Стыки несущих и самонесущих панелей

В крупнопанельных зданиях особо ответственными элементами являются стыковые соединения стеновых панелей. Стыки д. б. простыми в изготовлении и удобными при монтаже, они должны удовлетворять требованиям: теплотехническим, водо- и воздухопроницаемости, прочности и долговечности.Прочность и долговечность крупнопанельных зданий в значительной степени зависит от долговечности и эксплутационной надёжности связей, т. е. закладных элементов, от того, как прочно они заанкерены в бетоне и хорошо защищены от коррозии. Связи между панелями должны назначаться не конструктивно, а по расчёту с учётом температурных воздействий и усилий от возможно – неравномерной осадки здания.Вследствие температурных колебаний стыковые соединения находятся постоянно в движении, они испытывают деформации от растягивающих и сжимающих усилий. При отсутствии в стыках соответствующих конструктивных связей, поглощающих температурные деформации, происходит постепенное разрушение цементного раствора, в стыковых соединениях раскрываются трещины и создаётся свободный доступ атмосферной влаги.Температурные деформации возрастают по высоте здания и достигают максимума в верхних этажах. Это объясняется тем, что крупнопанельные стены на границе с фундаментами почти не изменяют свою длину, т. к. ф-ты здания практически не испытывают температурных деформации из-за относительно постоянных температур в грунте. В 5-этажном крупнопанельном доме в Московских условиях раскрытия трещин в вертикальных стыках достигает величины 2 мм.В тоже время в наружных панелях под влиянием температурных воздействий возникают деформации вследствие их изгиба из плоскости, в результате которых толщина шва между панелями с наружной стороны в зимнее время увеличивается.В крупнопанельных зданиях наряду с обратимыми (температурными) деформациями возникает необратимые деформации, которые вызываются усадкой, ползучестью и неравномерной осадкой зданий как следствие развития в стыках растягивающих или сжимающих усилий. Мерой борьбы с этими деформациями является повышение общей пространственной жёсткости крупнопанельных домов. Причиной образования трещин в стыках является также усадка цементного раствора, которым зачеканиваются стыки с наружной стороны и бетона самих панелей.Большое влияние оказывают на раскрытие трещин в стыках разные по величине деформации внутренних и наружных стен, которые вызываются не одинаковым напряженным состоянием этих стен и применение для них различных материалов с разными упруго-пластическими свойствами, например керамзитобетона для наружных стен и ж. б. для внутренних. Вследствие этого деформации сжатия стен даже при одинаковых напряжениях различных по величине. Т. К. напряжение в панелях внутренних стен в несколько раз выше чем в наружных, то при отсутствии связей разница деформаций стен достигла бы в конструкциях 5-этажных крупнопанельных домов 10 мм.Конструктивное решение стыковых соединений должно обеспечивать совместную пространственную работу внутренних и наружных стен. Таким решением в настоящее время является устройство замоноличенного стыка, который отличается от обычного стыка наличием замоноличенных шпонок в верхней и нижней частях панелей, в местах выпуска соединительных металлических деталей. В средней части, где отсутствуют соединительные детали, конструкция замоноличенного стыка такая же, как и в обычном (рис. 2.13, в).Металлические закладные детали выполняются в большинстве решений в виде петлевых выпусков. Которые при монтаже соединяются дуг с другом и с петлевыми выпусками арматуры с помощью соединительных скоб на сварке. Стыки с расположенной в них арматурой замоноличиваются тяжёлым бетоном марок 150-200, что обеспечивает защиту арматуры от коррозии и надёжную передачу возникающих в стыке сдвигающих усилий. Для защиты от промерзания стыка вводится эффективный утеплитель (например, пенополистирол).Защита стыков от водо- и воздухопроницаемости обеспечивается в настоящее время путём устройства закрытого стыка. Закрытый стык решается с помощью упругих пористых прокладок в виде жгутов прямоугольного или круглого сечения и мастик из эффективных материалов.

