Основные конструктивные элементы связевого сборного железобетонного каркасно-панельного здания
В производственных, общественных и жилых зданиях – особенно повышенной этажности (более 30 этажей) – предпочтительным типом несущего остова является каркасный. Существуют два типа каркаса: легкий и тяжелый каркас, которые применяются только в связевой конструктивной схеме, поэтому в состав каркаса входят также стены жесткости.
Легкий каркас применяется в жилых и общественных зданиях, а тяжелый – в многоэтажных промышленных зданиях.
В большинстве случаев применяются как монолитные железобетонные каркасы, так и каркасы из унифицированных сборных изделий. Разработан ряд унифицированных каталогов. При этом, основываясь на методе открытой типизации, получены достаточно разнообразные решения каркасов, в которых принята одинаковая конструктивная система – ригельная, с расположением ригелей в одном направлении (предпочтительно в поперечном)
Серия унифицированных сборных железобетонных изделий 1.020-1 предназначена для строительства общественных и многоэтажных производственных каркасно-панельных зданий. Сборный железобетонный каркас серии запроектирован по связевой схеме, в которой роль горизонтальных диафрагм жёсткости выполняют диски сборных железобетонных перекрытий, а вертикальных – поперечные и продольные панельные стены, шаг между которыми определяется расчётом.
Габаритные схемы общественных и производственных зданий в серии 1.020-1 разработаны на основе следующих условий:
– оси колонн, ригелей и стен диафрагм жёсткости совмещены с разбивочными модульными осями здания;
– шаги колонн в направлении пролёта ригелей 3; 6; 7.2 и 9 м;
– шаги колонн в направлении пролёта перекрытий 3; 6; 7.2; 9 и 12 м;
– высоты этажей в соответствии с функцией здания и укрупнённым модулем ЗМ составляет 3,3; 3,6; 4.2; 4,8; 6,0 и 7,2.
Конструктивные элементы серии 1.020-1
Колонны сечением 300×300 мм применяют для зданий высотой до 5 этажей, а сечением 400×400 мм для всех остальных случаев.
Предельная высота колонн составляет 15,12 м, что позволяет в малоэтажных зданиях применять бесстыковые колонны, а в многоэтажных – обходиться минимальным числом стыков.
Стыки колонн – контактные со сваркой выпусков продольной рабочей арматуры, установкой хомутов и омоноличиванием стыка.
В номенклатуру входят следующие типы колонн – нижние высотой в два этажа с положением низа колонны ниже нулевой отметки на 1,1 м; средние – высотой в три–четыре и верхние в один– три этажа.
Колонны в пределах каждого этажа снабжены двумя (для средних ряд каркаса) или одной (при одностороннем примыкании диафрагм жесткости) консолью150x150мм. В случае, если необходимо размещение ригелей в двух взаимноперпендикулярных направлениях к колоннам приваривают дополнительные консоли
.
Консоли колонн
1 – закладная деталь для крепления ригелей; 2 – закладная деталь для крепления связей (устанавливается только у крайних колонн, расположенных у наружных стен); 3 – дополнительная консоль, изготавливаемая из отрезков листовой стали и привариваемая к закладной детали колонны.
Все типы колонн (одно– и двух консольные) центрируются по разбивочным осям зданий. Колонны двухконсольные располагаются по средним и крайним рядам при применении навесных панелей наружных стен. Колонны одноконсольные устанавливают по крайним рядам при самонесущих наружных стенах и по средним рядам при одностороннем примыкании стен – диафрагм жёсткости в лестничных клетках.
Стыки колонн по высоте контактные со сваркой выпусков продольной арматуры и с омоналичиванием узла сопряжения.
Схема компоновки каркаса и стык колонны
1 – колонна; 2 – ригель, 3,4,5 – плиты фасадные (3), рядовые (4) и распорные (5); 6 – ригели двухполочные; 7 – ригели однополочные; 8 – арматуры колонны; 9 – сварка; 10 – стальные хомуты; 11 – цементный раствор; 12 – бетон замоноличивания.
