§ 51. Основные виды сборных железобетонных изделий [1986 Попов К.Н. - Материаловедение для каменщиков, монтажников конструкций]

Классификация. Сборные железобетонные изделия и конструкции широко применяют во всех областях современного строительства. Промышленность выпускает большое число различных видов сборных железобетонных изделий и конструкций. В основу классификации железобетонных изделий положены следующие признаки: вид армирования, плотность и вид бетона, из которого изготовлено изделие, внутреннее строение изделия и его назначение.

По виду армирования железобетонные изделия подразделяют на предварительно напряженные и с обычным армированием.

По плотности и виду бетона различают изделия из особо тяжелых (q₀ > 2500 кг/м³), тяжелых (q₀ = 1800... 2500 кг/м³), легких (q₀ < 1800 кг/м³) и особо легких (q₀ < 700 кг/м³) бетонов. Легкобетонные изделия, в свою очередь, могут быть получены на пористых заполнителях и из ячеистых бетонов.

В зависимости от вида вяжущего различают изделия из цементного бетона, силикатобетонные и гипсобетонные.

По внутреннему строению изделия могут быть сплошными и пустотелыми, изготовленными из бетона одного вида (однослойные изделия) или из нескольких видов бетона (например, трехслойные - из ячеистого бетона, с двух сторон покрытого плотным мелкозернистым бетоном).

По назначению железобетонные изделия подразделяют на три группы: для жилых и общественных зданий, для промышленных зданий и для инженерных сооружений. В свою очередь, изделия для жилых, общественных и промышленных зданий подразделяют на изделия для фундаментов, каркасов зданий, стен, перекрытий и покрытий, лестниц и санитарно-технические.

Изделия для фундаментов зданий (рис. 31). Фундаментные плиты - массивные железобетонные элементы трапецеидальной (рис. 31, а) или прямоугольной формы, укладываемые при устройстве фундамента непосредственно на грунт.

Рис. 31. Изделия для фундаментов: а - блок-подушка, б, в - блоки для стен подвалов сплошной и пустотелый, г - блок стаканного типа

Фундаментные блоки стаканного типа (рис. 31, г) применяют в каркасных зданиях для опирания колонн. Они могут состоять как из одного элемента, так и из двух (отдельно блок и стакан).

Бетонные блоки для стен подвалов - элементы в форме прямоугольного параллелепипеда (рис. 31, б и в) из тяжелого бетона, керамзитобетона и силикатного бетона плотностью не менее 1800 кг/м³ и маркой 100, 150 и 200. Блоки армируют лишь монтажной арматурой. В торцовой части блоков устраивают пазы, заполняемые при монтаже раствором. Керамзитобетонные блоки могут иметь несплошные, открытые вниз пустоты. Применяют блоки для устройства ленточных фундаментов и возведения стен подвалов для зданий всех видов.

Изделия для каркасов зданий (колонны; горизонтальные связи - ригели, прогоны, балки; фермы и арки) изготовляют из тяжелого бетона марок не ниже 200 и армируют несущей арматурой. Ригели, балки и фермы часто изготовляют из напряженно-армированного бетона. Все изделия для надежной связи друг с другом и передачи нагрузки имеют металлические закладные детали.

Изделия для каркасов промышленных зданий (рис. 32) отличаются от аналогичных изделий для жилых зданий большей несущей способностью и размерами. Так, высота колонн для жилых зданий достигает 7,5, а промышленных 35 м.

Рис. 32. Схема одноэтажного промышленного здания с железобетонным каркасом: 1 - фундамент иод колонны, 2 - колонны наружного ряда, 3 - подкладка, 4 - фундаментная балка, 5 - стеновая панель, 6 - подкрановая балка, 7 - консоли колонн, 8 - плита покрытия, 9 - балки покрытия, 10 - колонны внутреннего ряда

Балки в зависимости от перекрываемого пролета могут иметь тавровое или двутавровое сечение с отверстиями в вертикальной стенке для снижения ее массы. Изготовляют балки из бетона марок 300...400; армирование чаще напряженное. Длина балок - 12; 18 и 24 м.

