Каркасы многоэтажных зданий

В современном строительстве многоэтажных гражданских и промышленных зданий широко применяют каркасную конструктивную схему с полным несущим каркасом и самонесущими или навесными стенами и с неполным каркасом и несущими стенами (в малоэтажных каменных зданиях).

Полный несущий каркас многоэтажных зданий воспринимает чначительные усилия от массы конструкций зданий, находящихся н них людей, оборудования, внешних воздействий (ветровые нагрузки), а порой и динамические нагрузки, вызываемые технологическими процессами. Поэтому несущие каркасы многоэтажных зданий выполняют в виде рамных схем из высокопрочных материалов — железобетона и стали.

Стальной каркас применяют при большой высоте многоэтажных зданий и со значительными нагрузками на перекрытия.

В большинстве случаев каркасы многоэтажных зданий выполняют из сборных унифицированных железобетонных элементов заводского изготовления. Разработано несколько схем железобетонных каркасов и способов сочленения его элементов-стоек и ригелей.

По высоте стойки (колонны) изготовляют на один этаж или неразрезные на два этажа. Стыки колонн могут быть непосредственно в уровне перекрытия или выше его отметки на 0,6—1 м. Ригели сопрягают со стойками путем опирания их на консоли, которые могут б‘чть железобетонными и стальными.

Типовыми решениями каркасов многоэтажных зданий предусмотрены оба вида возможной разрезки колонн и опирание однопро- летных ригелей на выступающие консоли. Как показано на рис. 33, каркас состоит из многоярусных рам с жесткими узлами. В поперечном направлении рамные узлы образуют стыки ригелей с колоннами, осуществляемые посредством сварки выпусков арматуры, закладных деталей колонны и ригеля и замоноличивания всего узла. В продольном направлении устойчивость здания обеспечивается стальными связями, установленными в середине температурного отсека по каждому продольному ряду колонн.

В зависимости от характера работы каркасов различают следующие конструктивные схемы: связевую, в которой вся ветровая нагрузка воспринимается связями, а рамы испытывают только вертикальные нагрузки; рамную, в которой рамы воспринимают как вертикальные, так и ветровые нагрузки, и рамно-связевую, в которой горизонтальные нагрузки передаются через междуэтажные перекрытия на другие устойчивые вертикальные элементы (стены лестничных клеток). В современных каркасных крупнопанельных зданиях в основном применяют связевую схему.

По ригелям каркасных зданий укладывают сборные железобетонные плиты перекрытий и покрытий.

Многоэтажные каркасные здания можно возводить и без ригелей — так называемая безригельно-стоечная схема каркаса. При этой схеме на капители колонн, выполненные в виде усеченной пирамиды квадратного сечения в основании, монтируют надколонные панели, а затем на них укладывают панели перекрытий размером на ячейку каркаса.

При безбалочной схеме каркас может быть полным и неполным При неполном каркасе панели перекрытий одной стороной опираются на стены, а двумя противоположными углами —- на колонны.

34.Ж/б каркас многоэтажного здания с бесбалочными перекрытиями

Безбалочная схема многоэтажных промышленных зданий в сравнении с балочной обеспечивает большую полезную высоту помещений так как само перекрытие имеет меньшую высоту (рис. 86). Сетка колонн 6 X 6 м.

Рис. 86. Многоэтажное промышленное здание со сборными безбалочными перекрытиями.

Основные несущие элементы безбалочного перекрытия — это колонны с капителями, на которые опираются многопустотные надколонные панели толщиной 30 см. На надколонные панели в свою очередь опираются пролетные панели перекрытия толщиной 16 см. Капители имеют форму усеченной пирамиды с квадратным основанием и с отверстием посередине, через которое проходит колонна. Капитель выполняет роль обоймы стаканного типа, которая охватывает верхушку колонны, опирается на консоли колонны и скрепляется с ними путем приварки закладных деталей.

Поэтажный стык колонн осуществляется в пределах капители. Сборные безбалочные перекрытия сложны в монтаже и неэкономичны по расходу бетона и стали, поэтому применяются редко. Более экономичными являются сборно-монолитные безбалочные перекрытия, которые устроены следующим образом: плоская железобетонная плита с отверстием посередине для пропуска колонны служит капителью; на капители опираются межколонные предварительно напряженные многопустотные панели, на которые в свою очередь опираются пролетные панели (рис. 87).

Рис. 87. Сборно-монолитное безбалочное перекрытие. а — план; б — разрез.

По межколонным панелям укладывается арматурная сетка, которая сваривается с выпусками арматуры пролетных панелей и заполняется бетоном. Такая сборно-монолитная конструкция безбалочного перекрытия благодаря тому, что элементы не разрезаны, отличается большой жесткостью. Достоинство сборно-монолитного перекрытия — значительно меньший расход бетона и стали по сравнению со сборным; недостаток — применение монолитного бетона.