Опубликовано: Январь 29, 2008

Панельные бетонные стены и их элементы

Наружные стены из крупных панелей могут быть несущими или ненесущими. Самонесущие панельные стены применяются в зданиях не выше 4 этажей. Массовое применение панельных стен почти во всех странах мира поределило исключительное разнообразие их конструкций и разрезок1 (табл. 2).

Однако из всего этого разнообразия для несущих стен в большинстве случаев применима только однорядная разрезка (без nepeвязки вертикальных швов) и иногда (для домов малой и средней этажности) двухрядная вертикальная, крестообразная и тавровая. Для ненесущих стен возможно применение любой разрезки. Практически для стен любой статической функции наиболее часто применяют однорядную разрезку. Она дает максимальный уровень заводской готовности стен, включая установку в заводских условиях оконных блоков, сливов, подоконников, герметизацию сопряжений оконного блока со стеной и т. д. отношение затрат труда на заводе и постройке для создания стены в этом случае достигает 70% : 30%.

Панели из бетонных материалов проектируют как слоистыми, так и однослойные (рис. 5). Несущие стены проектируют слоистых железобетонных панелей, выполненых из тяжелого или конструктивного легкого бетона. Однослойные панели из легкого конструктивно-теплоизоляционного бетона применяют для несущих стен здания высотой более 12 этажей.

Несущие панельные стены из автоклавного ячеистого бетона применяют только в малоэтажных зданиях. Ненесущие стены выполняют из панелей любой конструкции.

Для того чтобы отчетливо представить способы достижения требуемых качеств панельных стен (прочностных, изоляционных, декоративных), следует предварительно рассмотреть принципы конструирования основных типов панелей и их стыков.

Однослойные бетонные панели выполняют из легких или автоклавных ячеистых бетонов. Однослойные легкобетонные панели формируют из конструктивно-теплоизоляционных бетонов на искусственных пористых заполнителях (керамзит, перлит, шлаковая пемза, шунгезит, аглопорит) и естественных легких заполнителях (щебень вулканических пород — пемза, шлак, туф и др.). Плотность бетона должна быть не более 1400 кг/м3.

Марку бетона по прочности на сжатие назначают по статическому расчету, но не менее М50, а по морозостойкости — не менее Мрз 25. Структура бетона панелей несущих и ненесущих стен должна быть по преимуществу слитной с межзерновой пористостью не более 3 %. Свойства материала не влияют на назначение размеров легкобетонных панелей и их разезки.

Однослойные панели из ячеистых бетонов автоклавного твердения благодаря низкой стоимости (на 10—15 % дешевле стен из легких бетонов), относительной доступности и распространенности исходного сырья (цемент и песок) широко используют для наружных стен в районах, где отсутствует сырье для легких заполнителей.

Ячеистые бетоны обладают сравнительно низкой прочностью на сжатие (наиболее распространенные марки бетона М25 и М35), в связи с чем панели из таких бетонов применяю¦т преимущественно для ненесущих стен.

1 Разрезка — геометрическая схема членения конструкции в ее основной плоскости (фасада — для наружных стен, горизонтальной плоскости — для перекрытий) на сборные элементы.)

Разрезка наружных стен на панели и область их применения

Таблица 2. Разрезка наружных стен на панели и область их применения
Бетонные панели наружных стен

рис. 5. Бетонные панели наружных стен

Быстрый переход:

Проектирование панелей несущих и самонесущих однослойных стен

Бетонные панели трехслойной конструкции

 

 

Технология формования и тепловой обработки существенно влияет на конструктивные решения панелей из ячеистого бетона. В частности, габариты автоклавов влияют на разрезку стен: в большинстве случаев они недостаточны для того, чтобы вместить панели однорядной разрезки, в связи с чем преобладает применение ленточной или двухрядной двухблочной разрезки стен из ячеистых бетонов. Широко распространена в производстве таких изделий резательная технология — разрезка с помощью стальных струн отформованного массива ячеистого бетона на отдельные плоские прямоугольные элементы. Эта технология не позволяет осуществлять специальную водозащитную профилировку стыковых граней панелей, устраивать четверти для опирания перекрытий и установки столярных блоков, применять закладные стальные связевые элементы и т. п. Для того чтобы повысить уровень заводской готовности панелей из ячеистых бетонов, иногда проектируют составные панели — клееные двухмодульные панели однорядной Ш- и Т-образной разрезки. Такие панели комплектуют на заводах из более мелких фрагментов («досок»), получаемых при резательной технологии путем укрупнительной сборки на полимерных клеях.

