Багатоповерхові будівлі каркасної конструктивної системи У будівлях каркасної конструктивної системи вертикальними несучими елементами є колони, а горизонтальними – балки, ригелі, ферми або плити, які сприймають силові навантаження і забезпечують міцність, жорсткість і стійкість будівлі. Ця система є основою для проектування багатоповерхових житлових будинків, а також нежитлових будівель різного призначення і поверховості (готельних, адміністративних, офісних, промислових. На основі її проектують будівлі з приміщеннями великих розмірів, призначення яких можна змінювати з часом. Характерною рисою каркасних будівель є чіткий розподіл елементів на несучі та огороджувальні, який дозволяє використовувати для них найбільш раціональні матеріали: жорсткі та міцні – для несучих; легкі, тепло- і звукоізоляційні – для огороджувальних. Каркас – несуча просторова конструкція у вигляді системи з’єднаних між собою стрижневих вертикальних (стояки, колони) і горизонтальних (балки, ригелі, ферми і плити) елементів, які сприймають силові навантаження та забезпечують міцність, жорсткість і стійкість будівлі у цілому. Додатковими елементами каркаса можуть бути стрижневі елементи: зв’язки та площинні елементи – діафрагми жорсткості.
Колона (стояк) – вертикальний стрижневий елемент несучої системи, який сприймає нормальні сили, а в багатоповерхових будівлях, крім того, – місцеві згинальні моменти. Пілон ( в каркасно-монолітному будівництві) – прямокутна в плані залізобетонна колона з витягнутим поперечним перерізом, з відношенням сторін в/а < 4. Ригель (балка) – горизонтальний стрижневий елемент несучої системи, який сприймає прикладені до перекриття вертикальні навантаження і передає їх вертикальним елементам несучої системи. Рама – плоска або просторова стрижнева частина несучої системи, елементи якої з’єднані жорсткими, шарнірними або пружно податливими вузлами. Діафрагма – плоска несуча конструкція, складова частина несучої системи. Діафрагми можуть бути вертикальними у вигляді стін і горизонтальними у вигляді дисків перекриттів і покриття. Стіна-діафрагма (діафрагма жорсткості) – стіна багатоповерхової будівлі, що сприймає горизонтальні та вертикальні навантаження і передає їх через фундаменти на ґрунтові основи.
Стовбур жорсткості – просторова частина несучої системи, яка складається з діафрагм і має поперечний переріз у вигляді відкритого або замкнутого профілю. Стрижневий зв'язок – нахилений несучий стрижневий елемент (елементи), який з’єднує вертикальні та горизонтальні елементи несучої системи і забезпечує її жорсткість (геометричну незмінність). Диск перекриття – горизонтальна діафрагма, яка об’єднує вертикальні несучі конструкції в єдину просторову систему та здатна сприймати зусилля, що діють у горизонтальній площині. Стик – з’єднання збірних елементів будівлі. Бетонування стиків збірних елементів – заповнення швів, ніш, просторів між виробами, що монтуються, цементно-піщаним розчином або бетоном. У будівлях каркасної конструктивної системи варіанти розрізняють за розрахунковими схемами залежно від типів з’єднання вертикальних колон і горизонтальних ригелів та способів забезпечення міцності, стійкості та жорсткості будинків. Виділяють три основних конструктивних схеми: рамну, рамно-зв’язкову та зв’язкову.
Конструктивні схеми будівель каркасної конструктивної системи: а – рамна; б – рамнозв’язкова; в – зв’язкова; 1 – колона; 2 – ригель; 3 – жорсткий диск перекриття; 4 – діафрагма жорсткості
Рамний каркас – вид каркаса, який складається з жорстко з’єднаних колон і ригелів, які утворюють плоскі та просторові рами, об’єднані перекриттями. Зв’язковий каркас – вид каркаса, який складається з колон, шарнірно приєднаних до них ригелів і системи зв’язків, до яких входять стрижневі зв’язки, діафрагми жорсткості та диски перекриттів. Рамно-зв’язковий каркас – вид каркаса, який складається з жорстких рам і зв’язків у вигляді вертикальних (нахилених) конструкцій і дисків перекриттів, які об’єднують рами у єдину просторову конструкцію. Безригельний каркас – вид каркаса, в якому відсутні ригелі, а перекриття зазвичай працюють як плити, жорстко сперті на окремі опори у вигляді колон або пілонів. Просторові структури багатоповерхових каркасних будівель складаються з окремих плоских каркасів розташованих у повздовжньому та у поперечному напрямках. У каркасних будинках рамної конструктивної схеми вертикальні та горизонтальні навантаження сприймають колони, жорстко з’єднані балками або плоскими дисками перекриттів (безригельний каркас).
У каркасних будівлях рамно-зв’язкової конструктивної схеми вертикальні та частину горизонтальних навантажень сприймають колони, жорстко з’єднані з балками поперечного напрямку, а іншу частину горизонтальних навантажень – діафрагми жорсткості та зв'язки, влаштовані між колонами у поздовжньому напрямку. У каркасних будинках зв’язкової конструктивної схеми вертикальні навантаження сприймають колони, об’єднані з дисками перекриттів, а горизонтальні – вертикальні діафрагми жорсткості або зв’язки влаштовані між колонами у поперечному і поздовжньому напрямках. Найбільш раціональними видами каркасів багатоповерхових житлових будинків є рамні каркаси без вертикальних діафрагм, які не обмежують розміри внутрішніх приміщень. Рамно-зв’язкові та зв’язкові каркаси використовують при проектуванні офісних, адміністративних і деяких видів промислових будівель, у яких зв’язки (діафрагми жорсткості) не заважають організації функціонально-технологічного процесу. Такі схеми каркасів, порівняно з рамними, потребують менших витрат сталі, за рахунок спрощення конструктивних рішень вузлів з’єднання ригелів і колон.
Класифікація каркасів За видом матеріалу основних несучих конструкцій: залізобетонні, металеві, дерев’яні та комбіновані. За поверховістю: одноповерхові, малоповерхові, багатоповерхові. За величиною прогонів: з малими прогонами (до 6 м), з прогонами середньої величини (6… 12 м), великопрогонові (більше 12 -и м). За типом горизонтальних несучих конструкцій каркаса: ригельні, безригельні, з фермами висотою в один поверх. За розташуванням ригелів розрізняють варіанти схем з поздовжнім і поперечним розташуванням ригелів, з розташуванням ригелів лише по осях колон (кесоновані). За способом забезпечення просторової жорсткості каркаси поділяють на конструктивно-статичні типи: рамні, зв’язкові, рамнозвя’зкові. За схемою розташування рам каркаса: з плоскими рамами, з просторовими рамами (в двох або трьох вертикальних площинах). За технологією зведення: збірні (залізобетонні, металеві, дерев’яні), монолітні залізобетонні та збірно-монолітні.