Наиболее распространённые упругие прокладки:

а) пороизол, изготовляемый из изношенной резины и нефтяных дистилатов; изготовляемый в виде брусков 30х40 или 40х40 или жгута диаметром от 10 до 60 мм, представляет собой эластичный материал (пористый проклеиваемый на мастике изолгерметизирующий)

б) пенополиуретановые уплотнительные плиты УЛП – 30, изготовляемые из эластичного пенополиуретана (поролон) и пропитываемые смолами, которые сообщают материалу гидрофобность;

в) резиновые утеплительные ленты УПК – 30, изготовляемые из вспененной резины;

г) утеплитель горизонтальных стыков (УГС), изготовляемый из отходов резиновой промышленности и армированной резины;

д) неопреновые и гернитовые жгуты, изготовляемые из искусственного каучука.

К числу распространённых мастик для герметизации вертикальных стыков относятся:

а) изол, изготовляемый из старой авторезины и нефтяных битумов; ею можно склеивать бетон, керамику, металл, стекло.

б) тиоколовые мастики У- 30М и УТ -35, изготовляемые из синтетического каучукоподобного материала;

в) полиизобутиленовые мастики УМ – 20, УМ – 40, УМ – 60, предназначенные для использования при температурах до -20, -40 и -60 ⁰С (т.е. для разных климатических условий), изготовляемые на заполнителях из угольного порошка, старой авторезины и минерального масла.

Мастика нагнетается в шприцы и при заделке стыков выдавливается сжатым воздухом. Поверхности бетона и раствора в шве должны быть чистыми и сухими.

В московском крупнопанельном строительстве большое распространение для герметизации стыков получили тиоколовые мастики. При введении в стык, эти мастики вулканизируются, превращаясь в искусственную резину, обладающую большой пластичностью, при этом стык надёжно защищается от проникновения влаги и воздуха.

Применяемая в московском строительстве уплотнительная мастика УМ – 40 (смесь полиизобутилена с раствором резины и тонкоизмельченным наполнителем) отличается влаго- и воздухопроницаемостью и сохраняет пластичность при температурах от -40 до +50 ⁰С. Мастика заполняет стык на требуемую глубину при помощи пневматического шприца, она имеет надёжное сцепление с торцами бетонных панелей.

Различают стыки вертикальные и горизонтальные.

Вертикальные стыки между стеновыми панелями можно подразделить на две группы. К первой группе относятся так называемые упруго – податливые стыки, в которых панели в стыках соединяются при помощи стальных связей, привариваемых к закладным деталям стыкуемых элементов. Пустоты, образующие в стыках, заполняются раствором или бетоном. Ко второй группе относятся жёсткие стыки – монолитные (иногда их называют замоноличенными) железобетонные, в которых прочность стыкового соединения обеспечивается имеющейся в нём замоноличенной стальной арматурой.

Пример конструктивного решения вертикального упруго – податливого стыка двух тонких керамзитобетонных стеновых панелей приведён на рис. 2.12, а. В паз, образуемый четвертями, входит на глубину 50 мм стеновая панель внутренней поперечной стены. Соединяют панели с помощью накладки из полосовой стали, привариваемой к стальным закладным деталям панелей.

Для герметизации стыка в его узкую щель заводят уплотнительный жгут гернита на клее КН – 2 или пороизола на мастике «изол». С наружной стороны стык зачеканивают цементным раствором или промазывают мастикой – тиоколовым герметиком. Для лучшей изоляции от проникновения влаги с внутренней стороны стыка наклеивают на битумной мастике вертикальную полосу из одного слоя гидроизола или рубероида. Вертикальный колодец стыка заполняют тяжёлым бетоном.

В ж. б. панелях или тонких лёгкобетонных панелях стык изнутри утепляют термовкладышем из минеральной ваты, обвёрнутой полиэтиленовой плёнкой, или из пенопласта (стиропора).

Стальные крепления стеновых панелей, представляющие собой чаще всего 6 – 8 мм полоски, подвергаются коррозии вследствие проникания влаги через трещины в стыках и если они находятся в зоне точки росы. В этом случае в особенно неблагоприятных условиях находятся стальные крепления в стыках, заполняемых пористым (лёгким) бетоном, обладающим большим водопоглощением.

