Монтаж железобетонных каркасов из рамных элементов

Арматурный каркас для ленточного фундамента является скелетом, объединяющим всю монолитную конструкцию в единое целое. Именно каркас предотвращает разрушение основание здания, компенсируя воздействие на него внешних нагрузок.

Армированный по всем правилам фундамент обладает гораздо лучшими техническими характеристиками, также значительно увеличивается срок его эксплуатации. Особенно это актуально для ленточных фундаментов с их большой общей протяжённостью.

Принцип работы арматурного каркаса

Качество каркаса влияет на свойства фундамента

При строительстве в промышленных масштабах за правильностью закладки армокаркаса следят достаточно строго. Добросовестность выполнения армирования в фундаментах с железобетонным каркасом в данном случае проверяется специальными комиссиями, на «вооружении» которых имеются специально разработанные для этого случая сборники строительных нормативов и правил.

Однако при строительстве частного дома своими руками застройщик не всегда с полной ответственностью подходит к армированию железобетонного фундамента. Как результат – деформация и преждевременное разрушение основания здания, что часто влечёт за собой также и разрушение всей постройки.

Свойства бетонных конструкций

Чтобы лучше понять всю необходимость армирования основания, нужно слегка углубиться в такой непростой предмет как сопромат. На любой фундамент здания действует несколько разнонаправленных сил, причём эти силы не постоянны, а с течением времени меняют свою величину, направление и место приложения.

Прежде всего, на бетонное основание давит масса возводимой постройки, и эта сила давления не везде одинакова. Как бы вы не старались равномерно распределить массу дома по всей площади фундамента, сделать этого не удастся – в каких-то местах давление будет сильнее.

Если дом стоит на влагонасыщенном грунте, на зимой бетонное основание снизу давят деформирующие силы «пучения». Расширяясь при замерзании, почва начинает выпирать на поверхность в виде бугров, поднимая и выдавливая вверх элементы фундамента. При оттаивании грунта в этих местах могут наоборот образовываться болотистые ямы, и целые участки фундамента могут попросту зависать в воздухе.

Бетон, являясь довольно прочным материалом, совершенно не эластичен – отлично справляясь с сжатием, он не может работать на растяжение и изгиб. Так , устойчивость бетона к сжатию в 50 раз больше, чем к разрыву. В большей мере это проявляется в конструкции ленточного основания: благодаря большой его протяжённости в нём может быть несколько зон изгиба или растяжения. Как результат, бетон неизбежно лопается и растрескивается, а основание здания разрушается.

Технические особенности железобетона

Железобетонный фундамент соединяет в себе лучшие качества металла и бетона

Во избежание этих существенных недостатков бетонных конструкций и был изобретён железобетонный фундамент. Улучшения технических характеристик удалось добиться за счёт объединения лучших качеств двух строительных материалов – бетона и металла. Внутри опалубки монтируется несущий каркас из стальной или стеклопластиковой арматуры, который затем заливается бетоном.

В результате армирование даёт возможность перенести нагрузки растяжения и изгиба на каркасную арматуру, которая значительно лучше бетона справляется с ними.

Нагрузки сжатия, возникающие при давлении массы здания на фундаментную основу, переносятся на бетонную массу. Как результат, армированный железобетон может выдержать нагрузки на растяжение и изгиб в десять раз более сильные, чем просто монолитный бетон.

Составление проекта каркаса

Выбирайте металлический профиль класса А-400

Перед тем как приступить к работе по монтажу каркаса следует произвести ряд математических вычислений. Прежде всего, следует определиться с диаметром стальных прутков и их количеством.

При создании армокаркаса для ленточного фундамента здания чаще всего используется стальная арматура из периодического профиля класса А-400. Данный прокат имеет особую конструкцию, оснащённую по бокам выступами, спирально опоясывающими металлический прут по всей длине. Такая конструкция была специально разработана для лучшего сцепления армирующего каркаса с бетоном.

Стеклопластиковая арматура

В последнее время в качестве материала для каркаса всё чаще применяется стеклопластиковая арматура. Среди основных плюсов стеклопластика по сравнению со сталью можно назвать:

• малая масса;
• устойчивость к коррозии;
• меньшая стоимость.

Среди минусов следует отметить худшие показатели устойчивости к разрыву, нежели у стандартного стального армирования.

При создании объёмного каркаса ленточного основания схема армирования выглядит следующим образом: горизонтально, вдоль будущих стен, идут нити из рифлёного проката. Они располагаются в несколько рядов: как по горизонтали, так и по вертикали.

Между ними идут поперечные прутки из круглого проката, соединяющие продольные горизонтальные нити между собой.

Выбор диаметра арматуры зависит от размера предполагаемой нагрузки на основание. Для частного деревянного дома наиболее целесообразно будет использовать для основных нитей стальную арматуру диаметром 12 мм. Для одноэтажного кирпичного или для двух – трёхэтажного деревянного особняка рекомендуют использовать сечение 14 мм. Для более лёгких построек – бань, сараев или лёгких каркасных домов можно применять и 10-мм арматуру.

Порядок расчета необходимого количества арматуры

Чтобы точно рассчитать необходимое количество арматуры, нужно будет опять-таки обратиться к сборнику строительных нормативов. Согласно ГОСТу, совокупная площадь сечения продольных нитей каркаса к площади сечения бетонного основания должна соотноситься, как 1:1000. Для примера рассмотрим ленточный фундамент здания размером 10 на 10 м с одной внутренней капитальной стеной.

Сечение стандартного бетонного основания примем за 0,5 кв. м. (1 м высота от основания до верха и 0,5 м ширина). Допустим, по проекту мы планируем использовать для создания каркаса периодический («ребристый») стальной пруток диаметром 10 мм.

Схема зависимости площади сечения металлического прутка от его диаметра.

Зная минимально допустимое соотношение сечений, получаем, что общая площадь сечения каркаса в нашем случае должна быть порядка 5 кв. см. Далее берём схему из СНиП, регламентирующую число нитей арматуры для создания металлического каркаса и с её помощью вычисляем количество нитей в нашем каркасе. Обзор композитной и металлической арматуры смотрите в этом видео:

Каркас из 10-й арматуры должен иметь не менее 8 продольных нитей

Как видим, площадь сечения одного прутка диаметра 10 мм равна 0,78 кв. см. Разделив общую площадь сечения армокаркаса 5 кв. см на 0,78, получаем приблизительно 8. То есть, объёмный каркас из 10-й арматуры для ленточного фундамента высотой 1 м и шириной 0,5 м должен иметь не менее восьми продольных нитей.

Следующим шагом нужно сделать расчёт общего количества периодического проката, необходимого для армирования нашего здания. Берём периметр (10 м х 4 стены) и прибавляем к нему пятую внутреннюю стену. В итоге получаем, что общая длина нашего ленточного фундамента составляет 50 м. Умножаем полученную общую длину основания на количество нитей: 50 х 8 = 400 м.

Именно столько рифлёной арматуры понадобиться, чтобы сделать армокаркас для пятистенка размером 10 на 10 метров. Поскольку цена почти на весь металлический прокат исчисляется исходя из его массы, то погонные метры нам будет нужно перевести в тонны. Воспользуемся для этого ещё одной схемой, показывающей соотношение длины проката к его массе.

Как видим, 1 м арматуры диаметром 10 мм весит 0,61 кг. Таким образом, общая масса рифлёного прутка в нашем каркасе составит около 350 кг. А зная цену тонны проката, можно без труда вычислить сметную стоимость нашего каркаса.

Правда, для этого следует по такой же схеме вычислить количество поперечных прутков, соединяющих основные нити в объёмный каркас.

При проведении расчётов все округления следует производить в большую сторону. Так вы сможете получить необходимый запас прочности. Ещё лучше – все конечные цифры увеличить на 15 – 20%.

Монтаж каркаса

Далее поэтапно рассмотрим работы по армированию ленточного основания. Армирование гораздо удобнее производить до установки опалубки. В этом случае опалубка не будет вам мешать сваривать или вязать каркасную конструкцию из отдельных элементов.

Элементы каркаса представляют собой прямоугольные объёмные конструкции определённой длины, которые укладываются в траншею, выкопанную для заливки фундамента. Длиной данные каркасные элементы должны от одного угла будущего здания до другого. На углах они соединяются специальными Г-образными соединительными элементами в одну непрерывную каркасную конструкцию. Подробнее о монтаже каркаса смотрите в этом видео:

Подготовительные работы

Перед тем, как приступить к монтажу каркаса, следует произвести разметку территории площадки и в нужных местах по периметру будущих стен вырыть траншеи. На дне траншеи должна быть отсыпана подушка из гравия, крупного песка или щебня. Поверх этой подушки и будет монтироваться наша металлическая конструкция.

Такая подушка выступает в качестве дополнительной защиты от зимнего пучения грунта, принимая на себя значительную часть давления, а также играет роль дренажа, отводящего лишнюю влагу от бетонного основания.

Изготовление каркаса

В опалубке каркас должен лежать, таким образом, чтобы его продольные, «рабочие» нити были полностью скрыты бетоном. Слой бетона поверх основной арматуры должен быть не менее 2 – 3 см. Стандартная ширина ленточных фундаментов составляет 40 – 50 см, соответственно наш каркас должен быть шириной около 35 – 40 см.

Приступая к изготовлению элементов каркасной конструкции, прежде всего, производим нужное число металлических заготовок. Режем рабочую арматуру на заготовки нужной длины в необходимом количестве (зависит от числа нитей).

Также нарезаем поперечные соединительные элементы из гладкого круглого проката меньшего диаметра, нежели рабочая рифлёная арматура. При этом следует учитывать ширину будущего фундамента – горизонтальные соединительные элементы по своей длине должны быть равны ширине фундамента.

Соблюдайте четкое расположение заготовок

Вертикальная соединительная арматура должна соответствовать высоте фундамента. В этом случае данные штыри, выступая за продольные нити, послужат ограничителем для опалубки, позволив соблюсти необходимую дистанцию между ней и рабочим армированием в 2 – 3 см.

После этого приступаем к сварке или вязке плоских заготовок будущего армирования.

Укладываем две нити рифлёного прутка параллельно друг другу и соединяем их друг с другом поперечными металлическими штырями при помощи сварочного аппарата или вязальной проволоки. При этом следует соблюдать чёткое расположение заготовок:

• шаг между поперечными соединительными элементами должен равняться 20 – 30 см;
• поперечные штыри должны выступать за края будущей конструкции на 2 – 3 см с каждой стороны.