а б в г Варіанти каркасних будівель за наявністю та розташуванням ригелів: а – з поздовжнім розташуванням ригелів; б – те саме, з поперечним; в – з розташуванням ригелів по осях колон, кесонована; г – безригельна
Залізобетонні збірні ригельні каркаси Залізобетонні каркаси призначені для будівель з нормативними навантаженнями на 1 м 2 перекриття від 3 до 30 к. Па. Величина навантаження залежить від прогону ригеля, кроку колон, плит перекриттів, технології будівництва і конструктивних особливостей каркасів. Збірні залізобетонні каркаси з балочними перекриттями В основі проектування лежать уніфіковані конструктивні рішення, передбачені каталогами індустріальних серійних виробів (наприклад, серії 1. 020. 1 -2 с/89, ТК 1 -2). Уніфікація в Україні здійснюється на основі методики відкритої системи типізації та базується на типізованих габаритних схемах геометричних параметрів будівель. В результаті уніфікації визначились такі основні параметри каркасних будівель із збірних залізобетонних елементів: – висоти типових поверхів: 3, 0; 3, 3; 3, 6; 4, 2; 5, 4; 6, 0 і 7, 2 м; – висоти першого підвищеного поверху: 4, 2 (за висоти типового поверху 3, 3 м); 4, 8 (3, 6); 6, 0 (4, 8); 7, 2 (6, 0) м; – висоти підвальних поверхів: 3, 2; 3, 4; 3, 7; 4, 0; 4, 6 м; – висота технічного поверху 2, 0 м; – висоти верхніх зальних поверхів: 4, 2; 4, 8; 5, 4; 6, 0; 7, 0; 8, 0 м;
– перерізи колон 300 х300 мм і 400 х400 мм; – висота колон: на 1, 2 і 3 поверхи; – поперечні або поздовжні ригелі збірні та збірно-монолітні висотою перерізу 450, 600 і 900 мм з жорстким або шарнірним з’єднанням з колоною; ригелі у поперечному та поздовжньому напрямах – для кесонованих перекриттів; – плити перекриттів: багатопустотні (висота 220 мм); ребристі (висотою 300 і 400 мм); ребристі типу «ТТ» і «Т» (висотою 600 мм); – розміщення сходових кліток в модульних планувальних чарунках розмірами 3, 0 х (6, 0; 6, 6; 7, 2) м; 2, 4 х (4, 8; 5, 4; 6, 0; 6, 6) м. Елементи збірних каркасів Велике значення в будівництві каркасних будівель мають способи членування несучих конструкцій на збірні елементи. Від системи членування залежить технологічність будівництва, собівартість виготовлення елементів на заводі та монтажу на будівельному майданчику, експлуатаційні властивості з’єднання і надійність всієї будівлі.
а д з й б е в є г ж и і ї к л м Способи членування залізобетонних каркасів на елементи: а – двоповерхові колони та однопрогонові ригелі; б – одноповерхові колони та однопрогонові ригелі; в – Г- і Тподібні колони і ригелі-вставки; г – Т-подібні елементи; д – Н-подібні рами; е – те саме, із зовнішніми консолями; є – П-подібні рами і ригелі-вставки; ж – двоповерхові рами і ригелі-вставки; з, и – хрестоподібні елементи; і – Пподібні елементи; ї – те саме, із внутрішніми консолями; й – Г- і Т-подібні елементи; к – Ж-подібні елементи; л, м – двопрогонові рами
Найбільше розповсюдження має розрізка каркасів на лінійні елементи – двоповерхові колони і одноповерхові ригелі. Інші варіанти обмежено використовуються через складність виготовлення, транспортування, монтажу, хоча і мають переваги у зменшенні кількості стиків. Залізобетонні колони поділяють: • за місцем розташування – внутрішні, фасадні, торцеві, кутові, зв’язкові тощо; • за формою поперечного перерізу – квадратні, прямокутні, круглі тощо; • за умовами спирання ригелів – колони з консолями та безконсольні ; • за висотою – одно-, дво-, три- і чотириповерхові; • за несучою здатністю (наприклад, 2000, 3000, 4000, 5000 к. Н); • за типом стикування колон між собою – безметалеві, з плоскими металевими торцями, з центруючими прокладками, з випусками арматури, що зварюється, при монтажі, з бетонуванням; • за класом міцності бетону (наприклад, С 16/20; С 25/30; С 30/35; С 45/55); • за способом армування стовбура колони: з периферійним армуванням, з центральним армуванням, зі спіральною арматурою, з металевими осердями, з комбінованим армуванням.
а б в г д е є ж Колони з консолями для спирання ригелів: а, в – із прихованими консолями; б – з трапецієподібними консолями; г – з чотиристоронніми консолями; д – з квадратною капітеллю; е – з консольними оголовком; є, ж – зі сталевими консолями а б в г д е Безконсольні колони: а – з циліндричними каналами; б – з відкритою арматурою в рівнях перекриттів; в – з верхніми випусками арматури; г – з горизонтальними арматурними випусками для з’єднання з ригелями; д – з вилкоподібним оголовком; е – з плечиками для спирання ригелів
б а в г Стики колон: е є ж д а – контактний; б – плоский зі сталевими опорними пластинами; в – із зварюванням поздовжньої арматури; г, д – на полімерних розчинах; е – із зварюванням сталевих оголовків; є, ж – болтові; 1 – фіксуючий стрижень; 2 – ц. п. розчин; 3 – сітка армування; 4 – поздовжня арматура; 5 – сталева пластина; 6 – зварювання; 7 – центрований бетонний виступ; 8 – стикова ніша; 9 – сталевий оголовок; 10 – накладка на зварюванні; 11 – болт; 12 – гніздо; 13 – полімерн. розчин; 14 – отвір в колоні; 15 – центрована прокладка
З економічних міркувань і умов уніфікації елементів несучу здатність колон рекомендується збільшувати шляхом підвищення класів бетону і арматури, а не за рахунок збільшення розмірів поперечного перерізу колон. За значних зусиль в колонах і обмежених (за умовами уніфікації) розмірів їх поперечного перерізу колони виготовляють з металевими осердями, якими є смуги (пакет смуг), набірний переріз з кутикової сталі – «капуста» , а також пучки звареної арматури. а в Збірні залізобетонні колони з металевими осердями: а – загальний вид колони; б – типи перерізів сталевих осердь; в – стик колони; г – деталь спирання колони на фундамент; 1 – випуски арматурних стрижнів; 2 – сталеві закладні деталі; 3 – колона; 4 – сталеве осердя; 5 – сляби (металеві пластини); 6 – смуги товщ. до 60 мм; 7 – кутики; 8 – зварений шов; 9 – стяжний болт; 10 – сталева опорна плита; 11 – анкер
Спирають збірні залізобетоні колони в монолітних залізобетонних стовпових фундаментах стаканного типу, через збірні залізобетонні башмаки або через підколонники пірамідального типу, які забезпечують уніфікацію всіх вузлових з’єднань, простоту виготовлення підколонників і більш прості прийоми досягнення необхідної точності монтажу. Всі варіанти вузлів стикування залізобетонних колон з фундаментами є жорсткими Спирання залізобетонних колон на ґрунт основи: а – через фундамент стаканного типу; б – через пірамідальний підколонник; 1 – колона; 2 – башмак; 3 – підколонник; 4 – фундамент; 5 – бетон; 6 – випуски арматури
Залізобетонні ригелі класифікують: • за місцем розташування: рядові, фасадні, торцеві, сходів, коридорні; • за несучою здатністю ригеля (наприклад, 72, 110, 145 к. Н/м); • за формою поперечного перерізу: прямокутні, таврові з поличкою внизу, таврові з поличкою зверху, двотаврові, трапецеподібні, Пподібні, Г-подібні, спарені, двогілкові тощо; • за з’єднанням з колоною: шарнірне, жорстке; • за типом стикування з колоною: з підрізкою на опорі, з випусками поздовжньої арматури, з вертикальними отворами, з гніздами тощо; • за способом виробництва: без попереднього напруження, попередньо напружені з механічним або електротермічним натягом арматури. Найчастіше ригелі каркасів мають Т-подібну форму поперечного перерізу з поличками внизу для спирання на них плит перекриттів. Така форма ригеля дозволяє зменшити на товщину плити перекриття розмір виступаючої в інтер’єр частини ригеля і тим самим зменшити висоту поверхів будівлі. Ригелі в опорній частині мають підрізки, які відповідають розміру консолі колон, у результаті чого стикування ригеля з колоною здійснюється без виступаючих в інтер’єр консолей або їх частин (імітація рамного вузла). Ширина ригеля внизу зазвичай дорівнює ширині колон.
