Учебное пособие 800663

41

грузку от перекрытий, используются фермы (в том числе консольные или системы наклонных подвесок, рис. 2.24, б, в).

Рис. 2.23. Схемы зданий ствольно-подвесной системы с одним стволом:

а, б, в – с различной геометрией оголовков подвесной системы; г – с одним балочным оголовком; д – с оголовком и ростверком; е – с оголовком и двумя ростверками;

ж, и, к – с преднапряженными подвесками

Рис. 2.24. Схемы зданий ствольно-подвесной системы с двумя стволами:

а – с оголовками на стволах; б – с подвеской к фермам; в – с системой наклонных подвесок

Рис. 2.25. Конструкции оголовков и ростверков:

а – стальной оголовок и конструктивные узлы; б – здание с консольными перекрестными предварительно напряженными железобетонными балками-ростверками; 1 – опорная рама; 2 – оттяжка; 3 – подвеска; 4 – распорка

42

Подвески выполняются из стали (круглая сталь, канаты, листовая сталь, прокатные профили, рис. 2.26) или железобетона (рис. 2.27). Предварительно напряженные железобетонные подвески выгодно отличаются от стальных подвесок меньшими деформациями температурного расширения, коррозионной стойкостью и огнестойкостью.

Рис. 2.26. Виды подвесок:

а– круглая сталь; б – канат закрытого типа; в – канат в трубе с цементным раствором;

г– листовая сталь; д – пакет из листовой стали; е – двутавр; ж – спаренные швеллеры

Рис. 2.27. Подвешивание элементов перекрытий:

а– стальной балки; б – железобетонной обвязочной балки; в – железобетонных плит;

1– подвеска из круглой стали; 2 – канат в трубе; 3 – железобетонная подвеска с применением листовой стали; 4 – стальная балка перекрытия; 5 – железобетонная обвязочная балка;

6 – плита перекрытия; 7 – гайки

Вертикальные подвески работают на центральное растяжение. Величина растягивающих усилий уменьшается в направлении сверху вниз. Система подвесок может воспринимать совместно со стволом горизонтальные нагрузки в случае заанкеривания в фундаменте или стволе (см. рис. 2.23, ж, з, и). Основные узлы стального оголовка, выполненного по типу, показанному на рис. 2.23, а, с использованием подвесок из круглых стержней высокопрочной стали даны на рис. 2.25, а. Стержни в узлах крепят с помощью гаек и контргаек.

43

2.4.4. Ствольно-стеновые системы

Ствольно-стеновая конструктивная система представляет собой комбинацию вертикальных несущих конструкций в виде ствола (стволов) и внутренних (редко – наружных) стен (рис. 2.28), которые совместно работают на вертикальные и горизонтальные нагрузки. Совместность работы обеспечивается монолитными или сборно-монолитными перекрытиями.

Рис. 2.28. Схемы зданий ствольно-стеновой системы:

а – продольные стены и центральный ствол; б – поперечные стены и центральный ствол; в, г – радиальные стены и центральный ствол; д – звездчатое расположение стен; е – стены по периметру и стволы, расположенные не в центре здания; ж – треугольные стволы по периметру; и – угловые квадратные стволы; к – поперечные стены и торцевые стволы;

л – замкнутые угловые стволы, соединенные стенами, и центральный ствол

Ствольно-стеновые системы применяются для зданий в 20-45 этажей. Для более высоких зданий их эффективность резко снижается из-за большой толщины стен и проблем с вертикальным транспортом.

Как стволы жесткости, так и стены выполняются из монолитного бетона. В зданиях до 20-25 этажей толщина внутренних несущих стен принимается обычно одинаковой по всей высоте и составляет 140-250 мм. Для более высоких зданий толщина стен может изменяться от 500-700 мм понизу до 250-400 поверху.

2.4.5. Ствольно-каркасные системы

Среди ствольных наибольшее распространение получила ствольнокаркасная комбинированная конструктивная система (рис. 2.29-2.30). Ствол располагают преимущественно в центральной части здания и используют для размещения лестнично-лифтовых узлов и инженерных коммуникаций. Колонны каркаса чаще всего размещают по контуру наружных стен, при этом пространство между стенами ствола и наружными колоннами оставляется свободным от внутренних опор с целью обеспечения гибкости планировочных реше-

44

ний. Роль горизонтальных дисков жесткости, передающих горизонтальную нагрузку от наружных колонн на стены ствола, выполняют конструкции междуэтажных перекрытий.

Рис. 2.29. Схемы зданий ствольно-каркасной системы

Метод подъема перекрытий и этажей является одним из современных направлений индустриального строительства зданий ствольно-каркасной системы, который позволяет использовать положительные качества сборного и монолитного железобетона, способствует улучшению архитектуры зданий при сокращении расхода основных строительных материалов и затрат труда.

