БУДІВЕЛЬНІ КОНСТРУКЦІЇ

Електронний посібник

ГОЛОВНА	ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ	АНОТАЦІЯ		ДОДАТКИ
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ			УКЛАДАЧІ

ІІ. ЦИВІЛЬНІ БУДИНКИ ТА ЇХ КОНСТРУКЦІЇ

13. Будівлі з об’ємних блоків

13.1. Об'ємно-блокове будівництво. Класифікація об'ємних блоків

13.2. Конструктивні системи об'ємно-блокових будівель

13.3. Конструктивні вирішення об'ємних блоків

13. Будівлі з об’ємних блоків

13.1. Об'ємно-блокове будівництво. Класифікація об'ємних блоків

Просторові елементи будівлі у вигляді окремих приміщень називаються об'ємними блоками. Об'ємні блоки виготовляють у заводських умовах з опорядженням та внутрішнім обладнанням приміщення і доставляють спеціальними транспортними засобами на будівельний майданчик, де їх монтують (рис. 13.1.1).

Упровадження в будівництво об'ємних блоків служить основною передумовою для розвитку індустріального будівництва.

Рис. 13.1.1. Будівлі підвищеної поверховості

Об'ємно-блокове будівництво дозволяє: зменшити кількість монтажних елементів, а отже монтажних і транспортних операцій на будівельному майданчику; виготовити об'ємні блоки розміром на кімнату в заводських умовах на більш високому якісному рівні і з меншими затратами праці; значно зменшити трудомісткість за рахунок оздоблювальних робіт, монтажу та влаштування інженерного обладнання. Проте об'ємно-блокове будівництво має і свої недоліки, пов'язані з необхідністю розробки нової конструктивної схеми; складністю виробництва, транспортування та монтажу об'ємних блоків; обмеженістю архітектурно-планувальних рішень будівель. Об'ємні елементи застосовують для спорудження житлових будинків, готелів, пансіонатів та інших будівель з однаковою кімнатною структурою.

Класифікація об'ємних блоків:

- за призначенням – житлові кімнати, кухні, санітарно-технічні вузли, сходи, ліфти та інше;

- за умовами замкнутості об’єму – замкнуті, незамкнуті;

- за формою у плані: прямокутні, косокутні, криволінійні;

- за змінюваністю форми – незмінні, складані;

- за ступенем заводської готовності – повної готовності, неповної готовності;

- за несучою здатністю – несучі, ненесучі;

- за конструктивним рішенням – каркасні (з відкритим або прихованим каркасом), безкаркасні;

- за типом матеріалу – з бетону, з небетонних матеріалів, змішані;

- за способом виготовлення – монолітні (цільноформовані) та збірні (складені) з окремих плоских елементів;

- за розмірами – на кімнату з однією конструктивно-планувальною коміркою (кімната, коридор тощо) або на групу приміщень (частину квартири або секції будинку);

- за умовами спирання – з точковим спиранням у кутах, з лінійним спиранням по двох протилежних боках або по контуру;

- за конструктивно-технологічним типом монолітних залізобетонних блоків – «ковпак», «стакан», «лежачий стакан», «труба», «стіл», «кільце».

Будівлі з об'ємних блоків являють собою систему зв'язаних один з одним стовпів з об'ємних блоків. Поздовжні розміри блоків – 2,7; 3,0; 3,3; 3,6 м. Поперечні – 4,8; 5,1; 5,4; 5,7; 6,0; 6,6 м.

Розміри блоків лімітовані габаритами транспорту й вантажністю кранів.

Суцільноформовані об'ємні блоки (рис. 13.1.2), виготовлені з монолітного бетону, називають умовно «ковпак» – у вигляді перевернутої донизу коробки, до якої потім приєднують плиту підлоги; «стакан», що являє собою п'ятистінну комірку, накриту зверху плитою-стелею; «лежачий стакан» – у вигляді комірки з відсутньою передньою стіною, куди потім вставляють зовнішню панель.

