Деревянные стены

 

Древесина является древнейшим строительным материалом, применяемым при строительстве. По технологии изготовления различают традиционные (бревенчатые, брусчатые) и индустриальные (каркасные и щитовые стены) методы строительства (рис. 4.13).

Для бревенчатых стен применяют сосновые бревна диаметром 180–240 мм. Ряд бревен по периметру здания называют венцом. Венцы соединяют шипами через 2 м. При бревнах длиной более 6 м устраивают сжимы.

Брусчатые стены выполняют из опиленных на четыре канта бревен. Между бревнами и брусьями прокладывают паклю.

Деревянные каркасные здания, кроме каркаса, состоят из ограждающих элементов с утеплителем в виде шлака, керамзита; плит из фибролита, минеральной ваты и др. Щитовые стены выполняют из сборных щитов заводского изготовления, соединяемых между собой на болтах, скобах и др. Размеры щитов: ширина – 1200 и 600 мм, а высота – 2800–3000 мм (для одноэтажных зданий).

 

 

Рис. 4.13. Деревянные стены и их элементы: а – бревенчатые (рубленые);

б – брусчатые; в и г – каркасные; д – щитовые: 1 – верхняя обвязка;

2 – нижняя (цокольная) обвязка

 

 

4.3.4. Стены из кирпича, мелких блоков и природного камня

Кирпич и мелкие блоки являются одними из основных материалов, применяемых для возведения стен жилых зданий различной этажности, и за последнее время их доля даже возросла. Как правило, стены выполняют несущую роль, но в зданиях, где конструкции получают большие нагрузки, возможна установка каркаса. Примером каркасного каменного здания может служить новая библиотека Омского государственного аграрного университета.

Наиболее распространенными стенами из мелких камней являются кирпичные. По структуре они делятся на сплошные (однородные), выполняемые из полнотелого, пустотелого или легкого (пористого) кирпича (рис. 4.14), и облегченные (слоистые), включающие по толщине, кроме кирпичных, слои из других, менее теплопроводных материалов (рис. 4.15).

 

 

Рис. 4.14. Кирпичная сплошная кладка:

а – цепная (двухрядная); б – ложковая (шестирядная)

Рис. 4.15. Облегченные кирпичные стены:

а, в – с заполнением из легкого бетона; б – с термовкладышами; г – колодцевая кладка; д – стена с воздушными прослойками; е – с утеплителем

из теплоизоляционных плит; ж – то же, но на относе: 1 – воздушная прослойка;

2 – легкий бетон; 3 – теплоизоляционная плита

 

Недостатком сплошной кладки из полнотелого глиняного и силикатного кирпича является ее значительная теплопроводность, ввиду чего толщина кладки, определенная теплотехническим расчетом, часто является по условиям прочности излишней. Поэтому сплошная кладка наружных стен из полнотелого кирпича экономически, как правило, целесообразна только при условии полного использования ее прочности, т.е. в нижних этажах многоэтажных зданий.

В облегченных стенах материалом для термовкладышей служат легкий бетон, пенобетон, пеносиликат и др.

Практический интерес представляют облегченные наружные стены с облицовкой утеплителем стены сплошной кладки (рис. 4.15, е, г). Для утепления каменных стен со стороны улицы применяют жесткий плитный утеплитель из легких бетонов, пеностекла, фибролита в сочетании с атмосферостойкой и прочной облицовкой (листы асбестоцемента, доски и др.). Для утепления наружных стен со стороны помещения используют полужесткий плитный утеплитель (камышит, соломит, минераловата и др.).

В зависимости от наличия штукатурки с наружной стороны стены горизонтальные швы могут выполняться впустошовку (при наличии штукатурки) (рис. 4.16, а), вподрез (рис. 4.16, б), под расшивку с выпуклыми (рис. 4.16, в) или вогнутыми (рис. 4.16, г) швами.

 

а) б) в) г)

 

Рис. 4.16. Виды обработки швов кирпичной кладки:

а – кладка впустошовку; б – вподрез; в, г – под расшивку

 

 

Цоколи кирпичных стен (сплошных и облегченных) необходимо выполнять из хорошо обожженного глиняного полнотелого кирпича. Цоколь может быть облицован плитами из прочных пород камня (рис. 4.17).

