Методична розробка уроку "Каркасні будівлі із зв’язковою конструктивною схемою"

Опис документу:
Методична розробка уроку "Каркасні будівлі із зв’язковою конструктивною схемою", розроблена для здобувачів освіти груп молодчих спеціалістів Будівництво та цивільна інженерія, з дисципліни будівельні конструкції.

Відображення документу є орієнтовним і призначене для ознайомлення із змістом, та може відрізнятися від вигляду завантаженого документу. Щоб завантажити документ, прогорніть сторінку до кінця

Перегляд
матеріалу
Отримати код

Тема: Каркасні будівлі із зв’язковою конструктивною схемою

Каркаси зв’язкової конструктивної схеми з вертикальними діафрагмами жорсткості використовують для багатоповерхових житлових і нежитлових будівель з невеликими розмірами приміщень і коли виникає потреба суміщувати в одній будівлі приміщення з різними розмірами.

Зв’язкова конструктивна схема включає три види залізобетонних каркасів, які відрізняються за розмірами прогонів і типами перекриттів: дрібнокомірчасті з ригелями прогоном до 6 м, висотою перерізу 450 мм для спирання багатопустотних плит прогоном до 9 м і ребристих плит прогоном 6 м; середньокомірчасті з ригелями прогоном до 9 м, висотою перерізу 600 мм під багатопустотні та ребристі плити; багатопрогонні з ригелями прогоном 6 м, висотою перерізу 600 мм і панелями перекриття типу „подвійне Т” прогоном 9 і 12 м, які спирають на ригелі в підрізку.

Такі каркаси не мають рамних властивостей, а працюють по зв’язковій схемі з шарнірним з’єднанням ригелів з колонами. Всі навантаження, які викликають горизонтальні переміщення каркаса, сприймає система вертикальних діафрагм жорсткості у вигляді заповнень із збірних або монолітних стінок, металевих зв’язків, спарених ригелів тощо. Збірні залізобетонні діафрагми жорсткості є стінки, товщиною 140 мм, які влаштовують між двома ригелями та двома колонами. У збірному варіанті вони з’єднуються з колонами по висоті за допомогою металевих накладок, які приварюють до закладних деталей, а з вище- і нижчерозташованими конструкціями – шляхом омонолічування горизонтального шва дрібнозернистим бетоном класу В15. Омонолічування зазорів між діафрагмою жорсткості та колонами суттєво майже в 10 разів, збільшує жорсткість вертикального стикування на зсув.

Просторову жорсткість каркасів таких будівель забезпечують горизонтальні елементи перекриттів та покриття: зваркою закладних деталей ригелів з опорними виступами плит-розпірок (зв’язкових і пристінних) і замонолічуванням швів між усіма плитами.

Для уніфікації об’ємно-планувальних рішень та конструкцій в Україні використовують серію 1.020-1/83 „Типовые конструкции каркаса межвидового применения. Конструкции каркаса межвидового применения для многоэтажных общественных, производственных и вспомогательных зданий промышленных предприятий”, яка передбачає проектування таких будівель висотою до 12-ти поверхів, з підвалами або без них, з висотою поверхів – 3,3; 3,6; 4,2; 6,0; 7,2 м і висотою підвалів 2,9; 3,2 і 3,8 м.

Фундаменти – це окремо розміщені залізобетонні, найчастіше монолітні, конструкції стаканного типу. Під зовнішні навісні панелі проектують фундаментні балки, а під діафрагми жорсткості – стрічкові фундаменти із монолітного залізобетону або стінових фундаментних блоків.

Колони каркаса це основні несучі конструктивні елементи будівлі, які являють собою вертикальні лінійні залізобетонні конструкції, довжина яких суттєво перевищує розміри поперечного перерізу, призначені для сприйняття вертикальних навантажень. Збірні колони багатоповерхових будівель виготовляються постійного перерізу довжиною на 1...3 поверхи.

Залізобетонні збірні колони випускають перерізом 300x300 мм для будівель висотою до 5-ти поверхів і 400x400 мм – для будівель висотою 6...12 поверхів. При більшій висоті будівель колони нижніх поверхів приймають перерізом 600x600 мм і 800x800 мм або використовують жорстку несучу арматуру для армування колон. Усі колони мають центральну прив’язку до повздовжніх і поперечних координатних осей.