Рис. 13.1.2. Конструктивно-технологічні типи залізобетонних блоків:
а – «ковпак»; б – «стакан»; в – «лежачий стакан»;	г – «труба»; д – «стіл»; е – «кільце»;		1 – плита підлоги; 2 – плита-стеля; 3 – зовнішня панель

Рис. 13.1.3. Опирання об'ємних блоків а - по контуру; б - на два боки; в - по кутах

Залежно від призначення виготовляють:

Блок-кімнату для спальні, загальної кімнати, спальні з коридором. Зовнішня стіна цих блоків може мати лоджію або балкон (рис. 13.1.4, а).

Рис. 13.1.4 Суцільноформовані об'ємні блоки типу:
а – блок-кімната; б – сходовий блок;	в – кухонно-санітарний блок; г – даховий блок

Кухонно-санітарний блок із вбудованим інженерним обладнанням для розміщення санітарного вузла, кухні, передньої (рис. 13.1.4, в).

Сходовий блок, який охоплює двомаршеві сходи з майданчиками та стовбуром сміттєпроводу (рис. 13.1.4, б).

Даховий блок у вигляді двох поперечних діафрагм з отворами, перекритими утепленою покрівельною панеллю і парапетною панеллю ззовні (рис. 13.1.4, г).

Незважаючи на невелику номенклатуру об'ємних блоків, із них монтують будівлі різної поверховості, з різноманітними архітектурно-планувальними рішеннями.

13.2. Конструктивні системи об'ємно-блокових будівель

Будівлі з об’ємних блоків проєктують на основі об’ємно-блокової, блоково-стінової, каркасно-блокової та стовбурно-блокової конструктивних систем. На практиці будівництва поширені такі конструктивні системи об'ємно-блокових будівель: блокові та блоково-панельні.

За блокової системи (рис. 13.2.1, а, б) будинки складають з окремих блоків, які встановлюються поряд і один на одного. Така схема дає можливість більшу частину робіт перенести в заводські умови, тому є найбільш індустріальною. В будівлях у дванадцять поверхів нижні поверхи монтують із блоків-кімнат більшої міцності, ніж верхні поверхи. Блоки в межах поверху можуть западати або виступати за площину фасаду, збагачуючи зовнішній вигляд будівлі.

Недоліком цієї схеми є наявність подвійних внутрішніх стін і перекриттів, тобто невиправдана витрата матеріалів.

Рис. 13.2.1. Конструктивні системи об'ємно-блокових будівель:
а – блокова; б – блокова із блоками, що западають та виступають;	в – блоково-панельна; 1 –блок, що виступає; 2 – блок, що западає;	3 – стовпчате влаштування об'ємних блоків; 4 – плити перекриття; 5 – зовнішня стінова панель

У блоково-панельній системі (рис. 13.2.1, в) поряд з блоками застосовують панелі, які дають змогу мати одношарові стіни. У проміжках між блоками утворюють приміщення збільшеної площі.

Основним недоліком будівель цієї схеми є необхідність виконання більш як половини опоряджувальних робіт на будівельному майданчику.

В практиці проєктування та будівництва широко застосовують комбіновані системи. Вони являють собою розвиток великопанельного будівництва з введенням об'ємних елементів, які вимагають найбільших затрат праці: санітарно-технічних кабін, кухонь, блоків ліфтових і вентиляційних шахт.

Ці системи сполучають найкращі технічні й архітектурні якості панельних і об'ємно-блокових будівель.

До об'ємно-блокових будівель ставлять ті самі вимоги, що й до будівель, вирішених в інших конструктивних схемах.

Об'ємно-планувальні рішення мають відповідати вимогам функціонального процесу, сучасним поняттям композиційної та художньої виразності в забудові, а конструктивні вирішення мають відповідати природно-кліматичним умовам.

13.3. Конструктивні вирішення об'ємних блоків

Характер статичної роботи блоків та їх конструкції залежать від способу опирання блоків один на одного. Опирання об'ємних блоків може бути лінійним по шару розчину вздовж контуру зовнішніх стін або по чотирьох кутках через прошарок із розчину або з приварюванням закладних деталей у кутках блока.

