2958

Техническая эксплуатация кирпичных стен гражданских зданий

Практическая работа

Архитектура, проектирование и строительство

Техническая эксплуатация кирпичных стен гражданских зданий. Эксплуатационные качества наружных и внутренних стен, факторы и причины, влияющие на них. Оценка технического состояния стен при эксплуатации. Причины контроля за деформациями в системах зд...

Русский

2012-10-22

71.5 KB

34 чел.

Техническая эксплуатация кирпичных стен гражданских зданий.

Эксплуатационные качества наружных и внутренних стен, факторы и причины, влияющие на них. Оценка технического состояния стен при эксплуатации. Причины контроля за деформациями в системах зданий. Обеспечение несущих и ограждающих функций стен в процессе эксплуатации»

Панельное домостроение

Современное строительство невозможно представить без полносборного домостроения. Для того чтобы здание соответствовало требованиям сегодняшнего дня по теплосбережению, комфортности , архитектурной выразительности и т.д., внедряются новые технологии и новые материалы.

Несущие стены панельных зданий состоят из панелей высотой в этаж. В отличие от крупных блоков стеновые панели не самоустойчивы: при возведении их устойчивость обеспечивают монтажные приспособления, при эксплуатации - специальные конструкции стыков и связей. Перекрытия выполняются из железобетонных настилов или панелей размером на конструктивно-планировочную ячейку ("панель на комнату").

Большинство конструкций при данной технологии возведения зданий выполняет сразу несколько функций: наружные стены - несущие и теплозащитные, внутренние - несущие и звукоизоляционные функции и т. д.

Данную технологию отличает высокая пространственная жесткость, которая обеспечивает сейсмостойкость сооружений при землетрясениях.

Стеновые панели сегодня - это исключительно многослойные конструкции, созданные на основе эффективных теплоизоляционных материалов.

В настоящее время,. должны выпускаться только наружные стеновые панели, соответствующие требованиям второго этапа теплосбережения по СНиП 11-3-79*. Этим требованиям соответствуют трехслойные панели с эффективным утеплителем. Трехслойная панель - это слоистая панель, имеющая наружный и внутренний железобетонные слои и теплоизоляционный слой, расположенный между ними.

Железобетон - композиционный строительный материал, в котором соединены в единое целое бетон и стальная арматура. Основным недостатком бетона является его низкая прочность на растяжение. Поэтому арматуру (стальные стержни) располагают в бетоне так, чтобы растягивающие усилия воспринимались арматурой, а сжимающие усилия передавались на бетон. Совместная работа бетона и арматуры обеспечивается хорошим сцеплением между ними и близостью коэффициентов линейного расширения.

Железобетонные панели могут быть как полносборными конструкциями (соединение слоев происходит в процессе изготовления на заводе, а монтаж панели на стройплощадке производится как готового стенового элемента) , так и сборными - монтаж осуществляется установкой каждого слоя отдельно .

Особенностями конструкций трехслойных железобетонных панелей заводского изготовления являются:

экономичность с точки зрения скорости возведения здания, затрат на монтаж;

меньшая зависимость строительных работ от погодных условий при соблюдении принципа непроникновения влаги в
изоляционные конструкции;

жесткая теплоизоляция, воспринимающая силы растяжения и среза, перераспределяет нагрузки между бетонными слоями,
вследствие чего значительно возрастает несущая способность панели.

Необходимо также отметить еще одну особенность современных железобетонных панелей, касающуюся технологии производства. Это современные опалубки (мобильно изменяемые), позволяющие изготавливать панели необходимых размеров и конфигураций под каждый конкретный проект. Благодаря этому архитектор, используя индустриальные панели, может создавать запоминающийся уникальный образ каждого здания.

Полносборные ж/б панели могут быть несущими, самонесущими и навесными (ненесущими). В жилых зданиях большей частью применяются несущие стеновые панели, на внутренний слой которых опираются плиты перекрытия. В административных зданиях обычно используется следующие решение наружных стен: навесные панели и несущий каркас.