Панели несущих и самонесущих однослойных стен проектируют как внецентренносжатые бетонные конструкции. Железобетонными проектируют только отдельные элементы панелей— надоконные перемычки и узкие простенки. Тем не менее однослойные панели даже ненесущих стен содержат конструктивное армирование, предохраняющее их от хрупкого разрушения и развития трещин при транспортировании и монтаже. Армируют панели пространственными сварными арматурными блоками размерами на панель или отдельными унифицированными блоками. Арматурный блок панели с проемом состоит из арматурного каркаса перемычки, горизонтальных каркасов, расположенных по граням панелей и низу оконного проема, вертикальных каркасов по граням панелей, подъемных петель и арматурных выпусков и закладных элементов для связей между панелями. В арматурный блок входят дополнительные элементы, исключающие раскрытие трещин в наружной зоне углов проемов (косые стержни, дополнительные перекрестные стержни или Г-образные сетки с мелкой ячейкой) (рис. 6).

В панелях из автоклавного ячеистого бетона арматуру защищают от коррозии путем предварительного гальванического цинкования либо применения антикоррозионных паст (цементно-битумной, цементно-полистирольной, силикатно-латексовой и др.).

Понятие «однослойная панель» — условное. На самом деле помимо основного конструктивного слоя из легкого или ячеистого бетона такие панели содержат наружный защитно-отделочный и внутренний отделочный слой.

 

Схема армирования однослойной легкобетонной панели наружной стены

Рис. 6. Схема армирования однослойной легкобетонной панели наружной стены

 

Фасадный защитно-отделочный слой легко-бетонных панелей выполняют толщиной 20- 25 мм из паропроницаемых декоративных бетонов, растворов или из обычных растворов (с последующей окраской), усадочные деформации и модуль упругости которых близки по величине аналогичным характеристикам основного бетонного слоя панели. Для фасадного слоя применяют также отделку керамическими и стеклянными плитами, тонкими плитами пиленого естественного камня, дроблеными каменными материалами. С внутренней стороны на панели наносится отделочный слой раствора плотностью до 1,800 кг/м3, толщиной не более 15 мм.

Необходимую плотность и водонепроницаемость фасадного защитно-отделочного бетонного слоя достигают при формовании панелей фасадной поверхностью к поддону формы «лицом вниз». Этот же способ формования гарантирует максимальную прочность сцепления бетона панели с плитной облицовкой. Выбор фактуры и способа формования-—лишь первые из ряда водозащитных мероприятий, предусматриваемых при проектировании наружных стен. Необходимо также защитить зоны стыков панелей друг с другом и с оконным заполнением. С этой целью защитно-отделочный слой из бетона или раствора заводят с фасадной стороны на торцы панелей (на всю глубину зоны герметизации стыков) и на всю глубину оконных откосов.

Если такой прием оказывается технологически невыполнимым, торцы защищают гидрофобной окраской и гидроизоляционной мастикой. При отделке фасадной поверхности плитками или дроблеными каменными материалами торцы панелей в зоне герметизации и оконные откосы защищают плотным цементным раствором.

В панелях из автоклавного ячеистого бетона фасадный защитно-отделочный слой выполняют из цветных поризованных растворов с плотностью 1200—1400 кг/м3, каменных дробленых материалов, мелких керамических или стеклянных плиток, полихлорвиниловых или поливинилацетатных красок. Технология формования изделий из ячеистого бетона исключает возможность нанесения на торцы панелей защитно-отделочного растворного слоя. Эти поверхности защищают гидрофобной окраской и покрытием гидроизолирующими мастиками.