Характерными элементами фасадных стен являются оконные и дверные проемы. Верхние и боковые поверхности, ограничивающие проем, называют откосами или притолоками. Эти проемы обычно делают с четвертями размером 75 х 120 мм для уменьшения продуваемости и облегчения установки оконных и дверных коробок.

Над проемами устраивают перемычки несущие и ненесущие. По конструкции перемычки бывают: рядовыми, армокирпичными, кирпичными арочными, кирпичными клинчатыми, железобетонными и стальными.

 

 

Рис. 4.17. Примеры конструкций цоколей и отмостки кирпичных стен

 

 

Рядовая перемычка перекрывает проем шириной до 2 м. Это обыкновенная кладка, сложенная на цементном растворе более высокой марки. При ее изготовлении под нижний ряд кладки помещают арматуру диаметром 5–6 мм или полосовую сталь 20 х 1 мм, по одному стержню или полосе на каждые 100 мм толщины стены. Их заделывают в кладку простенков на величину не менее 250 мм. Арматура укладывается на цементный раствор 1: 4 толщиной 20–30 мм, а цементный раствор расстилают по временной опалубке (настилу). Армокирпичные перемычки проектируют при проемах пролетом более 2, 0 м и больших нагрузках. Арматура определяется расчетом.

Арочные и клинчатые перемычки (рис. 4.18, а, б) трудоемки, требуют устройства опалубки. Кирпичи укладываются на ребро. Ряд в-в является замковым.

 

Рис. 4.18. Конструкции перемычек: а – арочная; б – клинчатая; в – сборная

железобетонная из брусков (несущая); г – то же с опорной полкой

 

 

Наиболее распространены сборные железобетонные перемычки. Принята следующая маркировка перемычек:

- ненесущие брусковые – Б;

- ненесущие плитные – БП;

- усиленные несущие – БУ;

- несущие с опорной полкой – БГ.

Цифры, стоящие за буквами, указывают на длину перемычки в дециметрах (рис. 4.19).

Рис. 4.19. Сборные железобетонные перемычки:

а – сечение брусков (в мм); б – ненесущие перемычки; в – несущие перемычки: 1 – железобетонные бруски типа Б; 2 – то же типа БП; 3 – то же типа БУ;

4 – плита междуэтажного перекрытия

 

Венчающие карнизы кирпичных стен могут иметь различное конструктивное решение (рис. 4.20). При вылете карниза до 300 мм и не более половины толщины стены карниз выполняют из полнотелого кирпича путем постепенного напуска рядов кладки на величину до 80 мм в каждом ряду. При вылетах более 300 мм применяют карнизные железобетонные плиты, консольно заделанные в стены с помощью различных анкеров.

Рис. 4.20. Конструкции венчающих карнизов: а – кирпичные; б, г – из железобетонных сборных плит; в – из плит по консольным балкам: 1 – железобетонные плиты; 2 – крепежные балочки; 3 – анкерные болты; 4 – железобетонные кронштейны; 5 – анкер; 6 – плита верхнего перекрытия; 7 – закладная деталь карниза; 8 – капельник; 9 – проволочная скрутка; 10 – ерш

 

 

В домах, имеющих отопительные печи, в стенах следует предусматривать дымовые каналы размером 0, 5 х 1, 0 кирпича (140 х 270 мм), вытяжные каналы от ванных колонок и вентиляционные каналы 0, 5 х 0, 5 кирпича (140 х 140 мм). Минимальная толщина стен, в которых устраивают эти каналы, должна быть не менее 1, 5 кирпича (380 мм).

Наряду с глиняным и силикатным кирпичом, применяют керамические камни (рис. 4.21, а, б, в), т.е. глиняные обожженные блоки с пустотами. Технические характеристики всех кладочных стеновых элементов приведены в ГОСТ 530–2007 «Кирпич и камень керамические. Общие технические условия».

Рис. 4.21. Виды камней из искусственных материалов:

а – кирпич сплошной; б – кирпич пустотный; в – керамические камни;

г – легкобетонные камни с щелевыми пустотами (целый и половинный);

д – то же с тремя пустотами

 

 

Кладка из легкобетонных трехпустотных камней и с щелевидными пустотами ограничена в применении из-за ее малой прочности, слабой устойчивости против атмосферных осадков и необходимости оштукатуривания поверхности стен.

