ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ГРАЖДАНСКОМУ СТРОИТЕЛЬСТВА
И АРХИТЕКТУРЕ ПРИ ГОССТРОЕ СССР
ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНЫЙ ИНСТИТУТ
ТИПОВОГО И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЖИЛИЩА (ЦНИИЭП ЖИЛИЩА)
Т. Г. МАКЛАКОВА
Конструирование
крупнопанельных
зданий
МОС КВА
СТРОЙ И 3ДАТ
1*75
УДК 69.057.12—413
Рекомендовано к изданию решением секции конструкций научно-
технического совета ЦНИИЭП жилища Госгражданстроя при Гос-
строе СССР от 27 декабря 1972 г.
Маклакова Т. Г. Конструирование крупнопанельных зданий.
М.» Стройнздат, 1975. 159 с. (Гос. ком. по гражд. стр-ву и архитек-
туре при Госстрое СССР. Центр, науч.-нсслед. и проектный ин-т
типового и эксперимент, проектирования жилища).
Рассмотрены основные вопросы конструирования крупнопанель-
ных зданий (выбор конструктивных систем, решения отдельных
элементов и их стыкование). Кроме того, уделено внимание специфи-
ке конструирования крупнопанельных зданий, предназначенных для
строительства в сейсмических районах и в условиях вечной мерзлоты.
Вопросы конструирования рассмотрены на основе обобщения отечест-
венного и зарубежного опыта проектирования, строительства и ис-
следования конструкций крупнопанельных здаинн.
Книга предназначена для научных работников научно-исследо-
вательских организаций и инженерно-технических работников проект-
ных организаций.
Табл. 17, нл. 68, список лит. 19 назв.
30205—603
м-----------
047(01)—75
126—75
© Стройиздат, 1975
ВВЕДЕНИЕ
Крупнопанельное домостроение — основной вид отечествен*
ного жилищного строительства. К 1975 г. крупнопанельное домо-
строение составило 50% всего объема жилищного строительства
в стране. Однако уже сейчас в крупнейших индустриальных го-
родах страны оно достигает 80%. Этот вид строительства край-
не молод. В 1945 г. на Урале началось строительство первых од-
но- двухэтажных панельных домов производства Березовского
домостроительного комбината; в 1949 г. были возведены первые
многоэтажные экспериментальные дома, а с 1959 г. (после
15-летнего периода научных поисков и экспериментального стро-
ительства) крупнопанельные конструкции стали широко внед-
ряться в массовое жилищное строительство.
Первый зарубежный домостроительный завод был построен
во Франции в 1949 г. инж. Раймоном Камю (в прошлом сотруд-
ником автомобилестроительной фирмы «Ситроэн»), который пе-
ренес в домостроение методы машиностроительной промышлен-
ности. Второй из стран, освоивших индустриальное домострое-
ние, стала Дания. В 1953 г. возводятся перрые крупнопанельные
дома в Чехословакии, Швеции и Норвегии.
В настоящее время крупнопанельное домостроение стало ве-
дущим направлением в жилищном строительстве большинства
европейских стран. В ГДР объем крупнопанельного домострое-
ния в 1970 г. достиг 60%, в ВНР—30%, во Франции — 30% (а
вместе с домами комбинированных систем — панельными с
включениями монолитных железобетонных конструкций—75%),
в ПНР—40% (вместе с крупноблочными домами—70%).
Развитие крупнопанельного домостроения сопровождается
не только увеличением объемов, но и непрерывным расширением
областей применения панельных конструкций. Если раньше па-
нельные конструкции применялись в основном при возведении
зданий средней этажности в обычных условиях строительства,
то теперь — при возведении 25-, 30-этажных жилых домов и го-
стиниц, а также общественных зданий — детских учреждений,
школ и др. Панельное домостроение становится основным мето-
дом жилищного строительства в сейсмических районах и в райо-
нах с особыми грунтовыми условиями (вечная мерзлота, горные
выработки, просадочные грунты).
Новый путь конструирования гражданских зданий потребо-
вал типизации конструктивно-планировочных решений, унифика-
ции н стандартизации конструктивных элементов и их сопряже-
ний, создания новой отрасли промышленности (домостроитель-
ных комбинатов) и огромного парка транспортных и монтажных
механизмов. Экономическая эффективность внедрения панель-
3
ного домостроения выразилась в снижении стоимости зданий на
5—7%» массы конструкций на 30%, затрат труда на возведение
зданий и сроков возведения на 40%.
В развитии панельного домостроения наряду с экономической
эффективностью существенную роль играет его техническая эф-
фективность. Крупнопанельным сооружениям присуща большая
прочность и пространственная устойчивость, чем зданиям с тра-
диционными конструкциями. Это определило практическую беза-
варийность панельного домостроения и целесообразность внед-
рения его как основного направления жилищного строительства
в сейсмических районах и в районах с особыми геологическими
условиями.
Развитие панельного домостроения потребовало пересмотра
установившихся веками принципов конструирования зданий и
применения многих новых строительных материалов. Именно
потребности крупнопанельного домостроения стимулировали
рост промышленного производства легких конструктивно-тепло-
изоляционных бетонов (с заполнителями из керамзита, перлита,
вермикулита, шлаковой пемзы и др.), ячеистых бетонов, эффек-
тивных теплоизоляционных материалов (пенополистирола, ми-
нерало- и стекловатных изделий, пеностекла и др.).
Внедрение крупнопанельного домостроения потребовало тща-
тельного исследования конструктивных систем зданий, изучения
особенностей пространственной работы конструкций полносбор-
ных зданий с различной степенью податливости связей между
сборными элементами, исследований поведения различных типов
конструктивных элементов в эксплуатации.
Принципиальная новизна крупнопанельных конструкций оп-
ределила развитие метода комплексной оценки новых конструк-
тивных элементов, выполняемой коллективом исследователей
различной специальности по характеристикам прочности, огне-
стойкости, долговечности, эксплуатационных качеств и экономи-
ческой эффективности. Задача конструирования крупнопанель-
ных зданий в области прочности, устойчивости, огнестойкости,
и теплозащиты в целом успешно решена в последние годы. В об-
ласти трещиностойкости, долговечности, сопротивляемости атмо-
сферным воздействиям и звукоизоляции конструкций задачи ока-
зались значительно более сложными; в отдельных случаях они
до конца не разрешены и в настоящее время. В связи с этим не-
обходимость совершенствования крупнопанельных конструкций
в перечисленных областях является наиболее актуальной.
Автор приносит благодарность рецензентам книги Герою
Социалистического Труда канд. архитектуры Н. П. Розанову и
инж. Б. Б. Шляпину.
ЧАСТЬ I
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ
КРУПНОПАНЕЛЬНЫХ ЗДАНИЙ
ГЛАВА 1
ВЫБОР КОНСТРУКТИВНОЙ СИСТЕМЫ ЗДАНИЯ
Выбор конструктивной системы здания, осуществляемый на
первых этапах проектирования, является одной из основных
творческих задач, определяющей не только специфику статичес-
кой работы здания, но и характер номенклатуры сборных изде-
лий, технологию монтажа здания. Избранная конструктивная
система накладывает также отпечаток на объемно-планировоч-
ное решение здания, а иногда и на его фасадную композицию.
Но несмотря на то что этот вопрос постоянно находится в поле
зрения инженерной общественности, из всех факторов, влияю-
щих на выбор системы (архитектурных, экономических, конст-
руктивных), детально исследовался лишь экономический.
Архитектурно-планировочный фактор не подвергался иссле-
дованиям, и его влияние на выбор системы утверждалось лишь
декларативно.
Технический аспект — влияние избранной системы на ста-
бильность эксплуатационных качеств конструкций — обычно во-
обще не рассматривался. Возможность учета последнего факто-
ра выявилась лишь в последние годы, по мере накопления на-
турных данных об особенностях работы конструкций в зданиях
различных систем. В связи с этим появляется необходимость в
четкой классификации конструктивных систем и их сравнитель-
ной оценке на базе всех трех основных факторов.
Конструктивная система, определяющая взаиморасположение
и взаимосвязь основных конструкций в здании, обеспечивающих
прочность, пространственную устойчивость и трещиностойкость
сооружения, характеризуется типом основных несущих верти-
кальных конструкций — стержневых, плоскостных (стеновых),
объемно-пространственных. По этому признаку системы получа-
ют наименование—каркасных, бескаркасных, ствольных (ядро-
вых) .
В случаях, когда пространственная работа сооружения обес-
печивается совокупностью конструкций различных типов, возни-
кают комбинированные конструктивные системы — каркасно-па-
нельные, каркасно-ствольные и др.
В каждой из конструктивных систем большое значение имеет
геометрический признак размещения в плане основных несущих
конструкций (продольное, поперечное, перекрестное), который
Таблица 1
г
Конструктивно-геометрические схемы крупнопанельных здаЙИЙ бескаркасной системы
Статическая характеристика
Схема
Геометрическая
характеристика
А — все продольные
и поперечные стены
несущие
Б — продольные на-
ружные стены само-
несущие
В — продольные на-
ружные стены не-
иесущне
Г — продольные сте-
ны несут вертикаль-
ную и горизонталь-
ную нагрузку, по-
перечные — только
горизонтальную
Перекрытия
Из элементов раз-
мером на конст-
руктивную ячейку,
опертых по трем
илн по четырем
сторонам
II
Чередующееся
расположение (ма-
лый и большой
шаг) поперечных
стен
Из настилов или
панелей, опертых
на две или на три
стороны
Ill
Редкое расположе-
ние поперечных
стен (большой
шаг)
Sa


шв
То же
IV
Продольные несу-
щие стены на рас-
стоянии 5—6 м
(трехстенка)
НА
Из настилов, опер-
тых на две или на
три стороны
V
Продольные несу-
щие стены на рас-
стоянии 9—12 м
(двухстенка)
Условные обозначения:
ZZ2S&EET
Гл
несущие стены;
— самонесущие стены;
— ненесущие стены;
— диафрагмы жесткости.
Из настилов, опер-
тых на две или на
три стороны
предлагается наименовать конструктивно-геометрической схе-
мой.
Как видно из сказанного, основными признаками системы
являются конструктивный и геометрический.
Классификация по признаку конструктивно-геометрической
схемы (часто заменяющая понятие конструктивной системы) яв-
ляется основной при решении архитектурных задач.
Для решения инженерных задач решающее значение имеют
признаки статической функции конструкций (несущих, самоне-
сущих, ненесущих), системы их взаимосвязи и роли последней
в обеспечении устойчивости и трещиностойкости сооружения. В
связи с этим в характеристику систем вводится третий (дополни-
тельный) признак — статическая функция наружных огражде-
ний.
В практике крупнопанельного домостроения наибольшее рас-
пространение получила бескаркасная конструктивная система,
классификация геометрических схем которой дана в табл. 1, но
наряду с ней применяются и различные варианты комбинирован-
ных систем.
1.	Конструктивные схемы бескаркасных зданий
Конструктивно-геометрическая схема I, часто называемая
схемой ячеистой структуры, характеризуется наличием часто
расположенных поперечных несущих стен и несущих внутренних
продольных стен. Наружные стены в зданиях схемы I проектиру-
ют несущими, самонесущими или ненесущими (варианты схемы
IA, IB, IB).
Отличительным признаком схем типа I является применение
для перекрытий сборных элементов размером на ячейку, опер-
тых по четырем (схема IA) или по трем сторонам (схемы 1Б и
IB). В связи с требованиями к транспортным габаритам пане-
лей перекрытий предельная величина продольного шага несу-
щих стен ограничивается 4,2 м.
Схема I получила наиболее широкое распространение в па-
нельном домостроении как в СССР, так и за рубежом при всех
трех статических вариантах продольных наружных стен.
В отечественной практике схема I была впервые применена
в 1949 г., а к 1970 г. строительство таких домов составило около
70% в общем объеме панельного домостроения.
В зарубежных странах, начавших первыми внедрять крупно-
панельное домостроение (Франция, ЧССР, Швеция, Дания), и в
странах, внедривших его значительно позднее (ВНР, Англия,
ФРГ), строительство ведется главным образом на основе схе-
мы I.
Предпосылки широкого внедрения этой схемы следующие:
высокая пространственная устойчивость коробки здания, ис-
8
кдючающая ограничения в применении схемы при любой этаж-
ности, а также в условиях сейсмики или особых геологических
условиях;
возможность многовариантного решения конструкций наруж-
ных стен как по статической функции, так и по материалу, поз-
волившая внедрять здания схемы I в районах с различными
сырьевыми ресурсами;
простота конструктивных форм сборных элементов, опреде-
ляемая условиями их работы в зданиях схемы I: малый шаг
стен позволяет применять простую конструкцию перекрытий из
железобетонных панелей сплошного сечения, армированных
сварными сетками, и такую же простую конструкцию внутрен-
них несущих стен из бетонных панелей сплошного сечения, име-
ющих, как правило, только конструктивное армирование;
технологичность изготовления основных сборных элементов,
обусловленная простотой их конструктивной формы.
Помимо технических преимуществ у схемы I имеются неко-
торые недостатки:
невозможность перепланировки квартир в течение срока эк-
сплуатации здания, создающая опасность его преждевременного
морального износа;
жесткость планировочных решений квартир;
сложность размещения в первых этажах здания предприятий
системы обслуживания, особенно торговых, без замены конст-
руктивной системы в первом этаже на каркасную.
Первый из отмеченных недостатков преодолевается при раз-
работке и осуществлении в строительстве в составе типовых
серий широкого ассортимента квартир (8—12 типов), позволя-
ющего удобно расселять семьи различного состава и структуры
и исключающего необходимость перепланировки.
Второй недостаток исключается при отказе от одношаговой
конструктивно-планировочной системы.
Как показал опыт проектирования, необходимая гибкость
планировочного решения квартир достигается прн наличии все-
го двух-трех разных размеров продольных шагов несущих стен
(3 и 3,6 м или 3 и 3,3 м и др.).
Современный уровень домостроительной промышленности да-
ет возможность изготовлять изделия для четырех-пяти размеров
планировочных шагов. Однако при разработке типовых проек-
• тов архитекторы редко испытывают необходимость в примене-
нии более трех размеров шагов. Из 21 широко внедряемых но-
вых типовых серий панельных домов схемы I только четыре се-
рии решены с тремя размерами шагов, остальные 17 — с двумя.
Третий недостаток действительно присущ схеме. Однако и
при применении других конструктивно-геометрических схем (II,
III, IV) для устройства торговых помещений в первых этажах
также необходима замена конструктивной системы с бескаркас-
ной на каркасную. При этом встроенные магазины по эксплуата-
9
ционным качествам существенно уступают пристроенным или
свободно стоящим. В связи с этим целесообразность устройства
встроенных в жилые дома магазинов отрицается специалистами
по торговым зданиям. Устройство же встроенно-пристроениых
магазинов без изменения конструктивной системы дома в пер-
вом этаже возможно и в зданиях схемы I, так же как и при всех
остальных схемах.
Широкое распространение схемы I позволило проверить ее
во всех трех статических вариантах при использовании различ-
ных материалов в конструкциях, а также проверить принцип
единства материала при изготовлении всех конструктивных эле-
ментов из тяжелого, легкого или ячеистого бетона.
В результате длительных натурных исследований совместно-
сти работы конструкций зданий схемы I установлено следую-
щее:
в зданиях средней этажности применение вариантов схемы
IA и 1Б при выполнении наружных и внутренних стен из бетонов
различного типа деформации сдвига по вертикальным стыкам,
как правило, остаются в пределах, ограничиваемых нормами
(СН 321-65);
в зданиях повышенной этажности, запроектированных по схе-
ме 1Б с использованием различных материалов для наружных и
внутренних стен, деформации вертикальных стыков наружных
стен с внутренними и наружных стен с перекрытиями в ряде
случаев превышают допустимые величины, достигая 1 мм и
более.
Величины деформаций сдвига в вертикальных стыках стен и
зданий повышенной этажности, решенных на основе схемы IA
при одинаковых материалах наружных и внутренних стен, оста-
ются в допустимых пределах.
В связи с этим при проектировании зданий на основе схемы 1
рекомендуется:
вариант IA применять в случае выполнения наружных и внут-
ренних стен из бетонов одного типа с близкими показателями
деформативности;
вариант IB применять в случае выполнения наружных и внут-
ренних стен из бетонов различных типов, а также при выполне-
нии панелей наружных стен из небетонных материалов;
вариант 1Б допускать к применению в проектах зданий вы-
сотой не более четырех этажей.
Конструктивно-геометрическая схема II характеризуется на-
личием поперечных несущих стен, расположенных с различным
чередованием большого (около 6 м) и малого (около 3 м) шагов,
и несущих продольных внутренних стен.
При строительстве зданий схемы II применяют самонесущие
и ненесущие наружные стены (варианты ПБ и ПВ). В новых
проектах получает применение также вариант ПА — с несущими
продольными наружными стенами.
10
Характерным признаком схемы является применение перек-
рытий из длинномерных предварительно-напряженных настилов
или панелей, преимущественно опертых по двум коротким сто-
ронам. Трехстороннее опирание настилов возникает только в
местах их примыкания к продольным несущим стенам.
Строительство домов по такой схеме началось в СССР на
десять лет позже, чем домов по схеме I. Внедрение схемы II
имело целью обеспечить большую свободу планировочных реше-
ний в крупнопанельном домостроении; свободную вкомпоновку в
первые этажи домов нежилых, в том числе и торговых помеще-
ний; унификацию конструктивных элементов жилых домов и
общественных зданий микрорайонного значения. В начале 1960-х
годов схема II была внедрена в ЧССР, значительно позже (с
середины 1960-х годов) в других зарубежных странах — ГДР,
ПНР, Дании.
Опыт применения схемы II в крупнопанельном домостроении
позволил оценить ее преимущества и недостатки более полно,
чем это было возможно в период внедрения. Анализом особен-
ностей архитектурно-планировочной компоновки установлено
следующее:
качество квартир в зданиях схемы II в планировочном отно-
шении не получило принципиальных преимуществ перед квар-
тирами в домах схемы I*;
взаимоувязка архитектурно-планировочного и конструктивно-
го решений в домах схемы II более затруднительна, чем в домах
схемы I. В схеме II не все поперечные вертикальные огражде-
ния являются несущими, однако для обеспечения удовлетвори-
тельного уровня эксплуатационных качеств конструкций и их
экономичности необходимо совпадение поперечных межквартир-
ных перегородок с расположением несущих стен. Для соблюде-
ния этого условия проектировщикам иногда приходится коррек-
тировать состав секций или увеличивать количество «малых
шагов» несущих стен;
подтверждена возможность удовлетворительного решения
встроенных нежилых помещений в первых этажах;
комплексные серии проектов жилых и общественных зданий,
решенных в схеме II, полностью не были реализованы. Имею-
щийся опыт проектирования и эксплуатации детских учрежде-
ний и школ с такой конструктивной схемой свидетельствует о
целесообразности применения ее для школьных зданий только
при весьма больших величинах шага несущих стен—7,2 м и
более.
В отношении особенностей конструктивного решения схемы
выявлено следующее:
* Впервые принципиально отличные от общепринятых решения квартир
для домов схемы II были предложены в 1974 г. в конкурсных проектных
предложениях, т. е. спустя 15 лет после внедрения схемы в строительство.
11
применение варианта ПБ с самонесущими продольными на-
ружными стенами приводит к раскрытию трещин между наруж-
ными стенами и более нагруженными внутренними, имеющими,
как правило, большие деформации;
негативный опыт, полученный при эксплуатации домов схемы
ПБ, дал основания исключить из применения самонесущие кон-
струкции наружных стен в новых сериях проектов крупнопанель-
ных зданий;
деформациям оснований зданий схемы II (натурные исследо-
вания НИИОСП) присуща максимальная неравномерность по
сравнению со схемами I, III и IV, что является прямым следст-
вием резких различий в нагрузке, передаваемой основанию
смежными поперечными стенами домов. Это обстоятельство оп-
ределяет целесообразность преимущественного применения вари-
анта схемы ПВ с ненесущими наружными стенами.
Вариант ПА с несущими стенами во избежание дополнитель-
ных усилий в стенах (и соответствующего их усиления) от не-
равномерных деформаций основания следует допускать к при-
менению только при грунтовых условиях легкого и среднего
типа. Строительство по схеме II в общем объеме крупнопанель-
ного домостроения не превышает 10%, но имеет тенденцию к
значительному расширению.
Конструктивно-геометрическая схема III характеризуется
применением расположенных с одним большим шагом (6; 7,2; 9 м)
поперечных несущих стен и длинномерных предварительно-
напряженных, опертых по двум или трем сторонам настилов пе-
рекрытий.
Первые дома этой схемы разработаны в ЧССР и получили
проверку в серийной застройке экспериментального комплекса
Инвалидовна в Праге. Помимо нескольких типологических ва-
риантов жилых домов серия содержала совмещенное здание дет-
ского сада и яслей, здания торгового центра и общеобразова-
тельной школы.
В этом комплексе была продемонстрирована хорошая увязка
конструктивной схемы с планировкой жилых домов разных ти-
пов. Однако в общественных зданиях при сохранении унифици-
рованных с жилыми домами конструктивно-планировочных па-
раметров была применена каркасная конструктивная система,
что практически исключило унификацию бетонных и железобе-
тонных изделий для жилых и общественных зданий.
С конца 1960-х годов схема III широко используется в ГДР
при строительстве И-этажных жилых зданий.
В СССР схема III получила широкое применение только в
Ленинграде сначала в составе типовой серии 5- и 9-этажных
домов с конструкциями из ячеистых бетонов, затем в типовых
проектах 9-, 12- и 16;этажных домов и блок-секций для за-
стройки Васильевского острова, а также в ряде крупнопанельных
зданий гостиниц.
12
В Москве схема III в крупнопанельном домостроении не выш-
ла за рамки Экспериментального строительства, но в крупно-
блочном она стала основной.
Опыт применения схемы III в строительстве подтвердил воз-
можности:
сокращения номенклатуры сборных изделий (на 5—10% по
сравнению со схемой II) вследствие применения одного разме-
ра шага без снижения планировочных качеств квартир (благо-
даря свободной расстановке ненесущих перегородок), неизбеж-
ного при одношаговой планировке в системе с малым размером
шага;
обеспечения возможности трансформации планов квартир
при использовании ненесущих конструкций раздвижных, склад-
чатых или сборно-разборных перегородок. Малый объем исполь-
зования трансформации в построенных домах схемы III объясня-
ется ограниченным производством дешевых конструкций транс-
формирующихся перегородок;
вкомпоновки помещений для сети обслуживания в первые
этажи, а также вкомпоновки подсобных помещений встроенно-
пристроенных магазинов1.
В домах схемы III, как правило, невыполнима взаимная
увязка расположения поперечных несущих стен со всеми попе-
речными границами квартир.
При полном наборе типов квартир в здании часть межквар-
тирных перегородок располагается в пролете между смежными
несущими стенами (посередине пролета перекрытий). В связи с
длительными изгибными деформациями перекрытий происходит
расстройство сопряжений перегородок с несущими конструкци-
ями и снижение звукоизолирующих свойств ограждения на
1—2 дБ. Поэтому во избежание нарушения звукоизоляции жи-
лых комнат у таких межквартирных перегородок необходимо
размещать кухни и другие подсобные помещения квартир.
Расположение межквартирных перегородок в пролете пане-
лей перекрытия помимо ухудшения звукоизоляции приводит к
увеличению расхода стали на армирование перекрытий.
В четырех- пятиэтажных домах схемы III стоимость жилой
площади на 4—5% выше, чем в домах схем I и II. Причина удо-
рожания заключается в неэкономичности размеров лестничной
клетки, размещаемой в 6-метровом пролете между несущими
стенами.
В зданиях высотой девять и более этажей, где площадь лест-
нично-лифтового узла больше, чем в пятиэтажных домах, раз-
ница в стоимости жилой площади квартир (за счет планировоч-
1 Вкомпоновка торговых помещений полностью в первый этаж нецелесо-
образна, так как при этом требуется изменение конструктивной системы зда-
ния в первом этаже с бескаркасной на каркасную, что значительно удорожает
строительство и удлиняет его сроки.
ных решений) в домах рассмотренных трех схем/практически
отсутствует.
Схема III до настоящего времени применяете^ только в од*
ном конструктивном варианте ШВ с ненесущими наружными
стенами. Такой конструктивный вариант придает известную гиб-
кость и при отсутствии сквозных продольных внутренних стеи
позволяет допускать значительную неравномерность осадки фун-
даментов смежных поперечных стен без возникновения допол-
нительных усилий в несущих конструкциях.
В сложных геологических условиях схема III не применяется.
Можно предположить, что гибкость оправдает ее применение в
легких условиях подработки территории, а также при строитель-
стве на просадочных грунтах I типа при устранении просадоч-
ности основания перед началом строительства.
Рассматриваемый вариант схемы ШВ в большинстве случаев
может оказаться непригодным для сейсмостойкого строительства
из-за пониженной несущей способности коробки здания в про-
дольном направлении (отсутствуют несущие наружные продоль-
ные стены, внутренняя продольная стена ослаблена многочислен-
ными разрывами). Однако при замене ненесущих продольных
наружных стен несущими (переход к варианту конструктивной
системы IIIA) либо при введении второй внутренней продольной
стены (при сохранении ненесущих наружных стен) схема III мо-
жет быть приспособлена к условиям сейсмостойкого строитель-
ства1.
Конструктивно-геометрическая схема IV характеризуется
продольным размещением несущих стен при весьма редком
(практически только в зоне лестничных клеток, а иногда и гра-
ниц секций) расположении поперечных стен-диафрагм жесткос-
ти. Перекрытия из предварительно-напряженных настилов или
панелей опираются по двум или по трем сторонам.
Схема IV до настоящего времени является основной в тради-
ционном строительстве жилых домов со стенами из кирпича,
местных материалов, мелких и крупных блоков.
В крупнопанельное строительство схема IV впервые была
внедрена в 1955 г. в Ленинграде. В последующие годы она полу-
чает широкое применение в массовом строительстве в Ленингра-
де, Киеве, Москве и других городах страны. Общий объем при-
менения домов такой схемы в крупнопанельном строительстве
приближается к 7%. Конструктивная схема IV широко использу-
ется в крупнопанельном домостроении ПНР и НРБ.
При проектировании таких зданий в СССР и за рубежом со-
храняется традиционный подход к конструированию наружных 1
1 Возможность применения схемы ИГА для сейсмостойкого строительства
крупнопанельных домов средней этажности при расчетной сейсмичности 7 и 8
'баллов и экономичность ее использования установлены аналитическими иссле-
дованиями ТашЗНИИЭПа.
14
'Цен, которые выполняют только в однослойном варианте из
конструктивно-теплоизоляционных легких бетонов. Это обстоя-
тельство определило более позднее внедрение схемы IV, так как
оно оказалось проставленным в зависимость от разработки доста-
точно прочных и долговечных конструктивно-теплоизоляцион-
ных бетонов для несущих наружных стен. Это также тормозит
внедрение схемы IV в строительство зданий выше девяти этажей.
- Для первого десятилетия применения панельных конструкций
в отечественной практике характерно разделение функций про-
дольных и поперечных стен в статической работе коробки зда-
ния: на продольные стены передают вертикальные и горизонталь-
ные нагрузки, на поперечные — только горизонтальные (вариант
схемы IVF).
Различная нагрузка на продольные и поперечные стены вы-
зывает их различные деформации и как следствие—расстройство
заделки вертикальных стыков.
В процессе изгибных деформаций перекрытий возникает рас-
крытие горизонтальных стыков перекрытий со стенами в местах
примыканий свободных краев настилов к внутренним попереч-
ным и торцовым наружным стенам.
Возникновение трещин в горизонтальных и вертикальных
стыках сопровождается снижением звукоизоляции внутренних
стен и перекрытий.
Наиболее ярко, как отмечалось выше, этот недостаток про-
является в домах схемы ПБ, но имеет место и в домах схемы IVF.
В новейших проектах предусмотрено устранение этого недо-
статка за счет двух мероприятий, обеспечивающих совместную
статическую работу конструкций поперечных стен с другими кон-
струкциями здания:
заведения свободных краев перекрытий в местах примыканий
к поперечным стенам в горизонтальные стыки между панелями
этих стен;
повышения жесткости сопряжений между продольными и по-
перечными стенами.
Наиболее полно пространственное взаимодействие продоль-
ных и поперечных стен в работе на вертикальные и горизонталь-
ные нагрузки (по варианту схемы IVA) обеспечено в польской
серии WIJF-T. В этих проектах предусмотрено опирание насти-
лов перекрытий при монтаже по двум (на продольные) или по
трем (на две продольные и одну поперечную стены) сторонам.
По завершении монтажа элементов перекрытий продольные швы
между ними армируются и замоноличиваются, а перекрытие
превращается в крупногабаритную плиту, опертую по контуру.
Для обеспечения эффективности контурного опирания шаг попе-
речных стен не превышает 7,5 м, а соотношение сторон замйноли-
ченной плиты 1,5:1. Целесообразность этой конструктивной меры
подтверждается результатами натурных измерений прогибов пе-
рекрытий, которые не превышают Veoo пролета.
15
Внедрение схемы IV должно было обеспечить/унификацню
конструкции крупнопанельных и традиционных зданий, свободу
планировки квартир и устройства нежилых помещений в первых
этажах. В результате внедрения этой схемы установлена воз-
можность унификации части конструкций крупнопанельных кир-
пичных и крупноблочных зданий (особенно наглядно это видно
при сопоставлении применявшихся в Москве типовых проектов
крупноблочных домов серии 1-510 и крупнопанельных домов се-
рии 1-515). Капиталовложения в производственную базу для
строительства домов по схеме IV на 3—5% ниже, чем для схе-
мы I.
Конструктивное решение нежилых этажей в схеме IV наибо-
лее просто: обычно оно сводится к частичной замене внутренней
продольной стены столбами. Вследствие применения пристроен-
ных витрин удается избежать ослабления наружных стен, сохра-
нив в них те же размеры проемов, что и в типовых этажах.
Период внедрения схемы IV совпал с периодом применения
экономических квартир для посемейного заселения. Поэтому в
домах схемы IV были применены те же экономичные планиро-
вочные решения квартир, что и в домах других схем. Возмож-
ности схемы в части свободы планировки квартир получают реа-
лизацию лишь в последнее время.
В наружных несущих однослойных стенах домов схемы IV
конструктивно-теплоизоляционные бетоны на пористых заполни-
телях с плотностью более 1200 кг/м3 нашли широкое и экономи-
чески целесообразное применение. Однако ориентация только на
однослойную конструкцию наружной стены сужает границы при-
менения схемы IV. Внедрение для наружных стен таких домов
трехслойных железобетонных панелей с гибкими связями позво-
лит увеличить этажность домов схемы IV и полноценно исполь-
зовать вариант схемы IVA при единстве материала наружных и
внутренних стен.
Схема IV проверена в строительстве в сложных реологичес-
ких условиях — на просадочных грунтах I и II типа и на подра-
батываемых территориях при проведении уникальных натурных
испытаний (замачивании просадочного грунта основания, а так-
же при проведении горных выработок). Выявлена высокая на-
дежность коробки здания в таких условиях при применении в ка-
честве основной меры защиты сооружения разделки здания на
короткие отсеки.
Схема IV позволяет получить не менее надежные решения
конструкций зданий, строящихся на просадочных при оттаива-
нии мерзлых грунтах, чем применяемая в этих условиях схема I.
Однако до настоящего времени схема IV не получила примене-
ния ни в этих условиях, ни в строительстве сейсмостойких круп-
нопанельных зданий. В то же время она является основной для
сейсмостойких кирпичных и крупноблочных зданий. Это застав-
ляет предположить, что схема IV окажется вполне пригодной
16
для сейсмостойких крупнопанельных зданий средней этажности
При расчетной сейсмичности 7—8 баллов.
Следует отметить, что возможности системы в области пла-
нировочных рефений и в конструировании, позволяющие расши-
рить границы её^ распространения, еще далеко не использованы.
Конструктивно-геометрическая схема V характеризуется при-
менением вертикальных несущих конструкций стен (в бескаркас-
ной конструктивной системе) или колонн (в каркасной), разме-
щенных только по внешнему контуру зданий и длинномерных
настилов перекрытий пролетом 9—12 м, опертых по двум корот-
ким сторонам.
В бескаркасных зданиях основными несущими конструкция-
ми становятся продольные наружные стены и редко расположен-
ные (в зоне лестничных клеток или межсекционных границ) по-
перечные стены — диафрагмы жесткости. Таким образом, пло-
щадь секции, свободная от внутренних опор, может быть
многовариантно использована при разработке планов квартир
и при их трансформировании в процессе эксплуатации.
Схема V еще не внедрена в крупнопанельное домостроение.
Но в связи с тем что реальные предпосылки для ее внедрения су-
ществуют, а архитектурно-планировочные возможности, пред-
ставляемые ею, несравненно шире, чем у схем I—IV, можно пред-
положить, что внедрение схемы Vb строительство — дело бли-
жайшего будущего. Предпосылка для внедрения схемы V —
наличие всесторонне испытанных и экономически приемлемых
конструкций длинномерных настилов для пролетов 9; 10,8 и 12 м.
Разработка конструкций настилов осуществлена ЦНИИЭП
учебных зданий Госгражданстроя для применения в перекрыти-
ях общественных зданий массового строительства и в первую
очередь в школах. Легкобетонный вариант настилов перекрытий
пролетом 9—12 м разработан ЦНИИЭП жилища.
В связи с этим новые проектные предложения, в частности
проекты экспериментальных легкобетонных домов с перекрыти-
ями пролетом 9—12 м, разрабатываемые ЦНИИЭП жилища,
ориентируются только на схему V.
По сравнению со схемой IV, новым этапом развития которой
является схема V, в последней повышаются требования к проч-
ности наружных стен в связи с увеличением нагрузок на них поч-
ти вдвое. Поэтому основным типом несущих наружных стен в
схеме V должна стать трехслойная железобетонная конструкция
с гибкими связями между слоями. Применение традиционного
решения наружных стен из однослойных легкобетонных панелей
возможно лишь в зданиях высотой до девяти этажей при исполь-
зовании бетонов марки 100—150.
Наиболее сложной задачей в конструировании зданий по схе-
ме V является разработка легких конструкций межкомнатных и
межквартирных перегородок, пригодных для трансформации, об-
ладающих необходимой звукоизолирующей способностью и
2—53
17
экономически конкурентоспособных, с гипсобетонными и железо-
бетонными конструкциями перегородок.	Т
Стремясь выявить тенденции развития конструктивных реше-
ний зданий при изменениях планировочных норм, автор проана-
лизировал более 100 проектных предложений до новым типам
жилых домов для массового городского строительства будущего
десятилетия. Большинство проектных предложений базируется
на крупнопанельных конструкциях зданий с бескаркасной конст-
руктивной системой.
Основным элементом новизны в этих проектах оказалось из-
менение величин конструктивных параметррв. При сохранении
стабильной ширины зданий (10—12 м), продиктованной гигие-
ническими требованиями к инсоляции квартир, увеличение пло-
щадей квартир в зданиях схем I—III потребовало увеличения
шага поперечных конструкций.
В проектах со схемой 1 количество конструктивно-планиро-
вочных шагов, как правило, не возросло (2—3 шага), но величи-
на большего из «малых» шагов увеличилась до 3,9; 4,2; 4,5 и
даже 4,8 м.
Среди проектов со схемой II половина основана на традици-
онном сочетании двух размеров шагов (например, 3+6 м), а ос-
тальные— на четырех (3,6+4,2+4,8+6 или 2,4+3,6+4,8+6 м).
Растет и размер большего шага до 6,6 и 7,2 м.
В схеме III наряду с традиционным размером шага 6 м поя-
вились шаги в 6,3; 6,6 и 9 м. Возникла новая схема, основанная
на применении двух больших размеров шага поперечных стен
(6+7,5 м, 6,6+8,4 м и др.).
Проведенный анализ подтвердил нецелесообразность объеди-
нения конструктивных параметров с планировочными, которое
потребует на каждом новом этапе развития планировочных ре-
шений жилища изменения конструкций и технологического обо-
рудования по их изготовлению. Характерно, что во всех проект-
ных предложениях, ориентированных на схему IV, благодаря
стабильности ширины корпуса конструктивные параметры ос-
таются неизменными. Это свидетельствует об архитектурной и
экономической целесообразности расширения объема внедрения
схемы IV, а также о необходимости интенсивной работы по под-
готовке к внедрению схемы V.
2.	Комбинированные конструктивные системы
Наряду с рассмотренной бескаркасной конструктивной систе-
мой крупнопанельных зданий, все конструкции которых выпол-
няются из плоскостных сборных элементов, применяются, хотя
и в меньшем объеме, дополнительные комбинированные конст-
руктивные системы. Они основаны на сочетании в здании элемен-
тов различных конструктивных типов — плоскостных со стержне-
18
вы ми или объемно-пространственными (сборными или монолит-
ными).
Комбинированные системы начали внедряться в строительст-
во с первых этапов развития панельного домостроения и продол-
жают применяться в новых конструктивно-технологических мо-
дификациях до настоящего времени. Это свидетельствует о том,
что, несмотря на отсутствие «конструктивной чистоты системы»,
комбинированные решения, не заменяя и не вытесняя основной
бескаркасной системы крупнопанельных зданий, являются жиз-
ненно необходимым дополнением к ней. Основные типы комби-
нированных систем представлены в табл. 2 и рассмотрены ниже.
Система 1 имеет наибольшую давность применения. На осно-
ве этой системы в ее безригельном варианте были решены пер-
вые в СССР крупнопанельные дома для малоэтажного строи-
тельства на Урале, выпускавшиеся в 1945—1955 гг. Березовским
домостроительным комбинатом.
В многоэтажное строительство система 1 (в безригельном
конструктивном варианте) была внедрена в Череповце в 1955 г.
при строительстве первого пятиэтажного экспериментального
дома, технические решения которого в скорректированном виде
были перенесены в 1956 г. в типовую серию 1-420К- На основе
череповецкого опыта конструктивная система с внутренним по-
перечным каркасом (вариант системы 1А) была внедрена в по-
лучившую очень широкое распространение всесоюзную типовую
серию проектов двух- пятиэтажных жилых домов 1-335.
Внедрение системы 1 в многоэтажное крупнопанельное домо-
строение сыграло в свое время весьма прогрессивную роль. В на-
чальный период развития крупнопанельного домостроения имело
место известное недоверие к несущей способности панельных кон-
струкций наружных стен. В связи с этим первые проекты как кар-
касно-панельных, так и бескаркасных домов основывались на
применении самонесущих конструкций наружных стен.
Характерно, что по тем же причинам, что и в отечественной
практике, система 1 в 1950—1960 гг. применялась в многоэтаж-
ном строительстве в ряде зарубежных стран (ПНР, ЧССР и др.).
Опыт череповецкого строительства подтвердил высокую не-
сущую способность конструкций панельных наружных стен при
передаче на них нагрузки от перекрытий как распределенной
(серии 1-420К), так и весьма невыгодно приложенной сосредо-
точенной нагрузки (серия 1-335).
Наряду с результатами экспериментально-теоретических ис-
следований прочности конструкций наружных стен, проводив-
шихся в НИИ строительной техники б. Академии архитектуры
СССР (Н. В. Морозов и др.), и результатами строительства пер-
вого крупнопанельного экспериментального дома схемы IV в
Ленинграде череповецкий опыт послужил основой для перехода
к массовому применению несущих конструкций наружных стен.
Сыграв свою положительную роль в развитии конструирова-
2*
19
Конструктивные системы здании с ком б ин и
Конструктивно-гео
- - - -  
Систе-
ма
Конструктивная
система
А — частое поперечное
расположение несущих кон-
струкций
Б — чередующееся (частое
и редкое) расположение по-
перечных иесущнх конст-
рукций
Каркасно-панель-
ная (внутренний
каркас и продоль-
ные несущие на-
ружные стены)
2
Панельно-блоч-
ная (несущие кон-
струкции нз пане-
лей н объемных
блоков)
3
Панельно-стволь-
ная (с панельными
стенами и монолит-
ными ядрами
жесткости)
Условные обозначения:
.	 —несущие крупнопанельные стены;
яйваяа — несущие стены из монолитного бетона;
— ненесущие стены;
—ригели;
К - —1 — объемные блоки.
