Каркасно-панельные строения и их конструкции.
При строительстве публичных и частично жилых построек обширно используют каркасные конструктивные схемы, рассмотренные ранее. Избираемая сетка колонн при всем этом должна отвечать виду и размерам главных планировочных частей. В каркасных зданиях более много обеспечивается возможность трансформации внутреннего пространства, маневрирования при устройстве окон, витражей и витрин, также сокращения по сопоставлению с бескаркасными площади, занятой конструкциями, и соответственно роста полезной площади (в среднем на 8. 12%). Различают системы каркасов рамные, рамно-свя-зевые и связевые.
Рамная система (рис. 12.18) состоит из колонн, агрессивно соединенных с ними ригелей перекрытий, располагаемых во взаимно перпендикулярных направлениях и образующих таким макаром жесткую конструктивную систему. Соединения колонн и ригелей сложны и очень трудоемки, требуют значимого расхода металла. Колонны построек с рамной системой имеют по высоте строения переменное сечение. Если каркас выполнен в монолитном варианте, то он более жесткий, чем сборный, но в то же время более трудоемок. Эта система имеет ограниченное применение в строительстве многоэтажных штатских построек.
Рис. 12.18. Схема строения с рамной системой.
1 — колонна, 2 — ригели.
В рамно-связевых системах (рис. 12.19) совместная работа частей каркаса достигается за счет перераспределения толики роли в ней рам и вертикальных стенок-связей (диафрагм). Стенки-диафрагмы располагают по всей высоте здания, агрессивно закрепляют в фундаменте и с примыкающими колоннами. Их размещают в направлении, перпендикулярном направлению рам, и в их плоскости. Расстояние меж стенками-связями обычно принимают 24. 30 м. Они бывают плоскими и пространственными. Поперечные связи-диафрагмы устраивают сквозными на всю ширину строения. По степени обеспечения пространственной жесткости, расходу металла и трудозатратности рамно-связевые каркасы занимают промежуточное место меж рамными и связевыми. Эти системы используют при проектировании публичных построек высотой до 12 этажей с унифицированными конструктивно-планировочными сетками 6×6 и 6 х 3 м.
Для публичных построек большей этажности используют связевые системы каркасов с пространственными связевыми элементами в виде агрессивно соединенных меж собой под углом стен либо пространственных частей, проходящих по всей высоте строения, образующих так называемое «ядро жесткости» (рис. 12.20). Эти пространственные связевые элементы жесткости закрепляют в фундаментах и соединяют с перекрытиями, образующими поэтажные горизонтальные связи — диафрагмы (диски), которые и воспринимают передаваемые на стенки горизонтальные (ветровые) нагрузки. Расход стали и бетона в зданиях со связевыми системами на 20. 30% меньше по сравнению с рамными и рамно-связевыми. Пространственные связевые элементы располагают обычно в центральной части высотных построек и употребляют для образования огораживаний лифтовых и коммуникационных шахт, лестничных клеток. Более высочайшие характеристики по расходу материалов имеют цельные железобетонные ядра жесткости, устраиваемые ранее монтажа каркаса способом скользящей опалубки с следующим использованием для размещения на их монтажных кранов.
Для большепролетных публичных построек употребляют плоские несущие конструкции (стоечно-балочные системы с опорами либо фермами, рамы, криволинейные системы, арки). Они работают в вертикальной плоскости, и восприятие горизонтальных нагрузок, обеспечение пространственной жесткости и устойчивости покрытия достигаются жестким соединением конструктивных частей между собой и особыми связевыми элементами. Пространственные конструкции большепролетных публичных зданий делают в виде перекрестных балочных систем, оболочек, складок, висячих систем и др. Выбор той либо другой системы большепролетных построек в каждом определенном случае находится в зависимости от особенностей объемно-пространственного решения, природно-климатических условий и способностей производства. Основными конструкциями каркасных зда ний являются колонны и ригели, образующие ту либо иную конструктивную схему. К этим конструкциям крепятся вертикальные ограждения-панели.
Рис. 12.19. Схема построек с рамно-связевыми каркасами.
а — с плоскими связями, б — с пространственными связями, 1 — колонны, 2 — ригели, 3 — плоские связевые элементы.
Рис. 12.20. Схемы построек со связевыми элементами.
а — коробчатыми, б — Х-образными, в — круглыми.