а з и б в і г ї й д е к є ж л м Ригелі за типом спиранням на консолі колон: а – з підрізкою на опорі; б – з підрізкою та горизонтальними прорізами; в – з підрізкою і гніздами для спирання другорядних балок; г – із звуженими опорними кінцями; д – з підрізкою на опорі та поличками для спирання плит; е – з підрізкою та петельними випусками поперечної арматури; є – з випусками верхньої поздовжньої арматури; ж – те саме, з поличками; з – із випусками поперечної арматури; и – з верхніми гніздами і отворами для установки болтів; і – двотаврового перерізу з отворами для болтів; ї – з гніздами для прихованих консолей колон; й – спарені; к – те саме, трапецієподібного перерізу; л – спарені з Гподібних елементів; м – двогілкові
Ригелі безконсольного спирання на колони: є ж з а – з петельними випусками поздовжньої арматури в трапецієподібних гніздах; б – з напівциліндричними вертикальними гніздами; в – з вертикальними отворами; г – П-подібного перерізу; д – з поличками і випусками поздовжньої арматури; е – з випусками поздовжньої арматури; є – з випусками поздовжньої арматури в гніздах і петельними випусками поперечної арматури; ж – таврового перерізу з випусками поздовжньої арматури; з – із випусками поздовжньої та поперечної арматури
Ригелі виготовляють з бетонів класів С 25/30, С 30/35 і С 40/50 та армують просторовими каркасами, до яких входять плоскі каркаси, сітки і закладні деталі, з’єднані за допомогою зварювання. Армування ригеля: 1 – нижня опорна закладна деталь для приварки до консолі колони; 2 – верхня закладна деталь для приварювання з’єднальної пластини; 3 – просторовий арматурний каркас; 4 – монтажні петлі
Діафрагми жорсткості в системі збірного каркаса можуть формуватися: із збірних залізобетонних елементів або з монолітного залізобетону у вигляді плоских, відкритих чи замкнутих профілів і ґратових металевих конструкцій. а Варіанти формування діафрагм жорсткості: а – замкнутих профілів; б – відкритих; в – плоских
а б Металеві зв’язки збірного залізобетонного уніфікованого каркаса: а – напіврозкісні; б – портальні; 1 – збірні залізобетонні колони; 2 – зв’язки; 3 – елемент для кріплення зв’язків із колонами; 4 – закладні деталі
Збірні елементи залізобетонних діафрагм жорсткості поділяють: • за типом поперечного перерізу верхньої частини: консольні (одно- і двоконсольні), безконсольні; • за типом горизонтального стику діафрагм: із закладними деталями в горизонтальному шві, зі шпонками, із безметальним контактним стиком; • за наявністю дверних прорізів: з прорізами, глухі, Г-подібні. Як правило, діафрагми жорсткості – це залізобетонні панелі висотою на один поверх і товщиною 140, 160 або 180 мм. Панелі діафрагм жорсткості установлюють між колонами і розраховують на сумісну з ними роботу. На планах колони завжди розміщують по координаційних осях, а по вертикалі – таким чином, щоб шви панелей співпадали з позначками верху перекриттів. Між собою і з колонами у вертикальних швах панелі зв’язують зварюванням закладних деталей, що забезпечує передачу вертикальних зсувних зусиль. Сприйняття горизонтальних зсувних зусиль забезпечують монолітні шпоночні з’єднання панелей в горизонтальних швах. Всі проміжки в стиках і примиканнях панелей до колон і плит перекриттів бетонують.
Приклади розміщення вертикальних зв’язків в багатоповерхових каркасних будівлях
Стикування ригеля з колоною зварюванням: а – шарнірне з прихованою консоллю; б – жорстке з відкритою консоллю; в – спирання ригеля на сталевий опорний башмак; 1 – прихована опорна консоль колони; 2 – відкрита консоль; 3 – сталевий опорний башмак; 4 – закладна деталь консолі колони; 5 – закладна деталь стовбура колони; 6 – закладна деталь ригеля; 7 – з’єднальна пластина; 8 – зварювання; 9 – ванне зварювання; 10 – випуск арматури колони; 11 – випуск арматури ригеля; 12 – верхня арматура ригеля; 13 – нижня арматура ригеля; 14 – сталева обойма опорної частини ригеля; 15 – бетон
а Жорстке стикування ригеля з колоною на болтах: а – в рівні верху ригеля; б – по осі ригеля; 1 – консоль колони; 2 – гніздо; 3 – отвір (канал); 4 – з’єднувальні тяги (високоміцні болти); 5 – зварювання сталевих листів; 6 – гумове кільце
Стикування ригеля з колоною за допомогою консольного оголовка: 1 – колона; 2 – консольний оголовок; 3 – ригель; 4 – арматурний випуск колони; 5 – арматурний випуск оголовка; 6 – плита перекриття; 7 – цементно-піщаний розчин
а Безконсольне стикування ригеля з колоною з бетонуванням: а – за нормальними хомутами; б – за нахиленими хомутами; в – із нахиленими розкосами; 1 – арматурний випуск ригеля; 2 – арматурний випуск колони; 3 – ванне зварювання; 4 – хомут; 5 – вут колони; 6 – розкіс; 7 – кутиковий випуск із колони; 8 – монолітний бетон
Безконсольне стикування ригеля з колоною (платформенно-штепсельні стики колон): а – за допомогою сталевого трубчастого стрижня; б – за допомогою арматурних випусків колони; 1 – сталевий трубчастий стрижень; 2 – випуски поздовжньої арматури колони; 3 – гніздо в нижній частині колони; 4 – отвір для ін’єкціювання полімерного розчину; 5 – ніша для прокладання вертикальних комунікацій; 6 – канал для прокладання горизонтальних комунікацій; 7 – наскрізний отвір у ригелі
Конструкції каркаса серії 1. 020. 1 -2 с/89 призначені для проектування багатоповерхових каркасних будівель з такими параметрами: • висота поверху: 3, 3; 3, 6; 4, 2; 4, 8; 5, 4; 6, 0; 7, 2 м; • крок колон : 3, 0; 6, 0; 7, 2; 9, 0 и; • поверховість: 1… 16 поверхів; • розрахункове навантаження на перекриття: від 4 до 21 к. Н; В конструкції серії передбачена можливість улаштування зальних приміщень з їх розташуванням на верхніх поверхах будівлі, а також окремо розташованих залів. Конструкції серії запроектовані для використання в рамних і рамно-зв’язкових схемах несучих каркасів будівель. Використовуються такі конструктивні схеми: • рамна в поперечному і поздовжньому напрямках; • рамна схема в поперечному і неповна рамна у поздовжньому напрямі; • рамно-зв’язкова схема з використанням діафрагм жорсткості в поперечному і поздовжньому напрямках; • рамно-зв’язкова схема з діафрагмами жорсткості в одному з напрямків;
а б г д є ж з Схеми каркасів серії 1. 020. 1 -2 с/89: а, б, в – розрізи будівель; г, д, е, є – конструктивні схеми: г – рамна у поздовжньому і поперечному напрямах; д – рамна в поперечному і неповна рамна у поздовжньому напрямі; е – рамно-зв’язкова; є – рамно-зв’язкова в поперечному напрямі; ж – рамно-зв’язкова в поздовжньому напрямі; з – план і розташування елементів каркаса
Колони єдиного поперечного перерізу 400 х400 мм, запроектовані для будівель висотою від 1 до 16 поверхів. У місцях примикання поперечних і поздовжніх ригелів колони мають випуски арматури у верхній зоні та кутикові сталеві консолі в нижній зоні вузла, призначені для з’єднання зварюванням з відповідними випусками з ригелів в жорсткому рамному вузлі. Кутикові випуски одночасно виконують роль монтажних столиків для зручності установки ригелів без використання монтажних пристроїв. За орієнтацією на плані будівлі колони поділяють на такі, що розміщуються: • по внутрішніх і зовнішніх осях з жорсткими рамними вузлами в поперечному напрямі (марка 1 К); • по внутрішніх осях із жорсткими рамними вузлами в поперечному і поздовжньому напрямах. По зовнішніх осях у місцях примикання консольних ригелів балконів (марка 2 К); • по зовнішніх поперечних осях з жорсткими рамними вузлами. По внутрішніх осях біля сходових кліток і температурних швів (марка 3 К); • по зовнішніх поздовжніх осях з жорсткими вузлами (марка 4 К); • в кутах будівлі та температурного блока (марка 5 К, 5 Кн).