20
Таблица 2
рованными несущими конструкциями
метрическая схема
ь**
I В — редкое расположение
[ поперечных несущих конст-
I	рукций
Г — продольное расположе-
ние несущих конструкций
Д — центральное располо-
жение несущих конструкций
г
2ГГ
21
ния панельных зданий, система 1 к концу 1960-х годов сошла со
сцены, что объясняется ее незначительными экономическими и
эксплуатационными недостатками по сравнению с бескаркасны-
ми конструкциями.
Система 2 предложена давно, В конструктивно-геометричес-
кой схеме 2Г с несущими продольными наружными стенами и
внутренним продольным рядом несущих конструкций из объем-
ных блоков она впервые была применена в 1956 г, в конкурсном
проекте. Предпосылкой для ее создания послужила разработан-
ная в то же время конструкция несущих железобетонных объем-
ных блоков для санитарно-технических кабин.
В конкурсной серии проектов намечалось в расположенных
вдоль продольной внутренней оси дома несущих конструкциях
блоков разместить наиболее трудоемкие планировочные элемен-
ты квартир (санузлы) с тем, чтобы вынести все работы по их из-
готовлению, отделке и сантехническому оснащению на завод.
В объемных блоках предполагалось также разместить передние
квартир. Конкурсный проект не был реализован. Спустя несколь-
ко лет (1961 г.) та же схема была использована при проектиро-
вании и строительстве пятиэтажного экспериментального дома
в г. Плзене (ЧССР). В отличие от отечественных предложений
в этом экспериментальном доме было применено два различных
конструктивных типа внутренних опор — железобетонные объем-
ные элементы, внутри которых располагались винтовые эвакуа-
ционные лестницы, и стальные стоечно-балочные клетки, в ко-
торых размещались санитарные узлы.
Новым стимулом к применению системы 2 послужило повы-
шение грузоподъемности монтажных кранов и развитие объем-
но-блочного строительства. Проектирование панельно-блочных
домов в настоящее время основывается на том же принципе, что
и ранние решения: в объемных элементах располагаются наибо-
лее трудоемкие элементы зданий (санитарно-кухонные узлы и
лестничные клетки).
Принципиальным отличием новых конструктивных решений
системы 2 наряду с увеличением габаритов объемных элементов
является их поперечное (варианты 2Б и 2В), а не продольное
расположение. Такое размещение позволяет применять вместо
несущих ненесущие конструкции наружных стен из легких мате-
риалов. В конструктивных вариантах 2Б и 2В система применя-
ется в отечественных типовых проектах крупнопанельных домов
(вариант серии 1-468А) и экспериментальных проектах панель-
но-блочных зданий, а также в ряде зарубежных проектов
(в Швеции, Дании и других странах).
Конструктивная система 2 стоит на стыке крупнопанельного
и объемно-блочного домостроения. Ее внедрение — прогрессив-
ный этап в развитии крупнопанельного домостроения: повышает-
ся уровень заводской готовности и снижаются трудовые затраты
на строительство крупнопанельных домов.
22
Система 3 применяется в случаях дифференциации статиче-
ских функций вертикальных несущих конструкций: на монолит-
ные объемно-пространственные ядра жесткости передают гори-
зонтальные и вертикальные нагрузки, на несущие панельные сте-
ны— только вертикальные. Эта система применяется лишь при
проектировании высоких зданий (более 20 этажей) в четырех
различных геометрических вариантах (см. табл. 2). Необходи-
мость применения системы 3 обычно диктуется недостаточной
несущей способностью панельных несущих стен или особеннос-
тями планировочной компоновки первых этажей. Эта система
получила широкое применение благодаря своим статическим и
планировочным преимуществам.
Статическими преимуществами системы 3 являются большая
жесткость и несущая способность (на горизонтальные нагрузки)
пространственных монолитных ядер по сравнению с плоскими
диафрагмами, что позволяет применять более редкую расстанов-
ку монолитных ядер и обеспечивать свободу планировочных ком-
позиций.
В системе 3 обычно удобно взаимоувязывается расположение
узла вертикальных коммуникаций и ядра жесткости, что также
составляет планировочное преимущество рассматриваемой сис-
темы.
В отечественной практике комбинированная система из сбор-
ных несущих элементов и монолитных ядер получила внедрение
только в строительство каркасно-панельных зданий. В бескар-
касном варианте она до настоящего времени встречается только
в проектных решениях. В зарубежной практике система 3 полу-
чила более широкое распространение.
Наиболее широкое распространение комбинированные систе-
мы (преимущественно система 3) получили во Франции. Если к
1970 г. объем крупнопанельного домостроения в стране составил
около 30% общего объема строительства, то объем применения
комбинированных систем достигает 45%. При этом комбиниро-
ванные системы применяют главным образом при строительстве
высоких зданий в 16—30 этажей.
3.	Сравнительная оценка конструктивных систем
и конструктивно-геометрических схем зданий
Как отмечалось выше, многокритериальная задача выбора
конструктивной системы, как правило, решалась приведением к
обобщенному экономическому критерию. Такое приведение вы-
полнялось ЦНИИЭП жилища на основе единой методики экспе-
риментального проектирования применительно к общему пла-
нировочному эталону. В качестве планировочного эталона прини-
малось типовое для данного периода и рассматриваемой
этажности зданий решение плана. Применительно к избранному
плану для каждой из сопоставляемых конструктивных систем
принимались освоенные промышленностью решения отдельных
конструкции, отличающихся надежностью эксплуатационных ка-
честв и экономичностью.
Анализ конструктивных систем на основе единых планировоч-
ных эталонов проводился ЦНИИЭП жилища для зданий высо-
той 5, 9 и 16 этажей применительно к наиболее распространен-
ным в строительстве бескаркасным схемам I, II и IV. Для зданий
высотой 16 этажей дополнительно рассматривалась каркасно-па-
нельная конструктивная система (табл. 3—5).
Таблица 3
Сравнительные техн и ко-экономические показатели
пяти — девятиэтажных домов
(% на 1 м2 общей площади)
Конструктивные схемы
Показатели
IA
ПБ
IVA
Расчетная себестоимость
Суммарные капиталовло-
жения .................
Приведенные затраты
Затраты труда . . . .
В том числе:
иа	заводе .	.	.	.
»	площадке	.	.	.
Расход стали...........
»	цемента .	.	.	.
100
100
100
100
100
100
100
100
99,5
96
99
104/98
95
105/100
98/105
85
98,5
97
98
103/97
95
104/100
98/105
80
Примечание. В числителе даны показатели для случая применения
многопустотных настилов перекрытий, в знаменателе — при настилах сплош-
ного сечения.
Для зданий высотой 25 этажей технико-экономическому ана-
лизу (помимо каркасно-панельной системы) были подвергнуты
только два варианта бескаркасной системы 1В и ЗВ.
Сопоставление технико-экономических показателей различ-
ных конструктивных систем свидетельствует о бесспорных эко-
номических преимуществах бескаркасных зданий перед каркас-
ными и позволяет рассматривать экономический критерий в ка-
честве решающего. Это обстоятельство получило отражение в
технической политике индустриального домостроения, ориенти-
рующей массовое жилищное строительство на бескаркасные ре-
шения.
Анализ технико-экономических показателей бескаркасных
конструктивно-геометрических схем не позволяет считать их
решающими. Наоборот, при рассмотрении, например, конструк-
тивных схем пяти — девятиэтажных зданий критерий экономич-
24
Таблица 4
Сравнительные технико-экономические показатели
16 этажных домов с различными конструктивными системами
(% на 1 м2 общей площади)
Конструктивные системы
Показатели
бескаркасная
схема IA
схема ЦБ
схема IVA
каркасная
Расчетная себестоимость
Суммарные капиталовло-
жения .................
Приведенные затраты
Затраты труда . . . .
В том числе:
на заводе . . . .
» строительной пло-
щадке .............
Расход стали...........
» цемента . . . .
100
100
100
100
100
100
100
100
99
95
98
98
96
99
107
85
98
95
97
95
85
96,5
106
86
108
107
108
115
ПО
118
140—150
85
Таблица 5
Сравнительные технико-экономические показатели
25-этажных домов
(% на 1 м2 общей площади)
Конструктивные системы
бескаркасная
каркасная
Показатели
схема IB схема ПВ
с плоскими диа-
фрагмами жестко-
сти
с пространствен-
ными ядрами
жесткости
Расчетная себестоимость
Суммарные капиталовло-
жения .................
Приведенные затраты
Затраты труда . . . .
Расход стали . . h . .
100
100
100
100
100
100
96
100
99
104
107
106
105
115
140—150
99
100
99
112
170
сти вообще может быть отброшен в силу его практической
равнозначности для различных схем (колебания величины при-
веденных затрат составляют 1—2%). Статические критерии
прочности и жесткости также не играют существенной роли, так
как сечения несущих стен в пяти — девятиэтажных домах на-
значаются главным образом по требованиям звукоизоляции (а не
25
только по результатам статического расчета) и обладают избы-
точным запасом прочности. Критерий эксплуатационных качеств
(по уровню трещиностойкости) заставил отказаться от вариан-
тов 1Б, ПБ и ШБ, но не от самих этих схем.
В связи с этим в качестве основного критерия оценки при
выборе бескаркасных схем пяти — девятиэтажных домов на пер-
вый план выдвигается архитектурно-планировочный критерий
(возможности перепланировки и трансформации квартир, орга-
низации встроенных помещений), определяющий предпочтитель-
ный выбор схем IV—V перед схемами I—III. В конкретных
условиях строительства критерий сырьевой базы (особенно в
области материалов для наружных стен) может оказать большее
влияние на выбор схемы по сравнению с архитектурно-планиро-
вочиым критерием и заставить изменить решение в пользу
схем I—III.
Сопоставление технико-экономических показателей табл. 3—5
по бескаркасным схемам позволяет подметить слабо выражен-
ную тенденцию к повышению экономической эффективности
схем II и IV с увеличением этажности зданий. Но и в этом случае
экономический критерий не является решающим, так как на
первое место выдвигается технический критерий: при проекти-
ровании 16-этажных зданий решающую роль приобретают
критерии прочности и в связи с этим — освоенность и отработан-
ность конструктивных решений, что заставляет предпочесть
схемы I—III схемам IV и V.
Наконец, при проектировании зданий более 16 этажей
решающее значение начинает приобретать критерий устойчи-
вости здания при действии горизонтальных нагрузок, в связи с
чем предпочтение отдается схеме I, обладающей максимальной
пространственной жесткостью.
Приведенные примеры показывают, что хотя задача выбора
конструктивных систем является в целом многокритериальной,,
в зависимости от масштаба выбора определяющим становится
какой-либо один критерий или ограниченная группа критериев.
Экономический критерий является определяющим при выбо-
ре конструктивной системы сооружения (каркасной, бескаркас-
ной, комбинированной).
При выборе конструктивной схемы внутри конструктивной
системы (как это показано на примере бескаркасных крупнопа-
нельных зданий) экономический критерий утрачивает приоритет,
а основными становятся (в зависимости от этажности) архи-
тектурно-планировочные или технические критерии.
ГЛАВА 2
ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ЖЕСТКОСТЬ
И УСТОЙЧИВОСТЬ
КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЯ
Пространственная жесткость и устойчивость конструкций
сборного крупнопанельного здания при действии горизонтальных
нагрузок и неравномерных деформаций основания обеспечивает-
ся поперечными и продольными стенами, объединенными между
собой и с перекрытиями в единую пространственную систему.
В обеспечении работы всех конструкций крупнопанельного зда-
ния как единой пространственной системы основная роль принад-
лежит конструкциям связей между панелями стен и перекрытий,
препятствующих развитию деформаций сдвига и растяжения в
стыках (рис. 1), а также выбору конструктивной схемы.
Рис. 1. Схема взаимодействия конструктивных элементов крупнопанельных
зданий
а — взаимодействие стеновых элементов; б — взаимодействие элементов перекрытий
Конструктивная схема I в силу взаимного раскрепления кон-
струкций в любой пространственной конструктивной ячейке зда-
ния надежно обеспечивает устойчивость сооружения.
В схемах II и III (особенно в вариантах ПВ и ШВ) для
обеспечения устойчивости в продольном направлении использу-
ется внутренняя стена, расположенная вдоль всей продольной
оси здания или на отдельных ее участках, либо торцовые стены
лестничных клеток.
В схемах IV и V поперечная устойчивость здания обеспечива-
ется сквозными поперечными межсекционными стенами или
стенами лестничных клеток.
27
Решение связей между панелями в первый период развития
крупнопанельного домостроения шло двумя различными путями:
конструктивного усложнения связей или их упрощения.
Для первой группы решений характерно известное недоверие
к возможности обеспечения совместности статической работы
панельных конструкций только за счет связей. Поэтому для нее
характерно компромиссное техническое решение, промежуточное
между каркасно-панельным и бескаркасным. Здания монтирова-
лись из панельных элементов как бескаркасные, но путем арми-
рования и замоноличивания широких полостей каналов стыков
превращались при эксплуатации в каркасно-панельные. Такие
технические решения характерны для проектов крупнопанельных
домов французских фирм «Р. Камю», «Куанье» (рис. 2 и 3)
[18,19].
Рис. 2. Соединение
стеновых элемен-
тов крупнопанель-
ного здания по
принципу сборно-
монолитных конст-
рукций (Франция,
фирма «Р. Камю»)
а —стык наружных
стен с перекрытием;
б — стык наружных
и внутренних стеи
Идея превращения бескаркасного крупнопанельного дома
после возведения в каркасный наиболее последовательно была
представлена в конструкциях рамно-панельных домов, предло-
женных проф. В. В. Михайловым и реализованных на многочис-
ленных объектах серии БА в ЧССР — в г. Братиславе (рис. 4).
В этих домах возможность вовлечения в работу пространствен-
ного сборно-монолитного каркаса краевых зон панелей обеспечи
валась петлевыми арматурными выпусками, связанными общими
продольными арматурными стержнями (по принципу стыка
Передерия) и шпоночным рифлением граней панелей по верти
кальным и горизонтальным стыкам.
Для иллюстрации второй группы решений могут быть приве-
дены связи, примененные в проектах первых домов — прото-
типов серий 1-467 и 1- 468. Связи в вертикальных стыках стен в
этих зданиях выполнялись путем сварки стальных накладок с
закладными деталями в панелях. Узкие каналы вертикальных
стыков между панелями наружных стен и между внутренней и
наружной стенами заполнялись раствором. Связь по горизон
тальным стыкам обеспечивала только сопротивление отрывх
наружной стены от внутренних конструкций, но не препятствова-
ла свободе вертикальных перемещений наружных стен. В связи
с решением проектов по схеме ПБ опирание перекрытий на
наружные стены не предусматривалось. Однако даже такое
28
Рис. 3. Вариант соединения стеновых элементов по принципу сборно-монолит-
ных конструкций
и, б, в, д — стыки в домах фирмы «Куанье» (Франция); г, е — стыки в домах фирмы
«Дюра — Куанье» (Дания); 1 — панель наружной стены; 2 — панель внутренней стены;
У—панель перегородки; 4— нащельннк рядовой; 5—нащельник угловой; 6—панель пе-
рекрытия; 7 — бетон замонолнчивания; 8 — арматурные каркасы
Рис. 4. Соединение элементов бескаркасного крупнопанельного здания, превра-
щающее его в каркасное
и — сопряжения наружных н внутренних стен с перекрытием; б — угловой и рядовой
стыки панелей наружных стеи; / — панель наружной стены; 2 — панель внутренней сте-
ны; 3— панель перекрытия; 4— преднапряженная железобетонная обвязочная рамка;
5 — пенесущее легкобетонное заполнение; 6 — петлевые арматурные выпуски; 7 —соеди-
нительный стыковой стержень; 8 — угловой нащельннк; 9 — цементный раствор
упрощенное решение связей обеспечило пространственную
устойчивость конструкций зданий при горизонтальных нагрузках
и неравномерных деформациях основания. Здания с такими
связями оказались устойчивыми также к прогрессирующему
обрушению конструкций при аварийных взрывах газа. Но упро-
щенные конструкции связей оказались неудовлетворительными
по трещиностойкости. Раскрытия трещин в стыках панелей
таких зданий были больше предельно допустимых по СН
321-65.
Таким образом, оба первоначальных пути конструирования
связей между панелями не получили широкого развития в оте-
чественной практике: первый — из-за избыточной трудоемкости,
второй — из-за эксплуатационных недостатков.
Развитие первого пути в зарубежной практике с ростом
этажности приводит к значительному усложнению конструктив-
ного решения связей. Так, в современных 20—25-этажных зда-
ниях каналы вертикальных стыков получают гипертрофирован-
ные размеры для размещения и бетонирования монолитных ко-
лонн в полости стыка.
Для новых отечественных проектных решений характерна
тщательная проработка обеспечения пространственного взаимо-
действия конструкций зданий и предельного сокращения трещи-
нообразования в стыках конструкций. С этой целью по-новому
проработаны вопросы сопряжения наружных и внутренних стен
с перекрытием с учетом роли горизонтальной диафрагмы в пере-
распределении нагрузки, выравнивании горизонтальных дефор-
маций стен и создании препятствия их взаимному сдвигу. Связи
перекрытий со стенами развиты и усилены. В течение первых
10—15 лет крупнопанельного домостроения самонесущие и нене-
сущие стены домов схем I, II и III проектировались без заведе-
ния свободных граней перекрытий в горизонтальные стыки па-
нелей наружных стен. В результате вертикальные перемещения
самонесущих стен в своей плоскости, так же как и температур-
ные деформации из плоскости, практически не встречали препят-
ствий по связям с внутренними конструкциями, что приводило
к значительному раскрытию трещин по горизонтальным стыкам
с внутренней стороны наружных стен. Заведение перекрытий
в горизонтальный стык наружных стен, устройство швов из це-
ментного раствора (под перекрытием и над ним при несущих
стенах или только над перекрытием при ненесущих стенах) и
стальные связи обеспечивают совместную работу наружных стен
с внутренними конструкциями и резко сокращают число трещин
в стыках между ними. Та же мера предусматривается в домах
схемы IV в зоне стыков продольных краев панелей перекрытий
с торцовыми наружными стенами и поперечными стенами лест-
ничных клеток.
Соответственно практически исчезли из применения самоне-
сущие стены, превратившиеся в несущие, и навесные, превра-
зе
тившиеся в ненесущие, установленные на свободный край пере-
крытия. В качестве навесных получат развитие только конструк-
ции стен из листовых материалов.
Целесообразность этой меры особенно наглядно выявилась
при переходе к строительству зданий повышенной этажности
(9—12 и более этажей) с самонесущими наружными стенами.
Натурные инструментальные исследования совместной работы
крупноблочных и крупнопанельных самонесущих наружных стен
с внутренними, выполненными к тому же из различных материа-
лов (наружные — легкобетонные, внутренние — из тяжелого бе-
тона), проводившиеся МНИИТЭП и ЦНИИЭП жилища, выяви-
ли следующее. Несмотря на наличие двух шпоночных связей по
высоте каждого этажа, совместность деформаций самонесущих
наружных и несущих внутренних стен не обеспечивается. Внут-
ренние, более нагруженные стены получают по сравнению с на-
ружными большие величины деформаций под нагрузкой, а так-
же большие усадочные деформации вследствие превышения
интенсивности процесса усадки у тонких внутренних конструк-
ций, находящихся в условиях нормального влажностного режи-
ма и постоянных температур, по сравнению с интенсивностью
усадки в 3 раза более толстых панелей наружных стен, подвер-
гающихся атмосферным воздействиям. Разница деформаций на-
ружных и внутренних стен, которая накапливается с ростом
высоты здания, особенно резко проявляется в конструкциях
верхних этажей, где взаимный сдвиг сопрягающихся стен в
1,5—2 раза превышает допустимые величины. Это явление вы-
звало не только отказ от применения самонесущих стен в зда-
ниях выше четырех этажей, но и обусловило приведенную в пре-
дыдущей главе рекомендацию о применении в домах схем IA,
ПА и ША при повышении этажности одинакового материала
для несущих наружных и внутренних стен.
Заведение перекрытий в горизонтальный стык наружных
стен, предусмотренное во всех новых типовых проектах, являет-
ся радикальной мерой, препятствующей взаимному сдвигу стен.
Одновременно предусмотрено ожесточение связей в вертикаль-
ных стыках между панелями стен.
В действующих и вновь разрабатываемых проектах можно
наблюдать различные системы устройства вертикального шпо-
ночного шва между панелями стен в зависимости от избранной
конструктивной схемы.
В зданиях с малым шагом несущих стен прочность связи на-
ружных стен с внутренними в основном обеспечивается глубо-
ким заведением перекрытий в горизонтальный стык наружных
стен. Поэтому в таких зданиях внутренние стены либо совсем
не заводят в вертикальный стык наружных стен (проекты новых
серий для Москвы), либо заводят всего на 30 мм (проекты
ЦНИИЭП жилища). Для обеспечения повышенной трещино-
стойкости вертикальных стыков они проектируются в виде бе-
31
тонного или растворного шпоночного шва с устройством шпо-
ночных вырезов в примыкающем к полости стыка'торце панели
внутренней стены. Сечение и шаг шпонок назначают таким об-
разом, чтобы их сопротивление сдвигу превышало сопротивле-
ние смятию (рис. 5).
Рис. 5. Соединение
панелей наружных
и внутренних стен
в девятиэтажных
домах конструк-
тивной схемы I
/ — панель наружной
стены; 2 — стальная
скоба; 3 — панель
внутренней стены;
4 — арматурный нет-
левой выпуск с диаф-
рагмой; 5 — бетон за-
моноличнванин мар-
ки 200; 6 — цемент-
ный раствор марки
100; 7—панель пере-
крытия
В домах со схемами II и III предусматривается повышенная
прочность связей сдвига по вертикальным стыкам. С этой целью
назначают глубокое заведение панелей внутренних стен в верти-
кальный стык наружных (на 100 мм номинально) и устройство
растворных шпоночных швов по обеим плоскостям примыкания
внутренней стены к каналу стыка наружных стен (рис. 6).
Рис. 6. Соединение панелей наружных и внутренних стен в девятиэтажных до-
мах конструктивных схем II и III
/ — панель наружной стены; 2 — арматурный петлевой выпуск; 3 — стальная накладка;
4—панель внутренней стены; 5 —бетон замоноличнвання марки 200; F— цементный рас-
твор марки 100; 7 — панель перекрытия
В зданиях всех конструктивных схем помимо шпоночных
растворных или бетонных швов предусматриваются стальные
связи (не менее двух по высоте этажа).
Все перечисленные меры способствуют обеспечению прост-
ранственной устойчивости сооружения при эксплуатационных
32
воздействиях и резкому повышению трещиностойкости стыков
в панельных зданиях.
Устойчивость к прогрессирующему обрушению конструкций
крупнопанельных зданий при аварийных воздействиях — пробле-
ма относительно новая. Новизна ее заключается не в том, что
панельные здания ранее не подвергались аварийным воздей-
ствиям. Таким воздействиям (аварийные взрывы газа) панель-
ные здания за 25 лет применения крупнопанельных конструкций
в жилищном строительстве подвергались несколько раз. Но так
же, как и расчетные эксплуатационные воздействия, аварии не
приводили к прогрессирующему обрушению конструкций. Воз-
никали только локальные повреждения. Это обстоятельство
позволило вполне справедливо характеризовать крупнопанель-
ное домостроение по сравнению с традиционным как безаварий-
ное. Первый случай прогрессирующего обрушения конструкций
крупнопанельного дома имел место в 1968 г. Обрушились кон-
струкции угла 24-этажного односекционного дома (проект фир-
мы «Ларсен — Нильсен»), возведенного в районе Ньюхем Боль-
шого Лондона в комплексе Ронан Пойнт. Обрушение про-
изошло вследствие взрыва газа в угловой квартире на
18-м этаже.
В этом здании, имеющем схему ПВ, взрывом выбило панель
несущей торцовой наружной стены 18-го этажа, в результате
чего обрушились торцовые стены и поддерживаемые ими пере-
крытия на всех выше- и нижележащих этажах, за исключением
первых двух. Обрушение нижних этажей объясняется неодно-
кратными ударными воздействиями от падающих конструкций
верхних этажей [1, 14].
Имевшие место в СССР взрывы газа в домах схем I и II при-
водили к локальным повреждениям конструкций. Изучение этих
аварий выявило исключительно ценную роль стальных связей,
Которые удерживают (при развитии пластических деформаций
в связях) от обрушения панели наружных стен даже при смеще-
нии стен наружу из плоскости фасада на 20—40 мм. Еще более
существенно роль связей сказывается при предотвращении обру-
шения перекрытий.
Изучены повреждения конструкций при взрыве в домах се-
рии 1-464 (схема IA), серий 1-467 и 1-468 (схема ПБ). В первом
случае перекрытия, имевшие до взрыва опирание по четырем
сторонам, несмотря на прогибы 150 и 400 мм, сохранили устой-
чивость при обрушении одной из стен, являющейся опорой про-
дольного края панели перекрытия. Во втором случае обрушению
опертых по двум сторонам настилов перекрытий при частичном
разрушении и смещении с проектного положения, поддерживав-
ших их стены на величину, превышающую глубину опирания
настила, воспрепятствовали стальные связи настила по короткой
опорной стороне с настилом смежного пролета и по длинным
сторонам со смежными настилами своего пролета.
3—53
33
Это обстоятельство определило введение в новую редакцию
СН 321-65 требования о применении в крупнопанельных домах
любой конструктивной схемы независимости от способа обеспе-
чения пространственной жесткости и устойчивости здания, а
также независимо от статической функции отдельных конструк-
ций (несущие или ненесущие стены) соединения всех панелей
вдоль стыков стальными связями (сечением не менее 0,5 см2/м
стыка).
При выборе конструктивно-планировочного решения здания
система его конструкций должна быть тщательно проанализиро-
вана с точки зрения опасности для устойчивости здания различ-
ных мест возникновения локальных повреждений конструкций.
Как правило, все ранее рассмотренные конструктивные си-
стемы с регулярным расположением взаимно раскрепляющих
Друг друга конструктивных элементов являются устойчивыми
к прогрессирующему разрушению. Опасными для развития про-
грессирующего обрушения представляются только локальные
разрушения углов здания и отдельно стоящих несущих стен, от-
резанных от остальной части здания проемами или коридорами.
Для обеспечения устойчивости отдельно стоящих стен реко-
мендуется соединение элементов таких стен по высоте друг
с другом и с перекрытиями связями, воспринимающими растя-
жение в вертикальной плоскости и препятствующими горизон-
тальному сдвигу стеновых панелей относительно перекрытий.
Угловое сопряжение наружных Стен и перекрытий можно
усилить введением угловой монолитной колонны. Такое решение,
в частности, применяется в домах фирмы «Ларсен — Нильсен»,
строящихся после аварии 1968 г. (рис. 7).
Рис. 7. Усиление угло-
вого стыка панелей на-
ружных стен в много-
этажных домах фирмы
«Ларсен—Нильсен*
i — торцовая стена; 2 — про-
дольная стена; <? —монолит-
ная колонна
С теоретической позиции такое решение целесообразно.
Крупнопанельное бескаркасное здание в целом с точки зрения
реакции на взрыв менее совершенно, чем каркасное, по двум
причинам. Во-первых, взрывная нагрузка на колонны сущест-
венно меньше, чем на несущие стены, так как собирается с мень-
шей площади; во-вторых, несущие колонны непрерывны по вы-
соте, в то время как несущие стены обычно перерезаются пере-
34
крытиями, в силу чего их связи по вертикали слабее, чем в
колоннах. Однако и в бескаркасных конструкциях вполне осу-
ществимо надежное закрепление углов зданий путем устройства
стальных горизонтальных связей между панелями наружных
стен в углу и воссоздания их целостности по вертикали, либо
непосредственно путем стыкования вертикальных арматурных
выпусков из панелей наружных стен, либо через перекрытие
;ри устройстве связей с перекрытием по верху и по низу стено-
ых панелей.
В силу случайности взрывного воздействия, имеющего место
В исключительно редких случаях, и неопределенности интенсив-
ности давления в момент взрыва величина возможного взрывно-
го воздействия не установлена. В изученных случаях аварий эта
величина определяется в виде эквивалентной статической на-
грузки, соответствующей масштабу разрушений, и колеблется
В больших пределах. Это не позволяет нормировать определен-
ную величину эквивалентной нагрузки в качестве параметра для
проверки конструкций при проектировании.
В Великобритании после аварии в Ронан Пойнт в дополне-
ние к строительному законодательству введены специальные
требования к конструкциям, а именно:
проверка устойчивости конструкций здания при удалении од-
ного из несущих конструктивных элементов. Разрушение, выз-
ванное таким удалением, должно ограничиваться площадью
70 м2;
проверка конструктивных элементов на эквивалентную на-
грузку 34 кН/м2 плюс реакция от смежного элемента, подверга-
ющегося такой же нагрузке.
Первое дополнение соответствует отечественным норматив-
ным требованиям устойчивости конструкций к прогрессирующе-
му разрушению. Второе требование в силу неубедительности
Предложенной величины эквивалентной нагрузки преждевре-
менно. Оно подвергалось резкой критике в Великобритании
и не было перенесено в нормы других европейских стран.
Сбор статистических данных о взрывах, происходящих в раз-
ных странах, позволит, очевидно, по прошествии нескольких лет
(в связи с тем, что аварийные взрывы газа весьма редки) уточ-
нить величину эквивалентной нагрузки. Однако и в этом случае
Проверка на взрывное воздействие едва ли станет целесообраз-
ной, поскольку конструктивное решение бескаркасных зданий
позволяет обеспечить устойчивость сооружения к прогрессирую-
щему обрушению и ограничить последствия взрывного воздей-
ствия местными повреждениями. Для ограничения площади
Местных повреждений и сокращения опасности местных обруше-
ний наиболее целесообразно помимо рекомендованных связей
Применение дисперсного сетчатого армирования панелей стен.
3*
35
г ЛАВ A 3
УЧЕТ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ
Изменения температур наружного воздуха вызывают допол-
нительные усилия в конструкциях в строительный период на гра-
ни его перехода в эксплуатационный и в период эксплуатации
здания.
На возникновение температурных усилий в строительный пе-
риод наибольшее влияние оказывает соотношение времени года
возведения и замыкания конструкций здания с временем пуска
отопления.
Максимальные температурные усилия при этом возникают
в случаях, когда:
замыкание конструкций здания происходит летом, а пуск
отопления — зимой;
замыкание конструкций происходит зимой, здание вводится
в эксплуатацию летом и пуск отопления начинается только на
следующую зиму.
В первом случае на конструкции продольных стен, перекры-
тий и стыков между ними передаются максимальные темпера-
турные усилия из-за стесненности температурных деформаций
сжатия; во-втором — удлинения. В обоих случаях свободе тем-
пературных деформаций препятствует жесткая связь наземных
конструкций с конструкциями нулевого цикла, находящимися
в условиях постоянных температур и влажности. При этом ре-
шающую роль играет связь с конструкциями нулевого цикла
продольных стен или других элементов обеспечения продольной
устойчивости сооружения.
Обеспечение свободы температурных деформаций конструк-
ций здания и в связи с этим исключение или сведение к миниму-
му дополнительных температурных усилий возможно при ис-
пользовании различных конструктивных приемов [12].
Наиболее общим приемом является размещение конструк-
тивных элементов обеспечения продольной жесткости здания
в его центре, что обеспечивает свободу температурных деформа-
ций крыльев. Столь же эффективным может оказаться примене-
ние. стыков наружных продольных стен внахлестку при цен-
тральном расположении внутренней продольной стены жест-
кости.
Частным приемом (в ряде случаев вынужденным по архи-
тектурно-градостроительным соображениям) является смена
конструктивной системы в первых этажах с бескаркасной на
каркасную при устройстве встроенных магазинов в первых эта-
жах и при размещении элементов обеспечения жесткости соору-
жения в центре. При этом температурный сдвиг наземных кон-
струкций относительно подземных заменяется изгибом стоек
каркаса первых этажей, обеспечивающим свободу температур-
36
иых деформаций вдоль и поперек здания. Другой частный при-
ем — применение качающихся фундаментов в крыльях здания
[12], обеспечивающих свободу температурных деформаций
вдоль здания. Допустима разработка и других конструктивных
приемов уменьшения температурных усилий, не говоря о том,
что возможна и организация строительства с вводом зданий
в эксплуатацию в осенне-весенние сезоны, исключающая появ-
ление экстремальных значений температурных усилий.
В тех случаях, когда соответствующие организационные ме-
ры не предусматриваются и в проекте не содержатся специаль-
ные теоретически обоснованные конструктивные меры по сни-
жению температурных усилий в зданиях схем IA, ПА, ША и IV,
предусматривается разрезка на температурные отсеки, длина
которых зависит от климатических условий района строитель-
ства (табл. 6).
Таблица 6
Минимальные длины температурных отсеков
крупнопанельных зданий
Климатический район и подрайон по СНиП П-Л.1-71
IA, IB, 1Д
1Б, 1Г, ША, IIIB, IVA, IVr
ПВ, ПГ
ПА, ПБ, 1ПБ, 1VB, IVB
Расстояние между темпера-
турными швами, м
40
60
80
100
Однако разрезка здания на отсеки технически и экономичес-
ки менее целесообразна, чем вышеназванные конструктивные
решения.
Возникновение дополнительных усилий в конструкциях от
температурных воздействий в процессе эксплуатации обусловле-
но различиями в температурно-влажностных деформациях на-
ружных и внутренних конструкций и перепадом температур по
толщине наружных стен.
Первый вид воздействий подробно рассмотрен выше при ана-
лизе конструктивных систем зданий, а также при рассмотрении
условий совместной работы самонесущих легкобетонных наруж-
ных стен с внутренними бетонными несущими конструкциями
высоких зданий.
Перепад температур по толщине панелей наружных стен и
вызываемые им стесненные (вследствие наличия связей с внут-
ренними конструкциями) деформации депланации панели при-
водят к дополнительным усилиям в самих панелях, а также
в поперечных и продольных связях панелей между собой и внут-
ренними конструкциями. Резкое сокращение этих дополнитель-
ных усилий возможно при применении трехслойных конструкций
панелей с гибкими связями между бетонными слоями. В этом
37
случае конструктивные связи стен располагаются во внутреннем
слое в условиях постоянных температур, а наружный слой име-
ет нестесненные температурные деформации в своей плоскости
с незначительной депланацией, но с большим раскрытием верти-
кальных стыков, чем при однослойных или трехслойных панелях
с жесткими связями.
При использовании одно- или двухслойных панелей несущих
наружных стен возникновение дополнительных усилий в пане-
лях и связях не может быть исключено. Частично влияние этого
воздействия ограничивается путем размещения связей во внут-
ренней части ограждения.
ЧАСТЬ II
КОНСТРУИРОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
ЗДАНИЙ
Специфика конструирования крупнопанельных зданий наибо-
лее ярко проявилась в решении основных несущих конструк-
ций— панелей несущих наружных стен, перекрытий, внутренних
стен, в разработке ненесущих наружных стен и особенно в раз-
работке стыков между панелями. Наряду с этим решение неко-
торых конструктивных элементов — конструкций нулевого цик-
ha, лестниц — имеет более общий характер. Поэтому ниже рас-
Ьмотрены решения только наиболее специфических для крупно-
панельного домостроения конструктивных элементов.
ГЛАВА I
НАРУЖНЫЕ СТЕНЫ
1. Общие требования
Наружные стены — наиболее сложный конструктивный эле-
мент здания. Выполняя функции внешнего ограждения, основно-
го конструктивного и композиционного элемента фасада, а иног-
да и несущей конструкции, наружная стена должна обладать
реобходимой прочностью, долговечностью, соответствующей
классу капитальности здания, трещиностойкостью, огнестой-
костью, декоративностью, должна защищать от атмосферных
воздействий, быть технологичной и обеспечивать благоприят-
ный температурно-влажностный режим ограждаемых поме-
щений.
Наиболее общим критерием долговечности ограждения явля-
ется показатель морозостойкости (для бетонных материалов)
наружного слоя ограждения. В связи с этим минимальная моро-
зостойкость (в циклах Мрз) внешнего слоя панелей для зданий
высотой до пяти этажей должна составлять не менее 25, а для
зданий выше пяти этажей — не менее 35.
Помимо этого общего критерия долговечности, относящегося
к материалу стены, долговечность конструкции стены в целом
зависит и от других параметров, из которых важнейшими явля-
ются прочность и долговечность связей слоев панели и корро-
зиестойкости связей между панелями наружных стен и внутрен-
ними стенами. Обеспечение этих параметров долговечности свя-
зано с техническими решениями отдельных типов панелей и
связей и рассматривается ниже.
Для получения благоприятного температурно-влажностного
режима помещений важно комплексное решение теплозащиты
39
стены как по ее полю, так и в зоне оконных проемов и стыков
между панелями. Это требует от проектировщика не только
назначать теплозащитные свойства наружной стены (по полю)
в соответствии с требованиями СНиП II-A.7-71, но и конструк-
тивными мерами снижать до минимума инфильтрацию наруж-
ного воздуха в зонах сопряжения панелей между собой, а также
с оконными и балконными блоками. В связи с тем что по требо-
ваниям СНиП П-Л.1-71 максимальная величина теплового по-
тока через наружные стены ограничена 70 Вт/м2-°К, проектиров-
щик обязан контролировать проемность наружных стен, которая
не должна превышать 1/5,5 от площади пола освещаемых поме-
щений. Кроме того, для сокращения теплопотерь через оконные
проемы регламентируется тип их заполнения. Столярные блоки
с двойным остеклением в спаренных переплетах допускается
применять только в районах с температурой наружного воздуха
наиболее холодной пятидневки не ниже —28° С. В районах
с расчетной температурой наружного воздуха от —29 до —35° С
должны применяться столярные блоки с двойным остеклением
в раздельных переплетах, а в районах с температурой ниже
—35° С — с тройным остеклением.
В районах со среднемесячной температурой июля 20° С и вы-
ше должна применяться солнцезащита проемов и желательна
защита стен от солнечной радиации с помощью экранов, устрой-
ства вентилируемых воздушных прослоек в панелях и др.
Конструкции наружных стен должны обеспечивать отрица-
тельный влажностный баланс ограждения в период эксплуата-
ции, а влажность материалов стен не должна превышать значе-
ний, допускаемых СНиП П-А.7-71 и ГОСТами на отдельные ти-
пы стеновых панелей и материалы.
В целях достижения осушающего режима ограждения реко-
мендуется применять следующие конструктивные типы бетонных
панелей наружных стен:
однослойные1 из бетонов на пористых заполнителях (легко-
бетонные) или ячеистых бетонов автоклавного твердения;
двухслойные с расположением плотного конструктивного
слоя, имеющего величину сопротивления паропроницанию не
меньше 12 м2*мм рт. ст.*ч/град с внутренней стороны поме-
щения;
трехслойные с наружным и внутренним слоями из бетона,
железобетона или из других малопроницаемых материалов, при
этом соотношение величин сопротивления паропроницанию внут-
реннего и наружного слоев должно быть не менее 1,2.
Каждый из трех названных типов панелей может быть при-
менен в стенах различного статического назначения:
несущих, воспринимающих вертикальные нагрузки от соб-
ственного веса, конструкций перекрытий и покрытий;
В определениях числа слоев в панели не учитываются отделочные слои.
40
самонесущих, воспринимающих нагрузку от собственного
веса;
ненесущих, передающих поэтажно вертикальную нагрузку от
собственного веса на внутренние несущие конструкции здания.
Несущие и самонесущие степы, как правило, наряду с верти-
кальной нагрузкой воспринимают и горизонтальные нагрузки,
Являясь продольными и поперечными элементами жесткости со-
оружения.