Проведение сварочных работ требует определённого опыта, особенно в таком деле, как изготовление каркаса для основы здания. Если вы не уверены в качестве ваших сварных швов, лучше всего доверить эту работу специалисту.

В итоге получаем плоские конструкции, похожие на металлические приставные лестницы. Следующим шагом объединяем их в объёмные прямоугольные конструкции при помощи вертикальных соединительных штырей. Приваривая или привязывая проволокой «лестницы» через определённые расстояния к вертикальным штырям, получаем объёмные ажурные конструкции, которые и являются основными заготовками будущего армирования.

Сборка единого каркаса

Полученные объёмные элементы укладываются в траншеи поверх песчано-гравийной подушки. При этом каркас не должен лежать на ней – для качественного армирования, он должен быть поднят на 5 – 7 см. Для этих целей подкладываем под него в нескольких местах камни или кусочки кирпича.

Следующий шаг – стыковка всех этих отдельных элементов, расположенных на прямых участках траншеи. Это можно сделать, применив Г-образные хомуты, изготовленные из той же арматуры, что и горизонтальные нити. С их помощью соединяются попарно все смежные горизонтальные нити двух соседних каркасных элементов.

Это является завершающим этапом армирования железобетонного основания здания. После того, как все заготовки каркаса соединены на углах, можно приступать к установке опалубки и заливки бетона.

Особенности каркасных конструкций из стеклопластика

При вязке стеклопластиковой арматуры шаг должен быть длиннее

Стеклопластик сравнительно недавно появился на нашем строительном рынке, поэтому многие застройщики до сих пор с предубеждением относятся к этому материалу. Однако, согласно заявленным производителям техническим качествам, стеклопластик несколько превосходит сталь по прочности. Поэтому, исходя из расчетов прочности, шаг между элементами конструкции в данном случае может быть в 1,5 раза больше, чем при использовании металлической арматуры.

Выпускается стеклопластиковый прокат для армирования железобетона, как и стальной, в двух вариантах: гладком и рифлёном. Предназначение у них также аналогичное: рифлёный прокат используется в качестве основной, рабочей арматуры, а гладкий – для соединения основных нитей в один объёмный каркас.

Используя таблицы и нормативы СНиП, вы сможете самостоятельно произвести работу по обустройству армирования ленточного фундамента частного дома. Для качественного изготовления каркасной конструкции нужно лишь чётко следовать рекомендациям строительных нормативов и статьям соответствующих ГОСТов.

The content of the article:

• В каких случаях может использоваться технология
• Разновидности
• Преимущества и недостатки
• Элементы железобетонного каркаса: колонны
• Горизонтальные элементы
• Связи
• Фундаменты
• Способы монтажа сборного каркаса
• Безбалочные каркасы
• Сборно-монолитные каркасы: строительство
• Технология возведения монолитного каркаса
• Внутренние и наружные стены

Методик строительства жилых и промышленных зданий существует множество. И одной из самых недорогих технологий, позволяющих возводить надежные и долговечные сооружения, является каркасная. Основой зданий, построенных таким образом, является прочный остов. Для сборки таких несущих конструкций могут использоваться разные материалы. К примеру, достаточно часто возводятся здания на железобетонном каркасе.

В каких случаях может использоваться технология

Возводиться на ЖБ-каркасах могут здания абсолютно любого назначения. Эта технология отлично подходит для строительства как жилых домов, так и производственных цехов. Чаще всего на железобетонных каркасах, конечно же, возводят многоэтажные здания. Согласно нормативам, такую методику допускается использовать для строительства домов высотой до 25 этажей. Также просто идеально эта технологий подходит для возведения цехов большой площади.

You will be interested:How dangerous is the new coronavirus?

В некоторых случаях методика строительства на ЖБ-каркасах может использоваться и для возведения одно — двухэтажных зданий. Чаще всего на таких остовах сооружают, конечно же, малоэтажные производственные цеха и склады. Но иногда подобную технологию используют и владельцы загородных участков при строительстве небольших жилых домов или дач. Такие сооружения получаются не только очень удобными для проживания, но и долговечными. Выглядят дома такой конструкции при этом очень солидно и презентабельно.

Разновидности

Использоваться в строительстве может всего три основных вида железобетонных каркасов:

• сборные;
• монолитные;
• сборно-монолитные.

Первый вид остовов собирается из уже готовых, изготовленных на предприятии тяжелых ЖБ-балок, колонн и связей. Монолитные каркасы этого типа заливаются непосредственно на месте возведения зданий. Под элементы конструкции остовов этого типа предварительно собираются опалубки.

Сборные железобетонные каркасы, в свою очередь, по способу монтажа могут быть:

• рамными;
• связевыми;
• комбинированными.

ГК «МКС». Блог проектировщиков и строителей

ГК «МКС» проектирует и строит здания в сборно-монолитном каркасе. Как показывает практика, он выгоднее монолитного. Экономия доходит до 4 000 руб./кв.м — всё зависит от условий строительства и возможностей застройщика. Можно тратить ещё меньше, если сотрудничать с заводами ЖБИ и брать изделия по себестоимости.

Например, в 2020 году специалисты ГК «МКС» запроектировали в сборно-монолитном каркасе два дома ЖК «Острова» в Казани, которые изначально планировали строить в монолите. Железобетон поставляли с пяти заводов, три из которых находились в Чебоксарах. Несмотря на расстояние 160 км между городами, застройщик сэкономил на строительстве в совокупности 2 000 руб./кв.м. Полная прибыль по итогам строительства первого дома составила 96 миллионов рублей.

Как застройщик экономит на себестоимости, получая больше прибыли без повышения цен на продаваемые квадратные метры? Узнайте в этой статье, где мы в цифрах, но уже на другом примере раскрываем и сравниваем экономику сборного и монолитного каркасов.

Себестоимость строительства

Из чего складывается конечная себестоимость строительства дома? Выделим в статье расходов 4 основных пункта:

Чаще всего застройщик не может повлиять на стоимость земельного участка. Стоимость аренды или покупки земельного участка зависит от его собственника.

Условия подключения к сетям, как и необходимое благоустройство территории, тоже зависит от третьих лиц: возможность снизить затраты на них минимальны.

Легче всего повлиять на себестоимость самого здания. Рассмотрим составляющие себестоимости и основные способы снизить затраты.

Себестоимость здания

4 главных пункта себестоимости здания — это:

• • Фундаменты
• • Несущая система
• • Стеновые материалы
• • Отделочные материалы и инженерные сети

Фундаменты

На стоимость фундаментов больше всего влияет геология. Не всегда можно выбрать участок с «хорошими» грунтами или провести геологическую разведку до заключения договора. Даже когда это возможно, огромную роль играет территориальное расположение (участок в центре города под многоэтажную застройку всегда интересен независимо от грунтов), наличие коммуникаций и их мощности. Существенно снизить затраты на фундаменты здесь мы не в состоянии.

Но ещё на стоимость фундаментов влияет вес здания. Чем легче конструкция, тем меньше свай потребуется забить. Поэтому выбирая технологию строительства, можно прийти к минимальным затратам на материал фундаментов.

Чем легче конструкция, тем меньше затрат на фундаменты

Несущая система

Несущая система — основа зданий. Она бывает 2 видов: бескаркасная и каркасная. В бескаркасных зданиях нагрузку воспринимают стены (из кирпича, газобетонных блоков, пустотелых керамических камней и др.) или панели. Каркасные здания выполняются по сборной и монолитной технологии.

Строительство на севере. Как забыть о монолите?→

Если сравнивать системы между собой, то вторая предоставляет застройщику более широкий выбор стеновых материалов: к ним нет требования «нести» вес здания. В каркасных системах легче всего применить экономичные материалы и снизить себестоимость здания.

В статье мы не рассматриваем бескаркасные системы, потому что в кирпичных домах при строительстве от 10 этажей толщина несущих стен увеличивается — с 510 до 640 или 770 мм. По нашим подсчетам, продаваемые площади уменьшаются почти до 20%. Это то же самое, что строить 10-этажный дом, продавая только 8 этажей. А крупнопанельные дома уже не соответствуют современным требованиям покупателей: они больше подходят для социального жилья.

Что дешевле: кирпич или ж/б каркас? Сравниваем на примере реального объекта→

В каркасных системах толщина стен не важна

Стеновые материалы

Первый пункт при выборе стеновых материалов — их теплотехнические характеристики. Суровые климатические условия требуют применение материалов с более низкой теплопроводностью.

Дальше — доступность тех или иных материалов в регионе и их стоимость. Привозной материал, который выигрывает по многим показателям, будет чаще всего проигрывать по стоимости на строительной площадке.

Наконец, требования покупателя. Пример — Йошкар-Ола. Обычно покупатель хочет, чтобы стены его дома были из кирпича. При этом его совершенно не интересует, что дома из других стеновых материалов могут быть теплее, экономичнее в эксплуатации и экологичнее. «Кирпич мы знаем, а другое нет». В данном случае застройщик знает лучше, что хотят покупатели.

Тип стен зависит от климата, доступности и покупателя

Отделочные материалы и инженерные сети

Стоимость отделочных материалов и инженерных сетей зависит от класса жилья и возможностей поставщиков. Согласитесь, не получится использовать одинаковые материалы для жилья эконом- и бизнес-класса.

Тип отделки и сетей зависит от класса жилья и поставщиков

Резюмируем: единственная статья расходов, на которую застройщик легко повлияет независимо от внешних факторов — геологии, климатических условий, прихотей покупателя и др. — это несущая система. Дальше мы сравним сборный и монолитный каркас.

Отличия сборного и монолитного каркаса

Первое и главное отличие сборного каркаса от монолитного — широкое применение преднапряжённых конструкций. Самое заметное различие наблюдается в плитах перекрытий. Сторонники монолитного каркаса говорят о его высокой экономической эффективности, но здесь нет ни предварительного напряжения, ни пустотности, которые свойственны сборному перекрытию. Первое экономит арматуру, а второе повышает шумоизоляцию перекрытия.

Второе — все элементы сборного каркаса производятся на заводе. Специалисты контролируют качество на каждом технологическом этапе: изготовление арматурных каркасов, подготовка бетонной смеси, армирование и формование изделия и т. д. За счёт заводского контроля монтажники снижают количество операций на строительной площадке. Риск «заморозить» бетон и переделывать этаж заново исключается.