Ригели – таврового сечения с полкой по низу для опирания плит перекрытий, что уменьшает их суммарную конструктивную высоту. Применяют два типа размера ригелей по высоте – 450 и 600 мм, а по ширине – 550 и 600 мм. Выбор типа ригеля обусловлен нагрузкой на перекрытие и типом плит его составляющих. Сопряжение ригеля с колонной – шарнирное со скрытой консолью и приваркой низа ригеля к закладной детали консоли колонны
Перекрытия решены с использованием трёх типов изделий:
– многопустотных панелей высотой 220 и 300 мм, применяют для перекрытий пролётов до 9,0 м включительно;
– плит типа 2Т (и 1Т - добор) высотой 600 мм для пролётов 9 и 12 м;
– ребристые изделия высотой 220 мм - в качестве сантехнических панелей в местах проводки вертикальных инженерных коммуникаций, ребристые панели высотой 300 мм - в промышленных зданиях, при тяжёлых нагрузках.
Элементы перекрытий разделяют на рядовые и связевые (плиты - распорки), передающие горизонтальные усилия на колонны. Основные координационные размеры элементов перекрытий по ширине:
– для рядовых многопустотных плит 1,2 и 1,5 м,
– для пристенных и связевых 1,5 м,
– для ребристых сантехнических 1,5 м,
– для связевых плит типа 2Т - 3 м,
– для доборных типа 1Т-1.3, 1.5 и 1.7 м.
Стены-диафрагмы жёсткости выполняются из железобетонных панелей высотой в этаж и толщиной в 140 мм с одно- или двухсторонними консольными полками в верхней зоне для опирания перекрытий.
При шаге колонн до 6.0 м ширина панели диафрагмы соответствует расстоянию в свету между колоннами; при шаге колонн 7.2 и 9.0 м стены диафрагмы проектируются составными из двух- трёх изделий с координационными размерами по длине 1, 2; 3.0 и 5.6 м.
Панели стен-диафрагм изготовляют глухими или с дверными проёмами. Шаг вертикальных диафрагм жёсткости, определяемый расчётом и должен быть не более 36,0 м (с кратностью в 6,0 м) по длине здания и не больше 18 м от края здания или температурно-деформационного шва.
Пространственная жесткость каркасных зданий обеспечивается:
– совместной работой колонн, связанных между собой ригелями и перекрытиями и образующих геометрически не изменяемую систему;
– установкой между колоннами стенок жесткости 1 или стальных вертикальных связей
– сопряжением стен лестничных клеток с конструкциями каркаса;
– укладкой в междуэтажных перекрытиях (между колоннами) панелей-распорок.
Элементы, обеспечивающие пространственную жесткость каркаса зданий
1 - стенки жесткости; 2 - ригели; З - панели-распорки; 4 – колонны
Деформационные швы решены с применением парных колонн, величину зазора между которыми назначают в зависимости от принятых толщина наружных стен и сечения колонн (по таблице 10.1 и на рисунке 10.5) с устройством шва скольжения (по прокладке из двух слоев рубероида) между монолитным участком перекрытия и одной из его опор. Максимальная длина температурного отсека каркасно-панельного здания составляет 60 м
Наружные стены решаются в двух конструктивных вариантах:
– самонесущими;
– ненесущими, с двухрядной разрезкой на простеночные и поясные панели.
Конструкция панелей однослойная из лёгкого автоклавного ячеистого бетона или трёхслойная железобетонная с эффективными утеплителями.
Номенклатуру сборных элементов наружных стен составляют поясные, простеночные, подкарнизные, парапетные, цокольные панели. Толщина легкобетонных панелей равна 250, 300, 350 и 400 мм, а из ячеистого бетона -250 и 300 мм.
Панели самонесущих стен устанавливают по цементно-песчаному раствору на цокольные и простеночные и крепят поверху на сварке по закладным деталям к колоннам.
Панели ненесущих стен устанавливают на фасадные ригели, консоли колонн или опорные металлические столики колонн и закрепляются в трёх точках - к одной из опор и поверху к колоннам каркаса.
Привязка панелей наружных стен к каркасу единая – с зазором 20 мм между гранью колонны и внутренней плоскости стены.
Фундаменты каркасно-панельных зданий серии 1.020-1 в зависимости от геологических условий площадки строительства могут быть решены сборными железобетонными стаканного типа, свайными с монолитным ростверком на кустах свай или в виде монолитной плиты.
Классификация и основные параметры фундаментов установлены в соответствии с СТБ 1076-97 «Конструкции бетонные и железобетонные фундаментов. Общие технические условия».
Фундаменты типа 1Ф устанавливаются под колонны сечением 300х300 мм; 2Ф – под колонны сечением 400х400 мм.
Общий вид фундаментов