Фермы (рис. 33) применяют как элементы покрытий пролетом 30 м и более; сборные железобетонные арки - для пролетов более 60 м.

Рис. 33. Железобетонная ферма

Стеновые бетонные и железобетонные блоки предназначены для жилых и общественных зданий, а также производственных здании промышленного и сельскохозяйственного назначения. Выпускают большую номенклатуру блоков для наружных и внутренних стен. Размер блоков зависит от конструктивного решения здания и схемы разрезки стены: так, длина блоков может быть 400...3300 мм, высота 300...3900 мм. Толщина назначается по теплотехническим и конструктивным соображениям: для наружных стен 200...600 мм, для внутренних - 160...300 мм.

Один из вариантов конструкции наружной стены из блоков показан на рис. 34. Сплошными линиями даны габариты блоков при двухрядной разрезке, пунктирными - при четырехрядной. Простеночные блоки 2 имеют только монтажную арматуру; они изготовлены с четвертями, которые используют для установки оконных блоков и образования вертикальных стыков между блоками. Перемычечные блоки 1 выполняют из армированного бетона, способного воспринимать нагрузку от междуэтажного перекрытия.

Рис. 34. Конструкция стены из крупных блоков (вид изнутри помещения): 1 - перемычечный блок, 2 - простеночный блок, 3 - подоконный блок, 4 - плита перекрытия

Для наружных стен блоки могут быть одно- и двухслойные. Изготовляют их из различных видов бетона. Однослойные блоки наружных стен изготовляют главным образом из легких бетонов на пористых заполнителях марок М50...М100, плотностью 900...1500 кг/м³ или ячеистых бетонов марок М25...М100, плотностью 600...1000 кг/м³. Двухслойные блоки из утепляющего и изолирующего слоев применяют главным образом для зданий с повышенной влажностью воздуха. Утепляющий слой выполняют из конструкционно-теплоизоляционного бетона (обычно из легкого бетона на пористых заполнителях марок М50...М100, плотностью 900...1200 кг/м³). Внутренний изолирующий слой - из тяжелого бетона (реже из легкого) марок М200...М300; его назначение - ограничить влагопередачу от внутренней стороны стены к наружной, чтобы защитить утепляющий слой от увлажнения.

Блоки внутренних стен делают однослойными. Вид и марка используемого бетона зависят от конструктивного решения стены (применяют тяжелые бетоны марок М100... М200 и легкие ячеистые марок М25...М50).

Блоки наружных стен выпускают с отделанной (окрашенной, покрытой плиткой) наружной поверхностью и подготовленной под отделку внутренней. Блоки внутренних стен выпускают с готовыми под отделку поверхностями.

Рис. 35. Схема крупнопанельного полносборного жилого здания: 1 - фундаментный блок, 2 - панель перекрытия, 3 - несущая панель внутренней стены, 4 - панель покрытия, 5 - наружная стеновая панель

Стеновые панели - крупноразмерные элементы (обычно высотой на этаж и длиной до 6 м) для монтажа полносборных зданий (рис. 35) - в зависимости от назначения и конструктивных особенностей подразделяют на следующие виды:

панели наружных стен отапливаемых зданий, изготовляемые из легкого бетона на пористых заполнителях, ячеистого бетона или из тяжелого бетона с теплоизоляционным слоем;

панели наружных стен неотапливаемых зданий и внутренних несущих стен, изготовляемые из тяжелого или легкого бетона;

панели перегородок, обычно изготовляемые из гипсобетона.

Марки тяжелых бетонов для панелей наружных стен - не ниже 200, для внутренних - не ниже 150; легкие бетоны всех видов должны иметь марку не ниже 50.

Наибольшее распространение в жилищном и общественном строительстве получили панели из легких бетонов на пористых заполнителях и панели из автоклавных ячеистых бетонов. Толщина панелей в зависимости от вида бетона и климатических условий на месте строительства 160...400 мм. Масса панелей достигает 5 т. В технико-экономическом отношении наиболее высокими достоинствами обладают крупноразмерные вибропрокатные керамзитобетонные панели.

Панели (рис. 36) выпускают с наружной защитно-декоративной отделкой (керамической плиткой, декоративными бетонами, водостойкими красками и т. п.) и внутренней, подготовленной под отделку. Окрашенные и остекленные оконные и дверные блоки должны быть установлены на место.

