Каркасные железобетонные конструкции  

Каркасные железобетонные конструкцииКаркасные железобетонные конструкции.

Рис.1. Одноэтажные железобетонные каркасы производственного здания с мостовым краном.

а, б - варианты с фермой и балкой покрытия; в, г - схемы поперечной и продольной рамы.

Каркасные железобетонные конструктивные системы в общем случае состоят из трех основных конструкций, образующих несущую систему здания.

вертикальных линейных конструкций - колонн.

горизонтальных плоских конструкций - дисков перекрытий.

дополнительных вертикальных плоских или пространственных конструкций - устоев.

Колонны воспринимают усилия от вертикальных и горизонтальных нагрузок и передают их на фундаменты. в которые, как правило, жестко защемлены. Устои выполняют функцию вертикальных диафрагм жесткости и устанавливаются при недостаточной жесткости каркаса в горизонтальной плоскости в одном или двух направлениях. Устои опираются на фундаменты. Стеной-диафрагмой называют стену многоэтажного здания. Плоские сборные устои состоят из рам, заполненных специальными железобетонными стенами-диафрагмами, называют рамодиафрагмами или дискорамами, а при заполнении стержневыми или решетчатыми связями - ферморамами. Съемные решетчатые связи применяют в период монтажа здания для предотвращения потери устойчивости каркасом. Пространственные устои открытого в плане профиля (углового, швеллерного, двутаврового и др.) получаются в результате соединения нескольких плоских устоев. Устой замкнутого сечения называют ядром жесткости и выполняют обычно из монолитного железобетона в скользящей опалубке. Диски выполняют функцию жестких горизонтальных диафрагм, объединяющих колонны и устои в единую пространственную несущую систему и передающих на них вертикальные и горизонтальные нагрузки. В зависимости от конструкции дисков перекрытий каркасы делятся на балочные, состоящие из балок и плит, и безбалочные (безригельные), состоящие только из плит (Рис.1.

По способу изготовления железобетонные каркасные конструкции разделяются на.

сборные, состоящие из сборных колонн, дисков и устоев, изготавливаемых заранее и соединенных между собой на монтаже.

монолитные, состоящие из монолитных колонн, дисков и устоев, изготавливаемых в проектном положении на месте возведения каркаса.

сборно-монолитные, состоящие из сборных элементов и монолитного железобетона.

В зависимости от степени податливости стыка колонн с элементами диска перекрытия применяют жесткое сопряжение, называемое заделка, нежесткое - шарнир и податливое сопряжение.

Пространственные системы в общем случае разделяются на отдельные плоские каркасные системы в продольном и поперечном направлении. В зависимости от способа обеспечения прочности, жесткости и устойчивости здания плоские каркасные системы разделяются на рамные, связевые и рамно-связевые. В рамной каркасной системе вертикальная и горизонтальная нагрузки воспринимаются колоннами, объединенными с дисками перекрытий. В связевой каркасной системе вертикальная нагрузка воспринимается колоннами, объединенными с дисками перекрытий, а горизонтальная - вертикальными устоями. В рамно-связевой каркасной системе вертикальная и часть горизонтальной нагрузки воспринимаются колоннами, объединенными с дисками перекрытий, а остальная горизонтальная нагрузка - вертикальными устоями.

В пространственном каркасе рамно-связевой системы горизонтальная жесткость в одном направлении обычно обеспечивается рамами с жесткими узлами, а в другом направлении, где прочность и жесткость сопряжении недостаточна, - за счет установки вертикальных устоев.

Рис.2. Железобетонные каркасы.

а, б - балочной конструкции с ребристым и гладким потолком; в, г - безбалочной конструкции с капителями и без капителей.

В пространственной каркасной системе отдельные плоские каркасные системы могут иметь одинаковое и различное конструктивное решение: рамное, связевое или рамно-связевое. При одинаковой жесткости плоских конструктивных систем в одном направлении пространственная работа каркаса обеспечивается самостоятельной работой отдельных плоских каркасных систем. При различной жесткости плоских конструктивных систем, особенно, когда вертикальные жесткие элементы располагаются не в каждой плоскости, пространственная работа каркаса обеспечивается за счет работы жестких в своей плоскости горизонтальных дисков перекрытий и покрытий, передающих горизонтальные усилия между вертикальными плоскими устоями различной жесткости.

