книги из ГПНТБ / Шахназарян С.Х. Возведение зданий методом подъема этажей и перекрытий. Исследования, проектирование, строительство

[57, 58] с учетом перераспределения усилий в статичес­ ки неопределимых системах1. Консоль плиты перекры­ тия, примыкающая к железобетонной шахте, рассчитана с учетом дополнительного усилия, возникающего в кон­ соли вследствие деформации шахты под действием гори­ зонтальных нагрузок (рис. III.21). Для ориентировочных расчетов это усилие можно определить по формуле, по­ лученной в предположении совместной деформации пли­ ты перекрытия и шахты по контакту:

Отметим, что реактивные усилия, возникающие при взаимодействии плиты и шахты, несколько увеличива­ ют устойчивость шахты, но отрицательно влияют на на­ пряженное состояние плиты перекрытия, вызывая в ней значительные изгибающие моменты. В связи с этим вы­ лет консоли плиты и места соединения последних к шах­ там определялись так, чтобы влияние силы Р на пере­ крытие было бы по возможности мало.

В § 5 было отмечено, что воротники, играющие роль капителей в плитах перекрытий, в основном должны обеспечить; необходимый зазор между колоннами и пе­ рекрытиями при подъеме последних на проектные отмет­ ки; захват плит перекрытий грузовыми тягами подъем­ ников II фиксацию захватных гаек при подъеме и опус­ кании груза; восприятие усилий, возникающих в узловых соединениях колонн с плитами в подъемно-мон­ тажный, а также в эксплуатационный период. В процессе строительства нескольких экспериментальных 12-этаж­ ных зданий с помощью электромеханического подъемно­ го оборудования было выявлено, что для эффективного использования технических возможностей последнего и, в частности, полной грузоподъемности отдельных подъ-

1 См. сноску на стр. 82.

90

емников (50 т), а также для существенного сокращения продолжительности подъемно-монтажных работ и тру­ довых затрат необходимо обеспечить одновременный подъем не менее трех плит перекрытий. При этом ста­ вилась задача, чтобы максимальные усилия, возникаю­ щие в плитах перекрытий и ее элементах в подъемно­ монтажный период, не превышали усилий, воспринимае­ мых ими в эксплуатационный период. В связи с этим была разработана новая конструкция воротника, по­ скольку применяемые ранее воротники не полностью удовлетворяли новым, повышенным требованиям. Кон­ струкция воротника в отличие от старых создает усло­ вия, при которых каждая плита при подъеме пакета не­ сет только собственную нагрузку (рис. III.22). Это обес­ печивается за счет непосредственного контакта воротни­ ков между собой. Для ускорения монтажных работ и упрощения операции захвата пакета плит тягами подъ­ емников в верхних и нижних полках воротника со сторо­ ны захватов, а также в плите

91

Рис. 111.24. Общий вид усовер­ шенствованного воротника для 12-этажных зданий

него защитного слоя цементной штукатурки, ось симмет­ рии плиты сдвинута вниз по отношению к осп симметрии воротника на 1 см.

Разработанная конструкция воротника [47] пред­ ставляет собой стальную замкнутую раму прямоуголь­ ного очертания с габаритным размером 950X670 мм (рис. 111.23). Рама спроектирована из вагонного швел­ лера № 18 в (ГОСТ 5267—63). Для пропуска и захвата плит грузовыми тягами, снабженными гайками, в ниж­ них и верхних полках воротников предусмотрены полу­ круглые прорези. С этой же целью в плитах в местах прорезей воротников оставляются прямоугольные гнез-

92

1-1

Рис. III.25. Узел крепле­ ния плит пе­ рекрытий с колоннами в 12-этажных зданиях

1— колонна;

2— воротник;

3— плита;

4— закладной

штырь

да. Полки швеллеров усиливаются ребрами жесткости. Кроме того, места установки захватных гаек усиливают­ ся дополнительными элементами. Несмотря на то, что

плит перекрытий с колоннами с такими воротниками — на рис. III.25. В модернизированной конструкции узло­ вого соединения с применением воротника значительной жесткости оказалось возможным упразднить сварные швы по верху плиты, выполняемые в старых узловых со­ единениях в условиях стройплощадки, а также заклад­ ные части с обоймами в колоннах. Поскольку в 12-этаж­ ном здании имеется 384 таких узловых соединения, ко­ личество сварных швов сократилось на 650 м, а расход металла на закладные части в колоннах и на воротни­ ки— на 14,5 тпо сравнению с первыми эксперименталь­ ными 12-этажными зданиями. Вместе с этим в модерни­

плит перекрытий непосредственно передается колоннам как в период монтажа, так и в период эксплуатации здания. При точном расчете штыри следует рассматри­ вать как короткие балки на упругопластическом основа­ нии. Поскольку решение такой задачи связано со зна­ чительными затруднениями, прочность и деформации штырей были определены на основании натурных и ла-

93

Рис. 111.26. Характер деформа­ ции штыря в стадии разруше­ ния

ний при нагрузке 120 т

бораторных опытов. Натурные испытания были прове­ дены в период подъема перекрытии здания. Плита была жестко закреплена с колонной с помощью клиньев, а подъемник опирался на консольные части испытываемо­ го штыря, вставленного в отверстие колонны. При рабо­ те подъемника через грузовые тяги усилие передавалось на штырь. Характер деформации штыря под нагрузкой в натурных условиях показан на рис. III.26а. Лабора­ торные испытания проводились па 500-г гидропрессе с динамометром, настроенным па 200 т, по схеме, имити­ рующей натурные условия.

В лабораторных опытах помимо несущей способнос­ ти определяли также деформации штырей. По экспери­ ментальным данным, между нагрузкой и соответствую­ щими деформациями линейная зависимость наблюда­ лась до нагрузки 70 т. Лабораторные образцы разру­ шились под нагрузкой 120—130 т. Характер деформа­ ции штыря в стадии, близкой к разрушению под нагруз­ кой 120 т, показан на рис. III.26, б. Из представленного

Рис. II 1.27. Схема крепления ог­ раждений лоджий к плите пе­ рекрытия

/ — ограждения; 2 — плита перекры­

ограждения с элементами здания

94

рисунка нетрудно заметить, что характер разрушения штырей в натурных и лабораторных условиях почти одинаковый. Поскольку в монтажный период при одно­ временном подъеме трех плит на одни штырь передает­ ся вертикальная нагрузка порядка 45 г, а в эксплуата­ ционный период расчетная нагрузка не превышает 35 г, разработанные конструкции штырей можно считать достаточно иадежными.

По эстетическим соображениям выступающие из ко­ лонн концы штырей (на потолке) размещены в толще стен и перегородок. Для беспрепятственной установки штырей в отверстия колонн взаимная ориентация ко­ лонн и воротников предусматривается такой, чтобы от­ верстия для штырей располагались . перпендикулярно плоскости грузовых тяг подъемников.

Практика эксплуатации первых 12-этажных зданий, возведенных методом подъема перекрытий, выявила не­ которые конструктивные и функциональные недостатки ограждений лоджий из металлических перил с асбесто­ цементными экранами. Для усовершенствованных зда­ ний были разработаны сборные тонкостенные огражда­ ющие конструкции из легкого железобетона, изготавли­ ваемые в кассетных формах. Схема крепления огражде­ ния лоджий к плите перекрытия показана па рис. III.27.

Для максимального уменьшения массы здания и сей­ смических нагрузок проектом предусматривалось при­ менение облегченных изделий и конструкций. Характе­ ристика материалов, примененных для изделий и конст­ рукций 12-этажного здания, приводится в § 12.

Описанные выше усовершенствованные проекты 12этажиых жилых зданий приняты в основу проектирова­ ния ряда жилых массивов городов Армянской ССР. С целью создания архитектурной выразительности и оп­ ределенного разнообразия здания облицовывают туфо­ выми плитками различного цвета и фактуры.

§ 12. НЕКОТОРЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЕГКИХ И ТЯЖЕЛЫХ БЕТОНОВ, ПРИ М ЕНЯЕМ Ы Х

ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ 12-ЭТАЖ НЫХ Ж ИЛЫХ ЗД АН И Й

В Армянской ССР, располагающей большими про­ мышленными запасами природных пористых и плотных каменных материалов, повсеместное распространение получили как легкие, так и тяжелые бетоны на естест-

95

венных заполнителях [9]. Характеристики естественных заполнителей, имеющих промышленное значение, приве­ дены в табл. III.1.

Взданиях, возводимых методом подъема этажей и перекрытий, применяются легкие бетоны марок 50—200 на естественных пористых заполнителях н тяжелые бе­ тоны марок 200—400 на базальтовом щебне и речном кварцевом песке.

Вкачестве вяжущего во всех тяжелых и легких бето­ нах применяется портландцемент марок 300 и 400 Ара­ ратского и Разданского заводов.

