Монолитные каркасы жилых зданий

Содержание

С помощью каркасно-монолитной технологии строительство жилых и общественных зданий реализуется в короткие сроки по сравнению с традиционными методами. В основе – создание бетонного каркаса (остова) здания, который состоит из колонн и перекрытий. Эта технология так популярна во всем мире, что теперь и строительство частных коттеджей порой ведется таким же образом.

Особенности каркасно-монолитного строительства

Технология каркасного домостроения заключается в возведении прочного каркаса из железобетона. В «скелет» входят:

Фундамент;
Монолитные перекрытия и перемычки, образующие пояс жесткости;
Колонны.

Все компоненты связаны между собой и арматурным каркасом, и монолитным бетоном. В результате получается жесткое соединение без шарниров, остов получается неподвижным и прочным. По этой причине монолитно-каркасное строительство сопровождается тщательным проектированием, расчетами и применением особенных технологий, снижающих риск возникновения деформаций конструкций при усадке.

Достоинства метода

Процесс строительства дома по каркасной технологии имеет массу достоинств, благодаря которым способ широко применяется по всему миру:

Строительство реализуется быстро с минимальными трудовыми затратами. В основе процесса – создание опалубки, установка арматурного каркаса и заливка бетонного раствора. Процесс ведется отдельными участками непрерывно, поэтому простоя рабочей силы практически не случается.
Правильно спроектированный и построенный по технологии дом служит долгие десятилетия без разрушения конструкций.
При редких аварийных ситуациях, когда происходит разрушение одной секции, остальной объем здания не страдает. Это единственный в своем роде метод безопасного строительства для сейсмоопасных регионов. Иными словами: если в одном помещении произошел, например, взрыв газа, то остальные конструкции дома останутся целыми, в отличие от строений с традиционными сборными элементами из блоков и кирпичей.
Возможно строительство дома с любыми планировками в виду отсутствия обязательных несущих стен и перегородок. Площади в строящихся многоквартирных домах часто реализуются клиентам без различных ограждений в виде единого пространства с колоннами.
Отсутствие несущих стен позволяет без проблем осуществлять перепланировку в помещении с последующим беспроблемным согласованием с надзорными инстанциями.
Возможность обустройства высоких потолков от 3-х метров.
Со временем бетонный каркас набирает прочность, а как следствие – общую жесткость.
Возможность строительства в любое время года.
Низкий расход материалов для возведения каркаса.
Нет необходимости в доставке конструкций на объект, сборка осуществляется на строительной площадке.

Недостатки монолитно-каркасной технологии строительства

У каркасно-монолитных домов есть несколько недостатков:

Наличие мостиков холода, проходящих по бетонным перекрытия и внешним колоннам. Проблема устраняется обустройством качественной теплоизоляции и облицовки фасадов;
Установка каркаса – трудоемкий процесс, требующий установки большого количества опалубки и опорных стоек;
Перед началом работ необходимо произведение достоверных расчетов конструкции, чтобы не произошло непредвиденных неприятных ситуаций при усадке грунтов, поскольку все соединения конструкций жесткие и неподвижные.

Недостатки каркасников – это задачи, которые необходимо решать при проектировании и строительстве объектов, тогда проблемы исчезают и больше не возникают.

Крепкое основание – залог надежного здания

Чтобы конструкции работали слаженно и в элементах не возникало чрезмерных напряжений, первое, что нужно сделать – обустроить надежное и жесткое основание. Это может быть ленточный, свайный или плитный фундаменты. На выбор вида основной конструкции оказывает влияние тип грунтов:

Для каркасно-монолитного строительства коттеджа или небольшого домика без подвала на грунтах с низким уровнем подземных вод подойдет малозаглубленный блочный или монолитный фундамент.
Для постройки с подвалом понадобится классический фундамент-лента монолитный или сборный железобетонный.
Сваи подойдут для установки на местности, нижние грунты которой могут дать надежную опору зданию. При этом уровень подземных вод значения не имеет, как и типы поверхностных грунтов.
Фундамент-плиту оптимально выбрать для строительства на сильно пучинистых и подвижных грунтах. Обычно такие используют для возведения частных небольших домов.

Обязательное требование к фундаменту – он должен быть правильно рассчитан (глубина, ширина стенки, количество опор для свай и другие параметры).

Фундамент под каркасно-монолитный дом строит так же, как для других видов зданий без применения нестандартных технологий.