Рис. 12.21. Кусок плана перекрытий каркасного строения.
НВ — настил, HP — настил-распорка, НРС — настил-распорка сантехнический, НРФ — настил-распорка фасадный, РР — ригель-распорка, МФ — фасадная стеновая панель, МФУ — угловая фасадная стеновая панель.
Есть разные схемы членения каркаса на отдельные составные части. Посреди их более нередко используют схему с колоннами высотой в один либо два этажа (стыкование колонн меж собой происходит вне узла сопряжения их с ригелем; стык делают на высоте 0,6 м от уровня пола) и схему с колоннами, соединяемыми меж собой и с ригелем в виде платформенного стыка.
На рис. 12.21 показан кусок плана каркасно-панельного строения с расположением ригелей поперек строения, а на рис. 12.22 — кусок фасада. Твердость здания обеспечивает так именуемые технические этажи. Их используют также для расположения инженерного оборудования. Такие пространственные горизонтальные диски вкупе с вертикальными обеспечивают неплохую твердость построек.
Рис. 12.22. Кусок фасада каркасно-панельного строения.
МФ — фасадная стеновая панель, МП — простеночная стеновая панель.
В практике строительства построек в 60. 100 этажей находят применение связевые системы в виде решетчатых безраскосных либо раскосных ферм, агрессивно скрепленных в углах и образующих вроде бы наружный короб-оболочку, в которую заключено здание. Это очень действенная система, потому что обладает высочайшей пространственной жесткостью и совместно с внутренним ядром жесткости принимает горизонтальные нагрузки. Строительство построек по данной конструктивной системе очень эффективно в южных районах (обеспечивается отменная солнцезащита) и в сейсмических (в связи со значимой их жесткостью.
В случае внедрения для высотных построек железных каркасов железные колонны по высоте скрепляют монтажными болтами, для установки которых к железным пакетам ствола колонны приваривают ушки. Опирание нижнего железного пакета колонны на фундамент делается с фрезеровкой торца и применением очень точно установленной на место (по слою бетона класса не ниже В25) металлической плиты с пристроганной горизонтальной площадкой для опирания колонны. Нижний конец металлической колонны закрепляют анкерными болтами, заложенными в фундамент. Железные сварные ригели перекрытий и система косых связей с следующим заоетониро-ванием их в стенки жесткости обеспечивают высшую твердость и устойчивость несущего остова строения.
Для уменьшения общей массы конструкций каркасных высотных построек используют легкие бетоны, что позволяет понизить массу надземной части строения практически на 30%. Внешние стенки применяют обычно навесными облегченного типа.
Соединения конструкций каркасных построек.
Более ответственными местами сборного каркаса являются его узлы, в которых стыкуются меж собой отдельные элементы. К ним предъявляют следующие требования: обеспечение надежной работы конструкций, долговечности и простоты устройства, способности производства работ в зимнее время, точности обоюдного расположения элементов.
На рис. 12.23 даны примеры решения соединений колонн сборного железобетонного каркаса в виде сферических торцовых поверхностей и плоского безметалльного соединения концов колонн. Выпуски арматуры сваривают меж собой. Более ординарны соединения с плоскими торцами колонн, которые армированы сетками и при центральном сжатии могут выдерживать на смятие значимые напряжения, превосходящие в пару раз призменную крепкость бетона. Эти соединения в изготовлении проще сферических и приняты для каталога промышленных изделий.
Концы колонн усилены армированием поперечными сварными сетками, плоские торцы имеют центрирующую бетонную площадку, выступающую на 20. 25 мм и снабженную сетью. Выпуски арматуры соединяют сваркой и стык замоноличивают тонкодисперсным бетоном либо цементным веществом.
При опирании колонн друг на друга через ригели стык производят сваркой железных закладных деталей (рис. 12.24), имеющихся в торцах колонн и в обеих опорных плоскостях концов ригелей. Таковой тип стыка прост в устройстве и обладает достаточной жесткостью.
Платформенный стык используют и для построек с безригельным каркасом. На колонны монтируют панели перекрытий, потом их соединяют методом сварки имеющихся в их теле закладных деталей.
Рис. 12.23. Типы соединений колонн.
а — сферический, б — тонкий безметалльный.