В будівлі об'ємні блоки працюють, як окремо стоячі стовпи, які сприймають всі вертикальні та горизонтальні навантаження. Стійкість їх забезпечується стальними накладками (рис. 13.3.1, а, б), які приварюють до закладних деталей суміжних блоків.

Рис. 13.3.1. Спряження та стики об'ємно-блокових будівель: а – спряження блоків із зовнішньою частиною будівлі; б – те саме із внутрішньою частиною будівлі; в – горизонтальний стик; г – вертикальний зовнішній стик; д – те саме внутрішній; 1 – зовнішня частина блока; 2 – стеля блока; 3 – закладні деталі; 4 – металева накладка; 5 – ущільнювальна прокладка; 6 – герметизуюча мастика; 7 – захисне покриття; 8 – розчин; 9 – руберойд; 10 – керамзитобетон; 11 – рейка-пробка; 12 – вертикальні стійки блока; 13 – монолітний бетон

Зовнішні стики об'ємних блоків мають бути герметичними, тобто володіти тепло-, водо- і повітрозахистом.

У горизонтальних стиках (рис. 13.3.1, в) це досягається влаштуванням протидощового гребеня й забивки устя ущільненою прокладкою, герметизуючою мастикою та водостійкою фарбою: у вертикальних стиках (рис. 13.3.1, г) – замонолічуванням керамзитобетоном і забивкою устя. Вертикальні стики у внутрішній частині будівлі (рис. 13.3.1, д) забивають монолітним бетоном.

Існує декілька напрямків конструктивно-технологічних вирішень об'ємно-блокових будівель, серед них Кременчуцьке та Придніпровське. З урахуванням досягнень кожного з них рекомендовано уніфіковане конструктивно-технологічне вирішення (табл. 13.1).

Таблиця 13.1

Конструкції об'ємно-блокових будівель

№ з/п	Характеристика	Технічний напрямок обє'мно-блочного будівництва
		Кременчуцький	Придніпровський	Уніфікований
1	Тип блоку	Ковпак	Ковпак	Ковпак
2	Конструктивна система будівлі	Блочна і блочно-панельна	Блочна	Блочна і блочно-панельна
3	Найбільші розміри блока (в осях) мм	6,4х3,42	6х3,3	6,6х3,6
4	Бетон блока	Тяжкий	Тяжкий	Тяжкий або з пористим заповнювачем
5	Клас бетону	В15–В25	В15–В25	В15–В25
6	Щільність бетонного блоку, кг/м^3	2500	2500	2500–1400
7	Спирання блоків	По чотирьох кутах	По чотирьох кутах	По контуру, по чотирьох кутах
8	Товщина внутрішніх повздовжніх стін (мм)	30–45	50	55–65
9	Товщина поперечних внутрішніх стін (мм)	75–85	45–55	75–85
10	Товщина плити -стелі (мм)	25–80	20–70	50–90
11	Плита підлоги (мм)	60	70	50^10
12	Висота контурних ребер плити підлоги (мм)	180	170	180
13	Примикання підлоги до стін	Ковпак ставлять на плиту підлоги по шару цементно-піщаного розчину зі зварюванням по закладних деталях	Ковпак ставлять на плиту підлоги зі зварюванням по закладних деталях	Ковпак ставлять на плиту підлоги зі зварюванням по закладних деталях
14	Зовнішні стіни	Одношарові	Тришарові з навісною двошаровою панеллю	Шарувата з навісною панеллю
15	Утеплювач	Легкий бетон	Мінераловатні плити	Будь-який
16	Максимальна маса блока (т)	14	16	20
17	Технологія формування	Касетна вібровакууванням	Пересувний сердечник	Будь-яка

Придніпровський напрямок оснований на об'ємно-блоковій конструктивній системі з використанням блоків типу «ковпак», відформованих із важкого бетону класу В15, В25 з навісними двошаровими бетонними панелями зовнішніх стін, утеплених мінераловатними плитами.

Кременчуцький напрямок об'ємно-блокового будівництва базується на сполученні блокової та блоково-панельної конструктивної системи. Об'ємний блок типу «ковпак» формують із тяжкого бетону з промонолічуванням одношарової легкобетонної зовнішньої стіни. «Ковпак» ставлять на ребристу залізобетонну панель підлоги (рис. 13.3.2).