Как строить стены и колонны: важные этапы

Каркасно-монолитная технология строительства дома предполагает возведение только колонн и перекрытий, которые создают несущий остов. Однако, многие застройщики предпочитают и стены сделать монолитными, тем самым добиваясь упрощения и ускорения процесса создания конструкций.

Все составляющие остова обязательно состоят из:

Арматурного каркаса;
Бетонного раствора.

Создание формы достигается за счет установки опалубки, которая может быть съемной или несъемной.

Выбор опалубки

Съемная опалубка – это традиционный способ создания формы для заливки стен, колонн, перекрытий. Её изготавливают из досок, а при изготовлении больших по площади и объему конструкций – из толстой строительной фанеры с ламинированной поверхностью. Жесткость фиксации опалубки обеспечивают металлические опорные ребра жесткости. После установки каркаса внутрь формы и заливания бетона выжидают 5-7 дней и фанеру или дощатый настил снимают. Для облегчения снятия опалубки внутренние ее стенки прокладывают рубероидом, который после застывания бетон «срастается» с поверхностью камня и дополнительная гидроизоляция конструкций не требуется.
Несъемная опалубка – новый вид создания формы для заливки будущих конструкций бетоном. Её собирают из полистиролбетонных или полистирольных блоков как конструктор. Неоспоримые плюсы способа: 1) отсутствие потребности в последующем снятии формы, 2) полистирол совмещает в себе функции опалубки и утеплителя.

Расчет и установка каркаса

Каркас в монолитно-каркасном строительстве частного дома есть во всех конструкциях, поэтому арматуры понадобится немало. Средний расчет – около 25 кг на 1 м3 железобетонного объема. Рабочие прутья выбирают согласно сложным расчетам, но не менее 10 мм для продольной и 8 для поперечной арматуры.

Шаг арматуры в каркасе рассчитывают, в среднем расстояние между отрезками составляет 150…250 мм. Поперечные прутки служат как элементы жесткости для продольных.

Каркас может быть собран методом сварки или перевязки проволокой, на строительной площадке или непосредственно на месте установки.

Арматуру всех элементов перевязывают между собой.

1) При установке фундамента оставляют вертикальные прутья, с которыми в дальнейшем осуществляется сопряжение арматуры колонн и перекрытий, и так до верхней отметки здания.
2) Арматуру или готовые каркасы выставляют в смонтированную опалубку.

Заливка бетона

Бетон для колонн и фундамента не может быть слабее, чем М300, для строительства домов с запасом прочности оптимально использовать М400.

В готовую опалубку послойно заливают готовый раствор. Важно:

Не допускать высыхания отдельных слоев;
Производить непрерывную заливку;
Если слой все же подсох (для этого достаточно пары часов), поверхность тщательно смачивают водой и растирают для получения рельефа. Вообще таких ситуаций допускать нельзя, поскольку такие места слабые.

На каждом этапе необходимо уплотнять раствор в опалубке с помощью погружных вибраторов и лопат.

Стены заливают секциями по 50-70 см;
Колонны устраивают на высоту одного этажа.

Монтаж перекрытий

Важная составляющая часть монолитно-каркасного дома – пояс жесткости, который образует перекрытие. Оно тоже должно быть монолитным. Как его обустроить:

Выставляют каркас, перевязывая прутья с выпусками их нижерасположенных колонн. Выставляют стойки на пол нижнего этажа. Это распорки, которые поддерживают опалубку на время заливания раствора и набора им прочности.
Монтируют саму опалубку из строительной фанеры или дощатых настилов.
Заливают бетонный раствор послойно, но непрерывно.
После набора первоначальной прочности, достаточной для прохождения, снимают опалубку, убирают стойки.

Достоинство каркасно-монолитного бетонного дома – гладкие поверхности после демонтажа опалубки, не требующие выравнивания. После окончания строительных работ можно сразу приступать к облицовке конструкций.

Для строительства современных многоэтажек всё реже используются кирпич и панели. Большинство домов представляют собой цельные конструкции из бетона и железного каркаса. Эксплуатационные характеристики у них в разы лучше, поэтому выбор в их пользу вполне обоснован.

Специфика строительства по монолитно-каркасной технологии

Рассмотрев более детально специфику данного процесса, можно определить плюсы и минусы монолитно-каркасного дома. Главной составляющей любой конструкции из монолита является металлический каркас, который придаёт строению жёсткость. Вокруг него монтируют опалубку и заливают бетон. Опалубка является неким ограничителем, который даёт возможность сформировать все части будущего дома: фундамент, перекрытия, стены. В зависимости от сложности проекта и целевого назначения здания используют съёмную или несъёмную опалубку.