Третье — высокая скорость монтажа сборного каркаса. По опыту работы монтажных бригад ГК «МКС», одна бригада собирает под одним башенным краном 4 000 кв.м./мес. Это помогает сэкономить на аренде земельного участка и повысить привлекательность квартир. Покупатели любят, когда дом быстро строится. В монолитном каркасе необходимо ждать набора прочности бетона до 28 суток.

Сборный каркас экономнее, надёжнее и скоростнее монолитного

Сравнение в цифрах

На примере проекта 22-этажного дома ЖК «Мельница» в Калуге покажем, насколько экономнее сборный каркас. К нам обратился застройщик с просьбой заменить монолитный каркас на сборный, не затрагивая объемно-планировочные решения.

Расходы на арматуру

В сборном каркасе перекрытие собирается из ригелей и пустотных плит. В монолитном исполнении оно сплошное, армированное без предварительного напряжения.

Общая площадь перекрытия — 16 705 кв.м. Чтобы заармировать перекрытие в монолитном исполнении, необходимо 27,65 кг стали на 1 кв.м.

В сборном каркасе армирование пустотной плиты составляет 2,5 кг на 1 кв.м. Это в 10 раз меньше, чем в монолитном. С учётом армирования ригелей, узлов стыков и монолитных участков расход стали составил 15,23 кг 1 кв.м. Это почти в 2 раза меньше, чем в монолитном перекрытии.

Конструкция	Монолитный каркас, кг/кв.м	Сборный каркас, кг/кв.м
Перекрытие	27,65	2,5
Ригели	—	5,14
Узлы, МУ	—	7,58
Итого

Себестоимость 1 кв.м монолитного перекрытия составляет 4 070 руб. При толщине перекрытия 220 мм. и стоимости монолитных работ 18 500 руб./куб.м

Себестоимость 1 кв.м сборного перекрытия складывается из стоимости пустотной плиты 1300-1500 руб./кв.м, перераспределения стоимости ригелей, монолитных участков и балконных плит на стоимость перекрытия. Суммарно можно считать, что 1 кв.м перекрытия на проекте ЖК «Мельница» стоит 2 367 руб.

Себестоимость монолитного перекрытия — 4070 ₽, сборного — 2367 ₽ за кв.м

В данном случае мы не рассматриваем колонны, потому что их армирование очень сильно зависит от требований заказчика. Так, в сборном каркасе можно изготавливать пролеты между колоннами до 12 м. Конечно в этом случае возрастет армирование колонн, но позволит решить задачи с объемно-планировочными решениями, например, для жилых комплексов сегмента элитного жилья, ТЦ, магазинов, офисных зданий и др.

Расходы на прогрев

В монолитном строительстве большие затраты идут на прогрев бетона. Он набирает проектную прочность за 28 календарных дней при температуре +20 °С. Поэтому чтобы выдержать сроки строительства, необходимо прогревать бетон даже в летнее время. Расход электроэнергии на прогрев 1 куб.м бетона составляет 80-110 кВт.

Объем прогреваемого бетона ЖК «Мельница» в монолитном исполнении составляет 4 717,64 куб.м. Расход электроэнергии на прогрев — 377 411,2 — 518 940,4 кВт. При стоимости 1 кВт электроэнергии 5,6 руб. получаем затраты на прогрев от 2 114 до 2 906 тыс.руб. Плюс к этому затраты на прогревочный провод, работу электрика, наличие на стройке мощных прогревочных трансформаторов и другие затраты.

При сборном каркасе объем монолитных участков (сами монолитные участки + монолитные части ригелей и колонн) составляют не более 10% от общего объема железобетона. Затраты на прогрев в сборном каркасе (при таких же расходах железобетона) — от 211 тыс. ₽ до 290 тыс.руб. Экономия на прогреве составляет от 1 903 до 2 616 тыс.руб.

Экономия на прогреве — до 2,6 млн ₽

Полная стоимость несущей системы

Стоимость элементов сборного каркаса здания рассчитана по прайсам железобетонных заводов Марий Эл и Чувашии:

Стоимость работ по изготовлению монолитного каркаса рассчитана исходя из данных проекта по расходам бетона и арматуры и стоимости монолитных работ:

Основная экономия сборного железобетона образуется именно в перекрытии. Экономия заказчика на стоимости каркаса составила 11 500 000 руб. без учета необходимости прогрева бетона. С учетом затрат на прогрев бетона размер экономии 13 300 000 руб.

Суммарная экономия заказчика в ЖК «Мельница» — 13,3 млн ₽

Эффект от сборного каркаса лучше всего виден на стадии предпроектного проектирования, когда специалист «сажает» объект на площадку строительства. Именно тогда максимально используются преимущества сборного каркаса:

• • преднапряжённая арматура;
• • увеличенный шаг колонн;
• • удачная раскладка плит, чтобы уменьшить монолитные участки.

При этом проектировщики создают для объекта неповторимый архитектурный образ с эффективными объемно-планировочными решениями, надежностью и долговечностью элементов конструкции.

Косвенные преимущества

Мы перечислили прямые экономические показатели эффективности сборного каркаса. Но есть косвенные показатели, которые трудно оценить в числовом выражении без конкретного здания.

Уменьшение затрат на фундамент.

За счет пустотного перекрытия легко снизить вес здания. Посчитаем, какой эффект дает различие в перекрытиях сборного и монолитного каркаса на примере 15-этажного 1-секционного дома площадью 500 кв.м.

Приведённая толщина монолитного перекрытия — 200 мм. Толщина пустотной плиты с ригелем — 165 мм. За счёт 35 мм разницы получаем:

0,035 м х 500 кв.м х 2500 кг/куб.м = 43 750 кг = 43,75 т — бетона экономится с 1 этажа.

43,75 т х 15 эт. = 656,25 т — бетона экономится с 15-этажного здания.

1 свая несет в среднем 40 т нагрузки. Со всего здания мы сэкономим ориентировочно 17 свай.

Экономия с одной 15-этажной секции —650 т бетона и 17 свай

Универсальность строительной системы.

Освоив работу со сборным железобетоном, застройщик может начать строительство широкого спектра зданий и сооружений — например, торговых центров с большими открытыми пространствами. Их трудно реализовать в монолитном исполнении: реализация становится экономически необоснованной. Также паркинги, в которых полезную площадь занимают не колонны, поддерживающие свод, а машины, и строительство производственных корпусов. Заказчик легко сможет применять один комплект оснастки для всех вышеперечисленных вариантов.

Комбинирование с крупнопанельным домостроением.

Сборный железобетон позволяет разрабатывать проекты домов, в которых наружный контур выполнен из несущих стеновых панелей, а внутренние несущие элементы — в виде каркаса. Да, наружные стеновые панели возможно использовать с монолитным каркасом. Но их придётся навешивать: колонны будут выступать, что снизит привлекательность площадей для потенциального покупателя. В сборном каркасе колонна и ригель интегрируются в стеновую панель и не выступают в жилые помещения.

Подведём итог сравнения сборно-монолитного и монолитного каркасов.

1. Основную экономию сборно-монолитного каркаса даёт перекрытие за счёт преднапряжения, заводского изготовления и быстрого монтажа.

1. Себестоимость сборного перекрытия почти в два раза ниже монолитного — 2367 против 4070 руб./кв.м.

1. Все монолитные конструкции необходимо прогревать для набора прочности. В ЖК «Мельница» сборные изделия экономят на прогреве до 2,6 млн руб.

1. Заказчик ЖК «Мельница» сэкономил при переходе от монолитного каркаса к сборно-монолитному — 13,3 млн руб.

1. Из дополнительных преимуществ сборно-монолитного каркаса — снижение затрат на фундаменты, универсальное использование в зданиях различного назначения и возможность комбинирования с КПД.

Преимущества и недостатки

Основным плюсом строительства зданий на железобетонных каркасах, как и на любых других, является свобода планировки. Пролеты в таких сооружениях могут быть как узкими, так и очень широкими.

Конечно же, безусловным преимуществом зданий на ЖБ-каркасе может считаться и их дешевизна. Весят такие дома меньше кирпичных, обычных панельных и блочных. Поэтому под них не нужно возводить слишком уж мощных дорогих фундаментов.

Также к преимуществам этой технологии можно отнести возможность:

• возведения очень долговечных зданий;
• обустройства помещений большой площади.

В сравнении с металлическими и деревянными каркасами, железобетонные отличаются повышенной прочностью. Также плюсом таких несущих конструкций считается, конечно же, и то, что они не относятся к разряду пожароопасных.

Некоторым недостатком сборных ЖБ-каркасов является необходимость использования дорогой спецтехники для монтажа отдельных элементов. К минусам же монолитных конструкций этого типа относят удлинение сроков строительства. Созревает бетон, к сожалению, достаточно долго — около месяца. То есть этажи зданий при использовании такой технологии сборки каркаса приходится возводить с перерывами. Строителям нужно дожидаться, пока опоры наберут достаточную прочность для того, чтобы выдержать вес тяжелых перекрытий.

Элементы железобетонного каркаса: колонны

Готовые ЖБ-изделия, предназначенные для возведения таких зданий, делают на заводах обычно из бетонов марок от 200 до 400. Для облегчения транспортировки в них еще на этапе изготовления монтируют монтажные петли (или просверливают в их толще отверстия). В зависимости от размеров и этажности сооружений, при строительстве используют колонны, балки, связи и ригели разного сечения и прочности.

К примеру, при возведении железобетонных каркасов промышленных зданий, полы в которых в последующем в процессе эксплуатации будут подвергаться серьезным нагрузкам, применяют колонны 1.020. Такие конструктивные элементы способны выдерживать нагрузку до 500 тонн.

При возведении зданий может использоваться две разновидности железобетонных колонн:

• обычные;
• используемые для цехов с мостовыми кранами.

Колонны последней разновидности состоят из двух частей: подкрановой и надкрановой. По расположению в здании оба этих типа ЖБ-изделий классифицируются на:

• крайние пристенные;
• средние, монтируемые на стыках пролетов.

Высоту колонны сборного железобетонного каркаса могут иметь в один, два или много этажей. По форме такие элементы бывают:

• консольными;
• бесконсольными;
• Т-образными;
• Г-образными.

В строительстве могут использоваться ЖБ-колонны с квадратным, круглым, кольцевым или прямоугольным сечением.