Стики збірних колон – це відповідальні, метало-, праце- та енергоємні елементи. У вітчизняній практиці будівництва конструкції стиків збірних залізобетонних колон багатоповерхових будівель пройшли еволюцію від з’єднання зварюванням важких металевих оголовків (серія ИИ-04, вип 1962 р.) до широкого використання безметальних з’єднань з ванним зварюванням випусків кутової повздовжньої арматури (серія ИИ-04, вип. 1972 і серія 1.020-1/83). У випадках використання колон з потужною арматурою для забезпечення міцності стику здійснюють зварку всієї повздовжньої арматури, яка випускається в бокових випусках і навіть по всьому периметру колон. Утворені ніші після зварювання випусків арматури замонолічують бетоном, який враховують при розрахунках міцності стиків. В останні роки розроблені різні конструкції плоских контактних стиків, які дозволяють знизити трудозатрати на монтажі за рахунок відмови від складного ванного зварювання і полегшення омонолічування стиків. Для забезпечення міцності таких стиків колон у них установлюють сітки непрямого армування, функцію яких виконують і металеві пластини. Подальше удосконалення конструкції стиків колон іде в напрямі повного відмовлення від зварювання за рахунок використання штепсельних, болтових і різьбових .з’єднань. Останнє рішення дуже зручне при використанні арматури з гвинтовим профілем.

Вузол спирання ригеля на колону в уніфікованому каркасі для поліпшення інтер’єру приміщень, скорочення витрат сталі та зниження трудомісткості вирішують із „прихованою консоллю”.

Відповідальні елементи колон – приховані консолі – армують сталевими „фермочками”, які складаються з повздовжніх верхніх і нижніх стрижнів, об’єднаних металевими пластинами. Зверху „фермочки” приварюють до опорної пластини. Консолі колон зв’язкових каркасів можуть сприймати вертикальні навантаження від ригелів більше 600 кН.

Ригелі. Збірні залізобетонні ригелі міжповерхових перекриттів і покриття можуть розміщуватись в повздовжньому та в поперечному напрямах або змінювати напрям у будь-якому місці будівлі. Вони мають тавровий переріз із поличкою внизу, для спирання плит перекриття, з метою зменшення сумарної конструктивної висоти перекриття. Використовують ригелі двох розмірів: висота – 450 і 600 мм і ширина – 550 і 600 мм. Вибір габаритів ригелів здійснюють у відповідності з навантаженням на плити перекриттів і типом останніх. Ригелі своєю верхньою подовженою частиною спирають на скриті консолі колон з розмірами 150x150 мм. Міцність таких вузлів забезпечують зварюванням закладних деталей ригелів та колон. У статичних розрахунках рам таких каркасів вузли вважають шарнірними, тобто здатними працювати лише на вертикальні навантаження. Тому для забезпечення просторової жорсткості будівель та сприйняття і перерозподілу навантажень, які викликають горизонтальні зміщення каркаса, проектують вертикальні наскрізні діафрагми жорсткості, зв’язані в просторову коробчасту систему жорсткості горизонтальними елементами перекриттів.

Діафрагми жорсткості. Типові діафрагми жорсткості – це збірні залізобетонні панелі товщиною 140 мм, нетипові – металеві зв’язки, цегляні або монолітні залізобетонні стіни. Діафрагми жорсткості працюють на сприйняття як вертикальних, так і горизонтальних вітрових зусиль за схемою консольної складеної балки, затиснутої в фундаменті. Навантаження на діафрагми передають перекриття, у вигляді жорстких горизонтальних дисків. Кількість діафрагм жорсткості устанавлюють на основі статичного розрахунку каркасної будівлі. Конструктивно в кожному температурному блоці будівлі повинно бути не менше двох діафрагм жорсткості в повздовжньому та в поперечному напрямах. У двопрогонних будівлях у повздовжньому напрямі допускають устанавку однієї діафрагми жорсткості в середньому кроці колон. Щоб запобігти перевантаження окремих діафрагм та закручування будівлі, діафрагми жорсткості розміщують на плані будівлі симетрично стосовно повздовжніх та поперечних координатних осей. Щоб не перевантажувати окремі колони, в одній точці не повинно сходитись більше двох діафрагм жорсткостей. Місце розміщення діафрагм жорсткостей повинно повторюватися на всіх поверхах. їх можна суміщати із стінами сходових кліток, ліфтових шахт та з перегородками приміщень, в них можна робити дверні прорізи. Збірні залізобетонні діафрагми жорсткостей проектують висотою в один поверх, вони мають одно- або двосторонні консольні полички в верхній зоні, для спирання плит перекриття. Діафрагми жорсткості між собою та з колонами з’єднують зварюванням закладних деталей, не менше ніж у двох рівнях. По горизонтальному стику, між суміжними діафрагмами по висоті, з’єднання забезпечують зварюванням випусків арматури з обов’язковим замонолічуванням.