Рис. 2.30. Крепление ригеля стального каркаса к железобетонному стволу жесткости:

1 – стена ствола; 2 – стальная балка; 3 – ростверк; 4 – швеллер; 5 – ребро; 6 – отверстие для болта; 7 – забетонированная труба; 8 – болт

Метод подъема может эффективно применяться при строительстве многоэтажных жилых и общественных зданий различного функционального назна-

45

чения, производственных корпусов, а также специальных сооружений, в том числе с пространственными покрытиями.

Сущность метода заключается в том, что тяжелые и крупногабаритные конструкции (массой до нескольких тысяч тонн при площади в десятки тысяч квадратных метров) монтируют и укрупняют на уровне земли и потом поднимают по вертикальным опорным конструкциям (стволам и колоннам) с помощью комплекта подъемного оборудования.

При возведении многоэтажных зданий (рис. 2.31) после устройства фундаментов и монтажа колонн первого яруса на земле бетонируют пакет плит перекрытий, количество которых равно числу этажей будущего здания. На колонны устанавливают систему подъемного оборудования (обычно грузоподъемность каждого подъемника 50 т), которым управляют с центрального пульта.

Сквозь подъемники пропускают винтовые тяги, которые соединяют с плитами перекрытий. Поэтапный подъем конструкций начинают с плиты покрытия. Для перемещения плит перекрытия вверх колонны наращивают, устанавливая промежуточные ярусы высотой на два или три этажа, и подъемные устройства поднимают выше. На последнем этапе (рис. 2.31, г) для выдвижения подъемных устройств выше плиты покрытия на верхний ярус колонн устанавливают инвентарные монтажные колонны – стальные секции, сечение которых равно сечению колонны, а высота составляет 1-1,3 м. По окончании установки плиты покрытия на проектную отметку инвентарные монтажные колонны демонтируют вместе с подъемниками.

Рис. 2.31. Подъем и наращивание вертикальных конструкций многоэтажного здания: а – монтаж колонн первого яруса, бетонирование пакета плит перекрытий; б, в, г – этапы

подъема плит покрытия и перекрытий; 1 – пакет плит перекрытий; 2 – колонны первого яруса; 3 – подъемное оборудование; 4 – пульт управления; 5 – ядро жесткости; 6 – колонны промежуточных ярусов; 7 – инвентарные монтажные колонны

При бетонировании в скользящей опалубке ствол жесткости возводят заранее на всю высоту здания. При бетонировании в переставной опалубке ствол

46

жесткости возводят одновременно с подъемом плит перекрытий с небольшим их опережением.

Монтажные краны могут быть приставными башенными или их устанавливают на стволе жесткости. Краны используют для следующих типов работ: монтаж и демонтаж подъемного оборудования, установка колонн, бетонирование ствола жесткости, навеска наружных стеновых панелей, подача материалов на этажи. В зависимости от объемно-планировочного и конструктивного решения подбирают тип крана.

Плиты перекрытий обычных каркасных зданий существенно отличаются от плит перекрытий, возводимых по методу подъема. Плиты перекрытий изготавливают непосредственно на объекте строительства и поднимают в проектное положение без крана. Такой метод позволяет делать их сплошными на весь этаж вместе с балконами и лоджиями. В зависимости от объемнопланировочного решения здания и его назначения перекрытия проектируют разной конструкции (рис. 2.32).

Рис. 2.32. Типы монолитных плит перекрытий:

а– сплошная; б – с легкобетонными вкладышами; в – многопустотная; г – кессонная;

д– ребристая; 1 – арматурный каркас; 2 – ребра тяжелого бетона; 3 – легкобетонные вкла-

дыши; 4 – пустотообразователи

При пролетах между колоннами в 6-7 м обычно применяют плоские плиты из тяжелого бетона толщиной 120-220 мм с каркасами из плоских арматурных сеток. При увеличенных нагрузках изготавливают плиты увеличенной толщины до 280 мм, но облегченных за счет легкобетонных вкладышей. В этом случае арматурные каркасы располагаются между легкобетонными вкладышами в ребрах из тяжелого бетона.

При пролетах до 9-10 м используют многопустотные плиты толщиной 250-350 мм. В плитах вместе с арматурным каркасом устанавливают пустотообразователи из пластмассовых или асбоцементных труб. Торцы труб закрывают заглушками.

При пролетах между колоннами до 15 м применяют кессонные и ребристые плиты толщиной 450-500 мм. Такой тип перекрытий изготавливают и с обычной, и с предварительно напряженной арматурой.

47

Для ограничения плит по контуру перед бетонированием устанавливают стальную бортовую опалубку. Затем наносят разделительный слой, которым покрывают основание, чтобы бетон следующей плиты не схватился с бетоном предыдущей плиты. После этого устанавливают арматурный каркас. Вначале монтируют стальные воротники, которые заранее надеты на колонны. Для этого срезают по одному нижнему воротнику и устанавливают их на бетонную подготовку (рис. 2.33). Между бетонной подготовкой и воротником оставляют зазор не менее 30 мм, чтобы можно было захватить плиты перекрытий при подъеме.

