дома
Технология постройки зданий монолитно-каркасного типа первоначально применялась для возведения объектов коммерческого и производственного назначения. Однако благодаря повышенной нагрузочной способности строительных объектов и долговечности сооружаемых конструкций получила широкое распространение в области жилищного и дачного строительства.
Технология монолитного строительства широко известна во всем мире
Сооружаемый по прогрессивной технологии, бетонный каркас дома представляет собой прочную конструкцию, состоящую из:
- арматурного каркаса, изготовленного из стальных прутков. Установка каркаса производится до заливки бетона и позволяет сформировать цельный силовой контур, повышающий нагрузочную способность строительных инструкций;
- марочного бетонного раствора. В состав заливаемой бетонной смеси входит портландцемент с маркировкой не ниже М400. Раствором наполняют предварительно установленную опалубку, которую разбирают после застывания колонны.
Несущие нагрузку железобетонные колонны, благодаря которым каркасные дома приобретают повышенную прочность, сооружаются различными способами:
- первый метод предусматривает сборку опалубочной конструкции, монтаж арматурной решетки будущих колонн и заливку бетонной смеси;
- технология позволяет после твердения бетона и разборки опалубки легко делать наружную стену внутри бетонного каркаса, используя кирпич или различные виды строительных блоков;
- согласно второму способу возможно строительство стен здания в соответствии с проектными требованиями.
При этом простенки усиливают арматурной решеткой, размещенной внутри двусторонней опалубочной конструкции. Опалубку после сборки заполняют бетонной смесью. Функцию торцевых частей выполняют стены, что облегчает процесс работы.
Заполнение межплитного пространства стен может быть выполнено из любого прочного материала
Профессиональные строители рекомендуют монолитный каркас частного дома своими руками сооружать только после детального изучения требований технологии. Следует заранее подготовить стеновой комплект, состоящий из газобетонных блоков или других стройматериалов, стальной арматуры и рабочего раствора.
Важно также тщательно разобраться с особенностями возведения зданий монолитно-каркасного типа и продумать, как обеспечить жесткую связь между фундаментом и каркасом.
Монолитное перекрытие в доме из газобетона: зачем, когда и как строить
Полностью состоящие из газобетонных блоков многоэтажные дома практически не строят. В редких случаях для частного домовладения можно построить жилье из газобетона с высотностью, не большей, чем 3 этажа. Такое отношение к газобетону связано с его слабой несущей способностью. Частное невысокое сооружение из газобетонных блоков нужно укреплять арматурным поясом в нескольких местах (снизу, по центру, вверху).
Современные технологии предусматривают монолитное строительство углов, колонн, лифтовых шахт, других несущих конструкций путем заливки бетона в монолитную опалубку прямо на строительной площадке. В этом случае эффективным будет монолитный каркас и перекрытие из целостной железобетонной конструкции. Оставшиеся проемы в стенах закладывают газобетонными блоками. Из-за этого считается, что дом построен из газобетона. Он представляет собой единую мощную конструкцию, в которой фундамент соединен воедино с остовом здания.
Для устройства монолитного перекрытия в доме из газобетона требуется опалубка перекрытий в комплекте с несущими и формообразующими щитами, стойками, поддерживающими элементами (балками). Благодаря специальной конструкции опалубки и свойствам бетонной смеси в связке со стальной арматурой, обеспечивается прочность, жесткость, неизменяемость забетонированных форм. Они остаются стабильными под воздействием монтажных, транспортных и технологических нагрузок. Монолитное перекрытие для многоэтажного дома с усиленным каркасом и заполнением газобетоном считается приемлемым вариантом на сегодняшний день (ф.1). Монтаж железобетонных плит на данном участке считается «вчерашним днем». Деревянные балки используют в частном домостроении.
Особенности сооружения каркасно-монолитного здания
Бетонный каркас частного дома является главной особенностью монолитно-каркасного строения. Железобетонные колонны, обладающие высокой жесткостью, размещаются в максимально нагруженных участках. Колонны связывают элементы перекрытия, монолитное фундаментное основание и стены в общий силовой контур.
Монолитно-каркасное здание состоит из следующих элементов:
- фундаментной основы, выполненной в виде мощной железобетонной плиты или армированной бетонной ленты;
- бетонных колонн, соединяющих между собой фундаментную базу и плиты перекрытия;
- пространственного арматурного каркаса, изготовленного из прочной стальной арматуры.
Стены в зданиях монолитного типа значительно тоньше, чем в кирпичных и блочных строениях. Это позволяет увеличить площадь жилого пространства. При необходимости обеспечить дополнительную теплоизоляцию, допускается выполнять стены и элементы перекрытия многослойными. При этом внутренний слой несложно утеплить теплой керамикой или другими материалами.
Армокаркас монолитного дома изготавливают из стальных прутьев различного диаметра
От места строительства каркасно-монолитного здания зависит выбор типа основания. Применяются следующие виды фундаментов:
- ленточный, выполненный из готовых железобетонных блоков или залитый из монолитного бетона. Ленточная основа обеспечивает устойчивость зданий на непучинистых почвах, а также грунтах с близким расположением водоносных слоев;
- плавающий, изготовленный в виде цельной плиты. Железобетонный каркас частного дома, смонтированный на усиленной бетонной плите, обеспечивает устойчивость различных видов зданий. Плитная основа положительно зарекомендовала себя на проблемных грунтах.
Технология не предусматривает использование стен в качестве силовых элементов. По железобетонным колоннам нагрузка от элементов строения равномерно распределяется и передается на фундаментную основу. Это позволяет обеспечить повышенный запас прочности железобетонных конструкций и увеличенный ресурс их эксплуатации.
Сооружение железобетонного каркаса выполняется с помощью следующих типов опалубки:
стационарной
Монолитная опалубка туннельного типа состоит из готовых элементов, не подлежащих демонтажу после твердения бетона. Стационарная опалубка применяется для частных строений малой этажности;
Для данного способа застройки используют как съемную, так и несъемную опалубку
щитовой
Конструкция щитового типа разбирается после набора бетоном рабочей прочности. Для изготовления щитов используется влагостойкая фанера, металлические листы, пластик или древесина.
Полученный после бетонирования каркас строения, состоящий из железобетонных колонн и бетонного перекрытия, не создает ощущение громоздкости. Здание воспринимается как легкая пространственная конструкция. Расстояние между несущими колоннами составляет до 10 м. Готовый железобетонный каркас подлежит теплоизоляции и декоративной облицовке.
Виды плитных фундаментов
Плитные основания различаются своей конструкцией, что зависит от типа возводимого здания. Дополнительно в расчет принимают характеристики грунта, на которых предполагается закладывать фундамент.
По конструкции различают следующие виды плитного основания:
- Плоская монолитная плита представляет собой забетонированную площадку одинаковой толщины по всей ее площади. Конструкция считается простой, но для достижения несущих характеристик, равных ребристому основанию, потребуется увеличить толщину за счет большего количества бетона.
- Утепленная монолитная плита по шведской технологии (УШП) отличается увеличенным количеством слоев. Кроме бетона и армирующего каркаса, присутствует утеплитель из экструдированного пенополистирола. Часто используют засыпку из щебня или смеси песка с гравием.
- У плиты с нижними ребрами жесткости выступы направлены в грунт. Для их заливки устанавливают прочную несъемную опалубку. Расположение выступов может не совпадать с расположением несущих стен надземной постройки.
- У плиты с верхними ребрами жесткости выступы направлены наружу. Они должны совпадать с расположением несущих стен здания.
- Сборный монолитный фундамент складывают из отдельных ж/б блоков или плит. Элементы между собой соединяют металлическими закладными деталями и бетоном.
Утепленная шведская плита
Важно: под легкие постройки допускается отдельная установка верхних ребер из сборных ж/б конструкций, но с креплением к монолитной плите.
Каждый тип фундамента применяют с учетом пучинистости пород, характеристик надземной постройки. Ребристую и обычную плиту рекомендовано закладывать под тяжелые здания на участке, где породы подвержены сильному смещению. На участке со средним и малым показателем смещения пород под тяжелые здания закладывают монолитную плиту. Если постройка обладает малым весом, допускается сборный фундамент из ж/б блоков или плит.
Когда на участке преобладают устойчивые или слабо пучинистые породы, обустраивают фундамент с засыпкой из керамзита или щебня. Иногда используют бутовый камень. Ребра жесткости обустраивают вверх или вниз без обязательной привязки к плите. Исключение обусловлено тем, что ригеля не смещаются под давлением стоящего на них здания.
Главные преимущества технологии
Благодаря оригинальной конструкции и современной технологии возведения, монолитный каркас дома обладает комплексом преимуществ.
Главные достоинства монолитно-каркасного строения:
- значительное сокращение сроков строительства. Быстрые темпы возведения связаны с отсутствием усадки строения и позволяют ускоренными темпами выполнить отделочные работы;
- повышенный запас прочности и высокая надежность железобетонной конструкции. Отсутствие швов и ограниченное количество стыковых участков способствуют повышению прочностных характеристик;
- уменьшенная масса каркасного строения. Благодаря небольшому весу, каркасные дома из монолитного бетона допускается сооружать на проблемных грунтах, склонных к морозному пучению;
- отсутствие локальных нагрузок на фундаментную основу. Масса железобетонной конструкции равномерно передается через связующие колонны и арматурные каркасы на фундамент;
- уменьшенный уровень расходов на строительство монолитного строения.
Сразу после заливки бетонной смеси в опалубку проводят ее уплотнение
Технология возведения каркасного дома менее затратная, в отличие от строений из кирпича и блоков:
- возможно сооружения здание с различным количеством этажей и нестандартной планировкой. В возведенном строении несложно выполнить перепланировку внутренних помещений;
- уменьшенная толщина наружных стен без потери прочностных свойств строения. За счет малой толщины стен жилая площадь увеличивается на 8-10 процентов;
- продолжительные ресурс эксплуатации здания. Повышенный запас прочности обеспечивает долговечность строений, эксплуатация которых без ремонта возможна на протяжении столетия;
- повышенная сейсмическая стойкость. Каркас монолитного здания, усиленный арматурной решеткой, способен воспринимать сейсмические толчки силой до 8 баллов;
- увеличенная устойчивость строения к воздействию повышенной влажности и грунтовых вод. Монолитные конструкции представляют надежную преграду для влаги, обеспечивая повышенный уровень гидроизоляции;
- возможность возведения зданий без применения грузоподъемного оборудования.