Рис. 13.3.2. Основні конструкції Кременчуцького об'ємно-блокового будівництва:
а – конструкція об'ємного блока; б – схема передачі вертикального навантаження; в – горизонтальний стик зовнішньої стіни об'ємного блока; г – те саме внутрішніх стін; д – цокольний вузол зовнішніх стін; е – кутовий стик зовнішніх стін; ж – вертикальний стик зовнішніх стін; з – вертикальний стик внутрішніх стін; 1 – об'ємний блок; 2 – цокольна зовнішня панель;	3 – фундаментний блок; 4 – внутрішня цокольна панель; 5 – торцева навісна панель зовнішньої стіни; 6 – захисне покриття; 7 – герметизуюча мастика; 8 – пружна прокладка; 9 – конопатка; 10 – цементний розчин; 11 – замонолічування керамзитобетоном; 12 – дерев'яна рейка; 13 – смуга руберойду і шар мінеральної вати

Фундаменти об'ємно-блокових будівель мають забезпечувати мінімальну рівномірну осадку суміжних опор. Тому рекомендується влаштовувати їх пальовими зі збірно-монолітним або монолітним ростверком. У звичайних умовах будівництва для будівель не вище дев'яти поверхів застосовують безростверкові пальові та збірні стрічкові фундаменти (рис. 13.3.3).

Рис. 13.3.3. Фундаменти об'ємно-блокових будівель:
а – пальові зі збірним ростверком; б – пальові безростверкові; в – стрічкові із збірних бетонних блоків; 1 – збірний ростверк; 2 – залізобетонна паля;	3 – цокольна панель; 4 – об'ємний блок; 5 – оголовок палі; 6 – бетонний фундаментний блок; 7 – фундаментна залізобетонна плита

Дахи об'ємно-блокових будівель проєктують горищними, найчастіше з внутрішнім водовідведенням. Конструкції дахів виконують із плоских елементів так само, як у великопанельних будівлях; із об'ємно-просторових елементів з наскрізними ребристими стінками (формують на обладнанні для виготовлення блоків типу «лежачий стакан» без торцевої стінки), доповнених плоскими парапетними стінками; або з просторових елементів покриття завширшки як будівля, що спирається на фасадні парапетні стінки (рис. 13.3.4).

Рис. 13.3.4. Конструкції дахів об'ємно-блокових будівель:
а – із площинних елементів;	б – з об'ємних блоків;	в – із просторових елементів покриття

Ефективність об'ємно-блокового будівництва, порівнюючи з великопанельним, характеризується такими перевагами: значну частину робіт (до 70%) виконують на заводі; зменшуються в 2 – 3 рази строки будівництва; підвищується стійкість будівлі за рахунок просторової роботи об'ємних блоків.

Будівництво з об'ємних блоків найбільш ефективне в районах із суворим кліматом і в сейсмічних умовах.

Таблиця 13.2

Техніко-економічні показники на 1 м² площі дев'ятиповерхових будівель

№ з/п	Тип будівлі	Вартість, %	Витрати матеріалу				Строки будів–ництва
			трудозатрати, люд.-дні	сталь, кг	бетон, м^3	цемент М-400, кг
1	Панельний	100	2,3	21	0,76	230	100
2	Об'ємно-блочний	103,4	2,15	28	0,67	205	40

Додаткові завдання до розділу ІІ (тема 13.3)

Контрольні запитання

1. Поясніть суть і назвіть основні переваги об'ємно-блочного будівництва. 2. Які типи об'ємних блоків застосовують у сучасному будівництві? 3. Назвіть конструктивні системи об'ємно-блочних будівель. 4. Які вимоги ставлять до об'ємно-блочних будівель? 5. Як забезпечується стійкість і герметичність у будівлях з об'ємних блоків? 6. Вкажіть особливості конструктивного вирішення будівель з об'ємних блоків.

Попередня тема

На початок

Наступна тема