В районах, имеющих в достаточном количестве местный строительный материал (известняк-ракушечник, туф), для возведения зданий используют камни правильной формы, полученные путем распиловки. Размеры камней: 390 х 190 х 188; 490 х 240 х 188 и 390 х 190 х 288 мм.

4.3.5. Стены из крупных блоков

 

Крупноблочная строительная система применяется для возведения жилых и массовых общественных зданий (школ, поликлиник и т.п.) высотой до 16 этажей. Крупноблочные дома могут выполняться как с бескаркасной, так и каркасной конструктивной системой. Широкое применение в строительстве панельной системы в последние годы привело к сокращению объемов крупноблочного строительства.

Крупными блоками называют искусственные (керамические, бетонные, шлакобетонные и др.) или природные камни большого размера массой до 3–5 т. Действующая номенклатура крупных блоков разработана применительно к конструктивной схеме здания с тремя продольными несущими стенами – двумя наружными и одной внутренней. Стены в пределах этажа при проектировании членят на ряды в зависимости от материала блоков, технических возможностей их изготовления и грузоподъемности монтажных кранов. Различают двух- и четырехрядную разрезку стен (рис. 4.22). Двухрядная наиболее распространена, так как значительно сокращает число монтажных единиц.

 

Рис. 4.22. Виды разрезки стен крупноблочных зданий:

а – двухрядная; б – четырехрядная; в – двухрядная для внутренних стен:

1 – простеночный блок; 2 – подоконный блок; 3 – блок-перемычка;

4 – вертикальный блок внутренней стены; 5 – перекрытие;

6 – горизонтальный блок внутренней стены

 

Плоскость стены может быть разбита на простеночные (рядовые и угловые), подоконные, перемычечные и поясные (рядовые и угловые) блоки. Кроме того, изготовляют специальные блоки: с дымовентиляционными каналами, санитарно-технические, электротехнические и др.

Различают крупные блоки сплошные, пустотелые, с отверстиями и гнездами (рис. 4.23).

 

Рис. 4.23. Крупные стеновые блоки: а – кирпичный сплошной; б – кирпичный облегченный; в – легкобетонный сплошной; г – легкобетонный облегченный;

д – силикатный; е – из природного камня, цельный; ж – то же, составной;

и – то же, комплексной конструкции: 1 – штучный камень; 2 – фактурный слой; 3 – бетонная обойма

 

 

Крупные искусственные блоки изготовляют на заводах из легких и ячеистых бетонов с объемным весом 1000–1600 кг/м³ (шлакобетона, керамзитобетона, термозитобетона, пенобетона, бетона на естественных пористых заполнителях, силикатного бетона, пеносиликата), кирпича, керамических камней и т.д.

Толщину блоков определяют в зависимости от климатических условий места строительства, нагрузок и этажности. Для кирпичных блоков толщину принимают аналогичной толщине кирпича: 25, 38, 51 и 64 см; для блоков, выпиленных из каменного массива и бетонных, – 30, 40, 50 и 60 см.

Блоки внутренних стен и стен подвалов изготовляют из тяжелого бетона.

Блоки укладывают на растворе с соблюдением перевязки швов. Вертикальные стыки между блоками являются наиболее ответственными в крупноблочных зданиях, так как от тщательности их заделки зависит тепло- и звукоизоляция.

Вертикальные стыки могут быть открытыми со стороны помещения или закрытыми (рис. 4.24), для чего блоки изготовляют с четвертями или пазами. Блоки с четвертями применяют в основном для наружных стен, так как четверти лучше обеспечивают непродуваемость стыка. Блоки с пазами применяют главным образом для внутренних стен. Закрытый вертикальный канал, образующийся после установки двух смежных блоков, заполняют бетоном или кладочным раствором. Швы вертикальных стыков проконопачивают паклей и зачеканивают жестким раствором на глубину 2–3 см или применяют жгуты из пороизола, приклеиваемый на мастике изол.