Рис. 36. Стеновые панели, отделанные ковровой мозаикой

Элементы междуэтажных перекрытий. В зданиях всех типов используют железобетонные панели перекрытий. Размер панелей: длина 2,4...12 м, ширина 1,2...3,6 м, толщина 220 мм. Панели изготовляют из бетона марки не менее 200 и армируют обычной или предварительно напряженной арматурой.

Панели перекрытий кроме несущей способности должны удовлетворять требованиям звукоизоляции. С целью повышения звукоизоляционных свойств и снижения массы панели делают с пустотами (главным образом круглого сечения) или из легких бетонов на пористых заполнителях; применяют ребристые панели перекрытий со звукоизоляционными прослойками. Нижняя сторона панели служит потолком и выпускается в готовом к отделке виде, а верхняя служит основанием пола.

Панели и плиты покрытий. В зависимости от конструкции кровли они должны удовлетворять помимо несущей способности требованиям гидро- и пароизоляции, а для совмещенных (теплых) кровель - и теплоизоляции.

Панели покрытий изготовляют однослойными из тяжелого и легкого бетона на пористых заполнителях; слоистыми с несущей конструкцией из тяжелого бетона и теплоизоляционным слоем из ячеистого бетона или другого утеплителя; комбинированными в виде плиты из ячеистого бетона с ребрами из тяжелого бетона. Марка тяжелого бетона должна быть не менее 200, легкого на пористых заполнителях - не менее 150 и ячеистого - не менее 50.

Санитарно-технические устройства. Элементы водоснабжения, канализации, вентиляции и т. п. могут быть также выполнены в виде железобетонных изделий заводского изготовления. Водопроводные и канализационные трубы замоноличивают в тело специальных панелей; таким же образом получают отопительные панели. Для устройства вентиляции применяют специальные блоки со сквозными каналами. Высоту блоков назначают в соответствии с высотой помещения, ширина зависит от числа каналов и труб в них. Применение таких блоков существенно упрощает санитарно-технические работы на стройке.

Санитарно-технические кабины - полностью оборудованные и отделанные объемные элементы: в них установлены ванны, раковины, унитазы, смесители, а вся система труб сосредоточена внутри задней полой стенки кабины. Такие кабины на стройке только подключают к соответствующим сетям.

Лестничные марши и площадки изготовляют из бетона марки не ниже 200. Ступени лестниц должны иметь отделанную поверхность. Лестничные площадки, как правило, покрывают керамической плиткой. Лестничные марши и площадки могут быть выполнены в виде одного цельного элемента. Применяют лестницы как в зданиях из сборного железобетона, так и в кирпичных зданиях.

Железобетонные перемычки для перекрытия оконных и дверных проемов в кирпичных зданиях бывают брусковые, плитные и балочные с отформованной четвертью для опирания панелей перекрытия. Перемычки изготовляют из тяжелого или легкого (на пористых заполнителях) бетона. Марка бетона не менее 200. Марка бетона по морозостойкости в зависимости от климатических условий Мрз 35...Мрз 200.

Изделия для инженерных сооружений. Железобетонные изделия широко применяют в дорожном строительстве (плиты покрытий дорог, бортовые камни, элементы мостов и путепроводов, шпалы, осветительные столбы и столбы контактной сети); при строительстве городских инженерных сетей (напорные и безнапорные железобетонные трубы диаметром от 0,5 до 3 м, элементы коллекторов и др.); при строительстве гидросооружений и мелиоративных систем.

Блок-комнаты и блок-квартиры. Дальнейшим развитием сборного строительства явилось заводское изготовление крупноразмерных объемных элементов зданий: блоков кухонь, санитарно-технических узлов, блок-комнат различных размеров. Такие объемные элементы имеют полную заводскую готовность: в них проложены все трубы, установлено необходимое оборудование, сделана электропроводка. Строительство зданий из объемных блоков сводится лишь к монтажу элементов в определенной последовательности и соединению всех их коммуникаций. Недостаток объемных элементов - значительные габариты, затрудняющие их доставку и монтаж.