 

Бетонные панели двухслойной конструкции имеют несущий и утепляющий слои: несущий — из тяжелого или конструктивного легкого бетона, утепляющий — из конструктивно-теплоизоляционного легкого бетона плотной или пористой структуры. Более плотный несущий слой имеет толщину не менее 100 мм и расположен с внутренней стороны. Обратное расположение слоев нецелесообразно в статическом и теплотехническом отношении, так как сопряжено с усложнением конструкции опирания перекрытий, опасностью выпадения конденсата в узлах сопряжения наружной стены с внутренними стенами и перекрытиями, отсыревания и расслоения наружных стен из-за накопления сконденсировавшихся паров и льда в ее толще, особенно по плоскости стыка слоев. В двухслойных панелях применяют те же материалы для фасадного защитно-отделочного слоя, что и в однослойных легкобетонных. Двухслойные панели формуют «лицом вниз», что обеспечивает наибольшую прочность сцепления защитно-отделочного, утепляющего и несущего слоев. Прочное сцепление основных слоев панели гарантирует их совместную работу под нагрузкой и позволяет предусматривать передачу вертикальной нагрузки в горизонтальных стыках на оба слоя панелей.

Температурно-влажностный режим двухслойных стен более благоприятен, чем температурно-влажностный режим однослойных стен. Наличие внутреннего плотного слоя малой паропроницаемости ограничивает количество конденсата в толще панели, а паропроницаемость наружного слоя способствует интенсивному удалению конденсата и избыточной влаги, внесенной в панель при ее изготовлении.

Конструктивное армирование двухслойных панелей аналогично применяемому для однослойных, но имеет следующую особенность: рабочая арматура перемычек и элементы связей расположены во внутреннем несущем слое.

В тех случаях когда оба слоя панели формуют из плотных бетонов слитной структуры с межзерновой пористостью до 3 %, конструктивную арматуру устанавливают без защитных покрытий. При применении утепляющего слоя крупнопористой структуры расположенные в нем арматурные элементы защищают антикоррозионным покрытием.

Бетонные панели трехслойной конструкции имеют наружный и внутренний конструктивные слои из тяжелого или легкого конструктивного бетона и заключенный между ними утепляющий слой. Минимальная марка тяжелого бетона М 150, легкого — М 100. Для утепляющего слоя применяют наиболее эффективные материалы с плотностью не более 400 кг/м3 в виде блоков, плит или матов из стеклянной или минеральной ваты на синтетической связке, пеностекла, фибролита, полистирольного или фенольного пенопласта. В экспериментальном порядке для утепления панелей используют заливочные пенопласты, полимеризующиеся во внутренней полости панели.

Отрицательный годовой влажностный баланс стен в процессе эксплуатации обеспечивается при соотношении толщин внутреннего бетонного слоя и наружного не менее 1,2:1 либо при введении специального слоя пароизоляции (фольги, рубероида и т. п.) между внутренним и утепляющим слоем. Бетонные слои панели объединяют гибкими или жесткими связями, обеспечивающими ее монтажное единство и отвечающими требованиям прочности, долговечности и теплоизоляции (рис. 7). Наиболее совершенная конструкция гибких связей (см. рис. 9,7, а) состоит из отдельных металлических стержней, которые обеспечивают монтажное единство бетонных слоев при независимости их статической работы. Гибкие связи не препятствуют температурным деформациям наружного бетонного слоя стены и полностью исключают возникновение температурных усилий во внутреннем слое. Элементы гибких связей выполняют из стойких к атмосферной коррозии низколегированных сталей или из обычной строительной стали с долговечными антикоррозионными покрытиями. В трехслойных панелях с гибкими связями наружный бетонный слой выполняет только ограждающие функции. Нагрузка от него так же, как и от утеплителя, передается через гибкие связи на внутренний бетонный слой. Наружный слой проектируют толщиной не менее 50 мм из бетона марки по морозостойкости Мрз 35 и армируют сварной сеткой. Эти меры обеспечивают необходимую долговечность и трещиностойкрсть фасадного слоя. Вдоль стыковых граней панели и по контуру проемов наружный бетонный слой утолщен для устройства водозащитной профилировки стыков и граней проемов. Толщину внутреннего бетонного слоя трехслойных панелей с гибкими связями в несущих и самонесущих стенах назначают не менее 80 мм, а в ненесущих стенах — 65 мм. Утепляют панели наиболее эффективными материалами — пенополистиролом, минераловатными и стекловатными плитами. Стальные элементы, предназначенные для связи панели с остальными конструкциями здания, располагают в ее внутреннем слое.