Технология строительства железобетонных каркасных конструкций

Есть разные типы сооружения помещений в зависимости от вида каркаса и этажности.

Вернуться к оглавлению

Сборные конструкции

При расчете каркаса многоэтажного сооружения используется расчетная схема с жесткими связями сдвига. Типы каркасов для высоких сооружений: рамные, связевые, комбинированные. Для перемещения составляющих каркаса при изготовлении в них закладывают монтажные петли или оставляют небольшие отверстия. Железобетонные каркасы сооружают, сваривая стальные детали.

Для сборных каркасов делают железобетонные фундаменты, в которые устанавливают колонны, расстояние между которыми 6 и 12 м. Балки для фундамента делают из бетонов марок 200-400. На укладываемые балки (длинна равняется шагу колонн) опираются несущие стены. Балки укладывают на ступенчатый фундамент таким образом, чтоб верхний уровень на 3 см был ниже уровня пола. Проемы между балками и колонами заливают бетоном. Заполнение проводят бетоном марки 100.

Колонны серии 1.020-1/87.

После фундамента делают гидроизоляцию (защита пола от промерзания и влияния грунтов на балки фундамента). При сооружении больших конструкций необходимо использовать колонны 1.020. Они способны выдержать нагрузку до 500 т (примерно 10 этажей при усилении в стыке). Чтоб изготовить жесткий диск перекрытия, необходимо установить приваренные ригели в одну, которые направлены в одну сторону, и связанные плиты по колонных рядах.

Сейчас читают: Состав и использование керамзитобетона

Ячеисто-бетонные блоки лучше всего подходят для наружного стенового ограждения железобетонных каркасных сооружений. Их выкладывают одним рядом, с нулевой жесткостью, что помогает сохранить пластичность фасадов. Наружные стены устанавливают на плиту перекрытия или ригели. Таким образом, нет ограничения по количеству этажей здания.

Если внешние стены сооружаются из мелких блоков, то они могут выкладываться как в один слой, так и многослойно. При конструировании таких строений необходимо следить, чтоб кладка не была опорой для каркаса. Толщину стен выбирают, учитывая теплоизоляционные требования: для жилых домов толщина наружной стены должна быть 50 см (прочность В 2.5, морозостойкость F 25).

Для кладки внутренних стен и перегородок между квартирами и других внутренних элементов также используют ячеисто-бетонные блоки. Эти перегородки проектируются для каждого этажа самонесущими. При планировании толщины стен и перекрытий основным требованием является звукоизоляция (больше 50 дБ), которая определяется согласно нормативным документам. Этот параметр зависит от блоков, раствора, бетона и т. д. Для улучшения звукоизоляции могут использовать заполнение промежутков минплитой (плотность 80-100 кг /м3).

Перегородки между комнатами выполняют толщиной 12 см из ячеистых блоков (звукоизоляция не меньше 43 дБ).

При кладке стен в комнатах, где предполагаемая влажность повышена (например, ванная комната), необходимо использовать защиту для ячеистых блоков от влаги и пара. Отделочные наружные работы необходимо проводить после полного естественного высыхания здания, иначе влажность с блоков будет выходить внутрь помещения.

Расчетной схемой одноэтажного железобетонного каркасного промышленного здания является рама, в которой ригели и колонны скрепляются при помощи шарнирного соединения. При строительстве монолитного каркасного здания в первую очередь делают опалубку, потом делают необходимый раствор и делают заполнения опалубки бетононасосом.

Вернуться к оглавлению

Сборно-монолитные каркасы

Колонны ставятся в отверстие в железобетонной плите. На плиту ставятся многопустотные панели, на них – пролетные панели. Арматурная сетка межколонных панелей сваривается с армопрутьями пролетных панелей, после чего происходит заполнение бетонной смесью.

Вернуться к оглавлению

Горизонтальные элементы

ЖБ-балки, используемые при возведении сборных железобетонных каркасов зданий, классифицируются на фундаментные и межэтажные. Элементы первой разновидности обычно имеют форму двутавра. Высота их может составлять 400 или 600 мм, а ширина в верхней части — 300-400 мм. В зависимости от длины, фундаментные балки могут быть основными и укороченными. Последний тип элементов часто используется, к примеру, около температурных швов.

Межэтажные балки железобетонных каркасов домов в сечении могут быть:

• тавровыми;
• прямоугольными;
• Z-образными.

Длину они могут иметь как на пролет или несколько, так и на шаг между колоннами.

Сборный железобетонный унифицированный каркас

Унифицированные рамно-связевые и связевые сборные железобетонные каркасы многоэтажных зданий состоят из следующих элементов: фундаментов, колонн, стенок-диафрагм жесткости, ригелей и панелей перекрытий.

Фундаменты под колонны каркаса делаются стаканного типа, а под стенки-диафрагмы – ленточные (монолитные).

Колонны приняты сечением 300 х 300 и 400 х 400 мм высотой обычно на один, 2 ÷ 4 этажа из бетона классов В 25 ÷ В 35. Армирование колонн производится 4 ÷ 8 стержнями диаметром 20 ÷ 36 мм и более из стали класса А-Ш (наибольшая несущая способность колонны 520 т). Для зданий с укрупненной сеткой колонн (9 х 9; 12 х 12 м) колонны имеют сечение 600 х 600 мм. Колонны имеют консоли с одной или двух сторон. Они рассчитаны на высоты этажей 3,3; 3,6; 4,2 м, а для укрупненной сетки – дополнительно на 4,8 и 6 м. Для подвальных и технических этажей предусмотрены высоты колонн 2,9 и 2,4 м. В колоннах нижних этажей, воспринимающих значительные нагрузки (до 2000 т на колонну), устраиваются стальные сердечники с облицовкой слоем бетона в 60 ÷ 80 мм для защиты от действия высоких температур при пожаре. Стальные сердечники позволяют сохранить те же размеры сечений колонн, что и в верхних этажах.

Наиболее сложная задача при проектировании сборного железобетонного каркаса – решение стыков колонн. В практике отечественного строительства сложились два типа стыков:

а) стыки, в которых усилия передаются через стальные элементы – опорные плиты или оголовники;

б) стыки, в которых осуществляется непосредственная передача усилий с бетона на бетон.

В стыках первого типа концы колонн снабжаются стальными пластиками или оголовниками, приваренными к продольной стержневой арматуре (рис. 5.4, а; б). При монтаже колонна устанавливается на центрирующей металлической прокладке. Стальные пластины или оголовники смежных элементов соединяются посредством сварки. Шов между торцами зачеканивается раствором, а вокруг стальных оголовников на высоту стыка бетонируется защитный слой. Эти стыки, однако, многодельны, требуют значительного расхода металла, большого количества сварочных работ, а также затрат рабочего времени и материалов на последующее обетонирование стыков. Кроме того, этот стык имеет высокую деформированность из-за неточного совпадения граней обойм и, соответственно, неправильного положения накладок.

В стыках второго типа происходит передача усилий с бетона на бетон. Наиболее распространенной конструкцией данного стыка является сфери-ческая поверхность торцов колонн с соединением арматурных стержней с помощью ванной сварки (рис 5.4, в).

Ванная сварка арматуры, в отличие от ранее принятого стыкования через дополнительные накладки, позволяет повысить надежность стыка и значительно упростить его, сократить количество монтажной сварки. Стыкование производится только с помощью четырех основных стержней. Остальные стержни меньших диаметров не доводятся до стыка. Затем шов, проходящий по периметру центровочных выступов, зачеканивается цементно-песчаным раствором класса В 25. Сваренные стержни соединяются хомутами из стали диаметром 8 ÷ 10 мм. Подрезка заполняется бетоном класса В 25.

К выполнению сферического стыка предъявляются повышенные требования по соблюдению геометрических размеров и точности сферических поверхностей. Для обеспечения наилучших условий для передачи усилий с одной колонны на другую радиусы кривизны сфер стыкуемых колонн принимаются разными. Стыковые ниши после монтажа замоноличиваются бетоном. Перед этим производится установка монтажных хомутов и инъекция раствора в зазор между сферами.

а) б) в) г)

Рис. 5.4. Стыки сборных железобетонных колонн с гибкой арматурой:
а – стык колонн с помощью стальных листов (пластин), заанкеренных в бетон; б – стык колонн с помощью стальных оголовников, приваренных к продольной арматуре; в – сферический безметаллический стык сборных железобетонных колонн; г – плоский безметаллический стык железобетонных колонн; 1 – стальная пластина верхнего оголовка; 2 – тоже, нижнего огловка; 3 – сварной шов; 4 – центрирующая металлическая прокладка; 5 и 6 – верхний и нижний стальные оголовники; 7 – продольная арматура; 8 – поперечная арматура; 9 – стыковые ниши; 10 – сферические бетонные поверхности; 11 – центрирующий бетонный выступ

В последнее время стали применяться плоские безметаллические стыки с центрирующей бетонной площадкой (рис. 5.4, г), которые требуют значительно более простых форм для их изготовления.

В целях сохранения унифицированных размеров сечения колонн нижних этажей зданий повышенной этажности, воспринимающих нагрузку до 1500 и даже до 2000 т, их выполняют с жесткой арматурой (или есть еще название – с металлическими сердечниками). Такая арматура выполняется из сварного пакета уголковой стали («капуста») или прокатных полос из легированных строительных сталей (рис. 5.5, а; б). Применение в нижних этажах железобетонных колонн с жесткой арматурой дает возможность строить каркасные здания с колоннами (сечением 400 х 400 мм) высотой до 30 ÷ 40 этажей. При более высокой этажности применяется цельно-металлический каркас с защитой от огня, либо слоем штукатурки по сетке, либо установкой гипсовых плит.

Стык колонн с жесткой арматурой в зданиях высотой до 30 ÷ 40 этажей решают по принципу непосредственной передачи нагрузок с одного стального пакета на другой с помощью прокладной стальной плиты (рис. 5.5, в). Для обеспечения плотного соприкасания торцов колонн их обрабатывают фрезеровкой, дающей срез торца точно в перпендикулярной плоскости к оси колонн, а прокладную плиту устраивают также строганной, что позволяет обеспечивать точную толщину плиты и параллельность ее верхней и нижней плоскостей. При монтаже стволы сопрягающихся колонн по высоте скрепляют монтажными болтами, для установки которых к стальным пакетам ствола колонны приваривают ушки. Стык железобетонной колонны верхнего этажа и нижележащей колонны со стальным сердечником производят также с прокладкой стальной плиты.

