Лекция 11 каркасы. Промзданий 11 Общие положения

• Название: Промзданий 11 Общие положения
• Анкор: Rfhrfcs rjycnherwbb
• Дата: 17.12.2019
• Размер: 3.22 Mb.
• Имя файла: Лекция 11 каркасы.doc
• Тип: Документы; #100781
• страница: 9 из 22

Диафрагмы жесткости (рис. 12.65) предназначены для строительства зданий при высоте типовых этажей 3,3; 3,6 и 4,2 м, а также техподполья высотой 2,0 м. Панели диафрагм устанавливаются в пролетах рам (в осях) 6,0 и 7,2 м как по поперечным, так и по продольным осям.



Рис. 12.65. Диафрагмы жесткости каркаса серии 1.020.1-2с: а - вид диафрагмы жесткости; б - крепление диафрагмы жесткости к колонне; в - сопряжение диафрагм жесткости в зоне примыка­ния к колонне; 1 - выпуски вертикальной арматуры; 2 - выпуски продольной арматуры; 3 - петлевые выпуски; 4 - закладная деталь для соединения с колонной; 5 - армирование панели; 6 - диафрагма жесткости; 7 - стальной стержень; 8 - колонна
Диафрагмы жесткости представляют собой Т- и Г- образные железобетонные панели со стенками толщиной 160 мм и полками шириной 550 и 480 мм соответственно. Г-образные панели устанавливаются в лестничных клет­ках вдоль лестничных маршей.

Диафрагмы жесткости, соединенные с колоннами кар­каса и между собой (рис. 12.65 б, в), образуют вертикаль­ные элементы жесткости рамно-связевых систем каркаса, воспринимающие усилия от вертикальных и горизонталь­ных нагрузок. Под диафрагмы устанавливаются монолит­ные фундаменты по проекту. Панели диафрагм стыкуются с фундаментом аналогично стыку диафрагм между собой.

Унифицированный каркас серии ТК1-2 (территори­альный каталог для строительства в Москве) предназначен для строительства гражданских и промышленных много­этажных зданий. Габариты легкого (рис. 12.66) и тяжелого (рис. 12.67) каркасов основаны на укрупненном модуле 6М (600 мм) в плане и 3М и 6М - по вертикали. Ряд предпоч­тительных координационных размеров составляет:

- высоты этажей: 3,0; 3,3; 4,2; 4,8; 6,0 м;

- пролеты ригелей: 1,8-9,0 (через 0,6) и 12,0 м;

- пролеты плит перекрытий: 3,0; 5,4; 6,0; 6,6; 7,2 и

9 м;

- ризалиты: 1,2; 1,8; 2,4 и 3,0 м.



Рис. 12.66. Компоновочная схема легкого каркаса (по серии TK1-2) с консольными свесами: КР - колонна рядовая; КВР - колонна верхняя рядовая; КК - ко­лонна под консольный ригель; Р - ригель: РК - ригель консоль­ный. Размеры: а - 6000; 9000; б - 1800-9000 через 600; в - 1550; 2150; 2750; г - 2400; 3000; 3300; 3600; 4200; 4800; 6000; 7200; д - 3000; 3300; 3600; 4200; 4800; 6000; е - 3300; 3600; 4200; 6000



Рис. 12.67. Компоновочная схема тяжелого каркаса (по серии ТК1-2) с размерами: а - 6000; 9000; б - 3000; 6000; 9000; 12000; в - 2750; г - 3300; 3600; 4200; 4800; 6000; 6600; д - 3000; 3300; 3600; 4200; 4800; 6000; е - 2400; 3000; 3300; 3600; 4200

Компоновка несущих железобетонных элементов здания основывается на связевой схеме, где простран­ственная жесткость обеспечивается совместной работой взаимосвязанных вертикальных (стен-диафрагм) и гори­зонтальных (перекрытий) жестких дисков. Каркас может компоноваться с продольным, поперечным и комбиниро­ванным расположением ригелей.

