СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ КУПОЛЬНОГО ПОКРЫТИЯ КУЛЬТОВОГО СООРУЖЕНИЯ
METHOD TO ERECT DOME ROOF OF RELIGIOUS BUILDING

Изобретение относится к области строительства, а именно к возведению пространственных железобетонных покрытий культовых зданий, сооружений.
Известен способ возведения пространственного железобетонного сферической формы покрытия путем монтажа металлического каркаса с последующим его обетонированием /1/.
Недостатком известного способа является трудоемкость изготовления цельносварного формообразующего каркаса и его последующего бетонирования, требующего установки опалубки и ее демонтажа после твердения бетона, а также необходимость устройства кровельного купольного покрытия, требуемого для культового сооружения, в виде металлических листов требуемого окраса.
Наиболее близким является способ возведения купольного покрытия, включающий монтаж металлического каркаса опорного формообразующего контура, установку опалубочных щитов, укладку арматурных каркасов и сеток, укладку монолитного бетона, твердение его, с последующим устройством по поверхности железобетонной оболочки кровельного покрытия из деревянного настила, двух слоев рубероида, в качестве изоляции, и металлических или пластиковых листов /2/.
Недостатками известного способа являются трудоемкость монолитного бетонирования железобетонной оболочки из-за необходимости использования громоздкой опалубки. Кроме того, недостатком является также сложность крепления слоев кровельного покрытия деревянного настила, рубероида и пластиковых плит к поверхности железобетонной оболочки.
Техническая задача заключается в упрощении технологии возведения и снижении материалоемкости пространственного покрытия за счет уменьшения толщины покрытия и снижении трудозатрат на устройство кровельного покрытия при обеспечении долговечности и требуемого внешнего облика культового сооружения.
Поставленная задача решается таким образом, что в способе возведения купольного покрытия культового сооружения, включающем монтаж металлического каркаса опорного формообразующего контура, установку опалубки, арматурного каркаса и бетонирование железобетонной оболочки с последующим устройством кровельного окрытия, согласно изобретению, монтаж каркаса производят путем радиальной установки с шагом по периметру покрытия плоских ферм, верхний пояс которых образует формообразующий контур купола, на верхнем поясе ферм каркаса закрепляют опалубочную сетку с размером ячейки 3-6 мм, устанавливают арматурный каркас железобетонной оболочки и укладывают крупную сетку с размером ячейки 15-20 мм, а бетонирование железобетонной оболочки осуществляют торкретированием бетонной смеси сверху с образованием наружного защитного слоя не менее 10 мм, после чего защитный слой оболочки пропитывают полимерной композицией, наносят слой гидроизоляционной мастики, по которой укладывают декоративное мозаичное окрытие из смальтовых плиток. На защитный слой железобетонной оболочки может быть нанесена гидроизоляционная мастика на основе пенополиуретана.
Предлагаемая технология отличается тем, что монтаж каркаса производят путем радиальной установки с шагом по периметру покрытия плоских ферм, верхний пояс которых образует формообразующий контур купола, на верхнем поясе ферм каркаса закрепляют опалубочную сетку с размером ячейки 3-10 мм, устанавливают арматурный каркас железобетонной оболочки и укладывают крупную сетку с размером ячейки 15-20 мм, а бетонирование железобетонной оболочки осуществляют торкретированием бетонной смеси сверху с образованием наружного защитного слоя не менее 10 мм, после чего защитный слой оболочки пропитывают полимерной композицией, наносят слой гидроизоляционной мастики на основе пенополиуретана, по которой укладывают декоративное мозаичное покрытие из смальтовых плиток.
Сборка каркаса предлагаемым способом позволяет получить устойчивый формообразующий контур по всей площади покрытия и, уложив мелкую в один или два слоя сетку, образовать нижнюю опалубку и закрепить арматурный каркас железобетонной оболочки с верхней крупной формообразующей сеткой. При этом выбор параметров опалубочной сетки и формообразующей крупной сетки дает возможность осуществить бетонирование методом торкретирования бетонной смеси за один цикл и получить тонкостенную железобетонную оболочку до 80 мм.