Опирание железобетонных колонн с гибкой арматурой на массив фундамента производят через железобетонные башмаки с бетонированием зазоров и вибрированием. Растворный шов в этом случае работает в условиях многостороннего сжатия и хорошо воспринимает большую нагрузку. Железобетонные колонны с жесткой арматурой опирают на фундамент через прокладную стальную плиту, закрепленную анкерными болтами, и крепят к ней на сварке. Для обеспечения правильной передачи нагрузки колонны верхняя плоскость подкладной стальной плиты и торец стального сердечника колонны фрезеруются.

а) в)

Рис. 5.5. Сборные железобетонные колонны с жесткой арматурой (металлическими сердечниками):

а – общий вид колонны; б – типы сечения стальных сердечников; в – стык колонны; 1 – колонна; 2 – стальной сердечник; 3 – выпуски арматурных стержней; 4 – стальные закладные детали; 5 – полосы толщиной до 60 мм; 6 – уголки; 7 – сварной шов; 8 – стержни продольной гибкой арматуры; 9 – хомуты; 10 – прокладная фрезерованная стальная пластина; 11 – монтажные болты; 12 – стальные ушки

Унифицированный ригель выполняется с предварительно напряженной арматурой таврового сечения высотой 450 мм, шириной 400 мм (по ширине колонны), рис. 5.6. При больших пролетах (9 м или 12 м) высота ригеля принимается равной 600 и 900 мм аналогичной конструкции. Ригель служит для опирания плит перекрытий, лестничных маршей и аналогичных элементов. Длина ригеля на 440 мм (340 мм при колоннах площадью сечения 300х300 мм) короче пролета, равного 6; 4,5 и 3 м.

Традиционной конструкцией узла сопряжения ригеля с колонной является опирание ригеля на, так называемую, «скрытую консоль». В отличие от обычной открытой консоли, получившей широкое распространение в промышленном строительстве, скрытая консоль не выступает ни за плоскость колонн, ни за плоскость ригеля. Для гражданских зданий, к которым предъявляются повышенные архитектурные требования, это очень важно.

Сварка ригеля с закладными элементами колонн производится в уровне верха консоли и верха ригеля. Верхняя сварка осуществляется швом «встык» при посредстве упирающейся в закладную деталь колонны монтажной стальной «рыбки» («рыбка» поставляется вместе с ригелем). Затем швы заливаются цементным раствором класса В 15 (рис. 5.6 и 5.7).

В узле сопряжения ригеля с колонной с помощью скрытой консоли осуществляется удачное защемление ригеля в колонне. Горизонтальные составляющие опорного момента в узле передаются: верхняя – через стальную накладку, привариваемую фланговыми швами к закладным деталям ригеля и швом встык к закладной детали колонны; нижняя – на консоль через фланговые швы, соединяющие закладные детали ригеля и консоли колонны.

Перерезывающая сила в узле передается на колонну через консоль. Консоль рассчитана на восприятие вертикальной нагрузки. При связевой системе степень защемления ригеля в колонне может варьироваться в любых пределах – от шарнирного опирания до полной заделки.

При конструировании стен диафрагм жесткости в унифицированном каркасе принята схема, при которой сборные железобетонные колонны, ригели и сборные железобетонные стенки жестко связаны между собой и представляют единую систему, работающую на восприятие как вертикальных, так и горизонтальных (ветровых) нагрузок (рис. 5.2 и 5.3).

В этой системе наиболее эффективно используется работа конструкции на прочность, повышается жесткость связевой системы.

В каркасных зданиях перекрытия обеспечивают жесткость и неизменяемость здания в горизонтальной плоскости и осуществляют передачу и распределение усилий от ветровой нагрузки на стенки жесткости. Сборные перекрытия превращаются здесь в жесткий горизонтальный диск.

Перекрытия в многоэтажных зданиях с унифицированным каркасом выполняются из многопустотных настилов высотой 220 мм с пустотами диаметром 140 мм. Они отличаются от обычных настилов в увеличенной, по противопожарным требованиям, толщине защитного слоя до 30 мм и в создании на боковых поверхностях шпонок (рис. 4.8, а; б), которые потом замоноличиваются.

Рис. 5.6. Узел опирания сборного ригеля на колонну (унифицированный сборный каркас серии 1.020-1):

1 – колонна; 2 – ригель; 3 – панель перекрытия; 4 – закладные детали; 5 – верхняя накладка – посредник «рыбка» из – 170х8; l=300 поставляется вместе с ригелем; 6 – сварной шов

Рис. 5.7. Узел опирания сборного ригеля на колонну при пролетах 9 и 12м (Московский опыт):

1 – верхняя стальная рыбка; 2 – монтажная сварка; 3 – закладные детали; 4 – ригель высотой 900 мм; 5 – ригель высотой 600 мм

Такое перекрытие обеспечивает передачу горизонтальных нагрузок на связевые диафрагмы при расстоянии между ними в пределах до 30 ÷ 36 м. Ширина настилов 1200 мм, но может быть увеличена до 3 и даже 4,5 м при пролете 6 м. Сейчас имеются примеры применения плоских беспустотных керамзитобетонных предварительно напряженных крупноразмерных настилов толщиной 140 и 160 мм с гладкими калиброванными поверхностями, которые обеспечивают необходимую изоляцию от воздушного шума. По таким плитам без каких-либо дополнительных стяжек может быть уложен синтетический рулонный ковер на упругой основе, обеспечивающий надежную изоляцию от ударного шума.

а) б)

в) г)

Узел «А»

д)

Рис. 5.8. Плиты перекрытий многопустотные (а, б), легкобетонные (в), ребристые (г) и типа ТТ:

а – пристенная; б – рядовая; в, г – связевые; д – предварительно напряженный настил типа ТТ-12 (пролетом 12 м); 1 – ниши для строповочных петель 150х80; глубина 70; 2 – каналы пустот (диаметр 159; шаг 185) на торцовых гранях плит; 3 – ниши растворной шпонки (диаметр 120; шаг 200) на продольных гранях плит; 4 – подрезки для выпусков арматуры 140х80; глубина 45; 5 – продольные ребра; 6 – поперечные ребра; 7 – монтажные петли

В большепролетных каркасных зданиях рационально применять ребристые настилы, что упрощает размещение вертикальных и горизонтальных санитарно-технических коммуникаций. Настилы могут иметь форму коробчатого настила или форму в виде «Т» или «ТТ» (рис. 5.8, г; д).

Важной составной частью перекрытия служит элемент, расположенный по осям колонн в направлении перпендикулярном ригелям и являющийся распоркой между колоннами. Этот элемент обеспечивает жесткость и устойчивость колонн как в монтажный период, так и в работе перекрытия как жесткого диска в период эксплуатации.

Распорки выполняются в виде ребристого корытообразного или плоского элемента, который своими торцами опирается на полки ригеля и крепится к нему с помощью сварки закладных элементов (рис. 5.8, в и 5.9).

Рис. 5.9. План раскладки плит перекрытий:

1 – колонна; 2 – ригель; 3 – многопустотная рядовая плита; 4 – ребристая плита (отверстие в полке для пропуска диафрагмы жесткости или стыков трубопроводов пробивается по месту); 5 – многопустотная связевая плита; 6 – подрезки с выпусками арматуры (диаметр 10*2); 7 – ниши для строповочных петель; 8 – посредник «рыбка» из – 170х80; l=300 поставляется вместе с прогоном; 9 – стальные коротыши, привариваемые к монтажным петлям

Корытообразная форма настила-распорки с тонкой (30 мм) плитой между ребрами позволяет, удаляя плиту, располагать на этих участках вертикальные санитарно-технические коммуникации.

Монтаж перекрытия начинают с установки на место и крепления на сварке связевых панелей (распорок), расположенных по линиям колонн, после чего приступают к монтажу основной массы панелей перекрытия. Для образования жестких дисков панелей перекрытия крепятся к ригелям путем сварки закладных деталей.

Фундаменты

Возводятся каркасные здания на сборных основаниях-блоках, представляющих собой «стакан» с плитой. Подготовку под фундаменты таких домов на сухих грунтах делают из щебня, а на влажных — из бетона марки 500.

При строительстве верхнюю плоскость оснований этого типа располагают на 150 мм ниже отметки чистового пола. Такой способ монтажа позволяет в последующем сделать засыпку котлована до установки колонн.

Под наружные стены фундаментные балки укладывают таким образом, чтобы они выходили за плоскость колонн. Под внутренние ограждающие конструкции их располагают по осевым линиям между вертикальными опорами. На заключительном этапе балки фундамента гидроизолируют двумя слоями рулонного материала.

Вывод

Из статьи стало понятным, что каркасное строительство характеризуют два типа — сборный железобетонный каркас и монолитный. Отличаются они между собой способом установки на стройплощадке – первый изготавливается на заводе и собирается на объекте, второй – непосредственно на участке работ.

Использование ж/б каркаса дает возможность создавать надежные здания свободной планировки. Видео в этой статье поможет найти вам дополнительную информацию по этой тематике.

Сборные железобетонные конструкции

Компания оснащена современными технологиями, а ее команда состоит из профессионалов, имеющих большой опыт в выполнении сложных проектов. Залы здания многоэтажные здания каркасные конструкции промышленные здания спортивные сооружения здания для сельского хозяйства. С момента своего основания компания успешно выполнила ряд сложных проектов. Посмотрите на наши выбранные сборные железобетонные здания.
Во время решения структур мы начинаем работать с максимальными усилиями, чтобы удовлетворить как пользователей здания, так и архитектора. Если сравнить древесный каркасный дом с домами другого типа с такими качествами, как теплоизоляция, скорость строительства, разнообразие вариантов внутренней и наружной отделки и, самое главное, затраты на строительство, тогда дома из готовых деревянных каркасов нет. 1 в любом из этих качеств.

Строительство домов с железобетонным каркасом пользуется такой же популярностью, как и строительство других видов монолитных домов. Каркасно-монолитный дом имеет в своей основе несущий каркас, состоящий из колонн и перекрытий со стенами из мелкоштучных материалов – кирпича или блоков.

Характеристика материала

Монолитный железобетонный каркас сооружается из бетона, марка по прочности, морозостойкость и плотность которого определяются проектом. Колонны и перекрытия армируются отдельными стержнями, связанными конструктивной арматурой и сетками. Диаметры отдельных стержней, арматуры в составе сеток и их шаг также принимаются в проекте по расчету.