Строительство по монолитной технологии отличается от кирпичного или панельного. Достичь качественного результата можно только с использованием специальной техники. Многое зависит и от качества самих материалов, в частности бетона. Если он имеет невыразительные характеристики, то стены могут сильно промерзать, давать усадку и даже трескаться. Опять же, если строительство выполнялось с соблюдением всех правил, то беспокоиться не о чем.

В чём плюсы и минусы монолитно-каркасного дома

Скажем сразу: преимуществ у монолитного дома намного больше, чем недостатков! Среди самых значимых стоит выделить следующие:

Практически полное отсутствие швов, за счёт чего строение получается очень прочным.
Нагрузка на фундамент распределяется равномерно. Это даёт возможность сделать основание более лёгким.
Возможность строительства в сжатые сроки. На протяжении всего периода работ можно поддерживать очень высокий темп. Помешать быстрой сдаче объекта могут только погодные условия.
Незначительная усадка. Начинать отделку помещений внутри можно сразу после окончания основного строительства.

Даже эти плюсы сполна перекрывают минусы монолитно-каркасного дома, но есть ещё несколько преимуществ, о которых нельзя не упомянуть. Монолитная технология даёт возможность воплотить любые архитектурные задумки. Благодаря отсутствию несущих стен можно в любой момент организовать перепланировку помещения.

Толщина бетона и прочный металлический каркас делают монолитный дом устойчивым не только к любым погодным катаклизмам, но и подземным толчкам. Это означает, что их можно строить в районах с высокой сейсмической активностью. Поражает и долговечность таких домов. Без капитального ремонта они могут простоять около 100 лет.
После таких внушительных достоинств даже не верится, что монолитные дома могут иметь какие-то недостатки. Но они есть, и противники данной технологии пытаются всячески использовать их чтобы доказать свою правоту.

Рассмотрим недостатки более детально:

Невозможность строительства при низкой температуре. Если температура упала ниже +5°С, то бетон нужно готовить с применением специальных добавок. Они помогут при низкой температуре, но увеличат смету.
Строительство дома из монолита является более трудозатратным. Для домов из кирпича или панелей ресурс рабочей силы меньше на 10-15%.
Для качественной работы необходима специальная техника. Без её использования монолитная конструкция теряет ряд основных преимуществ и не может считаться полноценной.

Пожалуй, это все плюсы и минусы монолитно-каркасного дома, но есть ещё два важных момента, касающихся самого бетона. Стены из него обладают высокой проводимостью тепла, поэтому в районах с холодным климатом может понадобиться дополнительное утепление. В большинстве случаев это касается и звукоизоляции, но если стены достаточно толстые, то можно обойтись без неё.

ЧИТАТЬ ПО ТЕМЕ:
Какие плюсы и минусы монолитно-кирпичных домов выделяют эксперты?

В целом, большинство жильцов из монолитов довольны своим выбором. Современные тенденции в строительной индустрии показывают, что данная технология в скором времени станет основной. Беспокоиться об этом не стоит, потому что кирпичные и панельные дома в лице монолита получили хорошего приемника.

Новые пути развития

Строительная отрасль в Российской Федерации демонстрирует положительную динамику роста, преодолевая многократные последствия кризисных явлений в экономике. Однако объемы и темпы роста строительства в целом и жилищного в частности еще далеко не удовлетворяют насущным потребностям общества и рынка в целом.

Ликвидировать этот разрыв экстенсивным путем, только за счет увеличения производственных мощностей предприятий строительной отрасли, невозможно. При существенном повышении стандартов качества жизни, требований к сооружаемым объектам и времени строительства достигнуть необходимых результатов можно только благодаря применению инновационных строительных технологий.

Эффективность домостроения

СМКД — сборно-монолитное каркасное домостроение, которое находит все более широкое применение. Гибкость технологии, ее адаптивность к потребностям рынка и экономическая эффективность, высокие эстетические и эксплуатационные свойства возводимых объектов — главные качества СМКД. Их по достоинству оценили архитекторы и проектировщики, производители железобетонных конструкций и строители, инвесторы и заказчики.

Есть все основания полагать, что инновационная технология СМКД может стать локомотивом строительной отрасли страны.

