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 м 2 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.

Типовые серии жилых домов в г. Новосибирске (варианты перепланировок, планировки)

Пятиэтажные панельные дома серии 1-464

Жилой дом серии 1-464

Крупнопанельные 4-5-этажные жилые дома серии типовых проектов 1-464 являются наиболее распространенными полносборными зданиями первого поколения. В основу решения домов рассматриваемой серии положена перекрестно-стеновая конструкционная система.

Основным несущим остовом зданий служат поперечные железобетонные стены, расположенные с шагом 3,2 и 2,6м, благодаря чему дому этого типа получили название домов с «узким» шагом поперечных несущих стен. На них опираются железобетонные плиты перекрытий размером «на комнату». Они опираются также на наружную и внутреннюю продольные стены, которые воспринимают часть вертикальной нагрузки, одновременно обеспечивая продольную жесткость здания.

План этажа дома 1-464

Плиты перекрытия, уложенные в шаге 3,2м, рассчитаны и работают как опирающиеся по контуру. Поскольку все разделяющие помещения внутренние стены несут нагрузку от перекрытий и вышележащих этажей, переместить эти стены и тем самым изменить ширину помещений невозможно. По этой же причине исключается удаление наружных стен в шаге 3,2м, без обеспечения опирания плиты перекрытия по короткой наружной стене.
Наружные стены выполнены из панелей — трехслойных, состоящих из двух железобетонных скорлуп и слоя утеплителя между ними, или однослойных панелей (из легких бетонов). Внутренние несущие стены толщиной 12см и плиты перекрытий толщиной 10см представляют собой железобетонные настилы сплошного сечения. Крыша — совмещенная с рулонной мягкой кровлей или чердачная стропильная с кровлей из волнистого асбестоцемента.

Возможный демонтаж перегородок в серии 1-464

При перепланировке домов серии 1-464 возникает необходимость в устройстве новых или расширении существующих проемов в поперечных стенах. В ограниченных пределах это возможно, но требует подтверждения расчетами.

При модернизации здания плиты междуэтажных перекрытий невозможно демонтировать. Однако при надстройке здания плиты перекрытий над существующим пятым этажом могут быть демонтированы частично. Устройство в них новых проемов возможно, но при больших размерах таких проемов может потребоваться усиления перекрытия.

Фасад дома серии 1-464

В рассматриваемой серии балконы размещаются в шаге 3,2м. Балконные железобетонные плиты толщиной 10см и шириной 90см смонтированы по двум схемам. В начальный период строительства они опирались на наружную стену и удерживались в проектом положении двумя металлическими тягами, которые, проходя через стык между наружными стенами, крепились к торцу внутренеей стеновой панели. В более поздних проектах от такого решения отказались и, расчитывая балконную плиту как консоль, опертую на наружную стену, соединяли ее с плитой перекрытия с помощью свариваемых закладных элементов.

Пятиэтажные панельные дома серии 1-468

Жилой дом серии 1-468

Типовые проекты жилых домов серии 1-468 первоначально разрабатывались в институте «Гостройпроект», с 1961 года — в ЦНИИЭПжилища.

План типового этажа дома серии 1-468

Несущим остовом домов данной серии являются поперечные несущие стены, расположенные в плане с шагом 3 и 6м, благодаря чему в отличие от домов серии 1-464, дома этой конструктивной системы получили название домов со «смешанным» шагом поперечных несущих стен.
Наиболее распространенным представителем домов этой серии является пятиэтажный четырехсекционный жилой дом. В нем наружные стеновые панели выполнены из ячеистых бетонов автоклавного твердения или из легких бетонов, а многопустотные железобетонные перекрытия опираются на поперечные несущие железобетонные стены. Продольные стены здания — самонесущие. Крыши таких домов возводились в двух вариантах: совмещенная с рулонным покрытием и чердачная стропильная с кровлей из волнистых асбестоцементных листов.