Колонны с консолями имеют единое сечение 400х400 мм, их несущая способность варьируется изменени­ем класса бетона и процентом армирования, а при боль­ших нагрузках - переходом к жесткой арматуре (из сталь­ных профилей). Колонны имеют одно- или двухэтажную разрезку по высоте здания с расположением стыка меж­ду собой на высоте 0,7 м от верха плиты перекрытия.

Номенклатура включает колонны рядовые, фасадные и лоджий. Рядовые колонны устанавливаются по внутрен­ним осям здания, имеют две консоли для опирания риге­лей. Фасадные колонны размещают по наружным осям и имеют две различные консоли (одну для опирания риге­ля, другую - пристенной плиты перекрытия). Колонны лоджий и балконов, устанавливаемые по фасадной оси, могут иметь наружную консоль с увеличенным вылетом 1,1 или 1,8 м для опирания плит балконов или лоджий.

Ригели преимущественно имеют тавровое сечение. В соответствии с расположением в плане здания различа­ют следующие типы ригелей:

- рядовые пролетом от 3 до 12 м таврового сече­ния высотой 450, 600 и 900 мм;

- фасадные пролетом от 1,8 до 9,0 м (через 0,6 м) Z-образного сечения шириной 690 мм и высотой 480 мм;

- коридорные пролетом от 1,8 до 3,6 м таврового сечения высотой 300 мм;

- лестничные (для опирания лестничных маршей) пролетом 6,0; 6,6 и 7,2 м с уголковым профилем сечения;

- консольные (для образования свесов) таврового сечения высотой 600 и 900 мм.

Ригели соединяются с колонной узлом со скрытой железобетонной консолью (см. рис. 12.57а) при помощи сварки закладных элементов.

Панели стен жесткости (диафрагмы) одноэтажные железобетонные толщиной 180 мм, плоские с одно- или двухсторонними полками для опирания плит перекрытий. По вертикальным граням диафрагмы жесткости соединя­ют с колоннами или между собой не менее чем в двух местах по высоте этажа стальными сварными связями по закладным деталям.

В практике строительства Германии наиболее совер­шенной полносборной каркасной конструктивной систе­мой является серия железобетонных конструкций КВМ (рис. 12.68), предназначенная для строительства массовых общественных, а также производственных и вспомогательных зданий. Каркас КВМ решен по связевой схеме с шарнирным опиранием ригелей на колонны, го­ризонтальными диафрагмами жесткости из дисков перекрытий и вертикальными панельными стенами жесткости или монолитными ядрами жесткости.



Рис. 12.68. Каркасное здание системы КВМ (Германия): а - основные элементы здания; 6 - одноригельное решение узла каркаса; в - двухригельное; 1 - фундамент стаканного типа под колонну; 2 - ленточный монолитный фундамент под стену подва­ла; 3 - колонна; 4 - ригель; 5 - панель стены подвала; 6 - рядовая горизонтальная панель наружной стены; 7 - угловой элемент сте­ны; 8 - рядовая плита перекрытия; 9 - плита-распорка; 10 - па­нель стены вертикальной разрезки; 11 - лестничная площадка; 12 - лестничный мари); 13 - панель стены лестничной клетки
Типовые конструкции КВМ допускают компоновку каркаса с продольным или поперечным расположением ригелей. В зависимости от нагрузки применяют одиноч­ные или сдвоенные ригели. В первом случае ригель уста­навливают в гнездо на торце колонны (рис. 12.68 б), во втором - два параллельных ригеля опирают на полки в боковых вырезах колонны (рис. 12.68 в). Сетка колонн - от 4,8х4,8 до 7,2х12 м с промежуточными значениями, кратными 1,2 м. Высота этажей от 3,3 до 6 м.

В последние годы в России применяется каркас для жилых, общественных и производственных зданий до 30 этажей в сборно-монолитном варианте (рис. 12.69). Особенностью этого каркаса является высокая формооб­разующая способность на ортогонально-диагональной сетке колонн при соответствующем расположении риге­лей. Имеется возможность проектирования многоуголь­ных, треугольных, овальных, круглых и других сложных форм плана зданий.