а Колони каркасів серії 1. 020. 1 -2 с: а – марки колон за орієнтацією у плані; б – колона одноповерхова середня (марки 2 КС); в – зварений стик колон; г – переріз колони б в г
а б в Ригелі каркасів серії 1. 020. 1 -2 с: а – типи ригелів; б – конструктивне рішення ригеля 2 Р 4, 53; в – стикування ригеля з колоною; 1 – випуск поздовжньої арматури; 2 – вставний стрижень на зварюванні; 3 – дрібнозернистий бетон
а б в Діафрагми жорсткості каркасів серії 1. 020. 1 -2 с: а – вид діафрагми жорсткості; б – кріплення діафрагми жорсткості до колони; в – стикування діафрагми жорсткості в зоні примикання до колони; 1 – випуски вертикальної арматури; 2 – випуски поздовжньої арматури; 3 – петельні випуски; 4 – закладна деталь для з’єднання з колоною; 5 – армування панелі; 6 – діафрагма жорсткості; 7 – сталевий стрижень; 8 – колона
Каркасна будівля системи КВМ (Німеччина): а б в а – основні елементи будівлі; б – одноригельне вирішення вузла каркаса; в – дворигельне; 1 – фундамент стаканного типу під колону; 2 – стрічковий монолітний фундамент під стіну підвалу; 3 – колона; 4 – ригель; 5 – панель стіни підвалу; 6 – рядова горизонтальна панель зовнішньої стіни; 7 – кутовий елемент стіни; 8 – рядова плита перекриття; 9 – плита-розпірка; 10 – стінова панель вертикальної розрізки; 11 – сходова площадка; 12 – сходовий марш; 13 – панель стіни сходової клітки
Каркаси з монолітного залізобетону Можливість використання монолітного залізобетону для зведення каркасних будівель в Україні обумовлена, в першу чергу, розвинутою технологічною базою: індустріальними уніфікованими системами опалубок; наявністю пластичних і легко укладальних бетонних сумішей; використанням бетононасосів та іншого обладнання для подачі бетонної суміші на проектні позначки. Переваги монолітних каркасів полягають у широких можливостях архітектурно-конструктивного формоутворення: • можливість проектування найрізноманітніших структур; • багатоваріантність кроку колон і форм їх перерізів; • влаштування в будівлях консолей, ризалітів, ділянок западання та інших змін форми; • використання різноманітних колон (у тому числі нахилених) і ригелів, які дозволяють покращити умови роботи конструктивної системи і разом з тим надати будівлі архітектурної виразності; • зміна висоти поверхів у межах однієї будівлі. Монолітні каркаси проектують рамними або рамно-зв’язковими з улаштуванням монолітних діафрагм або стовбурів жорсткості.
У залежності від вирішення ригелів монолітні каркасно-ригельні системи можуть бути двох типів: з головними і другорядними балками у різних напрямах; з балками однакового значення із ортогональним, діагональним або ортогонально-діагональним розташуванням ригелів по осях колон (перекриття кесонного типу). У каркасі першого типу другорядні балки спирають на монолітно зв’язані з ними головні балки, а ті, у свою чергу, – на колони. Вибираючи напрям головних балок, враховують призначення будівлі, просторову жорсткість каркаса та інші вимоги. Перерізи головних і другорядних балок приймають переважно прямокутними із співвідношенням ширини до висоти 1: 2 або 1: 3. Розміри перерізів балок і плит та площу робочої арматури приймають на основі розрахунків за граничними станами, а конструктивно визначають висоту головних балок 1/10 L, а висоту другорядних балок 1/15 L, де L – довжина балки. У кожному прогоні головної балки на неї спирається від однієї до трьох другорядних балок. По осях колон також розташовують другорядні балки. Прогони монолітної плити перекриття дорівнюють відстані між другорядними балками і складають 2… 3 м, а товщина плити, у залежності від навантаження, вибирається в межах 1/25… 1/40 прогону і найчастіше 80… 100 мм.
а г д Монолітні залізобетонні каркаси з головними і другорядними балками: а – типи конструктивно-планувальних комірок; б – схеми розташування елементів; в – форми перерізів колон; г – форми головних балок-ригелів змінного перерізу; д – фрагменти розрізів; 1 – колона; 2 – головна балка; 3 – другорядна балка; 4 – монолітна плита перекриття
б а в г Багатоповерхові каркасні будівлі рамної конструктивної схеми з монолітними залізобетонними перекриттями: а – ребристі з головними і другорядними балками; б – кесонні з балками, по осях колон; в – кесонні, часторебристі; г – безбалочні; 1 – головна балка; 2 – другорядна балка; 3 – плита перекриття; 4 – колона; 5 – капітель колони
Схеми монолітних залізобетонних каркасів багатоповерхових будівель: а – із поперечними головними балками і поздовжніми другорядними; б – з поздовжніми головними балками і поперечними другорядними; в – з кесонним перекриттям; г – з безбалочним перекриттям; 1 – колона; 2 – головна балка; 3 – другорядна балка; 4 – балки кесонного перекриття; 5 – капітель колони; 6 – плита перекриття
Монолітно-ребристі з системою головних і другорядних балок проектують з поперечними або поздовжніми головними рамами. Балочний диск складається з головних ригелів, з’єднаних з колонами одного напряму, другорядних балок в перпендикулярному напрямі, з’єднаних з головними балками і залізобетонного настилу, який бетонується разом з балками і служить основою для підлоги. Перерізи балок приймають прямокутними з відношенням їх ширини до висоти 1: 2 або 1: 3. Розміри перерізів балок і плит приймають за розрахунками граничних станів, а конструктивно призначають: висоту головних балок 1/10 L, а висоту другорядних балок 1/15 L, де L – довжина балки. Товщини плит перекриттів до 100 мм приймають кратними 10 мм, а більше 100 мм
Монолітно-ребристі з балками розташованими по колонах в обох напрямах або часторебристі – кесонні перекриття Кесонними називають ребристі перекриття, в яких у плані між балками утворюються панелі із співвідношенням сторін Lд: Lк < 1, 5. За такої схеми роботи плита розподіляє навантаження за чотирьох напрямкам і працює, як сперта по контуру. Кесонні перекриття можуть складатися з головних балок-ригелів, розташованих у двох або більше напрямах, які спираються на колони, і плити настилу; з головних балок-ригелів, розташованих у двох напрямках, системи другорядних балок, розташованих у двох або більше напрямках, і плити настилу; з головних балок-ригелів, розташованих у двох напрямках, системи другорядних балок в одному напрямку та вкладишів із різноманітних матеріалів. Конструктивно висота таких балок -ригелів приймається (1/16. . . 1/24)L, а висота плити (виходячи з умов деформативності) – більше 1/50 L або 80. . . 140 мм. Кесонні перекриття використовують у зальних приміщеннях з підвищеними архітектурно-художніми вимогами до інтер’єрів і великими прогонами – до 30 м.
