Сборный железобетонный унифицированный каркас

Унифицированные рамно-связевые и связевые сборные железобетонные каркасы многоэтажных зданий состоят из следующих элементов: фундаментов, колонн, стенок-диафрагм жесткости, ригелей и панелей перекрытий.

Фундаменты под колонны каркаса делаются стаканного типа и под стенки-диафрагмы ленточные (монолитные).

4.3.1. Колонны. Приняты сечением 300 х 300 и 400 х 400 мм высотой обычно на один, 2 - 4 этажа из бетона марок 300 и 400. Армирование колонн производится 4 - 8 стержнями диаметром 20 - 36 мм и более из стали класса А-Ш (наибольшая несущая способность колонны 520 т). Для зданий с укрупненной сеткой колонн (9 х 9; 12 х 12 м) колонны имеют сечение 600 х 600 мм. Колонны имеют консоли с одной или двух сторон. Они рассчитаны на высоты этажей 3,3; 3,6; 4,2 м и для укрупненной сетки дополнительно на 4,8 и 6 м. Для подвальных и технических этажей предусмотрены высоты колонн 2,9 и 2,4 м. В колоннах нижних этажей, воспринимающих значительные нагрузки (до 2000 т на колонну), устраиваются стальные сердечники с облицовкой слоем бетона в 6 – 8 см, для защиты от действия высоких температур при пожаре. Стальные сердечники позволяют сохранить те же размеры сечений колонн, что и в верхних этажах.

4.3.2. Ригели. Унифицированный ригель выполняется с предварительно напряженной арматурой, таврового сечения, высотой 450 мм, шириной 400 мм (по ширине колонны) (рис.4.6). При больших пролетах (9 м или 12 м) высота ригеля принимается равной 600 и 900 мм, аналогичной конструкции. Ригель служит для опирания плит перекрытий, лестничных маршей и аналогичных элементов. Длина ригеля на 440 мм (340 мм при колоннах площадью сечения 300 х 300 мм² короче пролета, равного 6; 4,5 и З м.

20

Наиболее сложная задача при проектировании сборного ж.б. каркаса - решение стыков колонн. В практике отечественного строительства сложились два типа стыков:

а) стыки, в которых усилия передаются через стальные элементы - опорные плиты или оголовники;

б) стыки, в которых осуществляется непосредственная передача усилий с бетона на бетон.

В стыках первого типа концы колонн снабжаются стальными пластиками или оголовниками, приваренными к продольной стержневой арматуре (рис.4.4, а, б). При монтаже колонна устанавливается на центрирующий металлической прокладке.

Рис.4.4. Стыки сборных ж.б. колонн с гибкой арматуройа – стык колонн с помощью стальных листов (пластин), заанкеренных в бетон; б – стык колонн с помощью стальных оголовников, приваренных к продольной арматуре; в – сферический безметаллический стык сборных ж.б. колонн; г – плоский безметаллический стык ж.б. колонн (серия ИИ-04); 1 – стальная пластина верхнего оголовка; 2 – тоже, нижнего огловка; 3 – сварной шов; 4 – центрирующая металлическая прокладка; 5 и 6 – верхний и нижний стальной оголовник; 7 – продольная арматура; 8 – поперечная арматура; 9 – стыковые ниши; 10 – сферические бетонные поверхности; 11 – центрирующий бетонный выступ.

Стальные пластины или оголовники смежных элементов соединяются посредством сварки. Шов между торцами зачеканивается раствором, а вокруг стальных оголовников на высоту стыка бетонируется защитный слой. Эти стыки, однако, многодельны, требуют значительного расхода металла, большого количества сварочных работ, а также затрат рабочего времени и материалов на последующее обетонирование стыков. Кроме того этот стык имеет высокую деформированность из-за неточного совпадения граней обойм и соответственно неправильного положения накладок.

В стыках второго типа происходит передача усилий с бетона на бетон. Наиболее распространенной конструкцией данного стыка является сферическая поверхность торцов колонн с соединением арматурных стержней с помощью ванной сварки (рис 4.4, в).

Ванная сварка арматуры, в отличие от ранее принятого стыкования через дополнительные накладки позволяет повысить надежность стыка и значительно упростить его, сократить количество монтажной сварки. Стыкование производится только с помощью четырех основных стержней. Остальные стержни меньших диаметров не доводятся до стыка.

К выполнению сферического стыка предъявляются повышенные требования по соблюдению геометрических размеров и точности сферических поверхностей. Для обеспечения наилучших условий для передачи усилий с одной колонны на другую радиусы кривизны сфер стыкуемых колонн принимаются разными. Стыковые ниши после монтажа замоноличиваются бетоном. Перед этим производится установка монтажа хомутов и инъекция раствора в зазор между сферами.

В последнее время стали применяться плоские безметаллические стыки с центрирующей бетонной площадкой (рис. 4.4, г), которые требуют значительно более простых форм для их изготовления.