 

Связи бетонных слоёв в трехслойных панелях

Рис. 7. Связи бетонных слоев в трехслойных панелях

а - схема расположения детали гибких связей; 6 - то же, жестких связей; 1 - подвеска; 2- распорка; 3 - подкос; 4 - ребро из бетона внешних слоев; 5 - легкобетонное ребро

В трехслойных бетонных панелях наряду с гибкими применяют и жесткие связи между слоями в виде поперечных армированных ребер, отформованных из тяжелого или легкого бетона. Жесткие связи обеспечивают совместную статическую работу бетонных слоев, защиту соединительной арматуры от коррозии, простоту выполнения, допускают применение утеплителей любого типа (см. рис. 7 б). Недостаток конструкции — сквозные теплопроводные включения, образуемые ребрами. Они могут привести к выпадению конденсата на внутренней поверхности стены в их зоне. Для устранения опасности конденсата повышают теплоемкость внутреннего бетонного слоя, утолщая его до 80—120 мм (по результатам расчета температурных панелей), а толщину соединительных ребер назначают не более 40 мм. Благодаря повышению теплоемкости внутреннего слоя распределение температур на внутренней поверхности стены становится более равномерным, исключается понижение температуры в зоне ребер ниже точки росы.

Конструктивное армирование трехслойных панелей с жесткими связями выполняют двусторонним. Оно состоит из пространственных арматурных блоков, аналогичных применяемым в однослойных панелях, но дополненных сварной сеткой с ячейкой 200x200 мм, армирующей фасадный бетонный слой.

Двустороннее армирование несущих стен трехслойных панелей с гибкими связями располагают во внутреннем слое панели и выполняют в виде блока, собранного из поперечных каркасов по контуру панели и проемов в ней, каркаса перемычки, элементов гибких связи соединенных с арматурной сеткой фасадного слоя, подъемных петель и арматурных выпусков.

Для фасадной отделки трехслойных панелей применимы все материалы, используемые для отделки однослойных легкобетонных панелей.

Трехслойные конструкции имеют существенные преимущества перед одно- и двухслойными. Эта конструкция имеет большее сопротивление водопроницанию, позволяет в широком диапазоне менять прочность стены (за счет повышения марки бетона, армирования или увеличения сечения несущего слоя) и ее теплозащитные качества (за счет применения утеплителей различной эффективности). Это делает конструкцию стены из трехслойных бетонных панелей универсальной — пригодной для различных статических функций и в разных климатических условиях.

Однослойные конструкции из легких и ячеистых бетонов также могут быть применены в различных климатических условиях, но в суровом климате они экономически менее целесообразны, чем трехслойные, а в районах с влажным климатом и сильными ветрами их применяют со специальными водозащитными экранами — щитами из листовых материалов или тонких бетонных плит, закрепленных перед фасадом на относе.

Двуслойные панели с утепляющим слоем крупнопористой структуры применяют в районах с сухим климатом, а слитной структуры— в районах с сухим и нормальным климатом.

См. ещё:

Методы решения основных задач проектирования стен в бетонных панельных конструкциях

Источники: (2)
перейти: Список литературы


От: Попов Иван  






Скрыть комментарии (0)


Ваше имя:
Комментарий:
Avatar
Обновите
Введите код на картинке ( регистр важен)


Похожие темы:







 Cерии домов в Москве и области
Архитектура зданий
Планировки однокомнатных квартир
Интерьеры кухни - идеи
 
 
 


¬???? ¬???