Указанная особенность технологии позволяет значительно снизить сметную стоимость строительства; пожаробезопасность железобетонной конструкции. Прочностные характеристики и эксплуатационные свойства железобетонного каркаса сохраняются при воздействии открытого огня и повышенной температуры.
Кроме указанных достоинств следует отметить экологичность конструкции, возможность выполнения строительных работ в любое время года, минимальный объем тепловых потерь, а также расширенные архитектурные возможности.
Множество достоинств и положительных моментов имеют монолитные дома, отзывы о которых всегда были хорошими
Стоимость и материалы
В процессе создания монолитно-каркасного дома качество напрямую зависит от затрат: более высокая марка бетона стоит дороже, чем больше арматуры – тем крепче здание. Поэтому экономить и игнорировать расчеты не стоит – это может стать фатальной ошибкой.
Арматуру нужно выбирать без дефектов и ржавчины, нужного сечения. Бетон обязательно должен соответствовать указанной в проекте марке, установленным характеристикам.
Материалы для опалубки также должны быть качественными, чтобы все это не обрушилось. Тут цена материалов может быть разной и в определенных случаях высокие затраты также оправданы: несъемная опалубка позволит провести быстрее работы, в будущем поможет сэкономить на утеплении и отоплении. С другой же стороны, оправданной может быть и аренда хорошей съемной конструкции.
На все материалы нужно требовать сертификаты соответствия, паспорта качества, гигиенические заключения и т.д. Сметную стоимость дома составляют расходы на такие материалы, как: арматура и проволока, все для бетона (или заказ готовой смеси), готовая опалубка или материалы для ее монтажа, инструмент, емкости, работа людей, техника для подачи бетона, кровля, отделка и т.д. От проекта к проекту стоимость может очень сильно разниться.
Монолитный каркас – технология, позволяющая создавать прочные, надежные, долговечные дома по разумной стоимости и индивидуальному проекту. Самое главное – верно выполнить расчеты и соблюдать технологию реализации проекта.
Слабые стороны монолитно-каркасного метода строительства
Несмотря на комплекс преимуществ, строения на основе цельного железобетонного каркаса имеют и слабые стороны.
Недостатки каркасных зданий:
- обязательное применение специальных добавок, обеспечивающих возможность использования бетонной смеси при пониженной температуре. Использование присадок позволяет снизить температуру застывания бетонной смеси в зимнее время;
- необходимость применения специального оборудования, предназначенного для подачи к участку работ бетонной смеси. Использование мощного бетононасоса позволяет обеспечить непрерывную заливку бетонного раствора и уменьшить потребность в рабочей силе;
- необходимость привлечения профессионалов для выполнения прочностных расчетов здания и разработки проектной документации. Выполнение проектных и расчетных работ обеспечивает безопасную эксплуатацию и устойчивость строения;
- недостаточно высокие звукоизоляционные характеристики монолитно-каркасных строений. Стены и перекрытия требуют дополнительной звукоизоляционной защиты;
- увеличенная потребность в использовании опалубки и необходимость тщательной трамбовки залитого бетона с помощью глубинных вибраторов. Применяются стандартные опалубочные конструкции, а также специальные виброуплотнители, улучшающие качество бетона.
Приняв решение сооружать монолитный каркас частного дома, тщательно проанализируйте его достоинства и недостатки.
В зависимости от объема монолитного строительства бетонную смесь могут изготавливать непосредственно на стройплощадке бетономешалкой либо на специализированных заводах ЖБИ
Плюсы и минусы
Достоинства
Начнем с достоинств.
Ими охотно делятся застройщики:
- Монолитный каркас особенно устойчив к сейсмическим колебаниям. Технология просто идеальна для сейсмоопасных районов.
Примечание автора: в Крыму все новые многоэтажные дома строятся именно по описываемой технологии. Здесь подземные толчки не редкость — вспомните хотя бы описанное в «Двенадцати стульях» землетрясение 1927 года в Ялте.
- Все дома этого типа — новые. У них нет проблем с износом коммуникаций. Проводка рассчитана на большие мощности, стало быть, проблем с подключением современной бытовой техники не возникнет.
- Проблем с перепланировкой нет в помине. Вы можете создать своими руками квартиру той конфигурации, которая вам нравится. Даже если перегородки к моменту покупки жилья возведены, их можно перенести без согласований: несущих среди них нет. Для сравнения — в кирпичных и панельных домах действует недвусмысленная инструкция: нарушать целостность несущих стен запрещено.
- Типичная высота потолков — от 3 метров. После низких и темных хрущевок простор кажется непривычным и, разумеется, радует.
- Дома возводятся в соответствии с современными нормами тепловой защиты: кирпичные фасады утепляются минеральной ватой и облицовываются с целью защиты от осадков.
- От монолитных конструкций с заполнением ракушечником или пеноблоками кирпично-монолитный дом выгодно отличается прочностью стен: навесная мебель, шкафы и полки могут быть смонтированы без всяких осложнений.
Недостатки
Каковы недостатки монолитно-кирпичного дома?
Корректнее назвать их не недостатками технологии, а ее особенностями.
- Маленьких квартир в домах новых проектов вы не встретите. Даже однокомнатные начинаются от 50-60 квадратных метров. Если цена квадратного метра будет одинакова с хрущевкой, шансы купить при ограниченном бюджете недорогое жилье будут меньше.
- Не всем нравится предстоящий объем отделочных работ. Многим покупателям хочется не приводить квартиру месяцами в жилое состояние, а просто жить в ней.
- Сроки строительства заметно больше, чем у панельных зданий, и приближаются к времени постройки кирпичного дома. Вложение в строящееся жилье обычно означает долгий период ожидания.
- Монолитная структура каркаса имеет и оборотную сторону: вибрации и звуки по ней распространяются хорошо. Сосед с бессонницей и перфоратором может стать настоящим стихийным бедствием.
Как своими силами возвести бетонный каркас дома
Сооружайте бетонный каркас дома, придерживаясь указанной последовательности операций:
Подготовьте строительную площадку для возведения каркасного строения. Произведите удаление растительности, вывезите мусор и разметьте территорию.
Выполните земляные мероприятия, направленные на сооружение фундаментной основы. Извлеките почву для будущего фундамента до отметки, предусмотренной проектной документацией.
Разровняйте грунт и засыпьте в подготовленный приямок демпфирующую подушку на базе щебеночно-песчаной смеси. Произведите тщательное уплотнение подсыпки и смонтируйте опалубочную конструкцию.
Нарежьте стальную арматуру на заготовки требуемых размеров и свяжите с помощью отожженной проволоки элементы арматурной решетки. Соберите и зафиксируйте каркас внутри щитовой опалубки.
Произведите заливку предварительно подготовленной бетонной смеси в установленную опалубку. Утрамбуйте раствор и обеспечьте твердение монолита в течение четырех недель.
Соберите из стальной арматуры пространственную решетку, соответствующую конструкции возводимого здания. Произведите сборку опалубки для заливки колон.
Произведите непрерывную заливку бетонной смеси в опалубку. Утрамбуйте бетон вибраторами и не подвергайте его нагрузкам в течение месяца.
Разберите опалубку и выполните возведение стен, используя различные виды строительных материалов. Утеплите, при необходимости, стены с помощью теплоизоляторов.
После монтажа кровельной конструкции и завершения внешних отделочных мероприятий приступайте к внутренним работам.
Технология строительства на бетонной каркасной основе
Основанием для бетонного дома может служить свайно-винтовой, плитный или ленточный фундамент. Предпочтение тому или иному варианту отдаётся в соответствии с:
- рельефными особенностями строительного участка;
- структурой почвы;
- несущей способностью грунта;
- массой и расчётными нагрузками здания;
- уровнем прохождения подземных вод;
- техническими и конструктивными особенностями архитектурного проекта.
Каркас бетонного частного дома является прочной единой конструкцией. В данном случае роль несущих опор возлагается не на стены здания, а на колонны, перекрытия и балки. Это позволяет при проектировании выбирать из нескольких материалов, сравнивая показатели теплопроводности, звукоизоляции, прочности, экологической характеристики и т.д.
Колонны бетонного дома могут встраиваться в монолитный каркас одним из двух методов:
- Сначала армируются колонны, устанавливается опалубка и заливается бетон. По завершении срока, в который бетон упрочняется, проводится разопалубка и начинается возведение стен.
- Сначала возводятся стены в соответствии с кладочными планами (с оставлением простенков). После этого в простенках армируются колонны, проводится монтаж опалубки и заливка бетона. В данном случае роль несъёмной опалубки для колонн служат части стен, что несколько упрощает монтаж.
При проектировании бетонных частных домов чаще всего рассматривают использование колонн с габаритами 250×250 мм и перекрытий на 180 мм.
Заливка бетона
Заливка бетона имеет специфические особенности. Ключевым параметром смеси служит подвижность, то есть способность раствора растекаться под собственным весом. В стандартных условиях при проектировании частных домов планируется применение смеси с индексом подвижности П2-П3, а для коттеджей с повышенной нагрузкой – П4.
Заливку ведут горизонтально одинаковыми слоями, которые укладываются в одну сторону. Для трамбовки бетонного раствора применяются глубинные вибраторы. Заливая раствор надо обращать внимание на арматурный каркас. Важно, чтобы он соответствовал вертикальности колонн и размещался по центру. При строительстве монолитных перекрытий в бетонных частных домах также применяется железобетон.
Опалубка
Во время заливки бетонных перекрытий и колонн применяется опалубка разных видов. В последнее время всё более востребованным становится промышленный вариант – надёжная универсальная инвентарная опалубка, соответствующая современным строительным принципам и технологиям. При использовании промышленной опалубки процесс строительства бетонного дома ускоряется и упрощается, и при этом гарантируется безопасность и надёжность возводимых конструкций.
Из кладочных материалов для строительства бетонных частных домов, как правило, выбирают кирпич, пено- и газоблок.
Рабочие (холодные) швы бетона
Ввиду того, что на возведение монолитной конструкции необходимо потратить несколько дней, большое значение при заливке следует уделять работе с холодными швами. Это та сторона залитого бетонного раствора, которая затвердевает до такого уровня, что не обеспечивает прочного соединения со свежим слоем. По понятным причинам, данное место является слабой частью бетонной конструкции, которое нужно обрабатывать особыми методами. Для скрепления заливаемых слоёв бетона применяются битумные, грунтовочные и клеевые смеси.
Расположение холодных швов должно быть заранее с точностью просчитано при проектировании бетонного дома. Тщательный подход к данным вопросам является гарантией безопасности и надёжности итоговой конструкции.
Технология строительства дома из газобетона — СтройЭра
Строительство домов из газобетона становится популярнее год от года. Из газобетона строят как многоэтажные многоквартирные дома, так и индивидуальные загородные дома. Из газобетона можно строить дома даже в сейсмоопасных регионах.
Благодаря своим характеристикам, газобетон заслужил уважение, как у профессиональных строителей, так и у тех, кто решается строить дом, баню или гараж собственными силами. Доказанный срок службы газобетонных домов превышает 100 лет.
Технология строительства из газобетона схожа с любым каменным строительством. Но, как и во всем, приступая к работе с газобетоном, необходимо знать все нюансы и тонкости, как свойств материала, так и принципы работы с ним.
Основные преимущества дома из газобетона:
Газобетон — это современный искусственный камень, он обладает рядом свойств, выгодно отличающих его от других материалов.
-
Широкие возможности архитектурных решений. Газобетонные блоки имеют отличную геометрию и легко поддаются резке прямо на строительном объекте. Из газобетона легко можно выводить сложные формы и объемы для любых архитектурных стилей.
-
Скорость строительства. Газобетон, изготовленный на качественном промышленном оборудовании, имеет отличную геометрию. При существующей легкости материала, вести с его помощью строительство можно очень быстро.
-
Технические характеристики. Газобетонные блоки обладают отличными тепло и звукоизоляционными, экологическими и прочностными характеристиками. Газобетон изготавливается из натуральных минеральных материалов: цемента, песка, извести, алюминиевого порошка и воды, а его структура внешние шумы без дополнительной шумоизоляции.
Залогом прочности и надежности готовых конструкций из газобетона служит расчет и подбор плотности блоков.
Что нужно знать о газобетоне:
Как выбрать газобетон
Если вы проектируете и строите дом с привлечением профессиональных организаций, то марка газобетона подбирается и указывается в архитектурном разделе проекта. В случае строительства собственными силами, газобетон необходимо выбирать по следующим показателям:
-
Газобетон должен быть только промышленного производства. Блоки должны набирать свою прочность в автоклавах. Только такой газобетон может стать материалом для качественного строительства.
-
Толщина блоков влияет на теплопроводность и общую несущую способность конструкций. Чем выше плотность блоков, тем лучше его показатели по теплопроводности. Чем больше толщина и выше плотность, тем надежнее и теплее будет весь дом. Для строительства загородных домов в Ленинградской области чаще всего используется газобетон марки D400 толщиной 375мм.
-
Газобетонные блоки могут быть плоскими блоки или с пазогребневой системой. Это не отражается на качественных характеристиках материалах, а лишь на удобстве производства различных этапов.
Что использовать в качестве связующего вещества
В первую очередь необходимо знать, что для газобетона использовать чистый цемент запрещено! Газобетон заберет всю влагу из цементного раствора раньше, чем он проявит свои клеящие свойства. Такая кладка не может быть надежной и долговечной.
Для кладки стен из газобетона можно использовать специальную клеевую смесь или полиуретановую клей-пену.
В состав клеевой смеси помимо портландцемента и песка входят специальные добавки и модификаторы, удерживающие влагу от впитывания в пористые газобетонные блоки.
Клей-пена достаточно новый, но уже отлично зарекомендовавший себя материал. Использование клея-пены значительно уменьшает время производства кладочных работ, так как не затрачивается время на ее приготовление на стройплощадке. Толщина швов полиуретанового клея не превышает 2 мм. При строительстве с помощью клея-пены необходимо наиболее внимательно подходить к производителю газобетона, ведь даже незначительные нарушения геометрии блоков могут негативно сказаться на качестве всей кладки.
Как обеспечить надежность газобетонной кладки
Для обеспечения надежности и снятия излишних усадочных нагрузок со стен, необходимо производить армирование газобетонной кладки.
Различают горизонтальное и вертикальное армирование стен. Вертикальное армирование применяется в районах высокой сейсмической опасности, горизонтальное же армирование необходимо во всех случаях строительства из газобетона.
Армирование устраивается в штробах готовой стены с применением рифленой арматуры диаметром 8мм класса А3. Прутки арматуры перевязываются между собой вязальной проволокой без применения сварки.
Армирование газобетонной стены по горизонтальной плоскости производится для:
-
Первого ряда кладки, устроенной на фундаменте
-
Каждого четвертого ряда стены
-
Участков стен под оконными проемами
-
Участками стен над дверными и оконными проемами
Помимо армирования, в газобетонной кладке необходимо устраивать армопояса — железобетонные кольцевые монолитные контуры по всему периметру здания. Армопояс выполняется из непрерывающегося арматурного каркаса и бетона.
Армопояс устраивается в блоках U – образной конфигурации по периметру верхнего яруса кладки каждого этажа загородного дома.
Грамотно устроенный армопояс равномерно распределяет нагрузки на стены, снижает риск появления трещин в период усадки загородного дома.
Как отделать фасад дома из газобетона
Стены из газобетона способны выдерживать воздействие внешних факторов: снег, ветер, солнце. Газобетону, как и конструкции стены они не угрожают. Поэтому можно спокойно «законсервировать» коробку дома из газобетона на зиму, продолжив строительно-монтажные работы в новом сезоне. Но газобетонная кладка, особенно с применением клеящего раствора, выглядит не очень привлекательно, поэтому чаще всего фасады домов из газобетона отделывают по своему усмотрению.
Материалы отделки фасадов дома из газобетона не отличаются от кирпичных или монолитных домов. Единственное условие, как и при кладке, использовать, специальные смеси, предотвращающие впитывание влаги в тело блоков.
Варианты фасадной отделки дома из газобетона:
-
Штукатурка может быть как с последующей окраской, так и готовая – необходимого цвета и текстуры. Перед нанесением штукатурки, стену необходимо подготовить и устроить слои из сетки, выравнивающего штукатурного слоя и грунтовки. Так же под слоем штукатурки возможно устроить слой утеплителя.
-
Облицовка кирпичом или декоративным камнем должна прорабатываться еще на уровне проектирования дома. Фундамент должен быть рассчитан на ширину и вес кирпичной кладки, облицовки натуральным камнем. Для устройства каменной облицовки так же применяются смеси с добавлением присадок и пластификаторов.
Кирпичная отделка фасада может быть устроена по системе вентиляционного фасада с применением металлических скоб. -
Вентилируемый фасад может быть выполнен из керамогранита, вагонки, сайдинга, блок-хауса и прочих листовых материалов с помощью специальных пластиковых (не образующих мостики холода) кронштейнах.
Выполнять или нет утепление дома из газобетона, зависит от принятых проектных решений, толщины и марки используемых газобетонных блоков.
Технология строительства загородного дома из газобетона нельзя назвать сложной. Главное правило – использовать только качественные и сертифицированные материалы, соблюдать все технологические процессы и тогда дом из газобетона будет служить своим владельцам не один десяток лет!
страница с ошибкой 404 | PreventionWeb
Перейти к основному содержанию Выберите ваш языки
Вперед
МенюЗнание
- Отчет о глобальной оценке (GAR)
- ПрофилактикаВеб
Особые события
- Глобальная платформа
- Международный день уменьшения опасности бедствий
- Всемирный день осведомленности о цунами
Инструменты
- Монитор Сендайской платформы
- Добровольные обязательства
UNDRR
Меню
PW — Основная навигация
- Дом
- Понимание риска бедствий
- База знаний
- Сообщество
- Сендайский фреймворк
PW — Основная навигация
- Дом
- Понимание риска бедствий
- База знаний
- Сообщество
- Сендайский фреймворк
Закрыть меню
- Дом
- Страница ошибки 404
Страница ошибки 404
Оставайтесь на связи
Подпишитесь на обновления
Быстрые ссылки
- Последние добавления
- Понимание рисков стихийных бедствий
- База знаний: опасности, темы и страны
- Объявления сообщества
- Сендайская рамочная программа
Поделитесь своим контентом
- Отправьте свой контент (статьи, публикации, события, вакансии и т. Д.)
- Презентации для блога
- Ознакомьтесь с политикой отправки
Свяжитесь с нами
© UNDRR 2020-2021
Нижний колонтитул
- Политика конфиденциальности
- Условия эксплуатации
У вас недостаточно прав для чтения этого закона в это время
У вас недостаточно прав для чтения этого закона в это время Логотип Public.Resource.OrgЛоготип представляет собой черно-белую линию улыбающегося тюленя с усами. Вокруг печати красная круглая полоса с белым шрифтом, в верхней половине которого написано «Печать одобрения», а в нижней половине — «Public.Resource.Org». На внешней стороне красной круглой марки находится круг. серебряная круглая полоса с зубчатыми краями, напоминающая печать из серебряной фольги.Public.Resource.Org
Хилдсбург, Калифорния, 95448
США
Этот документ в настоящее время недоступен для вас!
Уважаемый гражданин:
В настоящее время вам временно отказано в доступе к этому документу.
Public Resource ведет судебный процесс за ваше право читать и говорить о законах. Для получения дополнительной информации см. Досье по рассматриваемому судебному делу:
Американское общество испытаний и материалов (ASTM), Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA), и Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE) против Public.Resource.Org (общедоступный ресурс), DCD 1: 13-cv-01215, Объединенный окружной суд округа Колумбия [1]
Ваш доступ к этому документу, который является законом Соединенных Штатов Америки, был временно отключен, пока мы боремся за ваше право читать и говорить о законах, по которым мы решаем управлять собой как демократическим обществом.
Чтобы подать заявку на получение лицензии на ознакомление с этим законом, ознакомьтесь с Сводом федеральных нормативных актов или применимыми законами и постановлениями штата. на имя и адрес продавца. Для получения дополнительной информации о постановлениях правительства и ваших правах гражданина в соответствии с нормами закона , тел. пожалуйста, прочтите мое свидетельство перед Конгрессом Соединенных Штатов. Вы можете найти более подробную информацию о нашей деятельности на общедоступном ресурсе. в нашем реестре деятельности за 2015 год. [2] [3]
Благодарим вас за интерес к чтению закона.Информированные граждане — это фундаментальное требование для работы нашей демократии. Благодарим вас за усилия и приносим извинения за неудобства.
С уважением,
Карл Маламуд
Public.Resource.Org
7 ноября 2015 г.