В целях сохранения унифицированных размеров сечения колонн нижних этажей зданий повышенной этажности, воспринимающие нагрузку до 1500 и даже до 2000 т выполняют с жесткой арматурой (или есть еще название - с металлическими сердечниками). Такая арматура выполняется из сварного пакета уголковой стали («капуста») или прокатных полос из легированных строительных сталей (рис.4.5., а, б). Применение в нижних этажах ж.б. колонн с жесткой арматурой дает возможность строить каркасные здания с колоннами сечением 400 х 400 мм высотой до З0 - 40 этажей. При более высокой этажности применяется цельнометаллический каркас с защитой от огня слоем штукатурки по сетке или гипсовых плит.

Стык колонн с жесткой арматурой в зданиях высотой до З0 - 40 этажей решают по принципу непосредственной передачи нагрузок с одного стального пакета на другой с помощью прокладной стальной плиты (рис.4.5, в). Для обеспечения плотного соприкасания торцов колонн их обрабатывают фрезеровкой, дающей срез торца точно в перпендикулярной плоскости к оси колонн, а прокладную плиту устраивают также строганной, что позволяет обеспечивать точную толщину плиты и параллельность ее верхней и нижней плоскостей.

Рис.4.5. Сборные ж.б. колонны с жесткой арматурой (мет. сердечниками)

а – общий вид колонны; б – типы сечения стальных сердечников; в – стык колонны; 1 – колонна; 2 – стальной сердечник; 3 – выпуски армтурных стержней; 4 – стальные закладные детали; 5 – полосы толщиной до 60мм; 6 – уголки; 7 – сварной шов; 8 – стержни продольной гибкой арматуры; 9 – хомуты; 10 – прокладная фрезерованная стальная пластина; 11 – монтажные болты; 12 – стальные ушки.

При монтаже стволы сопрягающихся колонн по высоте скрепляют монтажными болтами, для установки которых к стальным пакетам ствола колонны приваривают ушки. Стык ж.б. колонны верхних этажей и нижележащей колонны со стальным сердечником производят также с прокладкой стальной плиты.

Опирание ж.б. колонн с гибкой арматурой на массив ф-та производят через железобетонные башмаки (рассмотренные в прошлом семестре) с бетонированием зазоров и вибрированием. Растворный шов в этом случае работает в условиях много стороннего сжатия и хорошо воспринимает большую нагрузку. Ж.б. колонны с жесткой аматурой опирают на фундамент через прокладную стальную плиту, зекрепленную анкерными болтами, и крепятся к ней на сварке. Для обеспечения правильной передачи нагрузки колонны верхняя плоскость подкладной стальной плиты и торец стального сердечника колонны фрезеруется.

21.Узел сопряжения ригеля с колонной

Традиционной конструкцией узла сопряжения ригёля с колонной является опирание ригеля на так называемую «скрытую консоль». В отличие от обычной открытой консоли, получившей широкое распространение в промышленном строительстве скрытая консоль не выступает ни за плоскость колонн, ни за плоскость ригеля. Для гражданских зданий, к которым предъявляются повышенные архитектурные требования, это очень важно.

Сварка ригеля с закладными элементами колонн производится в уровне верха консоли и верха ригеля. Верхняя сварка осуществляется швом «встык» при посредстве упирающейся в закладную деталь колонны монтажной стальной «рыбки» (рыбка поставляется вместе с ригелем). Затем швы заливаются цементным раствором М 200. (рис.4.6 и 4.7).

Рис.4.6. Узел опирания сборного ригеля на колонну (унифицированный сборный каркас ИИ-04)

1 – колонна; 2 – ригель; 3 – панель перекрытия; 4 – закладные детали; 5 – верхняя накладка – посредник «рыбка» из – 170х8; l=300 поставляется вместе с прогоном; 6 – сварной шов.

В узле сопряжения ригеля с колонной при помощи скрытой консоли осуществляется удачное защемление ригеля в колонне. Горизонтальные составляющие опорного момента в узле передаются: верхняя – через стальную накладку, привариваемую фланговыми швами к закладным деталям ригеля и швом встык к заклад ной детали колонн; нижняя - на консоль через фланговые швы, соединяющие закладные детали ригеля и консоли колонны.

Перерезывающая сила в узле передается на колонну через консоль. Консоль рассчитана на восприятие вертикальной нагрузки.

При связевой системе степень защемления ригеля в колонне может варьироваться в любых пределах - от шарнирного опирания до полной заделки.

Рис.4.7. Узел опирания сборного ригеля на колонну при пролетах 9 и 12м (Московский опыт)

1 – верхняя стальная рыбка; 2 – монтажная сварка; 3 – закладные детали; 4 – ригель h=900мм; 5 – ж.б. ригель h=600мм.

4.3.3. Стенки (диафрагмы) жесткости. При конструировании стен жесткости в унифицированном каркасе принята схема, при которой сборные ж.б. колонны, ригели и сборные ж.б. стенки жестко связаны между собой и представляют единую систему, работающую на восприятие как вертикальных, так и горизонтальных (ветровых) нагрузок (рис.4.2 и 4.3). В этой системе наиболее эффективно используется работа конструкции на прочность, повышается жесткость связевой системы.

Поиск по сайту: