Конструктивные схемы крупноблочных пятиэтажных зданий и типы стеновых панелей

Общие сведения

Крупнопанельными, как было указано в §3, называют здания, монтируемые из сборных заранее изготовленных крупноразмерных плоскостных элементов стен, называемых панелями. Кроме наружных и внутренних стен в зданиях из панелей монтируют перекрытия, покрытия, перегородки, лестничные марши, площадки и различные специальные конструкции (например, приборы отопления, санитарно-технические кабины и пр.). Все эти сборные элементы, изготовляемые на заводах, должны иметь повышенную готовность — отделанные наружные и внутренние поверхности, вмонтированные окна и двери.

Современные способы возведения крупнопанельных зданий позволяют сократить сроки строительства, снизить его стоимость и уменьшить трудоемкость работ, выполняемых на строительной площадке.

Системы разрезки стен

При выборе системы разрезки стен на панели по конструктивным, транспортным и монтажным соображениям нужно предусматривать возможно меньшее количество типоразмеров монтажных элементов при максимальном их укрупнении, до допустимых размеров.

Вес всех папелей необходимо назначать с расчетом более рационального использования грузоподъемности монтажного крана, с другой стороны, нужно учитывать, чтоб размеры панелей из автоклавных ячеистых бетонов были определены в соответствии с диаметром автоклавов.

Важным фактором, влияющим на выбор размеров панелей, является принятая схема разрезки стены на панели. На рис. 218 приведены пять схем членения (разрезки) наружных стен на панели, применяемых в практике современного строительства и рекомендуемых каталогом индустриальных изделий для строительства жилых домов в Москве.

Основные три схемы членения — горизонтальные, из которых первая (рис. 218, а) образуется одноэтажными панелями на одну комнату, вторая (рис. 218, б) — размером на две комнаты, т. е. с двумя окнами, третья, полосовая (рис. 218, в), компонуется ив полосовых поясных и простеночных панелей.

Остальные две схемы разрезки — вертикальные, из них четвертая (рис. 218, г) состоит из двуэхтажных панелей с одним окном на этаж, пятая (рис. 218, д), полосовая, образуется вертикальными простеночными полосами на 2 этажа и междуэтажными поясными панелями.

Более распространены горизонтальные системы разрезки степ. Общий вид 5-этажных жилых домов с горизонтальной разрезкой стеновых панелей на одну и на две комнаты показан на рис. 219.

Типы стеновых панелей

Стеновые панели по конструкции подразделяют на одно-, двух-и трехслойные. (При подсчете количества слоев стеновой панели наружный фактурный и внутренний отделочный слои во внимание не принимают.)

Однослойные панели изготовляют из легких или ячеистых бетонов (шлакобетона, керамзитобетопа, газобетона, пенобетона и др.). Двухслойные панели обычно состоят из тонкой железобетонной оболочки и утеплителя из минеральных теплоизоляционных материалов (пенобетона, газобетона, пеностекла). Трехслойные панели состоят из двух тонких железобетонных оболочек, между которыми расположен утеплитель.

Стеновые панели в зависимости от характера их работы в здании могут быть несущими, которые воспринимают собственный вес стен и нагрузки от перекрытий и крыши, самонесущими (они опираются друг на друга и несут только собственный вес), навесные, вес которых передается поэтажно на несущие элементы здания (перекрытия, поперечные стены, ригели и колонны каркаса).

Конструктивные схемы зданий

По конструктивной схеме крупнопанельные здания делят на две группы: бескаркасные и каркасные.

К бескаркасным зданиям относят такие, в которых панели наружных и внутренних стен воспринимают вес нагрузки, действующий на здание. Пространственная жесткость и устойчивость этих зданий обеспечивается взаимной связью между панелями наружных и внутренних стен и панелями перекрытий.

В каркасных панельных зданиях действующие на них нагрузки воспринимают ригели и стойки каркаса, а панели степ выполняют лишь ограждающие функции.

Бескаркасные панельные здания могут иметь четыре конструктивных варианта:

• с тремя продольными несущими стенами — двумя наружными и одной внутренней с опиранием перекрытий по двум коротким сторонам ( рис. 220; а);
• с несущими наружными стенами и внутренними продольными и поперечными с опиранием панелей перекрытий по контуру (рис. 220, б);
• с несущими наружными стенами и внутренними поперечными с опиранием перекрытий по трем сторонам (рис. 220, в);
• с несущими поперечными стенами, когда перекрытия опираются на них по двум сторонам.