Банкноты
[1] http://www.archive.org/download/gov.uscourts.dcd.161410/gov.uscourts.dcd.161410.docket.html
[2] https://public.resource.org/edicts/
[3] https://public.resource.org/pro.docket.2015.html
Сравнительное исследование сейсмического поведения монолитной железобетонной конструкции и монолитной бетонной конструкции
Мы сомневаемся, что монолитная сборная железобетонная конструкция может быть спроектирована как монолитная в зоне с высокой сейсмической интенсивностью. Чтобы решить эту загадку, были спроектированы и протестированы на вибростоле модель монолитной конструкции из сборного железобетона в масштабе 1/5 и модель монолитной конструкции. Был проведен сравнительный анализ между ними, чтобы лучше понять их сейсмическое поведение.Основываясь на результатах экспериментов, характер и механизм разрушения были разными: концентрированное повреждение в соединительной балке, которое затем распространялось на сдвиговые стенки CIPS, а слабые соединения представляли трещины между сборными элементами помимо соединительной балки MPCS. Собственная частота MPCS обладала характерной особенностью слабости связей, которая была изначально больше, чем у CIPS, и быстро уменьшалась после первых волн с PGA 0,035 g. Коэффициенты усиления ускорения представляли тенденцию изменения под разными волнами землетрясений.Распределение сейсмического отклика имело линейность по высоте моделей в пластической стадии и позже превратилось в нелинейность из-за серьезных повреждений. В целом, MPCS и CIPS имели сходные сейсмические характеристики, за исключением типичных характеристик. И было доказано, что они обладают лучшими сейсмическими характеристиками без обрушения при сильных землетрясениях.
1. Введение
Сборная железобетонная конструкция состоит из сборных элементов, изготовленных на заводе, которые широко используются для жилых домов, промышленных зданий и общественных зданий, таких как квартиры, автостоянки и стадионы.Он обладает высококачественными сборными элементами: скоростью возведения и свободой архитектурной формы элементов. Однако целостность и безопасность соединений между сборными железобетонными элементами важны для общей конструкции, особенно при землетрясениях. Как известно, конструкция стены на сдвиг является эффективной системой бокового сопротивления для многоэтажных жилых домов [1, 2] в сейсмоопасной зоне.
Сборные элементы стены, работающей на сдвиг, по высоте этажа соединяются, образуя боковую систему сопротивления.Чтобы обеспечить надежность горизонтального соединения, используются различные способы соединения продольных арматурных элементов, такие как залитые втулки, последующее натяжение и соединительные муфты [3–7]. Далее, изолированные сдвиговые стенки с различными горизонтальными соединениями были испытаны с учетом контактной поверхности и упомянутого соединения продольной арматуры [8–10]. Вертикальное соединение, расположенное между сборными элементами этажа, было исследовано Vaghei et al. [11]. В настоящее время улучшенная герметизированная втулка представляет собой эффективное соединение продольной арматуры, а монолитное вертикальное соединение между сборными элементами этажа выполняется для повышения их целостности.А именно, вертикальное соединение — это краевые элементы сдвиговой стенки монолитной конструкции.
Свойства преобладающих соединений сборных элементов и конструкции в целом были определены с помощью псевдостатических испытаний и псевдодинамических испытаний [12–15], в то время как испытания не учитывали влияние продолжительности сейсмических волн. Один из видов сборных стеновых конструкций — крупнопанельных сборных железобетонных зданий с тремя одинарными простыми стенами был испытан Oliva et al. [16], а трехэтажная модельная структура была протестирована Lee et al.[17]. Сейсмические свойства сборной железобетонной конструкции в масштабе 1/4 с резиновыми подшипниками с высоким демпфированием были изучены Wang et al. [18]. Тем не менее, некоторые отчеты об исследованиях показали, что сборные железобетонные конструкции не обладали отличными сейсмическими характеристиками во время предыдущего землетрясения из-за отказов сварных и плохо сконструированных соединений [19, 20]. Совершенно очевидно, что необходимы дальнейшие экспериментальные исследования, чтобы заполнить пробел в знаниях о сейсмическом поведении сборных железобетонных конструкций. А крупномасштабные испытания на вибростоле — надежный метод исследования динамической сейсмической реакции сборных железобетонных конструкций.
В этой статье представлена программа сравнительных испытаний на вибростоле, реализованная на двух масштабных 1: 5 моделях 12-этажной конструкции стены со сдвигом, чтобы понять динамический сейсмический отклик сборной бетонной конструкции. Одна представляет собой монолитную конструкцию (CIPS), а другая — монолитную сборную железобетонную конструкцию (MPCS). Конструкция прототипа была спроектирована с двумя отсеками и двумя пролетами в соответствии с положениями кодекса [21], а конструкция MPCS была спроектирована согласно кодексу [22] и листам чертежей проекта [23].На основе результатов тестирования динамические характеристики двух моделей, такие как частота, коэффициент демпфирования и форма колебаний, оцениваются с помощью теста белого шума. Для сравнения: характер и механизм разрушения, реакция на сейсмические силы, сдвиг яруса, смещение яруса и межэтажный дрейф будут интенсивно изучаться, анализироваться и обсуждаться. Наконец, будет раскрыто всестороннее понимание сейсмических характеристик MPCS и CIPS, особенно реакции MPCS на землетрясение в целом.
2. Экспериментальная программа
2.1. Конструкция модели
2.1.1. Взаимосвязь подобия
В качестве рабочих параметров встряхиваемого стола и состояния подъемника в лаборатории в испытании на вибростоле применялась масштабированная модель. Конструкция прототипа была разработана с соблюдением положений китайского кодекса [21]. Дизайн моделей в уменьшенном масштабе был основан на теореме Пи Бэкингема [24]. Подобные константы геометрии, напряжения и ускорения сначала были определены как 0.2, 0,2 и 1 соответственно [25]. А затем другие параметры были выведены по правилам подобия и сведены в Таблицу 1. У CIPS и MPCS были одинаковые правила подобия. Кроме того, модели были разработаны как упруго-пластические модели для наблюдения за пластическим поведением при сильных землетрясениях [26].
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Примечание. ; «» Означает структуру модели; «» Означает структуру прототипа. |
2.1.2. Материальный дизайн
В соответствии с масштабируемыми параметрами физики, напряжение и модуль упругости материала модели снизились до 20% от таковых для бетона конструкции прототипа. Микробетон был принят в качестве модельного материала для ограничения крупного заполнителя. Шен и др. предложенный керамзит, порошкообразная угольная зола или пемза в качестве добавок могут снизить модуль упругости микробетона [27]. Итак, гипс смешали с микробетоном. После испытаний модельный материал представлял собой смесь цемент: мелкий заполнитель: крупный заполнитель: вода: гипс = 1: 3.64: 3,64: 0,93: 0,5 (в весовом соотношении). Предел прочности микробетона составил 8,94 МПа, а модуль упругости — 7,29 ГПа, что соответствует константе подобия 0,2 в отличие от бетона C40. Оцинкованная железная проволока была использована для замены арматуры по аналогичным правилам внутренних сил [25].
2.1.3. Плоская конструкция
Учитывая архитектурное пространство, физические размеры и плоскость соединения сборных элементов многоэтажного дома на практике, модель представляла собой двухпролетную, двухпролетную, двенадцатиэтажную конструкцию стены со сдвигом, которая была регулярной в план и высота.Масштабированные модели CIPS и MPCS имели размер 1800 мм × 1800 мм в плоскости и с постоянной высотой этажа 600 мм. Расстояние пролета составляло 1100 мм и 700 мм по направлению и 900 мм и 900 мм по направлению. Толщина поперечной стенки и соединительной балки составляла 40 мм, а толщина плиты — 30 мм. Он содержал три вида соединительных балок с разными пролетами: 500 мм, 300 мм и 160 мм соответственно. На рисунке 1 показаны модели в виде сверху.
Модель MPCS включала три типа монтируемых на месте соединений, связывающих сборные элементы, тип «L», тип «T» и тип «+», чтобы сформировать целостную часть в каждом этаже, и три вида сборных железобетонных изделий. бетонные стены со сдвигом (PCSW): PCSW-1, PCSW-2 и PCSW-3.Три соединения представляют собой внешнюю PCSW, соединенную в углу, внешнюю и внутреннюю PCSW, соединенную сбоку, и внутреннюю PCSW, соединенную внутри сборной конструкции. Более того, монолитные соединения соответствовали краевым компонентам поперечной стены модели CIPS, которые были отделены от сборного элемента на заводе, а затем выполнены из монолитного бетона после установки сборных элементов. А именно, монолитные соединения и PCSW составляли стенку сдвига CIPS.Параметры конструкции, материалы модели и программа загрузки MPCS были такими же, как и у CIPS. Однако модели были построены по-разному. Детали усиления монолитных соединений или краевых компонентов и PCSW показаны на рисунке 2.
(a) Усиление соединений CIP
(b) Усиление PCSW
(a) Усиление Соединения CIP
(б) Усиление PCSW
2.2. Детали сборного железобетона и строительства
Конструктивные меры CIPS соответствовали положениям кодекса [21].Модель CIPS была построена с использованием общей строительной техники, включая сборку арматуры, установку шаблона, заливку бетона и техническое обслуживание. Однако сборные элементы изготавливаются на заводе, транспортируются на строительную площадку, поднимаются краном и объединяются вместе с монолитным бетоном, позже формируя монолитную сборную бетонную конструкцию на практике. В этом проекте был принят компромиссный метод строительства. Модель стены из сборного железобетона, работающего на сдвиг, была изготовлена в лаборатории.Подкрепления были связаны следующими способами. Верхняя выступающая планка проходила через залитую втулку для соединения следующего PCSW, а боковая зацепляла продольные арматуры в CIP-соединении и позже надевала дополнительные хомуты. Монолитный пол между верхним и нижним ПКСВ заменил сборно-монолитную бетонную композитную плиту с аналогичной жесткостью для удобства. Оставшееся соединение CIP и пол были залиты после того, как PCSW затвердел в течение 48 часов. Таким образом, соединительная балка была предварительно изготовлена наложенной в MPCS, а в CIPS — целостности.Материал модели — микробетонный смешанный гипс с давлением 8,94 МПа. Процедуры MPCS и CIPS показаны на рисунке 3. Они были отверждены при нормальной температуре в течение 28 дней и испытаны на вибростоле при землетрясении.