Свой вклад в развитие СМКД вносит компания "ДСК-Столица", которая является официальным диллером многих СМКД производств.

Мы осуществляем масштабные поставки железобетонных конструкций по технологии СМКД — это многопустотные плиты перекрытия ПБ безопалубочного производства, ригеля, колонны. Полное описание технологии СМКД и перспектив ее применения вы найдете на этой странице.

ЧТО ТАКОЕ СМКД?

В настоящее время на стройплощадках России основными являются две технологии это крупнопанельное и монолитное домостроение. Оставаясь наиболее массовым в течение полувека, крупнопанельное домостроение уже во многом не отвечает непрерывно растущим требованиям к архитектурным достоинствам и эксплуатационным характеристикам жилых и общественных зданий, качеству строительства, а также к его стоимости в условиях неуклонного роста цен на материалы.

Монолитное домостроение позволяет реализовывать практически любые архитектурные формы, обеспечивать высокое качество сооружаемых как высотных, так и малоэтажных объектов. Тем не менее, оно имеет целый ряд недостатков, которые препятствуют его использованию в массовом строительстве. Это, прежде всего, высокая стоимость и большая длительность строительства, сильная зависимость качества работ от погодных условий и от профессионального уровня рабочих.

Альтернативу этим технологиям составляет инновационное сборно-монолитное каркасное домостроение (СМКД).

Соединение основных элементов производится без применения сварки, путем замоноличивания стыков. При этом каркас получает высокую прочность и жесткость, позволяя строить здания большой высотности (до 25 этажей), в том числе в зонах повышенной сейсмичности.

Расчетный срок эксплуатации таких сооружений — 200 лет.

Технология СМКД подходит для создания крупных торговых комплексов. Ипользование СМКД ускорит строительство офисных зданий, может сократить затраты при возведении общественных объектов.

Ключевая особенность технологии СМКД, которая определяет ее преимущества, заключается в применении в качестве основы здания несущего каркаса.

Несущий каркас собирается в основном из трех элементов заводской готовности — вертикальных колонн, горизонтальных балок (ригелей) и плит перекрытия.

Скорость строительства СМКД не уступает крупнопанельному и, тем более, монолитному домостроению и превосходит их при четком соблюдении технологии.

За один месяц можно возвести до 5 тысяч квадратных метров жилья на один кран на стройплощадке.

Жилой дом с применением СМКД, Чебоксары, 2012 г.

ЧТО ТАКОЕ СМКД?

Жесткий каркас позволяет делать внешние и внутренние стены практически из любых материалов, в том числе кирпича, многослойных панелей, фасадного стекла. При этом легко адаптировать здание к местным климатическим условиям. В СМКД отсутствуют ограничения, присущие крупнопанельному домостроению на основе достаточно узкой номенклатуры утвержденных серий.

Технология СМКД очень гибка и применима как в мало так и в многоэтажном строительстве. Варьируя конфигурацию каркаса, можно строить многообразные по внешнему виду и внутренней планировке сооружения различного назначения, реализуя самые смелые замыслы архитекторов, проектировщиков и заказчиков. К тому же имеются практически неограниченные возможности перепланировки помещений в период проектирования, строительства и эксплуатации.

Элементы каркаса, изготавливаемые в заводских условиях под строгим контролем и без отрицательного воздействия внешней среды, отличаются высоким качеством и миллиметровой точностью. Использование готовых элементов, отсутствие сварки и малый объем бетонных работ позволяют уменьшить число рабочих на стройплощадке (примерно в 3 раза по сравнению с монолитным строительством).

По сравнению с крупнопанельным и монолитным домостроением трудозатраты и расход бетона на квадратный метр построенной площади здания сокращаются в несколько раз. Появляется реальная возможность снижения стоимости квадратного метра площади каркасного здания на 20–25% по сравнению с монолитным и на 10–15% — c панельным. Не следует забывать и о снижении расходов при эксплуатации здания за счет уменьшения теплопотерь.

Оставаясь по своей природе инновационной, технология СМКД постоянно совершенствуется на основе научно-технических достижений и опыта практического применения.

Жилой дом с применением СМКД, Красноярск, 2012 г.

Жилой дом с применением СМКД, Минск, 2011 г.

ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ

Термин «каркас» происходит от французского carcasse — остов, несущая конструкция. Несущая конструкция здания, сооружаемого по технологии СМКД, собирается с использованием всего трех основных элементов — колонн, ригелей и плит перекрытия. В отдельных случаях, при необходимости, применяются так называемые диафрагмы жесткости — вертикальные плиты, устанавливаемые в определенном месте между колоннами.

Колонны

Колонны выполняются секционными. Длина секции колонны ограничивается технологическими возможностями при их изготовлении, а также исходя из требований монтажа и ограничений на транспортировку. По мере роста этажа площадь сечения колонн, как правило, уменьшается. Секции колонн стыкуются между собой без применения сварки, для чего выпуски арматуры верхней части колонны водятся в отверстия нижней части («штепсельный разъем»). Шаг колонн определяется пространственно-конструктивной схемой здания и может доходить до 9 метров. При определенных условиях возможно увеличение шага до 18 метров.

Ригели

Ригели изготавливаются с предварительно напряженной арматурой. Их размеры (длина и сечение) определяются при проектировании здания, исходя из шага колонн и действующих нагрузок, а также с учетом ограничений на выступание за плоскость стен (скрытая система ригелей).

Плиты перекрытия

Заключительный этап сборки каркаса этажа здания — установка на ригели плит перекрытий, которые могут иметь различную конструкцию. Прогрессивным является применение многопустотных предварительно напряженных плит полной заводской готовности. Связывание плиты с ригелем производится при помощи арматуры, проходящей через тело плиты. В случае применения многопустотных плит арматура пропускается сквозь пустоты. Узел «ригель-плита» заполняется бетоном, в результате чего возникает жесткий монолитный диск. При этом сопряжение «ригель-плита» образует оптимальную по несущей способности тавровую балку, что повышает прочность и устойчивость конструктивной схемы здания.

Строительство жилого дома с применением технологии СМКД.

Сопряжение колонн с ригелями производится при помощи соединительных элементов без применения сварочных работ. Для этого в местах сопряжения тело колонны при производстве не бетонируется, что позволяет пропускать арматуру сквозь колонну. При омоноличивании сопряжения образуется жесткий узел, обеспечивающий устойчивость каркаса.

Технология СМКД подходит для создания крупных торговых комплексов.

Строительство жилого дома с применением СМКД, 2011 г.

За один месяц можно возвести до 5 тысяч квадратных метров жилья на один кран на стройплощадке.

Применение СМКД в России и за рубежом

Зародившись во Франции в 60-х годах ХХ века, инновационная технология СМКД уверенно завоевывает позиции во многих странах мира. Она активно применяется в Западной Европе, особенно во Франции и Германии. В этих странах многовековой опыт каркасного домостроения получил новое воплощение в технологии СМКД.

В государствах СНГ строительство по этой технологии ведется в Белоруссии, Украине, Казахстане. Проявляют к ней интерес в Азербайджане, Туркменистане и Узбекистане. Что касается США и Канады, то в силу сложившихся традиций СМКД используется главным образом в малоэтажном строительстве.

В России технология СМКД начала использоваться с середины 90-х годов прошлого столетия на базе адаптированной к российским условиям французской строительной системы “Saret”.

В настоящее время в отечественном домостроении применяются шесть видов конструктивных схем каркасных зданий, разработанных в России, а также в Белоруссии. На их основе строительство по технологии СМКД осуществляется во всех федеральных округах Российской Федерации, где было запущено производство конструктивных элементов каркаса на многих десятках линий.

Широкое применение СМКД нашло на Урале, в Сибири и Дальнем Востоке. Благодаря преимуществам СМКД в суровых условиях Севера, по этой технологии дома строятся на Ямале, в Якутии и Красноярском крае. География СМКД в России неуклонно расширяется.

В Московской области по этой технологии построены и строятся высококачественные здания и сооружения в более чем половине из 36 районов.

В целом по стране число построенных по технологии СМКД объектов превысило 1000, а их общая площадь составляет несколько миллионов квадратных метров. Свое позитивное влияние, несомненно, окажет и неуклонное расширение малоэтажного строительства, где технология СМКД весьма эффективна.

Мнение экспертов

По оценкам экспертов, рост объемов строительства в России с использованием СМКД составит 12–15% в ближайшие 3–5 лет. Немаловажным является понимание того, что срок окупаемости такого бизнеса, как показывает практика, составляет всего два-три года.

СМКД уверенно встает в один ряд с традиционными строительными технологиями и можно ожидать, что в перспективе уровень его применения в стране будет сопоставим с европейским.