В каркасных крупнопанельных зданиях каркасы состоят из системы стоек и ригелей из сборного железобетона.

По типам каркасные панельные дома различают с поперечным каркасом (рис. 221, а), продольным (рис. 221, б) и пространственным (221, в). Применяют также конструктивную схему с неполным внутренним каркасом и несущими панелями наружных стен (рис. 221, г). Однако эту схему применяют редко.

При увеличении размеров панелей перекрытий на всю комнату возможно безригельное решение каркасных панельных зданий. При этом панели перекрытий опираются по углам непосредственно на 4 стойки каркаса (рис. 222, а) или на 1 наружную стену и 2 внутренние стойки (рис. 222, б).

Пространственная жесткость каркасных панельных зданий обеспечивается совместной работой элементов каркаса, перекрытий, связями или панелями, устанавливаемыми с плоскости каркаса, или вертикальными диафрагмами жесткости, образованными отдельно стоящими стенами.

При выборе конструктивной схемы (бескаркасной или каркасной) следует исходить из следующих соображений. В тех случаях, когда нужны сравнительно небольшие площади изолированных друг от друга помещений (например, жилых комнат), бескаркасная схема более целесообразна. В общественных зданиях с большими помещениями (залы, холлы и др.) предпочтительнее каркасная схема.

В настоящее время крупнопанельные жилые дома высотой в 5, 9 и 12 этажей, а в больших городах высотой в 16 этажей и более проектируют, как Правило, бескаркасными.

Преимуществами бескаркасных зданий по сравнению с каркасными являются: уменьшение номенклатуры сборных элементов (почти втрое), меньший расход стали, простота монтажа и меньшая трудоемкость работ, большая степень заводской готовности сборных элементов, отсутствие в интерьере выступающих колонн и ригелей.

К преимуществам каркасные зданий по сравнению с бескаркасными следует отнести уменьшение веса конструкций на 1 м² жилой площади, что весьма существенно снижает транспортные расходы.

Архитектурно-художественные особенности крупнопанельных зданий

Машинное изготовление крупных композиционных элементов, какими являются стеновые панели, порождает новые тектонические приемы. Для достижения архитектурно-художественной выразительности крупнопанельных жилых домов нельзя, в частности, использовать приемы декорирования, применяемые в домах с кирпичными стенами. На легкую стеновую панель нелогично навешивать характерные для кирпичных стен карнизы, пилястры, тяги, наличники, которые не только усложняют монтаж панелей, но и создают сложную тектоническую систему, противоречащую тектонике крупнопанельного здания.

Композиционное построение фасада крупнопанельного жилого дома вытекает из необходимости повторения как по вертикали, так и по горизонтали однотипных плоских элементов — стеновых панелей, обладающих крайне ограниченными пластическими возможностями. В этих условиях отсутствие на фасаде крупнопанельного здания рельефной пластики архитекторы стремятся восполнить, в частности, цветом и фактурой стеновых панелей.

Большой художественный эффект получается при контрастном сочетании фактур и цветов различных отделочных материалов (например, бетонных поверхностей панельных стен с облицовкой клинкером стенок лоджий и торцов зданий). На Украине, в Узбекистане и других союзных республиках для цветового обогащения фасадов крупнопанельных домов используют керамику и цветные облицовочные пластики с учетом национальных художественно-декоративных приемов.

Большое значение для композиционного разнообразия домов имеют группировка и ритм оконных проемов, варьирование конструкций и расположения балконов, лоджий и их ограждений, способствующих созданию своеобразной живописной пластики фасадов. Однообразие плоских поверхностей стен преодолевают оригинальной формой входов в здания, появляются такие функционально целесообразные композиционные элементы, как защитные козырьки, перголы с вьющимися растениями.

Однако, несмотря на указанные выше приемы, застройка жилых микрорайонов типовыми панельными домами все же отличается однообразием даже при застройке укрупненных кварталов зданиями различной высоты и протяженности.

Чтобы достигнуть более высокого эстетического качества массовой застройки, рекомендуется шире внедрять блочно-секционный принцип проектирования жилых зданий, при котором в состав серии включают не только секционные, башенные и иные жилые дома различной этажности, но также рядовые, торцовые, поворотные блок-секции и вставки между ними для компоновки из них домов различной протяженности и конфигурации в плане (например, домов криволинейных сочетаний).

На рис. 223, а, б приведены схемы блок-секций и составленных из них домов с различной композицией. На рис. 223, в показано использование вставок различной конфигурации, применяемых при блочно-секционном методе проектирования жилой застройки.