Чтобы восполнить недостающую гравитацию и неструктурные элементы, железные блоки были использованы в качестве искусственной массы и равномерно закреплены на каждом этаже двух моделей примерно на 1,56 тонны. Общая масса каждой модели достигала 13,6 тонны, включая поперечные балки, а высота двух моделей составляла 7.56 м, что соответствует ограничению мощности системы встряхивающего стола.
2.3. Процедура испытаний
Хорошо известно, что состояние почвы на площадке является одним из важных факторов при выборе сейсмических входных данных для испытания вибростола. Эквивалентная скорость волны резания в слое почвы и толщина верхнего слоя почвы определяют классификацию площадки. Участок грунта типа II был определен в Кодексе сейсмического проектирования зданий [21], который был условным грунтом этого проекта.По сравнению со спектрами реакции сейсмического проекта, землетрясение в Суеверин-Хиллз (B-WSM), землетрясение (DZC) в Коджаэли (Турция) и землетрясение в Эль-Сентро (ELW) были выбраны в качестве наземных возбуждений и введены указанной последовательностью. Волны были выбраны из Тихоокеанского центра инженерных исследований землетрясений (PEER). Испытания проводились с однонаправленными и двунаправленными землетрясениями с коэффициентом PGA 1, 0,85, чтобы оценить общие сейсмические характеристики CIPS и MPCS.Программа испытаний на вибростоле включала восемь фаз, и пиковое ускорение грунта (PGA) составляло 0,035 г, 0,07 г, 0,14 г, 0,22 г, 0,40 г, 0,62 г, 0,70 г и 0,80 г в каждой фазе соответственно. PGA 0,70 г и 0,80 г были введены для наблюдения за их нелинейным поведением. После каждой фазы сосков вводился белый шум с PGA 0,035 г для определения динамических характеристик моделей.
Для мониторинга реакции на землетрясение двух моделей, 32 одноосных акселерометра, в том числе два на вибростоле, два на поперечной балке, двадцать четыре на каждом этаже по направлениям и четыре по диагонали в 12-м. этаж, были установлены для регистрации горизонтального ускорения.Всего на каждом этаже было установлено 12 датчиков перемещения и 12 датчиков скорости вибрации. Расположение тестовых инструментов показано на рисунке 4. На рисунке 5 показаны модели на встряхиваемом столе.
3. Характер и механизм отказов
Трещины и повреждения моделей отслеживались вместе с увеличением PGA. При PGA 0,035 г диагональные микротрещины на соединительной балке наблюдались только в основном направлении CIPS, а микротрещины MPCS были обнаружены в направлениях стенок сдвига, расположенных с 1-й по 4-ю.Когда PGA увеличился с 0,07 г до 0,22 г, трещины на CIPS расширились вдоль угла соединительной балки и образовались новые диагональные микротрещины. В фазах существующие трещины MPCS проникли в соединительную балку, а тем временем появились новые микротрещины. Диагональные микротрещины были основным рисунком моделей на этом этапе.
На следующем этапе модели представили различные рисунки трещин. После PGA, равного 0,40 г, трещины CIPS быстро концентрировались на концах соединительных балок, например, с наибольшим отношением глубины пролета с уменьшенным сечением для пластикового шарнира и с наименьшим отношением глубины пролета с диагональными трещинами.Напротив, диагональные трещины MPCS расширялись медленно, и одновременно возникали горизонтальные трещины между PCSW и полом CIP как особой формы. С увеличением сейсмической энергии новые трещины последовательно добавлялись по высоте моделей. Трещины CIPS были подобны диагональным трещинам, возникающим с PGA 0,035 г, а трещины MPCS были горизонтальными трещинами, возникающими в горизонтальных соединениях. Чтобы наблюдать за их нелинейным поведением, PGA 0.Было введено 80 г. На этом этапе в CIPS возникли вертикальные трещины вдоль краевого компонента и групповые трещины в стене сдвига на 4-м этаже. Мы посчитали, что слабой историей CIPS была 4-я история. Горизонтальная трещина распространилась до монолитного бетона, а вертикальная трещина появилась в месте контакта сборного железобетона и монолитного соединения на 2-м и 3-м этажах MPCS. Общие образцы трещин моделей показаны на Рисунке 6.
В целом диагональные трещины были представлены в концевых соединительных балках CIPS и MPCS.Это явление является благоприятным государством. Они обладали разными механизмами диссипации энергии под действием волн землетрясений. Связующий луч действовал как первая линия рассеивания энергии. В то время как соединительная балка образовывала пластиковый шарнир, поперечная стенка превратилась в однослойную стенку для рассеивания энергии в качестве второй линии, предотвращающей схлопывание в CIPS. Помимо соединительной балки, относительно слабые связи между сборными элементами сыграли новый способ рассеивания энергии в MPCS: сначала горизонтальные трещины, а затем вертикальные трещины.Кроме того, они в некоторой степени защищали систему бокового сопротивления.
4. Анализ реакции на землетрясение
4.1. Динамические характеристики
Динамические характеристики конструкции включают собственную частоту, жесткость, коэффициент демпфирования и форму колебаний. Их можно вывести из белого шума, вводимого передаточной функцией после каждой фазы тестирования. Первая и вторая собственные частоты по направлению и направлению показаны в Таблице 2. Также жесткость может быть рассчитана с помощью частоты, и она представлена на Рисунке 7 [28].Начальная частота MPCS была больше, чем CIPS, и была такой же, как и исходная жесткость. Мы предположили, что примыкающие залитые цементным раствором муфты и дополнительные хомуты в соединениях привели к явлению. Когда было введено первое землетрясение, собственная частота MPCS снизилась примерно на 20%, что могло быть вызвано усадкой и микротрещинами в соединениях в качестве начального повреждения [29]. При увеличении энергии влияние начальных повреждений не было основным фактором. А затем две модели примерно с одинаковой частотой представлены в аварийном состоянии.Кривые деградации жесткости CIPS постепенно уменьшались с увеличением PGA. В отличие от CIPS, MPCS явно снизился на первой фазе, а затем медленно уменьшился с 0,035 г до 0,14 г. Наконец, они имели схожую остаточную жесткость. Разнообразие тенденций можно понять по упомянутой схеме отказов.
|
Коэффициент демпфирования отражает рассеивающую способность конструкции.Как показано на рисунке 8, коэффициент демпфирования постепенно увеличивался после PGA. На первом этапе он составлял 4,2%. Затем коэффициент демпфирования медленно увеличивался до значения PGA 0,40 г, которое составляло от 4,2% до 5,0%. Средний коэффициент демпфирования для каждой фазы изменился с 4,2% до 8,2% в процессе нагружения, что относится к монолитной бетонной конструкции. Тем не менее, механизм диссипации энергии CIPS и MPCS был различным для порядка и распределения трещин.
Первая и вторая формы колебаний моделей описаны на рисунке 9.В общем, форма моды первого порядка показывала характеристики деформации изгиба, а поперечная жесткость была равномерным распределением по высоте модели. Их формы постепенно изгибались к оси. Это явление может быть вызвано модами высокого порядка. И тенденция CIPS была более очевидной для PGA 0,40 г и 0,62 г, поскольку серьезное повреждение произошло в стенке сдвига. Форма колебаний второго порядка у них была аналогичной. Причем максимальный модовый коэффициент второй формы был на позиции 4 этажа.
4.2. Реакция на ускорение
Отношение измеренного ускорения к соответствующему входному пиковому ускорению грунта называется коэффициентом усиления ускорения. Он отражает динамический отклик конструкции при землетрясении. Коэффициенты усиления ускорения по высоте моделей описаны на Рисунке 10 (а) для движений грунта B-WSM, DZC и ELW для различных сейсмических уровней. Очевидно, что эта из двух моделей постепенно увеличивалась по высоте модели на каждом этапе тестирования.При увеличении веса PGA с 0,07 г до 0,62 г, вся тенденция его развития постепенно уменьшалась, что подразумевает прогрессирующую деградацию жесткости конструкции. На каждой фазе испытаний модели представляли разные динамические реакции при различных землетрясениях. В эластичной стадии с PGA 0,07 г и 0,14 г CIPS имел больший отклик на B-WSM и ELW, чем на DZC. MPCS имел единообразную реакцию на три возбуждения. Волны землетрясений с различными характеристиками частотного спектра могут привести к этому явлению.Наибольший ответ CIPS наблюдался при ELW с PGA 0,22 г, а ответ MPCS наблюдался в B-WSM с PGA 0,40 г. Различия двух моделей о факторах усиления ускорения могут быть вызваны связями между сборными элементами. Коэффициенты CIPS и MPCS снизились с 5,46 до 3,19 и с 5,23 до 3,08 на заключительном этапе тестирования, соответственно. Как показано на Рисунке 10 (b), распределение было более регулярным на фазах испытаний с PGA от 0,035 г до 0.14 г. Когда две модели были подвергнуты серьезным повреждениям, влияние мод колебаний высокого порядка постепенно увеличивалось, и коэффициенты усиления ускорения в некоторых точках измерения больше не соответствовали распределению [30].
(a) Коэффициенты усиления ускорения изменялись на фазах испытаний CIPS и MPCS
(b) Факторы усиления ускорения волны B-WSM по высоте двух моделей
(a) Коэффициенты усиления ускорения изменялись вдоль фазы тестирования CIPS и MPCS
(б) Коэффициенты усиления ускорения волны B-WSM по высоте двух моделей
4.3. Землетрясение
Характеристика распределения сейсмической силы в конструкции является очень важным ориентиром для асейсмического проектирования и применения MPCS и CIPS. Максимальная сейсмическая сила этажа определяется следующим образом: где — максимальная сейсмическая сила; — сосредоточенная масса этажа; — реакция ускорения этажа относительно земли в момент, и — ускорение земли во время.
Согласно (1), максимальные сейсмические силы CIPS и MPCS представлены и сравнены на рисунке 11.Как показано на Рисунке 11 (a), их результаты были представлены в линейном режиме после увеличения волн землетрясений с PGA от 0,035 g до 0,14 g. Изгибы постепенно увеличивались по высоте моделей. Они могут отражать реальное распределение сейсмических сил в некоторой степени структуры на упругой стадии, и в это время можно игнорировать моды высокого порядка. А затем трещины постепенно расширялись по-разному в двух моделях, и влияние мод высокого порядка сработало.Модели вошли в пластическую стадию с явной нелинейностью. Максимальные сейсмические силы CIPS возникли в середине модели, например, 5-я, 6-я и 8-я. Те из MPCS были на 4-м, 5-м и 8-м местах. В пластической стадии с ПГА от 0,22 г до 0,62 г распределение сейсмических сил изменилось для мод высокого порядка. ( 1), и они проиллюстрированы по высоте моделей на рисунке 11 (b).Сила межэтажного сдвига постепенно увеличивалась с помощью PGA и уменьшалась по высоте модельной конструкции. В упругой стадии распределение межэтажного сдвига CIPS и MPCS показало аналогичные правила, как перевернутый треугольник. На пластической стадии тенденция вибрации была вызвана модами высокого порядка, и межъярусная поперечная сила не строго соответствовала схеме распределения.