Наиболее очевидные преимущества при выборе сборного деревянного каркасного дома

Затраты на строительство сборного деревянного каркасного дома невероятно низки, если сравнить их с другими подходами и технологиями строительства. Если вы строите деревянный каркас, вы сохраните строительные материалы, время и труд. Как и вы достигнете более высокой эффективности использования площади на квадратный метр, чем для кирпичного или бетонного здания. Благодаря хорошо развитой теплоизоляции техническое обслуживание сборного деревянного каркаса значительно дешевле. Дом такого типа обеспечит теплый и уютный микроклимат в зимние месяцы при минимальной стоимости отопления. Степень теплоизоляции стенки деревянного каркасного дома толщиной 20 см соответствует бетонной стене толщиной в полметра. Особенно из-за его эффективной теплоизоляции деревянные каркасные дома считаются экологически чистыми, так как они требуют меньшего количества природных ресурсов, потребляемых для обеспечения отопления. Неограниченные строительные решения. Технология сборных деревянных каркасных домов позволяет удовлетворить любые архитектурные требования. Наша компания полностью способна выполнить любой проект деревянного каркасного дома. Кроме того, внешняя отделка полностью зависит от вкуса клиента и его финансовых возможностей. Деревянный каркасный дом с полностью украшенной внешностью можно сделать так, чтобы выглядеть как древесина или кирпичный дом. Эффективное время. Строительная технология сборных деревянных каркасных домов позволяет полностью завершить строительство дома для жилья в течение трех месяцев на момент начала строительства. Строительство сборного деревянного каркасного дома может быть проведено в любое время года, включая зиму. Вес сборного деревянного каркасного дома значительно светлый, и поэтому он не утихает, а не бетон, кирпич или кирпичный дом. Таким образом, внешняя отделка может быть выполнена сразу после завершения строительства, а также в тот момент, когда она пригодна для жилья. Строительство фундаментов. Из-за небольшого веса сборного деревянного каркасного дома он не требует чрезмерных фундаментов. Таким образом, время строительства сокращается, и один значительно сэкономит на материалах, транспорте и строительстве. Долговечность. Деревянные каркасные дома исключительно подходят для сейсмически активных областей из-за его долговечности и легкого веса, и, как указано ранее, для него не требуются монолитные и чрезмерные основания. Долговечность сборного деревянного каркасного дома играет важную роль в его долговечности. Срок службы сборного деревянного каркасного дома продлится более ста лет благодаря его конкретным разработкам и тщательно закрытой раме. Таким образом, вы строите дом не только для себя, но и для грядущих поколений вашей семьи. Предков сегодняшних деревянных каркасных домов можно найти в Германии, которым более 800 лет. Экологичность. Материалы, которые используются при строительстве сборных деревянных каркасных домов, являются экологически чистыми. Рамка деревянного каркаса применяется с раствором, который защищает его от влаги, гниения и горения. Как уже упоминалось ранее, содержание дома требует минимального потребления ресурсов.

• Более низкие затраты на строительство.
• Минимальные затраты на обслуживание.

Если вы узнаете больше о сборных деревянных каркасных домах в отношении строительства вашего нового жилья, не стесняйтесь обращаться к нам, так как мы сможем ответить на все ваши вопросы.

Технология производства

Для устройства железобетонного каркаса здания на подготовленный фундамент вначале устанавливается и армируется опалубка для возведения колонн. Заливка бетона производится единовременно с помощью бетононасоса, смесь обязательно вибрируется. После схватывания бетона опалубка колонн снимается и устанавливается горизонтальная опалубка для перекрытий, которая также армируется сетками и заливается бетоном. В случае, когда дом имеет несколько этажей, вся процедура повторяется. После того, как готовый железобетонный каркас здания наберет необходимую прочность, выкладывают наружные и внутренние стены из кирпича или блоков. Дом снаружи облицовывается фасадными материалами, изнутри отделывается.

Способы монтажа сборного каркаса

Наиболее надежной технологией возведения зданий этой разновидности является рамная. Железобетонный каркас, собранный по такой технологии, представляет собой жесткую долговечную конструкцию. Соединяются колонны и балки в таких остовах путем сварки металлической арматуры.

В рамно-связевых каркасах ЖБ-рамы воспринимают только вертикальные нагрузки. Горизонтальные в таких конструкциях приходятся на перекрытия. Последние, в свою очередь, передают нагрузки на лестничные пролеты. Также в данном случае задействованными бывают поперечные и торцевые стены.

В шарнирно-связевых каркасах нагрузки распределяются так же, как и в рамно-связевых. Единственное, крепления между элементами в данном случае используются не жесткие, а шарнирные.

Лекция 19. Конспект лекций по дисциплине «Железобетонные и каменные конструкции ». Составлен А

18.2. Многоэтажные производственные здания

При подготовке к лекции 19 проработать разделы лекции 14: Членение конструкций на сборные элементы и Типизация сборных элементов.

18.2.1. Конструктивные схемы.

Многоэтажные производственные здания по конструкции разделяют на здания:

1) с полным железобетонным каркасом и навесными наружными стенами

;

2) с полным железобетонным каркасом и наружными самонесущими стенами

;

3) с внутренним железобетонным каркасом

(без пристенных колонн)

и несущими стенами (здания с неполным каркасом, рис. 8.9).

Рис. 8.9. Многоэтажное каркасное здание с балочными перекрытиями: 1 — фундаменты; 2 — колонны; 3 — ригели (главные балки); 4 — плиты перекрытий; 5 — несущие конструкции покрытия; 6 — плиты покрытия; 7 — несущая стена из крупных блоков

В зданиях первого и второго типов можно четко разграничить несущие и ограждающие элементы

. Применяя

для каркаса высокопрочный материал — железобетон, а для стен — материал малой плотности, удается намного снизить массу зданий, а, следовательно, и стоимость строительства за счет облегчения фундаментов, сокращения транспортных и монтажных расходов и т. д.

Высоту надземной части многоэтажных производственных зданий определяют технологическими требованиями. Ширина многоэтажных промышленных зданий по условиям технологического процесса может достигать 36 м и более. Сетку колонн каркаса и высоту этажей назначают по технологическим требованиям в соответствии с требованиями Единой модульной системы, унификацией габаритных параметров, типизацией и стандартизацией элементов конструкций (см. «Конструирование промышленных зданий и сооружений»). Многоэтажные каркасные здания

обычно

проектируют по связевой, рамно-связевой или рамной (жесткой) конструктивным системам, обеспечивающим пространственную жесткость зданий.

18.2.1. Связевая система

.

Под связевой системой

многоэтажного промышленного здания

понимают такую компоновку его железобетонного каркаса , когда ветровые и любые другие

горизонтальные нагрузкивоспринимают междуэтажные перекрытия и передают их на жесткие поперечные вертикальные связи (диафрагмы жесткости):

лестничные клетки, лифтовые шахты, поперечные стены толщиной не менее 120 мм или железобетонные стены толщиной не менее 60 мм. Вертикальные нагрузки воспринимают элементы каркаса. Передачу горизонтальных сил

перекрытием на жесткие поперечные вертикальные связи обеспечивают надежным соединением стен стальными анкерами с перекрытиями или с крайними колоннами каркаса на уровне перекрытий. В зданиях с несущими стенами предусматривают поэтажную анкеровку стен к конструкциям перекрытий.

Работа конструктивных элементов здания, решенного по связевой системе на действие ветровых нагрузок, происходит в определенной последовательности: 1) ветровую нагрузку в первую очередь воспринимают наружные стены; они работают как простые балки пролетом, равным высоте этажа lf

(рис. 18.10,а); 2) опорные реакции

qрl от наружных стен воспринимают перекрытия; они работают как простые балки, равномерно загруженные распределенной нагрузкой

qрl пролетом

lРl равным расстоянию между диафрагмами жесткости (рис. 18.10,

б); 3) опорные реакции

F от перекрытий воспринимают диафрагмы жесткости, которые работают как консольные балки, защемленные в фундаменте.

Рис. 18.10. Схема передачи ветровых нагрузок: а — расчетная схема наружной стены; б — расчетная схема перекрытия; qw— погонная ветровая нагрузка на полосу стены шириной 1 м, равная ветровому напору на 1 м2; qрl

=qwlflpl/ 2 — погонная ветровая нагрузка на перекрытие, кН•м; F

/ 2

= q

рllРl /2

— опорные реакции от перекрытия на крайнюю диафрагму; 1 — поперечная диафрагма жесткости; 2 — перекрытие; 3 — колонны

При ослаблении вертикальных поперечных диафрагм жесткости в нижних этажах проемами их рассчитывают как ряд консольных балок, имеющих одинаковые прогибы и воспринимающих общую горизонтальную нагрузку, приложенную в уровне перекрытий, или как многоэтажные рамы. Конструкции лестничных клеток и шахт рассчитывают как консольные балки коробчатого сечения. При расчете вертикальной поперечной диафрагмы жесткости на продольную силу и изгибающий момент М

от горизонтальных сил растягивающие напряжения в бетоне принимают не более расчетного сопротивления на осевое растяжение.

Поперечную силу Q в диафрагме жесткости определяют как сумму всех сил ветровой и любой другой горизонтальной нагрузки Fh

расположенной выше рассматриваемого сечения. Прогиб

f диафрагмы жесткости определяют по формуле

(18.7)

где q

— горизонтальная нагрузка на 1 см диафрагмы жесткости;

q=F /(2

lf ) — для крайней диафрагмы;

q=F /

lf — для средней диафрагмы (рис. 18.9,

б); Еь — модуль упругости бетона, МПа;

I — момент инерции диафрагмы жесткости, см4.

Перекос v

диафрагмы жесткости в собственной плоскости (искажение прямого угла) устанавливают по формуле

v

= τ/G1, < 1/4000, (18.8)

где τ— скалывающее напряжение в стенке диафрагмы жесткости; G1 —условный модуль сдвига, учитывающий влияние одновременно скалывающих и нормальных напряжений в стенке; принимают G1 = 333 В, где В — класс бетона.

В связевой системе многоэтажных зданий шарнирное соединение

сборных элементов

выполняют сваркой стальных закладных деталей или выпусков арматуры , чтобы обеспечить устойчивость каркаса здания при монтаже и общую жесткость здания после замоноличивания швов между элементами бетоном или раствором.

