9.5. Безригельные каркасные системы гражданских зданий
Недостатком каркасной системы в случае ее применения для жилых зданий являются выступающие из плоскости перекрытия ригели и полки диафрагм жесткости.
Конструктивные разработки, в которых устранен этот недостаток, включают следующие решения:
1) каркасная система со скрытыми ригелями, образуемыми в построечных условиях (рис. 9.5.1);
2) безбалочные перекрытия из сборных плит сплошного сечения с опорой на колонны, устанавливаемые по углам квадратного плана (9.5.2).
Рис. 9.5.1. Безригельный каркас с натяжением арматуры в построечных условиях:
А – компоновочная схема; Б – узел примыкания плит перекрытий к колонне; 1 - уголковый вкладыш; 2 – плита перекрытия; 3 – напрягаемая канатная арматура; 4 – колонна; 5 – фасадная распорка; 6 – консольная плита перекрытия; 7 – плита с проемом для лестницы; 8 – рядовая плита перекрытия
Система со скрытыми ригелями в плоскости перекрытия (КПНС) проектируется по связевой схеме из сборных колонн, плит перекрытия и стен-диафрагм жесткости. Ригели высотой на толщину плит перекрытия формируются в построечных условиях замоноличиванием перекрестно расположенных арматурных канатов, пропущенных через сквозные отверстия в теле колонны.
Безригельная система КУБ выполняется из сборных колонн и трех типов плит перекрытий (рис. 9.5.2, А). Бесстыковые колонны высотой до 15,3 м имеют металлические воротники, расположенные в уровне перекрытий. Надколонные плиты нанизываются на колонну и соединяются с ней сваркой по воротнику. Межколонные и средние плиты имеют шпоночное соединение. После сварки и замоноличивания создается единый диск перекрытия.
Пространственную жесткость каркаса обеспечивают крестовые стальные связи между колоннами. Наружные стены (панели или ручной кладки) могут выполняться по самонесущей или ненесущей схеме.
Рис. 9.5.2. Безбалочный каркас:
А – компоновочная схема; Б – конструктивные элементы; В – соединение колонны с плитой перекрытия; 1 – надколонные плиты; 2 – межколонные плиты; 3 – средние плиты; 4 - колонна
9.6. Объемно-блочные конструкции гражданских зданий
Объемные блоки – крупная конструкция объемной формы. В пространстве которой заключен определенный функциональный фрагмент здания (комната, лестничная клетка, лоджия, эркер, ризалит). В соответствии с общей конструктивной системой здания объемные блоки могут быть несущей, самонесущей или ненесущей конструкции.
Малые объемные блоки весом до 10 т широко применяют в панельных и каркасно-панельных зданиях в виде санитарно-технических кабин, тюбингов лестничных клеток и лифтовых шахт, а также объемно-пространственных элементов фасада. Блоки (высотой на этаж) устанавливаются непосредственно друг на друга по слою цементного раствора и соединяются сваркой по закладным деталям.
Большие объемные блоки (весом до 25 т) заключают в себе комнату, лестничную клетку, санитарно-кухонный блок. Шестигранная форма большого блока требует специфичной технологии. Первоначально изготавливается пяти- или четырехгранный объемный элемент, который затем дополняется одним или двумя плоскостными. Соответственно различают три конструктивно-технологических типа объемных элементов (рис. 9.6.1): «колпак» (отдельно изготавливается плита пола), «стакан» (с отдельной потолочной плитой) и «лежащий стакан» (укомплектовывается отдельной фасадной панелью).
Рис. 9.6.1. Объемные блоки:
а – малые объемные блоки;
б – большие блоки; в – схемы передачи нагрузки на объемные блоки; 1 – санитарно-техническая кабина; 2 – тюбинг лифтовой шахты; 3 – эркер; 4 – элементы ризалита; 5 – «колпак»; 6 – «лежащий стакан»; 7 – «стакан»
В практике проектирования и строительства освоены следующие конструктивные системы: 1) объемно-блочная бескаркасная; 2 объемно-блочно -стеновая; 3) каркасная; 4) ствольная.
Стенки, плиту пола (а иногда и потолка) выполняют ребристыми с ребрами наружу шагом 1 м. Высота ребер 120 … 180 мм (для стенок – 60 мм). Место сопряжения стенок оформляется вутом или скруглением. Внутренние грани имеют небольшой распалубочный уклон (1:100). Минимальная толщина стенок из тяжелого бетона 55 … 65 мм, легкого – 80 … 90 мм. Жесткость потолочной плиты повышена ребрами или небольшой вспарушенностью.
Перекрытия и внутренние стены в зданиях объемно-блочной конструкции двухслойные толщиной 200 мм (толщина воздушного слоя может варьироваться). Воздушные зазоры рассекаются диафрагмами по высоте и протяженности.