Необходимо также иметь ввиду, что нижняя плоскость закладной детали при сварке под влиянием высокой температуры отрывается от бетона, в который она была замоноличена на заводе. Таким образом, даже при защите от коррозии наружной поверхности закладной детали нижняя её плоскость может ржаветь под действием проникающей атмосферной или конденсационной влаги в щель между нижней поверхностью закладной детали и бетоном. Для защиты связей и закладных деталей от коррозии рекомендуется на заводе со всех сторон покрывать их цинком путём распыления, горячего цинкования или гальванизации.После сварки в условиях монтажа защитный слой цинка с лицевой стороны закладной детали и связи – накладки восстанавливается с помощью газопламенной металлизации.Кроме того, оцинкованные стальные элементы защищают замоноличиванием их цементно–песчаным раствором (1: 1,5 – 1: 2) толщиной не менее 20 мм.Как было указано выше, вертикальные стыки между стеновыми панелями, заполняемые раствором или бетоном (малоупругими материалами), неизбежно по целому ряду причин растрескиваются. Для того чтобы дождевая вода не проникала в помещение через трещины в стыках, а также в целях восстановления герметизации стыка, разработан ряд мероприятий.

В случае зачеканки швов снаружи цементным раствором она должна производиться лишь после монтажа всех этажей дома и в условиях положительных температур. Наблюдения показали, что вследствие изменения температуры наружного воздуха в вертикальных стыках раскрываются трещины и наружная зачеканка швов цементным раствором разрешается.

Вертикальный стык наружных стеновых панелей рекомендуется устраивать с применением двойной герметизации прокладок, изготовляемых из пороизола или гернита. Вертикальные грани панелей имеют точно выполненный профиль, образующий пазы необходимой формы и выступы, обеспечивающее точное положение в стыках гидроизоляционных прокладок (рис. 2.12, б).

