Крупнопанельное домостроение — способ сборного строительства, заключающийся в использовании в качестве несущих и ограждающих конструкций панелей крупных габаритов (с длиной или высотой «на комнату») из железобетона (также керамзитобетона, шлакобетона и тому подобных материалов) при необходимости с внутренним слоем теплоизоляционного материала.
Описание
Панельное домостроение в мировой практике широко применяется при наличии трёх основных предпосылок: Имеется необходимость массового строительства на территориях, где спрос и цена на жильё позволяют покрывать издержки производства крупнопанельных блоков и их логистики. Имеется соответствующая сырьевая база, энергетика и ресурсы для производства. Комплексная подготовка строительных площадок под массовую застройку панельными домами требует специальных технических решений. Строительство панельных домов невозможно при отсутствии дорог достаточной грузоподъёмности и ширины (специальные машины для доставки крупных монтажных единиц — панелевозы, в составе автопоезда весят до 40 тонн и имеют транспортные радиусы разворотов до 18 метров или требуют организации сквозных проездов вдоль каждого монтируемого дома). Использование мощного подъёмного кранового оборудования на строительных площадках (масса панелей до 9 тонн при вылетах стрелы не менее 30 метров требует использования кранов грузоподъёмностью от 14 тонн).
Положительными качествами панельного домостроения является быстросборность конструкций возводимого жилого дома, высокая степень отделочной готовности конструкций (идеально плоские элементы и поверхности не требующие затрат на отделку), качество выпускаемых промышленным способом конструкций и сборных элементов значительно выше чем у конструкций изготавливаемых в условиях строительных площадок. Максимальная этажность определяется расчетом конструкций жилого дома и может составлять 25 этажей и более.
Современные панельные жилые дома развиваются одновременно с меняющимися технологическими решениями производств. Конкуренция в производстве очень велика, что заставляет технологов домостроительных комбинатов не только привлекать материалы и технологии, сокращающие прямые материальные затраты, но и повышать потребительские качества продукции, в том числе уменьшаются допуски отклонений геометрических параметров изделий, изделия становятся более удобными в монтаже, в отделке. Применяются уже готовые решения фасадной отделки в заводских условиях. Производства практически уходят от привязки к фиксированному шагу проектирования, то есть габариты изделий теперь могут быть ограничены только параметрами веса и транспортными габаритами при доставке.
В современных технологических условиях положительные качества панельного домостроения стали вполне применимы для малоэтажного и индивидуального жилищного домостроения.
Наработанный опыт северных стран Европы в малоэтажном строительстве с применением панелей (Финляндии, Швеции, Эстонии и Германии) позволяет применять новые технологии не только в производстве панелей, но и в конструкторских решениях при монтаже зданий. Так, нашли применение в строительстве не только сварные, но и заливные (монолитные, или правильно — «омоноличенные») узлы сопряжения конструкций, что делает конструкцию не только монолитной, но и повышает общее сопротивление конструкции влиянию ветра (продуваемости швов), упрощает решение вопросов герметизации. Конструктивный расчет такого здания делается как на монолитное здание (в отличие от сварных узлов, в расчете учитываемых как шарнирные соединения), с учётом армируемых связей в самих узлах сопряжений конструкций.
В России так же есть заводы, использующие современные технологические решения и узлы в панельном и каркасном домостроении.
Основными видами возводимых панельных зданий в настоящее время являются каркасные и бескаркасные. К первому типу относят каркасно-панельные, а ко второму — крупнопанельные. Монтаж зданий обоих типов производится из индустриальных сборных железобетонных конструкцийР. Л. Маилян, Д. Р. Маилян, Ю. А. Веселев: Строительные конструкции, 2-е изд, Ростов-на-Дону: Феникс, 2005, 880с, УДК 024:01 (075.8), ISBN 5-222-07026-3.
Каркасные здания Каркасно-панельные здания подразделяются на две конструктивные схемы: с полным каркасом и с внутренним каркасом.
Здания, возведённые по схеме «полный каркас», конструктивно представляют собой пространственный каркас, который образуется при помощи внешних опорных стоек-колонн и ребристых панелей перекрытия. К стойкам каркаса крепятся панели стен и внутренних перегородок, которые являются несущими. Кроме того, к схеме «полный каркас» относятся здания с поперечным и продольным каркасомЦай Т. Н.: Строительные конструкции, в 2-х томах: т.2. Железобетонные конструкции, М.: Стройиздат, 1977, 448стр, УДК (624.01 + 624.012.3/.4) (075.3).
В зданиях типа «внутренний каркас» внешние опорные колонны отсутствуют, а в роли несущих выступают внутренние колонны и панели наружных стен на которые опираются плиты перекрытий.
Пролёты каркасно-панельных зданий составляют 5,6 м или 6 м. Вдоль здания разнесены колонны с шагом 3,2 м или 3,6 м. Высота этажей таких зданий составляет 2,8 м при двухэтажной разрезке колонн. Соединение ригелей и колонн сварное. Колонны имеют консоли, которые проходят сквозь и изготавливаются из прокатной двутавровой стали. Ригели опираются на эти консоли, своей нижней частью, выполненной с подрезкой.
В каркасных зданиях повышенной этажности (высотой 12 до 16 этажей и выше) шаг между поперечными рамами составляет 6 м, что позволяет осуществить более свободную планировку помещений.
Высота этажей в зданиях повышенной этажности, в зависимости от их назначения, может составлять: Административные здания, медицинские и учебные учреждения — 3,3 м. Жилые здания и гостиницы — 2,8 м. Конструкторские бюро, торговые центры, лабораторные корпуса — 3,6 м или 4,2 м.
Бескаркасные здания
Крупнопанельные здания относятся к типу бескаркасных. В зависимости от этажности здания и его назначения существуют различные конструктивные схемы.