 

 

Рис. 4.24. Детали крупноблочных стен:

1 – открытый стык; 2 – вкладыш; 3 – закрытый стык; 4 – конопатка

 

 

Для повышения пространственной жесткости крупноблочных зданий углы и пересечения стен армируют в швах или устраивают горизонтальные армированные пояса. Важную роль в обеспечении жесткости крупноблочных зданий играет связь перекрытий со стенами, которую осуществляют с помощью стальных анкеров, привариваемых к стальным деталям перемычечных блоков, к монтажным петлям плит перекрытий.

 

4.3.6. Панельные и каркасно-панельные дома

Панельная система применяется в проектировании гражданских зданий высотой до 30 этажей в обычных условиях строительства и до 14 – в сейсмических. Панельные дома могут выполняться с продольными, поперечными и перекрестными несущими стенами (рис. 4.25, г, д, е).

 

 

Рис. 4.25. Конструктивные схемы крупнопанельных зданий:

а – с пространственным каркасом; б – с полным продольным каркасом;

в – с поперечным каркасом; г – бескаркасное с несущими наружными

и внутренними продольными стенами; д – то же с несущими поперечными

стенами; е – то же с несущими наружными и внутренними продольными

и поперечными стенами

Каркасно-панельная система применяется в строительстве общественных (преимущественно) и промышленных зданий высотой от 1 до 30 этажей. В жилищном строительстве эта система применяется редко, так как значительно уступает панельной по показателям затрат труда, сроков строительства и расхода стали. Однако каркасная система обеспечивает гибкость планировочных решений при проектировании и относительно недорогую модернизацию и даже перепрофилирование зданий в процессе их эксплуатации.

В каркасно-панельных домах каркас бывает пространственным, продольным или поперечным (рис. 4.25, а, б, в). Встречаются также каркасно-панельные здания с неполным внутренним каркасом и несущими наружными стенами. При укрупнении панелей перекрытий до размеров на комнату они могут выполнять несущую роль ригеля. Наружные стены в каркасно-панельных домах обычно ненесущие (навесные).

Стеновые панели изготовляются аналогично крупным блокам в промышленных условиях. Однако в крупнопанельных стенах отсутствует перевязка швов, толщина их сравнительно невелика, поэтому для большей устойчивости панелей требуется надежное взаимное крепление.

Среди различных схем членения стен на панели наибольшее распространение получили схемы с одноэтажными панелями размером с комнату (однорядная схема), высотой в этаж, протяженностью до 7, 2 м и массой до 10 т. Применяют также горизонтальные схемы с простеночными панелями на один или два этажа, междуоконными и угловыми вставками (вертикальная схема) и с поясными или полосовыми простеночными и угловыми панелями.

При выборе схемы разрезки стремятся к минимальному числу типоразмеров панелей, минимальной протяженности швов и максимальному укрупнению панелей с целью наиболее полного использования грузоподъемности кранов.

В зависимости от назначения и условий работы стеновые панели подразделяют на наружные, внутренние, вентиляционные, карнизные, цокольные и др. По своей конструкции панели бывают однослойные (из однородных материалов) и слоистые (рис. 4.26).

 

Рис. 4.26. Конструкции панелей наружных стен: а – однослойная;

б – двухслойная; в – трехслойная: 1 – конструктивно-теплоизоляционный

бетон; 2 – защитный отделочный слой; 3 – конструктивный бетон;

4 – утеплитель

 

 

Благодаря простоте и низкой стоимости производства однослойные панели получили наибольшее распространение и используются для сооружения как внутренних, так и наружных стен. Чаще всего их изготовляют из керамзитобетона класса В5–10 с объемным весом 800–1400 кг/м³ или из автоклавного ячеистого бетона класса В3, 5–7, 5 с объемным весом 600–900 кг/м³.

В двухслойных панелях применяют несущий (конструктивный) слой из железобетона, а второй слой – из теплоизоляционного легкого или ячеистого бетона.

В трехслойных панелях в качестве утеплителя применяют жесткие или полужесткие маты и плиты из стекло- и минераловаты, полистирольного пенопласта, пеностекла, фибролита и др. Наружный слой выполняют из железобетона толщиной не менее 65 мм, а внутренний – не менее 100 мм.