Монолітні залізобетонні каркаси з перекриттями кесонного типу: а – конструктивно-планувальні чарунки; б – фрагмент розрізу Кесонні монолітні залізобетонні перекриття операційного залу аеропорту в Борисполі, 1965 р.
Монолітно-ребристі з балками розташованими по колонам в обох напрямах або часторебристі – кесонні перекриття. Кесонні перекриття можуть складатися: з головних балок-ригелів, розташованих у двох або більше напрямах, які спираються на колони, і плити настилу; з головних балок-ригелів, розташованих у двох напрямах, системи другорядних балок, розташованих у двох або більше напрямах, і плити настилу; з головних балок-ригелів, розташованих у двох напрямах, системи другорядних балок в одному напрямі та вкладишів з різноманітних матеріалів. Конструктивно висота таких балокригелів приймається (1/16. . . 1/24)L, а висота плити (виходячи з умов деформативності) – більше 1/50 L або 80. . . 140 мм.
До числа перспективних можна віднести суперкаркасну систему поверхового типу, за якої просторова жорсткість будівлі забезпечується коробчастими пілонами (стовбурами жорсткості), з’єднаними між собою потужними ростверками у декількох рівнях за висотою. На ростверки, як на полички етажерки, спираються багатоповерхові каркаси, різного конструктивного рішення. Прикладом каркасної висотної будівлі поверхового типу є телецентр «Олівець» у Києві. Суперкаркасна конструктивна система поверхового типу: а – схема фасаду; б – схема типового поверху; в – схема ростверку; 1 – коробчастий пілон; 2 – ростверк; 3 – каркасно-ригельна структура
Каркаси багатоповерхових будівель виконують залізобетонними або металевими. Залізобетонні каркаси, порівняно з металевими, мають більшу жорсткість, але вони більш важкі та трудомісткі, особливо в монолітному варіанті. За способом зведення залізобетонні каркаси можуть бути монолітними, збірними і збірно-монолітними. Залізобетонні монолітні та збірно-монолітні каркаси використовують, коли будівлям необхідно надати велику жорсткість і стійкість: при великих навантаженнях на перекриття, при нестандартних розмірах об’ємно-планувальних рішень, при можливих особливих впливах (сейсмічних, вибухових тощо). Збірні каркаси використовують для масового будівництва багатоповерхових будівель із сітками колон 6 х6 м, 6 х9 м і 6 х12 м, висотою до десяти поверхів і навантаженнями на перекриття 5. . . 30 к. Н/м 2. Багатоповерхові каркасні будівлі рамної конструктивної схеми У просторовій каркасній системі таких будівель колони і ригелі з’єднують жорсткими вузлами в поздовжньому і в поперечному напрямах. Жорсткість системи визначається опором всіх її елементів, які сприймають вертикальні та горизонтальні навантаження. За такою конструктивною схемою працюють будівлі з наступними видами перекриттів:
Кесонні залізобетонні перекриття операційних залів аеропорту в Борисполі, 1965 р.
Кесонне, перехресно-ребристе перекриття з металевими балками операційного залу аеропорту в Пекіні
Монолітні безбалочні перекриття складаються з плоскої багатопрогонової залізобетонної плити спертої на колони каркаса. Безбалочними такі перекриття називають із-за відсутності виступаючих ребер – ригелів. Їх роль виконують ділянки плит шириною (0, 2. . . 0, 3)L, які працюють у прогонах між опорами за балочною схемою. За характером роботи виділяють: надколонні, міжколонні та прогонові ділянки. Найбільш значні зусилля виникають у надколонних ділянках, тому їх підсилюють: влаштованням капітелей, установкою додаткової поздовжньої арматури, в тому числі і жорсткої. Плоскі рами складаються з ряду колон і умовних ригелів, які включають полоси плит, розміри яких дорівнюють відстані між серединами двох поперечних прогонів, які примикають до відповідного ряду колон. Конструктивно товщину плит приймають 1/32. . . 1/35 L, де L – довжина більшого прогону. Колони виготовляють квадратного або круглого перерізу з капітелями, які мають пірамідальну форму. Капітелі забезпечують сприйняття значних моментів на згин і поперечних сил від спертих на них плит і збільшують жорсткість каркасної системи. При необхідності влаштування гладких поверхонь стелі без капітелей, в межах товщини монолітної залізобетонної плити влаштовують скриту капітель – розвинуту в плані обойму із зварених сталевих профілів, до яких по контуру приварюють арматуру плити.
Схема ригельного армування просторовими каркасами: 1 – колони; 5 – верхнє поздовжнє армування скритої балки; 6 – нижнє поздовжнє армування балки; 7 – армування плити Така схема армування приводить до надлишкових витрат металу.
Ненаправлена розподільча система з жорсткою арматурою і радіальним додатковим поперечним армуванням
а в б Розподільча система за Л. Л. Кукше: а – закладна деталь; б – місце установки; в – загальний вид арматурного поля
Розподільча система «HDB» німецької фірми «Halfen Deha» більш індустріальна
Збірні безригельні каркаси або каркаси із збірними залізобетонними безбалочними перекриттями. Такі каркаси використовують для будівель із навантаженнями на перекриття (5. . . 30 кн/м 2), якщо за технологічними вимогами необхідні гладкі стелі з підвищеними вимогами до чистоти та вентиляції приміщень. Для уніфікації габаритних схем багатоповерхових будівель із безбалочними перекриттями розроблені типові конструкції та вузли на основі серії 1. 420. 1 -14 “Конструкции многоэтажных зданий с безбалочными перекрытиями с сеткой колон 6 х6 м под нагрузки 5, 10, 15, 20, 25, 30 МПа”. Будівлі такого типу проектують висотою 3, 4 і 5 поверхів, із підвалом або без нього, з кількістю прогонів не менше трьох. Висоти всіх поверхів можуть бути 4, 8 або 6 м, а підвалу – 3, 6 м. Прив’язка всіх колон до координатних осей – центральна, зовнішніх поздовжніх стін до осей каркаса 1550 і 600 мм, а поперечних – тільки 1550 мм. Каркаси із збірними залізобетонними безбалочними перекриттями: а – поперечний і поздовжній розрізи; б – план перекриття; 1 – колона; 2 – капітель; 3 – міжколонна плита; 4 – прогонна плита
Багатоповерхова каркасна промислова будівля з безбалочними перекриттями: а – розріз; б – фрагмент перекриття а б
а б в Типові конструкції серії 1. 420. 1 -14 “Конструкции многоэтажных зданий с безбалочными перекрытиями с сеткой колон 6 х6 м под нагрузки до 30 МПа”: а – колони; б – капітельна плита; в – міжколонна та прогонна плити
Розміри елементів відповідають умовам заводського виготовлення. Колони квадратного перерізу 400 х400, 500 х500, 600 х600 мм жорстко заробляють у залізобетонні фундаменти стаканного типу. Капітелі двох типорозмірів у плані: основна 2980 х2980 мм, по середнім рядам колон і напівкапітель 2980 х2090 мм, по крайнім рядам колон. У капітелях додаткових марок влаштовують отвори для пропускання інженерних комунікацій, вирізи для фахверкових колон, сходових кліток, шахт. Міжколонні плити товщиною 160 мм двох типорозмірів: основна по середніх рядах колон 3280 х2980 мм і зменшена 3280 х2090 мм, по крайніх поздовжніх рядам. Прогонна плита товщиною 160 мм має розміри в плані 2980 х2980 мм. Збірні безбалочні каркаси складаються з колон висотою в один поверх, залізобетонних капітелей, міжколонних і прогонних (середніх) плит. Кожна колона має консоль, на якій закріплюють капітель пірамідальної форми. Одночасно ця капітель є обоймою для замонолічування стикування суміжних поверхів. Міжколонні плити своїми виступами спирають на заглиблені пази в капітельних плитах. Потім арматурні випуски міжколонних плит приварюють до закладних деталей капітельних плит і бетонують. Такі з’єднання вважаються жорсткими, а міжколонні та капітельні плити разом із колонами свого ряду працюють як багатопрогонові нерозрізні балки. Прогонну (середню) плиту з’єднують зварюванням арматурних випусків до закладних деталей міжколонних плит, тому такі з’єднання вважаються шарнірними.