Крупнопанельные жилые здания и дома гостиничного типа высотой до пяти этажей делятся на три основных схемы: Здания с несущими наружными и внутренними поперечными и продольными стенами. Здания с самонесущими наружными стенами и несущими поперечными стенами. Здания с несущими наружными и внутренними продольными стенами.
В зданиях с поперечными перегородками несущими элементами выступают внутренние поперечные перегородки, на которые опираются плиты перекрытий. Наружные панели в таких зданиях предельно облегчены и укрупнены и выступают только в качестве ограждающих элементов, так как нагрузка от перекрытий ими не воспринимается.
Элементы конструкции Различают панели для стен и межэтажные панели перекрытий. Для стен изготавливаются внутренние и наружные панелиСправочник строителя. Строительная техника, конструкции и технологии (в 2-х томах), т. I / Под ред. Ханса Нестле, М.: Техносфера, 2007, 520стр, ISBN 978-5-94836-105-5Т. Г. Маклакова, С. М. Нанасова: Конструкции гражданских зданий, М.: Издательство АСВ, 2000, 280стр, УДК 624.01: 725(075.8), ISBN 5-93093-040-6. Их размеры закладываются на этапе проекта и напрямую зависят от размеров помещений. Также к элементам крупнопанельного дома относятся лестничные площадки и марши, санитарно-технические кабиныКонструкции гражданских зданий, Уч-к для вузов по спец. «Архитектура», Под ред. д-ра архитектуры М. С. Туполева, М.: «Архитектура-С», 2006, 240с, ISBN 978-5-9647-0092-0, объёмные блоки шахты лифта, вентиляционные блоки, а также экраны ограждения балконов и лоджий.
Панели для внешних стен Панели внешних стен выпускаются двух основных разновидностей: Однослойные панели. Изготавливаются из лёгкого железобетона или бетона конструктивных марок. Многослойные панели.
Наружные стеновые панели, используемые в зданиях с конструктивной схемой типа «поперечные перегородки», производят с использованием лёгких строительных материалов: керамзитофибробетон, ячеистый бетон.
Длина панелей для внешних стен, применяемых в пятиэтажных домах равна шагу поперечных панельных стен-перегородок. В зависимости от назначения здания, фасадные панели выпускаются следующих размеров: 2,5 м; 2,8 м; 3,2 м; 3,6 м и 6 м.
Панели для внутренних стен
Изготавливаются однослойными, а в качестве материалов применяется лёгкий или обычный железобетон. В зависимости от своей толщины, внутренние панели могут применяться как в качестве несущих стен, так и в качестве панелей диафрагм жёсткости. Внутренние стены, не являющиеся несущими устанавливаются, в основном, в качестве стен-перегородок лёгкой конструкции.
Плиты перекрытий Существует три основных вида плит перекрытий: Полнотелые железобетонные панели. Частично сборно-монолитные плитные элементы со слоем бетона. Многопустотные плиты — с круглыми пустотами.
Панели из керамических или газосиликатных блоков Стеновые панели могут быть изготовлены из крупноформатных блоков (керамический блок, газосиликатный блок, шлакоблок и т. д.). Производство панелей осуществляется на специальном оборудовании, в котором наиболее трудозатратные процессы автоматизированы. Для транспортировки и монтажа используется специальная оснастка. В случае когда стены из керамических блоков изготавливаются в цеху, а затем транспортируются на стройку, их монтаж возможен в максимально короткие сроки с наименьшими трудозатратами и в любые погодные условия. Совокупность оборудования для изготовления стен, оснастки для транспортировки и монтажа представляет собой технологию готовых стен.
Преимущества технологии готовых стен: оператор при осуществлении кладки всегда находится в эргономичном положении применение ручного крана снижает усталость рабочего замес раствора осуществляется автоматически автоматическое нанесение раствора нужной толщины облегченное выставление керамических блоков стабильно-высокое и контролируемое качество готовых стен
Технологический процесс
Проектирование и изготовление Выпуск всех элементов панельных зданий производится на специализированных предприятиях, называемых заводами крупнопанельного и каркасно-панельного домостроения. Производство элементов крупнопанельного здания может осуществляться следующими тремя (основными) способамиСтроительство. Том 2. Главный редактор Г. А. Караваев. М.: Советская Энциклопедия, 1964. — Энциклопедия современной техники. Энциклопедии. Словари. Справочники, стр. 80-82: Вертикальным формованием в кассетах (кассетный). Горизонтальным формованием на поворотных обогреваемых вибростолах Конвейерным, либо агрегатно-поточным методом (формованием панелей в горизонтальном положении в отдельных формах). Способом вибропроката. В этом случае используется прокатный стан (конструкции Козлова Н. Я.).
В Советском Союзе с начала 1960-х годов существовали типовые проекты заводов КПД, мощность которых составляла от 35 до 140 тыс. м² площади в год. Самым распространённым из методов производства панелей в СССР являлся кассетный.
Перевозка Для перевозки готовых панелей применяют специальные автотранспортные средства — панелевозы (рамные, безрамные, ферменные), представляющие собой прицеп или полуприцеп. Их грузоподъёмность может достигать 24 тоннСтроительство. Том 2. Главный редактор Г. А. Караваев. М.: Советская Энциклопедия, 1964. — Энциклопедия современной техники. Энциклопедии. Словари. Справочники, стр. 335—336.
Возведение
Монтаж каркасных зданий повышенной этажности производится по связевой системе.
Возведение бескаркасных зданий заключается в использовании внутренних и внешних несущих стеновых панелей и плит перекрытия, которые устанавливаются рядом друг с другом и друг над другом таким образом, что после заливки бетоном швов и стыков между ними получается устойчивое сооружение.
Преимущества и недостатки