Со стороны фасада устье шва разделывают герметизирующей мастикой, цементным раствором и расчеканкой и дополнительной окраской гидрофобной мастикой, так же как горизонтальные стыки стеновых панелей. Герметизацию вертикальных стыков наружных стеновых панелей производят изнутри до установки панелей внутренних стен. В устье паза вводят герметизирующую прокладку (гермитовый шнур) до упора. Затем дно стыка заклеивают слоем гидроизола на синтетическом клее. После этого при однослойных наружных стеновых панелях монтируют внутренние стены с полным их креплением, устанавливают в углах щиты переставной опалубки и производят бетонирование колодца шва бетоном М – 150 на быстротвердеющем, расширяющимся или безусадочном цементе с лёгким заполнителем, размеры зёрен которого недолжны превышать 20 мм.Более надёжны вертикальные жёсткие монолитные стыки, прочность, которых обеспечивается замоноличенной арматурой. При устройстве таких стыков имеется возможность избежать трещин, в стыках исключается также опасность коррозии стальных связей.На рис. 2.12, в показан монолитный стык однослойный стеновых панелей с петлевыми выпусками арматуры, соединенными скобами из круглой стали диаметр 12 мм. Герметизация стыка обеспечивается прокладкой пороизола на мастике “изол” и обмазкой наружного шва герметиком. Между замоноличенной зоной стыка и герметизацией образована вертикальная воздушная полость, которая служит дренажным каналом, отводящим вниз попадающую внутрь шва воду с выпуском её наружу на уровне цоколя. При монтаже домов из панелей небольшой толщины в вертикальных стыках применяют уплотняющие вкладыши из минеральной ваты, обвёрнутой полиэтиленовой плёнкой, или из пенопласта (рис. 2.12, а).При проверке петлевых соединений были обнаружены зазоры между отгибами скоб и петлями, которые в случае недостаточного плотного замоноличивания вызывали значительную податливость связей. Для уменьшения податливости такого рода несварных связей в некоторых типовых сериях панельных жилых домов были предусмотрены дополнительные сварные связи, запроектированные как монтажные. Более рациональным является предложение проф. А. А. Шишкина применят для соединения стеновых панелей сварные анкера – связи (рис. 2.13, е), которые представляют собой Т – образные элементы, изготовленные из полосовой стали и располагаемые в стыке “на ребро”. Для устройства соединения в стеновых панелях оставлять концевые выпуски арматуры (в пределах габарита форм), которые привариваются к концам анкеров. Благодаря вертикальному расположению полосовой связи в стыке обеспечивается возможность плотного заполнения полости бетоном. Расход стали в данном соединении оказывается в три раза меньшим, чем в ранее описанном. Это объясняется более полным участием металла связей в работе по восприятию усилий, возникающих в стыке при монтаже и эксплуатации здания.Заслуживает внимания так называемый безметаллический стык в виде ласточкиного хвоста, разработанный Б. Н. Смирновым (ЦНИИЭП жилища), который позволяет исключить стальные связи (рис. 2.14). Благодаря усложнённой “шпоночной форме” краёв всех четырёх сторон стеновой панели стыка способны воспринять значительные растягивающие усилия. Стык этот успешно проходит проверку в экспериментальном строительстве.Горизонтальный стык наружных стеновых панелей решают с устройством в верхней грани панели “противодождевого барьера” (или водоотбойного барьера) (рис. 2.12, г, д) или зуба. На наклонной части барьера, или зуба раствор прерывают и создают воздушный зазор, в пределах которого подъём влаги по капиллярам прекращается и стык остаётся сухим. На внутренней стороне верхней грани панелей устраивают четверти для опирания панелей перекрытия. Противодождевые барьеры или зубья не устраивают в однослойных стеновых панелях толщиной 300 мм и более. Ширину опорной четверти в несущих наружных стенах принимают 110 мм, имея ввиду заделку перекрытия на 80 мм. Ширину четверти в самонесущих стенах принимают в 50 мм с заделкой панелей только на 30 мм в акустических целях (для снижения звукопроводности стыка). Край панели перекрытия укладывают на четверть несущих наружных панелей по слою раствора, а на четверть самонесущих панелей по слою пакли, вымоченной в гипсе. Снизу паз тщательно расширяют раствором. Между торцом панели перекрытия и стеновой панелью вводят полосу утеплителя толщиной около 30 мм. Панели наружной стены и перекрытий соединяют сваркой закладных деталей с тщательным замоноличиванием. Перед установкой панелей следующего этажа на противодождевой зуб нижней панели укладывают герметизирующую прокладку, а на заделываемый край панели перекрытия – слой раствора. После установки стеновой панели герметик с наружной стороны покрывают полиизобутиленовой мастикой, а затем шов заделывают раствором с расчеканкой.

Рис. 2.12. Конструкции вертикальных вертикальных и горизонтальных стыков наружных стеновых панелей.

а, б, в, е- вертикальные стыки; г, д- горизонтальные стыки; а- упруго-податливый стык; б- тоже с двойной герметизацией; в- монолитный (замоноличенный) стык; г- горизонтальный стык с противодождевым барьером; д- тоже, с зубом; е- соединение стеновых панелей с помощью сварного стального анкера связи; 1- раствор или герметик; 2- гернитовый шнур на клее КН-2 или пороизольный жгут; 3- полоса гидроизола или рубероида; 4- термовкладыш; 5- тяжёлый бетон; 6- закладные детали; 7- стальная накладка; 8- герметизирующая мастика; 9- цементный раствор; 10- наружная однослойная панель из керамзитобетона; 11- внутренняя несущая панель (ж. б.); 12- прокладка (стиронор); 13- дренажный канал; 14- анкер Ф12 мм; 15- петля; 16- скоба Ф12 мм; 17- прокладка из пористойрезии; 18- монтажная прокладка (2шт. на панель); 19- панель перекрытия; 20- вкладыш из минераловатных плит толщиной 50 мм, обёрнутый в пергамин, или из пенопласта; 21- зуб; 22- Т-образный анкер- связь; 23- сварные швы; 24- арматурные выпуски из панелей.

Рис. 2. 13 Безметаллическая конструкция стыка:

а- горизонтальный стык; б- схема панели; в- вертикальный стык; 1- панель наружной стены; 2- панель внутренней поперечной стены; 3- панель перекрытия; 4- раствор; 5- утеплитель; 6- жгут гернита; 7- конопатки; 8- герметик; 9- шпонка.

Поиск по сайту: