Каркасы зданий и их элементы Каркасные

Каркасы зданий и их элементы

Каркасные несущие системы зданий вид системы: способ обеспечения пространственной жёсткости: Рамная за счёт жёстких узлов все узлы жёсткие Каркасная несущая система Связевая за счёт установки системы вертикальные элементы – колонны вертикальных связей все узлы шарнирные Рамно-связевая в одном направлении как в рамной системе, в другом – (комбинированная) как в связевой Поперечная рама каркаса: жёсткий узел вертикальные колонны – связи стойки рамы балки – ригели рамы

Каркасные несущие системы зданий Рамно-связевый каркас: Жёсткий диск перекрытия (позволяет размещать связи не в каждой раме) Связи желательно размещать в плане симметрично: соединение колонны с фундаментом может быть как жёстким, так и шарнирным Варианты связевых блоков:

Рамно-связевый каркас Какие узлы должны здесь быть жёсткими:

Размещение связей по длине температурного отсека Образование геометрически неизменяемых систем Геометрически изменяемая система (все узлы шарнирные) Геометрически неизменяемая система (установлены связи) Стеснённые температурные деформации могут стать причиной потери устойчивости продольных элементов Нерациональная установка связей приводит к недопустимому горизонтальному перемещению крайней колонны

Расчётная длина сжатого стержня продольная рама каркаса N H lef = H/2 связи N распорка сокращает расчётную длину колонн H lef = 2 H поперечная рама каркаса

Стальной каркас

Опирание сверху

Варианты размещения связей В температурном блоке должно быть не менее Расстояние по горизонтали между равнодействующей двух связевых панелей в каждом направлении. ветровой нагрузки и центром жёсткости здания должно быть минимальным, чтобы не возникало закручивания. Геометрические оси всех связевых панелей в температурном блоке не должны пересекаться в Для предотвращения закручивания здания с протяжённым одной точке планом предусматривают два или более ядра жёсткости или установку связей по наружным рядам колонн

Варианты размещения связей

Связевый сборный железобетонный каркас Не все стыки замоноличены Связи жёсткости своевременно портального типа

Стальные связи портального типа

Связевый сборный железобетонный каркас Диафрагма жёсткости с консолью Шарнирный узел со скрытой консолью

Монтаж диафрагм жёсткости 1 - подкос, 2 - диафрагма с полкой, заменяющей ригель, 3 - универсальный строп, 4 - переставная струбцина со стойкой

Монтаж диафрагм жёсткости 1 - колонна, 2 - панель, 3 - ригель, 4 - разметочные риски, 5 - постель из раствора, 6 - закладные детали для крепления панелей к колонне и между собой, 7 - рейка-отвес, 8 - монтажный столик; M 1, М 2 - монтажники

Монтаж плит перекрытий Связевая плита - распорка Рядовая плита

Стык колонн

Заделка колонны в стакане фундамента и стыки колонн Заделка колонны в стакане фундамента (а) и стыки колонн (б, в): б — накладными стержнями, в — сваркой выпусков арматуры; 1 — колонна, 2 — бетон замоноличивания, 3 — оголовок из стальных пластин, 4—центрирующая опорная пластина, 5 — накладные стержни, 6 — выступ бетона, 7 — выпуск арматуры, 8 — хомуты

Замоноличивание стыка колонны Пресс-опалубка для замоноличивания стыков колонн: 1 — камера для бетонной смеси, 2 — опалубка, 3 — крышка, 4 — рукоятка, 5—пуансон, 6 — колонна Замоноличивание стыка колонны: I —очистка стыка, II— установка пресс-опалубки, III —загрузка бетонной смеси, IV — запрессовка смеси, V — виброуплотнение, VI — зачистка стыка

Придут штукатуры и замажут

Опорные узлы балок. Шарнирное и жёсткое сопряжение балок с колоннами

Шарнирные и жёсткие узлы сопряжения ригеля с колонной Шарнирный узел Жёсткий узел (допускает поворот) (передаёт изгибающий момент) F=M/h M F

Опирание сверху, шарнирный узел Вариант 1 Вариант 2 (передача реакции через (передача реакции через выпуски опорных рёбер) рёбра жёсткости на полки колонны) Монтажные болты Опорное ребро Монтажные болты 1 10 1 -1 1 20 1 -1 20 Торец строгать, 1 плиту 1 фрезеровать Рёбра жёсткости в местах передачи Толщина опорной плиты опорных реакций назначается конструктивно

Опирание сверху Вариант 1 а (передача реакции через выпуски опорных рёбер балок на вертикальное ребро оголовка колонны) 1 – опорная плита, 2 – вертикальное ребро оголовка, 3 – горизонтальное ребро, 4 – балка

Опирание сверху 1 – балка, 2 – колонна, 3 – стальная прокладка, 4 – монтажные болты Горизонтальное ребро может не устанавливаться

Опирание сверху, жёсткий узел, неразрезной ригель

Опирание сверху, жёсткий узел Болты, работающие на растяжение

Опирание сверху, шарнирный узел

Опирание сверху

Опирание сверху

Опирание сверху

Примыкание сбоку Жёсткое Шарнирное А-А Болты, рассчитанные на А Рёбра жёсткости растяжение Монтажные болты Усилия в болтах М Опорный фланец из толстого листа, Торцы строгать 10 -20 мм рассчитанный на изгиб Опорный столик 30 -40 мм А Диаметр отверстия на 3… 4 мм больше диаметра болта, чтобы 20 -30 мм 10 -16 мм Сварные швы, рассчитанные на болты не могли воспринимать восприятие опорной реакции опорную реакцию и работать на срез в случае неплотного опирания фланца на опорный столик Опорный фланец из гибкого листа, рассчитан только на смятие торцевой поверхности

Жёсткий узел примыкания балки к колонне 1 – балка, 2 – болты, 5 – опорный столик (планка), 6 – колонна

Опирание сверху

Шарнирные и жёсткие узлы сопряжения ригеля с колонной • Это узел жёсткий или шарнирный • Зачем нужна монтажная прокладка • Какую функцию выполняют болты • Из каких соображений назначается диаметр отверстий для болтов • Из какого условия назначается высота опорного столика • Из какого условия определяется толщина опорного ребра балки

Примыкание сбоку Жёсткое F = M/h h Монтажные болты М F Ребро жёсткости Торцы строгать Опорный столик толщ. 20 -30 мм «Рыбка» Сварные швы, рассчитанные на действие усилия F min 50 мм

Примыкание сбоку Жёсткое Шарнирное А-А А Сварные швы, рассчитанные на действие усилия F 10 -15 мм F = M/h М F Монтажный болт Сварные швы, рассчитанные на Монтажный болт, восприятие вертикальной диаметр отверстия на опорной реакции А 3… 4 мм больше диаметра болта Верхняя «рыбка» Опорный столик Работа металла на растяжение в Нижняя «рыбка» направлении толщины проката может привести к его расслоению

Шарнирные и жёсткие узлы сопряжения ригеля с колонной

Жесткий узел, защищённый от слоистого разрушения стали

Шарнирные и жёсткие узлы сопряжения ригеля с колонной

Шарнирные и жёсткие узлы сопряжения ригеля с колонной

Базы колонн. Шарнирное и жёсткое опирание колонны

База с фрезерованным торцом

База с фрезерованным торцом

База с траверсами 1 – колонна, 2 – траверса, 3 – опорная плита, 4 – анкерные болты, 5 – железобетонный фундамент

База с выносными консолями траверс 1 – колонна, 2 – траверса, 3 – опорная плита, 4 – анкерные болты, 5 – железобетонный фундамент

Шарнирные и жёсткие узлы сопряжения ригеля с колонной

Опирание колонны из гнутых профилей

Дефекты при монтаже колонн

Дефекты при монтаже колонн

Дефекты при монтаже колонн

Дефекты при монтаже колонн

Наклонные анкера

Отверстия в базе выполнены несимметрично

Частая замена рабочих и прораба не пошла на пользу стройке

Частая замена рабочих и прораба не пошла на пользу стройке

База

Шарнирные и жёсткие узлы сопряжения ригеля с колонной

Обрушение при монтаже каркаса склада цемента Кричевский цементный завод Пролет рамы 48 м, высота колонны (до карниза) 10. 5 м, полная высота рамы до конька 26. 5 м (~9 этажей), масса одной рамы около 18 т. Причина обрушения – ошибки монтажа. Убытки составили около 2 млн. $.

Шарнирные и жёсткие узлы сопряжения ригеля с колонной

Каркасы одноэтажных зданий

Каркасы типа «Канск»

Схема расположения рам, прогонов и связей

Жёсткий узел сопряжения ригеля с колонной в однопролётном здании

Габаритные схемы рам, узел опирания подкрановой балки

Узлы сопряжения ригеля с колонной и колонны с фундаментом

Унифицированное здание-модуль с применением рамных конструкций типа «Канск» а - план по кровле, б - разрезы; 1 - колонны рам, 2 - стойки фахверка, 3 - ригели рам средние, 4 - ригели рам крайние, 5 - вертикальные связи по колоннам, 6 - торцовые ригели, 7 - вертикальные связи по стойкам фахверка, 8 - прогоны покрытия, 9 - профилированный настил покрытия

Унифицированное здание-модуль с применением рамных конструкций типа «Канск»

Унифицированное здание-модуль с применением рамных конструкций типа «Канск» Жёсткость каркаса в поперечном направлении обеспечивается … Жёсткость каркаса в продольном направлении обеспечивается …

Схема монтажа каркаса здания «Канск» 1 - укрупняемая рама, 2 - монтажный кран, 3 - проектное положение рамы, 4 - инвентарные расчалки, 5 - накладной якорь При укрупнительной сборке рам 1 в монтажных стыках устанавливают (но не затягивают) высокопрочные болты. Выверяют по диагонали контрольные проектные размеры, обеспечивающие геометрическую точность собранной рамы, после чего проводят контрольную затяжку болтов. С помощью крана раму устанавливают в проектное положение 3 и расчаливают двумя парами расчалок 4 из стального каната. Расчалки крепят к накладным якорям 5

Фланцевый стык

ФОК в каркасе «Канск»

Каркасы типа «Орск»

Основа каркаса «Орск» – рама коробчатого сечения

Унифицированное здание-модуль с применением рамных конструкций типа «Орск»

Унифицированное здание-модуль с применением рамных конструкций типа «Орск»

Унифицированное здание-модуль с применением рамных конструкций типа «Орск»

Унифицированное здание-модуль с применением рамных конструкций типа «Орск»

Унифицированное здание-модуль с применением рамных конструкций типа «Орск»

Унифицированное здание-модуль с применением рамных конструкций типа «Орск»

Рамы каркасов с элементами переменной жёсткости

Каркас «Канск»

Каркас «Канск»

ФОК в каркасе «Канск»

ФОК в каркасе «Канск»

ФОК в каркасе «Канск»

ФОК в каркасе «Канск»

Рама пролётом 24 м из прокатных двутавров Карнизный узел Коньковый узел

Унифицированное здание-модуль с применением рам переменного сечения

Рама пролётом 30 м из сварных двутавров

Каркасы «УНИКОН»

Габаритные схемы рам, опорные узлы

Узлы сопряжения ригеля с колонной