Тема 7. Многоэтажные здания с подвешенными этажами

За последнее время в практике строительства многоэтажных зданий различного назначения появились каркасные здания с оригинальным решением конструктивной системы - с подвешенными этажами. Подвеску этажей выполняют на пилон, в качестве которого используется ядро жесткости (ствол) здания.

Проведем сравнение типа несущего остова и вида конструктивных систем каркасных зданий с опиранием этажей на вертикальные стержневые элементы (рис. 1., А) и подвеской к ним этажей (рис. 1., Б).

А

Б

Рис. 1. Особенности каркасного несущего остова многоэтажных зданий.

А – с этажами, опирающимися на колонны; Б – с этажами подвешенными на подвесках; 1 – ствол; 2 – перекрытия; 3 – колонны; 4 – подвески.

Как в первом, так и во втором виде несущего остова здания в качестве вертикальных несущих элементов используются стержни – колонны или подвески. Значит несущий остов обоих зданий – каркасный. Однако в первом случае вертикальные стержневые элементы - колонны сжаты, так как на них опираются этажи здания (рис. 1., А). Во втором виде здания вертикальные стержневые элементы - подвески растянуты, так как (рис. 1., Б).

То есть по существу несущие остовы зданий, указанных на рис. 1, различны:

- каркасный со сжатыми вертикальными несущими элементами;

- каркасный с растянутыми вертикальными несущими элементами.

Указанная особенность видов несущих остовов должна быть учтена и при определении их конструктивных систем. Если в первом случае конструктивная система будет ствольно – каркасная, то во втором - ствольно – каркасная с подвешенными этажами (рис. 2).

Рис. 2. Особенности каркасного несущего остова и его конструктивных систем.

1.1. Принципы подвески этажей в многоэтажных зданиях

Рассмотрим несколько вариантов конструктивного решения подвески этажей в многоэтажных и высотных зданиях.

Подвеска этажей к колоннам. В каркасных зданиях с распределенными диафрагмами жесткости (без ядра жесткости) часто используется подвеска перекрытий к колоннам средних рядов. Такой принцип подвески перекрытий осуществляется при строительстве новых зданий (если невозможно расположить внешний ряд колонн) или при реконструкции существующих (надстройке малоэтажных бескаркасных зданий).

Подвеска этажей к колоннам выполняется с помощью вант или вант и подвесок. В первом случае подвеска перекрытий к колоннам производится в уровне каждого этажа (рис. 3, А). Во втором случае с помощью вант к колоннам подвешивается перекрытие верхнего этажа, остальные нижележащие перекрытия подвешиваются к нему с помощью подвесок (рис. 3, Б).

Рис.3. Подвеска этажей к колоннам. А – с помощь. Вант; Б – с помощью вант и подвесок; 1 – колонны; 2 – перекрытия; 3 – ванты; 4 – подвески.

При использовании этого принципа подвески этажей необходимо главные балки располагать перекрестно в створе колонн и жестко скреплять с ними. По контуру установить рандбалку, жестко прикрепляя ее к главным балкам. Настилом в перекрытиях может служить монолитная железобетонная плита, уложенная по профнастилу.

Подвеска этажей в зданиях с одним ядром жесткости. Различают несколько конструктивных решений подвески этажей в одноствольных зданиях, когда ствол несет все горизонтальные и вертикальные нагрузки (рис. 4, 5):

- подвеска этажей к жестким балочным ростверкам, расположенным в одном (рис. 4, А) или нескольких уровнях (рис. 4, Б) по высоте ствола;

- подвеска этажей непосредственно к стволу (рис. 4, В);

- подвеска этажей к системе перекрестных ферм, расположенных на оголовке колонн (рис. 4, Г);

- подвеска этажей к различным стержневым преднапряженным подкосным системам: одноподкосной (рис. 5, А), двухподкосной (рис. 5, Б);

- комбинированная подвеска этажей к стволу с помощью вант и подвесок – система перекрестных ферм подвешивается вантами к стволу, а этажы подвешены к фермам (рис. 5, В).

Рис. 4. Схемы подвески этажей в здании с одним ядром жесткости, расчетные схемы. А – подвеска к балочному ростверку, установленному на оголовок ствола;

Б - подвеска к двум или более балочным ростверкам; В – подвеска непосредственно к стволу; Г - подвеска к системе перекрестных ферм, расположенных на оголовке ствола.1 – перекрытия; 2 – ствол; 3 - балочный ростверк; 4 – подвески.; 5 –система пееркрестных ферм,