gototopgototop

Проектирование железобетонных конструкций

НЕКОТОРЫЕ  ВОПРОСЫ  ПРОЕКТИРОВАНИЯ И  УСТРОЙСТВА  БЕТОННЫХ  И  ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ  КОНСТРУКЦИЙ  В  ИНДИВИДУАЛЬНОМ  ЖИЛИЩНОМ  СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Проектирование железобетонных конструкцийБетон, как строительный материал, был известен еще с древности. По своей сути, бетон является композиционным материалом, состоящим из каменных заполнителей и вяжущих веществ – как на минеральной, так и органической основе. К примеру, с этой точки зрения и асфальт, и эпоксидная смола, перемешанная с мраморной крошкой, тоже являются бетонами. Сначала в качестве вяжущего материала люди применяли глину, позднее – обожженную известь. С изобретением цемента появились современные бетоны, по своим свойствам не уступающие природным каменным материалам.

В настоящее время бетон и железобетон являются основными строительными материалами. В России производят десятки миллионов тонн железобетона и бетона в год. Ни одно капитальное здание или сооружение, построенное за последние 100 лет, не обошлось без несущих бетонных и/или железобетонных конструкций, которые, в свою очередь, подразделяются на опорные и ограждающие.

Мы остановимся на вопросах проектирования и устройства несущих бетонных и железобетонных конструкций, получивших наибольшее распространение при индивидуальном жилищном строительстве в Северо-Западном и Центральном регионах России в последнее время. Статья 48 Градостроительного кодекса РФ в своем пункте 3 гласит:

«Осуществление подготовки проектной документации не требуется при строительстве, реконструкции, капитальном ремонте объектов индивидуального жилищного строительства (отдельно стоящих жилых домов с количеством этажей не более чем три, предназначенных для проживания одной семьи). Застройщик по собственной инициативе вправе обеспечить подготовку проектной документации применительно к объектам индивидуального жилищного строительства».

Особо следует обратить внимание на последнее предложение. Государство не будет рекомендовать что-либо просто так. Как показывает опыт, проект понадобится Застройщику как минимум для:

  • Получения разрешения на строительство у местных властей
  • Корректного составления смет (калькуляций) и формирования бюджета стройки
  • Выдачи рабочей документации Подрядчику с резолюцией «К производству работ»
  • Эффективного осуществления технического и авторского надзора за строительством
  • Выдачи Подрядчиком Застройщику (Техническому заказчику) исполнительной документации по результатам строительства в соответствии с проектом (акты на скрытые работы, сертификаты на материалы, журналы производства работ, в том числе бетонных, исполнительные схемы и т.п.)
  • Процедуры подключения к наружным инженерно-техническим сетям и присоединения к объектам инфраструктуры (дорогам и т.п.)
  • Регистрации в БТИ (ПИБе) для ввода в эксплуатацию и  получения технического паспорта и почтового адреса, оформления права собственности и т.п.
  • Для согласования возможных дальнейших реконструкций (увеличение этажности, возведение пристроек, мансард и т.п.)

Выдавать Подрядчику документацию «К производству работ» Застройщик (Технический Заказчик) может поэтапно с соответствующей записью в Общем журнале производства работ. Первым этапом строительства всегда является «нулевой цикл». На нем производятся земляные и бетонные работы по устройству основания здания (дома). Их производство  фиксируется в журналах и актах на скрытые работы.

Важнейшей  опорной конструкцией здания является фундамент. Его проектируют, исходя из следующих первичных данных:

  • Архитектурной концепции и объемно-планировочных решений здания
  • Несущей способности грунтов пятна застройки
  • Глубины промерзания грунта и залегания грунтовых вод
  • Конструкторских расчетов величины и распределения нагрузок от вышележащих конструкций и эксплуатационного наполнения здания
  • Расчетов предельных величин нагрузок, обусловленных окружающей средой, – сейсмических, снеговых, ветровых, техногенных вибраций и т.п.
  • Выбора принципа возведения – монтажа сборных элементов или заливки армированного монолита

Фундаменты многоэтажных зданий представляют собой, как правило, свайные конструкции. Малоэтажные дома могут иметь плитные или ленточные основания. Легкие дома сооружения часто возводят на столбчатых опорах.

