основы проект мног здНесущ остовы здкарк зд Лифты и эскалатКрупнопанМонол и сб-мон

21

22

23

24

3.3 Сборный железобетонный унифицированный каркас.

Новый этап многоэтажного строительства в нашей стране относится к 1962-1963 гг., когда на основе технико-экономических исследований целесообразной городской застройки было принято решение расширять в ряде крупных городов б.СССР строительство зданий высотой 9, 16 и более этажей.

Главной особенностью многоэтажного строительства стало широкое использование сборного железобетона, впервые применяемого для такого рода сооружений.

Применение сборного железобетона потребовало прежде всего унификации основных параметров зданий, с тем чтобы получить наименьшую номенклатуру заводских изделий. На первом же этапе проектирования новых сооружений удалось достаточно четко провести унификацию параметров всего комплекса зданий гражданского строительства, что позволило в итоге применить для широкой номенклатуры сооружений минимальный набор сборных железобетонных конструкций.

Определились следующие принципы унификации:

по высоте этажей:

1)для жилых каркасно-панельных зданий - 3 м; для зданий административного назначения, лечебных учреждений, зданий торгового назначения, учебных заведений и т. п. - 3,3 и 3,6 м с дополнительной высотой, в основном для первых этажей, - 4,2 м;

2)для зданий специального назначения - конструкторских бюро, научноисследовательских институтов, лабораторных корпусов, крупных торговых предприятий и т. п. - 3,6; 4,2; 4,8; 6 м;

по размерам ячейки в плане:

1)для зданий первой группы, т. е. с высотой этажей 3; 3,3 и 3,6 – 600х600 см с

дополнительным шагом 300 см и с увеличенным шагом 900 см; 2) для зданий второй группы, т. е. зданий специального назначения, в которых тех-

нологические требования диктуют необходимость применения увеличенных пролетов и определяют повышенные величины нагрузок на перекрытия, приняты увеличенные ячейки 900х900, 900х600, 600х600 см с дополнительным шагом 300 см.

В дальнейшем, в целях получения необходимого разнообразия объемнопланировочных решений жилых и общественных зданий был принят единый модуль для всех видов зданий - 60 см.

Таким образом, в основе номенклатуры, охватывающей по существу весь комплекс жилых и общественных зданий, лежит ряд модульных размеров – 180, 240, 300, 360, 420,

480, 540, 600, 660, 720, 780, 900 см.

Следующей основной задачей является выбор конструктивной схемы сооружения. Анализ конструктивных и технологических качеств различных схем доказывает

рациональность связевой системы каркаса.

При одинаковом объемно-планировочном решении здания высотой более 16 этажей на каркас связевой системы требуется на 20-30% меньше стали, чем на каркас рамной системы. При этом каркас связевой системы имеет значительно более высокую жесткость.

К недостаткам рамных систем нужно отнести значительное усложнение конструкции узлов, которое существенно увеличивает трудоемкость изготовления и монтажа каркаса, особенно выполняемого в сборном железобетоне. Различные величины узловых моментов в ригелях на разных этажах приводят в рамных каркасах к резкому увеличению числа типоразмеров ригелей или же неоправданному перерасходу стали в целях унификации ригелей.

Рассмотренные принципиальные положения были приняты как основа конструктивного решения единого унифицированного каркаса многоэтажных зданий.

Проектирование связевых систем в виде отдельных, "разбросанных" в плане здания стенок нецелесообразно и может быть допущено только в каркасных зданиях относительно небольшой высоты - до 16 этажей. Недостатком первых каркасных зданий, например домов серии МГ-601Д, является именно неудачная компоновка связевой системы, принятой в виде

25

отдельных узких стенок, обладающих малой изгибной жесткостью. Это привело к необходимости выполнения большого количества связевых диафрагм, расположенных с шагом всего 12 м, что сделало конструкцию каркаса трудоемкой и неэкономичной по расходу материалов. Достаточно сказать, что если бы отдельные связевые диафрагмы были объединены в общую связевую систему с шириной, равной ши-

рине здания, расстояние между связевыми стенками можно было бы увеличить с 12 до 30 м, получив при этом более высокую жесткость здания.