При выборе конструкции необходимо обратить внимание на такие детали, как внешний вид, функциональность, требования к прочности, послемонтажный уход, легкость монтажа и экономические показатели.

Неправильный выбор материала и конструкции может привести к значительным расходам при эксплуатации и уходе за фасадами. Также одним из важнейших критериев при проектировании бетонных фасадов является их сохранность.

Нагрузки и воздействия

На многослойные наружные панели в процессе эксплуатации действуют статические постоянные и кратковременные нагрузки. Панели также подвергаются перепадам температур и влиянию влажности. Во время перевозки и подъема панелей могут возникнуть и динамические напряжения.

Самыми распространенными видами нагрузок и источниками напряжений являются:

-давление и тяга ветра;

-собственный вес и прочие постоянные нагрузки;

-эксцентриситет постоянных нагрузок;

-горизонтальные силы, вызванные человеком, животными или транспортом;

-вес оборудования, монтируемого на бетонных слоях;

-колебания средней температуры железобетонных слоев;

-разница внутренней температуры слоев;

-разница температуры между слоями;

-усадка и ползучесть слоев;

-осадка фундамента;

-нагрузки, возникающие во время перевозки и монтажа.

Давление и тяга ветра сосредотачиваются на наружном слое, с которого напряжение через связи переходит на внутренний слой и далее через стык на остальную часть конструкции.

Собственный вес наружного слоя через связи и закладные переходит на внутренний слой.

Нагрузки, вызываемые человеком, животными, транспортом и предметами учитываются как линейные или отдельные сосредоточенные нагрузки.

Вес оборудования, закрепляемого на панели, учитывается как постоянная нагрузка. Особо значительным может оказаться вес рекламного оборудования.

Следствием колебаний средней температуры слоев является изменение длины стены, а следствием разницы температур - изгибы. Если вышеупомянутые подвижки панелей не могут происходить свободно, в стене образуются вынужденные силы, которые могут привести к образованию трещин, прогибов и других повреждений.

Показатели деформации, возникающие в период складирования, во многом зависят от способа опирания панели. Крайними случаями являются свободное опирание и полностью закрепленное опирание.

Материал наружного и внутреннего слоев

Для полносборных железобетонных конструкций применяют все основные виды бетона: тяжелый, легкий на пористых заполнителях и ячеистый. Марка бетона выбирается на основании требований по долговечности и прочности.

Армирование

Железобетонная панель имеет рабочую арматуру, как правило, конструктивную, а также может иметь и расчетную арматуру, предназначенную для восприятия усилий, возникающих при изготовлении, транспортировке панелей и при монтаже стены. В качестве арматуры применяют сварные сетки и пространственные каркасы.

Арматура рассчитывается исходя из нагрузок, возникающих во время ее эксплуатации. Края наружного слоя панели и края проемов оснащаются кольцевой арматурой во избежание образования трещин, вызываемых неравномерной усадкой. На краях внутреннего слоя панели и краях проемов арматура используется исходя из конструктивной необходимости.

Теплоизоляционный слой

В качестве теплоизоляционного слоя трехслойных панелей в настоящее время чаще всего используют плиты из пенополистирола и из жесткой минеральной ваты. Могут применяться и другие теплоизоляционные материалы. Толщину теплоизоляционного слоя устанавливают в соответствии с теплотехническим расчетом.

Соединение наружного и внутреннего слоев трехслойных панелей осуществляется с помощью связей. Основными функциями связей, скрепляющих бетонные слои многослойной панели, являются: обеспечение взаимодействия между слоями; перенос нагрузок наружного слоя на внутренний слой; сведение к минимуму вынужденных сил; предупреждение прогибания слоев.

Связи

Типы связей могут быть следующие: гибкие металлические связи; отдельные армированные бетонные связи (шпонки); армированные бетонные ребра.