Шарнирное соединение упрощает и удешевляет монтаж каркаса, особенно зимой. Однако вследствие разрезности конструкций общее количество стали, расходуемой на каркас с шарнирными стыками, оказывается большим, чем в каркасах с частично защемленными или жесткими соединениями.

18.2.2. Рамно-связевая система

.

Под рамно-связевой системой

многоэтажных зданий понимают систему, в которой

колонны каркаса жестко заделаны в перекрытие, а ригели — в колонны . Она часто оказывается рациональной для высотных многоэтажных зданий и для зданий, несущих тяжелую полезную нагрузку. Вертикальные нагрузки в многоэтажных зданиях рамно-связевой системы воспринимает поперечная рама с жесткими узлами. Ветровые и другие горизонтальные нагрузки воспринимают каркас и поперечные вертикальные связи (диафрагмы жесткости) пропорционально их жесткости.

Сборный железобетонный каркас, выполняемый по рамно-связевой системе, при всех прочих равных условиях оказывается дешевле на 25 % по сравнению с каркасом связевой системы. На его изготовление расходуется меньше стали (на 6…10%) и бетона (на 33,5%).

18.2.3. Рамная система

.

Под рамной системой

понимают систему, в которой все соединения элементов принимают жесткими, позволяющими рассчитывать конструктивные элементы, как статически неопределимые. При этом предполагают, что при отсутствии вертикальных диафрагм не только вертикальные, но и все горизонтальные нагрузки полностью

воспринимают жесткий железобетонный каркас (поперечные рамы). Обычно

жесткие соединения проектируют так, чтобы растягивающие усилия полностью воспринимались стальными закладными деталями или надежно сваренной основной арматурой элементов, а сжимающие усилия — бетоном, заполняющим соединение. При устройстве жестких соединений (стыков) следует кроме основных закладных деталей предусматривать конструктивные закладные детали в сжатой зоне, чтобы создать необходимую устойчивость каркаса в процессе монтажа

. В рамных зданиях узловые моменты от горизонтальных нагрузок возрастают к низу здания, вследствие чего при большой этажности не удается сохранить одни и те же сечения колонн в верхних и нижних этажах здания. Именно поэтому в зданиях повышенной этажности чаще применяют рамно-связевый каркас.

Решение каркаса по рамной системе приводит к увеличению сечений сборных элементов и усложняет узлы сопряжений,

поэтому его принимают лишь в тех случаях, когда устройство поперечных диафрагм жесткости, воспринимающих горизонтальные нагрузки, технически или экономически нецелесообразно или когда передача горизонтальных сил затруднена из-за отверстий в перекрытиях и пр.

При каждом конструктивном решении можно выполнять междуэтажные перекрытия многоэтажных производственных зданий по балочной и безбалочной схемам из монолитного, сборного или сборно-монолитного железобетона.

18.2.4. Виды плоских перекрытий.

Под плоским перекрытием понимают междуэтажное, чердачное или кровельное перекрытие, основные несущие элементы которого (плиты и балки) расположены в горизонтальной или наклонной плоскости. Плоские перекрытия самого разнообразного назначения применяют в капитальном строительстве с момента появления железобетона, так как они являются наиболее экономичными, долговечными, жесткими, огнестойкими, гигиеничными, имеют небольшую строительную высоту, просты в изготовлении и обладают высокой сопротивляемостью статическим и динамическим нагрузкам. В жилых и общественных зданиях к железобетонным перекрытиям предъявляют требования высокой звукоизолирующей способности, выполнение которых связано с дополнительными мероприятиями.

Если плоские перекрытия полностью воспринимают горизонтальные усилия (ветровые и сейсмические) и передают их на поперечные устойчивые конструкции (например, на поперечные стены или лестничные клетки в зданиях и сооружениях связевой, рамно-связевой или рамной систем) или если отношение погонных жесткостей колонн к погонным жесткостям ригелей рам менее 1/4, то в своей плоскости они работают на изгиб от горизонтальной нагрузки, а из плоскости перекрытия — на воздействие вертикальных нагрузок. В этом случае допускается главные балки перекрытия рассчитывать как неразрезные многопролетные (без учета влияния колонн на их работу). В монолитных и сборно-монолитных перекрытиях жесткость ригеля рамы определяют с учетом работы плиты (тавровое сечение).

Получить полный текст

В зданиях рамной системы главные балки плоских перекрытий одновременно являются ригелями рам и участвуют в восприятии как горизонтальных, так и вертикальных нагрузок, поэтому их рассчитывают как элементы рам.

Железобетонные наклонные плоские покрытия, угол наклона которых к горизонтали α составляет не более 6° (tgα < 1/10), рассматривают как горизонтальные плоские перекрытия. При большем значении угла α учитывают усилия, действующие в наклонной плоскости.

С расширением производственной базы большее применение находят плоские перекрытия из сборного и сборно-монолитного железобетона, как наиболее индустриальные. К настоящему времени они являются основным видом перекрытий многоэтажных промышленных и гражданских зданий.

По конструктивному решению

монолитные, сборные и сборно-монолитные плоские перекрытия разделяют на два основных вида:

балочные и безбалочные .

Балочными

называют перекрытия, плиты которых опираются на балки одного (рис. 18.11,

а) или двух направлений (рис. 18.11,

б). Рис. 18.11. Типы монолитных ребристых перекрытий с балочными плитами:

а — внешний вид перекрытия; 6 — с главными балками; в — без главных балок; 1 — второстепенные балки; 2 — главные балки; 3 — колонны; 4 — плита перекрытия

Под безбалочными

понимают перекрытия, плиты которых опираются на капители колонн (рис. 18.12).

Рис. 18.12. Безбалочные перекрытия:

а—внешний вид перекрытия; 6 — вид сверху; 1 — плита перекрытия; 2— капители колонн; 3 — колонны; 4 — свес плиты (может отсутствовать при опирании плиты на полукапитель, бортовую балку 5 или массивную стену)

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!

Оба вида перекрытия могут быть сборными, монолитными и сборно-монолитными. Конструктивные схемы перекрытий в сборном и монолитном вариантах различны, поэтому классификацию перекрытий ведут по конструктивным признакам:

× балочные сборные,

× ребристые монолитные с балочными плитами,

× ребристые монолитные с плитами, работающими в двух направлениях

(рис. 18.13),

× балочные сборно-монолитные,

× безбалочные сборные,

× безбалочные монолитные,

× безбалочные сборно-монолитные.

Рис. 18.13. Ребристое перекрытие с плитами, работающими в двух направлениях (кесонное перекрытие): 1 — плита; 2 — балка; 3 — колонна; 4 — стена

Под ребристыми

понимают перекрытия, монолитная плита которых опирается на балки (ребра, см. рис. 18.11).

Под балочными

понимают плиты с отношением большего пролета

l к меньшему

l (рис. 18.14) больше 2. При этих условиях повышение несущей способности равномерно нагруженной плиты, обусловленное опиранием ее по коротким сторонам, невелико (менее 20 %) и поэтому условно считают, что такая плита работает на изгиб только в коротком направлении

l как простая нарезная балка. Балочные плиты опираются на две противоположные стороны.

Рис. 18.14. Расчетная схема балочной плиты

Под работающими в двух направлениях понимают плиты с отношением большего пролета l

к меньшему

l не больше 2. При этом условии повышение несущей способности равномерно нагруженной плиты, обусловленное опиранием по коротким сторонам, значительное (20…100% при

l =

l ). Следовательно, такая плита работает на изгиб в обоих направлениях, что учитывают расчетом.

Каждый из приведенных основных типов перекрытий имеет много разновидностей. Тип перекрытия в каждом конкретном случае выбирают на основании технико-экономических расчетов в зависимости от назначения здания, величины и характера действующих нагрузок, сроков строительства, местных условий. Экономичность перекрытия оценивают с учетом стоимости смежных конструкций (стен, перегородок, колонн, фундаментов), стоимости изготовления, монтажа и эксплуатации здания.

При этом эксплуатационные качества перекрытия должны полностью соответствовать действующим нормам (архитектурным, санитарным, противопожарным). Для заданного конкретного случая возможен только один экономически выгодный оптимальный тип перекрытия. Определить его исключительно трудно, так как существует много разнообразных типов перекрытий и еще больше факторов, влияющих на их экономичность. Определение экономичности выгодного типа перекрытия производят путем сравнения натуральных показателей на 1 м2 пола (расхода стали, бетона, цемента, трудоемкости и т. д.) возможных типов перекрытий (метод натуральных показателей) или приведенных затрат. Показатель приведенных затрат является универсальным, но наиболее трудоемким в определении. Его используют при назначении экономически выгодного типового или особо ответственного перекрытия.

От экономичности принятого варианта перекрытия во многом зависит окончательная стоимость здания или сооружения, так как на перекрытия требуется до 60 % и более общего расхода железобетона, а трудоемкость их устройства составляет до 30 % от общей трудоемкости возведения здания или сооружения. В промышленно-гражданском строительстве применяют в основном сборные перекрытия (покрытия), потому что они наиболее индустриальны. Монолитные перекрытия (покрытия) применяют в зданиях, возводимых из монолитного железобетона индустриальными способами, и в зданиях, возводимых по индивидуальным (нетиповым) проектам.

18.3. Многоэтажные гражданские здания

18.3.1. Конструктивные схемы.

Многоэтажные гражданские каркасные и панельные здания

проектируют высотой 12… 16 этажей, а в ряде случаев — 20 этажей и более. Сетка колонн, шаг несущих стен и высоты этажей выбирают в соответствии с требованиями типизации элементов конструкций и унификации габаритных параметров.

Каркасные конструкции применяют для различных

административных, общественных и других зданий с большими помещениями, редко расположенными перегородками, а в некоторых случаях и

для жилых домов высотой более 25этажей . Основными несущими конструкциями многоэтажного каркасного здания в гражданском строительстве являются

железобетонные рамы, вертикальные связевые диафрагмы и связующие их междуэтажные перекрытия (рис. 18.15).

Ригели принимают однопролетными таврового сечения с частично защемленными стыками

; на все опоры передают одинаковые изгибающие моменты, равные 10…20 % от полного балочного момента. При действии горизонтальных нагрузок обеспечение совместной работы разнотипных вертикальных конструкций в многоэтажном здании достигается благодаря высокой жесткости при изгибе в плоскости междуэтажных перекрытий, работающих как горизонтальные диафрагмы. Сборные перекрытия благодаря сварке закладных деталей и замоноличиванию швов между отдельными плитами также обладают высокой жесткостью при изгибе в своей плоскости. Необходимой пространственной жесткости зданий достигают различными вариантами конструктивной схемы, отличающимися между собой способами восприятия горизонтальных нагрузок.