Каркасы рамной системы применяют в производственных и общественных зданиях, требующих для нормального функционирования свободной планировки помещений в обоих направлениях. В этих условиях применимы и каркасы рамно-связевой системы с увеличенным шагом колонн и решетчатыми устоями в виде фермерам.

Каркасы связевой системы с вертикальными устоями в виде дискорам удобны для жилых, административных и общественных зданий с небольшими помещениями, регулярно расположенными на этажах. В этих зданиях требуются гладкие потолки. Поэтому применяются балочные каркасы с выступающими вниз ригелями и плитами с гладкой нижней плоскостью или безбалочные перекрытия с абсолютно гладким потолком, облегчающие планировку помещений и улучшающие интерьеры.

Безбалочные и балочные каркасы с гладкой нижней поверхностью плит применяются и в производственных зданиях, где каркасы с ребристыми перекрытиями не допускаются.

В каркасных зданиях обычно применяют сборные навесные железобетонные панели наружных стен. Однако имеются решения и с несущими наружными стенами в виде железобетонных панелей вертикальной разрезки или из кирпича. В составе каркасов обычно применяют также сборные перегородки, лестничные марши, сантехкабины, лифтовые шахты, вентиляционные блоки и т. п.

Сборные железобетонные одноэтажные и многоэтажные каркасы балочного типа являются наиболее распространенным типом каркасных зданий в практике отечественного строительства.

Рис.3. Схемы разрезки каркаса на сложные (а-г) и линейные (д, е) монтажные элементы.

Одноэтажные сборные железобетонные каркасы балочного типа для зданий промышленного назначения со значительной высотой и пролетами. в том числе и с мостовыми кранами, обычно выполняются в поперечном направлении по рамной конструктивной схеме, образуемой колоннами, защемленными в фундаментах, и балками или фермами. шарнирно опирающимися на колонны (Рис.2). В продольном направлении каркасы выполняются по связевой конструктивной схеме, образуемой колоннами, ребристыми плитами покрытия, опирающимися на балки или фермы, и вертикальными элементами, жесткими в горизонтальном направлении и образуемыми соседними колоннами, соединенными стальными решетчатыми связями.

Сборные многоэтажные железобетонные каркасы для удобства изготовления, транспортирования и монтажа разрезают на элементы (Рис.3.

укрупненные Н- и П-образные и крестообразные элементы.

Т-образные колонны и ригели-вставки.

линейные с одноэтажными колоннами с неразрезными и разрезными ригелями.

линейные с однопролетными ригелями и одно-, трехэтажными колоннами.

Первые три способа разрезки предназначены для рамных каркасов с заделками в узлах, применяемых в сейсмических районах (Рис.4, а). За рубежом имеются примеры разрезки рам на пространственные элементы (Рис.4, в, г). Однако такие каркасы не получили широкого распространения из-за сложности изготовления, особенно при различных высотах этажей и пролетах рам.

Каркасы с крестообразными колоннами и преднапряженными ригелями-вставками целесообразны для рам больших пролетов: 9 м (серия ИИ-04, вып. 14) и 12 м (каркас РЭК 12 12) (Рис.4, б.

Рис.4. Фрагменты сборных каркасов с укрупненными монтажными элементами.

а - плоскими крестообразными элементами; б - Т-образными колоннами и ригелями-вставками (РЭК 12 12); в - пространственными крестообразными элементами; г - пространственными Н-образными элементами.

Рамный каркас с совмещенным жестким стыком колонн и ригелей с колоннами типа УК-1 (Рис.3, д) был разработан в 1958-60 гг. институтом общественных зданий для зданий до 5 этажей и с сеткой колонн до 6 6 м.

Наибольшее распространение получили каркасы с разрезкой на одно-, трехэтажные колонны с вынесенным стыком ригелей с колоннами (Рис.3, е). К ним относятся.

рамные каркасы ИИ-50 и ИИ-60 для строительства промышленных зданий, разработанные в 50-е годы, которые были переработаны в серию ИИ-20 ЦНИИПромзданий в 1964 г. а в 80-е годы в серию 1.420.

рамно-связевый каркас серии ИИ-04 для общественных и административно-бытовых зданий 1964 г.