Размещение гибких связей зависит от формы и веса панелей, наружных нагрузок, величины, расширения движений наружного слоя, а также характеристик по прочности и деформации. В качестве гибких, металлических связей в трехслойных панелях используются стержни или другие соединительные элементы из сталей, имеющие необходимую коррозионную стойкость в условиях эксплуатации, а также арматура классов A-l, A-II и Вр-1 с противокоррозионным покрытием. Также в качестве гибких связей применяется стеклопластиковая арматура на основе эпоксидных смол.

Бетонные связи (шпонки) могут выполняться как в монолитном, так и сборном вариантах. Размеры и количество шпонок определяются технологическими и прочностными расчетами.

Толщина армированных бетонных ребер и размеры поперечного сечения отдельных армированных бетонных связей в трехслойных панелях в случаях, когда они предназначены для передачи усилий между слоями, составляют не менее 40 мм.

Отделка наружной поверхности панели

Наружный слой панели предназначен для защиты в процессе эксплуатации основных слоев от внешних климатических воздействий и выполнения декоративных функций. Виды наружной отделки панелей можно разделить на следующие основные категории: во-первых, поверхности, обработка которых осуществляется по свежему бетону, во-вторых, поверхности, обработка которых осуществляется по затвердевшему бетону, и в-третьих, собственно облицовка плиткой.

Могут применяться различные способы обработки по свежему бетону: поверхности обрабатываются затиранием, валиком, тампонированием; структурная поверхность выполняется вымыванием под давлением вяжущего вещества, находящегося между фракциями заполнителя; также оживляют бетонные поверхности обработкой царапаньем, и др.

При покраске поверхностей необходимо учитывать следующее: гладкие поверхности, отформованные "лицом вниз", не рекомендуется красить по причине того, что сцепление краски с данной поверхностью не очень надежно; поверхности, предназначенные под покраску, должны быть шершавыми, сухими и обладать свойством впитывать влажность - этим обеспечивается хорошее сцепление краски; при покрытии краской необходимо учитывать глубину предыдущей поверхностной отделки - чем она глубже, тем сложнее достигнуть равномерной поверхности при окраске.

Отделка затвердевшего бетона может быть выполнена вскрытием заполнителя пескоструем, обработкой кислотой, методом отбивания, откола, шлифования и т.д.

В соответствии с замыслом архитектора, при решения фасада панельного здания могут понадобиться не только цветные, с различными фактурными отделками панели, но и изделия с абсолютно белой поверхностью.

Для получения белого бетона используют высококачественные портландцемент и заполнители. Основным свойством белого портландцемента, определяющим его качества как декоративного материала, является степень белизны. Сырьевые компоненты должны содержать минимальное количество веществ, которые могут вызвать окрашивание цемента или уложенного бетона.

Большое значение для производства белого бетона имеют заполнители. В качестве которых часто используется белый мрамор, белый кварц, обожженный песчаник и синтетический белый гравий. Заполнители для белого бетона должны быть морозостойкими и не содержать пыли и осадочных включений.

При составлении смеси для изготовления белого бетона и раствора действуют обычные технологические правила. Следует, однако, отметить, что даже небольшие отклонения в технологии изготовления бетона могут привести к изменению внешнего вида бетонной конструкции.

Эксклюзивным дистрибьютором Датского Супербелого Портландцемента "AALBORG PORTLAND" в России является фирма "МАКСМИР".

Вентилируемые железобетонные панели.

Рассматривая современные железобетонные панели необходимо остановиться еще на одном типе подобных изделий, без упоминания о котором данный раздел был бы не полным. Речь идет о новом для российского рынка товаре - вентилируемых фасадных железобетонных панелях.

Вентилируемые железобетонные панели представляют собой полносборные трехслойные конструкции, но в отличие от традиционных -с воздушным промежутком между теплоизоляционным и наружным слоями.

Существует также способ возведения ж/б вентилируемых фасадов (не являющихся уже полносборными в чистом виде) с использованием однослойных ж/б панелей и теплоизоляционной плиты. В этом случае основанием может служить стена из любого конструкционного материала (в т.ч. и из железобетонных панелей), к которой крепится слой теплоизоляции, оставляется воздушный промежуток и устанавливается наружная ж/б плита.