Решение связей несущих и самонесущих стен с внутренними
конструкциями должно обеспечивать пространственное взаимо-
действие сопрягаемых конструкций при работе на вертикальные
и горизонтальные нагрузки.
Ненесущие стены, смонтированные из бетонных панелей, воз-
можно также использовать в работе на ветровые нагрузки в ка-
честве вертикальных диафрагм жесткости. Однако такое реше-
ние практически не получает применения в строительстве из-за
необходимости усложнения конструкции связей ненесущих стен
с внутренними конструкциями.
Толщина наружных стен назначается по максимальной из
величин, полученных в результате теплотехнического и стати-
ческого расчетов. При централизованном изготовлении формо-
вочного оборудования толщина бетонных панелей принимается
.кратной 0,5Л1 (50 мм) и увязывается с ближайшей большей ве-
личиной унифицированного ряда толщин панелей наружных
стен — 200, 250, 300, 350, 400 мм.
2, Разрезка наружных стен
Разрезка наружных стен на сборные элементы осуществляет-
ся по разнообразным схемам (табл. 7).
Из всего разнообразия применяемых в практике строитель-
ства разрезок для несущих стен рекомендуется только одноряд-
ная. Вариант однорядной разрезки с перевязкой вертикальных
швов, широко опробованный в Москве при массовом строитель-
стве жилых домов производства комбината железобетонных из-
делий № 355, при очевидных ее преимуществах в обеспечении
прочности наружных стен на действие вертикальной нагрузки
может получить только ограниченное применение. Ограничения
диктуются опасностью возникновения дополнительных темпера-
турных усилий в связи с повышением жесткости сопряжений
элементов стены. Температурные усилия приводят в крайних
случаях к возникновению вертикальных трещин по перевязанно-
му сечению — самопроизвольному образованию сквозных вер-
тикальных швов. В связи с этим такая разрезка допускается для
несущих и самонесущих стен лишь в тех климатических райо-
нах, где сезонные перепады средних температур панелей мини-
мальны по величине (климатические подрайоны ПА, ПБ, ШБ,
IVB, IVB). В ненесущих стенах такую разрезку можно исполь-
зовать без ограничений.
41
Таблица 7
Разрезка наружных стен на сборные элементы
Схема н наименование разрезки
Применение
разрезки
Рекомендации
по применению
Однорядная
Большинство
проектов массово-
го применения в
СССР и за рубе-
жом
Несущие, самонесущие
и ненесущие стены
Однорядная с перевязкой вертикальных
шюв
Типовые проек-
ты и дома Глав-
строя в Москве
Ненесущие стены. До-
пускается в несущих и
самонесущих стенах
в подрайонах ПА. ПБ.
1ПБ, IVB, IB
Однорядная с вертикальными
в перемычках
швамн
Проектное пред-
ложение Таш-
ЗНИИЭПа
Ненесущие и самонесу-
щие стены
Двухрядная
Типовые проек-
ты серий 1-467,
I-468P,	1-439Я
и др.
Ненесущие стены мно-
гоэтажных зданий, несу-
щие и самонесущие сте-
ны малоэтажных зданий
42
Продолжение табл. 7
Схема и наименование
езки
Применение
разрезки
Рекомендации
по применению
Тавровая (прямая я опрокинутая).
Франция (про-
екты фирмы «Тра-
коба»), Гайа (про-
ект Гинрогора)
Неиесущие стены, са-
монесущие и несущие
стены малоэтажных зда-
ний (при индивидуаль-
ном проектировании)
Крестообразна я
Франция, США
(индивидуальные
проекты)
То же
Вертикальная
СССР, ВНР
(эксперименталь-
ные дома)
Несущие стены в
многоэтажных зданиях,
несущие и самонесущие
стены малоэтажных зда-
ний
Ш-образная
СССР (Одесса,
Пенза), дома мас-
сового строитель-
ства
Самонесущие стены
зданий средней этажно-
сти (панели клееные из
ячеистобетонных «до-
сок»)
43
Продолжение табл, 1
Схема н наименование разрезки
Применен^
разрезки
Рекомендации
по примененью
Горизонтальная (ленточная)
CCCPtf	ГДР,
ПНР,	ЧССР,
Франция н другие
страны (проекты
для' массового
строительства)
Ненесущие стены
Двухэтажная
Франция, СССР
(проектные пред-
ложения)
То же
«Плетенка»
ГДР (Лейпциг)
(индивидуальны й
проект)
Ненесущие стены (при
индивидуальном проек-
тировании)
Вариант однорядки разрезки панелей с размещением верти-
кальных швов в перемочках в течение нескольких лет предлага-
ется ТашЗНИИЭП для\внедрения в сейсмостойкое строитель-
ство, но до последнего времени не был реализован ни в обыч-
ных, ни в сейсмических условиях. Несмотря на преимущество
в уменьшении погонажа вертикальных швов по сравнению с ос-
новным вариантом, это решение не применяется для несущих
стен из-за конструктивных осложнений в устройстве связей
между поперечными внутренними стенами и наружной стеной.
Затруднения вызываются несовпадением стыка панелей наруж-
ных стен с внутренними стенами.
С большим основанием такая разрезка может быть рекомен-
дована для ненесущих стен, к прочности конструкции связей ко-
торых с внутренними стенами предъявляются менее жесткие
требования.
: Двухрядная разрезка применяется для несущих и самонесу-
щих наружных стен четырех- пятиэтажных домов в тех случаях
Когда по технологическим причинам неприменима однорядная
разрезка. Такими технологическими причинами при изготовле-
нии панелей стен из ячеистых бетонов может быть отсутствие
большегабаритных автоклавов или наличие заводской оснастки
Для изготовления малогабаритных панелей из легкого или тя-
желого бетона. Высота зданий в четыре-пять этажей является
Предельной для несущей способности таких стен. Поэтому в зда-
ниях большей этажности двухрядная разрезка используется
только для ненесущих стен.
Тавровая (прямая и опрокинутая) и крестообразная разрез-
ки применяются за рубежом, где внедрены главным образом
jb целях сокращения погонажа вертикальных и горизонтальных
Швов. В силу того что при применении этих разрезок, так же
как и при однорядной разрезке с вертикальными швами в пере-
мычках, затруднено устройство прочных связей с внутренними
Стенами, а также и с перекрытиями (из-за несовпадения гори-
зонтальных швов с уровнем перекрытий), их применение оправ-
дано только в ненесущих стенах. Для самонесущих стен такая
разрезка может быть допущена лишь в малоэтажных зданиях.
Двухэтажная разрезка неоднократно предлагалась к приме-
нению для ненесущих стен зданий повышенной этажности и реа-
лизована за рубежом.
Вертикальная разрезка впервые применена в отечественном
панельном домостроении для самонесущих наружных стен зда-
ний различной этажности — от четырех до десяти этажей. В по-
следующие годы объем применения вертикальной разрезки со-
кратился при вытеснении ее более универсальной однорядной
разрезкой.
В настоящее время вертикальная разрезка применяется для
ненесущих стен в индивидуальных проектах, когда архитектор
использует ее для активизации вертикальных членений архитек-
турных форм фасада (например, фасады'' гостиницы «Россия»
в Москве со стороны внутренних дворор)-
Горизонтальная разрезка получила /чень широкое распрост-
ранение как в массовом жилищном строительстве, так и в строи-
тельстве по индивидуальным проектам административных зда-
ний и гостиниц с каркасной и бескаркасной конструктивными
системами. Широкое применение/горизонтальной разрезки дик-
туется в основном не ее техническими преимуществами (в этом
отношении она уступает однородной по уровню заводской готов-
ности, по удобству конструктивного решения связей с внутренни-
ми конструкциями, по устройству балконов и лоджий и др.), а
Рис. 8. Иллюзии двух-
рядной архитектурной
разрезки наружных стен
при конструктивной од-
норядной
а — при двухцветной обли-
цовке панелей; б — при уве-
личении высоты гребня в го-
ризонтальном стыке панелей
и двухцветной облицовке
архитектурными особенностями: «архитектурная мода» на гори-
зонтальную разрезку определяется ее большей тектонической
выразительностью. Если стена однорядной разрезки тектоничес-
ки близка к традиционной и при ее зрительном восприятии атек-
тоничными воспринимаются лишь вертикальные швы, рассекаю-
щие простенки, то горизонтальная разрезка способствует форми-
рованию нового художественного образа ненесущей стены.
Увлечение выразительностью горизонтальной разрезки часто
толкает архитектора на маскировку однорядной разрезки под
горизонтальную, создание декоративно-иллюзорных членений за
счет применения двухцветной отделки, смещения горизонталь-
ных стыков и других приемов (рис. 8). В Дании наружные сте-
ны однорядной разрезки применяются исключительно только
при маскировке под горизонтальную разрезку.
Разрезка «плетенка», подобно горизонтальной разрезке, обла-
дает большой тектонической выразительностью, образно выяв-
ляя ненесущий характер наружного ограждения. Однако в от-
личие от горизонтальной она менее универсальна, так как из-за
перебивки проемов требует некоторых различий в решении пла-
нов четных и нечетных этажей.
46
Рис. 9. Фрагмент фасада 35-этажного жилого дома в г. Рэнп (Франция)
Разрезка стен на Ш-образные панели получила распростра-
нение в СССР только для самонесущих /тен из автоклавного
ячеистого бетона при заводской укрупнительной сборке (склей-
ке) панелей из прямоугольных ячеисто^етонных «досок» — фраг-
ментов стен.
Все рассмотренные выше систеуЪт разрезки относились к
плоским стенам.
Наряду с этим поиски разнообразия в застройке и архитек-
турном облике зданий приводят/к возникновению криволиней-
ных стеновых панелей (для круглых или изогнутых в плане до-
мов) или панелей с глубокой"пластикой (<;выше 100 мм). По-
следняя используется в высотйых зданиях как в художественных
целях (повышение выразительности членений стены), так и
в технических (отводов дождевой воды от зоны стыка). Зару-
бежный опыт применения стен криволинейных или с глубокой
пластикой панелей до настоящего времени невелик и основыва-
ется на использовании только однорядной разрезки (рис. 9).
Такие панели изготовляются в специальных стальных формах
при тираже изделий свыше 300 экземпляров или в деревяцных
при меньшем тираже.
В отечественной практике, для сложных в плане домов при-
меняют плоские панели массового производства, располагаемые
под углом одна к другой, с образованием формы плана в виде
вписанной в кривую ломаной линии.
3. Конструкции бетонных панелей
Стены из бетонных панелей однослойной конструкции. На-
ружные стены однослойной конструкции выполняются из кон-
структивно-теплоизоляционных легких бетонов с плотностью не
более 1400 кг/м3 или из ячеистых бетонов автоклавного тверде-
ния с плотностью не более 700 кг/м3. Использование для наруж-
ных стен жилых зданий неавтоклавных ячеистых бетонов (газо-
зол обетон и др.) не рекомендуется, так как имеющийся опыт
применения и эксплуатации в жилых домах стен из таких мате-
риалов выявил существенные недостатки таких ограждений: они
отличаются повышенной влажностью и малой трещиностой-
костью.
Стены из легких бетонов. В группе легкобетонных стен наи-
большее распространение получили конструкции из бетонов
с заполнителями из керамзита (ГОСТ 9759—71), перлита
(ГОСТ 10832—64), шлаковой пемзы (ГОСТ 9760—61), аглопо-
рита. В последнее время получает распространение керамзито-
перлитобетон, в котором крупным заполнителем является керам-
зит, а мелким — перлит. В ограниченном объеме используются
естественные легкие заполнители в виде щебня из вулканичес-
ких пемзы, туфа или шлака.
48
Исследования прочности конструкции крупнопанельных несу-
^цих стен ведутся с\конца 1940-х годов д-ром техн, наук
(проф. Н. В. Морозовым^ д-ром техн, наук С. А. Семенцовым,
'Канд. техн, наук В. А. КаЦейкой и др. на основе многочисленных
Испытаний отдельных панелей, групп панелей и фрагментов стен
& натуральную величину. Необходимость в постановке столь
Трудоемких исследований диктовалась физическими особенно-
стями материала панелей [7]. Как известно, тяжелый и легкий
(бетоны в силу переменного характера значений модуля упруго-
сти нагруженных конструкций не подчиняются закону Гука.
|В связи с этим точные и приближенные методы расчета панель-
ных конструкций, основывающиеся на законах теории уп-
ругости, нуждались в экспериментальной проверке напря-
женного состояния панелей и корректировке исходных дан-
ных.
Экспериментальные исследования прочности однослойных
легкобетонных стен при воздействии вертикальных нагрузок по-
казали, что при марках бетона по прочности на сжатие 50 и 75
речения панелей, определенные теплотехническим расчетом,
удовлетворяют и требованиям прочности при высоте зданий
пять — девять этажей. Установлена минимальная марка легкого
бетона самонесущих стен четырех-пятиэтажных зданий — 35. Од-
новременно установлено, что причиной разрушения панелей при
действии вертикальных нагрузок является не потеря устойчиво-
сти тонкой плитой панели, а потеря прочности при внецентрен-
ном сжатии, сопровождающаяся развитием трещин и выкалыва-
-нием бетона в местах концентрации напряжений (в углах про-
*-ема) или значительно реже — из-за разрушения простенков.
' Развитие трещин в углах проемов явилось также предельным
^состоянием конструкций стеновых панелей при испытаниях их
прочности на горизонтальные нагрузки.
Соотношение разрушающих и эксплуатационных нагрузок,
как правило, было выше 3:1, что подтверждало целесообраз-
ность проектирования панельных стен как бетонных конструк-
ций без расчетного армирования (за исключением зоны пере-
мычки).
Одновременно исследования подтвердили необходимость вве-
дения элементов конструктивного армирования, предотвращаю-
щих хрупкое разрушение панелей или развитие трещин в углах
проемов. С этой целью в СН 321-65 была введена рекомендация
по армированию легкобетонпых панелей пространственными
сварными каркасами, состоящими из плоских каркасов и соеди-
нительных стержней, устанавливаемых по контуру панели и
проемов в ней. Рабочая арматура по расчету устанавливается
только в перемычках и узких сильно нагруженных простенках.
Углы проемов в панелях усиливаются сварными сетками с ячей-
ч кой 50X50 мм (рис. 10), расположенными у фасадной поверхно-
сти панелей [15]. Вместо угловых сеток можно применять диаго-
4—53	49
нальные стержни, каркасы или другие экспериментально прове-
ренные методы армирования.	7
Опыт конструирования стеновых панелей по рекомендациям
СН 321-65 подтвердил целесообразность применяемого армиро-
вания панелей. Следует отметить, что роль этого армирования
оправдывается не только условиям^ работы конструкций в экс-
плуатации, но также и в ранних' стадиях работы элемента,
исключая раскрытие трещин в конструкции от технологических
и транспортных воздействий.
Рис. 10. Схема конструктивного армирования однослойной панели наружной
стены на пористых заполнителях
Защита арматуры легкобетонных панелей от коррозии обес-
печивается структурой и составом самого бетона и фасадным
защитно-отделочным слоем панели. Структура бетона должна
быть плотной (с межзерновой пористостью не более 3% от объ-
ема бетона) при наличии в составе бетона не менее 250 кг це-
мента марки 400—500 на 1 м3 бетона. При введении в состав
смеси тонкомолотой гидравлической активной добавки расход
цемента может быть уменьшен до 175 кг/м3.
Применение для панелей наружных стен бетонов пористой
структуры допускается в крайних случаях, так как использова-
ние такого материала требует применения дополнительных мер
для защиты стены от промокания (экранирование), а арматуры
50
ланели — от коррозии (защитные обмазки или покрытия), что
удорожает конструкцию стены и делает ее более трудоемкой.
В панелях из бетонов на заполнителях, содержащих агрес-
сивные с точки зрения коррозионных процессов включения серы
несгоревшие частицы угля или др. (котельные и доменные шла-
ки, шлаковая пемза), долговечность арматуры помимо защитно-
отделочных слоев обеспечивается специальными антикоррозион-
ными покрытиями или обмазками в соответствии с рекоменда-
циями «Указаний по проектированию антикоррозионной защиты
строительных конструкций» (СН 262-67).
Фасадные защитно-отделочные слои легкобетонных стеновых
панелей выполняются из декоративных бетонов или растворов
либо из обычных растворов (с последующей окраской).
Для фасадного слоя можно применять также отделку кера-
мическими и стеклянными плитками, тонкими плитами из естест-
венного камня, дроблеными каменными материалами. С внут-
ренней стороны на панели наносится отделочный слой раствора
толщиной не более 15 мм.
Исследования теплотехнических свойств однослойных легко-
бетонных стен проводятся очень широко как в лабораторных
условиях (д-ром техн, наук Ф. В. Ушковым и др.), так и в на-
турных условиях методами инструментально-визуальных и ин-
струментальных исследований (кандидатами техн, наук Б. Ф. Ва-
сильевым, Е. И. Семеновой, И. С. Шаповаловым и др.).
Натурными исследованиями зафиксирована высокая ста-
бильность теплотехнических качеств таких ограждений. Выпаде-
ние конденсата на внутренней поверхности стен крайне редко
наблюдается па ограниченной площади (100—200 см2), главным
образом в зоне стыков, и вызывается переувлажнением материа-
ла стены, сопровождающимся повышением его теплопроводно-
сти в зоне плохо герметизированного участка стыка [3, 5].
Промерзания панелей (выпадение конденсата по полю сте-
ны) встречаются в исключительных случаях явно технологичес-
кого брака (превышение проектной величины плотности мате-
риала стены на 300—400 кг/м3); возможность такого брака пол-
ностью исключается при весовом контроле отпускаемых панелей.
В то же время инструментальными натурными исследования-
ми установлено, что фактические значения сопротивления тепло-
передаче легкобетонных стен, как правило, несколько ниже тре-
буемых. Благополучие эксплуатационного режима однослойных
ограждений, выявленное массовыми обследованиями, обуслов-
лено характерной для централизованных систем отопления по-
дачей избыточного тепла на объекты. Пониженные фактические
значения сопротивления теплопередаче обусловлены тем, что
значения X в первые годы эксплуатации зданий на 10—15% пре-
вышают нормативные в связи с повышенной влажностью мате-
риала стен, которая достигает равновесных значений при благо-
приятных условиях спустя два-три года эксплуатации.
4*
Под благоприятными условиями подразумевается наличие
водонепроницаемой фактуры, надежной герметизации стыков
и заделки мест примыканий оконной коробки к бетону панелей.
Однако иногда водозащитные мероприятия производятся не пол-
ностью или некачественно, вследствие чего повышенная влаж-
ность материала стен сохраняется на долгие годы и возникают
сквозные протекания стен, иногда принимающие массовый ха-
рактер. Этот наиболее существенный эксплуатационный недо-
статок легкобетонных стен требует последовательного внедрения
водозащитных мероприятий при их проектировании, изготовле-
нии и возведении. Существует точка зрения о необходимости
климатического районирования конструкций наружных стен,
исключающего применение одно- и двухслойных панелей в рай-
онах, где скорость ветра при дожде и количество дождевых
осадков превышают условно установленный предел: У2г^250,
где v — расчетная скорость ветра при дожде, м/с (рис. 11); z —
расчетная продолжительность одного дождя, ч (рис. 12).
Однако следует учитывать два обстоятельства. Во-первых,
в районах, где отмечается названное выше климатическое усло-
вие, сложилась мощная производственная база по выпуску лег-
кобетонных конструкций; во-вторых, имеется положительный
опыт эксплуатации легкобетонных ограждений в таких районах
(прибалтийские районы ГДР и ПНР) при соблюдении комплек-
са водозащитных мероприятий [1, 17].
Поскольку необходимость в водозащитных мероприятиях оп-
ределяется структурой материала стены (его пористостью и не-
замкнутым характером пор), первым водозащитным мероприя-
тием должна стать водозащита по плоскости стены за счет повы-
шения плотности структуры материала во внешней зоне и при-
менения водонепроницаемого защитно-отделочного слоя.
Наиболее эффективной мерой повышения плотности структу-
ры внешней зоны легкобетонных панелей является формование
«лицом вниз», которое должно стать основным методом изготов-
ления легкобетонных панелей. Наиболее эффективным водоза-
щитным фактурным слоем в ^условиях Приморья (район наибо-
лее жестких внешних воздействий на наружные ограждения на
территории СССР) по данным натурных исследований Дальне-
восточного Промстройниипроекта является гладкий слой из це-
ментно-песчаного раствора марки 150 и более толщиной 3,5 см
или сплошной слой облицовки плиткой типа ирис. Существенное
повышение водостойкости обеспечивает нанесение кремнййор-
ганических эмульсионных покрытий (ЭКО-179) в два-три слоя.
Однако самой надежной мерой защиты однослойной стены при
жестких атмосферных воздействиях является экранирование ее
установленными на относе листовыми экранами из асбестоце-
мента или из алюминия.
В приморских районах ГДР по данным проф. Г. Герхольда
массовые протечки легкобетонных стен, являющихся основным
52
Рис. И. Расчетная скорость ветра (и, м/с) при дожде за месяц, предшеству-
ющий переходу температуры воздуха через 0° С (на карте даны изолинии
одинаковых величин скорости ветра)
30* 40*	170" ' 180°
Рис. 12. Расчетная продолжительность (z, ч) одного дождя за месяц, пред-
шествующий переходу температуры воздуха через 0° С (на карте даны изо-
линии одинаковых продолжительностей)
типом наружных ограждений в ГДР, были ликвидированы с пе-
реходом на применение керамических облицовок. Следует отме-
тить, что этот переход оправдал себя в эксплуатации полностью,
несмотря на увеличение трудовых затрат в производственном
цикле: все формовочное оборудование на заводах ГДР разрабо-
тано применительно к технологии изготовления «лицом вверх»,
что потребовало применения ручного труда для облицовки па-
нелей.
При проектировании нового оборудования для формования
легкобетонных стен изготовление последних «лицом вниз» долж-
но предусматриваться не только для обеспечения повышенной
плотности легкого бетона наружной зоны и снижения трудоем-
кости работ по облицовке панелей, но также для обеспечения
повышенной прочности сцепления облицовки с основным слоем
панели. Исследования совместной работы керамической обли-
цовки с основным слоем керамзитобетонной панели, проведен-
ные в ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко, выявили, что отслаивание
плиток в панелях, изготовленных лицом вниз, наступает при на-
грузке, равной 90% разрушающей, а в панелях, изготовленных
лицом вверх, существенно ранее (при 60% разрушающей на-
грузки). Для обеспечения нормального влажностного режима
облицованной стены площадь растворных швов между керами-
ческими плитками должна составлять не менее 30% фасадной
поверхности. Облицовка стеклянными или керамическими плит-
ками может быть применена для большинства видов легких бе-
тонов, за исключением перлитобетона и бетонов на перлитовом
песке.
В более благоприятных климатических условиях защитно-от-
делочный слой панелей наружных стен может быть выполнен
из декоративного бетона или из раствора с различными видами
декоративной обработки (обнажение заполнителя, образование
рельефной поверхности, присыпка или втапливание декоратив-
ного щебня, эрклеза или керамической крошки и т. д.). Деко-
ративный слой должен быть паропроницаем, а его усадочные
деформации и модуль упругости близки по величине тем же
характеристикам основного слоя панели.
Для обеспечения водозащитных качеств фактурного слоя из
декоративного бетона или раствора необходимо выполнение его
толщиной не менее 25 мм при формовании лицом вниз и 35 мм
при формовании лицом вверх. Укладка фактурного слоя долж-
на сопровождаться его виброуплотнением. В случае возникно-
вения в период эксплуатации сквозных трещин водозащитная
способность защитно-отделочного слоя должна поддерживаться
при ремонтах периодической окраской (в первую очередь в зо-
не стыков и трещин в фактурном слое) гидрофобизирующей
жидкостью ГКЖ-10, ГКЖ-Н или ГКЖ-98.
Водозащитные мероприятия при проектировании наружных
стен не завершаются назначением фактур и способа формова-
54
ция стены, а включают и решение зоны сопряжений панелей в
стыках друг с другом и с оконными проемами. С этой целью за-
щитно-отделочный слой, выполненный из декоративных бето-
нов или растворов либо из обычных растворов (с последующей
окраской), должен заводиться с фасадной поверхности на тор-
цы панелей (на всю глубину зоны герметизации стыков) и на
оконные откосы на всю их глубину (рис. 13).
Рис. 13. Заведение за-
щитно-отделочного слоя
на торцы панелей наруж-
ных стен
/ — панель наружной стены;
2—защитно-отделочный слой;
3— обмазка гидроизоляци-
онной мастикой; 4—цемент-
ный раствор; 5—утепляю-
щий вкладыш; 6 — панель
перекрытия
При отделке фасадной поверхности плитками или дроблены-
Ми каменными материалами торцы панелей в зоне герметиза-
ции и оконные откосы должны иметь покрытие из плотного це-
ментного раствора, связывающего облицовочный слой с основ-
ным материалом панели. Стыки панелей с оконными коробками
(с фасадной стороны) должны быть уплотнены и герметизиро-
ваны в заводских условиях.
Конструкции наружных стен из ячеистого бетона получили
достаточно широкое распространение во многих районах стра-
ны (Урал, Одесская и Пензенская области, Ленинград, Харь-
ков и др.). Три причины стимулируют развитие этих конструк-
ций. Первая — низкая стоимость: стены из ячеистых бетонов на
15—20% дешевле стен из легких бетонов. Вторая — относитель-
ная доступность исходного сырья (цемент и песок), определяю-
щая возможность развития промышленного производства одно-
слойных стен в районах, где отсутствует сырье для легких бето-
нов. Третья — эксплуатационные достоинства материала:
высокая сорбционная способность, гвоздимость, легкая обраба-
тываемость (материал легко сверлится и пилится).
Экспериментальные исследования прочности конструкций из
ячеистых бетонов, проводившиеся в НИИЖБе, ЦНИИСК им.
А. Кучеренко, ЛенЗНИИЭПе и других организациях, подтвер-
дили возможность их применения для несущих наружных стен
55
малоэтажных зданий и самонесущих стен зданий средней этаж-
ности.
Однако повсеместное внедрение таких стен сдерживается не-
достатками конструкции в обеспечении необходимого уровня
долговечности. Эти недостатки проявляются значительным тре-
щинообразованием в панелях вследствие температурно-влажно-
стных напряжений, пониженной в ряде случаев морозостойко-
сти материала, плохой связи фактурных слоев с основным ма-
териалом панели, вызывающей отслоение и обрушение отделоч-
ного слоя, развитием коррозионных процессов в арматуре,
требующих введения специальных мер защиты.
Причины, побудившие внедрение конструкций из ячеистых
бетонов, определили и широкий фронт исследовательских ра-
бот по их совершенствованию. Первое место принадлежит ра-
ботам над совершенствованием самого материала в части
уменьшения его водопоглощения и температурно-влажностных
деформаций, поскольку установлено, что высокой морозостой-
костью обладают только бетоны, деформации которых при вы-
сушивании до постоянной массы не превышают 0,5 мм/м. Для
снижения водопоглощения бетона и повышения его трещино-
стойкости предлагаются частичное изменение его структуры,
уменьшающее объем капиллярных пор в объеме бетона и меж-
поровых перегородок, применение воздухововлекающих добавок
или объемной гидрофобизации (МИСИ им. В. В Куйбышева,
НИИЖБ), преднапряженное армирование (Уральской Пром-
стройниипроект).
Перечисленные предложения требуют тщательной отработ-
ки в процессе широких производственных экспериментов. Ре-
зультаты, пригодные для внедрения в массовое производство,
следует ожидать во второй половине 1970-х годов, и к этим сро-
кам можно отнести расширение внедрения конструкций из ячеи-
стых бетонов. На ближайшую перспективу применение этих
конструкций должно быть ориентировано преимущественно на
ненесущие ограждающие конструкции. В этом случае требова-
ния к марке ячеистого бетона по прочности на сжатие увеличи-
ваются с ростом этажности не по требованиям прочности, а в
соответствии с изменением класса капитальности и степени
долговечности сооружения. Минимальные марки ячеистого бе-
тона ненесущих наружных стен домов в 5, 9 и 16 этажей состав-
ляют соответственно 25, 35 и 50. Применение конструкций из
ячеистого бетона для самонесущих и несущих наружных стен
допускается в домах не выше четырех-пяти этажей при марке
бетона по прочности на сжатие не менее 35.
Подверженность ячеистых бетонов промоканию требует до-
полнительных ограничений в применении этих стен во влаж-
ных климатических условиях либо применения специальных
мер по защите их от переувлажнения: экранирования, система-
тической гидрофобизации и др.
56
J-s
Рис. 14. Схема конструкции одно-
слойной панели из автоклавного
ячеистого бетона	*
/ — вертикальные арматурные каркасы;
2 — горизонтальные каркасы; 3 — каркасы
обрамления проемов; 4 — горизонтальные
распределительные стержни; 5 — каркас
перемычки; 6 — подъемные петли
Поскольку на развитие температурно-влажностных трещин
в изделиях влияет не только материал панелей, но и их раз-
меры, для снижения трещинообразования используются не
только технологические, но и конструктивные меры. В панелях
размером на комнату, изготовленных в большегабаритных ав-
токлавах (рис. 14), помимо сварного пространственного карка-
са, аналогичного применяемому в легкобетонных панелях, ис-
пользуется двухстороннее армирование сварными сетками или
горизонтальными распределительными стержнями, что частич
но сокращает раскрытие трещин в конструкциях, хотя и приво-
дит к перерасходу арматуры.
а)
Рис. 15. Двухмодульные панели наружных стен из ячеистого бетона
а — клееная панель Ш-образной разрезки; б — составная панель из полупанелей; 1 — стык
панелей; 2 — клеевой шов; 3 — шов из цементного раствора; 4 — сварные связи
Более эффективным путем (по результатам исследований
НИИЖБа) является комплектация крупных панелей из более
мелких прямоугольных фрагментов (до,сок) с помощью укруп-
нительной сборки на клею (полимерцементный раствор на осно-
ве дивинилстирольного латекса СКС-65 ГП и ПВА) в панели
Ш-образной разрезки (рис. 15). По сравнению с использован-
ным Автовским ДСК методом укрупнительной сборки на сварке
двухмодульных панелей из двух Т- и Ш-образных полупанелей
клееные панели лишены некоторых недостатков: появления тре-
щин в углах проемов, расхода стали на закладные детали, анке-
рующие их устройства и связи между полупанелями.
Нарушение сцепления закладных деталей с основным бето-
ном под тепловым воздействием сварки способствует развитию
коррозии в связях и снижению долговечности ограждения. Пе-
реход на составные клееные панели не вызывает роста завод-
ских затрат по сравнению с панелями однорядной разрезки.
Наоборот, расход стали снижается в 1,5 раза, а снижение тру-
довых затрат и себестоимости составляет 7—8% [13].
В результате длительных поисков составов защитно-отде-
лочных слоев, обладающих долговечной связью с основным ело-
ем панели, выявлена возможность применения фактур, формуе-
мых одновременно с панелью, либо окраски. Для фактурных
слоев рекомендованы цветные поризованные растворы плот-
ностью 1200—1400 кг/м3 марки 75—100 с гладкой пли рельеф-
ной поверхностью общей толщиной не более 20 мм, каменные
дробленые материалы фракции 20 мм, неглазурованные кера-
мические плитки (22X20 или 50X50), устанавливаемые на по-
ризованном растворе. Рекомендуется также применять после-
дующую гидрофобизацию защитно-отделочных слоев кремний-
органической жидкостью ГКЖ-94.
В течение последних лет в ЦНИИЭП жилища ведутся ис-
следования долговечности облицовки панелей из автоклавного
ячеистого бетона стеклянными плитками. Предварительные
итоги исследований, так же как и опыт применения таких обли-
цовок в ряде районов страны, обнадеживающие.
Для окраски фасадной поверхности рекомендованы синте-
тические краски: стиролбутадиеновые К4-112, поливинилаце-
татные ВА-17 и цементноперхлорвиниловые.
Так же как и в легкобетонных, в панелях стен из ячеистых
бетонов должна предусматриваться защита от увлажнения по
плоскости стены, по стыковым кромкам и оконным откосам.
Однако технология формования изделий из ячеистого бетона
(особенно при резательной технологии) исключает возможность
защиты стыковых кромок и оконных откосов заведением на них
защитно-отделочного фасадного слоя. Защита этих поверхнос-
тей от увлажнения после формования и комплектации панели
обеспечивается окраской кремнийорганической жидкостью.
Исследования защитных покрытий, проводившиеся
НИИЖБом и ВНИИСтромом, позволили рекомендовать к приме-
нению для защиты арматуры в ячеистых бетонах гальваническое
цинкование арматурных изделий либо использование антикорро-
зионных паст. Среди последних наиболее длительный период
проверки имеет приготавливаемая без растворителя сланце-би-
тумно-цементная паста. Наряду с ней применяются пасты, при-
готавливаемые на органических растворителях (цементно-битум-
ная и цементно-полистирольная). За рубежом (Швеция, Поль-
ша, Франция и др.) наиболее широкое применение получили
защитные покрытия из водорастворимых паст (цементно-казеи-
новая, силикатно-латексовая, силикатная).
Результаты лабораторных исследований, а также контроль-
ных вскрытий панелей в эксплуатируемых зданиях свидетельст-
вуют о надежности защитных свойств названных покрытий.
Стены из бетонных панелей двухслойной конструкции. Двух-
слойные наружные стены содержат несущий и утепляющий слои.
Несущий слой может быть отформован из тяжелого бетона или
конструктивного легкого бетона, утепляющий — из конструктив-
но-теплоизоляционного легкого бетона плотной или пористой
структуры либо из ячеистого бетона. Применяют два варианта
59
взаиморасположения слоев — утепляющим слоем внутрь или на
ружу (рис. 16).
Первый вариант был использован в экспериментальных кар-
касно-панельных домах в Москве и получил очень широкое
распространение в строительстве в 1958—1968 гг. в связи
с внедрением типовой серии проектов 1-335. Двухслойные на
ружные стены домов этой серии имеют несущий наружный реб-
ристый железобетонный слой и внутренний утепляющий из
неавтоклавного пенобетона. Такое расположение слоев опреде-
ляет два принципиальных недостатка конструкции. Первый из
них — неблагоприятный температурно-влажностный режим, ог-
раждения, приводящий к снижению долговечности стены.
Рис. 16. Схемы
расположения сло-
ев в двухслойных
панелях наружных
стен
а — утепляющим сло-
ем внутрь; б утей-.
ляющнм слоем нару-
жу
Высокая паропроницаемость внутреннего слоя способствует
скоплению конденсата в толще ограждения, особенно высокому
на границе с малопроницаемым внешним бетонным слоем. Цик-
лическое льдообразование сконденсированной влаги в этой зоне
разрушает утеплитель н его связь с основным слоем, вызывая
расслоение конструкции. Второй недостаток — конструктивная
сложность устройства связей между внутренними конструкция-
ми здания и несущим бетонным слоем наружной стены, отде-
ленным от внутренних конструкций утепляющим слоем. Кон
струкции связей неизбежно должны пронизывать утепляющий
слой. При этом стальные связи, проходящие в слое паропронн
цаемого утеплителя, подвергаются коррозии, а на внутренней
поверхности стен в зоне связей, образующих теплопроводные
включения, возникает конденсат. Эти принципиальные недостат
ки конструкции привели к резкому уменьшению объема ее ис-
пользования.
Второй вариант двухслойной конструкции (с расположением
утепляющего слоя снаружи) получает внедрение с середины
1960-х годов. Он лишен недостатков первого варианта, но при
его применении следует обращать особое внимание на обеспече-
ние плотности и водонепроницаемости внешнего защитно-отде-
лочного слоя. При проектировании двухслойных панелей водоза
щитиую способность фактурного слоя следует обеспечивать те
ми же мерами, которые рекомендованы выше для однослойны*
легкобетонных панелей.
60
Исследования прочности двухслойных панелей на сжатие при
действии вертикальной нагрузки в течение последних лет про-
водились в ЦНИИЭП жилища. По результатам этих исследова-
ний в табл. 8 приводятся рекомендуемые марки бетонов слоев
панели по прочности на сжатие.
Таблица 8
Материал и слой
конструкции
Минимальные марки бетонов и максимальные значения плотности
для несущих двухслойных панелей
Марка (М) и плотность V. кг/мэ, слоев панелей
наружных стен высотой в этажах не более
О		9		16		25	
м	V	М	V	м	V	М	V
150 2400
100	1500
150 2400
100	1700
200 2400
150	1800
2400
1800
Внутренний
«лой из:
тяжелого
несущий
бетона . . .
легкого »	♦ » .
Наружный конструктив-
но-теплоизоляционный
'Слой из:
легкого бетона . . .
ячеистого »
35	600
35	500
35	600
35	600
Испытания показали, что при соотношениях марок бетонов
слоев по прочности на сжатие, соответствующих приведенным
в табл. 8, прочность сцепления наружного и внутреннего слоев
выше прочности наружного слоя, что гарантирует конструкцию
от расслоения.
Минимальная марка по морозостойкости бетона наружного
слоя для зданий высотой до пяти этажей включительно — 25 и
для зданий большой этажности — 35.
Применение двухслойных панелей для несущих наружных
стен в сейсмостойком строительстве (в частности, в производстве
конструкций домов серии 1-464АС в Алма-Ате) потребовало до-
полнительной проверки прочности панелей на действие диаго-
нальной статической нарузки. Испытанные до разрушения пане-
ли не расслаивались вплоть до предельного состояния. Помимо
соотношения марок бетонов на прочность сцепления слоев ока-
зывает влияние порядок формования панелей. Эксперименталь-
но установлено, что прочность сцепления слоев на срез по плос-
кости контакта при формовании лицом вниз на 20% выше, чем
при формовании лицом вверх. Это обстоятельство, так же как
и требования водонепроницаемости, определяет целесообраз-
ность формования двухслойных панелей лицом вниз.
61
В связи с технологическим обеспечением совместности ста-
тической работы слоев панели конструкция их горизонтальных
стыков должна обеспечивать передачу вертикальной нагрузки
иа оба слоя.
В теплотехническом отношении двухслойные панели рассмат-
риваемого типа имеют некоторые преимущества перед однослой-
ными.
Рис. 17. Схема конструк-
ции двухслойной панели
наружной стены
1 — несущий слой из тяже-
лого или конструктивного
легкого бетона; 2 — тепло-
изоляционный слой из бето-
на на пористых заполните-
лях; 3 — фактурный слой;
4 — арматурная сетка фак-
турного слоя; 5 — арматур-
ный каркас; б —арматурный
выпуск; 7 — подъемная пет-
ля
Наличие внутреннего плотного слоя малой паропроницаемо-
сти ограничивает количество конденсата в толще панели, а па-
ропроиицаемость наружного слоя обеспечивает интенсивное
удаление конденсата и избыточной изготовительной влаги. Уста-
новлено, что при проектировании одно- и двухслойных панелей
из керамзитового гравия одинаковой плотности требуемое со-
противление теплопередаче наружных стен обеспечивается при
меиьшей толщине двухслойной панели. С увеличением плотности
керамзитового гравия экономическая эффективность двухслой-
ных панелей по сравнению с однослойными растет, достигая
8—10%. Толщина двухслойной панели определяется по макси-
мальному из значений, полученных в результате статического
и теплотехнического расчетов, при этом толщина внутреннего
несущего слоя назначается ие менее 80 мм.
62
Двухслойные панели проектируются как бетонные внецент-
ренно-сжатые конструкции без расчетного армирования (за
исключением перемычек и узких простенков). Конструктивное
армирование двухслойных панелей состоит из двойной арматуры
внутреннего несущего слоя, образованной плоскими каркасами,
расположенными перпендикулярно к фасадной поверхности сте-
ны по контуру панели и проемов в ней, и арматурной сетки в фа-
садном слое, объединенной с каркасами в единый пространст-
венный арматурный блок (рис. 17).