связевые каркасы КМС-101 и ИИ-04 (Рис.5а, б), которые в дальнейшем были модернизированы, соответственно, в серии ТК1-2 и 1.020-1/83 межвидового применения для гражданских и промышленных зданий.

Балочный каркас серии 1.420 включает сетки колонн 6 6,9 6 и 12 6 м, высоты этажей 3,6; 4,8 и 6 м, нагрузку до 25 кН/м . В составе каркаса разработаны варианты перекрытий из ребристых плит с опиранием на полки ригелей l-образного сечения и на ригели прямоугольного сечения; сечения колонн приняты 40 40 и 40 60 см.

В рамном каркасе серии ИИ-04 стык ригеля с колоннами впервые решен со скрытой консолью колонн. Предел применимости чисто рамной схемы ограничен величиной узлового момента 176 кНм. Сетки колонн в каркасе приняты 6 6; 6 4,5 и 6 3 м с высотами этажей 3,3; 4,2 и 2,4 м и решались с помощью ригелей таврового сечения высотой 45 см, многопустотных и ребристых плит с нижней полкой и колонн сечением 40 40 и 30 30 см.

Жесткость рамных каркасов в направлении из плоскости рам создается за счет защемления межколонных связевых плит на опорах или с помощью специальных балок, жестко соединяемых с колоннами (Рис.4а, в.

Рис.5. Фрагменты связевых каркасов.

а - КМС-101; б - ИИ-04; в - 1.020-1; 1 - колонны; 2 - ригели; 3 - связевые плиты; 4 - рядовые плиты; 5 - металлические связи; 6 - диафрагмы; 7 - стены; 8 - лестничные марши.

При совершенствовании рамных каркасов и разработке связевых каркасов стык колонн, осуществляемый с помощью многопроходной сварки тяжелых металлических оголовников, был заменен на плоский безметальный стык с ванной сваркой выпускаемых продольных арматурных стержней (см. раздел Колонна железобетонная), а сам стык для удобства монтажа вынесен над уровнем перекрытия (Рис.5а, б), что позволило вести сборку каркасов индустриальными методами с помощью одиночных и групповых кондукторов. Отказ от металлических оголовников и снижение опорных моментов в связевых каркасах (КМС-101 и ИИ-04) до кН м позволило значительно упростить армирование ригелей и колонн и провести унификацию арматурных изделий.

В связевых каркасах межвидового применения 1.020-1/83 принят шарнирный стык ригеля с колоннами, а в каркасе ТК1-2 опорный момент снижен до 25 кНм. В эти каркасы наряду с круглопустотными плитами включены плиты 2Т пролетом 9 и 12 м и ребристые П-образные плиты. В серии 1.020-1/83 плиты 2Т опираются на ригели в подрезку (Рис.5 в.

Конструкции стыков ригелей и колонн сборных рамных и связевых каркасов даны в разделе "Рама железобетонная". Объединение плит и ригелей сборных каркасов в жесткие диски перекрытий осуществляется путем сварки закладных деталей примыкающих элементов и замоноличивания бетоном швов между ними. Поскольку заделка швов является обязательным требованием, то сборные каркасы правильнее называть сборно-омоноличенными.

Монолитные каркасы балочного типа были предложены в 1982 г. во Франции. Они выполняются в виде монолитных одноэтажных и многоэтажных рам с жесткими узлами и дисков перекрытий с настилом в виде ребристой или сплошной монолитной плиты (Рис.1 а, б.

В сборно-монолитных каркасах применяются обычно сборные колонны и монолитные или сборно-монолитные диски перекрытий, которые рассмотрены в разделах "Сборно-монолитные железобетонные конструкции", "Перекрытия железобетонные", "Рама железобетонная", "Балка железобетонная ", "Плита железобетонная". К сборно-монолитным относится сейсмический рамно-связевый каркас ИИС-04, разработанный ТбилЗНИИЭПом, а также каркас "Радиус" трех модификаций АО "Инрекон" с выступающим и без выступающего вниз ригеля.

Помимо каркасов балочного типа широкое применение имеют безригельные каркасы или каркасы с безбалочным перекрытием (Рис.1 в, г). Безригельные каркасы включают колонны и перекрытия, состоящие из отдельных сборных плоских плит или сплошной плоской монолитной плиты. Сборные плиты разделяются на подколенные, устанавливаемые в месте расположения колонны, с отверстием для пропуска колонны, межколонные, располагаемые в пролете между надколенными плитами, и средние плиты (Рис.6 а). Для усиления надколенных плит могут предусматриваться специальные дополнительные элементы - капители (Рис.1 в). Жесткие соединения сборных элементов каркаса образуются путем сварки закладных деталей, сварных или безсварных соединений арматурных выпусков и последующего замоноличивания сопряжений.