Проектирование железобетонных конструкций. Проектирование  vjyjkbnyjuj aeylfvtynfМы остановимся на проектировании фундаментов, получивших наибольшее распространение при индивидуальном жилищном строительстве в Северо-Западном и Центральном регионах Россиив последнее время. Как и следовало ожидать, наибольшей популярностью пользуются плитные фундаменты, по большей части – монолитные. Это обусловлено тем, что в современных условиях отпала насущная необходимость в подвале. Продуктовые припасы в достаточном количестве хранятся в холодильнике, а в особых случаях можно устроить погреб за пределами дома. Современные схемы монтажа и эксплуатации  инженерных сетей и систем не требуют наличия технического подполья. Здесь же хочется отметить, что устройство подземных гаражей, эффективных где-нибудь в Калифорнии, в наших регионах большинству индивидуальных Застройщиков показалось неоправданным из-за высокого уровня грунтовых и паводковых вод, промерзания грунта в зимнее время, а также дороговизной.

Основанием для фундамента служат так называемые подготовки – песчаная, песчано-гравийная, щебеночная или бетонная. Первые три выполняют из сыпучих материалов строительного качества путем уплотнения слоев (для песка – не более 10 см), последнюю - из бетона, обычнотощего, с вибрированием смеси. Вибрировать любую бетонную смесь следует до полного удаления из нее воздуха, признаком этого является появление цементного молочка на поверхности. Как правило, подготовки укладывают на геотекстиль, при этом  толщина слоя подготовки должна быть достаточной для пресечения контакта с материнской породой днища котлована при возможных усадках и подвижках.

Главным преимуществом монолитной фундаментной плиты является относительная  равномерность распределения нагрузки, передаваемой на грунт. При устройстве «плавающей» плиты (залегающей выше глубины промерзания) существенно экономятся средства на производство земляных работ. Однако так называемый растительный слой (не только дерн, но и почву со следами гумуса) необходимо снять. При возведении тяжеловесных вышерасположенных несущих и ограждающих конструкций фундаментую плиту приходится локально усиливать. Чаще всего устраивают монолитную  ленту соосно несущим стенам и позиционно - башмаки (стаканы), принимающие нагрузки от печей, каминов, стояков дымовых и/или вентиляционных каналов, а также винтовых лестниц и колонн из каменных материалов. В данном случае плита выполняет еще и функцию ростверка. Несомненным преимуществом целиковой плиты является наличие у нее ограждающей функции – после утепления на ней можно устраивать пол. Прочность плиты, наряду с армированием, определяет марка бетона и ее толщина. Лучше всего, если эти параметры определит профессиональный  конструктор. Однако, такие специалисты склонны закладывать необоснованно высокий запас прочности, чаще всего – за счет толщины монолита. Для справки, дорожная плита толщиной 18 см выдерживает движущийся 30-ти тонный автомобиль. Справедливости ради, следует отметить, что в ней продольная арматура предварительно напряжена. При строительстве плиты необходимо проконтролировать хотя бы следующее:

  • Точность геодезического сопровождения
  • Армирующий каркас должен быть скреплен (связан с надлежащим  нахлестом, сварен, скручен и т.п.) и заглублен в толщу плиты не менее, чем на 30 мм сверху и снизу
  • Карта заливки должна быть выстлана ПЭ пленкой или другой водонепроницаемой мембраной для исключения преждевременной потери бетонной смесью воды
  • Товарная бетонная смесь должна быть не холоднее +15оС и иметь надлежащую подвижность
  • Укладывание бетонной смеси должно происходить с высоты не более 2 м и сопровождаться тщательным вибрированием
  • При среднесуточной температуре ниже +5оС необходим прогрев бетонной смеси
  • В плите должны быть устроены коммуникационные отверстия и приямки для инженерных сетей
  • В надлежащих местах должны быть устроены выпуски арматуры или смонтированы закладные детали для сочленения с вышележащими конструкциями в соответствии с проектом

При строительстве относительно легких рубленых и каркасных домов из деревянных материалов, а также щитовых из композитных плит, обоснованным является применение ленточных и даже столбчатых фундаментов, поскольку ограждающие конструкции пола и стен в таких домах опираются на окладной венец.