После установки колонн первого яруса, бетонирования ствола жесткости, который может быть выполнен на всю высоту здания или частично, и окончания бетонирования пакета плит начинают подъем перекрытий. В процессе подъема для устойчивости колонн часть плит, которые не должны на данный момент подниматься, крепят к стволу и колоннам металлическими клинья-

ми (рис. 2.34).

Одновременно могут поднимать от одной до четырех плит перекрытия. Иногда поднимают и четыре плиты. Для ускорения подъема плиты поднимают как можно ближе друг к другу с зазором 200-250 мм.

Рис. 2.34. Крепление плиты перекрытия на отметках временного опирания:

а– фрагмент плана; б – сечение; 1 – колонна; 2 – плита перекрытия; 3 – опорный штырь; 4 – клин «плита-колонна»; 5 – ствол жесткости; 6, 7 – парные клинья «плита-ствол»

Для опирания плиты на колонну заранее подвешивают к плите штырь на подвесках (рис. 2.35, а). Подвески пристреливают к нижней поверхности плиты. Плита поднимается, штырь устанавливается напротив отверстия в колонне. Затем его задвигают в отверстие и опирают на него плиту перекрытия.

48

Для опирания плиты на стену ствола жесткости устанавливают штырь внутри ствола на кронштейне (рис. 2.35, б). При подъеме плиты перекрытия выше отверстия штырь выдвигается. Для свободного перемещения штырь может устанавливаться на роликах.

Для снижения трудоемкости подъема и облегчения установки плит перекрытий на проектные отметки применяют автоматические устройства (рис.

2.36-2.37).

Рис. 2.37. Автоматическое опирание плиты на стену ствола жесткости:

а – при подъеме; б – при опускании тяг; 1 – опорный элемент; 2 – плита перекрытия; 3 – стена ствола жесткости; 4 - окно в стене

В отличие от подъема перекрытий при подъеме этажей на земле монтируются все или почти все конструкции этажа. Затем готовый в сборке этаж поднимают на проектную отметку. Схемы жилых зданий, возведенных методом подъема, приведены на рис. 2.38.

49

Рис. 2.38. Схемы жилых зданий, возведенных методом подъема:

а – с несколькими стволами жесткости; б – с одним стволом жесткости

2.4.6. Ствольно-блочные системы

Ствольно-блочные системы представляют собой стволы жесткости, на которые опираются или подвешиваются объемные блоки, блоки-этажи. Конструкции многоэтажных ствольно-блочных зданий могут быть представлены в различных вариантах.

К первому варианту относятся здания с многоэтажными группами блоков, установленных на консольные платформы, которые опираются на стволы (рис. 2.39, а) или подвешиваются к стволам (рис. 2.39, б).

Рис. 2.39. Схемы ствольно-блочных зданий с установкой блоков: а - на консольные платформы; б – на подвешенные к стволам фермы

Конструкции зданий, которые передают нагрузки на несущий ствол от объемных блоков через консольные платформы, являются простейшими конструкциями среди ствольно-блочных систем. С другой стороны, они имеют сравнительно большие расходы строительных материалов и трудозатрат.

Вторым вариантом являются здания из консольных блоков, которые закрепляются на стволе жесткости (рис. 2.40). При решении экономических вопросов были созданы конструктивные системы из консольных блоков. Они размещались на одном или нескольких железобетонных стволах без применения платформ. Эта конструкция предусматривает монтаж объемных блоков как

50

консоли на стволе с помощью анкерных тяг. Тяги проходят по диагонали продольных стен каждого блока. Выпуски анкерных тяг противолежащих блоков соединены между собой через перекрытия.

Рис. 2.40. Схемы ствольно-блочных зданий с закреплением блоков на стволе:

а– схема разреза; б – общий вид блока; в – узел крепления блока; г – виды планов

Ктретьему варианту относятся здания из спаренных консольных блоков, соединенных арматурой в мостовые балки-секции, которые опираются на стволы и торцевые стены (рис. 2.41). Экономичной, но сложной в конструктивном отношении является конструкция из спаренных объемных блоков.

Рис. 2.41. Схема ствольно-блочного здания из спаренных консольных блоков, собираемых в мостовые балки-секции: а – фасад; б – план; в – спаренные блоки; 1 – ствол; 2 – объемный блок; 3 – торцевая стена-диафрагма; 4 – напрягаемая арматура или канат

Конструкция собирается на предварительно напряженной арматуре или на канатах в мостовые балки-секции, которые опираются непосредственно на стволы жесткости. Стволы и стены-диафрагмы соединяются между собой горизонтальными гибкими связями в виде напрягаемой арматуры или канатов. Связи или канаты располагаются в каналах, образованных в торцевых внутренних