Фасад из отдельных слоев выполняется как вентилируемая конструкция таким образом, чтобы между наружным ж/б слоем и слоем теплоизоляции оставался вентиляционный зазор толщиной не менее 30 мм.

Вентиляционные конструкции фасадов являются чрезвычайно перспективными и оправданными с точки зрения законов строительной физики. Поэтому подобным конструктивным вариантам уделяют большое внимание производители практически всех конструкционных материалов.

Среди предприятий выпускающих современные железобетонные панели в России отметим следующие фирмы: "ПАРКОН" (Россия), "PARASTEK BETON" (Финляндия).

Межпанельные стыки.

Если в целом, обобщенно, сопоставить свойства герметизирующих мастик относящихся к различным классификационным группам, то выяснится следующее.

По сравнению с материалами других групп неотверждающиеся мастики имеют худшие физико-технические показатели, но эти материалы наименее дороги, средства их нанесения (электрогерметизаторы отечественного производства) вполне доступны, сами мастики всегда готовы к применению.

Более высокие показатели у высыхающих мастик. Их наносят обычно с применением самых простых средств, но из-за наличия в них довольно значительного количества растворителей, которые при высыхании улетучиваются. Расход этих материалов сравнительно более высок. Кроме того, некоторые виды высыхающих мастик не рекомендуются наносить при температуре воздуха от О С и ниже -существенный недостаток в российских климатических условиях.

Самыми высокими физико-техническими показателями обладают отвергающиеся мастики. Они наиболее удовлетворяют условиям работы герметиков в конструкциях, как в случае нового строительства, так и при ремонте. Однокомпонентные мастики всегда готовы к применению. Устройство для их нанесения (шприцы разнообразных конструкций, электрогерметизаторы) не дефицитны. Но у мастик этой группы есть слабое место - необходимость строгой герметичности тары. Это требуется потому, что - напомним - отверждение однокомпонентных мастик происходит непрерывно под воздействием влаги воздуха, начиная с момента их изготовления. Для импортных аналогичных материалов вопрос давно решен: мастику помещают в герметичные жесткие патроны (картриджи) или в мягкие непроницаемые пластиковые баллончики. Поэтому она не только легко и удобно наносится, с помощью шприцев, но и обладает продолжительным сроком хранения -12 и более месяцев.

К сожалению, нередко отечественные мастики этой группы или выпускают в негерметичной полиэтиленовой упаковке, или затаривают в закрывающиеся крышками ведра, что не позволяет хранить материалы дольше 3-4 мес.

То, что двухкомпонентную отвергающуюся мастику перед нанесением необходимо сначала приготовить, не является недостатком. Наоборот, в ходе приготовления в принципе возможна дополнительная регулировка ее свойств применительно к реально складывающимся условиям: для изменения отдельных показателей мастики (вязкости, цвета, жизнеспособности, твердости и др.) в нее могут вводится дополнительные специфические добавки. Кроме того, компоненты ее могут порознь хранится 6-12 месяцев и более.

Тем не менее, двухкомпонентные мастики требуют точности и аккуратности в приготовлении и нанесении. К сожалению, выпуск давно разработанных в России простых и удобных механизмов (смесительно-эаправочных устройств и шприцев), могущих значительно упростить указанные операции никак не осваивается нашей промышленностью.

Герметизирующие мастики, представлены на российском рынке, как отечественными производителями: компания 'Термопласт", "ТЕХПЛАСТ ПСМ" и др., так и западными: "Bayer", "Bostik", "Dow Coming", "EMFI" и др.

Одной из основных причин нарушения гидро- и теплоизоляции в ограждающих конструкциях крупнопанельных зданий является неправильный выбор герметизирующих и уплотняющих материалов для стыков железобетонных панелей, а также использование некондиционных материалов, не удовлетворяющих требованиям действующих ГОСТов и ТУ на эти материалы.

Загерметизированные стыки элементов наружных стен, должны препятствовать переувлажнению прилегающих к ним участков наружных стен и исключать возможность проникновения атмосферной влаги на внутренние поверхности ограждения. Сопротивление указанных стыков воздухопроницанию и их теплозащитные свойства должны соответствовать требованиям СНиП 11-3-79*.