Рис. 12.69. Сборно-монолитные каркасы (основные узлы):

а - ситуации расположения колонн и ригелей; б - сопряжение ригелей с колонной; в - опирание железобетонных плит на ригель; г - опирание сборно-монолитных плит на ригель; д - сопряжение диафрагмы жесткости с колонной; 1 - колонна, 2 - ригель; 3 - диафраг­ма жесткости; 4 - арматурные выпуски; 5 - дополнительная арматура; 6 - арматурная сетка; 7 - монолитный бетон; 8 - монтажный (временный) хомут; 9 - опалубочная плита; 10 - сборная плита перекрытия

Сборными элементами каркаса являются: колонны, ригели, диафрагмы жесткости, плиты перекрытий. В мо­нолитном варианте оригинально решается узел «ригель- колонна».

Колонны высотой в 1-4 этажа имеют квадратные (со стороной 250; 300; 350; 400 и 500 мм) и прямоугольные сечения (от 250х300 до 400 х 600 мм). В уровне пере­крытий колонны имеют свободные от бетона арматурные участки (оголенную арматуру), внизу - выпуски продольной арматуры, вверху - каналы для штепсельного стыка колонн по высоте (рис. 12.45 б). Высота этажей 2,8 м (для жилых зданий) и 3,3 м (для общественных и производ­ственных зданий).

Ригели прямоугольного сечения шириной 300 мм и высотой 200 мм (при сборно-монолитном перекрытии) или 250 мм (при сборном перекрытии) имеют приопорные гнезда, в которые выпущены стержни нижней рабо­чей арматуры из проволочных канатов типа 7К (рис. 12.52 ж). В верхней части ригелей имеются петлевые выпуски поперечной арматуры. Длина ригелей в осях ортогональ­ной сетки колонн от 1,8 м до 6 м (через 0,6), по диаго­нальным осям - по заказу до 6 м.

Сопряжение ригелей с колоннами (рис. 12.69 б) осу­ществляется следующим образом: ригели опирают на монтажные хомуты колонн и подпирают временными стойками; проволочную арматуру ригелей отгибают и за­водят в свободное пространство между продольной ар­матурой колонны; в гнезда ригелей укладывают два ар­матурных стержня с загнутыми вверх концами; два стер­жня дополнительной арматуры устанавливают в уровне верха выпусков поперечной арматуры ригелей на длину 1,2-2,4 от колонны в две стороны; положение устанавли­ваемых дополнительных стержней арматуры диаметром 20-32 мм фиксируется проволочной вязкой к арматурным стержням сборных элементов; на ригели опирают сбор­ные плиты перекрытий (рис. 12.69 в), имеющие выемки в верхней приопорной части, в которые укладываются ар­матурные стержни; все арматурные выпуски и установ­ленные стержни обетонируются.

Перекрытие может выполняться в сборно-монолитном варианте (рис. 12.69 г). Для этого используют опалу­бочные плиты толщиной 60 мм с преднапряженной про­волочной арматурой, имеющей выпуски с торцов опорных сторон плит. По плитам укладывается слой бетона толщи­ной 100 мм с арматурными сетками в верхней зоне.

Сопряжение диафрагм жесткости с колоннами осу­ществляется посредством петлевых горизонтальных вы­пусков из этих элементов с установкой вертикальных со­единительных стержней и замоноличиванием стыка бето­ном (рис. 12.69 д).

В Армении получил распространение оригинальный метод строительства сейсмостойких жилых домов повы­шенной этажности - с пространственным сборно-монолитным рамным каркасом (рис. 12.70). Основной эле­мент каркаса - прямоугольная железобетонная рама, раз­меры которой соответствуют высоте этажа и шагу колонн здания. Обычно длина рамы равна 6,1 м, высота - 3,0; 3,3; 3,6 м; сечение - 15х30 см. Колонны каркаса образуются четырьмя стойками рам; в зависимости от нагрузки, при­ходящейся на колонны, их сечение можно увеличить путем раздвижки рам. Таким образом, в соответствии с приня­тым объемно-планировочным решением и расчетными усилиями и без изменения размеров сборных рам получа­ют колонны квадратного или прямоугольного сечений.



