Каркаси будівель в цивільному будівництві (будівлі житлові будівлі)
Безрігельной каркаси в цивільному будівництві
Будинки: Житлові будинки
Дерев'яні стіни цивільних будівель
Будинки: Житлові будинки
Балкони, еркери і лоджії цивільних будівель
Будинки: Житлові будинки
Світлопрозорі огородження цивільних будівель
Будинки: Житлові будинки
Внутрішні стіни і перегородки цивільних будівель
Будинки: Житлові будинки
Внутрішні панельні стіни цивільних будівель
Будинки: Житлові будинки
Внутрішні перегородки цивільних будівель
Будинки: Житлові будинки
Конструкція перекриттів цивільних будівель
Будинки: Житлові будинки
Конструкція підлог цивільних будівель
Будинки: Житлові будинки
Пристрій даху цивільних будівель
Будинки: Житлові будинки
Устрій сходів цивільних будівель
Будинки: Житлові будинки
Конструкції будинків теплових електростанцій
Індустрія: Теплові електростанції
Стики збірного залізобетонного каркаса будівель електростанцій
Індустрія: Теплові електростанції
Етапи розвитку сталевих каркасних конструкцій в багатоповерховому будівництві (1790-1872 рр.)
Історія: Загальна інформація
Каркас являють собою систему, що складається із стрижневих несучих елементів - вертикальних (колон) і горизонтальних балок (ригелів), об'єднаних жорсткими горизонтальними дисками перекриттів і системою вертикальних зв'язків.
Основне компоновочное перевага каркасних систем в свободі планувальних рішень, у зв'язку з рідко розставленими колонами, які мають укрупнені кроки в поздовжньому і поперечному напрямках. Системі притаманне чіткий поділ на несучі та огороджувальні конструкції. Несучий остов (колони, ригелі і диски перекриттів) сприймає все навантаження, а зовнішні стіни виконують роль огороджувальних конструкцій, іноді сприймаючи тільки власну вагу (самонесучі стіни). Це дає можливість застосовувати матеріали міцні і жорсткі - для несучих елементів каркасу, і тепло - звукоізоляційні матеріали - для огороджувальних. Використання високоефективних матеріалів дозволяє домогтися зниження ваги будівлі, що позитивно позначається на статичних властивості будівлі.
Каркаси, що застосовуються в цивільному будівництві, можна класифікувати за такими ознаками:
Мал. 16.1. Конструктивні схеми каркасних будинків> 1. За характером статичної роботи: (рис. 16.1)
- рамні - з жорстким з'єднанням несучих елементів (колони, ригелі) в вузлах в ортогональних напрямках плану будівлі. Каркас сприймає всі вертикальні і горизонтальні навантаження.
- рамно-зв'язкові - з жорстким з'єднанням у вузлах колон і ригелів в одному напрямку плану будівлі (створення рамних конструкцій) і вертикальними зв'язками, розставленими в перпендикулярному напрямку рам каркаса. Зв'язками служать стрижневі елементи (хрестові, портальні) або станів діафрагми. з'єднують сусідні ряди колон. Вертикальні і горизонтальні навантаження сприймаються рамами каркаса і вертикальними пілонами жорстких зв'язків.
- связевиє - відрізняються простотою конструктивного рішення з'єднань колон з ригелями, що дає рухливе (шарнірне) закріплення. Каркас (колони, ригелі) сприймає тільки вертикальні навантаження. Горизонтальні зусилля передають на зв'язку жорсткості - ядра жорсткості, вертикальні пілони, стрижневі елементи.
- залізобетонний каркас. виконуваний в збірному, монолітному або Сборномонолітна варіантах .;
- металевий каркас. часто застосовується при будівництві громадських і багатоповерхових цивільних будівель, що зводяться за індивідуальними проектами;
- дерев'яний каркас в будівлях не вище двох поверхів.
- з поздовжнім, поперечним, перехресним або безрігел'ним рішенням.
рамна система
Рамна система каркасних будинків має велику твердість, стійкість і створює максимальну свободу планувальних рішень. Система забезпечує надійність в сприйнятті навантажень і рівномірність деформацій рам, розташованих в будівлі в подовжньому і поперечному напрямках. Недолік (при збірному залізобетонному каркасі) - складність в уніфікації вузлових з'єднань через різні величин зусиль в них по висоті будівлі. Таке рішення залізобетонного каркаса поряд зі сталевим знаходить застосування в складних грунтових умовах і в сейсмічних районах.
При виготовленні рамного каркаса зі збірного залізобетону застосовується розрізання його несучих елементів на Г-Т-Н - образні елементи, що дозволяє перенести вузлові з'єднання в найменш напружені ділянки - місця нульових згинальних моментів від вертикальних навантажень.
Рамно-связевая система
Рамно-связевая система забезпечує просторову жорсткість за рахунок спільної роботи поперечних рам, вертикальних діафрагм жорсткості і перекриттів, що виконують функцію жорстких горизонтальних дисків. Вертикальні навантаження передають на каркас як на рамну систему. Горизонтальні навантаження, що діють перпендикулярно площині рам, сприймають вертикальні діафрагми жорсткості і диски перекриттів, а навантаження, що діють в площині рам, сприймає рамно-связевой блок, що складається з вертикальних діафрагм жорсткості і рам каркаса.
В результаті проведених теоретичних досліджень доведено, що рамно-связевая система задовольняє умові мінімальної витрати матеріалу в несучих вертикальних конструкціях при нульовій жорсткості поперечних рам, тобто коли система перетворюється в чисто в'язевих.
в'язева система
В'язева система все вертикальні навантаження передає на стрижневі елементи каркаса (колони і ригелі), а горизонтальні зусилля сприймають жорсткі вертикальні зв'язкові елементи (стінові діафрагми і ядра жорсткості), об'єднані між собою дисками перекриттів. У в'язевих каркасі обмежена міцність і жорсткість стиків ригелів з колонами. Вузли конструюють податливість за допомогою сталевих зв'язків ( «рибок»), що обмежують защемлення.
Мал. 16.2. Каркасний будинок серії 1.020>
Впровадження связевой системи в виробництво елементів збірного залізобетонного каркаса дозволило провести широку уніфікацію його основних елементів (колон і ригелів) і їх вузлових з'єднань.
Розроблено номенклатура індустріальних залізобетонних виробів серії 1.020-1 (рис. 16.2), що дозволяє зводити як цивільні, так і промислові каркасно-панельні будинки будь-якої конфігурації і поверховості.
До складу номенклатури серії крім колон і ригелів, включені панелі перекриттів, діафрагм жорсткості і зовнішніх стін.
З уніфікованих елементів можуть бути запроектовані каркаси з поздовжнім і поперечним розташуванням ригелів.
Габаритні схеми
Габаритні схеми компонуються на наступних умовах:
- осі колон, ригелів і панелей діафрагм жорсткості суміщені з модульними осями будівлі;
- крок колон в напрямку прольоту плит перекриттів дорівнює 3,0; 6,0; 7,2, 9,0 і 12,0 м.
- крок колон в напрямку прольоту ригелів відповідає 3,0; 6,0; 7,2 і 9,0м,
- висота поверхів відповідно до призначення і укрупненим модулем ЗМ складає 3,3; 3,6; 4,2; 6,0 і 7,2 м.
Компонування діафрагм жорсткості може бути різноманітною, але краще пристрій просторових в'язевих систем відкритого або замкнутого перерізів.
конструктивні елементи
Колони мають висоту в 2-4 поверху, що дозволяє в будівлях, з відповідною поверховістю, застосовувати безстикові колони. Поряд з безстиковими колонами в номенклатуру включені наступні типи колон: - нижні висотою в два поверхи і розташуванням низу колони нижче нульової позначки на 1,1 м .; середні - висотою в три-чотири і верхні в один-три поверхи. Передбачені колони перетином 30x30 см для будинків висотою до 5-ти поверхів і колони перетином 40x40см для всіх інших. Колони випускаються двухконсольниміі і одноконсольнимі. Двоконсольні колони встановлюють по середнім і крайніми рядами при навісних панелях зовнішніх стін. Одноконсольние колони розташовують по крайніх рядах при самонесучих зовнішніх стінах і по середніх рядах при односторонньому примиканні стін-діафрагм жорсткості в сходових клітках. Стик здійснюється на зварюванні випусків арматури з наступним омонолічіваніем і розташуванням його вище площині консолі на 1050 мм.
Ригелі - таврового перетину з полицею внизу для обпирання плит перекриття, що зменшує його конструктивну висоту. Стик ригеля з колоною виконує з прихованою консоллю і приварюванням до закладних деталей консолі і колони (часткове защемлення).
Перекриття - багатопустотні плити висотою 220 мм і прольотом до 9,0м. Плити типу 2Т застосовують для прольотів 9 і 12м. Елементи перекриттів поділяють на рядові і зв'язкові (плити розпірки). Связевиє плити перекриття встановлюють між колонами в напрямку перпендикулярному ригелів, забезпечуючи їх стійкість,
Перекриття відчувають поперечний вигин від вертикальних навантажень і вигин в своїй площині від горизонтальних (вітрових, динамічних) впливів.
Необхідна жорсткість горизонтального диска перекриття, що збирається зі збірних залізобетонних елементів, досягається установкою в'язевих плит-розпірок між колонами, зварюванням закладних сполучних елементів і пристроєм шпонкових швів з цементного розчину між окремими плитами. Отриманий жорсткий горизонтальний диск, сприймаючи все навантаження, включає в спільну роботу вертикальні діафрагми жорсткості.
Стіни - діафрагми жорсткості монтують з бетонних панелей висотою в поверх, товщиною 140мм. і довжиною, що відповідає відстані між колонами в межах, яких вони встановлені. При кроці колон 7,2 і 9,0м стіни-діафрагми проектують складовими з двох-трьох панелей, з координаційними розмірами по ширині 1,2, 3,0 і 6,0 м. Вони можуть бути глухими або з одним дверним прорізом. Елементи діафрагм жорсткості між собою і елементами каркаса з'єднують зварюванням закладних деталей, не менше ніж у двох місцях по кожній стороні панелі з наступним замонолічуванням.
Мал. 16.3. Фрагмент фасаду каркасного будинку серії 1.020-1>
Крок діафрагм визначається розрахунком, але не перевищує 36,0 м.
Панелі зовнішніх стін можуть бути запроектовані самонесучими або ненесучими (навісними) конструкціями, (рис. 16.3). Розрізання стін на панелі - дворядна. У номенклатуру входять поясні простінкові, під карнизні, парапетні, цокольні панелі.
Панелі самонесучих стін встановлюють по цементно-піщаного розчину на цокольні або простінкові панелі і кріплять поверху до закладних деталей колон. Панелі несучих стін навішують на ригелі, консолі або опорні металеві столики колон і закріплюють в площині перекриття.
Прив'язка панелей самоутримних і несучих стін до каркасу єдина - з зазором 20 мм між зовнішньою межею колони і внутрішньої гранню панелі зовнішньої стіни.
Ізоляція стиків панелей вирішена за принципом закритого стику.
Московська будівельна індустрія створила серію КМС-К1, також засновану за принципом роботи связевой системи.
Мал. 16.4. Каркас серії KMC-К1>
Компонування каркаса будівлі може здійснюватися як з поздовжнім, так і поперечним розташуванням ригелів (рис. 16.4).
Компактні в плані опалювальні будівлі довжиною до 150 м проектують без температурних швів. Будинки з порізаним обрисом плану, що приводить до ослаблення горизонтальних дисків перекриттів, розчленовують на температурні блоки, довжина яких пов'язана з членуванням об'ємної форми будівлі, але не перевищує 60 м.
Як і в серії 1.020.1 каркас KMC-KI збирають з колон, ригелів, плит перекриттів, панелей жорсткості і навісних панелей зовнішніх стін.
Колони - виконують одно- і двох-поверховими, єдиного перетину 400x400 мм, а їх несуча здатність змінюється зі зміною марок бетону і відсотка армування переходом від гнучкою (стрижні) до жорсткої (сталеві профілі) арматурі. У серії передбачені колони рядові, фасадні та колони з вильотом консолей до 1,2 або 1,8 м. Службовці опорами для плит балконів і лоджій.
Стик колони розташовують на 710 мм вище плити перекриття, що спрощує монтаж. При монтажі колон застосовують спеціальні кондуктори, що забезпечують співвісність. З'єднання здійснюється ванною зваркою плоских торців колон, з наступною ін'єкцією цементного розчину.
Ригелі - таврового перетину висотою 450, 600 і 900 мм (останній для прольотів в 12,0 м). Колону з'єднують з ригелем за допомогою його спирання на приховану (в висоті ригеля) консоль і з частковим защемлением встановленої по верхній полиці ригеля спеціальної фасонки - «рибки», а також зварюванням із заставними елементами консолі колони. Значення сприймаються таким вузлом згинальних моментів і розтягуючих зусиль обмежені межею плинності «рибки». Тому в розрахунках при сприйнятті вертикальних навантажень защемлення ригеля на опорі не враховують, розглядаючи його як шарнірне з'єднання.
Розрізняють ригелі рядові і фасадні. Ригель фасадний має Z-подібну форму, яка диктується особливістю його роботи - спирання плит перекриттів на нижню полицю з одного боку і навішуванням зовнішніх стінових панелей на верхню полицю з іншого боку.
Перекриття - виконують з багатопустотних настилів висотою в 220 мм. Настили розрізняють відповідно до розміщення в плані - рядові, фасадні, настили-розпірки, сантехнічні та добірні.
Для створення єдиного диска перекриття бічні поверхні настилів мають шпонкові поглиблення, які (після їх розкладки) замоноличивают, створюючи шпонкові шви, що сприймають зсувні зусилля.
Стіни жорсткості - проектують із залізобетонних панелей висотою на поверх і товщиною в 180 мм. Вони мають одну або дві полиці для обпирання настилів перекриттів. З'єднання з несучими елементами каркаса здійснюють за допомогою сталевих зварних зв'язків числом не менше двох по кожній стороні.
Мал. 16.5. Фрагменти фасадних площин каркаса КМС-1>
Панелі зовнішніх стін - можуть мати горизонтальну або вертикальну разрезку по фасадній площині будівлі (рис. 16.5).
При дворядною (горизонтальної) розрізання панелі зовнішніх стін поділяють на поясні (стрічкові), простінкові і кутові.
Координаційні розміри панелей зовнішніх стін горизонтальної розрізки по довжині відповідають кроку колон, а по висоті складають - 1,2; 1,5; 1,8 і 3,0 м. Простінкових панелі можуть бути висотою в - 1,5; 1,8 і 2,1 м, а шириною кратні модулю 300 мм.
При вертикальній разрезке - все розміри панелей по довжині і висоті кратні модулю 300 мм.
Вузол спирання панелей зовнішніх стін уніфікований для різних систем разре-зок на панелі фасадних площин. Панелі спирають на несучу конструкцію перекриття (ригель, або настил) на глибину в 100 мм і приварюють за допомогою закладних і з'єднувальних елементів на відстані 600 мм в плані від осі колони. Верх панелі кріплять до колони, так само за допомогою зварювання з'єднувальних елементів.
Горизонтальні стики панелей зовнішніх стін здійснюються в чверть з напуском в 75 мм. Ізоляція вертикальних і горизонтальних сполучень панелей виконується за принципом закритого стику.
Система дозволяє створити різноманітні об'ємно-планувальні рішення за рахунок застосування колон з консолями великих вильотів (1,2-1,8 м) для створення лоджій, консольних ригелів з вильотом до 3,0 м, образуюіпгх виступаючі обсяги. Можливо пристрій зальних приміщень із прольотами в 18,0-24,0 м. Різноманітність архітектурних композицій будівель досягається застосуванням дворядної (горизонтальної) і вертикальної розрізання. так само різних варіантів захисно-оздоблювальних шарів зовнішніх стінових панелей.
Чи сподобалася вам ця публікація?