План типового этажа дома серии 1-468

Возможный демонтаж перегородок в серии 1-468

Главное преимущество домов рассматриваемой серии состоит в том, что панели перекрытий не опираются на продольные стены здания. Поэтому эти стены, кроме отдельных участков внутренней стены, примыкающих к лестничным клеткам и обеспечивающих продольную устойчивость здания, могут быть в отдельных местах демонтированы. Именно это обстоятельство открывает при модернизации таких зданий широкие возможности для ликвидации недостатков планировки существующих квартир путем пристройки к зданию дополнительных объемов. Устройство новых и расширение существующих проемов в несущих поперечных стенах возможно лишь при подтверждении расчетом и усилении «контуров» проемов.

Пятиэтажные панельные дома серии 1-335

Пятиэтажные жилые дома серии типовых проектов 1-335 являются представителями каркасно-панельной конструктивной системы. Типовые проекты этой серии первоначально разрабатывались авторским коллективом ленинградского конструкторского бюро, а затем были продолжены в институте «ЛенЗНИИЭП».

Фасад и план дома серии 1-335

Конструктивная схема дома представляет собой так называемый «неполный» каркас, который состоит из одного ряда железобетонных колонн, расположенных на средней продольной оси здания с шагом 3,2 и 2,6м и железобетонных ригелей, расположенных поперек здания и опирающихся с одной стороны на железобетонные колонны, а с другой на металлические опорные столики, заделанные в тело несущих наружных стеновых панелей. На ригели уложены железобетонные плиты перекрытия размером «на комнату», рассчитанные на опирание по двум длинным сторонам. Колонны между собой соединяются прогонами, обеспечивающими продольную жесткость здания.

В домах рассматриваемой системы несущие наружные стены применялись в основном слоистые. Они имеют наружный слой в виде железобетонной ребристой «скорлупы» и внутренний (утепляющий) из пенобетона толщиной 26см, поверхность которого со стороны помещений оштукатурена. Внутренних несущих стен в этих домах нет за исключением диафрагм жесткости, которыми служат межсекционные стены лестничных клеток.

План типового этажа дома серии 1-335

При одинаковых размерах и шагах домов разных серий в домах каркасно-панельной системы может быть полностью реализован принцип «свободной планировки». Наличие ригелей под плитами перекрытий можно рассматривать как определенный недостаток, препятствующий традиционному формированию интерьера жилых комнат.

Возможный демонтаж перегородок в серии 1-335

Модификацией этой конструктивной системы стало введение в нее еще двух рядов колонн — у наружных стен здания для опирания на них ригелей. Такие дома получили название «домов с полным каркасом». В них наружные стены являются самонесущими и могут быть демонтированы при реконструкции.

Пятиэтажные кирпичные дома серии 1-447

План этажа и фасад дома серии 1-447

В состав серии 1-447 входят типовые проекты 4-5 этажных кирпичных жилых домов с тремя продольными несущими стенами. Несущим остовом домов рассматриваемой серии являются три продольные несущие стены и поперечные кирпичные стены — наружные торцевые и внутренние, между которыми располагаются лестничные клетки. Поперечные кирпичные стены выполняют роль диафрагм жесткости. Все остальные стены (внутриквартирные и межквартирные) являются ненесущими.

Жилой дом серии 1-447

Перекрытия выполнены в виде железобетонных многопустотных плит, опертых короткими сторонами на продольные кирпичные стены. Наиболее нагруженной является средняя стена, на которую панели перекрытия опираются с двух сторон. В наружных продольных стенах проемы могут быть увеличены только путем ликвидации подоконной части при сохранеии существующих простенков. Перемычки над окнами также должны быть сохранены. В торцевых стенах здания при реконструкции возможно устройство проемов.

Возможный демонтаж перегородок в серии 1-447

Источник: Методические рекомендации по выбору рациональных архитектурно планировочных решений реконструкции жилых зданий различных конструктивных схем. Госстрой России, м.1998г.