Каркасно-безбалочные системы

Безбалочные конструкции. Чаще всего применяются в промышлен­ном строительстве для холодильников с сеткой колонн 6 х 6 м и высо­той этажей 4,8 и 6,0 м. Временная нормативная нагрузка на перекрытие принимается равной 5...30 кПа. Колонны сечением 450 х 450 мм, двух- и трехэтажной разрезки. Перекрытия состоят из капителей, межколон­ных и пролетных плит размерами в плане 3 х 3 м (рис. 3.14).

В целях расширения области применения зданий с безбалочными пе­рекрытиями разработано конструктивное решение зданий с сеткой ко­лонн 9 х 6 м под нагрузку до 20 кПа и вариант конструкций безбалочного каркаса с сеткой колонн 6x6м для сейсмостойкого строительства.

Конструкции каркаса с натяжением арматуры в построенных услови­ях. Принципиально новая техническая идея конструктивного решения заключается в том, что объединение сборных колонн и плит перекры­тий осуществляется в процессе монтажа здания путем натяжения высо­копрочной канатной арматуры, проходящей в двух взаимно перпенди­кулярных направлениях через отверстия в колонне (рис. 3.15).

Такие конструктивные решения сначала получили распространение в Югославии (каркас Института испытания материалов Сербии), а за­тем в России и в ряде других стран, в том числе в СНГ. Есть примеры строительства 16-этажных жилых сейсмостойких зданий точечного типа с сеткой колонн 4,2 х 4,2 м. Горизонтальные усилия воспринимаются диафрагмами жесткости. Плиты перекрытий многопустотные.

В развитие этой идеи разработаны аналогичные решения промыш­ленных зданий с сеткой колонн 6 х 6 м с перекрытиями из ребристых плит размерами 6x3м, причем ребра, расположенные вдоль разбивочных осей здания, являются опалубкой монолитных ригелей высотой 600—700 мм. Каркас здания рамный. Для того чтобы сборные элементы перекрытий могли быть упором при натяжении арматуры, зазоры меж­ду их гранями и гранями колонн должны быть предварительно замоноличены, а бетон должен набрать необходимую прочность. Образовав­шиеся «узлы трения» между колоннами и перекрытиями воспринима­ют усилия от вертикальной нагрузки, что позволяет применять сборные железобетонные колонны без консолей, используя при монтаже инвен­тарные металлические столики. В промышленных зданиях обжатие на перекрытие передается через пластины на внешней грани крайних ко­лонн. Напрягаемая арматура крепится постоянными анкерами, высту­пающими за грань колонны.

Отсутствие в системе сборных ригелей приводит к некоторому уве­личению количества типоразмеров плит, особенно в промышленных зданиях, за счет наличия разнообразных по расположению, размерам и конфигурации проемов. Осуществление данной системы требует вы­сокого качества работ по бетонированию «узлов трения», инъецированию бетона в отверстия колонны, а также закреплению арматуры.

Конструктивная система с плоскими плитами «Куб—2,5». Применя­ется для строительства жилых, общественных и вспомогательных зда­ний промышленных предприятий (рис. 3.16). Сетка колонн 6x6м, этаж­ность — до 16, высоты этажей — 3,3 и 4,2 м, расчетная нагрузка на пере­крытие до 16 кПа, колонны сечением 40 х 40 см — высотой до четырех этажей. Плиты плоские сплошного сечения толщиной 160 и 200 мм. Это одно—четырехэтажная рамная схема или 5—16-этажная рамно-связевая схема. Пространственная жесткость системы обеспечивается моно­литной связью элементов (перекрытий и колонн) и, при необходимо­сти, включением в систему связей и диафрагм. Основной стык — со­единение колонн с плитой — осуществляется на сварке с последующим бетонированием узлов, остальные замоноличиваются.

Крупнопанельные здания

Крупнопанельная система, широко используемая при строительстве жилых и общественных зданий, применяется, в основном, в зданиях с ячейковой планировочной структурой, повторяющейся по вертикали. В промышленном строительстве используется для вспомогательных зданий промпредприятий с высотой этажа 3,0 и 3,3 м.

Для общественных и промышленных зданий применяется серия 1.090.1—1, позволяющая возводить здания от 1 до 12 этажей в зависи­мости от нагрузок на перекрытия, расстояний между несущими стена­ми и размеров проемов в изделиях. Пролеты приняты равными 3,6 и 7,2 м. Для зальных помещений возможно применение пролетов 12 м. Нагруз­ки — до 12,5 кПа.

Произвольное сочетание наружных и внутренних несущих стен по­зволяет проектировать здания не только по чисто продольным или по­перечным схемам, но также по смешанным.

При поперечных несущих стенах крайние плиты опираются на продольные стены, при этом здания могут достигать 12 этажей. В схе­мах с продольными несущими стенами для обеспечения устойчиво­сти в поперечном направлении устанавливаются поперечные верти­кальные диафрагмы.

