29.Обеспечение устойчивости зданий и конструктивных элементов

в процессе возведения

При проектировании технологии возведения зданий главным требованием строи­тельных норм и правил является обеспечение устойчивости и пространственной жесткости. Особенно актуальным это требование становится при возведении зданий боль­шой протяженности или высоты.

Каркасные конструктивные системы зданий применяют при возведении общественных и промышленных зданий. Конструктивная каркасная ячейка состоит из 13...15 элементов - колонн, ригелей, плит перекрытия, простеночных, ленточных и др. Устойчивость такой ячейки зависит от конструктивной схемы здания и технических решений по узлам сопряжения элементов здания. Во многих случаях пространственная каркасная ячейка является неустойчивой. Поэтому для принятия решений по техноло­гии монтажа каркасов зданий во всех случаях необходимо установить, какие элементы несущей системы выполняют функцию восприятия горизонтальных нагрузок, передачи их на фундаменты, а также места их расположения. По способу обеспечения пространственной жесткости каркасные системы много­этажных зданий подразделяются на рамные, связевые и рамно-связевые.

Особенностью связевой системы каркаса, получившего наиболее широкое приме­нение, являются шарнирные узлы сопряжения колонн, ригелей с колоннами. Такая схема требует установки вертикальных диафрагм жесткости в двух направлениях. В этом случае обеспечивают устойчивость здания горизонтальные ветровые нагрузки, действующие на наружные стены, воспринимаются горизонтальными дисками-перекрытиями и передаются на вертикальные диски-диафрагмы жесткости. Они, в свою очередь, передают нагрузки на фундаменты и основания. Таким образом, общая устойчивость здания обеспечивается совместной работой перекрытий, поперечных и

продольных стен жесткости.

В зданиях со связевым каркасом за устойчивую пространственную ячейку прини­мается та, в которую вошли элементы продольных и поперечных стен жесткости. Она и определяет размеры захваток при монтаже зданий. При возведении каркасных зданий связевой системы высотой более 20 этажей часто диафрагмы жесткости устраивают в виде замкнутой пространственной системы - ядра жесткости, которая может выполняться в монолитном или сборно-монолитном вариан­тах. Указанные ядра должны возводиться с опережением или одновременно с монта­жом каркаса здания. Как правило, это самостоятельная захватка.

Рамная система каркасных зданий характеризуется конструкциями рам и их распо­ложением. Рамы бывают пространственными и плоскими. Плоские рамы располагают­ся в двух направлениях - в продольном и поперечном. Рамы состоят из колонн и ригелей, имеют жесткие узлы сопряжения, воспринимают горизонтальные нагрузки в своей плоскости расположения. Пространственная рама образовывает устойчивую конструктивную ячейку после замоноличивания узлов сопряжения.

Рамно-связевая система каркасных зданий предусматривает восприятие горизон­тальных нагрузок в одном направлении рамами, а в другом, из плоскости рам, верти­кальными диафрагмами жесткости. Они устанавливаются между колоннами и жестко соединяются, так как рассчитаны на совместную работу. Они могут быть в виде метал­лических решеток, сборных или монолитных железобетонных элементов, стен лест­ничных клеток. Расположение стен жесткости в плане здания определяют границы ми­нимальных захваток.

В объемно-блочной системе зданий используются блочная, блочно-панельная, блочно-каркасная и блочно-ствольная конструктивные схемы.

По блочной схеме возводятся здания, как правило, до 9 этажей и они собираются из жестких объемных блоков в пространственную систему, обладающую достаточной устойчивостью. В связи с тем, что узлы соединения гибкие, необходимо осуществлять монтаж горизонтальными ярусами.

Блочно-панельная система применяется при строительстве общественных зданий, не требуются большие свободные пролеты. В этом случае между объемными блоками располагают элементы крупнопанельных зданий - стеновые панели и панели перекрытий. Для обеспечения устойчивости конструкций сначала монтируют объемные блоки, затем элементы крупнопанельной системы, обеспечивая замоноличивание всех узлов сопряжения.

Блочно-каркасная и блочно-ствольная конструктивные схемы применяются для возведения зданий большой этажности. В них каркас или ядро жесткости выполняют функции несущих конструкций, а объемные блоки - самонесущие. Ядра жесткости (стволы) могут возводиться из сборных, сборно-монолитных и монолитных конструкций. Основными факторами, влияющими на надежность статической работы полносборных зданий, являются правильный учет, обоснование и обеспечение устойчивости и геометрической неизменяемости строительных конструкций в процессе монтажа. Они зависят от последовательности сборки, точности установки и устройства стыковых соединений. Нарушение этих требований приводит к дополнительным напряжениям в узлах сопряжений и конструктивных элементах зданий. Обеспечение устойчивости монтируемых конструкций и пространственной жесткости элементов зданий является многофакторной задачей, решение которой зависит от объемно-планировочных, конструктивных и организационно-технологических факторов.

Каждый фактор в отдельности может не превышать допуски, но их невыгодное сочетание может привести к отказу. Такое сочетание, как правило, носит случайный характер. В процессе возведения каркаса высотного здания для обеспечения его устойчивости необходимо строго соблюдать условия технологических и конструктивных взаимосвя­зей выполняемых работ: каждый последующий ярус возводимого каркаса может вы­полняться только после проектного закрепления смонтированных конструкций нижне­го яруса. В практическом плане устойчивость возводимых конструкций рассматривают в двух плоскостях: устойчивость отдельных элементов конструкций каркаса стен (перекрытий) и устойчивость свободно стоящих стен.