7 7 Каркаси із збірними залізобетонними безбалочними перекриттями: в – з’єднання капітелі з колоною; г – те саме, міжколонних плит з капітелью; д – те саме, міжколонної та прогонної плит; 1 – колона; 2 – капітель; 3 – міжколонна плита; 4 – прогонна плита; 5 – стрижні діаметром 22 мм; 6 – бетон класу С 25/30; 7 – закладні елементи; 8 – випуски арматури із плит
Каркаси із збірними залізобетонними безбалочними перекриттями: а – поперечний і поздовжній розрізи; б – план перекриття; в – з’єднання капітелі з колоною; г – те саме, міжколонних плит з капітельною; д – те саме, міжколонної та прогонної плит; 1 – колона; 2 – капітель; 3 – міжколонна плита; 4 – прогонна плита; 5 – стрижні О 22 мм; 6 – бетон класу С 25/30; 7 – закладні елементи; 8 – випуски арматури
Каркас багатоповерхових будівель із збірними безбалочними перекриттями розраховують як просторовий, з жорсткими вузлами рам у поздовжньому і поперечному напрямах. Несучими елементами таких рам є колони з капітелями і міжколонні плити. Розрахунок безбалочних перекриттів виконують за методом замінюючих рам або методом скінчених елементів. При розрахунках за методом замінюючих рам перекриття розділяють на перехресні системи умовних ригелів, ширина яких дорівнює відстані між площинами, що проходять по середині між кроком колон в обох напрямах. При цьому моменти на згин в умовному ригелі, який отримують з розрахунку замінюючої рами, розподіляють за шириною ригеля між надколонною та міжколонною смугою і пропорцією, що враховує нерівномірний розподіл зусиль за шириною умовного ригеля, який спирається на опори колон. Розрахунок умовного ригеля здійснюють на дію моментів на згин і поперечних сил, а по краю перекриття – на додаткову дію крутних моментів. Здійснюють також розрахунок вузлового стикування умовного ригеля з колонами на продавлювання від дії зосереджених нормальних сил і моментів. При цьому частина моментів на згин сприймається за рахунок опору нерівномірного зрізу плити біля колони, а частина – за рахунок опору на згин ділянки плити, розташованої біля колони.
Стінове огородження: збірні залізобетонні панелі; самонесучі стіни з цегляної кладки з утеплювачем. Сходові клітки влаштовують як самостійні об’єми з несучими цегляними стінами, що спираються на стрічкові фундаменти зі стінових фундаментних блоків: • прибудовою до торця будівлі одного прогону 6 м з монолітним перекриттям; • виключенням однієї колони та кількох плит безбалочного перекриття з виступом зовнішньої стіни сходової клітки. Розміщують сходові клітки біля зовнішніх стін для забезпечення природного освітлення. Поряд зі сходовою кліткою проектують приміщення для ліфта не менше 1000 кг. Конструкції сходів вирішують у збірному варіанті із залізобетонних поверхових і міжповерхових площадок, які спирають на поперечні стіни сходової клітки, і залізобетонних ребристих або плитних нахилених сходових маршів, які спирають на поверхові та міжповерхові площадки.
Каркаси із збірними залізобетонними безбалочними перекриттями: а – із міжколонними плитами, у двох напрямах; б – те саме, в одному напрямі; в – вузли влаштування капітелей; 1 – колона; 2 – капітель; 3 – міжколонна плита; 4 – прогонна плита; 5 – бетон замонолічування
Безригельний збірно-монолітний рамний каркас із плоскими плитами перекриттів. Збірні залізобетонні колони перерізом 400 х400 мм довжиною до 12 м, надколоні, міжколоні панели перекриттів і панелі-вставки єдиного розміру в плані 2, 8 x 2, 8 м і єдиної товщини 160 і 200 мм, а також діафрагми жорсткості. Каркас розрахований для будівель висотою до 9 поверхів при рамній схемі з ячейками у плані 6 x 6; 6 x 3 м, а при введенні металевих шпренгелів на ячейки 6 x 9; 6 x 12 м при висоті 3, 0; 3, 6 і 4, 2 м при вертикальному навантаженні до 200 к. Па і горизонтальному навантаженні від сейсмічних впливах до 9 балів. Фундаменти монолітні та збірні стаканного типу. Зовнішні огороджувальні конструкції самонесучі цегляні або навісні із сандвіч-панелей. Сходи переважно із набірних сходинок по металевим косоурам. Стики елементів каркасу замонолічуються, утворюється рамна система, ригелями якої є перекриття. Безригельний збірномонолітний каркас: 1 – колона; 2 – капітель; 3 – міжколнна плита; 4 – прогінна плита; 5 – додаткові стрижні; 6 – бетон замонолічування; 7 – монтажна деталь.
Каркас із безбалочними перекриттями капітельного типу: 1 – фундамент; 2 – колона; 3 – капітель; 4 – чотиристороння консоль; 5 – стик колон; 6 – надколонна плита; 7 – прогонна плита
Збірно-монолітні перекриття Збірно-монолітне перекриття з монолітними та зв’язковими ригелями і багатопустотними плитами перекриттів: 1 – несучі ригелі; 2 – колона; 3 – консолі для влаштування балконів, лоджій, еркерів; 4 – багатопустотні плити; 5 – зв’язковий ригель Найбільш розповсюджені збірномонолітні перекриття балочного типу складаються з монолітних або збірномонолітних ригелів (міжколонних плит), які спирають на колони, і збірних плит настилу, які спирають на чверті ригелів. Одну із збірних плит виставляють по центральній осі колон і вона виконує роль розпірки між колонами каркаса. Об’єднання плит і ригелів в єдиний диск досягається за рахунок бетонування арматурних каркасів, які установлюють у швах між плитами і пропускають через ригелі. Для забезпечення більшої просторової жорсткості зварюють випуски арматури збірних плит і арматурної сітки, яку укладають на міжколонні плити. Після бетонування збірно-монолітне перекриття має необхідну жорсткість і здатне сприймати всі види вертикальних і горизонтальних зусиль.