Основные изделия серии приведены на рис. 3.17. Несущие наруж­ные стены предусмотрены трехслойной конструкции толщиной 35 и 40 см, размерами 3,0 х 3,3 и 6,0 х 3,3 м. Трехслойные панели имеют жесткие связи из керамзитобетона класса В10 плотностью 1300—1600 кг/м3 и различные виды утеплителей. Панели соединяются между собой с по­мощью закладных деталей и арматурных выпусков. Предусмотрены вырезы для опирания плит перекрытий.

Внутренние стены — несущие, выполнены из тяжелого бетона клас­сов В10— В20 толщиной 160 мм. Панели имеют закладные детали, вы­пуски арматуры и шпонки на вертикальных гранях для соединения па­нелей между собой, а также с перекрытиями и наружными стенами для создания пространственной системы.

Перекрытия — многопустотные, длиной 3,0; 6,0 и 7,2 м, шириной 3,0; 1,5; 1,2 и 0,6 м; ребристые — длиной 3,0; 6,0 и 7,2 м, шириной 1,5 м. Высота плит 220 мм.

Для покрытия зальных помещений предусмотрена возможность при­менения плит типа П длиной 12 м, шириной 3,0 и 1,5 м.

Лестницы проектируются с Z-образными маршами с опиранием на внутренние и наружные несущие стены.

Для строительства в районах с сейсмичностью 7 и 8 баллов на основе этих изделий разработаны здания с этажностью от 1 до 9; расстояния между несущими стенами (пролет плит перекрытия) — 3,0; 6,0 и 7,2 м, расчетная нагрузка на перекрытия - до 12,5 кПа.

Высота здания ограничивается тремя этажами при укрупненных пла­нировочных ячейках и пятью этажами — при обычном расстоянии между несущими стенами. Этажность в зависимости от нагрузок на перекры­тия, расчетной сейсмичности и принятой конструктивной схемы мо­жет быть увеличена до девяти.

Для обеспечения возможности изготовления при действующем кра­новом оборудовании заводов КПД и ЖБИ максимальная масса изде­лий принята не выше 7,5 т.

Элементы позволяют осуществить строительство зданий полностью в крупнопанельных конструкциях. Для отдельных участков зданий (спортивные залы и др.) можно проектировать каркасные пристройки. Продольные и поперечные наружные и внутренние стены совместно с жесткими дисками перекрытий образуют пространственную систему, воспринимающую вертикальные нагрузки от сейсмических и ветровых воздействий. Для сейсмостойкого строительства в наружных стеновых панелях устраиваются непрерывные пояса-обвязки из двух стержней, которые располагаются в двух уровнях — в верхней и нижней частях панелей. В местах стыкования панелей эти стержни свариваются меж­ду собой.

Номинальная длина наружных стеновых панелей 600; 300; 180 и 120 см. Плиты перекрытий многопустотные, а для участков с вертикальными коммуникациями — ребристые (ребрами вверх). В углах плит преду­смотрены петлевые выпуски для связи их между собой и со стеновыми панелями. В пролете они имеют дополнительные связи между собой. В торцах плит по всему периметру расположена арматура.

Территориальными проектными организациями разработано боль­шое количество проектов массового применения для крупнопанельных зданий. Для зданий высотой до 16 этажей рациональной является кон­структивная схема с поперечными несущими стенами из панелей, рас­положенных с узким шагом до 3,6 или 4,2 м или с широким шагом — 6м и более. Устойчивость обеспечивается системой поперечных и продоль­ных внутренних стен в сочетании с перекрытиями. При этажности 16— 25 этажей строятся крупнопанельные здания с узким шагом попереч­ных несущих стен (до 4,2 м). Панели различаются размерами, которые определяют разрезку стен, а также материалом и конструкцией соеди­нения. Наибольшее распространение получила горизонтальная одно­рядная разрезка стеновых панелей, позволяющая индустриально воз­водить здания из панелей, укомплектованных оконными и балконны­ми блоками с остеклением, окраской и внутренними плоскостями, под­готовленными под оклейку обоями или окраску. Панели изготавлива­ются, как правило, двух- или трехслойными. Одним из наиболее ответ­ственных узлов в панельных зданиях являются стыки наружных стен, которые испытывают силовые, ветровые, температурные воздействия, влияние солнечной радиации и т.п. В них возникают усилия растяже­ния, сжатия и сдвига. Стыки должны защищать от проникновения вла­ги, воздуха, обеспечивать отвод воды, попавшей в стык, тепло- и звуко­изоляцию, защиту от коррозии и огня. Принципиально их можно раз­делить на два типа: закрытые и открытые. В закрытом стыке производится герметизация устья, а в горизонтальном, кроме того, уст­раивается водозащитный гребень. В открытом стыке проникновению влаги препятствует водоотбойная полоса из неопрена, алюминия и др.

Панели внутренних стен изготавливаются из тяжелого или легкого бетона толщиной от 80 до 200 мм, а плиты перекрытий — многопустот­ными или сплошными.

В главе 5 «Ограждающие конструкции» подробно описаны конст­руктивные решения наружных стен и перегородок.