Для герметизации стыков применяются различные полимерные изолирующие материалы: герметизирующие мастики, вспенивающиеся композиции, погонаж (прокладки, профили, ленты, листы).

Остановимся подробнее на мастичных герметиках. По сравнению с другими изолирующими материалами, они обладают наилучшими физико-техническими показателями и значительной долговечностью в самых широких диапазонах условий эксплуатации сборных конструкций. Тем самым они способны обеспечивать герметизацию наиболее эффективно. Но это отнюдь не умаляет значение других изоляторов, каждый из которых выполняет свою специфическую задачу в общей системе изоляции межпанельных стыков. На рис. 1 представлены различные конструкции стыков элементов наружных стен полносборных зданий (закрытого, дренажного и открытого типов).

Герметизирующие мастики - это сложные по составу композиции, состоящие из многих ингредиентов, которые схематично можно разделить на две части - полимерную основу (разного рода синтетические каучуки) и технологические добавки (пластификаторы, наполнители, пигменты и др.). Свойства герметизирующих мастик определяются главным образом полимерной основой, хотя роль тех или иных технологических добавок также бывает довольно значительной.

На сегодняшний день для герметизации стыков железобетонных панелей применяются мастики следующих типов (по типу полимерного вяжущего): полиуретановые, полисульфидные (тиоколовые), кремнийорганические (силиконовые), акрилатные и др..

По характеру перехода в рабочее состояние выпускаются отвергающиеся, неотверждающиеся и высыхающие мастики. Первые через определенное время после нанесения превращаются в упругий резиноподобный материал. Вторые в течение всего срока эксплуатации остаются в более-менее пластоэластичном состоянии. Третьи после улетучивания содержащихся в них растворителей твердеют подобно первым, но при этом подвергаются усадке, величина которой зависит от количества растворителя.

Герметики могут быть одно и многокомпонентными (чаще всего двухкомпонентными). Первые продаются готовыми к применению, а вторые приходят в рабочее состояние после смешивания основного и отверждающего компонентов в заданной пропорции.

Техническая оценка и выбор герметизирующих мастик облегчается тем, что их свойства (точнее показатели качества) четко регламентированы в ГОСТ 4.224, причем для каждой классификационной группы указана необходимая номенклатура показателей. Численные значения важнейших показателей приведены в ГОСТ 25621. Основные из этих требований приведены ниже.

Все мастичные герметики должны обладать стабильными физико-механическими и адгезионными свойствами в интервале эксплуатационных температур от -40 до +70 °С (для районов Крайнего Севера от -60 до +50 °С), быть атмосферо- и водостойкими; не выделять при применении внутри помещений вредные вещества в количествах, превышающих ПДК и допустимые уровни для полимерных материалов; не снижать нормируемых пределов огнестойкости конструктивных элементов зданий; иметь гарантийный срок хранения не менее года, а для отверждающихся мастик - не менее 6 мес; обладать необходимым сопротивлением текучести и эксплуатации; обладать необходимой удобоукладываемостью в интервале температур нанесения.

Требования ГОСТ к мастикам отдельных классификационных групп таковы: отверждающиеся мастики должны обладать условной прочностью в момент разрыва не менее 0,1 Мпа, иметь относительное удлинение в момент разрыв не менее 300 % на образцах -лопатках или не менее 150% на образцах швах; прочность связи мастик с поверхностью образца не должна быть менее ее прочности при разрыве при когезиционном характере разрушения (т.е по телу образца); жизнеспособность двукомпонентных мастик не должна быть менее 2 ч.

Неотверждающиеся мастики должны быть однородными, иметь относительное удлинение при минимально допустимой температуре эксплуатации не менее 7%; пенетрация мастик, предназначенных для герметизации стыков сборных элементов зданий стен и покрытий, не должна быть менее соответственно 6 мм.