Не следует располагать сборные железобетонные стенки жесткости по торцам здания, так как это значительно усложняет конструкцию наружных торцовых навесных стен.

Таким образом, ориентация строительства в б.СССР на преимущественное применение в зданиях и сооружениях сборного железобетона привело к применению с 1962...67 г.г. в зданиях высотой до 30 этажей в качестве основного вида несущей системы унифицированного связевого каркаса с шарнирным объединением ригелей и колонн в узлах рам. При таком каркасе его рамы полностью исключены из работы на восприятие горизонтальных ветровых нагрузок. Для восприятия последних в несущей системе здания предусмотрены различной формы в плане вертикальные диафрагмы и ядра жесткости.

Каркасно-панельные конструкции зданий серии 1.020-1

Серия унифицированных сборных железобетонных изделий 1.020-1 предназначь для строительства общественных и многоэтажных производственных каркасно-панельных зданий. Сборный железобетонный каркас серии запроектирован по связевой схеме, в которой роль горизонтальных диафрагм жѐсткости выполняют диски сборных железобетонных перекрытий, а вертикальных – поперечные и продольные панельные стены, шаг между которыми определяется расчѐтом.

Габаритные схемы общественных и производственных зданий в серии 1.020-1 разработаны на основе следующих условий:

–оси колонн, ригелей и стен диафрагм жѐсткости совмещены с разбивочными г дульными осями здания;

–шаги колонн в направлении пролѐта ригелей 3; 6; 7.2 и 9 м;

–шаги колонн в направлении пролѐта перекрытий 3; 6; 7.2; 9 и 12 м;

–высоты этажей в соответствии с функцией здания и укрупнѐнным модулем ЗМ составляет 3,3; 3,6; 4.2; 4,8; 6,0 и 7,2.

Исключением из ряда модульных величин является введѐнная в серию высота этажа 2,8 м, что позволяет применять изделия серии в квартирных и в специализированных типах жилых зданий – пансионатах, гостиницах общежитиях и пр. Серия позволяет устройство зданий с полами по грунту; с техническим подпольем высотой 2,0 м с подвалом 2,8; 3,2 и 4,2 м; техническим верхним этажом в 2,4 м, а также возможность устройства первого повышенного этажа в 3,3 или 4,2 м при высоте последующих этажей здания в 2,8 м.

Габаритные схемы многоэтажных общественных и производственных зданий на основе серии 1.020-1

26

Условные обозначения Высоты этажей, м

Конструктивные элементы серии 1.020-1

Колонны сечением 300×300 мм применяют для зданий высотой до 5 этажей, а сечением 400×400 мм для всех остальных случаев.

Предельная высота колонн составляет 15,12 м, что позволяет в малоэтажных зданиях применять бесстыковые колонны, а в многоэтажных – обходиться минимальным числом стыков.

Стыки колонн – контактные со сваркой выпусков продольной рабочей арматуры, установкой хомутов и омоноличиванием стыка.

В номенклатуру входят следующие типы колонн – нижние высотой в два этажа с положением низа колонны ниже нулевой отметки на 1,1 м; средние – высотой в три– четыре и верхние в один– три этажа.

Колонны в пределах каждого этажа снабжены двумя (для средних ряд каркаса) или одной (при одностороннем примыкании диафрагм жесткости) консолью. Все типы колонн (одно– и двух консольные) центрируются по разбивочным осям зданий. Колонны двухконсольные располагаются по средним и крайним рядам при применении навесных панелей наружных стен. Колонны одноконсольные устанавливают по крайним рядам при самонесущих наружных стенах и по средним рядам при одностороннем примыкании стен – диафрагм жѐсткости в лестничных клетках.

Стыки колонн по высоте контактные со сваркой выпусков продольной арматуры и с омоналичиванием узла сопряжения, (рисунок 3.5, 3.6).