Если несущая способность грунта слабая (торфяник, илистый грунт и т.п.), или грунт подвержен сильному вспучиванию (глина, высокопластичные суглинки и т.п.), то опирать фундамент следует на устойчивую материнскую породу. Тем не менее, даже в таких случаях можно избежать масштабных земляных работ путем устройства свайного поля с решеткой подходящего шага. Для выполнения буронабивной сваив слабый грунт погружают обсадную трубу подходящего диаметра до проектной отметки и шнековым инструментом выбуривают из ее полости содержимое. В освободившееся пространство помещают объемный стержневой каркас с выпусками и заливают его бетоном. Обсадную трубу извлекают или оставляют. При условии, что грунт плотный и глубина небольшая, применения такой трубы можно избежать. В грунтах средней устойчивостипри неглубокой заливке возможно использование ограждающих цилиндров из рубероида или другого плотного рулонного материала. Также можно применять готовые железобетонные сваи, но тогда понадобится погружная техника. По оголовкам свай устраивают ростверки – плитные или ленточные. Они могут лежать на подготовленных основаниях и/или «висеть» между сваями. На ростверках и возводят вышележащие конструкции здания.

В случае,если залегание фундамента предусмотрено (как правило – по геологическим причинам) ниже глубины промерзания (в наших регионах – 1,4 м), то он будет состоять как из опорных (свай, столбов, ригелей, башмаков и т.п.), так и опорно-ограждающих конструкций (стен, плит). Архитектурным преимуществом такого решения является наличие подвала или подполья. При таком проектировании часто забывают о приямке для сбора и удаления воды. Также надо помнить об архимедовой силе. Если конструкция из монолитного железобетона окажется замкнутой и не закрепленной в грунте, то она будет вытолкнута даже миллиметровым слоем воды в зазоре между толщей грунта и гидроизолированной бетонной поверхностью.

В последнее время этажность индивидуального жилищного строительства возросла. Многие предельно разрешенные трехэтажные дома имеют мансарды или антресоли. Такие объемно-планировочные решения требуют применения несущих перекрытий. Очевидно, что сегодня оптимальным материалом для них является железобетон – монолитный или сборный. Перекрытия могут опираться на несущие конструкциикак протяженно (на стены, балки, ригели и т.п.), так и точечно (на стойки, колонны и т.п.). Именно при устройстве самонесущих перекрытий сборный железобетон имеет всесторонние строительные преимущества:

  • Малая масса из-за пустотной конструкции по сравнению с монолитом
  • Достаточная прочность и жесткость при такой массе, обусловленная применением предварительно напряженной арматуры
  • Скорость установки при минимуме монтажных материалов
  • Отсутствие необходимости в опалубке и в прогреве в зимнее время
  • Практически всеобъемлющий сортамент по типоразмерам и прочности

Существенным недостатком может оказаться относительная дороговизна изделий и необходимость в мобилизации грузоподъемной техники. В отличие от монолитных, сборные самонесущие перекрытия не удастся смонтировать после устройства ограждающих конструкций (стен, кровли и т.п.).  Для эффективного применения сборных железобетонных элементов (перекрытий, лестничных маршей, ступеней, площадок, различных перемычек, фундаментных блоков и т.п.) при принятии объемно-планировочных и инженерных решенийследует учитывать в первую очередь их типовые размеры, которых придерживаются заводы-изготовители.

Значительное распространение получили облегченные кладочные материалы – ячеистые бетоны, теплоблоки из керамзита и т.п. Однако ограждающие конструкции, сложенные из таких блоков, как правило, приходится дополнять точечными опорными элементами для повышения их несущей способности. В этом качестве зачастую применяют монолитные колонны (стойки), располагая их на пересечениях проектных осей (в углах стен, под сочленениями плит и т.д.). В таких местах предусматривают стыковые выпуски арматуры из нижележащей монолитной конструкции (фундамента, перекрытия и т.п.). При возведении колонн в первую очередь следует помнить о предельной высоте укладывания бетонной смеси (2 м). Поэтому такую заливку выполняют ярусами в 1-1,5 м через проемы (окна) в опалубке с последовательным вибрированием надлежащей частоты и усилия.

Мы надеемся, что соображения, изложенные выше, помогут уважаемым гостям сайта глубже вникнуть в интересующие их вопросы проектирования и строительства.

Вы здесь:   Главная страницаПроектирование железобетонных конструкций