1 — сферическая бетонная поверхность, 2 — выпуски арматурных стержней, 3 — стыковочные ниши, 4 — паз для монтажа хомута, 5 — раствор либо мелкозернистый бетон, б — центрирующий бетонный выступ, 7 — сварка выпусков арматуры.
Рис. 12.24. Платформенный стык колонн с ригелями.
1 — опорный конец ригеля, 2 — закладные детали, 3 — ригель, 4 — швы сварки, 5 — панели перекрытия, 6 — верхняя колонна, 7 — нижняя колонна.
Рис. 12.25. Конструкция стыка колонны с панелями покрытий при безригельном каркасе.
1 — панели перекрытий, 2 — монтажные отверстия.
3 — колонны, 4 — швы сварки колонн с панелями.
Рис. 12.26. Узел соединения ригеля с колонной.
1 — колонна, 2 — закладная деталь, 3 — соединительная планка, 4 — ригель.
5 — цементный раствор.
Рис. 12.27. Герметизация и утепление соединений панелей.
а — вертикальный стык, б — горизонтальный стык.
1 — стеновая панель, 2 — керамзитобетон плотностью 1000 кг/мЗ, 3 — пакет из пенополистирола, обернутый пергамином, 4 — два слоя рубероида на битумной мастике либо на клее КН-2, 5 — смоленая пакля, 6 — мастика МПС, 7, 8 — цементный раствор, 9 — штукатурный раствор.
Рис. 12.28. Привязка внешних стенок каркасных построек к координационным осям.
а — рядовых стенок, б — стенок с пилястрой, е — стенок с уступом 1200. 1800 мм.
Рис. 12,29. Опирание внешних стеновых панелей каркасных построек.
а — при поперечном каркасе, б — при продольном каркасе.
1 — керамзитобетонная панель, 2 — монтажные уголки, 3 — скоба, 4 — колонна, 5 — панель перекрытия, б — ригель.
7 — закладные детали, 8 — керамзитобетон.
Рис. 12.30. Элемент крепления стеновых панелей к колонне каркаса.
1 — колонна, 2 — закладная деталь» 3 — соединительная арматура, 4 — стеновая панель.
После установки вышерасполагаемой колонны также соединяют концы сваркой закладных деталей (рис. 12.25.
Для соединения ригеля с колонной разработан унифицированный стык (рис. 12.26). Такое сопряжение выполняется «со сокрытой консолью». При указанном выполнении стыка в смонтированном виде консоль остается вроде бы невидимой благодаря тому, что в концах ригеля с нижней стороны предусмотрены четверти для опирания плит. После сварки закладных частей швы и зазоры меж соединяемыми элементами заполняют веществом и место стыка оштукатуривают.
Стеновые панели в каркасных зданиях, как указывалось выше, могут быть самонесущими (для построек маленькой этажности) и навесными. На рис. 12.27 показана конструкция герметизации и утепления соединений стеновых панелей.
Панели внешних стенок устанавливают относительно модульных координационных осей с привязками (рис. 12.28): внутренняя грань стенки выносится наружу за модульную ось на 400 мм либо внутренняя грань стенки входит вовнутрь здания на 200 мм за модульную ось. Для построек с уступом внутренняя плоскость внешних стенок размером 1200 и 1800 мм сдвигается на 220 мм за модульную ось.
Панели опирают на краевой элемент перекрытия (настил-распорку) либо на наружный продольный ригель (рис. 12.29). К колонне стеновые панели укрепляют с помощью железных частей, привариваемых к закладным деталям (рис. 12.30). Особенного внимания просит крепление угловых внешних стеновых панелей с рядовыми (ленточными) и с колонной (рис. 12.31). При всем этом употребляют специально сделанные железные элементы, которые вроде бы связывают панели и колонну меж собой.
Все другие конструктивные элементы каркасных построек (лестницы, санитарно-технические помещения и др.) также изготовляют с высочайшей степенью заводской готовности, что позволяет осуществлять установка таких построек в сжатые сроки. Крупнопанельные строения имеют более высочайшие характеристики по сопоставлению с кирпичными и крупноблочными.
Рис. 12.31. Крепление угловой стеновой панели к колонне.
1 — внешняя угловая стеновая панель, 2 — закладные детали, 3 — соединительные элементы, 4 — ленточная стеновая панель, 5 — колонна.
Возможно Вам будут интересны работы похожие на: Каркасно-панельные здания и их конструкции.