Рис.6. Безбалочные каркасные системы.

а - "Куб-2" с диском, разделенным на монтажные элементы-плиты; б - возводимые методом подъема цельных дисков перекрытий.

Восприятие безригельным каркасом со сборными плитами горизонтальных нагрузок может осуществляться частично по рамной схеме за счет ограниченно жесткого соединения колонн с плитами либо в общем случае по связевой схеме с помощью диафрагм и ядер жесткости.

Другим вариантом сборных многоэтажных каркасов является предварительно напряженный каркас, устраиваемый путем соединения сборных колонн и плит перекрытий, предварительно напряженной арматурой, располагаемой в швах между плитами и пропускаемой через отверстия в колоннах, с последующим бетонированием.

Особое конструктивное решение имеют безригельные каркасы, возводимые методом подъема цельных дисков перекрытий, изготовляемых внизу на уровне основания, при заранее установленных колоннах и ядрах жесткости, проходящих через отверстия в плитах (Рис.6 б). Плиты перекрытия выполняются в виде сплошной монолитной плиты или состоящей из отдельных сборных плитных элементов, соединяемых между собой путем сварного или безсварного сопряжения выпусков арматуры с последующим замоноличиванием швов между сборными плитами. Вокруг отверстий плит, через которые проходят колонны, предусматривается устройство жестких стальных элементов, служащих для подъема плит, закрепления плит в стадии монтажа и соединения плит с колоннами, обеспечивающих передачу нагрузок от перекрытий на колонны в стадии эксплуатации. Восприятие горизонтальных нагрузок обеспечивается в таких безригельных каркасах по связевой конструктивной схеме с помощью ядер жесткости и жестких дисков перекрытий.

Монолитные диски перекрытий безригельных каркасов условно разделяются на надколонные и межколонные полосы с соответствующим более сильным армированием продольной арматурой, учитывающим неравномерное распределение усилий по ширине плиты. При устройстве плоской монолитной плиты перекрытия создается жесткий узел сопряжении плиты с колонной с усиленным продольным и поперечным армированием в зоне узла, позволяющим воспринимать усилия, передающиеся от колонны на плиту. Восприятие горизонтальных нагрузок безригельным каркасом с монолитной плитой перекрытия осуществляется по рамной или рамно-связевой конструктивной схеме, исходя из сопротивления выделенных в каркасе заменяющих рам, состоящих из ряда колонн и условных ригелей, включающих полосу плиты, равную расстоянию между серединами двух поперечных пролетов, примыкающих к соответствующему ряду колонн, при жестком узле сопряжения условного ригеля с колоннами.

Интересно прочесть.

Звукоизоляция в многоквартирном доме Проблема шума, как правило, особенно волнует жителей больших городов и, прежде всего, обитателей многоквартирных домов. Горожан утомляют интенсивное транспортное движение, подвывающие пылесосы, клацающие.

Мебель для ванной комнаты В сравнении с жилой площадью квартиры ванная комната – небольшое помещение, однако в нашем быту она занимает значительное место. Здесь человек остается один на один. со своим отражением в зеркале; утром.

Остекление загородного дома Окна занимают около четверти площади фасада дома и во многом определяют архитектурные и конструктивные особенности здания. Не менее важно насколько комфортно обитателям загородного дома с такими окнами.

Перепланировка квартиры Современная перепланировка квартиры дело тонкое. Многие современные журналы предлагают различные варианты таких перепланировок. В них можно найти варианты перепланировок почти на все вкусы, но к сожалению.

Как украсить любимый сад Любому нормальному человеку свойственно стремление украсить свой дом. А если этот дом расположен за городом и есть хотя бы небольшой участок земли, то второй (а может быть, и главной) заботой становится.

2007-2017 Строительный портал Перепечатка материалов сайта разрешается при наличии активной обратной ссылки на.

dle
 
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

Дата: 21-12-2016, 17:25   |   Опубликовал: admin   |   Просмотров:   |   Железобетонные конструкции