4.4. Отклик на смещение
Максимальные смещения этажей CIPS и MPCS по высоте модели, полученные из B-WSM, DZC и ELW с PGA от 0.035 г — 0,62 г сравниваются и изображены на Фигуре 12 (а). Так как конструкция стенок сдвига является эффективной боковой системой сопротивления [1], максимальные смещения моделей по этажам были небольшими на 12-м этаже, расположенные от 1,13 мм до 7,56 мм CIPS и от 1,06 мм до 6,99 мм MPCS в упругой стадии. Этап содержал PGA от 0,035 г до 0,14 г. С увеличением интенсивности землетрясений две модели продемонстрировали различные явления повреждения, описанные в предыдущем абзаце. Концентрированное повреждение стены сдвига 4-го этажа CIPS вызвало большее смещение, чем у MPCS.Большее смещение сформировало больший угол кручения пола, а затем привело к гораздо большему смещению в верхней структуре CIPS. И максимальный деструктивный дрейф сюжета был на 4-м этаже. Между тем, две модели показали явно нелинейное поведение с PGA 0,40 г и 0,62 г. Форма их максимальных смещений по этажу была аналогична форме первой моды. Максимальные смещения по этажам составляли 48,67 мм в CIPS и 41,98 мм в MPCS.
(a) Максимальные смещения по этажам CIPS и MPCS
(b) Коэффициент смещения по этажам CIPS и MPCS
(a) Максимальные смещения по этажам CIPS и MPCS
(b) Коэффициент смещения по этажам CIPS и MPCS
. Максимальные отношения межэтажного дрейфа были рассчитаны и представлены на Рисунке 12 (b).Максимальное значение смещения этажа CIPS составляло 1/1005 на 5-м этаже под волной землетрясения DZC с PGA 0,70 g, а значение MPCS составляло 1/1020 на 5-м этаже под той же волной. Они соответствовали положению о максимальном сдвиге этажа в упругой ступени в зоне 8-градусной сейсмической фортификации в коде GB 50011-2010 [21]. На стадии от PGA 0,035 г до 0,14 г дрейф сюжета постепенно увеличивался. Нормы сейсмического проектирования требуют предельного значения коэффициента пластического межэтажного дрейфа, чтобы предотвратить обрушение.Мы проверили дрейф сюжета под PGA 0,40 г. Значения CIPS и MPCS составляли 1/121 и 1/127, что соответствовало предельному значению при воздействии редких землетрясений в 8-градусных сейсмических регионах. При возбуждении ПГА 0,62 г значения превышали предельное значение при воздействии редких землетрясений в 9-градусных сейсмических регионах. Затем были введены более интенсивные волны землетрясений с PGA 0,80 g; модели показали лучшее сейсмическое поведение без обрушения.
5. Заключение
Сравнительное сейсмическое исследование между CIPS и MPCS было проведено с помощью теста встряхивающего стола, который содержал 12-этажную модель CIPS в масштабе 1/5 и модель MPCS.Экспериментальные результаты динамических характеристик, характера и механизма отказов, а также сейсмического отклика моделей обсуждались и сравнивались друг с другом, чтобы лучше понять их сейсмическое поведение. На основе интенсивного анализа результатов испытаний были сделаны следующие выводы: (1) Типичным характером разрушения CIPS была концентрация повреждений в соединительных балках вначале, а затем трещины, возникшие в стенке сдвига в пластической стадии. Однако, помимо концентрированного повреждения в соединительной балке, соединения между сборным элементом и полом CIP были слабым местом, и вертикальная трещина возникла после горизонтальной трещины в пластической стадии.Высококачественный сборный элемент не показал трещин при испытании. (2) Начальная собственная частота, поскольку начальная жесткость MPCS ухудшилась более явно, чем CIPS для мелких трещин в соединениях. Коэффициент демпфирования у них имел аналогичный параметр, но способ рассеивания энергии у них был разным. И у них были похожие формы колебаний. (3) Их коэффициенты усиления ускорения увеличивались по высоте моделей и постепенно уменьшались с увеличением PGA. Тем не менее, они по-разному реагировали на разные волны землетрясения.Максимальный коэффициент усиления ускорения CIPS составил 5,46 под ELW с PGA 0,22 г, а MPCS — 5,23 под B-WSM с PGA 0,40 г. (4) Распределение сейсмических сил в них линейно увеличивалось по высоте модели, а затем представили нелинейность для влияния мод высокого порядка. Распределение межэтажного сдвига CIPS и MPCS показало аналогичные правила, как перевернутый треугольник в упругой стадии. (5) Максимальные смещения этажа из них были почти равны в упругой стадии.Однако максимальное смещение этажа CIPS было больше, чем у MPCS на стадии пластика, что было вызвано концентрированным отказом на 4-м этаже CIPS. Максимальное межъярусное расстояние под сейсмическими волнами с PGA 0,07 г и 0,40 г соответствовало положениям китайского кодекса. При более интенсивной волне землетрясения PGA силой 0,80 г обе модели обладали достаточной способностью противостоять разрушению.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Выражение признательности
Это исследование было поддержано как инновационной группой Сианьского университета архитектуры и технологий, так и инновационным проектом координации науки и технологий провинции Шэньси (номера 2015KTZDSF03-05-01, 2015KTZDSF03-04 и 2014SZS04-Z01) . Также выражается признательность за поддержку Национального фонда естественных наук Китая (гранты № 51408456, 51578444 и 51478381) и Министерства образования по развитию группы ученых и инноваций (№ IRT13089).
Сейсмостойкость ICF | ICF Builder Magazine
Веб-сайты почти всех основных производителей ICF утверждают, что они являются отличным выбором для сейсмоустойчивого строительства
. Однако эти утверждения очень редко подтверждаются инженерными разработками или даже тематическими исследованиями.
Недавние широкомасштабные разрушения на Гаити, вызванные мощным землетрясением, сделали это еще более серьезной проблемой для владельцев зданий, рассматривающих строительство ICF. В новостях сообщалось о сотнях — или даже сотнях тысяч — бетонных зданий, которые разрушились в результате землетрясения, захватив или убив жителей.
ICF — это в основном бетонная конструкция, покрытая пеной. Разумно ли выбирать этот метод строительства в районах, подверженных землетрясениям?
Короткий ответ — да. Портлендская цементная ассоциация (PCA) заявляет: «Построенные в соответствии с передовой практикой, бетонные дома могут быть одними из самых безопасных и прочных типов конструкций во время землетрясения. Дома, построенные с железобетонными стенами, не пострадали от землетрясений, имеют прочную конструкцию и в значительной степени безупречны ».
СтеныICF могут быть построены таким образом, чтобы выдерживать самые высокие сейсмические требования в стране, и могут быть выполнены с большей гибкостью конструкции и с меньшими затратами, чем деревянный каркас.
«Одно из преимуществ строительства с изолированными бетонными формами — это возможность выбирать, какой уровень сейсмической защиты вы предпочитаете для своего дома или коммерческого здания», — говорит установщик ICF из Спокана. «Немногие другие строительные технологии позволяют гибко строить здания в соответствии с высочайшими стандартами сейсмической защиты».
Однако имейте в виду, что строительство в сейсмических зонах намного сложнее и сложнее, чем строительство в других районах страны. Крис Джонсон, Напа, Калифорния., Строитель ICF говорит: «Зоны с высокой сейсмичностью требуют дорогостоящей и обширной детализации. Это достигается за счет такого количества дополнительного оборудования, которое сведет вас с ума … Я знаю, что это добавило дней к моему первому проекту ».
Железобетон внутри стен ICF настолько прочнее, чем деревянный каркас, что дизайнеры могут добавить такие особенности, как большая серия окон в этом доме Knights Ferry California, которые были бы невозможны при других методах строительства.
Уровень сейсмической защиты, который требуется для проекта, зависит от местных норм, географического положения, типа почвы, марки ICF и даже от конкретного дизайна дома.
Чили против Гаити
Землетрясение на Гаити в январе 2010 года, без сомнения, было катастрофой огромных масштабов. В результате землетрясения силой 7 баллов погибло 250 000 человек, было серьезно ранено или искалечено еще 300 000 человек, а миллион — примерно треть населения страны — остались без крова.
Часто забывают тот факт, что месяц спустя еще более сильное землетрясение потрясло Чили. Рейтинг 8,8 по шкале Рихтера, он был в пятьдесят раз мощнее, чем землетрясение на Гаити, и происходило всего в нескольких милях к югу от крупного мегаполиса.Несмотря на то, что строительство в этом районе было в основном бетонным, ущерб был гораздо более ограниченным и привел к гибели лишь нескольких сотен человек.
Разница в повреждениях была обусловлена строительными стандартами каждой страны. В чилийских зданиях использовался железобетон, а в гаитянских — неармированная кладка.
Физика бетона
В качестве строительного материала бетон имеет исключительную прочность на сжатие, но очень низкую прочность на растяжение (растяжение) или сдвиг (скольжение).Но когда добавляется стальная арматура, прочность бетона на растяжение и сдвиг резко возрастает. Как сказано в PCA, «сочетание бетона и стали обеспечивает три наиболее важных свойства сейсмостойкости: жесткость, прочность и пластичность».
CTL, лаборатория по испытанию строительных материалов недалеко от Чикаго, подвергла пять типов стен, в том числе три различных типа сердечников стен ICF, растягивающим напряжениям, подобным землетрясению. Результаты показали, что даже стена из слегка армированного бетона имеет более чем в шесть раз большую нагрузку на стеллаж, чем стена с деревянным каркасом.
Роль кодов
Как показали последствия в Чили и Гаити, ключом к выживанию ICF при землетрясении является наличие достаточного количества арматурной стали в сердечнике с хорошей консолидацией вокруг него.