В последние годы в строительстве появились панели из небетонных материалов, которые применяют для сооружения легких стен. Такие стены проектируют с наружным (фасадным) слоем из металла, алюминиевых сплавов, стеклопластиков, закаленного стекла или асбестоцемента. Комплектацию облицовочных и утепляющих слоев в панель выполняют склеивая их между собой безусадочными клеями (изделия типа «сэндвич») либо путем крепления к внутреннему каркасу панели. Изделия типа «сэндвич» применяют преимущественно в малоэтажных общественных зданиях из легких металлических конструкций, а каркасные – в жилых и общественных зданиях средней и повышенной этажности. Для каркаса панелей обычно применяют сталь, алюминий или асбестоцемент. Эти теплопроводные материалы ухудшают теплотехнические свойства панелей, поэтому в отечественных климатических условиях наиболее пригодны деревянные каркасы. Внутреннюю обшивку выполняют из гипсокартона, гипсоопилочных и древесно-волокнистых плит. В таких панелях внешние листы изготовляются из асбестоцемента или полимеров (пластмасс). Внутреннее пространство заполняется минеральной ватой различного происхождения или изоляционными древесно-волокнистыми плитами в 2–3 слоя с воздушными прослойками. Используются такие панели в основном для ненесущих стен.

По температурно-влажностному режиму, от которого в большей степени зависят долговечность и теплозащитные свойства ограждения, различные виды слоистых панелей неравноценны. С точки зрения теплоизоляции, наилучшими являются панели, у которых теплоизолирующий слой находится ближе к внешней поверхности стены. Однако помещать его снаружи нецелесообразно, так как материалы, применяемые для теплоизоляции, очень подвержены атмосферным воздействиям.

Для вентиляции помещений крупнопанельных зданий, а также для отвода дыма от нагревательных приборов применяют специальные панели с дымовентиляционными каналами.

Стыки панелей. Конструкции стыков панелей стен являются одной из важнейших деталей крупнопанельных зданий, так как стыки в таких зданиях нередко выполняют роль осадочных и температурных швов, при этом они должны быть герметичными, создавать надежную связь между сопрягаемыми элементами и обеспечивать в помещениях необходимый температурно-влажностный режим.

В зависимости от направления стыков выделяют ряд конструктивных особенностей.

Вертикальные швы между стеновыми панелями делят на две группы: упругоподатливые и жесткие. Упругоподатливые стыки можно разделить на замоноличенные, полусухие и сухие (рис. 4.27).

Стыки, замоноличенные легким бетоном или раствором, слабоустойчивы к деформациям, в результате при неравномерной осадке здания или при перепадах температуры возможно появление трещин. Поэтому замоноличенные стыки не предохраняют металлические связи от коррозии.

В полусухих стыках часть полости заполняют сухими вкладышами из эффективного утеплителя, а остальную часть – тяжелым бетоном, защищающим стальные связи от коррозии. Для герметизации швов наклеивают на мастике полоски рубероида, вводят упругий шнур-герметик из пористой резины. Полусухой стык имеет высокое термическое сопротивление и малочувствителен к деформациям, в связи с чем широко применяется для самонесущих стен.

В сухих стыках полости заполняют вкладышами из пористой резины, а с внутренней стороны – минеральной ватой; снаружи швы чеканятся раствором. Жесткие стыки более надежны и прочны, лучше предохраняют от появления трещин, чем исключают опасность коррозии стальных связей. К числу таких стыков следует отнести монолитные армированные стыки.

 

Рис. 4.27. Конструкции стыков наружных стеновых панелей:

а – замоноличенный; б – «полусухой»; в – жесткий, в стене из трехслойных

панелей; г – то же, в стене из керамзитобетонных однослойных панелей:

1 – прокладка из пороизола; 2 – бетон; 3 – конопатка; 4 – раствор; 5 – вкладыш из минераловатных плит, обернутый в пергамин; 6 – рубероид на битумной мастике; 7 – панель перекрытия; 8 – анкер, d = 12 мм; 9 – арматурные петли;

10 – скобы, d = 12 мм; 11 – тяжелый бетон

 

Жесткие стыки хорошо зарекомендовали себя, однако они не могут работать как температурные или осадочные швы, поэтому при большой протяженности стен или при неравномерной осадке основания их следует чередовать с упругоподатливыми.

Конструкция горизонтальных стыков зависит от условий работы стены. Во внешних стенах связь панелей между собой и с перекрытиями обеспечивают сваркой закладных деталей, которые подвергают антикоррозийной обработке, а затем замоноличивают.