Тяжелый бетон применяется: марки 200 — при уст­

ройстве фундаментов; марки 300 — железобетонных шахт; марок 300 и 400 — при изготовлении колонн кар­ каса. Ориентировочные расходы цемента и заполните­ лей на 1 мэ тяжелого бетона на базальтовом щебне и кварцевом песке приводятся в табл. III.2**.

** Информационный листок № 1—72 АИСМ Госстроя АрмССР. Ереван, 1972.

96

Т а б л и ц а III.3

Расходы цемента и объемные веса легких бетонов (подвижность бетонной смеси 15—20 сек, цемент марки 400)*

н о й м ассы

* Указания по расчету состава и контролю прочности конструктивных лег­ ких бетонов на заполнителях некоторых месторождений АрмССР. Ереван, 1966.

Легкий бетон применяется: марки 200 — на литоид- но-пемзовом щебне п кварцевом песке в плитах перекры­ тии; марки 200 — па лптоидпо-пемзовом щебне п песке при изготовлении объемных лифтовых блоков, лестнич­ ных маршей II площадок, ограждений лоджий п др.; мар­ ки 75 — на щебне II песке из вулканического шлака Кармрашенского месторождения в наружных стеновых пане­ лях. Ориентировочные данные по расходу цемента и объемным весам свежеотформованного и высушенного до постоянного веса бетона приведены в табл. Ш.З.

Для внутренних перегородок и стен здания применя­ ются пустотелые плиты и блоки заводского изготовления из легкого бетона с расходом цемента на 1 м3 изделий 170—190 кг. Бетон изготавливается из литоиднон пемзы мелких фракций.

В 12-этажных зданиях, осуществляемых по усовер­ шенствованным проектам, общий объем легкого бетона и железобетона на естественных пористых заполнителях превышает 70% •

§ 13. СТРОИТЕЛЬСТВО ПЕРВОГО ЭКСПЕРИМ ЕНТАЛ ЬНОГО 12-ЭТАЖ НОГО ЗД АН И Я

возведено методом подъема перекрытий в 1969 г. в Йорк­ ском жилом массиве Еревана. Согласно проекту, строи­ тельные работы по возведению здания были разбиты на два этапа — нулевой и подъемно-монтажный цикл. В со­ став нулевого цикла были включены земляные работы, устройство фундаментов, установка колонн первого яру­ са с воротниками, возведение стволов железобетонных шахт и изготовление пакета плит перекрытий. В состав подъемно-монтажного цикла входили: установка и на­ ладка гидроэлектроподъемного оборудования; подъем плит перекрытий вдоль первого яруса колонн; демонтаж подъемников и монтаж колонн верхних ярусов; подъем плит, монтаж стеновых панелей, элементов лестниц, об­ устройство этажей и т. д.

Ниже описывается технология выполнения тех видов работ, которые являются характерными для данного про­ екта и принятого метода возведения. Строительные ра­ боты выполнялись в соответствии с разработанным про­ ектом производства работ. Основанием для фундаментов

98

Рис. III.29. Инвентарная стальная

бортовая опалубка

/ — бортовой элемент из швеллеров

плит перекрытий

Рис. II 1.28. Установка колонн пер­ вого яруса 12-этажного здания

служили коренные трещиноватые базальты, находящие­ ся на глубине около 6 м от поверхности грунта. Поэтому котлованы фундаментов разрабатывали экскаватором до обнажения скальных пород. Грунт, вынутый из котло­ вана, необходимый для обратной засыпки, вывозили в резерв, а остальной — на свалку. Фундаменты и обвя­ зочные балки бетонировали на месте. Бетон транспорти­ ровали автосамосвалами из центрального бетонорас­ творного узла, находящегося на расстоянии около 1 км от строительной площадки.

Арматура, опалубка и закладные детали поступали

вготовом виде. Бетон к месту укладки подавали бадьей

спомощью крана на гусеничном ходу. После завершения бетонирования фундаментов, а также изготовления двух стволов шахт выше нулевой отметки бульдозером произ­

водили обратную засыпку котлована до верхней грани фундаментов. Грунт послойно увлажняли и уплотняли катком. В готовые фундаменты самоходным краном ус­ танавливали колонны первого яруса с нанизанными на них воротниками общей массой 8,8 т (рис. ІІІ.28). После этого производили обратную засыпку фундаментов и уст­ ройство площадки по периметру здания для перемеще­ ния транспорта и механизмов. На спланированной и ут­