5.7. Каркасные здания

Рис. 5.7.1. Конструкция деформационных швов.

а - постановка парных рам при наличии связей-распорок между фундаментами; б - то же, при отсутствии связей-распорок; в - с применением подвижных опираний балок; 1 -колонна; 2 - фундамент; 3 - связь-распорка; 4 - балка (ригель); 5 - деталь крепления с овальным вырезом; 6 - шов скольжения

Каркасные здания проектируются по податливым или комбинированным конструктивным схемам с применением каркасов из сборного, сборно-монолитного, монолитного железобетона и металла. Устойчивость одноэтажных каркасных зданий в поперечном направлении обеспечивается путем защемления колонн в фундаментах или устройством в средней части здания вертикальных связей между колоннами и связей-распорок между фундаментами. В продольном направлении помимо защемления колонн в фундаментах по каждому ряду колонн в его средней части необходимо устраивать блок жесткости: установить вертикальные связи между колоннами и пролетными конструкциями. Между фундаментами колонн в пределах блока жесткости устанавливаются связи-распорки.

В многоэтажных каркасных зданиях устойчивость обеспечивается защемлением колонн в фундаментах, постановкой между колоннами вертикальных связей, устройством жестких узлов соединения ригелей с колоннами. В качестве ядер жесткости могут использоваться выполненные в монолитном железобетоне лестничные клетки и шахты лифтов.

Вертикальные связи, создающие пространственную устойчивость здания, группируются в пространственные блоки в средней части здания. Жесткость диска перекрытия достигается приваркой плит перекрытия к несущим конструкциям и замоноличиванием всех швов между плитами. Фундаменты каркасных зданий необходимо проектировать сборными, сборно-монолитными и монолитными. Основной тип фундаментов - отдельностоящие. Ленточные фундаменты целесообразно применять при слабых, неоднородных грунтах.

Основным конструктивным мероприятием по защите каркасных зданий от влияния горных разработок является разделение их деформационными швами на отсеки. Деформационные швы между отсеками устраиваются постановкой парных рам, смещенных относительно разбивочной оси (рис. 5.7.1) или путем шарнирно-подвижного опирания пролетных конструкций.

Рис. 5.7.2. Заполнение деформационных швов

а - устройство парных стен; б - устройство переходных галерей; в - заполнение упругим теплоизоляционным материалом (доборные плиты-вставки); 1 - колонна; 2 - парные стены; 3 - переходные галереи; 4 - отсек здания; 5 - стеновые панели; 6 - нащельник; 7 - упругий теплоизоляционный материал; 8 - шов скольжения; 9 - детали крепления с овальные вырезом и фиксирующим стержнем; 10 - ригель; 11 - плита перекрытия

Выполнение деформационных швов производится с учетом следующих требований:

- деформационный шов выполняется постановкой двух парных поперечных стен по аналогии с бескаркасными зданиями (рис. 5.7.2.а);

- при необходимости сообщений между отсеками могут рекомендоваться короткие переходы в виде однопролетных галерей с устройством шва скольжения на одной из опор (рис. 5.7.2.б);

- при устройстве деформационного шва в пределах функционально неразделимого помещения рекомендуется проектировать зазоры в ограждающих конструкциях, заполняемые упругим теплоизоляционным материалом и перекрываемые с наружной и внутренней сторон нащельниками, а также доборные плиты-вставки с одной неподвижной и противоположной скользящей опорами (рис. 5.7.2.в).

Рис. 5.7.3. Пример: план и сечение отдельно стоящих фундаментов каркасного здания

Деформационные швы в кровлях покрытий рекомендуется перекрывать гибкими листовыми элементами: нижними в виде накладок фигурного профиля, например, V-образного; верхними в виде цилиндрических лотковых приставок. По конструктивным соображениям высота гибких элементов принимается не нее 0,6 ширины деформационного зазора и не менее 100 мм. В местах устройства деформационных швов рекомендуется его укладывать дополнительный гидроизоляционный слой с запуском за грани деформационных швов не менее 500 мм.

Между фундаментами колонн следует предусмотреть связи-распорки. Для уменьшения усилий в связях-распорках между подошвой фундамента и бетонной подготовкой основания устраивается шов скольжения. Армирование железобетонных колонн каркасных зданий и связей-распорок следует предусматривать симметричным. Минимальное поперечное сечение связей-распорок принимается из условия расположения арматуры, но не менее 2020 см; увеличение сечения связей распорок осуществляется, как правило, за счет их ширины; высота сечения связей назначается в пределах 1/50  1/20 их расчетного пролета; соединение связей-распорок с фундаментами колонн выполняется шарнирным.

В качестве ограждающих конструкций в каркасных зданиях следует предусматривать облегченные навесные панели с заделкой швов между ними упругими материалами (пороизол, поролон, макропористая резина и т.п.). Крепление панелей рекомендуется осуществлять по четырем углам. Внутренние стены и перегородки следует соединять с наружными стенами или колоннами податливыми связями.

Жесткие полы по грунту (бетонные, ксилолитовые и др.) необходимо проектировать с разрезкой на карты, длина сторон которых должна быть не более 6 м. Между картами устраивается деформационный шов, который заполняется эластичным заполнителем (пороизоловый жгут, битумная мастика).