При этом выбор материалов для кровельного окрытия в сочетании с пропиткой защитного слоя железобетонной оболочки не только обеспечивает функциональное назначение (гидроизоляцию, долговечность и декоративные свойства, символизирующее причастность к культовым сооружениям), но и позволяет получить монолитное соединение железобетонной оболочки с кровельным окрытием.
Техническим результатом предлагаемого способа является возможность возведения монолитного тонкостенного куполообразного железобетонного покрытия при снижении материалоемкости за счет исключения опалубки и кровельного настила и снижение трудоемкости при монтаже каркаса, омоноличивании бетоном и устройстве декоративного кровельного окрытия.
Способ поясняется чертежом, на котором представлено купольное покрытие культового сооружения в разрезе.
Покрытие состоит из опорного формообразующего контура 1, железобетонной оболочки 2, кровельного окрытия 3. Формообразующий контур 1 состоит из плоских ферм 4, верхний пояс которых выполнен по образующей контура купола. Железобетонная оболочка 2 содержит уложенную по верхним поясам ферм мелкую опалубочную сетку 5, в один или два слоя, арматурный каркас 6, крупную формообразующую сетку 7 и бетон омоноличивания. Железобетонная оболочка 3 имеет защитный бетонный слой 8, пропитанный полимерной водостойкой композицией, слой водостойкой гидроизоляционной мастики 9 и декоративное мозаичное смальтовое окрытие 10.
Способ осуществляют следующим образом.
С опорой на стеновые элементы здания, сооружения устанавливают и жестко закрепляют плоские фермы, которые располагают радиально по периметру перекрытия таким образом, что верхний пояс фермы образует формообразующий контур купола, с расчетным шагом.
По верхним поясам ферм укладывают мелкую сетку с размером ячейки 3-6 мм (в один или два ряда), арматурный каркас и крупную сетку с ячейкой 15-20 мм. После чего путем торкретирования мелкозернистой бетонной смеси сверху производят обетонирование каркаса. Вначале бетонная смесь вязнет в мелкой нижней сетке, образуя корку в 2 мм (штукатурный слой). А затем, являясь опалубкой, препятствует проникновению частиц бетонной смеси и заполняет арматурный каркас и крупную сетку до образования защитного бетонного слоя не менее 50 мм. После затвердевания бетона на его поверхность наносят полимерную композицию в несколько слоев для пропитки защитного бетонного слоя. После выдержки 4-6 часов на поверхность железобетонной оболочки наносят слой гидроизоляционной мастики, например, на основе пенополиуретана и наклеивают декоративное мозаичное окрытие из смальтовых плиток с усилием вдавливания до заполнения мастикой швов между плитками мозаики с последующей затиркой водостойким составом.
Пример. Возведение купольного покрытия производят следующим образом. По периметру покрытия с опорой на стеновые элементы барабана храма радиально устанавливают и жестко закрепляют плоские фермы с расчетным шагом. По верхнему поясу укладывают в два слоя сетку-рабицу с ячейкой размером 5 мм. На сетке закрепляют арматурный каркас железобетонной оболочки и сверху укладывают крупную сетку с ячейкой размером 20 мм. Бетонирование производят торкретированием сверху мелкозернистой бетонной смесью. Бетонная смесь под давлением проходит крупную сетку и вязнет в мелкой, образуя штукатурный внутренний слой железобетонной оболочки 2 мм, создавая в процессе бетонирования нижнюю опалубку для железобетонной оболочки. Торкретирование осуществляют до образования защитного бетонного слоя не менее 10 мм. После твердения бетона защитный бетонный слой пропитывают полимерной водонепроницаемой композицией «Консолид-1» (ТУ 5772-004-55244485-01) на глубину не менее 10 мм. Для этого композицию наносят в два слоя и каждый раз выдерживают в течение 24 часов, после чего через 4-6 часов резиновым шпателем наносят слой гидроизоляционной полиуретановой мастики «ВУК-2» и укладывают, слегка вдавливая, декоративное мозаичное окрытие из смальтовой плитки любого цвета. Через 8-12 часов остатки мастики и бумагу смывают большим количеством воды.
Источники информации
1. Патент РФ №38346, кл. Е04В 7/08, заявка №2003123361, опубл. 10.06.2004.
2. Г.Рюле, «Пространственные покрытия», М, СИ, 1973 г., с.178-193 (прототип).