Рисунок 3.5 – Схема компоновки каркаса

27

Рисунок 3.6 – Стык колонны 1 – колонна; 2 – ригель, 3,4,5 – плиты фасадные (3), рядовые (4) и распорные (5); 6 – риге-

ли двухполочные; 7 – ригели однополочные; 8 – арматуры колонны; 9 – сварка; 10 – стальные хомуты; 11 – цементный раствор; 12 – бетон замоноличивания

Ригели – таврового сечения с полкой по низу для опирания плит перекрытий, что уменьшает их суммарную конструктивную высоту. Применяют два типа размера ригелей по высоте – 450 и 600 мм, а по ширине – 550 и 600 мм. Выбор типа ригеля обусловлен нагрузкой на перекрытие и типом плит его составляющих. Сопряжение ригеля с колонной

– шарнирное со скрытой консолью и приваркой низа ригеля к закладной детали консоли колонны

Перекрытия решены с использованием трѐх типов изделий:

–многопустотных панелей высотой 220 и 300 мм, применяют для перекрытий пролѐтов до 9,0 м включительно;

–плит типа 2Т (и 1Т - добор) высотой 600 мм для пролѐтов 9 и 12 м;

–ребристые изделия высотой 220 мм - в качестве сантехнических панелей в местах проводки вертикальных инженерных коммуникаций, ребристые панели высотой 300 мм -

впромышленных зданиях, при тяжѐлых нагрузках.

Элементы перекрытий разделяют на рядовые и связевые (плиты - распорки), передающие горизонтальные усилия на колонны. Основные координационные размеры элементов перекрытий по ширине:

–для рядовых многопустотных плит 1,2 и 1,5 м,

–для пристенных и связевых 1,5 м,

–для ребристых сантехнических 1,5 м,

–для связевых плит типа 2Т - 3 м,

–для доборных типа 1Т-1.3, 1.5 и 1.7 м.

Стены-диафрагмы жѐсткости выполняются из железобетонных панелей высотой в этаж и толщиной в 140 мм с одноили двухсторонними консольными полками в верхней зоне для опирания перекрытий.

При шаге колонн до 6.0 м ширина панели диафрагмы соответствует расстоянию в свету между колоннами; при шаге колонн 7.2 и 9.0 м стены диафрагмы проектируются составными из двухтрѐх изделий с координационными размерами по длине 1, 2; 3.0 и 5.6 м.

Панели стен-диафрагм изготовляют глухими или с дверными проѐмами. Элементы диафрагм жѐсткости между собой и с колоннами по вертикальным стыкам соединяют стальными шпоночными связями на сварке по закладным деталям, не менее чем в двух уровнях по высоте этажа .

Шаг вертикальных диафрагм жѐсткости, определяемый расчѐтом и должен быть не

29

Наружные стены решаются в двух конструктивных вариантах:

–самонесущими;

–ненесущими, с двухрядной разрезкой на простеночные и поясные панели. Конструкция панелей однослойная из лѐгкого автоклавного ячеистого бетона или

трѐхслойная железобетонная с эффективными утеплителями.

Номенклатуру сборных элементов наружных стен составляют поясные, простеночные, подкарнизные, парапетные, цокольные панели. Толщина легкобетонных панелей равна 250, 300, 350 и 400 мм, а из ячеистого бетона -250 и 300 мм.

Панели самонесущих стен устанавливают по цементно-песчаному раствору на цокольные и простеночные и крепят поверху на сварке по закладным деталям к колоннам.

Панели ненесущих стен устанавливают на фасадные ригели, консоли колонн или опорные металлические столики колонн и закрепляются в трѐх точках - к одной из опор и поверху к колоннам каркаса.

Привязка панелей наружных стен к каркасу единая – с зазором 20 мм между гранью колонны и внутренней плоскости стены.

Фундаменты каркасно-панельных зданий серии 1.020-1 в зависимости от геологических условий площадки строительства могут быть решены сборными железобетонными стаканного типа, свайными с монолитным ростверком на кустах свай или в виде монолитной плиты.

30

Тема 4. Крупноэлементные каркасно-панельные здания.

Рассматриваемые вопросы: Легкий каркас.

Конструктивные элементы каркасно-панельных зданий: колонны, ригели, панели жесткости

4.1 Легкий каркас

Легкий каркас применяется в жилых и общественных зданиях.

Рисунок 4.1 – Схема легкого каркаса