Устройство перекрытия над холодным проветриваемым подпольем нового типа

  Для обеспечения сохранения мерзлого состояния грунтов оснований во время эксплуатации на территориях, где распространены многолетнемерзлые грунты, наиболее массово, для зданий различного назначения, применяется использование холодного проветриваемого подполья.

   Принцип устройства перекрытия над проветриваемым подпольем, его конструктив, состав полов, приведенный на рис. 1, используется с 70-х годов XXв., в большинстве случаев, и по сей день. 

Рис. 1. Конструкция проветриваемого подполья из серии 2.110-2м Выпуск 1. «Свайные фундаменты кирпичных, крупноблочных и крупнопанельных зданий. Продуваемые подполья.», 1971г.

   При массовом внедрении монолитного каркасного домостроения, данный принцип устройства перекрытия перекочевал туда без каких-либо серьезных изменений.

   Основные недостатки «классической» конструкции:

   - Мостики холода, как от несущих элементов, так и от стен, опирающихся на плиту, особенно в местах большого количества перегородок на малой площади (например, сан. узлы смежных квартир и вентшахт), что ведет к снижению приведенного сопротивления теплопередаче перекрытия и уменьшению энергоэффективности здания в целом.

   - При использовании плитного утеплителя (из пенополистерола или экструдированного полистирола), места стыка утеплителя со стенами и перегородками являются очень слабым местом. При некачественном монтаже плит утеплителя (недостаточная зачеканка, слабое прижатие и пр.) в образовавшемся небольшом зазоре происходит засасывание холодного воздуха и совместно с мостиком холода по стене происходит промерзание и образование наледи внутри помещения. Вероятность такого явления достаточно большая, так как довольно трудно при монтаже проконтролировать все швы каждого слоя утеплителя вдоль всех стен первого этажа, так же учитывая, при нынешнем положении вещей, малую квалификацию рабочих и ИТР.

   - Несущие элементы перекрытия (ростверки, балки, плиты) эксплуатируются при знакопеременных температурах наружного воздуха, что требует использование бетонов с повышенным классом по прочности и морозостойкости, а самое главное необходимость учитывать горизонтальные усилия, появляющиеся в элементах от температурных воздействий, особенно негативное воздействие на свайные фундаменты.

В частности, в Якутии при строительстве крупноблочных и крупнопанельных зданий, где нагрузка от стен передается через фундаментные балки на сваи, горизонтальные усилия от температурных воздействий учитываются путем разрезки балок на температурные блоки. Длина блока принимается в зависимости от нагрузки на сваи по табличным данным РМ 2-77, Альбом 2 «Сборные железобетонные фундаменты» и не превышает 15м между сваями.

При устройстве перекрытия над проветриваемым подпольем при каркасно-монолитном строительстве многие руководствуются так же табличными данными из РМ 2-77, что является не совсем корректным, так как данные таблицы рассчитывались для балок при линейном воздействии усилий, а при монолитной конструкции перекрытия горизонтальные усилия распределяются в двух направлениях, и соответственно сваи воспринимают горизонтальные нагрузки не как стоящие по одной линии, а в как кусты, объединённые ростверком в двух направлениях. Таким образом возникает необходимость расчета на температурные воздействия элементов монолитных перекрытий. Данный расчет возможен только при использовании расчетных комплексов основанных на методе конечных элементов, что подразумевает наличие квалификации и опыта у инженера-проектировщика, и соответственно дополнительные затраты ресурсов на проектирование (финансовых и временных).

   - Для компенсации горизонтальных усилий от температурных воздействий необходима разрезка плиты перекрытия проветриваемого подполья на деформационные блоки. В местах пересечения деформационных швов кладка наружных, внутренних стен и перегородок начинает трещать.

Для устранения и минимизации вышеперечисленных недостатков предлагается новая технология устройства перекрытия над холодным проветриваемым подпольем, учитывающая развитое монолитное домостроение и появление композитных материалов для строительства.

Перекрытие представляет собой трехслойную плиту с наружным защитными слоем в виде монолитной плиты (нижняя плита), разрезанной на температурные блоки, крепящейся на композитных подвесах к основной несущей плите (верхняя плита), между которыми уложен слой утеплителя из полистирола. Преимущества применения композитного подвеса в сравнении со стальным — это исключение промерзания (так как коэффициент теплопроводности композитного материала ниже чем у стали) и исключение коррозии.

Рис. 2. Новый тип устройства перекрытия над холодным проветриваемым подпольем

Рис. 3. Узлы 1, 2.