Збірно-монолітне перекриття з монолітними ригелями у двох напрямах, зв’язковими ригелями і збірними залізобетонними плитами перекриттів касетного типу: 1 – колона; 2 – збірна залізобетонна плита; 3, 4 – несучі ригели; 5 – зв’язковий ригель; 6 – з’єднання арматурних випусків із закладними деталями плит; 8 – монолітний бетон
Останнім часом у Білорусі набув розповсюдження каркас для житлових і нежитлових будівель висотою до 30 поверхів у збірномонолітному варіанті. Особливістю цього каркаса є висока формотворча здатність на ортогонально-діагональній сітці колон за відповідного розташування ригелів. Це дає можливість проектувати багатокутні, овальні, круглі та інші складні форми планів будівель. Збірними елементами каркаса є колони, ригелі, діафрагми жорсткості, плити перекриттів. У монолітному варіанті оригінально вирішується вузол «ригель-колона» . Колони висотою в 1… 4 поверхи мають квадратні (сторона 250; 300; 350; 400 і 500 мм) та прямокутні перерізи (від 250 х300 до 400 х600 мм). У рівні перекриттів колони мають вільні від бетону арматурні ділянки (оголену арматуру), внизу – випуски поздовжньої арматури, вгорі – канали для штепсельного стику колон за висотою. Висота поверхів 2, 8 м для житлових будинків і 3, 3 м для нежитлових будівель.
а Збірно-монолітні каркаси (основні вузли): б в г д а – ситуації розташування колон і ригелів; б – стикування ригелів з колоною; в – спирання залізобетонних плит на ригель; г – спирання збірно-монолітних плит на ригель; д – стикування діафрагми жорсткості з колоною; 1 – колона; 2 – ригель; 3 – діафрагма жорсткості; 4 – арматурні випуски; 5 – додаткова арматура; 6 – арматурна сітка; 7 – монолітний бетон; 8 – монтажний (тимчасовий хомут); 9 – опалубна плита; 10 – збірна плита перекриття
Збірно-монолітний каркас серії Б 1. 020. 1 -7, розроблений у Бел. НИИС, м. Мінськ
Збірно-монолітний каркас серії Б 1. 020. 1 -7, розроблений у Бел. НИИС, м. Мінськ
Збірно-монолітний каркас серії Б 1. 020. 17: а – загальний вид; б, в – вузли стикування ригелів з плитами перекриттів; 1 – збірні або монолітні з. б. колони; 2 – багатопустотні плити; 3 – несучі монолітні ригелі; 4 – зв’язкові монолітні ригелі; 5, 6 – консолі для влаштування еркерів і балконів; 7 – монолітні ділянки перекриттів; 8 – вертикальні діафрагми жорсткості
а Збірно-монолітний каркас серії Б 1. 020. 1 -7, АРКОС-1, розроблений у Бел. НИИС, м. Мінськ: а – фасад житлового будинку в м. Брянськ; б – армування монолітного ригеля; в – вузли стикування зовнішніх стін з перекриттями; 1 – багатопустотна плита перекриття; 2 – монолітний ригель; 3 – пінобетонні блоки; 4 – лицьова цегла; 5, 6 – утеплювач; 7 – цементно-піщаний розчин в б
Збірно-монолітні перекриття із збірними колонами і частиною збірного ригелю та монолітними перекриттями
Діафрагма жорсткості Збірно-монолітний каркас Стик монолітної колони і фундаменту Колона Плита перекриття Зв’язкові ригелі Збірно-монолітні ригелі Елементи каркаса Збірно-монолітний ригель Стик ригеля з колоною Колона
Готель на 1000 місць у Алма-Аті Висотна частина має в плані еліпсовиндну форму, основним несучим елементом є монолітне залізобетонне ядро із діафрагмами жорсткості, які розходяться від нього. Огороджувальні конструкції у вигляді легких навісних стінових панелей. Монолітні конструкції висотної частини зведені з допомогою ковзкої опалубки.
Багатоповерхові каркасні будівлі з рамно-зв’язковими конструктивними схемами складаються з системи плоских багатоярусних рам із жорсткими вузлами в місцях стикування ригелів із колонами в одному напрямі (переважно поперечному). В перпендикулярному напрямі жорсткість і стійкість рам забезпечують вертикальні металеві зв’язки в середині кожного температурного блока по кожному поздовжньому ряду колон. У випадках, коли цієї жорсткості недостатньо, установлюють додаткові поздовжні ригелі (розпірки), які спирають на металеві столики приварені до закладних деталей колон у рівні залізобетонних консолей. Така схема задовольняє експлуатаційним вимогам багатоповерхових виробничих будівель у багатьох галузях промисловості, дозволяє використовувати індустріальні конструкції з уніфікованими вузлами з’єднання колон і ригелів. Для уніфікації габаритних схем багатоповерхових виробничих будівель розроблені типові конструкції та вузли на основі серії 1. 430 -12 “Конструкции многоэтажних производственных зданий с сетками колон 6 х6 м и 9 х6 м под нагрузки 25 и 15 к. Н/м 2”. Уніфікований каркас будівель цієї серії дозволяє проектувати промислові будівлі: висотою 2. . . 5 поверхи; з однаковими прогонами на всіх поверхах або із збільшеними розмірами прогонів у верхніх поверхах; верхні поверхи дозволяється обладнувати підвісними кран-балками або мостовими кранами вантажопідйомністю до 10 т. Використовуючи типові уніфіковані конструкції, сітку колон нижніх поверхів приймають 6 х6 м, 9 х6 м і 12 х6 м, а верхнього поверху – 18 х6 м, 18 х12 м, 24 х6 м і 24 х12 м. Висоти поверхів можуть складати: нижніх – 3, 6 м, 4, 8 м, 6, 0 м і 7, 2 м; верхнього – 6, 0 м, 7, 2 м, 8, 4 м, 9, 6 м і 10, 8 м.
Багатоповерхова промислова будівля з рамно-зв’язковим каркасом: 1 – фундамент; 2 – колона; 3 – ригель міжповерхового перекриття; 4 – вертикальні зв’язки між колонами; 5 – плита міжповерхового перекриття; 6 – підкранова балка; 7 – балка покриття; 8 – плита покриття; 9 – пароізоляція; 10 – утеплювач; 11 – армована цементнопіщана стяжка; 12 – рулонна покрівля; 13 – лійка внутрішнього водовідводу; 14 – нижня стінова панель; 15 – віконна панель; 16 – вимощення; 17 – фундаментна балка
Основні конструкції та елементи багатоповерхової будівлі із рамно-зв’язковим каркасом: 1 – вертикальний зв’язок між колонами; 2 – ригель; 3 – колона; 4 – монтажний столик для спирання стінових панелей; 5 – залізобетонна ребриста плита перекриття; 6 – залізобетонна підкранова балка; 7 – залізобетонна балка покриття; 8 – залізобетонна плита покриття; 9 – стінова панель; 10 – конструкція віконного осклення; 11 – вимощення; 12 – фундаментна балка; 13 – бетонний стовпчик для спирання фундаментної балки; 14 – стовпчастий фундамент під колону
Багатоповерхові каркасні будівлі з рамно-зв’язковими конструктивними схемами: а – із спиранням ригелів на консолі колон; б – те саме, на колони без консолей; в – із збільшеним прогоном верхнього поверху; г – вузол кріплення ригеля з поличкою до колони; д – те саме, ригеля прямокутного перерізу; е – те саме, ригелів довжиною 12 м; ж, з, и – варіанти безконсольного спирання ригелів на колони; к – те саме, з трикутною консоллю; 1 – ригелі з поличками; 2 – те саме, прямокутного перерізу; 3 – ребристі плити; 4 – багатопустотні плити; 5 – ригель-розпірка; 6 – сантехніч. плита; 7 – арматурні випуски; 8 – закладні деталі; 9 – ванне зварювання; 10 – хомути, приварені під час монтажу; 11 – бетонна шпонка; 12 – монтажний столик; 13 – опорні металеві листи колон і ригеля; 14 – закладні швелери; 15 – монтажний столик для листа; 16 – границя бетонування; 17 – бетон класу В 25.