Рис. 12.70. Сборно-монолитный рамный каркас: а - сборные рамы каркаса; б - схема образования каркаса; 1 - арматурные выпуски; 2 - поверхность рамы, обращенная к поло­сти замоноличивания; 3 - продольные рабочие стержни стоек; 4 - рама нижележащего этажа; 5 - рама вышележащего этажа

Каркас здания собирается из стандартных изделий одного типоразмера в продольном и поперечном направ­лениях. Перекрытия выполняются из типовых плит. Жест­кость каркаса обеспечивается сплошным сечением риге­лей и колонн (их рамным исполнением) и замоноличива­нием стыков. При увеличении высоты здания до 14-20 этажей эту рамную схему превращают в рамно-связевую путем установки между рамами вертикальных диаф­рагм жесткости (в пазы колонн и ригелей).

Рамный каркас - универсальная конструктивная сис­тема, на основе которой можно создавать самые разно­образные планировочные и объемные композиции. Жест­кая объемная структура из рам может развиваться по го­ризонтали или по вертикали, заполнять собой все про­странство или оставлять свободные промежутки, легко приспосабливаясь к рельефу местности.

При необходимости обеспечения свободного внут­реннего пространства (на всех или некоторых этажах) и одновременного повышения жесткости здания применяются всевозможные каркасы с использованием балок-стенок или высоких ригелей в виде ферм (рис. 12.71).



Рис. 12.71. Каркасы с железобетонными балками-стенками и ригелями-фермами:

а-в - конструкции наружных стен в виде единой балки-стенки; г-з - ригели-фермы с расположением через этаж; и, к - ригели-фермы через два или три этажа

Вся конструкция наружных стен может быть выполне­на как единая балка-стенка, опирающаяся на колонны или портальные конструкции первого этажа. Такие балки на­ружных стен располагаются параллельно продольной оси здания (рис. 12.71 а), по периметру зданий при их фор­ме, близкой к квадрату (рис. 12.71 б), или пересекают здание в двух направлениях, образуя жесткую простран­ственную систему (рис. 12.71 в).

Ригели высотой в один этаж могут устанавливаться так, чтобы в уровне одного (через этаж) создавалось сво­бодное пространство. В этом случае они располагаются вдоль двух параллельных сторон здания, по всем четы­рем сторонам (рис. 12.71 г, д) или в виде пространствен­ной решетки (рис. 12.71 е).

Параллельные фермы высотой на этаж могут распо­лагаться по ширине здания вразбежку (рис. 12.71 ж) или перпендикулярно друг другу (рис. 12.71 з).

При расположении ригелей-ферм через два или три этажа по высоте дополнительные перекрытия устраива­ются на стойках по верхним поясам или подвешиваются к нижним поясам ферм (рис. 12.71 и, к).

Для некоторых производственных зданий целесооб­разно применять каркасы с межферменными этажами (рис. 12.72). Большие пролеты зданий (12, 18, 24 м) перекрывают рамно-раскосными или безраскосными железо­бетонными фермами. В пределах конструктивной высоты ферм устраивают помещения, в которых размещают инже­нерное оборудование и коммуникации. Они также служат бытовыми, складскими и другими вспомогательными по­мещениями. Высота межферменных этажей - от 2,4 до 3,6 м, а производственных этажей - 3,6; 4,8; 6,0 м.



Рис. 12.72. Решение многоэтажного здания с межферменными техническими этажами: а - фрагмент поперечного разреза; б - ферма-ригель безраскос­ная; в - ферма-ригель рамно-раскосная

Железобетонные фермы являются ригелями много­этажного каркаса, поэтому их жестко соединяют с колон­нами для образования рам в поперечном направлении. В продольном направлении каркас решается по связевой схеме с постановкой вертикальных металлических связей в каждом деформационном блоке здания.

Для зданий с межферменными этажами применяют плиты перекрытий двух типов. На верхний пояс ферм ук­ладывают П- или 2Т-образные ребристые плиты, посколь­ку они воспринимают нагрузку производственных поме­щений. На нижний пояс ферм опирают многопустотные или специальные санитарно-технические плиты со встро­енными светильниками и воздухораспределительными вентиляционными каналами.