Указанные требования к мастичным герметикам основаны на многолетнем опыте их исследования и практического применения. Эти требования важны как во всей совокупности, так и порознь, поскольку каждое их них отражает отдельные существенные стороны герметизации. Так, относительное удлинение в момент разрыва (или при максимальной нагрузке) характеризует способность материала воспринимать (гасить) напряжения растяжения-сжатия, изгиба и сдвига, возникающие в сопряжениях в ходе эксплуатации из-за соответствующих деформаций сопрягаемых элементов. Максимальные величины этого показателя в ГОСТ не регламентированы, указаны лишь минимально допустимые более важные с эксплуатационной точки зрения.

С понижением температуры величина относительного удлинения у мастичных герметиков с определенного момента тоже понижается. Материал становится жестче. Тем, не менее, согласно ГОСТ, герметики должны выполнять свои функции во всем диапазоне эксплуатационных температур. Поэтому для неотверждающихся мастик (по отношению к которым это особенно существенно) ГОСТ регламентирует минимально допустимую величину относительного удлинения (7%) именно при минимальной температуре эксплуатации.

Очень важным показателем является также условная прочность в момент разрыва. Для отверждающихся мастик в ГОСТ нормирован лишь ее допустимый минимум (0,1 МПа). Если у материала величина данного показателя меньше это означает, что в экстремальных условиях эксплуатации может произойти разрыв мастичного слоя и нарушение герметизации сопряжения.

Однако рост величины условной прочности относительно указанного минимума полезен лишь до тех пор, пока испытаниях материала (на образцах-швах) сохраняется когезионный характер его разрушения, т.е. разрыв по самому материалу, что и нормировано в ГОСТ. Адгезионный же разрыв при испытаниях, т.е. разрыв между материалом и поверхностью его нанесения, означает, что в ходе эксплуатации вероятен отрыв мастики от сопрягаемых элементов, а такое нарушение герметизации в стыках наиболее опасно, потому, что создает наилучшие условия для протечек - проникания атмосферной влаги вглубь стены и далее в помещение.

Указанные закономерности распространяются также на неотверждающиеся и высыхающие мастики.

Другие важные эксплуатационные показатели: температурные пределы эксплуатации (чем они шире, тем. материал предпочтительнее), водопоглощение (чем, меньше, тем лучше), миграция пластификатора (те же критерии), однородность, пенетрация. Для производства работ существенны такие показатели, как жизнеспособность (у отверждающихся двухкомпонентных мастик: время между смешиванием компонентов и моментом, когда степень отверждения материала уже не позволят его наносить), сопротивление текучести, интервал температур нанесения. Гарантийный срок хранения важен с точки зрения не только технической, но и экономической, так же, как и содержание сухого остатка - у высыхающих мастик.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

60948. Моделирование при помощи редактируемых поверхностей 373.5 KB
  Для применения к объекту одного из модификаторов выделите объект щелкните на кнопке нужного модификатора и настройте параметры модификатора в появившемся в нижней части командной панели Modify Изменить свитке Pаrаmeters Параметры.
60951. Реформація в Німеччині. (урок з використанням мультимедійних технологій) 97.5 KB
  Мета: зясувати суть Реформації причини її поширення в Німеччині розвивати навички роботи з підручником вчити аналізувати та узагальнювати історичний матеріал; виховувати толерантне ставлення до поглядів переконань думок інших.
60955. РОЗГАЛУЖЕНІ АЛГОРИТМИ. ОПЕРАТОРИ ВИБОРУ 70.5 KB
  Структура умовного оператора. В Паскалі такими засобами є умовний оператор і оператор варіанту. Кожный умовний оператор припускає виконування однієї з двох дій в залежності від істинності деякої умови.
60956. КЛАСИФІКАЦІЯ КОМПЮТЕРНИХ МЕРЕЖ 91.5 KB
  За правом доступу до ресурсів виділяють такі види компютерних мереж: персональні PN англ. Персональна мережа обєднує власні електронні пристрої користувачів персональні компютери ноутбуки кишенькові компютери мобільні телефони смартфони комунікатори тощо...