В США и Канаде это обеспечивается, поскольку все планы строительства должны быть утверждены инженером-строителем. Инженер может использовать предписывающий код или производить расчеты самостоятельно. Хорошая инженерная проверка и проверка кода, как это было в Чили, определят, будет ли здание практически неразрушимым или виртуально смертельной ловушкой.
Хотя предварительные затраты на проектирование выше, часто затраты на строительство снижаются достаточно, чтобы обеспечить значительную общую экономию затрат.
Один разочарованный строитель на Тихоокеанском Северо-Западе говорит: «Проблема, с которой я столкнулся с [предписывающим методом], заключается в том, что он настолько консервативен и ограничен, что вы получаете смехотворное количество ненужной арматуры в ваших стенах. Вы также получаете нелепые и строгие вложения и подробности обо всех ваших связях. Я считаю, что нужно найти отличного инженера, который на самом деле делает расчеты… Мой опыт показал мне, что великий инженер может быть бесценным и сэкономить проекту массу времени, денег, головной боли и страданий.”
Роберт Клоб, домашний дизайнер ICF из Феникса, объясняет: «Предварительная инженерия, по сути, устанавливает наихудший сценарий и применяет его к каждой отдельной внешней стене. Он предупреждает, что предписывающий метод учитывает только самые базовые переменные и может ограничить из-за этого ваши дизайнерские способности ».
Американские строители в большинстве районов соблюдают либо Международный жилищный кодекс (IRC), либо Международный строительный кодекс (IBC). IRC применяется только к отдельно стоящим домам на одну, две и несколько семей (таунхаусы), трехэтажным и менее. в высоту.Все, что выходит за рамки этого определения, должно использовать IBC.
Оба кода используют одну и ту же карту, которая обозначает «сейсмическую зону» строительной площадки. Это было определено на основе местоположения разломов и истории землетрясений. В целом, сейсмичность C — нормальная сила новых домов из палки, построенных по всей стране. Сейсмические воздействия D1 и D2 постепенно увеличивают количество арматурного стержня, изгиб, размещение и детализацию для повышения прочности. Если почва жесткая, плотная или каменистая, по карте все в порядке.Если ваши почвы мягкие или рыхлые, инженер-геолог должен определить классификацию — это может быть сейсмический E на дальнем конце карты!
Как правило, сейсморазведка требуется на западном побережье, в горах Сьерра-Невада, в изолированных очагах в Скалистых горах (восточный Айдахо, западный Вайоминг и северная Юта), на юге Аляски и на участке вдоль реки Миссисипи в западном Теннесси, на юго-востоке. Район Миссури.
В Миннесоте — сейсмически мертвой зоне — арматурная сталь может представлять собой одиночный мат из ½-дюймового арматурного стержня, помещенный на четыре фута по центру.В Юте и Калифорнии 16 дюймов по центру — это минимум, и двойные маты из арматурного стержня №6 и 12 дюймов по центру не являются чем-то необычным.
В некоторых районах страны, например в Южной Флориде, ветровые нагрузки превышают нормы для землетрясений, поэтому расстояние между арматурными стержнями основано на этом. Кроме того, несмотря на то, что IRC указывает, что сейсмическое проектирование требуется для тяжелых строительных материалов, стандартное жилое строительство, включая каменную кладку и ICF, обычно не попадает в эту категорию.
Стремясь уменьшить эту путаницу, Исследовательский центр NAHB опубликовал второе издание предписывающего метода изоляции бетонных опалубок в жилом строительстве с дополнительной информацией о сейсмическом проектировании в категориях C и D (сейсмические зоны 3 и 4). .
Типы ICF
Изолированные бетонные формысоздают бетонное ядро, обеспечивающее прочность конструкции. В зависимости от марки используемого ICF этот сердечник может быть либо плоской стенкой одной толщины, либо «вафельной сеткой», «сеткой экрана» или балкой. Одна из причин огромной популярности ICF с плоскими стенками заключается в том, что они значительно упрощают инженерам выполнение расчетов.
Для ICF с сеткой экрана была опубликована книга по этой теме под названием «Сейсмическая оценка структурной системы зеленого здания: стены с сеткой ICF».Если вы используете сетку экрана или систему стоек и лучей, работайте в тесном сотрудничестве с техническим представителем производителя и местным ответственным инженером. Ожидайте дополнительных хлопот при утверждении ваших планов.
При взвешивании типа ICF для использования и уровня сейсмостойкости, который желает владелец, учитывайте общую стоимость проекта, а не отдельные компоненты. Более высокая сейсмостойкость обычно увеличивает стоимость материалов и рабочей силы, но степень зависит от сложности и размера проекта.Большинство компаний ICF будут работать с владельцем и его командой дизайнеров, чтобы определить наилучший баланс силы и затрат для вашего проекта.
Подключения и детали
После серии смертоносных землетрясений в Калифорнии ряд университетов попытался определить, почему здания рухнули. Они обнаружили, что длинные стены сильнее коротких, а твердые стены лучше, чем стены с множеством окон и дверей. Стыки и углы были частыми точками выхода из строя.
ПроизводителиICF обновили свою документацию, чтобы учесть эту новую информацию. Например, в прошлом году компания Logix изменила свою конструкторскую документацию стен, потребовав дополнительных соединений между опорами и стенами, а также между верхними частями стен и рамой пола для работ, выполняемых в сейсмических зонах. Интересно, что новые документы не требуют дополнительной арматуры для стен.
«При землетрясениях все решают соединения, и поэтому, хотя арматурный стержень остается прежним, соединения усиливаются», — говорит Ян Гислер, эксперт ICF по установке, имеющий опыт работы в Северной Америке и странах Карибского бассейна.
«Бетон с правильным размером и размещением арматуры — один из лучших методов строительства в зонах с высокой сейсмичностью», — продолжает Гислер. «Конструкция должна быть спроектирована инженером-строителем… Когда люди думают о землетрясениях и бетоне, они обычно представляют дороги и мосты. Это колонны и балки, тогда как бетонный дом больше похож на бетонный ящик. Представьте ящик, брошенный в воду на пляже; коробка плывет по волнам и держится вместе. [Сейчас] изображайте колонны и балки на волнах; они сразу разваливаются.При надлежащем проектировании особое внимание следует уделять перемычкам (небольшим балкам над окнами и дверями верхнего этажа), поскольку эти области могут (в зависимости от конструкции) быть ахиллесовой пятой стен ».
Преимущества
Несмотря на дополнительные работы, связанные со строительством ICF в сейсмической зоне, он оказался чрезвычайно популярным в этих областях. Два крупнейших квартала ICF в мире, Casitas Vera Cruz и Rio Del Sol, построены в сейсмоопасной Калифорнии.
Джо Морреале, разработчик проекта Рио-дель-Соль в Палм-Сити, говорит: «Для каркасного дома требуется огромное количество фанеры и оборудования, чтобы соответствовать сейсмическим стандартам. Это делает ICF экономичной альтернативой в сейсмических районах ».
Еще одно преимущество состоит в том, что в домах ICF часто могут быть окна большего размера, чем в аналогичных домах из палки. Чем выше сейсмическая зона, тем это верно.
Наконец, как упоминал выше Гислер, во время землетрясения структура ICF будет двигаться, как ящик в воде.Связывание полов, оконных проемов и стен сталью имеет решающее значение. По тем же причинам, при прочих равных, дом с подвалом лучше закрепить, чем без него.
Испытания CTL пришли к выводу, что «исключительная пластичность стали в сочетании с прочностью бетона на сжатие, напоминающей скалу, дает превосходное сочетание трех наиболее важных сейсмоустойчивых свойств… Неудивительно, что современные железобетонные здания выжили. эти недавние землетрясения, редко приносящие значительный ущерб.”
Железобетон — обзор
3.2.1 Описание конструкции и материалы
Строительство ЖБИ резко увеличилось за последние несколько десятилетий в долине Катманду и других крупных городских центрах Непала в связи с быстро растущим населением региона. Строительство RC началось около четырех десятилетий назад в качестве альтернативы традиционным зданиям из неармированной каменной кладки (URM), которым не хватает структурной целостности и пластичности. Согласно национальной переписи населения 2011 года, около 10% строительства зданий в Непале приходится на ЖК, при этом более 40% от общего объема строительства ЖК сосредоточено в долине Катманду, как показано на рис.3.1.
Рисунок 3.1. Типы зданий в Непале (Chaulagain et al., 2013).
В Непале ЖБИ, построенные до внедрения норм проектирования, обычно характеризуются низким качеством бетона и плохим качеством изготовления, часто с несоответствующими размерами сечения колонн и балок, недостаточным продольным армированием, большим расстоянием между скобами и слабыми соединениями балка-колонна. Кроме того, в таких зданиях часто используются неармированные панели-заполнители из массивной кирпичной кладки для внешних и внутренних перегородок.Примечательно, что Национальный строительный кодекс (NBC) игнорирует влияние заполнения в конструкции конструкции, вместо этого сосредотачиваясь на голых каркасах. Исследования, проведенные несколькими авторами (Mehrabi et al., 1996; Varum, 2003; Dolšek and Fajfar, 2008; Chaulagain, 2015), показали, что заполнение кладки значительно увеличивает прочность и жесткость, если сейсмические требования не превышают деформационную способность конструкции. и снижает деформационную способность конструкции по отношению к ее максимуму.
Результаты обследований участков показывают, что большинство ЖБИ в Непале имеют 3–5 этажей с размерами колонн от 230 × 230 мм, 230 × 300 мм, до недавнего времени 300 × 300 мм, а размеры балок составляют приблизительно (230 × 300 мм). × 325) мм при толщине плиты 100–150 мм.Наибольшая продольная арматура, используемая в колоннах размером 230 × 230 мм, составляет 4 ø 12, с колоннами 230 × 300 мм, содержащими 6 ø 12, и колоннами 300 × 300 мм (6 ø 16) + (2 ø 12). Примитивные здания характеризуются расстоянием между скобами 150 мм по центру по всей высоте колонны и балки, тогда как в недавно построенных зданиях используются два типа расстояния между скобами: 100 мм по центру вверху внизу и вверху одна треть высоты колонны на каждом этаже. и 150 мм по центру на оставшуюся треть высоты колонны.Характерная прочность арматуры составляет 415 МПа, при этом прочность бетона для более ранних зданий составляет от 10 до 15 МПа для элементов конструкции. Для бетона обычно не используется конструкция бетонной смеси, что, следовательно, допускает большой разброс измеренных значений прочности бетона.
Несмотря на то, что строительство жилого дома началось несколько десятилетий назад, первый проектный кодекс, известный как Национальный строительный кодекс Непала , был утвержден только в 2004 году и введен в действие в 2006 году. Директива NBC 205 (1994) полезна для обычных жилых зданий высотой выше до 3 этажей, с готовыми к использованию размерами и деталями конструктивных элементов.Для других структур использовался NBC 105 (1994).
(PDF) Характеристики сборных крупнопанельных железобетонных зданий во время землетрясения в Албании в ноябре 2019 г.
Ссылки
Anagnostopoulos, SA, M. Moretti, M. Panoutsopoulou, D. Panagiotoupoulou и T. Thoma 2004. Пост землетрясения
Оценка повреждений и пригодности зданий: дальнейшее развитие и применение. Итоговый отчет, Европейская комиссия
— D.G. Окружающая среда и гражданская защита EPPO, Патры, Греция.
Андонов А. 2019. Сейсмический риск в крупнопанельных домах в Болгарии. Представлено на семинаре SERA Balkans Seismic Risk
, Белград, Сербия, 13 июня. По состоянию на 7 июня 2020 г. https://understandrisk.org/wp-content/uploads/
Seismic-Risk-Assessment-of-Large- Панельные дома в Болгарии.pdf.
Astroza, M., O. Moroni, S. Brzev, and J. Tanner. 2012. Сейсмические характеристики инженерных каменных зданий при землетрясении
мауле в 2010 году.Спектры землетрясений 28 (S1): S385 – S406. DOI: 10,1193 / 1,4000040.
Баджо, К., А. Бернардини, Р. Колоцца, Л. Корацца, М. Делла Белла, Г. Ди Паскуале, М. Дольче, А. Горетти, А. Мартинелли, Г.
Орсини и др. 2007. Полевое руководство по оценке ущерба и безопасности после землетрясения и краткосрочных контрмер
(AeDES). Испра, Италия: Европейская комиссия, Объединенный исследовательский центр, Институт защиты и безопасности граждан
.
Беккер, Дж.М., К. Льоренте и П. Мюллер. 1980. Сейсмическая реакция сборных железобетонных стен. Землетрясение и
Structural Dynamics 8: 545–64. DOI: 10.1002 / eqe.42
Бостенару Дан М. и И. Санду. 2004. Жилые дома из сборных железобетонных панелей, Отчет 83, Энциклопедия World Housing
, Институт инженерных исследований землетрясений, Окленд, Калифорния, США. По состоянию на 7 июня 2020 г. https: // db.
world-housing.net/building/83/.
Брзев С., Б. Пандей, Д. К. Махарджан и К. Вентура. 2017. Оценка сейсмической уязвимости малоэтажных железобетонных зданий
, пострадавших от землетрясения 2015 года в Горкхе, Непал. Спектры землетрясений 33 (S1): S275 – S298. DOI:
10,1193 / 120116eqs218m.
CAE. 1999. Руководство по использованию сборного железобетона в зданиях. 2-е изд. Крайстчерч, Новая Зеландия: Центр
передовых технологий, Кентерберийский университет.
Цай, Г., К. Су, К. Д. Цавдаридис и Х. Деже. 2018. Упрощенные показатели плотности стен и анкерных колонн монолитных
кирпичных построек в сейсмических зонах. Журнал сейсмической инженерии. DOI: 10.1080 / 13632469.2018.1453396.
Клаф Р. У., Ф. Малхас и М. Г. Олива. 1989. Сейсмическое поведение или большие панельные сборные железобетонные стены: анализ и эксперимент
. Журнал PCI 34 (5): 42–66. DOI: 10.15554 / pcij.0
89.42.66.
Дуни Л. и Н.Теодулидис. 2019. Краткая заметка о землетрясении M6.4 26 ноября 2019 года в Дурресе (Албания): сильное движение грунта
с акцентом в городе Дуррес. Тирана, Албания: Институт инженерной сейсмологии и землетрясений
Engineering (ITSAK).
EMSC-CSEM. 2019. M 6.4 — Албания — 2019-11-2602: 54: 11 UTC. Европейско-Средиземноморский сейсмологический центр.
По состоянию на 7 июня 2020 г. https://static3.emsc.eu/Images/EVID/80/807/807751/807751.regional.jpg.
EN 1998-1: 2005. 2005. Еврокод 8: Проектирование сейсмостойких сооружений — Часть 1: Общие правила, сейсмические воздействия
и правила для зданий. Брюссель, Бельгия: Европейский комитет по нормализации.
FEMA. 1999. FEMA 306: Оценка бетонных и каменных стен зданий, поврежденных землетрясением — Руководство по основным процедурам
. Вашингтон, округ Колумбия: Федеральное агентство по чрезвычайным ситуациям.
FIB. 2008. Конструкционные соединения для сборных железобетонных зданий.Бюллетень 43. Лозанна, Швейцария: Международная федерация конструкционного бетона
(b).
Grünthal, G. 1998. Европейская макросейсмическая шкала 1998 г. (EMS-98). Люксембург: Centre Europèen de Géodynamique et de
Séismologie.
IGEWE. 2020. Сильное движение регистрирует землетрясение в Дуррези 26 ноября 2019 года. Институт геонаук, энергетики, воды
и окружающей среды. Тирана, Албания. По состоянию на 7 июня 2020 г. https://geo.edu.al/newweb/?fq=november&gj=gj2.
Исуфи, Б. 2020. Новый университет Лиссабона. Личное общение.
Клячко М., Морчикчин И., Нудга И. 2002. Большие панельные дома из железобетона (серии 122, 135 и
1-464c). Отчет № 55, Всемирная жилищная энциклопедия, Институт инженерных исследований Землетрясения, США.
Коллегер, Дж. П. и Дж. Г. Боукамп. 1980. Прогнозирующая динамическая реакция конструкций панельного типа на землетрясения.
Отчет № EERC 80/31, Центр инженерных исследований землетрясений, Калифорнийский университет, Беркли.
КТП-Н.2-89. 1989. Кушт текник проектими пер ндертимет антисизмик КТП-N.2-89 [Правила технического проектирования землетрясения
сейсмостойкого сооружения КТП-N.2-89]. Тирана, Албания: Akademia e Shkencave.
Лагос, Р., М. Купфер, Дж. Линденберг, П. Бонелли, Р. Сарагони, Т. Гендельман, Л. Массоне, Р. Борошек и Ф. Яцез
2012 г. Сейсмические характеристики высотного бетона здания в Чили. Международный журнал высотных зданий 1 (3):
181–94.
Леккас, Э., С. Маврулис, Д. Папа и П. Каридис. 2019. Землетрясение 26 ноября 2019 г. в Дурресе (Албания) Mw 6.4.
Информационный бюллетень по стратегиям управления окружающей средой, стихийными бедствиями и кризисами, 15, ISSN 2653-9454. По состоянию на 7 июня 2020 г.
https://edcm.edu.gr/images/docs/newsletters/Newsletter_15_2019_Albania_EQ.pdf.
Маринкович, М. 2020. Строительный факультет, Белградский университет. Личное общение.
Морони, М., М. Астроза и К.Асеведо. 2004. Характеристики и сейсмическая уязвимость кирпичных домов, используемых в
Чили. Журнал производительности построенных объектов 18 (3): 173–79. DOI: 10.1061 / (ASCE) 0887-3828 (2004) 18: 3 (173).
Мюллер П. 1988. Экспериментальное исследование сейсмических характеристик сборных стен. Труды 9-й Всемирной конференции по сейсмостойкости
, т. IV, 755–60, Токио, Япония.
26 M. GURI ET AL.
Сейсмостойкие фундаменты и материалы — как работают сейсмостойкие здания
Если фундамент здания расположен на мягком или засыпанном грунте, все здание может разрушиться в результате землетрясения, независимо от применяемых передовых инженерных технологий.Однако, предполагая, что грунт под конструкцией является твердым и прочным, инженеры могут значительно улучшить реакцию системы здание-фундамент на сейсмические волны. Например, землетрясения часто срывают здания с фундамента. Одно из решений — привязать фундамент к зданию, чтобы вся конструкция двигалась как единое целое.
Другое решение — известное как изоляция основания — предполагает плавание здания над его фундаментом на системе подшипников, пружин или мягких цилиндров.Инженеры используют различные конструкции подушек подшипников, но они часто выбирают свинцово-резиновые подшипники, которые содержат твердый свинцовый сердечник, обернутый чередующимися слоями резины и стали. Свинцовый сердечник делает подшипник жестким и прочным в вертикальном направлении, а резиновые и стальные ленты делают подшипник гибким в горизонтальном направлении. Подшипники крепятся к зданию и фундаменту с помощью стальных пластин, а затем, при землетрясении, позволяют фундаменту двигаться, не перемещая конструкцию над ним.В результате горизонтальное ускорение здания уменьшается, и он подвергается гораздо меньшей деформации и повреждению.
Даже при наличии системы изоляции основания здание все равно получает определенное количество вибрационной энергии во время землетрясения. Само здание может в некоторой степени рассеивать или гасить эту энергию, хотя его способность делать это напрямую связана с пластичностью материала, используемого в конструкции. Пластичность означает способность материала подвергаться большим пластическим деформациям.Кирпичные и бетонные здания обладают низкой пластичностью и поэтому поглощают очень мало энергии. Это делает их особенно уязвимыми даже при незначительных землетрясениях. С другой стороны, здания, построенные из железобетона, работают намного лучше, потому что закладная сталь увеличивает пластичность материала. А здания, изготовленные из конструкционной стали — стальных компонентов, которые бывают различных предварительно отформованных форм, таких как балки, уголки и пластины, — обладают высочайшей пластичностью, позволяя зданиям значительно изгибаться без разрушения.
В идеале инженерам не нужно полагаться исключительно на способность конструкции рассеивать энергию. Во все более сейсмостойких зданиях проектировщики устанавливают системы демпфирования. Активное демпфирование массы , например, опирается на тяжелую массу, установленную на крыше здания и соединенную с вязкими амортизаторами, которые действуют как амортизаторы. Когда здание начинает колебаться, масса движется в обратном направлении, что снижает амплитуду механических колебаний.Также можно использовать более мелкие демпфирующие устройства в системе распорок здания.
Даже после обширных испытаний на лабораторных вибростендах, любая проектная концепция сейсмической инженерии остается прототипом до тех пор, пока не произойдет реальное землетрясение.