44,Безригельный каркас из сборных железобетонных элементов. Принцип работы системы. Обеспечение жесткости и устойчивости системы. Узлы сопряжения плит перекрытия, капителей, колонн.

Сборные безбалочные перекрытия состоят из капителей, опирающихся на выступы колонн; надколонных панелей, укладываемых на капители в двух взаимно перпендикулярных направлениях, и пролетных панелей, опирающихся по контуру на подколенные панели.

Основное конструктивное назначение капителей в том, чтобы обеспечить жесткое сопряжение перекрытия с колоннами, уменьшить размер расчетных пролетов панелей и создать опору для панелей. Сетка колонн обычно квадратная размером 6Х6м. Преимущество безбалочных панельных перекрытий в сравнении с балочными — в лучшем использовании объема помещений из-за отсутствия выступающих ребер, облегчении устройства различных производственных проводок и коммуникаций. Благодаря меньшей конструктивной высоте безбалочного перекрытия уменьшается общая высота многоэтажного здания и сокращается расход стеновых материалов. Надколонные и пролетные панели выполняют ребристыми или пустотными. В местах сопряжения элементов сваривают стальные закладные детали и замоноличивают швы. По характеру работы под нагрузкой сборные безбалочные перекрытия аналогичны балочным. Пролетная панель работает как плита, опертая по контуру.

Выступающая за грань колонны часть капители работает как консоль. Сборные безбалочные перекрытия можно устраивать и без капителей. Конструкция плит таких перекрытий аналогична конструкциям монолитных безбалочных плит.

З дания с такими перекрытиями возводят по методу подъема этажей. Безбалочные и безкапительные перекрытия (плиты) всех этажей изготовляют на бетонной подготовке первого этажа. Между ними укладывают разделяющие прослойки. В местах установки колонн в плитах перекрытий оставляют отверстия, окаймленные заделанными в бетон металлическими хомутами. После установки колонн гидравлическими домкратами, работающими синхронно, плиты поднимают до проектных отметок.

45,Конструктивные системы многоэтажных каркасных зданий из монолитного

железобетона. Применяемые пролеты и типы перекрытий. Узлы сопряжения

вертикальных и горизонтальных несущих конструкций. Колонны, пилоны, диафрагмы

жесткости.

В каркасных конструктивных системах основными вертикальными несущими конструкциями являются колонны каркаса, на которые передается нагрузка от перекрытий непосредственно или через ригели. Прочность, устойчивость и пространственная жесткость каркасных зданий обеспечивается совместной работой перекрытий и вертикальных конструкций. В зависимости от типа вертикальных конструкций, используемые для обеспечения прочности, устойчивости и жесткости, различают связевые, рамные и рамно-связевые каркасные системы

В рамной схеме все вертикальные и горизонтальные нагрузки воспринимаются рамами. Чисто рамные каркасы неприемлемы для зданий выше 30 эт.

Преимущества: четкая работа всех конструкций, равномерность деформаций всех рам в общей системе каркаса, возможность перераспределений усилий, возможность более свободной планировки.

Недостатки: сложность конструктивных решений узловых соединений сборных элементов для обеспечения необходимой жесткости каркаса, больший расход стали значительно превышает, чем на связевой., громоздкость поперечных сечений элементов констр.

В связевой схеме рамы каркаса расчитаны только на вертикальные нагрузки, а вся ветровая горизонтальная нагрузка — на систему продольных и поперечных диафрагм жесткости, связанных с примыкающими к ним колоннам. (здание с каркасом и стенами-диафрагмами) Становится неэффективным при высоте более 40 эт.

Целесообразно применять при башенной композиции зд с квадратной или близкой к ней формой плана.

При рамно-связевой схеме горизонтальные нагрузки от ветра должны восприниматься как связевой системой диафрагм жесткости, так и рамами каркаса.

Степень участия каждого компонента определяется соотношением жесткостей: связевой системой диафрагм и рамами, состоящими из ригелей и колонн.

Стены-диафрагмы выполняются либо из ж/б, либо из стальных решеток. Они могут быть в виде замкнутых стволов жесткости (вокруг шахт лифтов или лестничных клеток), параллельных внутренних стен внутри здания или вертикальных решетчатых конструкций в плоскости наружных стен зд.

а, б - связевые с вертикальными диафрагмами жесткости; в - то же, с распределительным ростверком в плоскости вертикальной диафрагмы жесткости; г - рамная; д - рамно-связевая с вертикальными диафрагмами жесткости; е - то же, с жесткими вставками

1 - вертикальная диафрагма жесткости; 2 - каркас с шарнирными узлами; 3 - распределительный ростверк; 4 - рамный каркас; 5 - жесткие вставки

При связевой каркасной системе применяется безригельный каркас или ригельный каркас с нежесткими узлами ригелей с колоннами. При нежестких узлах каркас практически не участвует в восприятии горизонтальных нагрузок (кроме колонн, примыкающих к вертикальным диафрагмам жесткости), что позволяет упростить конструктивные решения узлов каркаса, применять однотипные ригели по всей высоте здания, а колонны проектировать как элементы, работающие преимущественно на сжатие. Горизонтальные нагрузки от перекрытий воспринимаются и передаются основанию вертикальными диафрагмами жесткости в виде стен или сквозных раскосных элементов, поясами которых служат колонны. Для сокращения требуемого количества вертикальных диафрагм жесткости их рекомендуется проектировать непрямоугольной формы в плане (уголковой, швеллерной и т.п.). С той же целью колонны, расположенные в плоскости вертикальных диафрагм жесткости, могут объединяться распределительными ростверками, расположенными в верху здания, а также в промежуточных уровнях по высоте здания.

В рамной каркасной системе вертикальные и горизонтальные нагрузки воспринимает и передает основанию каркас с жесткими узлами ригелей с колоннами. Рамные каркасные системы рекомендуется применять для малоэтажных зданий.

В рамно-связевой каркасной системе вертикальные и горизонтальные нагрузки воспринимают и передают основанию совместно вертикальные диафрагмы жесткости и рамный каркас с жесткими узлами ригелей с колоннами. Вместо сквозных вертикальных диафрагм жесткости могут применяться жесткие вставки, заполняющие отдельные ячейки между ригелями и колоннами. Рамно-связевые каркасные системы рекомендуется применять, если необходимо сократить количество диафрагм жесткости, требуемых для восприятия горизонтальных нагрузок.

В каркасных зданиях связевой и рамно-связевой конструктивных систем наряду с диафрагмами жесткости могут применяться пространственные элементы замкнутой формы в плане, называемые стволами. Каркасные здания со стволами жесткости называют каркасно-ствольными.

Каркасные здания, вертикальными несущими конструкциями которых являются каркас и несущие стены (например, наружные, межсекционные, стены лестничных клеток), называются каркасно-стеновыми. Здания каркасно-стеновой конструктивной системы рекомендуется проектировать с безригельным каркасом или с ригельным каркасом, имеющим нежесткие узлы соединения ригелей с колоннами.