Закладные детали для связей между панелями и анкерую-
щие их в панели арматурные элементы следует располагать во
внутреннем несущем слое панели. В тех случаях, когда оба слоя
лансли формуются из плотных бетонов с межзерновой пористо-
стью до 3%, конструктивная арматура устанавливается без за-
щитных покрытий. Когда утепляющий слой имеет крупнопори-
стую структуру, арматурная сетка п поперечные стержни, соеди-
няющие ее с арматурным блоком несущего слоя, защищают от
коррозии специальными покрытиями или выполняют из корро-
Зиеустойчивой стали.
В двухслойных наружных стенах так же, как и в однослой-
ных, не рекомендуется предусматривать замоноличивание труб-
чатых элементов панельного отопления. Наличие таких эле-
ментов увеличивает температурный перепад по сечению конст-
рукции, соответственно увеличивая температурные напряжения
в панели, стыках и связях.
Стены из бетонных панелей трехслойной конструкции. Трех-
?слойная конструкция наружной стены, примененная первой в
^истории панельного домостроения (в малоэтажных домах Бе-
резовского ДСК), занимает в настоящее время второе место по
^объему применения в панельном строительстве в СССР (после
^однослойных конструкций), а в ряде стран (Франция, Швеция,
Дания и др.) является основным типом конструкции наружной
стены.
Трехслойные панели содержат наружный и внутренний кон-
структивные слои и заключенный между ними утепляющий слой.
Материал наружного и внутреннего слоев — тяжелый или
конструктивный легкий бетон. Минимальная марка по прочности
на сжатие для тяжелого бетона 150, для легкого— 100.
Для утепляющего слоя трехслойных панелей применяют наи-
более эффективные материалы с коэффициентом теплопровод-
ности не больше 0,12—0,13 Вт/м2-°К, плотностью не более
400 кг/м3, поставляемые в виде блоков, плит или матов: блоки
я плиты из стеклянной или минеральной ваты на синтетической
связке, плиты пеностекла и фибролита.
В последние годы расширилось применение наиболее эффек-
тивных утеплителей в виде плит полистирольного пенопласта
Марок ПСБ, ПСБ-С (ГОСТ 15 588—70) и фенольного пенопласта
Марки ФРП-1; в экспериментальном порядке внедряются для
63
утепления панелей составы на основе органических и неоргани-
ческих компонентов, приобретающих при изготовлении панели
(заливные композиции) необходимую структуру и прочность.
Влагоемкие утеплители защищают от увлажнения при фор-
мовании водонепроницаемыми оболочками.
Для обеспечения отрицательного влажностного баланса сте-
ны в процессе эксплуатации соотношение сопротивления паро-
проницанию внутреннего и наружного слоев должно быть не
менее 1,2: 1. В противном случае сопротивление паропроницанию
а)
Рис. 18. Поперечное сеченне трехслойиых панелей
а — сплошное; б —с невентилируемыми воздушными прослойками; в —с вентилируемы-
ми воздушными прослойками; 1 — наружный бетонный слой; 2 — утеплитель; 3—внут-
ренний бетонный слой; 4 — не вентилируем а я воздушная прослойка; 5 — вентилируемая
воздушная прослойка; 6— воздухонепроницаемый слой
внутреннего слоя панели должно повышаться введением специ-
ального пароизоляционного слоя, располагаемого между утеп-
лителем и внутренним бетонным слоем.
Поперечное сечение панелей (рис. 18) может быть сплошным
или с воздушными прослойками. Решение со сплошным сечением
получило наибольшее распространение в связи с тем, что основ-
ным типом конструкции бетонных слоев панели является плос-
кая плита. При использовании бетонных слоев ребристого типа
в конструкции образуются замкнутые воздушные прослойки. По-
скольку при изготовлении герметичность этих воздушных про-
слоек не гарантируется, их не учитывают в теплотехническом
расчете ограждения. Однако натурные теплотехнические иссле-
дования (в домах типовой серии П-35 в Москве) подтвердили
высокую эффективность воздушных прослоек; фактическое со-
противление теплопередаче стен в этих случаях в 1,5 раза пре-
высило расчетное.
Конструкции с вентилируемыми воздушными прослойками
(рис. 18, в) проходят стадию экспериментальной проработки
применительно к условиям жаркого климата. В конструкциях
такого типа на границе утеплителя и воздушной прослойки не-
обходимо введение дополнительного воздухонепроницаемого
слоя.
64
Наиболее сложной задачей в конструировании трехслойных
панелей является устройство связей между бетонными слоями,
удовлетворяющих требованиям прочности, долговечности и те-
плозащиты.
На рис. 19 представлены конструктивные решения связей,
опробованные в строительстве.
Связь типа а, так называемая жесткая связь, в виде армиро-
ванных бетонных ребер, отформованных из того же материала,
что и внешние слои панели, обеспечивает совместную работу бе-
тонных слоев и защиту соединительной арматуры от коррозии;
Рис. 19. Связи между бетонными слоями трехслойных панелей
а — жесткая связь из тяжелого бетона; б — жесткая связь из легкого бетона; в — жест-
кая сварная связь; г—полужесткая сварная связь; д — гибкая связь; / — бетонное
ребро; 2 — ребро из легкого бетона; 3 — стальная накладка; 4 — закладная деталь;
5 — гибкая связь из коррозиеустойчивой стали
она допускает применение любого из вышеперечисленных утеп-
лителей. Принципиальный недостаток конструкции — образова-
ние еквозного теплопроводного включения. Он может быть
неощутим в эксплуатации (отсутствует выпадение конденсата
на внутренней поверхности стены в зоне ребер) при технологи-
ческом обеспечении толщины соединительных ребер не более
40 мм и специальном утолщении (по результатам расчета тем-
пературных полей) внутреннего слоя панели в целях повышения
его теплоемкости, способствующей выравниванию температур
на внутренней поверхности панели. Утолщение может быть ми-
нимальным при формовании стены из конструктивного легко-
го бетона.
Связь типа б с соединительными армированными ребрами из
легкого бетона (у^1200 кг/м3) представляет собой вариант
жесткой связи. Она была предложена и внедрена в строитель-
ство для снижения теплотехнических недостатков ребер из тя-
желого бетона и получила широкое внедрение. Однако такая
конструкция не защищает от коррозии поперечную арматуру
и усложняет технологию формования панелей из-за необхо-
димости использования двух видов бетонов.
Связь типа в применялась в домах Березовского ДСК, она
также является жесткой связью, обеспечивающей совместную
работу бетонных слоев. Эта связь применима лишь при раздель-
. 65
5—53
ном формовании ребристых бетонных слоев панели с их по-
следующей комплектацией и представляет собой сварное соеди-
нение стальными накладками по закладным деталям в ребрах
комплектуемых бетонных слоев панели. Применение такой свя-
зи исключает образование теплопроводных включений в конст-
рукции стены. В технологическом отношении недостаток конст-
рукции трехслойной стены со связями типа в заключается в не-
обходимости изготовления двух различных форм для бетонных
слоев панелей и организации постов комплектации панелей с со-
ответствующим оборудованием.
Связь типа г применима также только при раздельном фор-
мовании слоев и отличается большей податливостью, чем связь
типа в, что позволяет назвать ее полужесткой. Она обеспечивает
только монтажное, а не статическое единство работы бетонных
слоев панели при передаче на них вертикальной нагрузки. Кон-
струкция этой связи состоит из стальных пластинок, приварен-
ных к закладным деталям в бетонных слоях по контуру панели
и проемов в ней. Малое поперечное сечение связей исключает
их неблагоприятное влияние на температурно-влажностный ре-
жим ограждения в качестве теплопроводного включения. При
наличии специальных защитных покрытий либо применении для
связей типа г сталей с повышенной стойкостью к атмосферной
коррозии (10ХНДП или 10ХНДПШ) эти связи обладают необ-
ходимой долговечностью. Связь типа г широко использовалась
в типовых домах московской серии П-35, внедрявшейся в строи-
тельство в первой половине 1960-х годов при комплектации па-
нелей наружных стен из часторебристых вибропрокатных скор-
луп. Стена этого типа отличается наилучшими среди освоенных
трехслойных конструкций теплотехническими свойствами, одна-
ко в настоящее время не используется в строительстве из-за по-
ниженной долговечности вибропрокатных скорлуп, отформован-
ных из мелкозернистого бетона.
Связь типа д, так называемая гибкая связь, образуется от-
дельными металлическими стержнями и обеспечивает независи-
мость статической работы бетонных слоев панели. Назначение
связи — обеспечить единство конструкции при транспортных
и монтажных перемещениях панели. Применение гибких связей
полностью исключает теплотехнические недостатки трехслойных
конструкций.
Элементы гибких связей выполняются из стойких к атмос-
ферной коррозии низколегированных сталей марок 10ХНДП
и 10ХНДПШ.
Для гибких связей применяются три типа различных по на-
значению стержней: подвески, распорки и подкосы.
Назначение подвесок — передача вертикальных нагрузок от
утеплителя внешнего бетонного слоя и опирающихся на него
конструкций балконов на внутренний бетонный слой. Подвески
выполняют из круглых стержней (d=8—12 мм) или полосовой
66
стали (6=3—6 мм) и размещают в верхней (рис. 20) либо
в нижней зоне панели. Распорки применяются для фиксации по-
ложения бетонных слоев панели и сопротивления расслоению.
Их располагают по контуру панели и проемов с шагом до 1,2 м
и выполняют из круглых стержней (d=3—12 мм). Подкосы ис-
пользуются для предотвращения взаимных перемещений слоев
по горизонтали. Их размещают в двух местах по высоте верти-
кальной оси панели (для обеспечения свободных температур-
Рис. 20. Схема конструктивного армирования трехслойной панели с гибкими
связями из отдельных стержней
/ — каркас перемычки; 2—подвеска; 3—распорка; 4 — арматурная сетка наружного
слоя; 5 — подкос
Узес U
ных деформаций краев внешнего слоя) и выполняют из круглых
стержней (d=6—12 мм). Число элементов связей зависит от
размеров панели и принимается по табл. 9.
Таблица 9
Минимальные число и площадь связей
в трехслойных бетонных панелях
Площадь панели,
м2, ие более
Суммарное число
стержней связей
В том числе подвесок
Суммарная пло-
щадь сечения
связей, см2
20
10
3
12
6
4
4
2
1,2
4
2
2
5*
67
Из рассмотренных выше видов связей в настоящее время
наибольшее распространение в СССР имеют связи типа а и б
(см. рис. 19), за рубежом — гибкие связи. В ближайшие годы
в СССР резко увеличится объем применения конструкций трех-
слойных панелей с гибкими связями. Конструкции с жесткими
связями сохраняются при необходимости применения твердых
плит или блоков утеплителя из материалов (цементный фибро-
лит, пеностекло, ячеистый бетон), через которые технологически
затруднен сквозной пропуск элементов гибких связей.
В панелях с гибкими связями применяются наиболее эффек-
тивные и малопрочные утеплители (стекловатные и минерало-
ватные плиты, плиты пенополистирола марок ПСБ и ПСБ-С
и фенольного пенопласта марки ФРП-1).
Сгораемые утеплители ПСБ, ПСБ-С и ФРП-1 на торцах па-
нелей должны быть изолированы несгораемыми утеплителями
толщиной не менее 25 мм (рис. 21).
Рис. 21. Стыки на-
ружной несущей сте-
ны из трехслойных
панелей с гибкими
связями, утепленных
сгораемыми материа-
лами, защищенными
несгораемыми утепли-
телями в торцах па-
нелей
а — вертикальный стык;
5 — горизонтальный стык;
/ — сгораемый утепли-
тель; 2 — несгораемый
утеплитель (6=25 мм)
Стены из трехслойных панелей рекомендуется проектировать
несущими или ненесущими, преимущественно без расчетного ар-
мирования.
При конструировании трехслойных панелей наружный бе-
тонный слой (в сумме с отделочным) по требованиям долговеч-
ности должен составлять не менее 60 мм и армироваться сварной
сеткой с ячейкой не более 100X100 мм в климатических подрай-
онах 1Б, 1Г, ПА, ПБ, IVB и не более 150X150 мм — в остальных.
По контуру панелей и проемов внешний бетонный слой
с внутренней стороны имеет ребра необходимой ширины для
устройства водозащитной профилировки стыков и обрамления
проемов.
68
Минимальная толщина внутреннего бетонного слоя в пане-
лях для несущих стен с жесткими связями 60 мм, с гибкими —
80 мм, в панелях ненесущих стен с гибкими связями 60 мм.
В зависимости от использования несущей способности внут-
реннего слоя назначается его конструктивное армирование:
одиночное — в ненесущих и двухстороннее — в несущих стенах.
Одиночное армирование чаще всего выполняется из сварной
сетки, а двухстороннее армирование — из сварных каркасов,
расположенных по контуру панели и проемов, объединенных
элементами гибких связей с сеткой наружного слоя в простран-
ственный арматурный блок.
Теплотехнические свойства трехслойных панелей исследова-
лись неоднократно в лабораторных и натурных условиях приме-
нительно к конструкциям с жесткими связями. На базе этих ис-
следований была найдена конструктивная мера нейтрализации
основного теплотехнического недостатка таких стен (влияние
сквозных теплопроводных включений) путем утолщения внут-
реннего бетонного слоя.
Конструкции трехслойных панелей с гибкими связями
в СССР находятся в начальной стадии внедрения, но теплотех-
нические натурные исследования таких стен уже проведены
ЦНИИЭП жилища (экспериментальный дом в Мурманске). Ис-
следования подтвердили бесспорные теплотехнические преиму-
щества конструкции с гибкими связями по сравнению с ранее
применявшимися.
Технико-экономический анализ одно- и трехслойных конст-
рукций наружных стен, проводившийся отделом экономики
ЦНИИЭП жилища, показал, что при бесспорных экономических
преимуществах однослойных конструкций из ячеистых бетонов
технико-экономические показатели однослойных легкобетонных
и трехслойных конструкций близки.
Незначительные превышения в трудовых затратах и стоимо-
сти трехслойных панелей (1 —1,5%) искупаются их технически-
ми преимуществами, определяющими перспективность дальней-
шего расширения производства трехслойных конструкций на-
ружных стен.
4. Стыки и связи бетонных панелей
Стыки панелей наружных стен разрабатываются с учетом
требований прочности, защиты расположенных в стыках сталь-
ных связей от коррозии, теплоизоляции, водо- и воздухонепрони-
цаемости, а также возможности выполнения работ по заделке
стыков в любое время года.
Вопросы конструирования стыков рассматриваются в по-
следовательности, соответствующей значимости задачи — от
обеспечения прочности к обеспечению изоляционных качеств.
Конструктивное обеспечение прочности стыков. Стыки па-
69
ружных стен воспринимают вертикальные и горизонтальные на-
грузки и должны обладать необходимой прочностью.
Обеспечение перераспределения вертикальных и горизон-
тальных нагрузок между наружными и внутренними стенами
требует необходимой прочности вертикальных и горизонталь-
ных стыков на сжатие, растяжение и сдвиг.
Растягивающие горизонтальные усилия в стыках, действую-
щие из плоскости стен (отрывающие наружные стены от внут-
ренних), возникают от ветровой нагрузки, внецентренного при-
ложения вертикальной нагрузки и температурно-влажностных
деформаций панелей наружных стен.
Усилия растяжения в плоскости стен вызывается неравно-
мерными деформациями основания и температурно-влажност-
ными деформациями отдельных панелей и стены в целом.
Усилия сжатия передаются в горизонтальных стыках панелей
через слой цементного раствора марки не менее 100. В зависи-
мости от материала стены, ее толщины, возможности и необхо-
димости водозащитной профилировки конструкции стыков ре-
шаются очень разнообразно. Однако по принципу передачи
вертикальной нагрузки число возможных вариантов стыка мо-
жет быть сведено всего к пяти случаям (табл. 10).
Первый вариант — плоский стык стен с опиранием перекры-
тий по всей длине стыка и передачей вертикальной нагрузки
как с панели на панель (во внешней зоне стыка), так и через
перекрытие — при точном выполнении обеспечивает высокую не-
сущую способность. При несоблюдении изготовительных допус-
ков на толщину панели перекрытия возможно частичное сниже-
ние несущей способности стыка вследствие увеличения эксцент-
рицитета передачи вертикальной нагрузки. Рассмотренная
конструкция стыка применяется для панелей толщиной 350 мм
и более при выполнении их из легких бетонов, а также для не-
сущих стен из ячеистых бетонов любой толщины.
Второй вариант — профилированный горизонтальный стык с
гребнем применяется в однослойных легкобетонных стенах тол-
щиной 300 мм и менее, а также в двух- и трехслойных стенах.
В профилированных горизонтальных стыках используются
две схемы передачи вертикальной нагрузки (стыки типа II и
III) — через гребень и перекрытие либо только через перекрытие.
В последнем случае возможность передачи нагрузки через гре-
бень исключают введением специальной упругой прокладки на
его вершине.
Первая схема, с точки зрения требований статики, более пред-
почтительна: она обеспечивает большую несущую способность
из-за более развитой ширины плоскости передачи вертикальной
нагрузки и меньшего эксцентрицитета. Однако по требованиям
водозащиты стыка первая схема представляется менее желатель-
ной. В связи с тем что передача нагрузки с панели на панель в
Таблица tO
Горизонтальные стыки панелей несущих наружных стен
Типы стыков н схема передачи нагрузки
Конструкция стен	плоский стык с пере- дачей нагрузки по всему сечению — I	профилированный стык с передачей на- грузки через гребеиь н внутренний слой панели — П	профилированный стык с передачей на- грузки на внутренний слой панели — III	плоский стык с пере- дачей нагрузки от пе- рекрытий в отдель- ных точках — IV	профилированный стык с передачей на- грузки от перекрытий в отдельных точ- ках — V
Однослойная
Двухслойная
Трехслойная
зоне гребня происходит через один растворный шов, а в зоне пе-
рекрытия — через два, первая зона является менее податливой и
первоначально воспринимает большую долю вертикальной на-
грузки, Вся опорная зона включается в работу на вертикальные
нагрузки при снижении жесткости контакта панелей по гребню
в момент возникновения в нем трещин. В то же время возникно-
вение трещин в водозащитном гребне недопустимо по условиям
эксплуатации. В силу этого для горизонтальных профилирован-
ных стыков однослойных стен преимущественное применение
должна получить схема стыка с передачей нагрузки только через
перекрытие, несмотря на несколько меньшую несущую способ-
ность. Эта схема передачи нагрузки может быть применена и в
профилированном стыке двухслойных стен, где материал гребня,
как правило, имеет меньшую прочность, чем в однослойных па-
нелях. Однако в двухслойных стенах основным вариантом гори-
зонтального стыка в связи с относительно малой прочностью
утепляющего бетонного слоя должен быть непрофилированный
плоский стык.
В трехслойных стенах передача вертикальной нагрузки в сты-
ке должна предусматриваться только через перекрытие и внут-
ренний бетонный слой при устройстве гибких связей между сло-
ями. При жестких связях между слоями возможна передача на-
грузки в горизонтальном стыке как через гребень, так и через
перекрытие.
Максимальную несущую способность горизонтального стыка
стен можно обеспечить применением контактного стыка стеновых
панелей при опирании перекрытия «пальцами». В связи с этим
такая конструкция стыка применяется в качестве основной при
решении наружных несущих стен в экспериментальных проектах
зданий по конструктивной схеме V (стыки типа IV и V).
Горизонтальные стыки ненесущих бетонных наружных стен,
как правило, решаются с передачей нагрузки от веса наружных
стен поэтажно на кромки панелей перекрытия (рис. 22). Для то-
го чтобы была исключена передача вертикальной нагрузки от
перекрытия на нижележащую панель стены, зазор между чет-
вертью в стене и низом перекрытия заполняется упругой прок-
Рис. 22. Сопряжение па-
нели перекрытия с нене-
сущей наружной стеной
1 — панель наружной стены;
2 — панель перекрытия;
3 — панель внутренней сте-
ны; 4 — упругий шнур; 5 —
герметизирующая мастика;
6 — утепляющий вкладыш;
7 — сварная связь; 8 — упру-
гая прокладка; 9 — защитное
покрытие
72
ладкой, а величина этого зазора назначается большей, чем тол-
щина растворного шва в местах опирания перекрытий на внут-
ренние несущие стены в сумме с прогибом свободного края пане-
ли перекрытия.
Усилия растяжения в стыках передают на специальные сталь-
ные связи между панелями наружных и внутренних стен. Эти
связи проектируют на суммарные расчетные усилия от неравно-
мерных деформаций основания, горизонтальных нагрузок и тем-
пературно-влажностных деформаций материала стыкуемых па-
нелей, но не менее чем на 20 кН. Связи между панелями наруж-
ных стен в их плоскости рассчитываются на суммарные усилия
от неравномерных деформаций основания и температурно-влаж-
ностных деформаций стеновых панелей, но не менее чем на 10 кН.
Минимальное усилие, на которое проверяются связи наружных
стен с перекрытиями, — 5 кН/м стыка.
Международные единые унифицированные рекомендации по
расчету и возведению зданий из крупных панелей [16] регламен-
тируют установку поперечных и продольных стальных связей
стен следующим образом. В каждом горизонтальном сечении зда-
ния в уровне перекрытий должны располагаться непрерывные
стальные связи, соединяющие противоположные наружные сте-
ны. Непрерывность связей можно обеспечить сваркой или на-
хлесткой стержней. Ликвидация непрерывности не должна при-
водить к хрупкому разрушению. Минимальное сечение стальных
связей (на этаж) в плоскости стен нормируется количественно
(не менее 2 см2), минимальное сечение поперечных связей (из
плоскости стены)—по величине расчетного усилия: усилие в
связи принимается равным 1 % суммарной вертикальной на-
грузки на наружную стену. Минимальное сечение этих связей
назначается по усилию 5 кН/м стыка.
Стальные связи состоят из одного или из нескольких (состав-
ная связь) элементов и располагаются в одном или в нескольких
местах по высоте этажа.
Возможность восприятия связями усилий, переменных по ве-
личине и знаку, обеспечивается применением для них сортов ста-
лей с большой площадкой текучести (класса АП).
Конструктивные решения стальных связей крайне разнооб-
разны, но могут быть разделены по принципу устройства соеди-
нения на относительно небольшое число групп (табл. 11): свар-
ные; болтовые; с механическим зацеплением за арматуру или за
закладные детали с последующей притяжкой; то же, без притяж-
ки; с механическим зацеплением за арматуру или за закладные
детали с участием в работе связи бетона замоноличивания; мо-
нолитные железобетонные соединения, например типа стыка Пе-
редерия.
Конструкции сварных связей являются для отчественной
практики ведущими в силу следующих преимуществ: они обла-
дают необходимой жесткостью для придания устойчивости эле-
Таблица 11
Типы стальных связей между панелями
Наименование и эскиз
Проекты, в которых конст
рукцня применена
Рекомендуется применят»
Сварная
Проекты зданий любых
систем в обычных усло-
виях строительства
(1-464, 1-515 и др.). Про-
екты для особых условий
строительства и сейсмики
(1-464С и др.)
В обычных н особых
грунтовых условиях, в
сейсмостойком строи-
тельстве
Болтовая
Серия П-57 (хМосква).
Проектные предложения
ЛеиЗНИИЭП для Край-
него Севера
Типовые и эксперимен-
тальные дома со схема-
ми 1Б и IB из вибропро-
катных панелей (Москва)
В суровых климатиче-
ских условиях (Крайний
Север) при строительст-
ве по I принципу
Для связей между эле-
ментами в жестких отсе-
ках зданий, строящихся в
особых грунтовых усло-
виях, при невозможности
применения сварных свя-
зей
С механическим за-
цеплением
Проекты Л Г-502,
Л Г-602 — проекты до-
мов для ДСК № 7 (Ле-
нинград)
В обычных условиях
строительства в зданиях
схемы I при невозмож-
ности применения свар-
ных связей
Петлевая замоноли-
чеиная
Проекты серий 1-464А,
1-464Д, П-49,90, 121 ндр.
В обычных условиях
строительства для до-
мов схемы I высотой не
более 12 этажей
Железобетонная
В большинстве зарубеж-
ных проектов
В особых грунтовых ус-
ловиях при максималь-
ной интенсивности де-
формаций оснований при
высокой расчетной сей-
смичности
74
йентам здания в процессу монтажа, обеспечивают малую дефор-
мативность стыков при эксплуатации здания, позволяют полу-
чить простыми средствами надежное сопряжение конструкций в
любое время года. Благодаря жесткости сварного соединения
число связей по высоте этажа в обычных условиях строительства
может быть ограничено двумя.
Основные конструктивные варианты сварных связей — сварка
накладками по закладным деталям в виде стальных пластинок
или сварка арматурных выпусков из круглых стержней (рис. 23).
Из этих вариантов предпочтителен последний. Первый вариант
со связевыми пластинками толщиной 6—8 мм хотя и удобен (тон-
кие пластинки конструктивно вкомпоновываются в растворные
швы между панелями), но менее выгоден и долговечен. Конструк-
ции на связях из пластинок более металлоемки, как правило, со-
провождаются большими эксцентрицитетами при передаче на-
грузки к основным рабочим стержням панелей через анкерую-
щие стержни, горизонтально расположенные пластинки связей
препятствуют плотному пробетонированию стыка при за-
моноличивании в зоне под связью, что может привести
к ее коррозии. Вариант со сваркой выпусков лишен пе-
речисленных недостатков, что заставляет отдать ему пред-
почтение.
Механическое зацепление с натяжением опробовано наряду
с конструкциями болтовых связей на опыте московского строи-
тельства жилых домов повышенной этажности из вибропрокат-
ных панелей (типовые 9- и 12-этажные дома серии П-57, 17- и
25-этажные дома по индивидуальным проектам). В системе при-
нятых здесь соединений соседствуют болтовые соединения без
натяжения (соединения на пластинках между наружной стеной
н перекрытием, соединения на болтах с накладкой из швеллера
между смежными панелями наружной стены) и болтовое соеди-
нение с натяжением на клин (соединение панелей наружных стен
с внутренней стеной, рис. 24).
Соединения без натяжения (из-за наличия необходимого
люфта в отверстиях стыковых накладок) вступают в работу
после взаимного смещения стыкуемых панелей, превышающего
предельно допустимое раскрытие стыков. Соединение с натяже-
нием позволяет сохранить раскрытие стыков в допустимых пре-
делах. Совмещение в одном типе связей (из плоскости стен)
соединений с натяжением (наружная стена — внутренняя стена)
и без натяжения (наружная стена — перекрытие) нецелесооб-
разно, так как в пределах допустимых деформаций вступает в
. работу только связь с натяжением.
Конструкции болтовых связей по металлоемкости эквива-
лентны сварным связям на пластинах; более деформативны (при
отсутствии натяжения) и менее трудоемки, чем сварные связи
(отсутствует необходимость повторных работ по нанесению
антикоррозионного защитного слоя, выполняемых после сварки).
75
16
Рис. 23. Сварные связи конст-
руктивных элементов
1 — панель наружной стены; 2 — па-
нель внутренней стены; 3 — моно-
литная бетонная шпоночная связь
внутренней стены с наружной;
4—продольная сварная связь меж-
ду панелями наружной стены;
5 — арматурный петлевой выпуск
панели наружной стены; б — заклад-
ная деталь панели внутренней сте-
ны
Л-Л
Рис. 24. Болтовое соединение с натяжением
ренней стенами (серия П-57)
на клин между наружной и внут-
/ — панель наружной стены; 2—панель внутренней стены; 3 — панель перекпытня-
4 —стыковая накладка-связь нз швеллера между панелями наружных стен* 5 — стыко-
вая накладка-связь нз стальной полосы; б —стальной клин; 7 —. петлевой выпуск панели
наружной стены; 8 — стальная скоба; У—бетон замонолнчнвания; 10— утепляющий вкла-
дыш; 11 — герннтовый шнур н тиокол о ва я мастика; 12 — затирка цементным паствопом*
13 — стояк отопления	и р *
Болтовые связи рекомендуется применять наряду со сварны-
ми при устройстве связи снатяжением.
Сопряжение с механическим зацеплением (тип связи IV) в
СССР получило широкое применение только в Ленинграде, где
в различных модификациях под названием замковой связи оно
применяется свыше десяти лет (рис. 25). Внедрение этого типа
связи имело целью обеспечить прйнудительный монтаж изделий,
повышающий точность сборки. Многочисленные натуральные
исследования не показали повышения точности монтажа при
внедрении замковых связей, но неожиданно позволили устано-
вить их существенное преимущество перед большинством дру-
А А
Рис, 25. Механическая стальная связь зацеплением без натяжения—замко-
вая связь (серия Л Г-502)
/ — панель наружной стены; 2—панель внутренней стены; 3—панель перекрытия;
4«— стальной закладной элемент панели наружной стены — «чнж»; 5 — то же, внутренней
стены — «замок»; 6— бетон замонолнчивання марки 200; 7 — утепляющий вкладыш;
8— водоотбойная неопреновая лента; 9—поронзол на мастике нзол; 10—цементный
раствор
гих типов связей: замковая связь обладает необходимой монтаж-
ной жесткостью, что позволяет устанавливать панели без вре-
менных креплений. Таким образом, замковая связь, являясь
одновременно монтажной и рабочей, позволяет ускорить монтаж
и обеспечить некоторое сокращение расхода стали, так как в
силу своей жесткости допускает устройство связи в одном уров-
не по высоте этажа.
Последний вариант замковой связи, разработанный Ленпро-
ектом для применения в домах производства ДСК № 7, решает
связь унифицированно независимо от места расположения стыка
в плане здания, но, по существу, мало отличается от применяе-
мых ранее.
На рис. 26 представлен вариант решения стальной связи ме-
ханическим зацеплением без натяжения, применяемый фирмой
«Тракоба» (Франция) свыше десяти лет. Это соединение пред-
77
назначено для ненесущих наружных /тен и осуществляется по
принципу крюковой навески каждой Дз панелей наружных стен
на торец внутренней стены без устройства прямой связи между
элементами вдоль наружной стенй, что обеспечивает им свобо-
ду температурных перемещений-
Рассмотренные варианты связей с механическим зацеплени-
ем в нашей стране и за рубежом имеют только местное (хотя и
в большом объеме) применение. Несмотря на длительный опыт
их использования, они не были перенесены в другие города или
страны.
Рис. 26. Стальная связь
механическим зацеплени-
ем — навеска панелей
наружных стен на торец
внутренней стены (Фран-
ция, фирма «Тракоба»)
/ — панель внутренней сте-
ны; 2 —панель наружной
стены; 3, 4 — связевые сталь-
ные элементы
Рис. 27. Замоноличеиная связь на
стальных скобах
/ — панель наружной стены; 2— па-
нель внутренней стены; 3—петлевой
выпуск с вваренной стальной косын-
кой; 4—стальная скоба; 5—‘бетон за-
моноличивання
Одну из самых распространенных групп связей (после свар-
ных соединений) составляют связи с механический зацеплением
(на скобах, крюках и пр.), несущая способность и ограничен-
ная деформативность которых обеспечивается совместной рабо-
той связи с бетоном замоноличивания. Наибольшее распростра-
нение связи этого типа получили в составе всесоюзных серий
1-464А и 90 и московских серий МГ-300 и П-49. Лабораторные
испытания петлевых связей продемонстрировали их меньшую
прочность по сравнению со сварными связями и существенную
роль бетона замоноличивания. Предельное состояние для необе-
тонированной петлевой связи наступает при нагрузках, в 6—8
раз меньших, чем для сварной связи, а для обетонированной —
при нагрузках, меньших только в 1,5 раза. Испытания подтвер-
дили также необходимость глубокой анкеровки скоб, крюков
73
или петель в бетоне замцноличивания. При неглубокой анкеров-
ке (40 мм) разрушение цмоноличенных связей происходит от
местного выкалывания бетона в зонах отгибов скоб при нагруз-
ке, немного превышающей 20% разрушающей.
При некачественном обетонировании или низкой прочности
бетона замоноличивания стыкапроисходят разгибание и вытя-
гивание скоб и петель, сопровождающиеся недопустимым рас-
крытием стыков.	\
Зависимость прочности и дефор^ативности петлевой связи
от прочности бетона замоноличиванйя и непригодность таких
связей для обеспечения монтажной устойчивости конструкций
заставляет в проектах, ориентированных на применение рабочих
петлевых соединений, применять комбинацию этих связей с бо-
лее жесткими монтажными соединениями. Повышенную жест-
кость монтажных соединений можно обеспечить сваркой или
другими мерами. Так, например, повышенная жесткость фикса-
ции отгибов соединительных скоб в петлевых арматурных вы-
пусках из стыкуемых панелей в сериях 1-464А и 90 обеспечива-
ется установкой скоб в отверстия стальных косынок, вваренных
в петлевые выпуски. Минимальный люфт этого соединения обес-
печивается загибанием скоб по месту, по фактическому расстоя-
нию между отверстиями в косынках (рис. 27).
Комбинация связей различной податливости в одном стыке
приводит к большей интенсивности работы жестких связей при
недогруженности податливых.
Из-за пониженной прочности петлевых связей в типовых про-
ектах, решенных с применением таких связей, первоначально
применялась их установка в трех уровнях по высоте этажа.
Натурные исследования напряженного состояния петлевых
связей в домах серии 1-464, проводившиеся в 1964—1968 гг.
ЦНИИЭП жилища, выявили относительно небольшие величины
напряжений в связях (до 80 МПа) и их уменьшение во времени
вследствие релаксации. Это позволило в новых типовых проектах
со схемой I ограничиться двумя по высоте этажа связями в пя-
тиэтажных домах и тремя в девятиэтажных. Тем не менее при-
менение петлевых связей сопряжено с большим расходом стали,
чем сварных, из-за дополнительного расхода стали на монтаж-
ные связи. Пониженная прочность петлевых связей позволяет
допускать их применение только в зданиях с конструктивной
схемой 1 при высоте до 9—12 этажей.
Монолитные железобетонные соединения в стыках (типа
стыка Передерия) получили наиболее широкое распространение
в зарубежных странах (рис. 28, 29). Связи такого типа требуют
технологического обеспечения проектной марки бетона замоно-
личивания и внедрения дублирующих монтажных связей или
монтажных приспособлений, обеспечивающих устойчивость смон-
тированных панелей на период твердения бетона. Применение
такой конструкции связей при работе в зимнее время связано
79
со значительными дополнительными трудовыми затратами по
прогреву малых сечений бетона на большой протяженности сты-
ков. При тщательном выполнении срязи этого типа обеспечива-
ют максимальную жесткость соединений,.благодаря чему в оте-
чественной практике они преимущественно внедряются в сей-
смостойкое строительство южных городов страны (Ташкент,
Алма-Ата) при повышенной э/ажности зданий и расчетной сей-
смичности 9 баллов.	/
Сравнительный анализ ^конструкции связей заставляет от-
дать предпочтение сварньри соединениям в силу их преимуществ
Рис* 29. Монолитная желе-
зобетонная связь четырех
панелей внутренних стен
/ — регулярно расположенные
петлевые выпуски; 2 •— верти-
кальные стыковые стержни
(d-З мм)
220
RllslllllHllllilliSSlIllllllllllllllllll
110 . 110
Рис. 28. Монолитная железобетонная
связь двух панелей наружных стен
(ГДР)
/ — регулярно расположенные
выпуски:	2 — вертикальные
стержни мм.)
петлевые
стыковые
в малой трудоемкости, конструктивной надежности, универсаль-
ности применительно к различной этажности зданий и условиям
строительства, а также малой металлоемкости. Развитие и внед-
рение всех остальных типов связей в отечественной практике
проектирования явились своеобразной реакцией на требования
«Временных указаний по антикоррозионной защиТв стальных за-
кладных деталей н сварных соединений в крупнопанельных зда-
ниях» (СН 206-62, изд. 1963 г. ). Этим документом в качестве
основной меры защиты элементов стальных связей от коррозии
была предусмотрена металлизация цинком (слоем толщиной не
менее 200 мкм), осуществляемая в заводских условиях.
Поскольку при сварке часть защитного покрытия выгорает,
СН 206-62 требует зачистки и повторной металлизации свар-
ных соединений в построечных условиях, что повышает трудо-
емкость работ на постройке и не всегда выполнимо по атмосфер-
ным условиям. Все другие группы соединений — болтовое, с ме-
ханическим зацеплением, петлевое и монолитное — не требуют
повторной металлизации.
80
За время, прошедшее\со дня выхода СН 206-62, выявлена
возможность применения дяя защиты сварных соединений ме-
jaee трудоемких приемов запшы от коррозии (например, покры-
тия протекторным грунтом), разработаны конструкции, сводя-
щие опасность трещинообразовЦшя и, следовательно, развития
«коррозии в зоне связей к минимуму (трехслойные панели на-
ружных стен с гибкими связями), начато внедрение в строитель-
ство обладающих повышенной стойкостью к атмосферной кор-
розии свариваемых горячекатаных й^зколегированных сталей
10ХНДП и юхндпш *.
Рис. 30. Вертикальный стык одно-
слойных панелей наружных стен с
внутренней стеной при заведении тор-
ца панели внутренней стены в стык
наружных
а — с утепляющим вкладышем в канале
стыка; б — без утепляющего вкладыша
Рис. 31. Вертикальный стык трехслой-
иых панелей наружных стеи без за-
ведения панели внутренней стены в
стык наружной (ГДР)
1 — арматурные выпуски панелей наруж-
ной и внутренней стен (d=14 мм); 2 —сты-
ковые накладки (d=I2 мм); 3—шпоноч-
ные вырезы в панелях наружной стены,
4 — то же, в панели внутренней стены
* В настоящее время эти стали начинают получать применение только для
связей между слоями внутри панелей, но технически оправдано применение их
для связей и между панелями.
6—53
81
Таким образом, возникают условия'для дальнейшего расши-
рения объема применения сварных щгединеций при гарантийном
обеспечении их коррозиестойкости
Усилия сдвига в горизонтальных стыках в обычных услови-
ях строительства воспринимаются обжатым слоем цементного
раствора в шве между панелями. Усилия сдвига по вертикаль-
ным стыкам воспринимают/специальные конструкции связей,
решение которых зависит, от взаиморасположения панелей 'На-
ружных и внутренних стеш
Если панели внутренних стен входят в канал стыка панелей
наружных стен, то сопротивление сдвигу этого соединения обес-
печивается мелкими шпонками, образованными при замоноличи-
вании стыка благодаря наличию рифлений на торцах панелей
наружной стены, а также на торцах и боковой поверхности па-
нели внутренней стены (рис. 30). Все соединение подлостью
вкомпоновывается в канал стыка.
Если панель внутренней стены не входит в канал стыка (рис.
31), то шпоночный бетонный шов между панелями частично
выходит за пределы вертикального канала стыка панелей наруж-
ных стен, что требует установки опалубки при его бетонирова-
нии. В стыках этой группы в обеспечении, пространственного
взаимодействия глубокое заведение перекрытий в наружные
стены по горизонтальным стыкам играет большую роль, чем в
стыках первой группы.
Восприятие распора, возникающего в шпоночных соединени-
ях, обеспечивается стальными связями, устраиваемыми не ме-
нее чем в двух уровнях по высоте этажа (рис. 32) и перекры-
тиями.
Представляет интерес конструктивное решение стыков круп-
нопанельных зданий, предложенное инж. Б. Н. Смирновым, без
стальных связей (безметалльные стыки), где-сопротивление рас-
4
Рис. 32. Стальные связи в стыках наружных стен с внутренними стенами без
заведения последних в стык панелей наружной стены (ПНР)
Лверхняя сварная связь панелей; б — нижняя связь; 1 •— бетон замоноличнваиня;
—петли мм); 3 — стальная закладная деталь размером 120X70X8; 4 — арма-
турный выпуск (d—I4 мм); 5 —накладка (d—14 мм); 5 —сварной шов
тягивающим усилиям в пХрскости и из плоскости наружных
стен обеспечивается работой\вязей сдвига в виде распределен-
ных по всех длине вертикальных и горизонтальных стыков сое-
динений типа «ласточкин хвост», жесткость которых повышена
устройством шпоночных швов из цементного раствора по всей
протяженности взаимного примыкания панелей, имеющих мел-
кие рифления по торцам (рис. 33).