Двоповерхова каркасна будівля рамно-зв’язкової конструктивної схеми: 1 – приварені металеві консолі; 2 – одноповерхові колони; 3 – ригель; 4 – двоповерхові колони; 5 – збірна залізобетонна безрозкісна ферма; 6 – ребриста залізобетонна плита перекриття
Розрізка колон каркасних будівель рамно-зв’язкових схем регулярної структури Розрізка колон каркасних будівель рамно-зв’язкових схем нерегулярної структури
Плани багатоповерхової каркасної промислової будівлі рамно-зв’язкової конструктивної схеми: а – на позн. 0, 000; б – на позн. +9, 600; 1 – крайня колона; 2 – середня колона; 3 – деформаційний шов; 4 – вертикальні зв’язки між колонами; 5 – стінова панель; 6 – вікно; 7 – сходова клітина; 8 – фахверкова колона, 2 [18; 9 – колона верхнього поверху; 10 – мостовий кран; 11 – посадочна площадка кранівника; 12 – вісь кранової рейки
Розріз багатоповерхової каркасної промислової будівлі рамно-зв’язкової конструктивної схеми по сходовій клітині: 13 1 – фундамент; 2 – стіновий фундаментний блок ; 3 – фундаментна балка; 4 – крайня колона; 5 – середня колона; 6 – колона верхнього поверху; 7 – залізобетонний ригель; 8 – ребриста плита перекриття; 9 – монолітний залізобетон; 10 – вимощення; 11 – цегляна стіна сходової клітини; 12 – перемичка над вікном; 13 – поверхова площадка; 14 – міжповерхова площадка; 15 – сходовий марш; 16 – металеве огородження; 17 – стінова панель; 18 – підкранова балка; 19 – кранова рейка; 20 – кроквяна балка; 21 – лійка внутрішнього водостоку
Сходова клітина з несучими цегляними стінами: 1 – несучі цегляні стіни; 2 – сходова площадка; 3 – сходовий марш. Сходова клітина із спиранням Z-подібних маршів на ригелі: 1 – ригель сходового марша; 2 – Z-подібний сходовий марш.
Розташування в плані шахт, кабін і дверей ліфтів вантажопідйомністю: а – 400 кг; б – 630 кг
Приклад розкладки плит перекриттів: 1 – монолітна ділянка Вузли спирання плит-розпірок крайнього ряду: а – ригелі з поличками; б – ригелі прямокутного перерізу; 1 – контур плитирозпірки; 2 – металевий столик для спирання плити-розпірки
Конструктивні елементи багатоповерхової каркасної промислової будівлі рамнозв’язкової конструктивної схеми: 1 – залізобетонний ригель з поличками; 2 – ребриста плита перекриття; 3 – консоль колони; 4 – стінова панель; 5 – бетон замонолічування; 6 – фахверковий стояк
а б в Конструктивні елементи багатоповерхової каркасної промислової будівлі рамнозв’язкової конструктивної схеми: а – крайні та середня колони висотою на три і два поверхи; б – ригелі перекриттів довжиною 6, 9 і 12 м; в – спирання плит перекриття на ригелі з поличками і прямокутні
Вузли багатоповерхової каркасної промислової будівлі рамнозв’язкової конструктивної схеми з прогонами 12 м: а – з багатопустотними плитами перекриттів; б – з ребристими плитами перекриттів
4 8 7 8 Елементи залізобетонного каркасу рамнозвязкової конструктивної схеми: а – спирання плит перекриттів на полички ригеля; б – те саме, на ригель прямокутного перерізу зверху; 1 – крайня плитарозпірка; 2 – крайня колона; 3 – середня колона; 4 – середня плита -розпірка; 5 – ригель з поличками; 6 – ригель прямокутного перерізу; 7 – закладна деталь; 8 – рядова плита; 9 – поздовжній ригель; 10 – консоль колони; 11 – столик для спирання
Збірні залізобетонні перекриття: а – поперечний розріз перекриття з ригелем із поличками; б – те саме, з ригелем прямокутної форми; в – поздовжній різріз перекриття з ригелем із поличкою; г – те саме, з ригелем прямокутної форми; 1 – ригель із поличкою; 2 – ригель прямокутної форми; 3 – ребристі плити перекриття; 4 – колона; 5 – монолітний бетон
4 Залізобетонна ребриста плита перекриття багатоповерхових каркасних будівель рамно-зв’язкової конструктивної схеми
а б в Спиранні плит перекриттів на ригелі в будівлях з верхнім крановим поверхом: а — на ригелі прямокутної форми; б — на ригелі з поличками; в — вузол стикування перекриття з ригелем; 1 — ригель з поличками; 2 — ригель прямокутної форми; 3 — плита перекриття зв’язкова; 4 — поздовжня балка жорсткості; 5 — опорний столик; 6 — колона; 7 — бетон; 8 — зварювання закладних сталевих деталей ригеля з колоною; 9 — те саме, плити перекриття з ригелем; 10 — закладні деталі; 11 — вставка; 12 — анкер плит перекриття
Плити перекриттів багатоповерхових будівель із рамно-зв’язковим каркасом: а – рядова, при спиранні плит на полички ригелів; б – те саме, крайня; в – при спиранні плит по верху ригеля
Схеми несучих каркасів багатоповерхових промислових будівель: а – зв’язкова; б – рамна; 1 – елементи каркасів; 2 – жорсткі диски перекриттів; 3 – вертикальні діафрагми жорсткості; 4 – металеві звя’зки
Конструктивні елементи металевого каркаса багатоповерхових будівель: а – види перерізів колон; б – стики колон за висотою; в – спирання колон на фундаменти; г – кріплення ригелів до колон двотаврового перерізу; д – те саме, колон хрестового перерізу; е – міжповерхові перекриття із залізобетонних ребристих плит; ж, и – залізобетонні перекриття по сталевому профнастилу; 1 – фрезеровані торці колон; 2 – опорна металева плита; 3 – ребро жорсткості; 4 – кутики; 5 – електрозаклепки
Типові збірні залізобетонні каркаси: а – двопрогоновий (6+6); б – трипрогоновий (6+3+6); в – деталь спирання ригеля на залізобетонну консоль; г – те саме, на сталеву консоль; 1 – ригель; 2 – одноярусна колона; 3 – двоярусна колона; 4 – монтажна деталь; 5 – з’єднальні стрижні; 6 –сталева консоль; 7 – залізобетонна консоль
Шарнірно-зв’язковий каркас: 1 – фундамент; 2 – поздовжні зв’язки; 3 – колони; 4 – ригель; 5 – зв’язкові плити; 6 – поперечні зв’язки
Конструктивні рішення будівлі зі зв’язковим каркасом: а – розріз по зовнішній стіні; б – спирання ригеля на консолі колон; в – кріплення зв’язкових плит перекриття; г – кріплення стінових панелей до колон; д – кріплення стінових панелей; 1 – з’єднальний стрижень; 2 – ригель; 3 – закладні деталі ригеля; 4 – колона; 5 – верхній з’єднальний елемент; 6 – бетон; 7 – зв’язкова плита; 8 – стінова панель; 9 – пристінна плита перекриття
Плити перекриттів багатоповерхових каркасних будівель зв’язкової конструктивної схеми: а – багатопустотні з сантехнічною плитою-розпіркою; б – поперечні розрізи плит; в – ребристі плити
Збірні залізобетонні перекриття промислових будівель З ребристих плит, які спираються на полички ригелів З ребристих плит, які спираються по верху ригелів Безбалочне з багатопустотних плит
Скачать презентацию Багатоповерхові будівлі каркасної конструктивної системи У будівлях каркасної
Каркасные здания33.pptx