При поперечных многоэтажных рамах и поперечных вертикальных связевых диафрагмах (см. рис. 18.10) горизонтальные нагрузки воспринимают вертикальные конструкции совместно и каркасное здание в поперечном направлении работает по рамно-связевой системе, при этом в продольном направлении при наличии только вертикальных связевых диафрагм здание работает по связевой системе.

Рис. 18.15. Основные вертикальные конструкции многоэтажных зданий:

а

— многоэтажные регулярные рамы;

— связевые комбинированные диафрагмы;

в — связевые диафрагмы с проемами

При поперечном расположении вертикальных связевых диафрагм и продольном расположении многоэтажных рам здание в поперечном расположении работает по связевой системе, а в продольном — по рамной.

Конструктивная схема каркаса при шарнирном соединении ригелей с колоннами будет связевой в обоих направлениях.

Панельные конструкции применяют для жилых домов, гостиниц и т. п. зданий с часто расположенными перегородками и стенами. В панельных зданиях основными несущими конструкциями служат вертикальные диафрагмы, образованные панелями внутренних несущих стен, расположенными в поперечном, иногда в продольном направлении, и связывающие их междуэтажные перекрытия. Панели наружных стен навешивают на торцы панелей несущих поперечных стен. Многоэтажное панельное здание, как в поперечном, так и в продольном направлении воспринимает горизонтальную нагрузку по связевой системе.

18.3.2.

Основные вертикальные конструкции Многоэтажные рамы высотой до 16 этажей имеют колонны постоянного сечения по всей длине здания (см. рис. 18.15, а).

Увеличения несущей способности колонн нижних этажей достигают повышением класса бетона, процента армирования, применением жесткой арматуры. Элементы сборных колонн в целях снижения трудоемкости на монтаже выполняют размером на 3…5 этажа (рис. 18.16).

Рис. 18.16. Элементы железобетонного связевого каркаса

При проектировании многоэтажных зданий в основном используются типовые колонны из каталога. Поперечное сечение типовых колонн квадратное (см. рис. 21.15, в)

или прямоугольное, развитое в плоскости действия изгибающего момента (см. рис. 21.16). Такие колонны наиболее технологичны при изготовлении. Гибкость (
λ=l/i
) колонн принимают не более 120(

l
Подробности

Обновлено: 23 Ноябрь 2016

Создано: 23 Ноябрь 2016

Просмотров: 27339

Страница 8 из 18

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЙ КАРКАС МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ

Многоэтажные железобетонные каркасы по своей структуре могут быть разделены на стоечно-балочные, включающие колонны, ригели и плиты, и безригельные (безбалочные), включающие колонны, капители (опорные воротники) и плиты. Стоечно-балочные каркасы устраивают преимущественно из сборных элементов, соединяемых в виде рамных или шарнирно-связевых систем (рис. 12.1, 12.2). В зависимости от назначения и характера протекающего в здании технологического процесса стоечно-балочные каркасы имеют регулярную или нерегулярную структуру. Регулярная структура каркаса характерна равными или близкими размерами пролетов и шага по всем этажам. При нерегулярной структуре часть объема здания по условиям размещения крупногабаритного технологического оборудования имеет размеры, резко отличающиеся от размеров других частей здания. В производственных зданиях нагрузка на перекрытие во многих случаях существенно превышает нагрузки, действующие на перекрытия гражданских зданий. При повышенных нагрузках рамная система каркаса предпочтительнее шарнирносвязевой, несмотря на то, что это вызывает известные трудности, связанные с устройством жестких соединений ригелей рамы с колоннами. Однако при рамном каркасе высота ригеля оказывается меньшей, сокращается расход материала и в перовую очередь металла. Кроме того, при рамной системе отпадает необходимость устройства в плоскости рамы вертикальных диафрагм жесткости, способных существенно затруднить целесообразное размещение оборудования и его перестановку при реконструкции. При каркасах обеих систем тяжелое технологическое оборудование стремятся размещать на нижних этажах или непосредственно на земле. Это дает возможность конструктивные элементы каркаса сделать более легкими и добиться более экономичного решения несущего остова. В тех случаях, когда технологический процесс, протекающий в здании, не допускает установки промежуточных опор, перекрытие устраивают работающим «на пролет». Несущие конструкции такого перекрытия при пролете 12…18 м представляют собой ферму с параллельными поясами высотой до 3 м (рис. 12.3). Это позволяет использовать межферменное пространство в качестве технического этажа, в котором могут размещаться помещения подсобно-производственного и вспомогательного назначения, промежуточные склады, прокладываться инженерные коммуникации.

Настилы, укладываемые по верхним поясам ферм, в этом случае являются основанием под пол верхнего этажа, а укладываемые по нижнему поясу — потолком нижнего этажа, ф В ряде отраслей промышленности (молокозаводы, мясоперерабатывающие комбинаты и т. д.), где требуются беспустотные перекрытия с гладкими потолками, применяют многоэтажные каркасы с безбалочными перекрытиями капительного типа

(рис. 12.4). Такое решение позволяет лучше использовать объем помещений из-за отсутствия выступающих ребер и облегчить устройство различных проводок. Благодаря меньшей конструктивной высоте перекрытия уменьшается общая высота многоэтажного здания. ф Когда осуществление строительства из унифицированных сборных железобетонных элементов затруднено, каркас здания может быть возведен методом подъема перекрытий или этажа

(рис. 12.5). Этот метод дает возможность при необходимости отступать от унифицированной сетки колонн и высот этажей, а нужного очертания перекрытия, бетонируемые на земле, поочередно поднимать на проектную отметку.

Стоечно-балочные каркасы.

Жесткость и неизменяемость рамных каркасов обеспечиваются в поперечном направлении рамами, имеющими по всем этажам жесткое соединение ригелей с колоннами. При каркасах, имеющих в верхнем этаже здания увеличенную сетку колонн, сопряжение балок или ферм покрытия с колоннами делают шарнирное. Соединение колонн между собой по высоте — жесткое. В продольном направлении, перпендикулярном плоскости рам, устойчивость обеспечивается вертикальными стальными портальными связями, устанавливаемыми между колоннами в среднем шаге по продольным осям (см. рис. 12.1). В тех случаях, когда по условиям технологического процесса установка портальных связей недопустима, они могут быть заменены юднопролетными рамами, образуемыми колоннами и приваренными к ним на каждом этаже ригелями. Шарнирно-связевые каркасы имеют шарнирную связь ригелей с колоннами, поэтому устойчивость каркаса в обоих направлениях обеспечивается установкой вертикальных и горизонтальных диафрагм жесткости. Вертикальные диафрагмы выполняются в виде сплошных или с проемами панелей толщиной 14 см, а также с одной или двумя полками для опирания плит перекрытия или в виде металлических связей, не полностью занимающих межколонное пространство. Горизонтальными диафрагмами жесткости, как и в рамных карсота верхнего этажа может достигать 10,8 м. Число пролетов в поперечном направлении каркаса определяется предельной величиной температурного блока, которая не должна превышать 60 м. В продольном направлении протяженность каркаса обычно ограничивается также 60 м. При необходимости строительства здания большей длины оно нарезается на температурные блоки, каждый из которых должен иметь протяженность не более 60 м. В противном случае необходима проверка прочностных характеристик каркаса на вероятность возникновения опасных деформаций от температурных воздействий. Разрезка многоэтажного каркаса на составляющие его сборные элементы основывается на достижении возможно меньшего числа стыковых соединений и получении изделий, удобных по условиям изготовления, транспортировки и монтажа. Наиболее распространенные способы разрезки колонн многоэтажных каркасов регулярной и нерегулярной структуры приведены на рис. 12.6. Находят применение колонны и трехэтажной разрезки. В колоннах предусматривают закладные стальные детали, необходимые для стыкования колонн, соединения с ригелями, крепления плит перекрытия, опирания и крепления элементов стен и др. Привязка крайних колонн к продольным координационным осям принята нулевая, средних колонн — осевая. Привязка крайнего ряда колонн к поперечным координационным осям может быть разной. При увеличенной сетке колонн верхнего этажа колонны крайних рядов смещаются внутрь здания от поперечных осей на 500 мм, как в одноэтажных зданиях. При регулярной структуре привязка может быть как нулевой, так и совмещенной с геометрической осью колонн, поскольку панели стен могут крепиться непосредственно к каркасу, вследствие чего отпадает необходимость установки фахверковых стоек. Торцевые стены будут иметь привязку в первом случае нулевую, а во втором — 200 мм (половину толщины колонны). Температурные швы в этих случаях выполняются на двух осях со вставкой. При шарнирно-связевых каркасах все колонны привязываются к поперечным и продольным координационным осям по геометрической оси. Ригели многоэтажных каркасов разработаны двух типов: тип 1 — предназначенные для опирания настилов на полки ригелей и тип 2 — с опиранием настилов на верх ригелей. Колонны для опирания ригелей обоих типов применяют одинаковые. Разница в отметках консолей колонн компенсируется глубиной заложения фундаментов. Перекрытия с ригелями типа 2 используют только в рамных каркасах при наличии в здании подвесного оборудования и высоте этажа 4,8 м и более. Для включения перекрытий в совместную работу с другими элементами каркаса между колоннами в направлении перпендикулярном рабочему пролету ригелей, устанавливают межколонные пли: ты — распорки. Настилы перекрытий по ригелям рамного каркаса, для которого типичны более высокие нагрузки, применяют ребристые (рис. 12.7). В остальных случаях настилы могут быть круглопустотные, образующие гладкий потолок, и ребристые с ребром вниз (рис. 12.8). В зданиях с агрессивными средами применяют только ребристые плиты. Междуэтажное перекрытие двухэтажных зданий обычно расс/tdчитывается на достаточно большие временные нагрузки, поэтому и ригели (рис. 12.12) и плиты (рис. 12.13) имеют большие сечения, чем в многоэтажных зданиях. Конструкция покрытия верхних этажей зданий с увеличенной сеткой колонн решается по аналогии с конструкциями покрытий одноэтажных зданий.

Вы должны быть зарегистрированы чтобы оставлять комментарии