Рис. 33. Безметалльные стыки панелей
а — вертикальный стык наружной и внутренней стен; б — горизонтальный стык пере*
крытня и наружной стены; 1 — мелкие рифления на вертикальных торцах панелей;
2 — мелкие рифления на горизонтальных торцах панелей наружных стен и перекрытия
Проверка таких конструкций стыков в лабораторных усло-
виях (ЦНИИЭП жилища) и натурные исследования их по-
ведения в двух пятиэтажных экспериментальных домах, постро-
енных под Москвой, показали меньшую степень трещинообразо-
вания в стыках таких зданий, что способствовало их меньшей
воздухопроницаемости и лучшим теплотехническим качествам,
чем у стыков с сосредоточенными связями. Натурные вибро-
динамические испытания, проведенные на экспериментальных
домах под руководством д-ра техн, наук Г, А. Шапиро, выявили,
что по жесткости их конструкции не уступают аналогичным до-
мам серии 1605А с замоноличенными петлевыми связями. Проч-
ность вертикального стыка на отрыв из плоскости, по данным
лабораторных испытаний, существенно выше, чем в зданиях с
точечными стальными связями. Стык высотой в этаж восприни-
мает отрывающую нагрузку до 150 кН. Из предложения по без-
металльным связям в массовое строительство внедрен только
один элемент — связь из плоскости наружных стен (проекты
6*
83
типовых серий, разработанные на рСнове конструктивной схе-
мы II) с внутренней стеной.
Анкеровка элементов связей (/акладных деталей и арматур-
ных выпусков) в кострукциях нэ7 тяжелого и конструктивно-теп-
лоизоляционного легкого бетона обеспечивается сцеплением бе-
тона панели с анкером при необходимой длине анкера и выполне-
нии его из арматурной стаЛи периодического профиля класса
А-П. Применение анкеров с крюками на конце из стали класса
A-I допускается в случаях, когда податливость связей не ограни-
чивается или связь назначается по конструктивным соображени-
ям. Применение стали класса А-Ш допускается при условии про-
верки бетона на раскалывание.
В целом устройство закладных деталей и анкерующих их эле-
ментов в крупнопанельном домостроении не имеет отличий от
применяемых в других сборных железобетонных конструкциях.
Специфические решения анкеровки связей имеют место лишь при
использовании для наружных стен панелей, отформованных из
автоклавного ячеистого бетона. В связи с пониженной прочнос-
тью этого материала обычный метод анкеровки связей, основан-
ный на использовании сил сцепления анкера с бетоном, не при-
годен. Необходимо включение в работу большего объема бетона,
обеспечивающего заделку анкера. Для этого в ячеистых бетонах
применяют замоноличенные анкерные или нагельные крепления,
при этом анкер или нагель одновременно служит и крепежной
деталью для наложения связей при монтаже конструкций.
Для замоноличивания анкерной крепежной детали в отфор-
мованном газобетонном изделии высверливают конусную или
грушевидную полость, продольную ось которой по возможности
располагают по направлению усилия. Минимальный диаметр
входного отверстия полости 40 мм, полезная глубина не менее
100 мм, максимальный диаметр полости назначаются по расче-
ту. Анкерная крепежная деталь, замоноличиваемая в полости,
выполняется из круглой арматурной или профилированной ста-
ли в соответствии с принятым в проекте решением связей и высту-
пает консольно за плоскость панели для устройства соединения
любого типа — сварного, петлевого, болтового. Крепежная анкер-
ная деталь замоноличивается в полости установки цементно-
песчаным раствором марки не менее 100. В местах расположения
анкерных креплений обязательно предусматривается местное
армирование, предотвращающее хрупкое разрушение связи
вследствие выкалывания бетона (рис. 34).
Нагельные крепления используются в конструкциях из ячеис-
тых бетонов с маркой по прочности на сжатие 35 и 50 и выполня-
ются в зависимости от величины, поперечного усилия из круглой
стали диаметром от 10 до 23 мм.
Нагели забиваются или запрессовываются в ячеистый бетон.
При диаметре от 10 до 14 мм применяется забивка нагелей с за-
остренным концом, длина острия составляет три диаметра наге-
84
ла
Рис. 34. Местное армирование при осе-
вой нагрузке (НИЙЖБ)
а — для одиночного анкерного крепления;
б — для спаренного крепления (разрез);
/ — конструкция нз ячеистого бетона; 2 — ан-
керная полость; 3 — местное армирование
ля. При диаметре более 14 мм нагели устанавливаются в заранее
просверленные отверстия с диаметром, меньшим диаметра наге-
ля на 3—4 мм, что обеспечивает его запрессовку в бетон. Глуби-
на заделки нагеля в бетон составляет не менее десяти диаметров.
Так же, как и при устройстве замоноличенных анкеров, в зо-
не нагельного крепления предусматривается местное армирова-
ние (рис. 35). Во избежание
выкалывания бетона нагели
устанавливаются на рас*
стоянии не менее 100 мм
от ребра или от грани па-
нели.
Теплоизоляция стыков
наружных стен в зависимос-
ти от материала стен реша-
ется по-разному.
В стыки трехслойных
стен непременно вводится
теплоизоляционный вкла-
дыш из материала с низкой
теплопроводностью.
Конструктивное обеспе-
чение изоляционных свойств
стыков. Конструкция стыков
панелей наружных стен дол-
жна обеспечивать уровень
теплоизоляции, исключаю-
щий выпадение конденсата в
зоне стыка, минимальную
воздухопроницаемость и
полное исключение сквозно-
го протекания.
В зданиях с однослойны-
ми наружными стенами при-
меняются два варианта ре-
шения вертикального сты-
ка — с вкладышем и без не-
го (см. рис. 30). Расчет температурных полей такой конструк-
ции показывает отсутствие конденсата на внутренней поверхнос-
ти стен в зоне стыка при отсутствии вкладыша. Однако, учиты-
вая возможность повышения теплопроводности бетона стен и
замоноличивания стыка при увлажнении из-за некачественной
герметизации или вследствие повышенной воздухопроницаемос-
ти стыка, рекомендуется в стыках однослойных панелей вводить
утепляющий вкладыш. Эта рекомендация подтверждается опы-
том эксплуатации однослойных стен с вкладышами и без них.
В первом случае температура на поверхности стены в зоне сты-
ков выше, чем во втором. В связи с этим независимо от материа-
85
ла наружных стен рекомендуется утеплять вертикальные и гори-
зонтальные стыки наружных стен,' их примыкания к балконам,
карнизам, цоколям и лоджиям теплоизолирующими вкладышами
из материалов высокой эффективности (например, пенополисти-
рола) и заполнять образующиеся после установки вкладышей
пазухи и колодцы бетоном.
Особенно ответственны в теплотехническом отношении выс-
тупающие угловые вертикальные стыки наружных стен, отлича-
Рис. 35. Конструк-
ция связей и ме-
стное армирование
при нагельных
креплениях
а — нагель с диамет-
ром ан <14 мм; б —
то же, dH=16—28 мм;
в—рекомендуемые ти-
пы местного арми-
рования для нагель-
ных креплений с
диаметром нагеля
20—28 мм; г — арми-
рование зоны крепле-
ния
ющнеся максимальными теплопотерями. В практике строитель-
ства используется несколько приемов утепления угловых сты-
ков — введение утепляющего вкладыша, устройство внутреннего
скоса, наружной утепляющей пилястры или подача дополнитель-
ного тепла в стык от замоноличенного или свободно установлен-
ного стояка отопления (рис. 36). Наиболее приемлемым и реко-
мендуемым из перечисленных решений является первое. Bice
остальные решения остаются вынужденными, допускаемыми
только в частных случаях, а решение с замоноличенным стоя-
86
ком — нежелательным по условиям статической работы стыков
при одно- и двухслойных панелях наружных стен.
В угловых стыках с наружными горизонтальными огражде-
ниями (раздельной крышей или цокольным перекрытием) следу-
ет повышать сопротивление теплопередаче примыкающих к на-
ружной стене горизонтальных ограждений введением дополни-
тельного утепляющего слоя на участке шириной до 1 м.
Имеются нарекания на эксплуатационные качества крупнопа-
нельных зданий в связи со сквозными протеканиями части стыков.
По условиям нормальной эксплуатации наружных огражде-
Рис. 36. Приемы утепления вертикальных угловых стыков наружных стен
а — вкладышем из эффективного утеплителя; б — утепляющим внутренним скосом из лег-
кого бетона	1200—1500 кг/м3); в—наружной пилястрой; г — замоноличиванием стояка
отопления; д — расположением в углу открытого стояка отопления; е—нахлесткой
и вкладышем
ний недопустимы не только сквозные протекания, но и переув-
лажнение материала стен и утепляющих вкладышей в стыках,
которое может привести к промерзанию стен.
Общая статистика дефектных стыков в крупнопанельных зда-
ниях не выяснена. Имеются результаты натурных обследований
только по отдельным городам или сериям домов, в которых за-
фиксировано от 2 до 7% дефектных стыков от общего числа об-
следованных. Можно отметить тенденцию к уменьшению сквоз-
ных протеканий по сравнению с более ранними исследованиями
(10—20% дефектных стыков).
Уменьшение дефектов, по всей вероятности, обусловлено ре-
зультатами внедрения новых конструктивных решений стыков и
их герметизации.
То обстоятельство, что протекания не устранены полностью,
объясняется односторонней направленностью борьбы с ними
(только путем изменения конструкции стыка) без повышения во-
дозащитной способности ограждения по полю стены и проему
и устранения дефектов производства работ по заделке стыков.
Установлено, что до 50% протеканий в стыках обусловлено
протечками сопряжения оконных блоков с бетоном панели. Для
их устранения необходимы не только более тщательные гермети-
зация периметра сопряжений коробки с панелью и установка по-
доконных сливов, но и радикальное изменение профиля горизон-
тальных граней проема, гарантирующее отвод атмосферной вла-
ги наружу (рис. 37). Изменение профиля проема должно быть
внедрено в производство всех бетонных панелей наружных стен
независимо от их конструкции (одно- или многослойной).
Рис. 37. Вертикальные профили оконного проема
<z — применяемый; б — предлагаемый
Меры по повышению водозащитной способности стен рас-
смотрены выше. Следует ожидать, что их внедрение также резко
сократит процент дефектных ограждений. Конструктивные меры
по водозащите самих стыков весьма разнообразны, но могут
быть систематизированы в три основные группы: закрытые, от-
крытые и комбинированные стыки.
Закрытые стыки в нашей стране—наиболее распространен-
ная, а для стеновых панелей из ячеистого бетона единственная
мера защиты стыка от протекания. Принцип конструирования за-
крытого стыка заключается в недопущении атмосферной влаги
в стык благодаря водо- и воздухонепроницаемости его внешней
зоны. Непроницаемость достигается заполнением устья стыков
синтетическими материалами, которые вследствие хорошей
адгезии к бетону и высокой растяжимости компенсируют без раз-
рывов герметика температурно-влажностные деформации пане-
лей. Величины максимальных температурно-влажностных де-
88
формаций удлинения-укорочения в стыках одномодульных пане-
лей достигают 2,2 мм, двухмодульных — 4,5 мм.
Конфигурация устья закрытых вертикальных стыков одина-
кова независимо от материала стены; конфигурация же горизон-
тальных стыков различна. В стенах из ячеистых бетонов, в лег-
кобетонных однослойных стенах толщиной 35 см и более и в
легкобетонных двухслойных стенах применяется плоский гори-
зонтальный стык. В трехслойных и однослойных стенах из легко-
го бетона толщиной менее 35 см горизонтальный стык профили-
руется введением водозащитного гребня (рис. 38), высота кото-
Рис. 38. Схема устройства закрытых дренированных стыков
а — рядовое сечение горизонтального стыка; б — сечение горизонтального стыка в зоне
дренажного устройства (пересечение с вертикальным стыком); в —сечение вертикального
стыка в зоне дренажа; 1 — защитное покрытие; 2—мастика; 3 — упругая прокладка;
4 — гребень; 5—цементный раствор; 6—водоотводящий резиновый или алюминиевый
фартук
рого должна составлять не менее 80 мм. В зонах с сухим клима-
том допускается применение плоских горизонтальных стыков в
стенах любой толщины. Введение водозащитного гребня явля-
ется известным нарушением принципа «закрытого» стыка и, что
более существенно, малооправданной мерой в тонких легкобетон-
ных стенах. При малой прочности материала стены и малом се-
чении гребня последний редко удается защитить от возникнове-
ния трещин при изготовлении и транспортировании. Трещины
исключают водозащитную функцию гребня.
Герметизирующие материалы располагают во внешней зоне
стыков (устье). Желательно, чтобы бетон панелей в устье стыков
на всю глубину зоны герметизации имел плотную структуру.
При выполнении наружных стен из легких бетонов это достига-
ется лишь при заведении их защитно-отделочного слоя на торцы
панелей, что возможно при стендовой или конвейерной техноло-
гии изготовления панелей. При вибропрокатной технологии
формования легкобетонных панелей, а также в панелях из ячеи-
стого бетона, выполняемых по любой технологии, обеспечение
плотной структуры в зоне устьев стыков технически не обеспечи-
8<>
вается. Водостойкость устья можно повысить лишь благодаря
его гидрофобизации.
Помимо устройства плотной структуры или гидрофобизации
торцов панелей зону устья стыков в заводских условиях покры-
вают гидроизолирующими мастиками.
Конфигурация устья стыков назначается таким образом, что-
бы установка герметиков не встречала затруднений и смена их
происходила бы без нарушения нормальной эксплуатации дома.
Соответственно этому в конфигурации устья стыков преду-
сматриваются компенсаторы зазора (бетонные приливы, которые
исключают возможность плотного смыкания, препятствующего
установке герметика). Для обеспечения нормальной эксплуата-
ции зданий герметизация стыков осуществляется снаружи с на-
весных люлек. Весьма заманчивые предложения по устройству
герметизации стыков изнут<ри с перекрытия, удобные в производ-
стве работ, практически обрекают на несменяемость герметиза-
ции в домах с конструктивными схемами I, II, III или на сущест-
венные нарушения эксплуатационного режима при смене герме-
тика в домах схем IV и V. Естественно, что в результате такие
предложения по герметизации стыков изнутри вылились в пред-
ложения по двойной герметизации стыков (изнутри и снаружи),
что экономически неприемлемо для массового строительства
(рис. 39).
В строительстве опробованы шнуровые (пороизол, гернит),
объемные (полиизобутиленовые мастики УМС-50 и МПС) и пле-
ночные (тиоколовые мастики ГС-I и У-ЗОМ) герметизирующие
материалы.
Результаты таковы: шнуровые упругие прокладки даже при
установке на клеящих мастиках (пороизол на мастике-изол,
гернит на клее КН-2) не обеспечивают нормативного уровня воз-
духопроницаемости стыков вследствие резкого разброса ширины
устья (в силу изготовительных и монтажных допусков на точ-
ность изготовления и установки панелей), клиновидной фор-
мы щели стыка по фасаду и ограниченного набора диаметров
шнуровых прокладок. В связи с этим шнуровые прокладки реко-
мендуются к установке в стыки лишь в качестве упругого осно-
вания для нанесения мастичных герметиков.
Из числа мастичных герметиков наилучшими эксплуатацион-
ными свойствами и долговечностью обладают пленочные поли-
сульфидные (тиоколовые) герметики, а по зарубежным данным
также и силиконовые.
Объемные герметики наиболее широко проверены на приме-
ре мастики УМС-50. При применении этой мастики отмечены та-
кие ее недостатки, как значительная неоднородность состава,
приводящая иногда к оплыванию мастики в стыке, снижение
вязкости во времени и т. д. Улучшенная модификация этой ма-
стики г—МПС— проходит в настоящее время проверку на
московских объектах массового строительства и по предваритель-
90
ным данным не лишена части дефектов мастики УМС-50. Извест-
но, что долговечность даже наилучших герметизирующих мате-
риалов не превышает 20—30 лет, т. е. существенно ниже долго-
вечности конструкции здания. Это заставляет при конструиро-
вании стыков обеспечивать возможность смены герметиков и
защиты их от воздействия солнечной радиации — одной из основ-
ных причин старения герметиков. В качестве защитных мер ис-
пользуются размещение герметика в глубине устья, обработка
его кумарон-каучуковыми покрытиями, покраской ПХВ или др.
Рис. 39. Верти-
кальный стык
МНИИТЭПа
а — общий вид; б —
деталь устья; 1.— па-
нель наружной сте-
ны; 2— панель внут-
ренней стены; 3—бе-
тон с мелкими фрак-
циями марки 100;
4—цементный рас-
твор; 5 — мастика
МПСД; 6 — гернит;
7 — гидроизол на
клее КН-2
Конструкции закрытых стыков иногда протекают. Причина
протечек — накопление воды в полости стыка, проникшей туда
по разным причинам (неплотности герметизации, протечка по
полю стены или проему), удалению которой наружу препятству-
ет герметик.
Для исключения таких случайных протечек ЦНИИЭП жили-
ща разработана и внедряется конструкция дренированных
закрытых стыков, в которой предусмотрены водоотводящие от-
верстия и фартуки в местах пересечения вертикальных и гори-
зонтальных швов и декомпрессионная полость в канале верти-
кального стыка (см. рис. 38).
Принцип конструирования открытых стыков — допущение по-
падания воды в наружную зону стыка при исключении ее про-
никания в глубину стыка за счет системы водоотбойных преград
(гребней, экранов, лабиринтов и пр.) и дренирования. В откры-
тых стыках снегерметизированными устьями в отличие от закры-
тых стыков водо- и воздухонепроницаемость обеспечивается
раздельно: водонепроницаемость — водоотбойными преградами,
воздухонепроницаемость — оклеенной изоляцией и упругими про-
91
кладками. В открытых стыках предусматривается специальное
профилирование кромок, а иногда и фасадной поверхности пане-
лей. В горизонтальных стыках основной конструктивной мерой
водоотвода является устройство гребня высотой до 120 мм. Слу-
чаи применения гребней большей высоты (см. рис. 6) связаны не
с водозащитными мероприятиями, а с особенностями решения
архитектуры фасада.
В вертикальных стыках для обеспечения водоудаления пре-
Рис. 40, Стык открытого
типа для трехслойиых
панелей с гибкими связя-
ми между слоями
1 — водоотбойная преграда;
2 — полость декомпрессии
дусматриваются:
паз для установки водоотбойной преграды (алюминиевая или
неопреновая лента);
декомпрессионная полость, предназначаемая для снижения
ветрового давления, загоняющего дождевую влагу в стык,
и для дренирования* ее нз стыка к водоотводящим фар-
тукам на пересечении вертикальных и горизонтальных
стыков;
устройство дренажных бороздок в вертикальных кромках
стыка с наклоном наружу.
С внутренней стороны открытых и закрытых вертикальных
стыков устраивается расширенная полость для утепления и за-
моноличивания. Стык обклеивается изнутри наиритом, неопре-
ном, гидроизолом или стеклотканью (рис. 40).
Несмотря на то что перечень водо-
защитных мероприятий по вертикаль-
ным стыкам гораздо обширней, чем по
горизонтальным, эффективность их
меньше, так как непроницаемость вер-
тикальных стыков обеспечивается ма-
териалами меньшей долговечности
(неопрен и др.), чем горизонтальных
(бетон гребня). Поэтому работы по
совершенствованию открытых стыков
обычно сопровождаются предложения-
ми по введению конструктивных мер
защиты вертикального стыка — на
щельников, нахлестки панелей, стыко-
вания вчетверть и т. д. (рис. 41), обес-
печивающих водоизоляционную «рав-
нопрочность» вертикальных и горизонтальных стыков, либо при-
менению для водоотбойной ленты более долговечных материалов
(алюминий). Отдельные элементы открытого стыка проходили
проверку в натуре на московских (серия П-57) и ленинградских
(серия Л Г-502) объектах.
Этот опыт давал не всегда удачные результаты, что объяс-
няется не порочностью идеи открытого стыка, а неудачным ее
применением. Возможность полноценной водозащиты стен при
открытых стыках доказана длительным опытом их эксплуата-
ции в Скандинавских странах, где такие стыки применены в сте-
92
нах трехслойной конструкции с внешними слоями из тяжелого
бетона плотной структуры.
В Москве и Ленинграде элементы открытого стыка были при-
менены для однослойных стен из легкого бетона, обладающего
повышенной водопроницаемостью. При этом в Москве элементы
открытого стыка использовались в стенах, изготовленных мето-
дом вибропроката, исключающим возможность обработки кро-
мок в устье стыка плотным раствором. В результате в связи с
водопоглощением легкого бетона в зоне устья открытых стыков
отмечались протекания стен.
Рис. 41. Открытые стыки
с гребнем в вертикаль-
ном и горизонтальном
сечениях
а — вертикальный стык: б —
горизонтальный стык: 1 — во-
доотбойная лента; 2— дре-
нажные бороздки; 3 — об-
клейка рубероидом; 4 — гер-
метизирующие прокладки;
5 — бетон замоноличивания;
6 — упругая прокладка; 7 —
конопатка
Этот опыт подтверждает необходимость регламентации раз-
личных принципов герметизации стыков в зависимости от мате-
риала стен. Выше упоминались нецелесообразность введения та-
кого элемента открытого стыка, как гребень, в горизонтальный
закрытый стык легкобетонных стен; также нецелесообразно при-
менение открытого стыка при легкобетонных стенах.
Основной областью применения закрытых стыков должны
стать конструкции одно- и двухслойных стен, а открытых — кон-
струкции трехслойных стен.
В связи с тем что трехслойная стена из тяжелого бетона с от-
крытыми или комбинированными стыками обладает наибольшей
водонепроницаемостью, эта конструкция должна получить мак-
симальное применение во влажных зонах на территории СССР.
Экспериментальное применение открытого стыка начато в Мос-
кве в 1973 г. Для трехслойных стен с гибкими связями открытые
стыки, по всей вероятности, станут единственно приемлемым
способом водозащиты, так как амплитуда свободных деформа-
ций внешнего слоя трехслойных панелей (особенно при двух- и
трехмодульных панелях) может оказаться за пределами растя-
жимости герметизирующих мастик.
Комбинированные стыки основаны на совмещении в их кон-
струкции элементов закрытого и открытого стыка, работающих
не одновременно, а последовательно. При сохранении герметика
стык работает как закрытый, при частичном разрушении герме-
93
Рис. 42. Комбинированные стыки панелей наружных стен (типовая серия
WUF-T, ПНР)
а — рядовой вертикальный стык закрытого типа; б —угловой стык; а —рядовое сечение
горизонтального стыка открытого типа; а — сечение горизонтального стыка в месте пере-
сечения с вертикальным; / — водоотбойная преграда из алюминиевой полосы; Т—наклеен-
ная упругая прокладка кз вспененного полихлорвинила; 3 — алюминиевый фартук разме-
ром MOXSOO мм. 6—0,4 мм; 4 — цементный раствор; 8 — гидроизоляционная обклейка;
< — пенополистирол; 7 —панель перекрытия; 8— беток замоноличнваиия; В — канал де-
компрессии; 10—- фиксатор водоотбойной алюминиевой полосы
1»ика и при ремонте герметизации — как открытый благодаря
включению в работу противодождевых гребней, водоотбойных
лент и других элементов открытого стыка. Иногда комбинация
методов защиты носит другой характер, например в вертикаль-
ном стыке совмещают защиту по закрытому и открытому прин-
ципу, а горизонтальный стык решают дренированным (рис, 42).
Комбинированные стыки получают в последние годы широ-
кое признание в СССР и за рубежом, применяются в большом
разнообразии конструктивных вариантов — с нахлестками или
сопряжениями вчетверть по вертикальным и горизонтальным
стыкам, с установкой нащельников, герметизацией, стыкованием
по принципу черепицы и т. д.
Примеры из практики таких комбинированных решений даны
ода рис. 43. Проверка изолирующих свойств комбинированных
Рис. 43. Комбинированные решения вертикальных стыков наружных стеновых
вибропрокатных панелей (17- и 25-этажные экспериментальные дома в Моск-
ве) с двойной герметизацией
в — стыкование внахлестку; б — стыкование вчетверть; / — панель наружной стены;
2—панель внутренней степы; 3—болтовая связь внутренней и наружной стен; 4 — гернит
на клее КН-2; 5 — конопатка; 6 — расшивка раствором; 7—цементно-песчаная паста
стыков в натуре выявила более высокий уровень их воздухо- и
водонепроницаемости по сравнению с закрытыми.
К сожалению, индивидуальный характер большинства ком-
бинированных решений затрудняет их внедрение в массовое
строительство. Независимо от типа стыка (открытого или за-
крытого) заводская обработка торцов панелей в зоне устья ги-
дроизолирующими или гидрофобизирующими покрытиями обя-
зательна.
Значительная часть дефектных сопряжений панелей отмеча-
ется в местах сопряжений наружных стен с балконами, лоджи-
95
ями и ^рнизам^ «ля устранения протечек в горизонтальных
стыках пЛит пеР^ы'ГИЙ балконов и лоджий с наружными сте-
нами необходимы? заведение гидроизоляционного покрытия бал-
кона на наружны^ стены, создание конструктивной преграды в
виде противодождеВого гребия — опорного ребра балконной пли-
ты (рис. 44), герметизация горизонтального стыка под балкон-
ной плитой, устройство сливов по внешнему периметру балкон-
ной плиты и слезников по нижней поверхности плиты.

Рис. 44. Схема опирания балконной плиты на наружные стены с передачей
опрокидывающего момента на ее связь с перекрытием
1 — балконная плита; 2 —панель наружной стены; 3—ребро-гребень балконной плиты,
4— растянутая стальная сварная связь; 5 — панель перекрытия; 6 — утепляющий вкла
дыш; 7 — контактный стык бетона панели перекрытия и балконной плиты
5. Стены из листовых материалов
Ненесущие наружные стены из листовых материалов (с ис-
пользованием в качестве наружной облицовки листов анодиро-
ванного алюминия, эмалированной стали, закаленного стекла,
стемалита, асбестоцемента), называемые легкими стенами, сте-
нами-экранами, куртинами или сэндвичевыми конструкциями, по-
лучили широкое применение в строительстве общественных зда-
ний и гостиниц как в СССР, так и за рубежом.
Внедрение аналогичных конструкций в жилищное строитель
ство повсеместно осуществляется в крайне ограниченных объе-
мах в силу экономических и эксплуатационных особенностей
этих конструкций.
Стоимость панелей из листовых материалов (за исключени-
ем асбестоцементных) в 5—10 раз выше бетонных слоистых или
однослойных, что, естественно, сдерживает внедрение легких стен
в жилищное строительство. Изменение конъюнктуры в ближай-
шее время предполагается только в части снижения стоимости
алюминиевых конструкций.
Эксплуатационные недостатки легких стен обусловлены их
низкой тепловой инерцией, приводящей при резких сменах тем-
пературы наружного воздуха к нарушениям в температурно
влажностном режиме помещений и ограждений. В уникальных
общественных зданиях, имеющих такие легкие ограждения.
96
обычно применяется кондиционирование, которое нейтрализует
теплотехнические недостатки наружных стен. В жилых зданиях
климатизация помещений перспективна только для объектов
строительства в районах с тяжелыми климатическими воздейст-
виями (Крайний Север, зоны пустыни). Массовое строительство
будет продолжать базироваться на естественных системах воз-
духообмена, в связи с чем необходимость совершенствования
теплотехнических качеств легких стен здесь особенно актуальна.
Несмотря на малый объем внедрения, конструкции из листо-
вых материалов достаточно обстоятельно и всесторонне иссле-
дованы (ЦНИИЭП жилища и ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко),
что позволяет суммировать рекомендации по их конструирова-
нию и применению.
; Легкие стены выполняются в виде фахверковых либо панель-
ных конструкций. В жилищное строительство целесообразно
внедрять наименее трудоемкий панельный вариант преимущест-
венно с однорядной разрезкой.
Комплектация облицовочных и утепляющего слоев в панель
возможна за счет склейки слоев безусадочными клеями либо
введения конструктивного обрамления панели в виде внутренне-
го каркаса.
Комплектация на склейке требует применения жестких и от-
носительно прочных утеплителей, обеспечивающих монтажное и
статическое единство панелей. Это ограничивает возможности
применения в клееных панелях наиболее эффективных утепли-
телей. В связи с этим для внедрения в жилищное строительство
рекомендуются каркасные легкие панели, универсальные в отно-
шении возможности применения различных утепляющих матери-
алов. Однако каркас (алюминиевые или асбестоцементные про-
фили, легкобетонные бруски), образуя теплопроводное включе-
ние в конструкцию ограждения, способствует усугублению его
теплотехнических недостатков. Исключением являются деревян-
ные антисептированные каркасы, допущенные к применению
СНиП П-А. 5-70. Конструкции навесных стен с деревянным
каркасом можно применять в зданиях любой этажности при ус-
ловии защиты каркаса от непосредственного воздействия огня
примыкающими несгораемыми конструкциями (торцовыми участ-
ками панелей внутренних стен и перекрытий) и при утеплении
панелей несгораемыми или трудносгораемыми утеплителями. В
зданиях высотой до девяти этажей панели на деревянном кар-
касе применяют без этих ограничений, причем в качестве утеп-
лителя допускается применение пенопласта марки ПСБ-С.
Крепление облицовки к каркасу проектируется податливым
(на винтах, шурупах и других механических соединениях) для
погашения температурных деформаций облицовочных листов,
деформаций коробления и усушки. С этой же целью наружные
облицовочные листы из стали и алюминиевых сплавов рекомен-
дуется назначать профилированными. При необходимости ис-
7—53
97
пользования плоских стальных или алюминиевых листов их сле-
дует крепить на относе в 15—20 мм с устройством вентилируемой
воздушной прослойки непосредственно за облицовкой. Асбесто-
цементные обшивки и стемалит применяют в виде плоских
листов.
Для внутренней облицовки легких панелей используют асбес-
тоцементные, гипсоопилочные, гипсоволокиистые и древесново-
локнистые плиты. Для обеспечения отрицательного влажностио-
Рис. 45. Стыки асбестоцементных панелей
наружных стен
а — горизонтальный стык; б — вертикальный стык;
/ — фартук; 2 — кронштейн для крепления фар-
тука; 3 — крепежный болт; 4— конопатка; 5 — уп-
ругая прокладка; б — герметизирующая проклад-
ка; 7 — на тельник из алюминиевого* уголка;
8 — раскладка из пластика
го баланса стен в процессе эксплуатации сопротивление паро-
проницанию внутреннего облицовочного слоя должно в 1,2 раза
быть больше, чем у наружного. При несоблюдении этого усло-
вия в конструкции непосредственно за внутренней облицовкой
должен устраиваться слой рулонной или обмазочной пароизо-
ляцшц
Коррозиестойкость стальных элементов легких панелей (кар-
каса, облицовки, винтов, шурупов и др.) обеспечивается метал-
лизацией цинком с последующим нанесением защитных по-
крытий.
Во избежание электрохимической коррозии элементов, вы-
полненных из различных металлов (например, алюминиевая об-
лицовка и,стальной каркас), они разделяются электроизоляци-
онными прокладками.
98
Узлы навески легких панелей, выполняемые на стальных
связях, необходимо изолировать от непосредственного огневого
воздействия, причем предел огнестойкости конструкции, защи-
щающей связь, должен совпадать с пределом огнестойкости кон-
струкции наружной стены.
Малая теплоемкость и связанные с ней теплотехнические не-
достатки легких стен частично компенсируются назначением их
сопротивления теплопередаче не по 7?Тр, а по Ropt. В связи с
тем что и при этих условиях толщина легких стен, как правило,
не превышает 20 см, особую сложность представляет обеспече-
ние водо- и воздухонепроницаемости стыков. Помимо применя-
емых в бетонных стенах защитных мер (профилировка, герме-
тизация) в ^стыках легких панелей применяются металлические
водоотводящие фартуки в горизонтальных и нащельники в вер-
тикальных стыках (рис. 45).
ГЛАВА2
ВНУТРЕННИЕ НЕСУЩИЕ СТЕНЫ
1. Конструкции панелей стеи
Внутренние несущие стены проектируют, как правило, с одно-
рядной разрезкой на панели. Случаи применения двухрядной
разрезки (серия 1-467) бывают только вынужденными при отсут-
ствии соответствующего формовочного оборудования. Преиму-
щественной разрезкой по длине является разрезка, соответствую-
щая размерам конструктивно-планировочной ячейки. При нали-
чии проемов в панели последние должны проектироваться замк-
нутыми с перемычками над проемом и под ним. В случаях, когда
толщина пола не позволяет применить нижнюю перемычку, раз-
деленные проемом простенки объединяются понизу арматурным
обвязочным каркасом панели или отдельными стержнями. Раз-
резка на Т- и Г-образные изделия применяется не часто: при
малых простенках и группировке проемов (рис. 46).
В проектировании и строительстве опробованы три статиче-
ских варианта работы панелей: в качестве внецентренно-сжатой
пластины, балки-стенки и подвесной перегородки (рис. 47). Ос-
новным из них стал первый вариант, как более соответствующий
природе бетона, наиболее хорошо работающего на сжатие. Вто-
рой и третий варианты сопровождаются работой бетона стенки
на растяжение, что требует компенсации малой прочности бето-
на на растяжение дополнительным армированием и не гаранти-
рует от снижения трещиностойкости.
То обстоятельство, что избранная расчетная схема стены со-
пряжена с большим расходом бетона, чем две остальные, ^стиму-
лировало поиски менее бетоноемких конструкций панелей: на-
7е
99
Рис. 46. Схемы сборных элементов для несущих внутренних стен
а —замкнутая панель с проемом; б — П-образная панель с временной арматурной связью
по низу проема; в •—Г-образная панель; г —глухне н Т-образная панели; б—глухие
панели н железобетонная перемычка; / — арматурная связь; 2 — стена перпенднкуляркого
направления; 3— ненесущнй простенок (столярной, гипсобетонной или другой конст-
рукции)
Рис. 47. Схемы статической работы панелей внутренних несущих стен
а — сжатая пластинка; б — балка-стенка; в — подвесная перегородка
Рис. 48. Конструктив-
ные типы панелей внут-
ренних стен
а — панель сплошного сече-
ния; б — панель из ребри-
стых плит; в — многопустот-
ная панель
ряду с панелями сплошного сечения для несущих стен применя-
лись ребристые и многопустотные конструкции (рис. 48). Однако
в связи с тем что они уступают основному варианту (панель
сплошного сечения) по экономическим (стоимость, трудовые
затраты, расход стали) н эксплуатационным (звукоизоляция)
показателям, панели внутренних стен конструируют преиму-
щественно по основному варианту.
Применение многопустотных панелей для внутренних стен
ограничивается использованием элементов с вентиляционными
каналами.
Материал для несущих стен — тяжелый бетон. Стены из бето-
на на пористых заполнителях применяются в случаях, когда это
технически обосновано (сейсмостойкое строительство) или эко-
номически целесообразно (низкие местные цены на легкие за-
полнители) .
Минимальная марка бетона стен из тяжелого бетона —150,
из легкого —100.
Толщина панелей внутренних несущих стен определяется сле-
дующими факторами: прочностью среднего сечения панели, ком-
поновкой узла опирания перекрытий на стену и прочностью стен
в этой зоне, а также требованиями звукоизоляции.
При назначении прочности стены учитывается необходимость
упругопластнческого характера работы конструкций стен, исклю-
чающих их хрупкое разрушение. Поэтому сечения стены в сред-
ней трети и в опорной зоне назначаются не равнопрочными, а с
превышением несущей способности по среднему сечению, по-
скольку хрупкое разрушение в сечениях, примыкающих к опор-
ным, можно предотвратить некоторыми конструктивными мерами
(например, косвенным армированием торцов панелей).
Повышенные требования к звукоизоляции межквартирных
стен, введенные СНиП П-Л.1-71, требуют выполнения межквар-
тирных стен из тяжелого бетона толщиной не менее 16 см.
Толщина межквартирных стен из легкого бетона зависит от
вида применяемого легкого бетона, но составляет не менее 18 см.
Окончательно толщина панели назначается по максималь-
ному из значений, полученных в результате статического расчета
и расчета звукоизоляции.
По условиям унификации изделий и формовочного оборудо-
вания толщина стен принимается одинаковой по высоте здания
(только в зданиях высотой 16—25 этажей иногда прибегают к
изменению толщины стен в одиом уровне по высоте здания).
Требования звукоизоляции и унификации, как правило, приводят
к недоиспользованию несущей способности стен, особенно в
верхних этажах, что учитывается при конструировании панелей.
Панели несущих стен, как правило, проектируют бетонными
без расчетного вертикального армирования. В то же время в па-
нелях предусматривается конструктивное армирование. Его
назначение — предотвращать прогрессирующее развитие трещин
101
*
б
3
Рис. 49. Схема двустороннего армирования бетонной панели
внутренней стены сварными каркасами
/ — арматурные каркасы; 2 — распределительные стержни; 3—каркас
перемычки; 4 — подъемные петли
нка
Л
|Д
А-А
Рис. 50. Схема кон-
турного конструктив-
ного армирования
бетонных панелей
виутреиией стены
в бетоне (возникших до установки панели на место при распалуб-
ке или транспортировании) и обеспечивать безопасность монта-
жа панелей при наличии в них трещин, допустимых по условиям
эксплуатации. Конструктивное армирование таких панелей наи-
более целесообразно назначать двухсторонним. Арматурный
пространственный блок панели собирается из сеток или из кар-
касов. Сетки выполняются из холоднотянутой проволоки диа-
метром 4 мм с крупной ячейкой (400X400 мм), их положение
фиксируется вертикальными поперечными каркасами шагом 1—
1,5 м (рис. 49). Выбор типа конструктивного армирования осу-
ществляется с учетом технологических возможностей предприя-
тия и с учетом того, что каркасное армирование отличается боль-
шей технологической простотой, в то время как армирование сет-
ками более эффективно для повышения трещиностойкости изде-
лий.
В панелях несущих стен пятиэтажных зданий и в пяти верх-
них этажах многоэтажных зданий допустимо применение оди-
ночного армирования в виде сетки (диаметр проволоки 4 мм,
ячейка 300X300 мм), расположенной в серединной плоскости
панели, либо контурного армирования из обвязочных каркасов,
расположенных только по контуру панели и проемов в ней
(рис. 50). Одиночное или контурное армирование может быть
применено в случаях, когда технология изготовления и конструк-
ция формовочного оборудования обеспечивают высокую трещи-
ностойкость изделий.
Железобетонные панели несущих стен с расчетным вертикаль-
ным армированием применяются редко, главным образом в ниж-
них этажах высоких зданий при необходимости сохранения уни-
фицированной толщины стены. Марка бетона принимается не
менее 200.
Расчетное армирование назначается двухсторонним из верти-
кальных каркасов, объединенных в пространственный каркас
горизонтальными распределительными стержнями, или сеток
(рис. 51). Площадь сечения вертикальной арматуры должна со-
ставлять не менее 0,1% горизонтального сечения панели при
бетоне марки 200 и не менее 0,15% при бетоне марки 300. Не-
сущая способность таких панелей в зоне, примыкающей к гори-
зонтальным стыкам, должна быть повышена за счет косвенного
армирования торцов двумя сетками с ячейкой 75X75 мм или
каркасами с шагом хомутов не более 75 мм. Каркасы или сетки,
примыкающие к горизонтальным торцам панелей, должны иметь
защитный слой не более 5 мм. Косвенное армирование горизон-
тальных торцов может быть применено и в панелях несущих
стен без расчетного армирования в случаях, обусловленных рас-
четом прочности стен в зоне стыков.
Армирование перемычек в стеновых панелях определяется в
зависимости от статической работы стены. Когда стена работает
преимущественно на вертикальные нагрузки, арматура пере-
103
мычки в виде вертикального сварного каркаса (нижняя армату-
ра расчетная) устанавливается над проемом и заводится за его
грани не менее чем на 500 мм по условиям анкеровки арматуры
и восприятия местных усилий от концентрации напряжений в
углах проема. При восприятии напряжений в углах проема дру-
гими элементами (например, косыми стержнями) заведение кар-
каса за грань проема определяется только условиями анкеровки
арматуры и может быть уменьшено. В обоих случаях арматура
перемычки должна быть связана с арматурой простенков.
