4. Каркасно-панельное домостроение

4.1. Варианты несущего остова каркасно-панельных зданий

В крупнопанельном домостроении кроме коробчатой конструктивной системы, когда несущими вертикальными конструкциями служат панельные стены, применяют стоечно-балочные конструктивные системы, т.е. каркасные, в том числе с полным или неполным сборным железобетонным каркасом. Каркасно-панельное домостроение, как и крупнопанельное, является полносборным, т.е. все конструктивные элементы таких зданий изготавливают в заводских условиях и из этих элементов на строительных площадках собирают дома. Как уже упоминалось, в каркасно-панельном домостроении могут применяться следующие конструктивные схемы (рис. 4.1.): с полным поперечным каркасом (рис.4.1.а); с полным продольным каркасом (рис. 4.1.б); с полным пространственным каркасом (рис. 4.1.в.); с неполным поперечным каркасом и несущими наружными продольными стенами (рис. 4.1.г.); с полным безбалочным каркасом (рис.4.1.д.) и с неполным безбалочным каркасом (рис.4.1е.).

Рис. 4.1. Конструктивные схемы каркасно-панельных зданий:

а – с полным поперечным каркасом; б – с полным продольным каркасом; в – с полным пространственным каркасом; г – с неполным поперечным каркасом и продольными наружными несущими стенами; д – с полным безбалочным каркасом; е – с неполным безбалочным каркасом

В конструктивных схемах с полными балочными каркасами вертикальными несущими конструкциями являются колонны, а горизонтальными несущими конструкциями - поперечные или продольные или поперечные и продольные балки. Несущими конструкциями перекрытий при таких конструктивных схемах и системах могут служить плиты-настилы или плиты-панели, опираемые на балки каркасов.

При конструктивной схеме с неполным поперечным каркасом и несущими наружными продольными стенами вертикальными несущими конструкциями служат наружные продольные стены и внутренние колонны, на которые опирают поперечные или продольные балки, а на балки или балки и стены укладывают несущие элементы перекрытий в виде плит-настилов или плит-панелей. При конструктивной схеме с полным безбалочным каркасом на вертикальные несущие конструкции – колонны – непосредственно опирают усиленными опорными углами плиты-панели перекрытий, а при конструктивной схеме с неполным безбалочным каркасом плиты-панели перекрытий опирают непосредственно на внутренние колонны каркаса и на несущие стены.

4.2. Элементы несущего остова каркасно-панельных зданий а) Колонны несущего остова каркасно-панельных зданий

Колонны в полносборном железобетонном каркасе могут иметь длину (высоту) от одного до пяти этажей, что позволяет в каркасах зданий определенной этажности и высоты применять бесстыковые колонны (рис. 4.2.А.). Такие колонны имеют поперечное сечение 300х300 мм и их устанавливают в зданиях высотой до пяти этажей со сравнительно невысокой полезной нагрузке на перекрытия (до 80 МПа). Кроме бесстыковых колонн в каркасах могут применяться и стыкуемые элементы колонн высотой от одного до четырех этажей с поперечным сечением 400х400 мм и их используют в более высоких зданиях и под более высокие нагрузки (рис. 4.2.Б.). На рис. 4.3.А. и 4.3.Б. приведены варианты составных элементов участка унифицированого сборного железобетонного каркаса и сопряжения этих элементов одного с другим.

В зависимости от вида каркаса (поперечный, продольный, пространственный), местоположения колонн в каркасе (средние и крайние ряды) и вида стеновых панелей (самонесущие и ненесущие) колонны на уровне каждого этажа могут быть одно-, двух-, трех- и четырехконсольными, т.е. у них устраивают консоли для поэтажного опирания балок каркасов (чаще всего в виде варианта скрытого стыка) и ненесущих наружных стеновых панелей. Одноконсольные колонны устанавливают в крайних рядах поперечных каркасов с самонесущими стенами, двухконсольные – в крайних

рядах продольных каркасов с самонесущими стенами и поперечных каркасов с ненесущими стенами, а также в средних рядах поперечных и продольных

Рис. 4.2.А. Типы и номенклатура колонн сечением 300х300 мм для каркасно-панельных зданий высотой до пяти этажей

каркасов. Трех- и четырехконсольные колонны могут применяться в пространственных каркасах, при этом трехконсольные – в крайних рядах с самонесущими стенами, а четырехконсольные – в крайних рядах с ненесущими стенами и в средних рядах.

Р ис. 4.2.Б. Типы и номенклатура колонн сечением 400х400 мм каркасно-панельных зданий

Рис. 4.3.А. Составные элементы унифицированного сборного железобетонного каркаса и вариант их сопряжения:

а – колонна; б – рядовая балка; в – наружная балка; г – диафрагма жесткости и её сопряжение с колонной; д – варианты расположение в плане пространственных диафрагм жесткости; 1 – колонна; 2 – стенка диафрагмы жесткости; 3 – полка-консоль стенки жесткости; 4 – закладные детали; 5 – стальные накладки

Рис. 4.3.Б. Вариант конструкции узла опирания балки на колонну каркаса:

а – общий вид узла; б – конструкция узла; 1 – колонна; 2 – балка; 3 – плита-настил (распорка) перекрытия; 4 – закладные детали; 5 – верхняя накладка; 6 - сварные швы

Колонны неполных каркасов тоже могут быть одно-, двух-, трех- и четырехконсольными в зависимости от вида каркаса, т.е. направления расположения несущих балок, и местоположения колонн в каркасе (внутренние средние или торцевые). Кроме элементов колонн с консолями в каркасах с поэтажными платформенными стыками между элементами колонн могут также применяться бесконсольные элементы колонн высотой на этаж (рис. 4.4.А.).

Рис. 4.4.А. Платформенные поэтажные стыки между элементами колонн:

а – платформенный стык колонн с балками; 1 – опорный конец балки; 2 – закладные детали; 3 – балка; 4 – швы сварки; 5 – панели перекрытий; 6 – верхний элемент колонны;

7 – нижний элемент колонны;

б – то же, с панелями перекрытий; 1 – панели перекрытий; 2 – монтажные отверстия; 3 – верхний и нижний элементы колонны; 4 – швы сварки закладных деталей элементов колонны с панелями перекрытий

Рис. 4.4.Б. Варианты конструкций стыков колонн каркасов:

а – сферический с передачей усилий с бетона на бетон; 1 – продольные арматурные стержни-выпуски, стыкуемые ванной сваркой; 2 – стыковые ниши; 3 – сферическая бетонная поверхность; 4 – паз для поперечного арматурного хомута;

б – плоский безметальный стык; 1 – центрирующий бетонный выступ; 2 – ванная сварка арматурных выпусков; 3 – цементный раствор омоноличивания; 4 – стыковые ниши; 5 – продольные арматурные стержни-выпуски; 6 – арматурные сетки поперечного армирования

Торцы колонн или их элементов выполняют усиленными поперечным армированием и снабжают или выпусками продольной арматуры, или стальными оголовниками, или закладными деталями для соединения этих колонн или их элементов между собой и с другими конструкциями. После сварки соединяемых элементов стыки омоноличивают (рис. 4.4.Б.).