Технологическая последовательность работ по устройству перекрытия:

1.       Монтаж свай и устройство отмостки;
2.        Устройство опалубки под ростверки и плиту;
3.        Армирование ростверков, возможная заливка их по отдельности;
4.        На опалубку плиты укладываются и крепятся планки деформационных швов нижней (наружной) плиты, выполненных из гнутых стальных окрашенных листов. Планки выполняются высотой равной толщине нижней плиты (~70мм) и служат так же маяками при бетонировании. Устанавливаются гильзы для прохода коммуникаций;
5.        Укладывается сварная сетка из проволоки d5-В500(Вр1) (сетка для армированной стяжки);
6.        Устанавливаются композитные подвесы с анкерующим торцом (возможно в виде шайбы и гайки, навинчивающейся на композитную арматуру имеющей профиль в виде резьбы). Шаг установки ~1.5x1.5м;

 

      

      7.   Выполняется бетонирование нижней плиты;

1         8.    Далее укладываются плиты пенополистерола по всей площади плиты. В местах колонн и торца плиты оставляются пустоты;

1         9.    Для защиты полистирола с торца плиты предусматривается устройство ребра t=200мм. Для раздельной работы ребра плиты и нижней плиты, пред бетонирование прокладывается рубероид, толь или другой материал;

            10.   Устанавливается верхняя анкерная часть композитного стержня;

            11.   Выполняется армирование ребра и самой плиты;

            12.   Выполняется бетонирование плиты

Проблемные вопросы при выполнении данного перекрытия:

   - Необходимо более аккуратное выполнение арматурных работ, чтобы не повредить полистирольные плиты, а также строгое соблюдение техники безопасности при резке металла инструментом, производящим искры. Данную проблему можно решить, укрыв полистирол профилированной мембраной Planter (Технониколь) и использовать специальные пилы с без искровой резкой металла.

       - Основной проблемой является композитный подвес, так как полностью готового изделия для таких нужд пока нет. Необходимо либо, чтобы завод базальтовых материалов отработал этот вопрос, либо использовать, например, композитные анкерные крепи для горнодобывающей промышленности. Так же необходимо придумать как их закреплять на опалубке перед бетонированием. Конечно было бы не плохо изготовить специальный технологичный анкер-подвес, который удобно крепить к опалубке, у которого есть зазор между анкерной пластиной и низом плиты, чтобы бетон мог заполнить данную полость для обеспечения защитного слоя, резьбовой профиль для быстрого навинчивания анкерных гаек.

    - Остается вопрос температурных воздействий на конструкции на момент строительства. Необходим расчет. Возможно устройство временных дефшвов на момент строительства при длинных блоках-секциях зданий.

    - Необходимо выполнить натурные испытания нижней плиты с композитными подвесами. Испытать плиту с нагрузкой от коммуникаций и крепления под них.

        - Выполнить экспериментальное строительство с применение данной технологии.

       - Увеличивается расход материалов на плиту из-за необходимости выполнения нижней плиты, но в свою очередь исключается монтаж дополнительных свай и балок для поддержания разрезанных плит при «классической» схеме, разница по стоимости работ будет минимальной, для этого необходимо детальное технико-экономическое сравнение и анализ.

       - Не на много, но увеличивается срок выполнения плиты, то есть сдвигается срок начала монтажа колонн первого этажа. Но в целом, общая продолжительность строительства не увеличивается, потому что утепление будет выполняться быстрее чем при «классической» схеме (не надо чеканить швы вдоль стен, а просто застилается вся площадь плиты за раз), а устройство нижней плиты по временным затратам будет равна устройству стяжки (так как нижняя плита заливается либо бетононасосом, либо бадьями краном, а стяжка уже в помещении либо в ручную, либо растворонасосом со шлангами, проложенными через все здание).

Заключение.

     Таким образом, изменив немного технологическую последовательность работ при устройстве перекрытия над холодным проветриваемым подпольем, при незначительном увеличении затрат, получается повышение качества в виде исключения мостиков холода, повышения энергоэффективности здания, исключения проблемы трещин в стенах пересекающих деформационные швы, разрезающие плиту при «классической схеме», исключения негативного влияния горизонтальных нагрузок от температурных воздействий на свайный фундамент, повышении привлекательность квартир и нежилых коммерческих помещений, расположенных на первом этаже.

Статья в PDF-файле

      Copyright © Данная идея может быть свободно использована всеми как в коммерческих, так и не коммерческих целях. При изменении, доработке, усовершенствовании данной идеи, все изменения, доработки и усовершенствования должны быть открыты и опубликованы для дальнейшего свободного использования.