Перекриття каркасно-панельних будівель виконують, використовуючи три основні типи збірних залізобетонних елементів: з багатопустотних і ребристих плит висотою 220 мм і плит типу 2Т (1T - як добірні вироби) висотою 600 мм. Багатопустотні плити використовують для перекриттів прогоном до 9 м включно, плити 2Т і 1T для прогонів 9 і 12 м. Ребристі плити використовують як санітарно-технічні в зонах проходу вертикальних інженерних комунікацій. Багатопустотні і ребристі плити проектують в двох модифікаціях: рядові та зв’язкові (плити-розпірки). Зв’язкові плити розміщують по осям колон і жорстко з’єднують між собою і з колонами для забезпечення стійкості колон з площини рами каркаса. Номінальні розміри плит по ширині: багатопустотних – 1,2 і 1,5 м; ребристих – 1,5 м; 2Т – 3,0 м; 1T -1,3; 1,5 і 1,7 м.

Покриття проектують безгорищними, пологими, з внутрішнім відводом атмосферної вологи, з рулонною покрівлею по шару утеплювача і пароізоляції. Як несучі елементи покриття використовують багатопустотні або ребристі плити із спиранням їх на ригелі з розкладкою рядових та зв’язкових плит за аналогією із міжповерховими перекриттями.

Зовнішні стіни в будівлях з конструкціями серії 1.020-1 проектують самонесучими або навісними. Розрізка стін на панелі – дворядна. В номенклатуру збірних елементів входять поясні, простіночні, підкарнизні, парапетні, цокольні, кутові та добірні панелі. Конструкція панелей тришарова з ефективним утеплювачем товщиною 300 мм. Конструктивні розміри панелей по висоті: 900; 1200; 1500; 1800 і 2100 мм.

Сходову клітку розміщують впоперек або вздовж будівлі, але з обов’язковою установкою додаткових колон для утворення комірок 6x3 м. Конструкції сходів проектують за серією 1.020-1/83 у вигляді збірних залізобетонних ребристих маршів Z – подібної форми. В межах нахиленої частини маршу розміщують сходи, відформовані разом з косоурами, а горизонтальні ділянки утворюють сходові напівплощадки. При висоті поверху 3,3 м сходи мають два марші висотою по 1,65 м, а при висоті 4,2 м – три марші висотою по 1,4 м. Сходові марші мають довжину 5770 мм, а ширину 1155 мм і своїми короткими кінцями горизонтальних поверхових та міжповерхових площадок спираються на збірні залізобетонні або сталеві балки довжиною 3,0 м. У свою чергу, ці балки спирають на сталеві консолі колон, які приварюють до спеціальних закладних деталей колон сходової клітки.

За зв’язковою конструктивною схемою працюють також каркасні будівлі з монолітними залізобетонними перекриттями, які зводять методом підйому перекриттів. На рівні першого поверху бетонують плити перекриттів усіх поверхів розміром на секцію, які розділяють ізоляційними прошарками з поліетиленової плівки. Навколо отворів плит, через які проходять колони, влаштовують жорсткі сталеві елементи, які використовують для підйому плит, закріплення їх у стадії монтажу і з’єднання з колонами. Ці елементи забезпечують передачу навантажень від перекриттів на колони в стадії експлуатації. Сприйняття горизонтальних навантажень забезпечують в таких безригельних каркасах за зв’язковою конструктивною схемою з допомогою діафрагм або ядра жорсткості та жорстких дисків перекриття. Колони сприймають всі вертикальні навантаження і проектують з металевих труб або із збірного залізобетону. Після твердіння бетону перекриттів їх піднімають на проектні рівні поверхів і закріплюють фіксованими болтами до металевих опорних капітелей колон з допомогою механічних підйомників (домкратів), закріплених на змонтованих колонах будівлі.

4

Зверніть увагу, свідоцтва знаходяться в Вашому особистому кабінеті в розділі «Досягнення»