Рис. 51.. Схема армирования железобетонной панели внутренней стены
/ — каркасы косвенного армирования горизонтальных торцов панели; 2—каркас перемыч-
ки; 3— сетки; 4— поперечные каркасы
Если стена является диафрагмой жесткости высокого здания,
необходимы усиление армирования перемычки в связи с ее рабо-
той в вертикальной плоскости не только на изгиб, но и на сдвиг
и устройство связи арматуры перемычки с вертикальной арма-
турой стен при заведении арматуры перемычки за грани проема
на всю длину панели (см. рис. 49).
Рост требований звукоизоляции привел к значительному по-
вышению массивности межквартирных стен, масса'которых уве-
личилась в среднем на 100 кг/м2. Однако и такая радикальная
мера может оказаться неэффективной, если требования звуко-
изоляции одновременно не будут учтены при конструировании
стыков и устройстве скрытой электропроводки в стенах.
Звукоизоляция внутренних стен одинаковой толщины, но раз-
лично расположенных в плане, часто различается на 2—3 дБ.
Причина, вызывающая понижение звукоизоляции, — наличие
отверстий в стене, образуемых элементами скрытой электропро-
104
водки (сквозные отверстия для распаянных коробок, электроро-
зеток, выключателей и т. д.). В связи с этим при конструирова-
нии панелей для межквартирных внутренних несущих стен
необходимо соблюдать условия, исключающие снижение звуко-
изоляции, а также трещинообразование в панелях в зоне про-
хождения каналов скрытой электропроводки.
Рис. 52. Стальные связи в бетонном шпоночном вертикальном стыке панелей
внутренних несущих стен (ПНР)
а — верхнее соединение; б — нижнее соединение; 1 — закладные детали в панелях внут-
ренних стен размером 120 X 70X 8 мм; 2 — накладка (d=14 мм, /=180 мм); 3—арматурный
выпуск панелей внутренних стен (d=14 мм); 4 —накладки (d=14 мм, /=350 мм); 5 — мон-
тажный сварной шов; 6 — бетон замоиолнчнваиня
Рис. 53. Звукоизоляция вер-
тикального стыка панелей
внутренних стен
1 — бетон замоиоличнваиия; 2 — уп-
ругая прокладка; 3 — расшивка рас-
твором
В панелях стен по обе стороны от канала и по всей его про-
тяженности должны устанавливаться дополнительные арматур-
ные сетки (диаметр 3 мм, ячейка 50X50 мм) шириной 250 мм.
Выходы из канала на поверхность стены (для установки выклю-
чателей и электророзеток) не должны быть сквозными. В пане-
лях толщиной 16 см и более рекомендуется устройство отдельных
каналов для каждой из смежных квартир. Лунки для распаян-
ных коробок на верхней горизонтальной грани панелей должны
быть несквозными (толщина перемычки между лунками не ме-
105
нее 40 мм). Для того чтобы в панелях с обвязочными каркасами
или с каркасами косвенного армирования устройство лунок не
приводило к разрывам в каркасе, при изготовлении панелей опа-
лубка лунок в виде пластмассовых коробок должна нанизывать-
ся на каркас.
Для исключения снижения звукоизоляции стен по стыкам пре-
дусматриваются:
заведение панелей внутренних стен в вертикальный стык на-
ружных стен не менее чем на 30 мм;
заведение перекрытий не менее чем на 30 мм в горзионталь-
ный стык стеновых панелей;
устройство шпоночных сопряжений в стыках взаимно перпен-
дикулярных стен (рис. 52);
заполнение всех швов в местах взаимного пересечения стен
и перекрытий бетоном или раствором (при сопряжении несущих
конструкций) или мягкими прокладками, если одна из стыкуе-
мых конструкций ненесущая.
В случае примыкания панелей внутренней стены не к стыку,
а к сплошной поверхности перпендикулярной стены звукоизоля-
ции сопряжения обеспечивается бетоном или раствором, запол-
няющим полость стыка и специальных шпоночных гнезд в сты-
куемых панелях, и герметизирующими прокладками в устьях
стыка (рис. 53).
2. Горизонтальные стыки
Горизонтальные стыки несущих стен являются основным кон-
структивным узлом, обеспечивающим прочность сооружения при
воздействии вертикальных и горизонтальных нагрузок. В связи
с этим при проектировании продолжаются поиски наиболее со-
вершенных решений горизонтальных стыков, а испытания их
прочности занимают наибольший объем в исследованиях несу-
щей способности панельных конструкций.
По условиям статической работы конструкции внутренних
несущих стен, работающих на внецентренное сжатие, можно
подразделить на три группы.
Первая группа конструкций характеризуется однозначной
эпюрой нормальных напряжений по всей протяженности горизон-
тальных стыков и величиной усилий сдвига в горизонтальных
стыках, не превышающей сил сцепления.
Такие условия работы характерны для часто расположенных
поперечных несущих стен зданий средней и повышенной этажно-
сти в обычных условиях строительства.
Вторая группа конструкций характеризуется двузначной эпю-
рой нормальных напряжений по протяжению горизонтального
стыка: на краевом участке стыка возникает растяжение. Эти
условия работы возникают в высоких редко расположенных сте-
нах жесткости высотных зданий.
106
В конструировании горизонтальных стыков таких стен прини-
маются специальные решения по обеспечению непрерывности
вертикального армирования и восприятию сдвига на растянутых
участках стыка. Наиболее целесообразным в этих случаях явля-
ется размещение вертикальной арматуры не в панелях, а в ка-
нале вертикального стыка наружных стен с внутренними, что
обеспечивает экономичность в расходе стали (за счет развития
плеча внутренней пары), упрощает конструкцию стыков арма-
туры и позволяет унифицировать армирование панелей по вы-
соте здания. Вертикальная арматура должна иметь связь с фун-
даментом. Для восприятия сдвига по горизонтальным стыкам
вводятся шпоночные сопряжения.

Рис. 54. Конструкции платформенных стыков внутренних стен
а — на растворе без фиксации; б — иа цемеитно-песчаной пасте со стальным штыревым
фиксатором и компенсатором оси штыря (25-этажиый дом на проспекте Мира в Москве);
в — иа растворе с самофиксирующими болтами (Швеция); г — то же (по Техническим
условиям иа разработку рабочих чертежей конструктивных элементов крупнопанельных
зданий иа 1971—1975 гг.); д — платформенный стык стен с многопустотными панелями
перекрытий (Дания, фирма «Ларсеи — Нильсен»); е —то же (США); 1 — панель стены;
2 —панель перекрытия сплошного сечеиия; 3—цементный раствор; 4—цемеитио-песча-
ная паста; 5 — штыревой фиксатор; 6 — стальной компенсатор осевого положения фикса-
тора; 7 — стальная закладная пластинка с отверстием для фиксатора; 8 — ниша в панели,
замоиоличиваемая после монтажа; 9 — самофиксирующий стальной болт; 10 — прямо-
угольная стальная шайба; 11 — упругая прокладка (полиэтилен); 12 — паз для болта;
13—многопустотный элемент перекрытия; 14—стальные прокладки-маяки; /5 — бетон
замоноличивания; 16 — закладной стальной уголок с отверстием для болта; 17 — продоль-
ная арматурная связь между панелями наружных стеи противоположных фасадов;
/3—бумажная пробка в пустоте иастила; 19 — стыкование арматурных выпусков пере-
крытий
107
Третья группа конструкций стен характеризуется (при од-
но- или двузначной эпюре нормальных напряжений) наличием
сдвигающих усилий по горизонтальным стыкам, существенно пре-
вышающих силы сцепления. Такие условия работы стыков возни-
кают при сейсмических воздействиях, и приемы их конструирова-
ния рассмотрены в соответствующем разделе.
Стыки первой группы конструкций решаются весьма разнооб-
разно и могут быть разделены на два вида по схеме передачи
вертикальной нагрузки в стыке. Стыки, в которых вертикальная
нагрузка передается от вышележащей стеновой панели на ниже-
лежащую через один растворный или бетонный шов, относятся к
контактным; стыки, в которых вертикальная нагрузка передается
через введенные в канал стыка краевые участки стеновых пане-
лей, — к платформенным.
Наиболее распространено платформенное решение горизон-
тального стыка (рис. 54).
В отечественных проектных решениях платформенный стык
обычно содержит три шва из цементного раствора: два горизон-
тальных (под перекрытием и над ним) и один вертикальный
(между торцами элементов перекрытий).
Прочность стыка тесно связана с прочностью раствора в сты-
ках. При изменении марки раствора от 0 до 150 прочность сте-
ны в зоне стыка составляет от 0,3 до 0,8 прочности бетона сте-
ны (табл. 12).
Снижение прочности конструкции при низкомарочном раство-
ре обусловливается влиянием внутреннего эксцентрицитета в
стыке из-за технологически обусловленной незначительной раз-
ницы толщин опорных участков элементов перекрытий, входящих
в стык. Это приводит к передаче вертикальной нагрузки в сты-
ке преимущественно через более толстый элемент перекрытия.
Дальнейшее повышение прочности стен в зоне стыка (до 0,9
от эталона) достигается при замене цементного раствора в сты-
ках высокопрочными цементно-песчаными пастами марки 400*
в виде швов уменьшенной толщины (5—10 мм).
При таком решении прочность стены в зоне стыка приближа-
ется к прочности бетона стены за счет эффективной работы
тонких обжатых горизонтальных швов. Однако возможность по-
лучения тонких швов требует соответствующего технологического
обеспечения точности размеров опорных кромок панелей пере-
крытий (изготовительный допуск на толщину перекрытий ±3мм)
и в настоящее время достигается при производстве изделий по
вибропрокатной технологии.
Другим способом повышения прочности опорных участков
стен является введение косвенного армирования горизонтальных
• Цементно-песчаная паста состоит из портландцемента марок 400 и 500,
мелкого песка с модулем крупности 1,2 и максимальным размером частиц
0,6 мм и пластифицирующей добавки нитрита натрия в количестве 5—10%
массы цемента при водоцемеитиом отношении 0,4—0,45.
108
Таблица 12
Сравнвтельные показатели прочности внутренних
несущих стен в зоне горизонтальных стыков
(по результатам испытанвй ЦНИИСК нм. В. А. Кучеренко
н ЦНИИЭП жилища)
Тип горизонтального стыка
Относительная прочность отдельных типов
стыков при марке растворов в швах
60—150
Эталон (монолитная конструкция)
Неразрезная плита перекрытия
0,5
0,9
а)	Платформенный стык бетонных па-
нелей на цементном растворе
0,4
0,73
б)	То же, при косвенном армирова-
нии торцов несущих стен
0,4
0,95
в) То же, при уширенном вертикаль-
ном шве
0,28
0,73
109
Продолжение табл. 12
Тип горизонтального стыка
Относительная прочность отдельных типов
стыков прн марке растворов в швах
0—5
60—150
г)	Платформенный стык на пастах с
толщиной швов 5 мм
0,7
0,9
Ж
д)	Платформенный стык на цемент-
ном растворе при зубчатой форме
торцов перекрытий
0,48
0,8
е)	Платформенный стык железобе-
тонных панелей стен

0,5
1,02
ж)	Платформенный стык при много-
пустотных настилах перекрытий
0,3
0,7
Контактный стык
0,6
0,9
110
торцов стеновых панелей с помощью двух-трех горизонтальных
сеток или каркасов, расположенных с шагом 50—70 мм по высо-
те, что обеспечивает еще более значительное повышение прочно-
сти (до 95% прочности эталона).
Эта конструктивная мера эффективна при выполнении стено-
вых панелей из тяжелого бетона. В платформенных стыках ке-
рамзитобетонных панелей косвенное армирование торцов мало-
эффективно вследствие недостаточного сцепления арматуры с бе-
тоном: к моменту разрушения в опорной зоне стен не возникает
объемное напряженное состояние конструкции. Поэтому для по-
вышения несущей способности опорной зоны керамзитобетонных
стен вместо косвенного армирования торцов панелей рекоменду-
ется армирование растворного шва сетками из холоднотянутой
проволоки диаметром 3—4 мм с ячейкой 50X50 мм [10].
Испытаниями установлено существенное снижение прочности
стен в зоне стыков при малых площадках опирания перекрытий
и низкой прочности раствора. При тонких стенах необходимая
глубина опирания перекрытий и уменьшение влияния внутрен-
него эксцентрицитета в стыке могут быть получены при использо-
вании перекрытий с зубчатой формой торцов. На базе результа-
тов испытаний регламентируются минимальные размеры площа-
док опирания перекрытий на стены в зависимости от величины
пролета, этажности и условий опирания перекрытий (табл. 13).
Таблица 13
Минимальные проектные величины глубины площадок
опирания перекрытий на несущие стены
в платформенных стыках
Глубина площадок опирания, см
Расстояние между
несущими стена-
ми, м
Характер опирания
перекрытий
в 5 верх-
них этажах
в 6-9
этажах
от верха
здания
в 10-17
этажах
от верха
здания
в 8 нижних
этажах
25-этаж-
ного
здания
До 4,8
» 4,8
4,8 и более
По контуру
По двум и трем
сторонам
То же
4
5
6
П р и м е ч а ни е. При опирании перекрытий по двум и трем сторонам
необходимо устройство по свободным краям панелей стальных связей (не ме-
нее двух) со смежными панелями.
Круглогодичное производство работ при наличии суровой зи-
мы на значительной части территории страны потребовало реше-
ния задачи об обеспечении нарастания прочности раствора швов
в горизонтальных стыках несущих стен высоких зданий при от-
рицательных температурах1. В результате экспериментальной
1И
проверки двух методов возведения зданий — с электропрогревом
стыков или на растворе с противоморозными добавками (нитрит
натрия при	—15° С или поташ при <н^30°С) —повсеместное
распространение как наиболее технологичный получил второй
метод.
Наряду с отработкой технологии монтажа несущих стен на
растворе проводились поиски конструктивных решений стыков,
.исключающих применение мокрых процессов. В частности, в
ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко испытаны конструкции платфор-
менных стыков несущих стен на сухих прокладках (асбестоце-
ментные, древесноволокнистые и другие плиты). Несмотря на
то что испытания дали удовлетворительные результаты примени-
тельно к зданиям средней этажности, стыки на сухих прокладках
не получили распространения, так как эти прокладки не облада-
ют универсальностью раствора, обеспечивающего не только
прочность, но и звукоизоляцию стыков, а также защиту от кор-
розии стальных связей в стыках.
Внедрение конструкции платформенных стыков сопровожда-
лось многократными исследованиями точности монтажа таких
конструкций из-за сомнений в возможности избежать смещения
стеновых панелей с осевой плоскости при отсутствии визуального
контроля расположения монтируемой стеновой панели относи-
тельно нижерасположенной. Одновременно прорабатывались и
внедрялись стальные и бетонные конструкции фиксаторов осей
стеновых панелей.
Исследования показали, что величины случайного эксцентри-
цитета несущих стен в нижних этажах при отсутствии специаль-
ных фиксаторов колеблются от 10 до 20 мм, а при удачной кон-
струкции фиксаторов и геодезическом контроле точности монта-
жа несущих стен они не достигают 10 мм [2].
Анализ зарубежной практики устройства платформенных сты-
ков обнаруживает, что при внешнем сходстве конструкций тех-
нология возведения и условия работы стыков имеют отличия.
Одно из "них заключается в выполнении стыков зачастую не на
растворе, а на жестком бетоне, что, по мнению некоторых зару-
бежных авторов, обеспечивает лучшую удобоукладываемость.
Бетон для стыков имеет марки 100 или 200 и фракции щебия
3—5 мм, что позволяет получать толщину швов 10—15 мм. В по-
лости стыка устраивается широкое бетонное ядро. Наиболее су-
щественно отличие в последовательности монтажа: в зарубежной
практике принят предварительный монтаж несущих стен верхне-
го этажа на штыревые стальные фиксаторы (как правило, два),
выпущенные из панели нижнего этажа. При этом фиксаторы не
только выполняют свою основную функцию, но и являются вре-
менной опорой стеновых панелей. Перекрытия укладываются на
1 Здания высотой до пяти этажей включительно допустимо возводить ме-
тодом замораживания.
112
опорную грань нижней стеновой панели насухо либо непосредст-
венно (Швеция, Дания), либо по стальным клиньям (Франция).
Панель стены верхнего этажа располагается на фиксаторах над
верхом перекрытий таким образом, что между ее низом и пере-
крытием образуется зазор в 30—50 мм, который с перекрытия за-
полняется жесткой бетонной смесью по всей длине (кроме зоны
фиксаторов). Затем производится отпуск гаек штырей фиксато-
ров специальным ключом на несколько витков вниз с посадкой
на бетонную постель и последующей зачеканкой шва в зоне фик-
сатора и под перекрытием (Франция).
Стальные болты-фиксаторы часто используются для подъема
панелей (не за петли, а за гайку). Болты-фиксаторы входят
в соответствующие отверстия в нижней кромке монтируемой па-
нели, обрамленные прямоугольными стальными шайбами. По
верху гаек устанавливаются также прямоугольные стальные шай-
бы, иногда покрытые упругой прокладкой толщиной 2—3 мм
(Швеция).
Платформенные стыки применяются в конструкциях из тяже-
лого бетона и бетона на пористых заполнителях. Марки бетонов
стеновых панелей и панелей перекрытия могут совпадать или
иметь различные значения.
Когда марка бетона перекрытия ниже марки бетона стен бо-
лее чем на одну ступень, торцы панелей перекрытий в опорной
зоне и на расстоянии 150—200 мм от нее получают местное кон-
структивное усилие из горизонтальных арматурных сеток или
каркасов.
Конструкция платформенного стыка, обеспечивающая защем-
ление опорных участков перекрытий, создает условия (при на-
личии стыкования арматуры в верхней зоне перекрытий) для
применения неразрезных перекрытий. Однако ни в отечественной,
ни в зарубежной практике (за исключением одной из се-
рий проектов ПНР) эти возможности не используются.
Известные проектные предложения в этой области, на-
пример стык, предложенный ЦНИИСК им. В. А. Кучерен-
ко для перекрытий пролетом более 4,5 м (рис. 55), не
идут далее введения шпоночных соединений между пере-
крытиями.
Контактный горизонтальный стык панели несущих стен полу-
чил в нашей стране меньшее распространение, но тем не менее
встречается в нескольких модификациях (рис. 56). Первая из
них полностью исключает введение торцов перекрытий в канал
горизонтального стыка: перекрытия оперты на специальные кон-
соли в нижележащей стеновой панели. Эта модификация при-
меняется с несколькими вариантами расположения и заполнения
стыка.
При заполнении горизонтального стыка раствором стык раз-
мещается либо в уровне низа перекрытий, либо над перекрыти-
ем. Последний вариант вызывает дополнительные усложнения в
8—53
113
изготовлении панелей несущих стен, практически выполнимых
лишь методом кассетного формования.
При заполнении полости стыка бетоном сопряжение панелей
стен происходит через бетонное ядро, имеющее высоту, близкую
высоте перекрытий.
Рис. 55. Шпоночное соединение панелей перекрытия в платформенном стыке
/— дополнительные арматурные каркасы (/=400 мм); 2—цементный раствор

Рис. 56. Контактные стыки панелей внутренних стен
1— с опиранием перекрытий на консоли стен: а—горизонтальный стык на растворе рас-
положен выше уровня перекрытий (экспериментальный 12-этажный дом в Москве на Ле-
нинградском проспекте); о —стык через монолитное ядро (Ленинград, серия для застрой-
ки Васильевского острова); в —стык на растворе в уровне низа перекрытий; в' — тот же
стык в зоне устройства связей между перекрытиями через отверстие в панели стены
(серия 1-467); 11 — контактно-гнездовой стык (дома фирмы «Куанве»); ///—контактные
стыки и а пальцах: а — со стыкованием панелей стен через монолитное бетонное ядро
(типовые серин проектов 17-этажных домов в ГДР); б —через растворный шов в уровне
низа перекрытий (дома фирмы «Тракоба», Франция); в—стыкование панелей стен
через монолитное бетонное ядро, опирание панелей перекрытия пальцами из стальных
двутавровых коротышей; /—цементный раствор; 2—монолитный бетон; 3 — арматурные
выпуски; 4 — звукоизолирующие прокладки; 5 — стальная накладка; 6 — отверстие в сте-
новой панели; 7— железобетонный «палец»; 8 — стальной «палец»
114
При использовании любого из вариантов этой модификации
контактного стыка необходимо принимать дополнительные меры
для обеспечения связи между элементами перекрытий и вовлече-
ния их в пространственную работу конструкций здания. Если в
платформенных стыках это в значительной степени обеспечивает-
ся защемлением торцов перекрытий в стыке, то при контактном
стыке с консолями необходимо введение дополнительных сталь-
ных связей с устройством для их пропуска специальных гнезд
в панелях несущих стен (рис. 56, /, в).
Общий недостаток всех вариантов рассмотренной модифика-
ции контактного стыка — выявление в интерьере конструкций
опорных консолей.
Вторая модификация контактного стыка, так называемый
стык на пальцах, свободна от этого недостатка. Контактные сты-
ки на пальцах применяются и в отечественной и в зарубежной
практике.
Для зарубежной практики характерно применение контакт-
ных стыков в зданиях повышенной этажности. Так, в ГДР для
зданий высотой до десяти этажей включительно регламентиру-
ется применение платформенных стыков, а для зданий большей
этажности — контактных на пальцах. Аналогичные правила име-
ются в шведском строительстве.
Вариантность в конструктивных решениях контактных сты-
ков на пальцах заключается в числе опорных пальцев, их высоте
(соответствующей высоте перекрытия или уменьшенной) и рас-
положении опорной поверхности верхней панели несущей стены,
«утопленной» в горизонтальный стык или расположенной в уров-
не верха перекрытий.
Третью модификацию контактного стыка можно назвать кон-
тактно-гнездовой. Варианты такой конструкции встречаются во
французской (фирма «Куанье») и шведской практике.
Специфика контактно-гнездового сопряжения заключается в
том, что одна из сопрягаемых горизонтальных граней несущих
стен в стыке имеет неполную ширину благодаря небольшой под-
резке, позволяющей завести в гнездо стыка на 10—20 мм с каж-
дой стороны панели перекрытий. При таком конструктивном
решении несущая способность стен в зоне стыка вследствие эф-
фекта местного сжатия снижается незначительно, но исключает-
ся опасность снижения звукоизоляции стыков в процессе экс-
плуатации. Как показали отечественные исследования, отсутст-
вие такого незначительного заведения перекрытия в канал
контактного слоя на пальцах приводит к снижению звукоизоля-
ции перекрытия в процессе эксплуатации на 2 дБ по сравнению с
первоначальной.
Сопоставление отечественных и зарубежных конструктивных
решений горизонтальных стыков несущих стен выявляет две от-
личительные особенности зарубежных решений: введение в ка-
нал стыков (платформенных либо контактных) бетонного моно-
8*
115
литиого ядра и известное недоверие к несущей способности плат-
форменных стыков.
Первая тенденция обусловлена исторически широким опы-
том сборно-монолитного строительства, предшествовавшего за
рубежом крупнопанельному и наложившего соответствующий
отпечаток на конструктивные решения сопряжений крупнопа-
нельных элементов. Сохранению такого решения способствовала
его регламентация в «Международных рекомендациях по расче-
ту и возведению зданий из крупных сборных панелей», выпу-
щенных в 1967 г. Европейским комитетом по бетону [16].
Рекомендации устанавливают, что типовое сечение канала гори-
4-4
(160)
Рис. 57. Усиление торцов многопустотных настилов перекрытий в зоне плат-
форменного стыка с несущими стенами (предложение ЦНИИСК им. В. А. Ку-
черенко)
/ — дополнительные арматурные каркасы; 2 —бетон замонолнчивання марки 200; 3 — це-
ментный раствор
зонтального стыка должно быть близким высоте перекрытия и
иметь минимальную ширину 8 см. В отечественных условиях при-
менение такого решения привело бы к значительным осложнени-
ям при зимнем производстве работ без выигрыша в несущей спо-
собности стен.
Вторая тенденция — предпочтение с ростом этажности кон-
тактным стыкам — теоретически оправдана и отмечалась в тру-
дах отечественных авторов. Однако практически по результатам
испытаний (см. табл. 12) несущая способность платформенных
стыков столь высока, что позволяет гарантированно применять
эту конструкцию стыков для 17—25-этажных зданий. Одновре-
менно это обеспечивает технологические преимущества: переход
на контактные стыки требует значительного усложнения конст-
рукции опорных граней панелей стен и перекрытий. В связи с
этим в отечественной практике основной областью применения
контактных стыков является использование их в зданиях повы-
шенной этажности при устройстве перекрытий из многопустот-
116
ных настилов во избежание раздавливания ослабленных пусто-
тами торЦов настилов при больших нагрузках на платформенный
стык. При невозможности применения (по технологическим или
по другим причинам) контактного стыка платформенный стык
панелей несущих стен с многопустотными перекрытиями в зда-
ниях высотой девять и более этажей требует специального уси-
ления. Верхняя зона пустот на расстоянии не менее 0,5 м от оси
стыка выполняется на заводе открытой, армируется на площадке
сварными каркасами и замоноличивается тяжелым бетоном
(рис. 57).
3. Вертикальные стыки
Вертикальные стыки несущих стен, как отмечалось выше,
представляют собой одну из основных конструкций, обеспечива-
ющих пространственную жесткость коробки здания. В связи с
этим стыки панелей наружных стен с внутренними и внутренних
стен в своей плоскости и с панелями стен перпендикулярного
направления конструируются с минимальной податливостью на
восприятие усилий сдвига от неравномерных деформаций основа-
ния и ветровых нагрузок в плоскости стены и усилий сдвига от
этих же воздействий в стыках взаимно перпендикулярных стен.
Вертикальные стыки внутренних стен с наружными проверяют
на усилия отрыва из плоскости наружной стены от действия вет-
ровой нагрузки, внецентренного приложения вертикальной на-
грузки и температурных воздействий, а также на усилия сдвига
между панелями наружных и внутренних стен от неравномер-
ной осадки основания, температурных воздействий и разницы
влажностных деформаций материалов наружных и внутренних
стен.
Экспериментальные исследования прочности вертикальных
стыков на отрыв и сдвиг, проводившиеся МНИИТЭП, ЦНИИЭП
жилища и другими организациями, позволили установить следу-
ющее. Работа соединений на растяжение и отрыв исключает
возможность хрупкого разрушения. Стальные связи работают в
стадии пластичности, давая перед потерей несущей способности
удлинение 3—4 см, что свидетельствует о практической неразру-
шимости связей, так как максимальные расчетные деформации
связей (при значительной неравномерности деформаций основа-
ния) не могут превысить нескольких миллиметров.
Исследования взаимного сдвига стен по вертикальному сты-
ку выявили существенную зависимость деформативности соеди-
нения от варианта конструктивной схемы здания (варианты схем
IA—IIIА или 1Б—ШБ) и конструкции связей.
При вариантах конструктивных схем IA—IIIA, когда вер-
тикальный стык поэтажно усилен шпонкой-торцом плиты пере-
крытия, деформации сдвига в 2—3 раза меньше, чем в верти-
кальных стыках с аналогичными связями, но без участия в рабо-
те конструкции на сдвиг плиты перекрытия (схемы 1Б—ШБ).
117
Комплексные натурные исследования работы конструкций и
стыков крупнопанельных зданий, проводившиеся ЦНИИЭП жи-
лища, подтвердили экспериментальные данные о влиянии кон-
структивной схемы на деформативность вертикальных стыков
стен. В зданиях схемы IA максимальные деформации сдвига в
вертикальных стыках не превышает 0,3 мм, а в зданиях схем
I и ПБ они достигают 1 мм и более.
Рис. 58. Вертикальный
стык панелей внутренних
стен
1 — бетон замоноличивания;
2 — упругая прокладка;
3 — расшивка

Характер развития деформаций зависит от типа связей, рабо-
тающих на сдвиг.
При стальных связях в виде арматурных выпусков нараста-
ние деформаций носит плавный характер, а их величина вследст-
вие развития пластических деформаций в связях достигает'не-
скольких сантиметров.
В соединениях с бетонными шпонками (или шпонкой пере-
крытий) деформации нарастают сначала медленно, а затем (пос-
ле среза шпонок) резко, что может создать опасность хрупкого
разрушения. В то же время шпоночные соединения, особенно с
непрерывным рифлением по высоте этажа, имеют преимущество
перед стальными как в меньшей податливости, так и в экономии
стали. В связи с этим в обычных условиях строительства следует
отдавать предпочтение конструкциям шпоночных вертикальных
стыков. Опасность их хрупкого разрушения должна исключаться
подбором сечений и очертаний шпонок с меньшей прочностью на
смятие, чем на сдвиг (рис. 58).
Распор, возникающий в шпоночных соединениях вертикаль-
ных стыков, передается не менее чем на две стальные связи по
высоте этажа и на перекрытия.
ГЛАВА 3
ПЕРЕКРЫТИЯ
Междуэтажные перекрытия и перекрытия над подпольями,
рассмотренные в настоящей главе, являются одним из важней-
ших и наиболее трудоемких конструктивных элементов здания.
118
Конструкции перекрытия занимают второе место после на-
ружных стен по числу предъявляемых к ним функциональных
требований. Перекрытия должны удовлетворять требованиям
СНиП к прочности, деформативности, зыбкости, огнестойкости,
звукоизоляции (для междуэтажных перекрытий), теплоизоляции
(для перекрытий над подпольем), а также требованиям, касаю-
щимся гигиенических и механических свойств материала покры-
тия пола.
Из перечисленных требований решающими для выбора кон-
структивной формы перекрытия в жилищном строительстве ста-
ли требования звукоизоляции как наиболее существенные в экс-
плуатационном отношении.
Требования СНиП к звукоизоляции междуэтажных перекры-
тий за последние 15 лет повышались дважды, причем конструк-
тивное обеспечение этих требований становится все более тру-
доемким и материалоемким. Требования к прочности и жестко-
сти перекрытий за этот же период практически не претерпели
изменений, а требования к огнестойкости перекрытий многоэтаж-
ных домов немного снижены.
Обеспечение необходимой звукоизоляции возможно путем
применения массивных акустически однородных перекрытий,
перекрытий с раздельным и слоистым полом.
Применение акустически однородных перекрытий допустимо
при массе конструкции из тяжелого бетона не менее 400 кг/м2,
т. е. при массивности, достаточной для погашения энергии воз-
душного звука с учетом влияния покрытия пола. Ударный шум
в таких перекрытиях погашается мягким покрытием пола из
теплозвукоизолирующего линолеума, приклеенного к основанию
коврового покрытия типа «ворсолин» или коврового покрытия
на пенолатексной основе. Применение акустически однородных
перекрытий обеспечивает необходимую звукоизоляцию при ус-
ловии, если соотношение толщин межквартирной стены и опи-
рающегося на нее перекрытия составляют не менее 1,15:1. При
меньших соотношениях или равных толщинах стен и перекрытий
звукоизоляция снижается благодаря эффекту косвенной звуко-
передачи.
Акустически однородные перекрытия используются преиму-
щественно в зданиях конструктивных схем IA—IB с несущим
элементом перекрытия из панелей на комнату сплошного или
многопустотного сечения, но более целесообразно применение
таких перекрытий в зданиях со схемами II—V.
При выполнении междуэтажных перекрытий из многопустот-
ных или сплошных настилов по принципу акустически однород-
ного в зданиях со схемами II—V необходимо:
устройство между продольными гранями настилов шпоноч-
ных связей, исключающих образование сквозных трещин в сты-
ках настилов;
заведение свободных краев настилов в горизонтальные сты-
119
ки, примыкающих наружных и внутренних стен (несущих и не-
несущих) ;
устройство поверх настилов выравнивающей стяжки из це-
ментного раствора.
Проектирование междуэтажных перекрытий по принципу
акустически однородных обеспечивает минимальные построеч-
ные затраты труда, что определило широкое внедрение таких
конструкций в СССР (серии П-49, П-57) и за рубежом.
В то же время, с точки зрения прогресса технических реше-
ний с учетом непрерывно растущих требований к комфорту жи-
лища, проектирование перекрытий по принципу акустически
однородной конструкции приводит в тупик. Соответственно с из-
менениями норм минимальная масса 1 м2 акустически однород-
ных ограждений, первоначально составлявшая 300 кг,
СНиП П-В.6-62 была увеличена до 350 кг, а СНиП П-Л.1-71 —
до 400 кг с сопряженным увеличением массивности внутренних
стен. «Ножницы» между массой конструкции (125 кг), позволя-
ющей обеспечить необходимую прочность и жесткость, и звуко-
изоляцию перекрытия (400 кг), непрерывно растут, а требова-
ния звукоизоляции при этом удовлетворяются только по нижне-
му пределу норм.
Акустический эффект раздельных перекрытий основывается
на поглощении воздушного шума в конструкции благодаря раз-
личию частот свободных изгибных колебаний элементов пере-
крытия при их разной массивности и жесткости и звукопогло-
щающем влиянии прослойки между элементами перекрытия.
Масса акустически раздельного перекрытия определяется рас-
четом в зависимости от материала и конструкции его слоев, но
она всегда меньше массы акустически однородного перекрытия
(как минимум, на 50—100 кг).
Перекрытия раздельного типа опробованы в крупнопанель-
ном домостроении в вариантах с раздельным полом и раздель-
ным потолком.
Конструкции с раздельным потолком получили широкое при-
менение в московском строительстве 1960-х годов в домах типо-
вой серии К-7. Здесь несущей частью перекрытия были железо-
бетонные ребристые панели с различными покрытиями пола
(линолеум, плитки из полихлорвинила, паркет и др.). Конструк-
ция потолка выполнялась из жестких древесноволокнистых или
гипсоволокнистых плит на деревянном каркасе со звукопогло-
щающим заполнением полости между ребрами каркаса мине-
ральным войлоком либо из часторебристых железобетонных
вибропрокатных панелей размером на комнату. Эти конструк-
ции сняты с производства из-за низких средних показателей
звукоизоляции (£*в=—5дБ, Еу=—2дБ).
Как правило, в начале эксплуатационного периода показа-
тели звукоизоляции таких перекрытий соответствовали норма-
тивным, но в течение первых двух лет резко снижались. Основ-
120
ной Причиной падения звукоизоляции перекрытий с раздельным
потолком явилось нарушение герметичности воздушной прослой-
ки вследствие раскрытия трещин по плоскости потолка и в ме-
стах его примыканий к вертикальным ограждениям.
Конструкции перекрытий с раздельным полом проверены
в традиционном варианте дощатого или паркетного пола по ла-
гам на звукоизоляционных прокладках, в весьма распростра-
ненном зарубежном решении с монолитным основанием под
полы или с основанием из мелких бетонных плиток, уложенных
по сплошному звукоизоляционному слою (ГДР, ПНР, ФРГ
и др.)» и в отечественном решении с панельным основанием под
полы в виде:
часторебристой вибропрокатной панели размером на ком-.
нату, опертой по контуру через упругие прокладки на ребра не-
сущей плиты перекрытия (дома московских серий П-35,
МГ-300);
плоской керамзито- или гипсобетонной панели, опирающей-
ся на несущую панель перекрытия через ленточные или сплош-
ные звукоизоляционные прокладки (дома серий 1-464, 1-480,
1-463, Л Г-507 и Л Г-606).
Первый вариант из-за низких показателей звукоизоляции
—4 дБ, Еу =—1 дБ) снят с производства.
Причинами падения звукоизоляции перекрытий во времени
были: нарушение герметичности воздушной прослойки вслед-
ствие трещинообразования, смятие перенапряженных звукоизо-
ляционных прокладок и отдельные дефекты выполнения конст-
рукций в натуре.
В раздельных дощатых полах функции основания под пол
и его покрытия совмещаются в одном конструктивном элементе.
Конструкции дощатых полов устойчиво обеспечивают в эксплу-
атации £,в = — 1—0 дБ. Для гарантийного обеспечения Ев=0 дБ
необходимо исключить влияние на снижение звукоизоляции пе-
рекрытий раскрытия щелей между досками пола путем вклю-
чения между дощатым настилом и лагами уплотняющего слоя
из жесткого оргалита или водонепроницаемой бумаги, уклады-
ваемой с проклейкой швов.
Конструкция с раздельным полом по основанию из плоских
керамзитобетонных панелей, как правило, позволяет обеспечить
необходимые показатели звукоизоляции. Поэтому она принята
в новых сериях типовых проектов всесоюзного применения (се-
рия 90 и др.). Внедряемая конструкция междуэтажного пере-
крытия с раздельным полом содержит несущую часть, звукоизо-
ляционную прослойку, основание под полы и покрытие пола.
Несущая часть должна иметь плоские нижнюю и верхнюю
поверхности (панель сплошного или многопустотного сечения,
шатровая панель) и минимальную массивность, обеспечивающую
показатель звукоизоляции несущей части по воздушному шуму
£н.ч ~—ю дБ. Для снижения массивности несущей части пере-
121
крытия, в частности, могут быть применены легкобетонные пе-
рекрытия.
Полы и основания под полы раздельных перекрытий отдели*
ются по контуру от стен и перегородок зазором шириной не
менее 10 мм, заполненным упругомягкой звукоизолирующей про-
кладкой (рис. 59).
Рис. 59. Примыкание конструкций раздельного пола к вертикальным ограж-
дениям
а — при полах из линолеума по легкобетонной панели основания под полы; б — при до-
щатых полах; 1 — панель перекрытия; 2—звукоизоляционная прокладка; 3 — панель
основания под полы; 4 — дощатый пол; 5 — слой оргалита или водонепроницаемой бума-
ги; 6 — плинтус
В звукоизоляционных прокладках перекрытий с раздельным
полом рекомендуется применять минераловатные плиты на син-
тетическом вяжущем по ГОСТ 9573—66 марок ПМ, ПП и ПЖ
плотностью от 100 до 175 кг/м3; минераловатные прошивные
маты по МРТУ 7-19-68 марок 100, 150 и 200 плотностью от 100
до 200 кг/м3 и древесноволокнистые изоляционные плиты по
ГОСТ 4598—60 плотностью 250 кг/м3.
Звукоизоляционные прокладки при устройстве пола по сплош-
ной панели основания рекомендуется проектировать сплошны-
ми. Толщина звукоизоляционных прокладок в необжатом со-
стоянии контролируется расчетом в зависимости от свойств
материала и вида его применения (в полосовых или в сплошных
прокладках), но составляет не менее 20 и не более 60 мм.
Легкобетонные панели основания содержат конструктивную
арматуру, устанавливаемую по технологическим и монтажно-
транспортным требованиям (арматурная сетка из проволоки
диаметром 4 мм с ячейкой 200X200 мм или 300X300 мм). Тол-
щина панели должна составлять не менее 50 мм, а плот-
ность бетона (по гигиеническим требованиям)—не более
1300 кг/мВ 9.
При натурных измерениях установлено, что показатель зву-
коизоляции таких перекрытий, как правило, удовлетворяет нор-
122
мам, но часто оказывается и выше на 1—2 дБ как по воздуш-
ному, так и по ударному шуму. Это заставляет рассматривать
конструкции с раздельным полом как перспективные в свете
растущих требований к комфорту жилища. В то же время хотя
отечественные решения благодаря использованию панельных
оснований под полы значительно менее трудоемки, чем зарубеж-
ные (с монолитными или с мелкоштучными основаниями под
полы), они уступают в построечной трудоемкости акустически
однородным конструкциям. Это заставляет искать более индуст-
риальные решения, эквивалентные акустически однородным по
построечным трудовым затратам.
С этой целью лабораторией легкобетонного домостроения
ЦНИИЭП жилища разработана и Новокуйбышевским ДСК
освоена в производстве трехслойная конструкция перекрытия
с раздельным полом (несущий слой, звукоизоляционная прослой-
ка, основание под полы), изготовляемая в одном производствен-
ном цикле, что обеспечивает минимальную построечную трудо-
емкость устройства перекрытий.
В качестве покрытия раздельного пола применяются рулон-
ные или плиточные материалы (линолеум, полихлорвиниловые
плиты), щитовой паркет, паркетные доски, а также мастичные
покрытия.
Перекрытия со слоистым полом содержат несущую конст-
рукцию, сплошную звукоизоляционную прослойку, основание
под полы, покрытие пола.
Несущая часть перекрытия со слоистым полом проектирует-
ся из железобетонных панелей и настилов сплошного или много-
пустотного сечения.
Сплошная звукоизоляционная прослойка перекрытия со сло-
истым полом выполняется из вышеперечисленных материалов.
Основанием слоистого пола служат жесткие древесноволок-
нистые плиты, листы гипсовой сухой штукатурки или асбесто-
цементные листы.
В качестве покрытия слоистого пола используются штучный
паркет, паркетные доски, щитовой паркет или линолеум.
Материалы покрытия пола, звукоизоляционной прослойки и
основания под полы проклеивают между собой.
Так же, как и раздельный, слоистый пол по контуру помеще-
ния отделяют от стен зазором около 10 мм, заполненным звуко-
изоляционным материалом, с перекрытием зазора плинтусом,
который крепится к полу или к стене.
Конструкции перекрытий со слоистым полом широко приме-
нялись в составе типовых серий 1-605АМ, 1-464, 1-464А и других
с устройством пола из линолеума по трем слоям древесноволок-
нистых плит (жесткая, полужесткая и мягкая). Натурными
исследованиями установлено, что при высокой изоляции от
ударного шума (Еу=5 дБ) эта конструкция не обеспечивает
необходимой изоляции от воздушного шума (Ев =—2 дБ). При
123
современных повышенных нормативных требованиях (Е* —0 дБ)
конструкция со слоистым полом может быть использована лишь
в случае применения более жесткого и тяжелого покрытия пола
(паркет), обеспечивающего нормативный минимум изоляции от
воздушного шума.
Конструктивные решения несущей части перекрытий в зави-
симости от величины перекрываемого пролета разделяются на
три группы. Перекрытия пролетов 2,4—4,5 м; 5,1—7,2 м и
9—12 м. Две первые группы перекрытий широко освоены про-
мышленностью и применяются в зданиях со схемами I—IV^
третья группа перекрытий находится в стадии эксперименталь-
ной проверки и ориентирована на применение в зданиях со схе-
мой V.
Первая группа перекрытий характеризуется применением па-
нелей размером на комнату с ненапряженным армированием
при опирании по трем или по четырем сторонам. Двухстороннее
опирание таких перекрытий встречается довольно редко. Мате-
риал панелей — тяжелый или конструктивный легкий бетон.
Перекрытия из ячеистого бетона применялись в ограниченном
объеме только в начальном периоде крупнопанельного домо-
строения.
Толщина панелей определяется требованиями жесткости,
а также акустическим типом перекрытия. Для перекрытий с раз-
дельным полом толщина несущего элемента составляет 10—
12 см, для акустически однородных—16—18 см.
Опробованы конструктивные формы перекрытий в виде
сплошных, ребристых (ребрами вниз и вверх) и многопустотных
плит. Благодаря преимуществам в конструктивной высоте и про-
стоте устройства пола и потолка, а также в возможности обе-
спечить требования звукоизоляции в массовое строительство
внедрен и сохраняется на ближайшую перспективу единствен-
ный конструктивный тип несущего элемента — панель сплошно-
го сечения, хотя она уступает другим конструктивным формам
в расходе стали и бетона.
Натурные исследования деформативности таких перекрытий
при длительной эксплуатации, проведенные ЦНИИЭП жилища,
показали, что контурное опирание панели на стены по слою
раствора обеспечивает ей высокую жесткость: прогибы состав-
ляют от 1/боо до '/аоо пролета.
В панелях, опертых по трем или по двум длинным сторонам,
опасность увеличения прогиба у свободного края панели исклю-
чается дополнительным армированием — удвоением числа ра-
бочих стержней арматуры на протяжении !/б длины панели в зо-
не свободного края и узкой сетки (200—300 мм) в краевом уча-
стке верхней зоны панели. Панели должны быть армированы
только по условиям работы в эксплуатационной стадии. Необ-
ходимость армирования на монтажные воздействия устраняется
при целесообразной строповке с помощью самобалансирующих-
124
ся-траверс. Так, например, панели, опирающиеся по контуру или
по двум длинным сторонам, при соотношении длин сторон свы-
ше 1,5: 1 должны подниматься за шесть, а не за четыре петли.
Эффективность этого мероприятия становится очевидной при
сопоставлении армирования и расхода стали в аналогичных
панелях перекрытий в сериях 1-464Д и П-49. В первом случае
строповка за шесть петель обеспечивает возможность армирова-
ния панели только на эксплуатационные нагрузки сеткой в ниж-
ней зоне; во втором при строповке за четыре петли по условиям
работы верхней зоны плиты при монтаже вводится дополнитель-
ная верхняя сетка, что увеличивает расход стали на 3,5 кг/м2
перекрытия.
Вторая группа перекрытий пролетами 5,1—7,2 м выполня-
ется с предварительным напряжением арматуры электротерми-
ческим методом. Методы механического натяжения непрерывны-
ми стержнями или навивкой не получили распространения.
Перекрытия рассматриваемой группы пролетов осуществляются
с применением настилов многопустотного или сплошного сече-
ния, а также шатровых или многопустотных панелей размером
на комнату.
Все эти изделия выполняются из тяжелого бетона марки не
ниже 200. В московском строительстве осваивается конструкция
преднапряженных многопустотных панелей размером на ком-
нату, отформованных из керамзитобетона, а в г. Набережные
Челны — преднапряженных панелей сплошного сечения разме-
ром 6X3 м из тяжелого бетона.
Шатровая панель имеет преимущества перед вариантами
решения несущей части из настилов в более высоком уровне
индустриальности (размер на комнату), минимальной конструк-
тивной высоте (более чем на 10 см экономия в конструктивной
высоте перекрытия и этажа, что обеспечивает снижение стои-
мости конструкций этажа на 1%); кроме того, шатровая панель
позволяет при устройстве раздельного пола обеспечить необхо-
димую звукоизоляцию при минимальном весе ограждения.
Несмотря на эти преимущества, шатровые панели, применяв-
шиеся свыше десяти лет особенно широко на Украине и в Ленин-
граде, начинают вытесняться перекрытиями из настилов.
Хотя шатровые панели менее экономичны по расходу стали
(расход стали 7,2 кг/м2), чем перекрытия из настилов, их вытес-
нение объясняется не экономическими, а компоновочными тре-
бованиями. Шатровая форма панели препятствует свободе ком-
поновки плана в зданиях с конструктивной схемой IV и непри-
менима по тем же компоновочным требованиям в зданиях со
схемами II и III. Перекрытия из настилов или из панелей с глад-
кой нижней поверхностью в этом отношении наиболее универ-
сальны.
Многопустотные настилы перекрытий высотой 22 см и приве-
денной толщиной 12 см в настоящее время — самая распростра-
125
ненная, наименее металлоемкая (расход стали 4,4 кг/м2) и наи-
более дешевая конструкция перекрытия. Относительно малая
масса 1 м2 такой конструкции (300 кг) позволяет применять
настилы только для перекрытий с раздельным или со слоистым
полом. Для обеспечения возможности применения многопустот-
ных настилов в акустически однородных перекрытиях разрабо-
тан вариант настила с уменьшенным диаметром пустот, боль-
шей приведенной толщиной — 14 см и массой 1 м2 настила
350 кг.
С повышением этажности массового жилищного строитель-
ства возникли затруднения в применении многопустотных на-
стилов (из-за пониженной прочности их торцов) при платфор-
менных стыках перекрытий со стенами.
Выше, в разделе, посвященном конструированию горизон-
тальных стыков стен, рассмотрены искусственные приемы уси-
ления торцов многопустотных настилов по требованиям
прочности. Более эффективная мера повышения прочности плат-
форменных стыков — переход на применение предварительно-
напряженных настилов сплошного сечения. Экспериментальные
работы по конструированию, промышленному изготовлению и
испытаниям таких настилов перекрытий привели в настоящее
время к широкому внедрению этой конструкции, вытесняющей
в строительстве домов повышенной этажности многопустотные
настилы.
Хотя настилы сплошного сечения по расходу стали и бетона
уступают многопустотным (расход стали 7 кг/м2, бетона
0,16 м3/м2) и конструкция такого перекрытия с полом дороже
(в зависимости от типа пола на 5—30%), она на 50—70% менее
трудоемка, что определяет расширяющиеся масштабы ее внед-
рения.
Третья группа перекрытий из преднапряженных настилов для
пролетов 9—12 м с 1963 г. разрабатывается ЦНИИЭП учеб-
ных зданий для нужд школьного строительства. В настоящее
время институтом разработана номенклатура таких настилов
шириной 1,5 м, формуемых из бетона марки 400, и проведены
испытания прочности и жесткости настилов при кратковременной
и длительной нагрузках. Параллельно институтом Белгос-
проект в связи с поисками конструктивных систем, обеспечива-
ющих максимальную свободу планировки, разработаны проект-
ные предложения по жилым зданиям средней этажности с ша-
гом поперечных несущих стен до 9 м и перекрытия для таких
пролетов. С конца 1970 г. в ЦНИИЭП жилища в связи с прора-
боткой новых проектных решений жилых зданий из легких бето-
нов разрабатываются конструкции легкобетонных настилов про-
летом 12 м для экспериментального дома со схемой V (табл. 14).
В зарубежной практике известно применение многопустот-
ных настилов пролетом 12 м (Л = 30 см, ширина 2,4 м) для пере-
крытий 11-этажных домов в Бостоне и Нью-Хейвене (США) и
126
Таблица 14
Характеристики длинноременных предварительно-напряженных железобетонных настилов перекрытий
Рабочий
пролет, мм
8 860
8 860
8 860
11 400
11 980
И 980
Ширина, Высота,
мм	мм
Тип и марка
бетона
Нормативная
нагрузка,
Н/м2
Класс
напрягаемой
арматуры
Приведенная
толщина,
мм
Расход стали,
кг на 1 м2
изделия
Организация, разра-
ботавшая конструк-
ции
1190
1190
1190
2485
1490
1490
220 Тяжелый бетон 200
7960
220	То же	6560
220 Аглопоритобетон 5600
400
360
300
Керамзитобетон
200
Тяжелый бетой 400
300	То же
6850
6700
6700
А-IV
A-IV
А-IV
Семипрово-
лочиые
пряди
То же
A-IV
12,6
12,6
15,81
16,92
16,92
12,83
ЦНИИЭП учебных
зданий
10,12	То же
6,42 Белгоспроект
8,8 ЦНИИЭП жилища
14,4
19,73
ЦНИИЭП учебных
зданий
То же
ребристых настилов (ребрами вверх) пролетом 9 м, отформо-
ванных из бетона марки 500 (Швеция). Особенность шведско-
го решения — комплектация настила со звукоизоляционным
слоем и легкобетонной панелью основания под полы в один
монтажный элемент (рис. 60).
Рис. 60. Схема комплек-
сного настила перекры-
тия
1 — несущий элемент из бе-
тона марки 500 (ребра мар-
ки 700); 2 —> минеральная ва-
та; 3—керамзитобетоняый
элемент основания под по-
лы; 4 —упругая прокладка
Конструкции перекрытий проектируют на восприятие попе-
речного изгиба от вертикальных нагрузок и на восприятие гори-
зонтальных нагрузок в своей плоскости, обеспечивая выравни-
вание горизонтальных перемещений внутренних стен. В связи
с этим по стыкам элементов перекрытий друг с другом и с вер-
тикальными диафрагмами жесткости предусматривают замоно-
личивание стыков по всей их протяженности и устройство замо-
ноличенных или сварных связей шпоночного типа (не менее
двух по каждой грани панели). До последнего времени устрой-
ство шпоночных соединений было затруднено при применении
многопустотных настилов, не имевших по продольным граням
шпоночной профилировки. Сопротивление сдвигу продольных
швов между настилами повышалось постановкой в зайоноличи-
ваемые швы специальных арматурных каркасов. ГОСТом на
многопустотные настилы предусмотрена возможность устройства
шпоночных сопряжений между сборными элементами пере-
крытия.
Перекрытия над подпольями проектируются с использовани-
ем тех же несущих элементов, что и для междуэтажных пере-
крытий. Если подполье проектируется вентилируемым, перекры-
тие над ним выполняется утепленным с сопротивлением тепло-
передаче не ниже требуемого СНиП II-A.7-71. Конструкция
такого перекрытия содержит несущий элемент, утепляющий и
парогидроизоляционный слой и покрытие пола. Утепляющий
слой, как правило, назначают из малосжимаемых материалов
(пеностекло, фибролит и др.), а пароизоляционный — из рубе-
роидного ковра, наклеиваемого поверх утепляющего слоя. По-
крытие пола назначается из тех же материалов, что в между-
этажном перекрытии. При устройстве рулонного пола в качест-
ве его основания применяются панели основания под полы или
монолитные бетонные стяжки либо многослойное основание из
древесноволокнистых плит.
123
ЧАСТЬ III
СПЕЦИФИКА КОНСТРУИРОВАНИЯ ЗДАНИЙ
ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА В ОСОБЫХ ПРИРОДНЫХ
УСЛОВИЯХ
Эффективность крупнопанельных конструкций в статиче-
ском и экономическом отношениях особенно ярко проявляется
при строительстве в сейсмических районах и в районах с особы-
ми грунтовыми условиями (вечномерзлые, талые и просадочные
грунты, горные выработки).
В этой части рассмотрен накопленный за последние годы
опыт конструирования панельных зданий для таких условий
в целях выявления наиболее рациональных проектных решений.
Общие вопросы проектирования сейсмостойких сооружений, так
же как и общие вопросы проектирования зданий, строящихся
в особых грунтовых условиях, которые являются предметом
специальных исследований, здесь не рассматриваются.
В связи с тем что условия сейсмики и вечной мерзлоты вы-
зывают наиболее существенные изменения в решениях конст-
рукций [6], здесь рассмотрена специфика конструирования зда-
ний только для этих условий. Изменения обычных конструктив-
ных решений при строительстве над горными выработками и на
просадочных грунтах менее существенны и не рассмотрены
в связи с ограниченны^^ объемом монографии.
ГЛАВА 1
ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУИРОВАНИЯ СЕЙСМОСТОЙКИХ ЗДАНИЙ
Освоение крупнопанельного сейсмостойкого домостроения
в СССР началось в 1958—1959 гг. строительством первых до-
мов— представителей серии проектов 1-464С, разработанных
Гипростройиндустрией, и серии проектов для Баку и Ташкента,
разработанных французской фирмой «Р. Камю и К°», после про-
верки сейсмостойкости предлагаемых фирмой конструкций, про-
веденной по методике и под руководством Института жилища
б. Академии строительства и архитектуры СССР (инж. Д. Д. Сер-
геев и др.).
На основе технических решений серии 1-464С были разрабо-
таны и внедрены проекты четырех- и пятиэтажных домов для
районов с расчетной сейсмичностью от 7 до 9 баллов и различ-
ными климатическими и демографическими условиями. В про-
ектировании участвовали ЦНИИЭП жилища, Казгорстройпро-
ект, ТбилЗНИИЭП, ТашЗНИИЭП, Азгоспроект, Армгоспроект,
Таджгипрострой, Туркменгоспроект и другие организации.
С 1960 г. началось внедрение проектов четырех-пятиэтажных
9—53
129
домов серии 1-335С, разработанных Ленгорстройпроектом для
районов с сейсмичностью 7 и 8 баллов.
Одновременно ЦНИИЭП жилища разрабатывались типовые
проекты крупнопанельных четырех-пятиэтажных домов для
строительства за рубежом в районах с расчетной сейсмичностью
7 баллов (МНР), 8 баллов (Афганистан, Куба), 9 баллов
(Югославия), а Гипрогором — для районов с сейсмичностью
8 баллов (Гана)^
С 1965 г. начались разработки и внедрение типовых проек-
тов крупнопанельных сейсмостойких домов повышенной этаж-
ности. Внедрение происходит в широких масштабах, так как на
сейсмичных территориях располагаются все столицы среднеази-
атских и закавказских республик, большинство черноморских
здравниц, курортов и санаториев, при застройке которых по гра-
достроительным требованиям и из-за ограниченности селитебных
территорий необходимо повышение этажности. Развитие полно-
сборного многоэтажного строительства было бы еще большим,
если бы не продиктованные экономическими требованиями нор-
мативные ограничения, которые допускают проектирование и
строительство сейсмостойких зданий большой этажности по спе-
циальному согласованию с директивными органами только в слу-
чаях, если это строительство оправдано градостроительными
требованиями и технико-экономическими обоснованиями.
Без согласования допускается применять в массовой застрой-
ке крупнопанельные дома высотой до пяти этажей включитель-
но при сейсмичности 9 баллов, до семи этажей при 8 баллах
и до девяти этажей при 7 баллах.
Для обеспечения максимальной безопасности ответственных
высоких сооружений действующие нормы требуют увеличения
расчетной сейсмической нагрузки на 30—40%. Это требование
приводит к усложнению и удорожанию несущих конструкций,
особенно при расчетной сейсмичности 9 баллов. Если при сей-
смичности 7 и 8 баллов это удорожание не всегда выходит за
границы обычного удорожания, связанного с ростом этажности
(8—12%), то при 9 баллах оно превышает 30—40%. При необ-
ходимости строительства домов в девять и более этажей в таких
сложных условиях применение крупнопанельных бескаркасных
и каркасно-панельных конструкций остается единственно воз-
можным техническим решением, так как традиционные конст-
рукции могут быть неприемлемы.
В настоящее время крупнопанельное домостроение стало ве-
дущей отраслью жилищного строительства в сейсмических рай-
онах, что только частично объясняется его общими преимущест-
вами в индустриализации строительства. Крупнопанельному до-
мостроению присущи некоторые специфические особенности,
позволяющие обеспечить большую сейсмостойкость сооружения,
чем это позволяют традиционные конструкции. Основные из
этих особенностей следующие:
130
вес конструкций крупнопанельных зданий на 30—50% ни-
же, чем традиционных, что пропорционально снижает сейсмиче-
ские усилия в конструкциях;
материал конструкций несущих элементов панельных зда-
ний обладает в 8—12 раз большей прочностью на сжатие, растя-
жение и сдвиг, чем каменные конструкции ручной кладки, что
соответственно повышает надежность сооружений.
Эти преимущества не только способствуют повышению сей-
смостойкости зданий, но и повышают экономичность панельного
строительства в еще большей степени, чем в обычных условиях
строительства.
Если в обычных условиях приведенные затраты в крупнопа-
нельном домостроении ниже, чем в традиционном, на 6—7%,
то в сейсмических районах — на 9 % •
Лабораторные исследования прочности элементов конструк-
ций и их стыков, а также натурные испытания построенных зда-
ний с помощью вибромашин подтверждают расчетно-теоретиче-
ские обоснования сейсмостойкости крупнопанельных зданий.
Натурные данные о поведении конструкций сейсмостойких
крупнопанельных зданий при разрушительных землетрясениях
отсутствуют.
Наибольшим сейсмическим воздействиям подвергались круп-
нопанельные дома серии Уз-500 в Ташкенте при землетрясении
26 апреля 1966 г., ориентировочно оцениваемом в 6—6,5 баллов.
При этом землетрясении получены только косвенные показатели
большей надежности крупнопанельных зданий: значительно
меньше повреждений (трещин) в конструкциях крупнопанель-
ных зданий, чем в рядом расположенных кирпичных зда-
ниях.
В связи с отсутствием натурных данных о сейсмостойкости
новых типов конструкций капитальных зданий при разрушитель-
ных землетрясениях в 1967 г. в Медео (под Алма-Атой) был про-
веден уникальный эксперимент по сравнительной оценке сей-
смостойкости кирпичных, крупнопанельных и каркасных конст-
рукций.
Сооруженные в натуральную величину четырехэтажные
фрагменты зданий с такими конструкциями дважды подвергну-
ты воздействию колебаний грунта, возбуждавшихся взрывом
большого заряда ВВ на расстоянии около 800 м от фрагментов.
Обследование конструкций после взрывов выявило принципи-
ально лучшую сохранность крупнопанельного фрагмента, в кото-
ром было отмечено возникновение отдельных волосных трещин
(главным образом, в зоне стыков). В то же время во фрагменте
с кирпичными стенами возникли многочисленные трещины
с большими раскрытиями.
Таким образом, результаты аналитических, лабораторных и
натурных исследований, которыми в настоящее время распола-
гает строительная наука, свидетельствуют о надежности конст-
9*
131
рукций крупнопанельных зданий, разработанных с учетом сей-
смических воздействий.
Конструкции крупнопанельных сейсмостойких зданий рассчи-
тывают в соответствии с требованиями СНиП П-А. 12-69 по
условной расчетной схеме на горизонтальные инерционные уси-
лия, возникающие при землетрясении. При расчете динамические
воздействия заменяют эквивалентными .статическими силами,
а динамический характер воздействий учитывают при конструи-
ровании элементов конструкций и связей между ними. Горизон-
тальные силы принимают действующими в направлении глав-
ных продольной и поперечной осей здания.
Ввиду большой жесткости коробки здания в обоих направ-
лениях сейсмические силы, действующие вдоль и поперек зда-
ния, принимают равными, период колебаний — минимальным
(Т=0,8 с), а коэффициент динамичности — максимальным
(₽=3).
Натурные замеры динамических характеристик крупнопа-
нельных зданий показали, что период их собственных колебаний
близок к расчетному; следовательно, и величина 0 соответствует
действительным условиям работы сооружения.
Основные конструктивные элементы, воспринимающие
сейсмические воздействия, — несущие стены зданий. Сейсмиче-
ские силы между несущими стенами распределяют пропорцио-
нально их жесткости, а выравнивание их перемещений при дей-
ствии горизонтальных сейсмических нагрузок обеспечивается
дисками перекрытий.
В связи с условностью методов расчета при проектировании
сейсмостойких зданий очень важны выбор надежной конструк-
тивной схемы сооружения и разработка конструктивных эле-
ментов и связей, обеспечивающая совместную работу пересека-
ющихся стен и перекрытий при повторяющихся динамических
воздействиях.
Конструирование сейсмостойкого здания базируется на сле-
дующих принципах [8,9]:
простоте и симметричности планировочного решения, обеспе-
чивающих проектирование четких симметричных пространствен-
ных статических систем с равномерным распределением жестко-
стей и масс;
максимальном снижении собственного веса и понижении
центра тяжести конструкции;
обеспечении работы конструкций в стадии пластичности с ис-
ключением хрупкого разрушения;
обеспечении жесткости горизонтальных дисков перекрытий
и их связей со стенами как основного средства перераспреде-
ления сейсмических усилий между стенами и выравнивания их
горизонтальных перемещений;
обеспечении жестких сопряжений между пересекающимися
стенами для выравнивания их вертикальных перемещений.
132
Прочность и устойчивость крупнопанельного здания обеспе-
чивается системой взаимно пересекающихся стен, объединенных
перекрытиями в единую пространственную систему, поэтому
соблюдение первого принципа обеспечения сейсмостойкости
важно уже на стадии разработки архитектурно-планировочного
решения зданий. Несущие стены в плане здания располагают
симметрично и без изломов — сквозными на ширину здания.
В бескаркасных домах с одинаковыми конструктивно-плани-
ровочными параметрами и несущими элементами сейсмостой-
кость зданий может изменяться в зависимости от архитектурно-
планировочного решения. Это невыгодно отличает бескаркасные
дома от каркасных, сейсмостойкость которых полностью опреде-
ляется принятыми несущими конструкциями. Но то обстоятель-
ство, что стоимость бескаркасных сейсмостойких крупнопанель-
ных зданий (при высоте четыре — девять этажей) ниже стоимо-
сти каркасных, позволяет мириться с этой особенностью
бескаркасных зданий. В то же время зависимость сейсмостойко-
сти здания от планировочного решения открывает значительные
перспективы повышения сейсмостойкости и экономичности бес-
каркасных зданий при совместных творческих поисках архитек-
тора и конструктора в компоновке сейсмостойкого плана здания.
Так, например, при проектировании девятиэтажных домов для
районов одинаковой сейсмичности (Алма-Ата и Ташкент) толь-
ко за счет планировочного фактора разница в стоимости жилой
площади превысила 10% (рис. 61, 62).
Соблюдение первого принципа сейсмостойкости приводит
(особенно при высокой сейсмичности и повышенной этажности)
к поискам устойчивой на опрокидывание формы здания (ушире-
ние секций протяженных домов, предпочтительное применение
односекционных домов башенного типа). В течение многих лет
соблюдению полной симметрии плана препятствовала заложен-
ная в СНиП система обеспечения безопасности противопожар-
ной эвакуации жилых зданий только за счет архитектурно-пла-
нировочных решений. Эта система требовала обязательного ос-
вещения лестниц дневным светом, а следовательно, размещения
их у наружной стены, что нарушало симметрию плана в целом
и симметрию горизонтальных диафрагм жесткости. Введение
в СНиП П-Л.1-71 наряду с архитектурно-планировочными мера-
ми защиты путей эвакуации с помощью инженерных систем
(аварийные автоматические системы дымоудаления) позволяет
обеспечить полную симметрию плана и дисков перекрытий при
лестничных клетках, лишенных естественного освещения и рас-
положенных в центре плана. Наряду с обеспечением симметрии
такая планировочная компоновка способствует повышению об-
щей устойчивости сооружения за счет обусловленного ею ушире-
ния здания.
Требования сейсмостойкости по отношению к размещению
несущих стен в плане не сводятся только к требованию их сим-
133
Рис. 61. Типовая
секция девятиэта-
жного крупнопа-
нельного дома
(Ташкент)
Рис. 62. Типовая
секция восьмиэта-
жного крупнопа-
нельного дома
(Алма-Ата)
Рис. 63. Взаимное
смещение дверных
проемов в смеж-
ных этажах
метричности и сквозного расположения. Не менее важное значе-
ние имеет равномерное распределение проемов с образованием
простенков одинаковой жесткости и сокращение проемности
в целях минимального ослабления стен оконными и дверными
проемами.
134
При расчетной сейсмичности 9 баллов в многоэтажных до-
мах целесообразно для повышения несущей способности стен
прибегать к взаимному смещению дверных проемов в смежных
по высоте этажах. Эта мера оказывается эффективной при сме-
щении осей проемов в смежных этажах на 2,5—3 ширины прое-
ма (рис. 63).
Применение встроенных лоджий даже при симметричном
расположении последних относительно продольной оси здания
требует дополнительных конструктивных мер по обеспечению
совместной работы рассеченных
лоджиями участков наружных
стен. С этой целью в проектах
применяют жесткие железобетон-
ные рамы высотой в этаж, уста-
новленные по контурам проема
для лоджии. В проектах серии
восьмиэтажных домов для Алма-
Аты, разработанных ЦНИИЭП
жилища, применены конструктив-
но-декоративные раскосные же-
лезобетонные решетки, выполня-
ющие функции связи между уча-
стками продольных наружных
стен и наружного ограждения
лоджии (рис. 64). В сейсмостой-
ких зданиях более целесообразно
применять не встроенные, а при-
ставные лоджии.
В современных объемно-пла-
нировочных композициях жилых
Рис. 64. Солнцезащитная же-
лезобетонная решетка — конст-
руктивный элемент несущей
наружной стены
зданий получают широкое применение такие приемы, как уст-
ройство уступов и ризалитов, обогащающих пластику фасадов
и обеспечивающих желательное в южных районах самозатене-
ние зданий.
В проектах сейсмостойких зданий к использованию таких
приемов нужно относиться с большой осторожностью во избе-
жание преждевременного разрушения от инерционных усилий
неразвязанных участков стен в местах уступов.
При безусловной композиционной необходимости использо-
вания таких приемов при строительстве в условиях расчетной
сейсмичности 8 и 9 баллов уступы следует устраивать на гра-
ницах отсеков здания за счет их взаимного смещения.
СНиП П-А. 12-69 допускает максимальную длину отсеков
сейсмостойких зданий 60 м, но при устройстве уступов, очевид-
но, потребуется применять более короткие отсеки, что снизит
экономичность проектного решения в целом.
Соблюдение второго принципа сейсмостойкого строительства
по снижению веса конструкций находилось в поле зрения проек-
135
тйровщиков с начала внедрения панельного домостроения, но
требование снижения центра тяжести сооружения для зданий
средней этажности входило в противоречие с требованиями
типизации. Только при проектировании зданий повышен-
ной этажности возникли предпосылки для соблюдения этого
условия.
Типизация планировочных решений и конструкций в панель-
ном домостроении определяет желательность и даже необходи-
мость использования однородных несущих конструкций по всей
высоте здания и, следовательно, получение одинаковых величин
масс конструкций по высоте здания, что не способствует сущест-
венному снижению центра тяжести сооружения.
Проработка вопросов устойчивости сейсмостойких зданий
повышенной этажности, а также результаты исследований умень-
шения ускорений и увеличения затуханий колебаний при за-
глублении фундаментов выявили пути снижения центра тяжести
многоэтажных зданий благодаря развитию подземной части по
высоте и ширине.
Величина заглубления фундаментов зданий повышенной
этажности назначается максимальной для данных грунтовых
условий строительства, технически и экономически приемлемой
для решения конструкций и технологии производства работ по
выполнению подземной части здания. Для повышения экономич-
ности использования объема подземного пространства преду-
сматривается размещение в нем складов, гаражей, предприятий
сети обслуживания и т. д. Характерно, что в строительстве зда-
ний повышенной этажности в Японии, на большой части сели-
тебных территорий которой сочетаются высокая расчетная сей-
смичность и слабые грунты, высота подземной части составляет
до Уз—V4 высоты надземной части здания.
Снижение веса конструкций сейсмостойких зданий, получен-
ное в результате замены традиционных конструкций панельны-
ми, весьма существенно (30—50%). В последние годы в сейсми-
ческих районах, как и в обычных условиях, скорее отмечается
увеличение массивности конструкций, чем их облегчение в связи
с возрастающими требованиями норм к звукоизоляции внутрен-
них ограждений.
В то же время теоретически обоснованы два возможных пути
дальнейшего снижения веса крупнопанельных сейсмостойких
зданий: первый из них — замена акустически однородных внут-
ренних ограждений акустически раздельными; второй путь —за-
мена несущих конструкций из тяжелого бетона легкобетонными
конструкциями, он доступен во многих сейсмических районах.
Помимо прямого уменьшения сейсмических усилий в конст-
рукциях (в результате снижения собственного веса) возможно
дополнительное снижение сейсмических усилий благодаря повы-
шению гибкости сооружения и, следовательно, увеличению пе-
риода свободных колебаний из-за меньших модулей упругости
136
легких бетонов по сравнению с тяжелыми, и, наконец, благодаря
уменьшению коэффициента динамичности при больших коэффи-
циентах поглощения энергии колебания в легких бетонах по
сравнению с тяжелыми.
По предварительным подсчетам комплексное (в вертикаль-
ных и горизонтальных конструктивных элементах) применение
легких бетонов позволяет уменьшить горизонтальные расчетные
сейсмические нагрузки на 20—30%.
Осуществление трех остальных принципов обеспечения сей-
смостойкости в панельном домостроении тесно связано с выбо-
ром конструктивной системы, ее элементов и связей между ними.
Преимущественное применение в проектировании сейсмо-
стойких зданий получила бескаркасная схема ячеистой структу-
ры IA. Использование этой схемы позволяет обеспечивать мак-
симальную пространственную жесткость сооружения, распола-
гать конструктивные связи между элементами только в местах
пересечения стен и стен с перекрытиями и придавать этим
связям необходимую прочность и жесткость. Однако это ие ис-
ключает возможности применения схем II и III с перекрытиями
из настилов. При применении этих схем повышаются требования
к конструкции стыков между элементами перекрытий по про-
дольным и поперечным граням настилов. Жесткие связи по этим
стыкам должны обеспечивать работу перекрытия на горизон-
тальные нагрузки как диафрагмы жесткости, способной вырав-
нивать горизонтальные перемещения поперечных стен при дей-
ствии сейсмической нагрузки поперек здания и горизонтальные
перемещения продольных стен при действии горизонтальных
сейсмических сил вдоль здания.
Характерно, что в сейсмостойком панельном домостроении
совершенно не получила распространения традиционная конст-
руктивная схема IV с продольными несущими стенами, которая
применялась на первых этапах индустриализации сейсмостойко-
го домостроения в строительстве крупноблочных зданий. Объяс-
няется это как особенностями развития производственной базы
крупнопанельного домостроения, ориентированной преимущест-
венно на ячеистую конструктивную структуру сооружений, так
и нецелесообразностью схемы с продольными стенами в усло-
виях сейсмичности. Применение ее неизбежно вызвало бы кон-
центрацию горизонтальных сейсмических усилий в редко распо-
ложенных поперечных диафрагмах и значительно усложнило бы
их конструкцию.
Ориентировочные рекомендации по применению конструктив-
ных схем крупнопанельных зданий при проектировании жилых
домов различной этажности (при наличии согласований на по-
вышение этажности) приведены в табл. 15.
На выбор отдельных конструктивных элементов здания — их
сеченрй, материала, разрезки и армирования также оказывают
решающее влияние требования сейсмостойкости.
137
Таблица 15
Предельная высота жилых зданий
Конструктивная схема
здания
Высота зданий (в этажах) для расчетной сейсмичности
в баллах
IA, IB
ПА, ПВ, IIIA, IIIB
12(16)
9(12)
9(12)
7(9)
7(9)
5(7)
Примечание. В скобках указана этажность зданий для эксперимен-
тального строительства, перед скобками — для массового.
Основные несущие конструкции сейсмостойкого здания —
продольные и поперечные стены — проектируют на восприятие
горизонтальных сейсмических сил, действующих вдоль и по-
перек здания, и на вертикальную нагрузку.
Внутренние несущие стены должны иметь, как правило, одно-
рядную разрезку, при этом вертикальные стыки между панеля-
ми желательно размещать в местах пересечения стен. Панели
стен формуют из тяжелого бетона марки не ниже 200 или легко-
го бетона марки 150 и выше. Армирование стеновых панелей да-
же в тех случаях, когда оно не требуется по расчету, назначает-
ся двухсторонним из сварных сеток и каркасов с количеством
вертикальной и горизонтальной арматуры не менее 0,6 см2/м
с каждой стороны вертикального и горизонтального сечения стен.
Назначение конструктивного армирования — предотвратить
хрупкое разрушение стен. С этой же целью прочность панели по
среднему сечению назначается больше прочности стены в зоне
горизонтального стыка.
Панели стен проектируют глухими или с проемами. В тех
случаях, когда по планировочному решению проем располагает-
ся близко к краю стены с образованием узкого (менее 50 см)
простенка, вместо панелей с проемом применяются Г-образные
или Т-образные (при двух проемах) панели с горизонтальными
консолями-перемычками, вылет которых равен суммарной шири-
не проема и простенка. Такая разрезка исключает раннее тре-
щинообразование в узких простенках и способствует улучшению
конструктивного решения связи перемычки с другими стеновыми
панелями.
При проектировании несущих стен сейсмостойких зданий раз-
работка конструкции перемычек над проемами — гораздо более
ответственная задача, чем в обычных условиях строительства
(исключая случаи решения перемычек в редко расположенных
вертикальных диафрагмах высотных зданий). Если в обычных
условиях перемычка работает главным образом на поперечный
изгиб от приходящейся на нее вертикальной нагрузки, то в сей-
смостойких зданиях, помимо этой функции, перемычки Ьыпол-
138
няют функции жестких связей, обеспечивающих совместную
работу на горизонтальные сейсмические воздействия разделен-
ных проемами простенков несущей стены, и, следовательно, по-
мимо прочности на изгиб должны обладать высоким сопротивле-
нием сдвигу.
Радикальная мера по повышению несущей способности пере-
мычек — увеличение их конструктивной высоты.
При нормативной высоте этажа жилых зданий 2,8 м (от пола
до пола), стандартной высоте проемов внутренних дверей 2,1 м
и платформенном стыке стен с перекрытиями высота перемычки
редко может оказаться более 50 см.
При высокой расчетной сейсмичности и повышенной этажно-
сти эта высота может оказаться недостаточной, что потребует
для увеличения высоты перемычки перехода на применение кон-
тактных стыков стен с перекрытиями. В свою очередь, примене-
ние таких стыков может вызвать дополнительные затруднения:
изменение технологической оснастки и др. В связи с этим, когда
это возможно (например, создание нового предприятия или но-
вого комплекса технологического оборудования), жилые здания
в районах с высокой расчетной сейсмичностью следует проекти-
ровать на основе конструктивной высоты этажа не менее 3 м.
Если увеличение высоты перемычки невозможно, ее несущую
способность можно повысить путем уширения панели в надпро-
емной зоне. Такое решение, доступное лишь при кассетном фор-
мовании панелей внутренних несущих стен, создает преимущест-
ва в конструировании стыков стен с перекрытиями.
Армирование перемычки-связи между простенками внутрен-
ней стены с проемами, противодействующей взаимному смеще-
нию торцовых граней простенков при действии на стену горизон-
тальной сейсмической нагрузки, должно быть симметричным
двойным с горизонтальными стержнями из стали с большой
площадкой текучести и вертикальными хомутами или сетками.
Горизонтальные стержни воспринимают осевые усилия от дву-
значного действия изгибающих моментов, хомуты — поперечные
силы. Опорные (под перемычками) зоны простенков также уси-
ливаются вертикальными хомутами или сетками. Плоские арма-
турные каркасы перемычек объединяют в пространственные
каркасы для предохранения от выпучивания сжатых участков
горизонтальных стержней. Горизонтальные стержни целесооб-
разно продлевать на всю длину простенков [12].
В коротких перемычках (пролет в свету около 1 м) дефор-
мации текучести горизонтальных арматурных стержней должны
предотвращать хрупкое разрушение бетона от действия попереч-
ных сил (рис. 65).
При необходимости расчетного армирования панелей внут-
ренних стен на восприятие сжимающих и растягивающих усилий
от действия изгибающего момента в плоскости стены расстанов-
ка арматуры зависит от наличия проемов в стенах.
139
В глухих стенах без проемов расчетную арматуру рекомендуй
ется концентрировать в краевых зонах стены (у сопряжений
с продольными стенами) и размещать в каналах, образуемых
торцами стыкуемых панелей. Поперечное сечение арматуры не
должно превышать 10% площади сечения канала.
В стенах с проемами вертикальную расчетную арматуру рас-
полагают по граням панелей и проемов, предусматривая в па-
нелях специальные гнезда для размещения и стыкования выпу-
сков вертикальной арматуры.
Рис. 65. Схемы армирования перемычек в сейсмостойких зданиях
а — высокой перемычки; б — иизкой перемычки
Толщина межкомнатных внутренних несущих стен назначает-
ся по расчету, но должна составлять не менее 12 см при выполне-
нии из тяжелого бетона и 14 см — из легкого; минимальная тол-
щина межквартирных стен, выполненных из тяжелого бетона,
16 см.
Горизонтальные стыки несущих стен сейсмостойких зданий
по длине стены испытывают неравномерные нормальные напря-
жения (иногда с двузначной эпюрой) и значительно большие по
величине (чем в обычных условиях) касательные напряжения.
Это требует специального конструктивного решения стыка, обес-
печивающего включение его по всей длине в работу на сдвиг и
восприятие нормальных напряжений разного знака. Традицион-
ное решение горизонтального стыка стен (платформенного или
контактного) с плоскими растворными швами в этих условиях
неприемлемо. Для сейсмостойких зданий применяются горизон-
тальные стыки шпоночного типа, прошедшие всестороннюю ла-
бораторную проверку.
В табл. 16 приведены распространенные и вновь предлагаемые
конструкции платформенных и контактных горизонтальных шпо-
ночных стыков стен. На разработку их конструкции значительное
влияние оказали два обстоятельства: традиционное решение
стыков платформенного типа и особенности развития индустри-
140
альной базы в сейсмических районах, основанной на изготовле-
нии панелей внутренних стен в кассетных формах. Такая техно-
логия не позволяет применять симметричное очертание шпонок,
так как не обеспечивает точной формовки вырезов и особенно
бетонных выступов по верхней горизонтальной грани панели.
В связи с этим горизонтальный шпоночный стык, как правило,
не имеет классической симметричной формы и устраивается с
односторонним вырезом по низу панели стены (стыки 1 и 2 в
табл. 16).
Монолитная шпонка в стыке может иметь гибкую или жест-
кую арматуру. Применение сборно-монолитных шпонок с устрой-
ством стыкового зуба поверху панели (стык 4) технологически
обеспечивается только при горизонтальном формовании панелей,
в связи с чем оно мало распространено. С учетом этой особеннос-
ти формования изделий инж. Д. Д. Сергеев предложил конструк-
цию горизонтального стыка с непрерывным рифлением по ниж-
ней грани панели и регулярными петлевыми выпусками по его
верхней грани — шпоночно-нагельную связь (стык 5). Стыки 1—
3 прошли всестороннюю экспериментальную проверку и приме-
няются в четырех-пятиэтажных домах при любой расчетной сей-
смичности и в девятиэтажных домах при сейсмичности 7—8
баллов. Шпоночно-нагельная связь еще не «получила эксперимен-
тальной проверки.
При повышенной этажности или расчетной сейсмичности 9
баллов конструкции платформенных стыков нецелесообразны,
так как многочисленные шпоночные вырезы ослабляют работу
горизонтального стыка на вертикальные нагрузки. В связи с
этим разработано и внедрено в экспериментальное строительст-
во несколько вариантов контактных шпоночных стыков (см.
табл. 16). Стык 6, применяемый в экспериментальном 12-этаж-
ном доме, представляет собой модификацию стыка серии 1-467
для сейсмических условий. Несимметричные монолитные шпонки
и связи между перекрытиями устраиваются в вырезах по низу
панелей стен, а вертикальная нагрузка с панели на панель пере-
дается через слой раствора. В шпоночных стыках, применяемых
в девятиэтажных домах в Ташкенте и в восьмиэтажных домах в
Алма-Ате, контактное сопряжение стен осуществляется через ар-
мированное монолитное бетонное ядро при минимальных пло-
щадках опирания перекрытия на стены (стыки 7 и 8).
В ташкентских стыках перекрытия опираются насухо зубча-
тыми выступами на панель стены, имеющей вдавленное рифление
по верхней грани. Вышележащая панель стены устанавливается
на штыревые фиксаторы с временным раскреплением на период
замоноличивания канала стыка (рис. 66).
В решении вертикальных стыков панелей несущих стен сей-
смостойких зданий определяющим является конструктивное обес-
печение совместной работы элементов стен в своей плоскости и
во взаимно пересекающихся плоскостях. Основные воздействия,
141
Таблица 16
Горизонтальные стыки несущих стен сейсмостойких зданий
№
п.п.
Наименование и эскиз стыка
Проект,
в котором
конструкция
применена,
или автор
проектного
п ре дложеиия
Рекомендуется
применять
3
Платформенный с железобетон-
ными шпонками
Платформенный с железобетон-
ными шпонками, с жесткой ар-
матурой
Платформенный со стальными
шпонками
I
Серия
1-464АС
(ЦНИИЭП
жилища)
Вариант
серии
1-464АС
для Скоп-
ле (СФРЮ)
1-464АС
В стенах зданий
средней этажности
при различной сей-
смичности; в зда-
ниях повышенной
этажности при
сейсмичности 7—
8 баллов; прн вер-
тикальном формо-
вании панелей
стен
То же
142
Продолжение табл. 16
№
п.п.
Наименование и эскиз стыка
Проект,
в котором
конструкция
применена,
или автор
проектного
предложения
Рекомендуется
применять
Платформенный со сборно-мо-
нолитным и шпонками
Предло-
жение
ЦНИИСК
им. В. А.
Кучеренко
То же, прн гори-
зонтальном фор-
мовании панелей
Шпоночно-нагельный контакт-
ный
Проектное
предложение
Д. Д. Сер-
геева
В стенах зданий
средней этажности
при различной
сейсмичности и
вертикальном фор-
мовании панелей
стен
Контактный с железобетонны-
ми шпонками
Серия
1-467С
(КБ по же-
лезобетону)
То же
143
Продолжение табл, 16
№
л.п.
Наименование и эскиз стыка
Проект,
в котором
конструкция
применена,
или автор
проектного
предложения
Рекомендуется
применять
Контактный с непрерывным рифлением
То же
Серии де-
вятиэтаж*
ных домов
для Таш-
кента (фирма
«Р. Камю»)
В восьми-девяти-
этажных зданиях
при сейсмичности
9 баллов
Серии вось-
миэтажных
домов для
Алма-Аты
(ЦНИИЭП
жилища)
То же
которым подвергаются вертикальные стыки стеновых панелей,—
усилия сдвига. Для размещения необходимых связей на воспри-
ятие этих усилий нужно увеличенное сечение каналов стыков.
Поэтому в проектах сейсмостойких зданий никогда не применя-
ется заведение торцов панелей в канал стыка, а наоборот, сече-
ние последнего увеличивается путем соответствующего укороче-
ния стыкуемых панелей.
В результате испытаний различных видов и очертаний замо-
ноличенных вертикальных стыков (с параллельными гранями,
единичными шпонками, непрерывным рифлением, рассредото-
ченным армированием и т. д.) установлено, что рифление граней
при замене точечных стальных связей рассредоточенными обес-
печивает максимальную прочность и трещиностойкость стыков
при минимальном расходе стали (расход стали по зданию в це-
лом снижается на 2—3%) и приближает условия их работы к
расчетным благодаря равномерному распределению напряжений
в связях.
Все вышесказанное о прочности стыков сейсмостойких зда-
ний справедливо при обеспечении проектной прочности бетона
144
и раствора в стыках, что делает работу по выполнению стыков
наиболее ответственной из построечных операций. Поэтому и
проектные решения и технология возведения должны способст-
вовать получению необходимой прочности стыков; Для этого
марка раствора замоноличивания назначается не менее 100, а
марка бетона замоноличивания — равной марке бетона стеновых
панелей, но не ниже 150 для стен из легкого бетона и 200 для Стен
из тяжелого бетона. Проектное решение вертикальных замоно-
личенных стыков с укороченными панелями и расширенным ка-
рие. 66. Горизонтальный стык внутренних стен и перекрытий в девятиэтажных
домах в Ташкенте
налом требует установки опалубки для выполнения стыка, что
позволяет контролировать его заполнение бетоном.
В проектах предусматривается вибрация бетона замоноличи-
вания, повышающая прочность его сцепления с бетоном панелей.
Все рассмотренные принципы конструирования стыков пане-
лей несущих внутренних стен справедливы и для стыков панелей
несущих наружных стен.
Продольные несущие наружные стены сейсмостойких зданий
проектируют по принципу многоэтажной многопролетной рамы,
работающей на действие горизонтальной нагрузки в плоскости
рамы, в которой простенки играют роль стоек, а перемычки —
ригелей.
10-53
145
Наиболее распространенная и оправдавшая себя в практике
строительства однорядная разрезка наружных стен не вполне
отвечает такой расчетной схеме. В связи с этим по вертикаль-
ным и горизонтальным стыкам панелей предусматриваются свя-
зи, обеспечивающие совместную работу разрезанных вертикаль-
ным швом простенков и горизонтальным швом перемычек.
Отмеченное несоответствие расчетной схемы и разрезки оп-
ределило появление проектных предложений по другим видам
разрезок наружных стен — Д_- и Ш-образным, позволяющим со-
хранить нерассеченными перемычки и простенки, либо разрезку
на элементы типа двутавров высотой в этаж — единичных или
двойных, при которой остаются нерассеченными только прос!енки
(см. табл. 7). Однако, получив эпизодическое применение, такие
разрезки не имели в дальнейшем широкого распространения. Со-
хранение традиционной разрезки определяется не только ее об-
щестроительными преимуществами, но также и тем, что она- в
статическом и конструктивном отношении более приемлема, если
рассматривать работу сооружения в целом, а не только в фасад-
ной плоскости стены. Размещение горизонтальных стыков при
такой разрезке в плоскости перекрытий позволяет надежно свя-
зать наружные стены с перекрытиями, а размещение вертикаль-
ного стыка панелей наружных стен в местах пересечения с внут-
ренними позволяет придать необходимую прочность и жесткость
этому сопряжению.
В сейсмостойком строительстве, как и в строительстве для
обычных условий, имелись предложения по однорядной разрезке
на одно- и двухмодульные панели с поэтажной перевязкой вер-
тикальных швов между панелями. Такая конструкция безуслов-
но, повышает жесткость стен в своей плоскости, однако длитель-
ность этого эффекта определится временем образования и рас-
крытия самопроизвольных вертикальных температурных швов
(трещин) по перевязанному сечению. Вертикальные волосные
температурные трещины в этих местах образуются уже в первые
годы эксплуатации здания. Время полного развития трещины по
всей высоте стены зависит от природно-климатических ус-
ловий района строительства и материала стен, но по всей
вероятности ограничивается годами, а не десятилетиями,
что ставит под сомнение эффективность перевязки пане-
лей.
Торцовые несущие наружные стены проектируют с той же раз-
резкой, что и продольные стены. При большом числе проемов
торцовые наружные стены конструируют аналогично продоль-
ным, как многопролетные многоэтажные рамы.
Торцовые стены с малым числом окон конструируют по тому
же принципу, что и внутренние стены с проемами. При этом свя-
зи в вертикальных и горизонтальных стыках должны обеспечи-
вать совместную работу сопряженных простенков и поясов па-
нелей.
146
Панели наружных стен проектируют из тяжелого бетона в
виде трехслойной конструкции с эффективными утеплителями
либо из конструктивно-теплоизоляционного легкого бетона одно-
или двухслойными.
При проектировании конструкций наземной части сейсмостой-
кого здания желательно соблюдение принципа единства несущего
материала для внутренних и наружных стен. Применение для
жестко связанных конструкций наружных и внутренних стен ма-
териалов с одинаковыми или близкими показателями деформа-
тивности исключает преждевременное расстройство стыков вслед-
ствие различий в температурно-влажностных деформациях ма-
териалов и предотвращает снижение прочности стыков. В связи
с этим для сейсмостойких зданий с внутренними несущими кон-
струкциями из тяжелого бетона рекомендуется применять двух-
слойные или трехслойные панели наружных стен с внутренним
несущим слоем из тяжелого бетона. Трехслойные стены реко-
мендуется проектировать с гибкими связями. Толщина внутрен-
него слоя панели должна быть не менее 10 см при выполнении
из тяжелого бетона и 12 см — из легкого.
В зданиях с внутренними несущими конструкциями из легких
бетонов рационально применение легкобетонных двухслойных
или трехслойных наружных стен.
Для уменьшения деформаций стыков между панелями из бе-
тона на пористом заполнителе рекомендуется панели стен до-
ставлять на строительство в высушенном состоянии (с влажно-
стью не более 10%). Применение однослойных наружных стен
из бетонов на пористых заполнителях допускается при марке бе-
тона не ниже 75. Стыки рекомендуется замоноличивать конст-
руктивным бетоном на пористых заполнителях с применением
высокопрочного расширяющегося цемента.
Применение легкобетонных наружных стен при внутренних
конструкциях из тяжелого бетона возможно в зданиях не более
пяти этажей в районах с расчетной сейсмичностью 7—8 баллов.
Марка бетона наружных стен в таких случаях определяется рас-
четом, но должна быть не менее 75. При большей этажности при-
менение легкобетонных несущих наружных стен в сочетании с
внутренними несущими конструкциями из тяжелого бетона неце-
лесообразно.
Расчетное армирование панелей наружных стен на действие
вертикальной нагрузки, как правило, не требуется. Конструктив-
ное армирование несущих наружных стен количественно то же,
что и внутренних (не менее 0,6 см2/м с каждой стороны верти-
кального и горизонтального сечений).
Схема размещения конструктивной арматуры та же, что и в
панелях стен в обычных условиях строительства, за исключением
случаев армирования панелей однослойной конструкции из лег-
ких бетонов. Для этих панелей по условиям сейсмостойкости
армирование поперечными каркасами дополняется сетками вдоль
10*
147
лицевых поверхностей панелей. Назначение дополнительного ар-
мирования— сокращение развития трещин в конструкции при
сейсмических воздействиях.
Расчетное армирование наружных стен на горизонтальные
нагрузки осуществляется сварными каркасами, расположенными
по контуру панелей и проемов соответственно статической схеме
их работы, как многоэтажной многопролетной рамы. Для стыко-
вания выпусков этой арматуры устраиваются специальные гнез-
да по контуру панелей.
Конструкции перекрытий в зданиях ячеистой структуры пред-
почтительно выполнять из панелей сплошного сечения размером
на комнату. Материалом панелей может служить тяжелый бетон
марки 200 или легкий марки 150.
Для перекрытий сейсмостойких зданий высотой до пяти эта-
жей и расчетной сейсмичности 7—8 баллов многопустотные на-
стилы допускается применять только с круглыми пустотами при
условии заделки торцов пустот, входящих в платформенный стык
стеновых панелей. При большей этажности нлн сейсмичности
применение многопустотных настилов допускается лишь при кон-
тактных стыках.
С точки зрения требований сейсмостойкости при проектиро-
вании перекрытий основным является конструктивное обеспече-
ние совместной работы элементов перекрытия в своей плоскости
(как горизонтального диска) и устройство жестких связей со
стенами. В зданиях ячеистой структуры эти требования в значи-
тельной степени удовлетворяются путем защемления панелей пе-
рекрытия по контуру в платформенных стыках со стенами и уст-
ройства стальных связей на сварке закладных деталей или арма-
турных выпусков.
В перекрытиях из настилов необходимо применение дополни-
тельных конструктивных мер для обеспечения совместности их
работы. Особенно ответственны в этих случаях сопряжения про-
дольных граней настилов друг с другом и с продольными стена-
ми, где имеет место примыкание перекрытия к стене, а не опира-
ние на нее. В связи с этим сопротивление сдвигающим усилиям
по стыку перекрытия со стеной или между настилами могут обес-
печивать только срязи между этими конструкциями. Для надеж-
ной анкеровки связей в бетоне настила его крайние пустоты
не отформовываются — продольные краевые участки настила
получают сплошное сечение. В зоне расположения стальных вы-
пусков устраивают шпоночные гнезда, которые так же, как и пря-
молинейные участки продольного шва между настилами либо
настилом и стеной, замоиоличиваются тяжелым мелкозернистым
бетоном или раствором.
Еще более эффективная мера повышения совместности рабо-
ты наряду со сваркой арматурных выпусков настилов — устрой-
ство зубчатой рифленой поверхности у стыковых граней настилов
(с глубиной рифления не менее 30 мм) не только потому, что
148
сопротивление сдвигу замоноличенных зубчатых швов в 2,5 ра-
за выше, чем у Плоских, но также и потому, что такая конструк-
ция лучше обеспечивает работу стыков в стадии пластичности,
так как сопротивление смятию в таких стыках ниже, чем сопро-
тивление сдвигу. В связи с этим до включения в работу связей
сдвига (отдельных армированных шпонок) происходит частич-
ная потеря динамической энергии сейсмической нагрузки на пре-
одоление сопротивления смятию. Впоследствии сейсмические уси-
лия сдвига в шпонках также окажутся ниже первоначальных
благодаря увеличению податливости стыка при смятии.
В местах опирания торцовых участков настилов на попереч-
ные внутренние стены помимо устройства растворных швов над
перекрытием и под ним должна предусматриваться сварка вы-
пусков арматуры в двух уровнях: по верху и по низу настилов.
Особенно ответственно устройство этих стальных связей при опи-
рании перекрытий на консоли или при «точечных» опираниях пе-
рекрытий пальцами. В целях обеспечения наиболее жесткой свя-
зи настилов друг с другом и с панелями стен в этих случаях ре-
комендуется предусматривать размещение и сварку выпусков
арматуры перекрытий в зоне расположения замоноличиваемых
шпонок в горизонтальных стыках стеновых панелей.
Сечения стальных связей в стыках всех конструктивных эле-
ментов сейсмостойких зданий определяются расчетом, но долж-
ны составлять согласно СНиП П-А. 12-69 не менее 1 см2/м длины
стыка.
ГЛАВА2
ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУИРОВАНИЯ ЗДАНИЙ,
СТРОЯЩИХСЯ
НА ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ
Вечномерзлые грунты распространены на большей части I
климатического района СССР, для которого характерны суро-
вый климат с длительной зимой (от 185 до 305 дней), кругло-
годичный период отопления зданий (районы Крайнего Севера),
низкие зимние температуры воздуха (от —50 до —70°С), снеж-
ные заносы на большей части территории, частые и сильные зим-
ние ветры в прибрежной полосе зоны. Из-за сурового климата
территория этого района мало заселена и освоена. Производст-
венная база строительной индустрии развита слабо. Крупнопа-
нельное домостроение представлено несколькими предприятия-
ми общей мощностью около 400 тыс. м2 жилой площади в год.
Отсутствие строительной промышленности, малая освоенность
территории, ограниченность и периодичность транспортных свя-
зей городов и поселков между собой, а также с городами сред-
149
них широт — все это крайне затрудняет и удорожает строитель-
ство. Стоимость пятиэтажных жилых зданий в этой зоне на
70—200% выше, чем в средней полосе страны. В то же время
наличие на территории зоны мощных месторождений нефти, га-
за, цветных металлов и других полезных ископаемых определя-
ет необходимость развития добывающей промышленности и, как
следствие, значительного расширения объемов жилищного строи-
тельства.
В условиях сурового климата крупнопанельное домостроение
должно стать основным методом жилищного строительства вви-
ду его минимальной трудоемкости и высокой заводской готов-
ности. Несмотря на крайне ограниченный объем внедрения круп-
нопанельного домостроения в этом районе его стоимость ниже,
чем кирпичного, на 4—16%.
1. Конструктивные системы зданий
Выбор конструктивной системы жилых зданий в I климати-
ческом районе связан с учетом геологических условий строитель-
ства, поскольку в некоторых случаях это влияние оказывается
решающим.
Состав и гидротермические характеристики вечномерзлых
грунтов различны, поэтому различны и их деформативность при
оттаивании и влияние последней на сохранность наземных кон-
струкций.
Основания из непросадочных при оттаивании грунтов (скаль-
ные породы, полускальные породы с незначительными трещина-
ми, не заполненными льдом, сыпучемерзлые гравелистые или
песчаные грунты, не смерзшиеся из-за малого льдосодержания)
позволяют осуществлять строительство способами, принятыми
в умеренном климате. В этих условиях можно устраивать теп-
лые подвалы и подземную прокладку инженерных коммуника-
ций, включая теплофикационные сети. Работы нулевого цикла
достаточно экономичны, и геологические условия района строи-
тельства не влияют на выбор конструктивной системы-.
Если основанием служат льдонасыщенные грунты, просадоч-
ные при оттаивании, выбор способа строительства определяется
гидротермическими особенностями грунта и климатическими па-
раметрами района строительства. В тех случаях, когда на глу-
бине нулевых годовых амплитуд (около 10—15 м) температура
грунта менее —2° С, строительство можно осуществлять по I
принципу (СНиП П-Б.6-66), сохраняя вечномерзлое состояние
оснований. Грунты с такими гидротермическими характеристи-
ками обычно встречаются в районах со среднегодовой темпера-
турой воздуха ниже —2,5° С, расположенных в северной и от-
части в средней зонах вечной мерзлоты.
Для сохранения вечномерзлого состояния грунта проектиру-
ют минимальное число связей сооружения с основанием, приме-
150
няя столбчатые или свайные фундаменты и изолируя тепловы-
деления здания от основания путем устройства между зданием
и основанием проветриваемого подполья. Высоту подполья опре-
деляют теплотехническим расчетом с учетом сохранения требуе-
мого температурного режима грунтов в основании, а также в за-
висимости от места размещения санитарно-технических комму-
никаций. Наиболее целесообразен фундамент из одиночных свай
с монолитным или сборно-монолитным ростверком. Такая кон-
струкция фундамента на 20—30% дешевле и в 7—8 раз менее
трудоемка, чем столбчатая.
При строительстве по I принципу с сохранением вечномерз-
лого состояния грунтов деформативность основания не влияет
на выбор конструктивных систем, и несущие конструкции про-
ектируются без учета осадочных деформаций основания. По-
этому конструктивную систему здания можно выбирать исходя
из экономических соображений. Технико-экономические иссле-
дования конструктивных систем крупнопанельных жилых домов
применительно к эталонным для Крайнего Севера планировоч-
ным решениям четырех- и девятиэтажных домов были проведе-
ны в ЛенЗНИИЭПе.
В отличие от характерной для центральных районов страны
экономической равноценности бескаркасных конструктивных
схем в условиях I климатического района выявились очевидные
преимущества схем III и IV с перекрытиями 6 м и более. Ос-
новной причиной большой экономичности этих схем является
экономия на конструкциях нулевого цикла (табл. 17).
Стоимость и трудоемкость устройства конструкций нулевого
цикла в зданиях схемы IV примерно на 30% ниже, чем в схе-
ме I, а в схеме III занимают промежуточное положение между
схемами I и IV. В связи с этим для типового проектирования
крупнопанельных домов (при строительстве по I принципу) ре-
комендуется применение бескаркасных конструктивных схем
III и IV.
При строительстве по II принципу (с допущением протаива-
ния просадочных грунтов) деформации основания отражаются
на целостности наземных конструкций. Для снижения деформа-
тивности оснований применяют предпостроечное оттаивание и
обезвоживание грунтов деформируемой зоны или их экскавацию
с заменой непросадочным грунтом. Иногда предварительное
устранение просадочности оттаивающих оснований невозможно
или экономически нецелесообразно. В этих случаях при проек-
тировании конструкций зданий необходимо учитывать неравно-
мерные деформации основания при его протаивании в процессе
эксплуатации здания.
Многолетние натурные наблюдения НИИОСПа показали,
что здания разных конструктивных схем по-разному реагируют
на неравномерные деформации протаивающих грунтов. Здания
«относительно жесткие» (с рамными стальными и железобетон-
151
Таблица 17
Технико-экономические показатели по проектам
свайных фундаментов для четырех- и девятнэтажных
крупнопанельных жилых домов разных конструктивных систем
(на 1 м2 полезной площади дома)
Конструктнвная система	Расход			Стоимость, р.
	бетона, м3 |	вяжущего, кг	стали, кг	
Бескаркасная IA	0,081	27,55	13,3	11,5
	0,068	23,1	11,3	9,3
	0,069	23,45	11,05	9,55
»	ШБ	0,07	23,6	* 11,3	9,39
	0,062	21,08	9,3	8,11
»	IV	0,06	20,4	8,66	7,62
Полный продоль-	0,065	22,1	10,2	10,42
ный каркас	0,061	20,73	9,12	8,18
Примечание. Показатели в числителе — для четырехэтажных, в зна-
менателе— для девятиэтажных зданий.
ними конструкциями, с каменными и армокаменными конструк-
циями) получают при неравномерных деформациях основания
существенные повреждения. Здания «нежесткие» (с разрезными
деревянными и стальными конструкциями или с неразрезными,
но допускающими возникновение пластических шарниров) сво-
бодно следуют за деформациями основания, почти без повреж-
дений. Здания «весьма жесткие» (из независимых блоков или
при ограниченных размерах в плане) малочувствительны к не-
равномерным деформациям основания.
Из малочувствительных к деформациям основания схем со-
оружений для капитального жилищного строительства по усло-
виям эксплуатации приемлема только жесткая схема. Оптималь-
ный вариант жесткой схемы определяется характером деформа-
ций основания. Мерзлым грунтам присущи деформации в виде
чаши протаивания, приблизительно повторяющей контур возве-
денного на этих грунтах здания. При этом глубина протаивания
под серединой здания в 1,5—2 раза больше, чем под краями со-
оружения. Соответственно развиваются и осадки под наружны-
ми и внутренними стенами здания. Деформации изгиба здания
в поперечном направлении определяют выбор конструктивной
схемы. Очевидно, что в схеме с продольными несущими стенами,
маложесткой в поперечном направлении, трудно избежать пе-
152
рекоса перекрытий при просадке внутренней продольной несу-
щей стены. Для таких условий более надежна схема без внут-
ренней продольной стены, либо схема с поперечными стенами»
достаточно жесткими для работы в качестве однопролетной кон-
струкции с опиранием только на две точки по краям сооружения
и с завешиванием внутренней продольной стены на поперечные
стены (рис. 67).
Рис. 67. Конструктивная
система бескаркасного
здания для эксперимен-
тального строительства
по II принципу на проса-
дочных при протаивании
вечномерзлых грунтах
/ — железобетонная балка;
2 — внутренняя стена (бал-
ка-стенка); 3 — шпоночный
стык между панелями внут-
ренней стены
Таким образом, при строительстве на просадочных при от-
таивании грунтах выбор конструктивной схемы зданий ограни-
чен. Геологические условия диктуют необходимость применения
жесткой схемы здания с поперечными несущими стенами, а иног-
да и разрезки его на отдельные отсеки длиной в одну-две сек-
ции. Фундаменты отсеков выполняют из монолитного бетона
в виде перекрестных лент или плиты.
Ширина деформационного шва между отсеками b должна
быть не менее 10 см в зданиях высотой до пяти этажей вклю-
чительно. В зданиях большей высоты она должна составлять
&=10+2(Л—5), где h — число этажей.
Торцовые стены отсеков, примыкающие к деформативному
шву, выполняют из панелей наружных стен.
2. Конструктивные элементы зданий
Конструкции нулевого цикла зданий, строящихся по I прин-
ципу, разрабатываются с учетом необходимости сохранения
грунтов основания в мерзлом состоянии и обеспечения мини-
мального влияния больших температурных перепадов (годовая
амплитуда до 90°) на конструкции свай, ростверков и опираю-
щихся на них стен.
153
Для сохранения грунтов основания в мерзлом состоянии про-
ветриваемое подполье с естественной или с побудительной цир-
куляцией воздуха устраивается под всем зданием. Высота под-
полья (от уровня пола подполья до низа цокольного перекры-
тия) составляет не менее 1,2 м.
В проветриваемом подполье пол устраивается водонепрони-
цаемым (бетонное покрытие) с уклоном не менее 20% в сторону
водоотводного лотка, а отмостка вокруг здания имеет ширину
не менее 1,5 м с уклоном 0,2 от здания. Низ вентиляционных
продухов в ограждении проветриваемого подполья отстоит от
уровня отмостки на 25 см.
При проектировании свайных фундаментов должна исклю-
чаться опасность проявления температурных усилий в виде ха-
рактерных деформаций:
среза головок свай при температурных укорочениях жестко
связанного с ним ростверка;
разрывов ростверка с самопроизвольным образованием в нем
температурных швов;
разрывов кладки (образование вертикальных трещин в клад-
ке или раскрытие вертикальных стыков панели над температур-
ными трещинами в ростверке).
Срез головок свай можно исключить при замене работы сваи
на сдвиг работой на изгиб за счет снижения жесткости сваи пу-
тем уменьшения ее сечения и увеличения свободной длины. Ре-
комендуется применять сваи сечением не более 30X30 см. Для
увеличения свободной длины сваи некоторые авторы предлага-
ют увеличить высоту подполья, что малоприемлемо по функ-
циональным и экономическим условиям. Более целесообразно
включать в свободную длину часть сваи в верхней зоне грунта
при устройстве свободного (гидроизолированного) зазора в бе-
тонной подготовке пола подполья по контуру сечения сваи.
Для исключения- разрыва ростверка в нем предусматрива-
ются температурно-усадочные швы, расстояние между которы-
ми определяется расчетом фундаментов как многопролетных
рам на действие годовой амплитуды температур наружного воз-
духа и усадки бетона с учетом его армирования.
Швы ростверка совмещаются с вертикальными швами стено-
вых панелей. Стык панелей в этих местах имеет эластичное за-
полнение и перекрыт нащельником, допускающим свободу тем-
пературных деформаций вертикального стыка.
Натурными исследованиями установлено, что температурный
режим помещений и полов в первом этаже над проветриваемым
подпольем не соответствует гигиеническим требованиям сани-
тарных норм [3]. В связи с этим с 1970 г. введены в действие
дополнения к СНиП П-Г.7-62 по устройству обогревае-
мых полов первых этажей с помощью регистров или
змеевиков с горячей водой, теплым воздухом или электриче-
ством (рис. 68).
154
Для утепления цокольного перекрытия следует применять
плитный утеплитель из неорганических материалов, поверх ко-
торого необходимо устраивать непрерывный пароизоляционный
слой.
На выбор типов внутренних несущих конструкций условия
строительства влияния не оказывают. Здесь рекомендуется при-
менять изделия, проверенные в практике массового строитель-
ства для обычных условий: для внутренних стен — бетонные и
Рис. 68. Обогреваемые полы в цокольных перекрытиях над проветриваемым
подпольем
а — теплым воздухом; б — трубами с горячей водой в воздушной прослойке под полом;
в— то же, при замоноличивании труб в теплопроводный слой; г — греющим электро-
кабелем; 1 — пол; 2—воздушная прослойка; 3— лага; 4—прорезь в лаге; 5 — пароизо-
ляция; 6—цементная стяжка; 7 — жесткий утеплитель; 8—воздухонепроницаемый слой;
9— панель перекрытия; 10 — отопительный трубопровод; 11— трубы с горячей водой;
/2 — теплопроводный слой; 13 — греющий электрокабель; 14 — сетка заземления; /5 — под-
польный канал; 16— наружная стена; 17—железобетонный ростверк; 18 — свая; 19—алю-
миниевая фольга
железобетонные панели сплошного сечения, для перекрытий —
панели сплошного и многопустотного сечения. Специфика в этом
случае возникает главным образом при решении сопряжений
несущих элементов. Если в южной части I климатического рай-
она можно принять распространенные решения соединений на
цементном растворе с противоморозными добавками и сварные
или петлевые замоноличиваемые стальные связи, то для Край-
него Севера, где под действием низких температур падает на-
дежность сварных швов и снижается эффективность применения
е цементном растворе противоморозных добавок, необходимы
другие решения. Низкие температуры наружного воздуха исклю-
чают возможность применения мокрых процессов. Специальные
конструкции стыков для применения в условиях Крайнего Севе-
ра еще не разработаны, однако в практике проектирования из-
155
вестны приемы» которые можно использовать. В зданиях высо-
той до пяти этажей, строящихся по I принципу, может быть
допущена проверенная в ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко и испы-
танная на экспериментальном строительстве в Москве конструк-
ция платформенных стыков стен с перекрытиями на сухих про-
кладках, а в зданиях высотой до девяти этажей — конструкция
контактных сухих монтажных стыков с зачеканкой полости сты-
ка раствором после пуска отопления.
Стальные связи между панелями в зданиях, строящихся по
I принципу, рекомендуется проектировать сварными либо с при-
менением проверенных в Москве и Ленинграде болтовых или
замковых конструкций.
Сопряжения, работающие на сдвиг, рекомендуется разме-
щать со стороны помещения, предусматривая возможность до-
ступа к ним для проведения работ по замоноличиванию после
пуска отопления.
Суровый климат ! климатического района обусловливает по-
вышение требований к конструкциям наружных стен. Однако
в практике строительства крупнопанельных домов на Крайнем
Севере до настоящего времени применяют главным образом те
же конструкции стен, что и для центральной части страны: од-
нослойные конструкции наружных стен из керамзитобетона
(Магадан) или неавтоклавного газозолобетона (Норильск и Вор-
кута). Значительно реже применяют трехслойные панели из тя-
желого бетона с жесткими теплопроводными бетонными соеди-
нительными ребрами. Конструкции заполнения оконных про-
емов до последнего времени принимали стандартными с двумя
рядами остекления в деревянных переплетах.
Красноярский Промстройниипроект и Институт гигиены
им. Эрисмана провели натурные исследования эксплуатируемых
зданий, в которых применены такие конструкции. Исследования
показали, что в большинстве помещений отсутствовал благо-
приятный температурный режим, что объясняется недостатками
конструкций стен и избыточными теплопотерями через окна.
Наружные стены из однослойных газозолобетонных панелей
запроектированы с минимальным сопротивлением теплопереда-
че (по СНиП П-А.7-62) и имеют эксплуатационные дефекты.
Наружные стены трехслойной конструкции со сквозными теп-
лопроводными включениями в местах соединительных ребер
(серия 1-464М) промерзают по теплопроводным включениям.
Температура на внутренней поверхности стыков значительно ни-
же требуемой СНиП, а в ряде случаев отмечено промерзание
стыков. Это свидетельствует о необходимости изменения конст-
рукций панелей стен, их стыков и окон.
Массовое капитальное жилищное строительство панельных
зданий следует развивать на базе использования бетонных сло-
истых конструкций наружных стен. Особенно желательно при-
менение трехслойных панелей, которые могут обеспечить наи-
156
более благоприятный режим помещений из-за высокого сопро-
тивления железобетона воздухопроницанию и возможности
значительно увеличить сопротивление теплопередаче наружных
стен при использовании эффективных утеплителей. Конструкцию
трехслойных панелей следует применять в варианте с гибкими
связями. Сопротивление теплопередаче таких стен следует уве-
личить до Ropt, что значительно сократит расход на отопление
(в .1 районе стоимость привозного топлива в 3—5 раз выше, чем
в средней полосе страны).
Специфических решений требует конструирование воздухоне-
проницаемых и теплоизолирующих стыков между панелями на-
ружных стен.
Основные меры по обеспечению воздухонепроницаемости сты-
ков, применяемые в средней полосе страны (герметизация и за-
моноличивание канала стыка плотным бетоном), неэффективны
при низких температурах: герметики теряют эластичность, а бе-
тон замоноличивания при производстве работ не всегда полу-
чает необходимую сплошность и плотность. В новых типовых
проектах необходимо применить дополнительные конструктив-
ные мероприятия по снижению воздухопроницаемости стыков:
устройство наружных нащельников или внутренних раскладок
по стыкам, стыкование панелей внахлестку или вчетверть.
Значительное улучшение температурного режима помещений
обеспечит внедрение окон с трехрядным остеклением по
ГОСТ 16289—70.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Доклады симпозиума комиссии 41 CIB по многоэтажным зданиям в
Москве. М., ЦНИИЭП жилища, 1971.
2.	Дыховичный Ю. А. Конструирование и расчет жилых и общественных
зданий повышенной этажности (опыт московского строительства). М, Строй-
издат, 1970.
3.	Задерман А. А. Техническая эксплуатация полносборных крупнопанель-
ных жилых домов. Л., Стройиздат, 1970.
4.	Любимова М. С. и др. Экономика сборных конструкций жилых зданий.
М., Стройиздат, 1974.
5.	Маклакова Т. Г. Физико-технические свойства конструкций крупнопа-
нельных зданий. М., Стройиздат, 1966.
6.	Маклакова Т. Г. Конструирование крупнопанельных жилых зданий с
учетом природно-климатических н инженерно-геологических воздействий. М.,
ЦНТИ Госгражданстроя, 1969.
7.	Морозов Н. В. Конструкции стен крупнопанельных жилых зданий. М.,
Стройиздат, 1964.
8.	Поляков С. В. Сейсмостойкие конструкции зданий. М., «Высшая шко-
ла», 1969.
9.	Поляков С. В. и др. Проектирование сейсмостойких зданий. М., Строй-
издат, 1971.
10.	Работа конструкций жилых зданий нз крупноразмерных элементов.
Сборники статей, вып. 1—4. М., Стройиздат, 1963, 1966, 1971, 1974.
11.	Рекомендации по обеспечению нормативной звукоизоляции огражда-
ющих конструкций жилых зданий. М., ЦНИИЭП жилища, 1972.
12.	Сергеев Д. Д. Проектирование крупнопанельных зданий для сложных
геологических условий. М., Стройиздат, 1973.
13.	Теслер П. А., Кобринский Г. С. Клееные яченстобетонные панели
для жилых зданий н узлы их соединения. М., Стройиздат, 1966.
14.	Шишкин А. А. Сопротивляемость крупнопанельных зданий воздейст-
вию случайных нагрузок по натурным данным и учет ее при проектировании.
Сборник трудов ЦНИИСК, вып. 10, 1970.
15.	Указания по проектированию конструкций крупнопанельных жилых
домов. (СН 321-65). М., Стройиздат, 1966.
16.	Comite Europeen du beton. Recommandations internationales unifiecs
pour le calcul et I’execution des constructions de grand format. Paris, 1967.
17.	Hercholdt G. Industrieller Wohnungsbau. Band 2. Plattenbauweise. Ber-
lin, 1963.
18.	Lewicki B. Budynki mieszkalne z prefabrication welkowymarowych. Ar-
kadi. Warszawa, 1964.
19.	Sebestyen G. Large-panel Building. Akademiae Kiado. Publishing Hau-
se of the Hungarian Academy of sciences. Budapest, 1965.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение...................................................  -	3
ЧАСТЬ I. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ КРУПНОПАНЕЛЬНЫХ
ЗДАНИИ......................................................... 5
Глава 1. Выбор конструктивной системы здания...................... 5
1.	Конструктивные схемы бескаркасных зданий.........’ . .	8
2.	Комбинированные конструктивные системы..................... 18
3.	Сравнительная оценка конструктивных систем и конструктивно-
геометрических схем зданий................................... 23
Глава 2. Пространственная жесткость и устойчивость конструкций
здания....................................................... 27
Глава 3. Учет температурных воздействий......................... 36
ЧАСТЬ II. КОНСТРУИРОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЗДАНИЙ . .	39
Глава 1, Наружные стены......................................... 39
1.	Общие требования.......................................... 39
2.	Разрезка наружных стен.................................... 41
3.	Конструкции бетонных панелей.............................. 48
4.	Стыки и связи бетонных панелей............................ 69
5.	Стены из листовых материалов.............................. 96
Глава 2. Внутренние несущие стены.................. ,	. . . .	99
1.	Конструкции панелей стен.................................. 99
2.	Горизонтальные стыки..................................... 106
3.	Вертикальные стыки...............................   Н7
Глава 3. Перекрытия............................................ 118
ЧАСТЬ III. СПЕЦИФИКА КОНСТРУИРОВАНИЯ ЗДАНИЙ ДЛЯ СТРОИ-
ТЕЛЬСТВА В ОСОБЫХ ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЯХ.......................... 129
Глава 1. Особенности конструирования сейсмостойких зданий ....	129
Глава 2. Особенности конструирования зданий, строящихся на вечно-
мерзлых грунтах.............................................. 149
1. Конструктивные системы зданий.................... : :	150
2. Конструктивные элементы	зданий........................... 153
Список литературы.............................................. 158
ТАТЬЯНА ГЕОРГИЕВНА МАКЛАКОВА
КОНСТРУИРОВАНИЕ КРУПНОПАНЕЛЬНЫХ ЗДАНИИ
Редакция литературы по строительной физике и конструкциям
Зав. редакцией Г. В. Горячева
Редактор С, Б. Обухова
Мл» редактор Э. И. Федотова
Внешнее оформление художника О. Г. Ротмистрова
Технические редакторы Г. М. Как, 3. С. Мочалина
Корректоры М. Ф. Казакова, Н. О. Родионова
Сдано в набор 7/11—1975 г. Подписано к печати 29/IV—1975 г.
Формат бОХЭО’/м— Бумага типографская № 2. 10 печ. л. (уч.-изд. 10.37 л.).
Тираж 3000 экз. Изд. № HVI-4397. Зак. № 53. Цена 62 коп.
Стройиздат
103006, Москва, Каляевская, 23а
Владимирская типография Союзполнграфпрома
при Государственном комитете Совета Министров СССР
по делам издательств, полиграфия и книжной торговли
Гор. Владимир, ул. Победы, д. 18-6.