Тема 2.1 Каркасно-панельные здания серии 1.020, область применения, конструктивные решения, обеспечение пространственной жёсткости

Прочитать учебный материал, составить конспект, зарисовав рисунки и подготовиться к закреплению материала.

Здания, у которых несущими элементами являются элементы каркаса (колонны, ригели, перекрытия), называются каркасными. В каркасных зданиях чётко разделены функции между несущими и ограждающими элементами, поэтому стены у таких зданий применяются панельные навесные, выполняют только теплозащитные ограждающие функции. Принято такие здания называть каркасно- панельными.

Каркасно-панельные здания целесообразно применять при строительстве общественных зданий, где необходимы большие внутренние пространства и возведении жилых зданий высотой более 20 этажей.

Для каркасно-панельных зданий характерны конструктивные схемы:

- с поперечным расположением ригеля, для зданий высотой 5 – 10 этажей (рисунок 43а);

- с продольным расположением ригеля, для зданий высотой до четырёх этажей (рисунок 43б);

- перекрёстным ригелем (продольный и поперечный ригель), для зданий высотой более 12 этажей (рисунок 43г);

- безригельная схема, когда перекрытия опираются непосредственно на колонны (рисунок 43в).

	г)

а – с поперечным расположением ригелей; б – с продольным расположением ригелей; в - безригельное решение; г – с перекрестным расположением ригелей

Рисунок 43 – Конструктивные схемы каркасных зданий

Каркасно- панельные здания имеют основную сетку колонн 6х6м, вспомогательную - для лестничной клетки, коридоров – 6х3м. Высота этажа принята стандартная для:

- жилых, общественных зданий – 3,0; 3,3м;

- зданий производственного назначения – 3,6; 4,2м.

По конструктивному решению каркасные здания подразделяются на:

- каркас серии 1.020- так называемый – ригельный. Применяется для зданий любого назначения (пример таких зданий – детские сады, школы, 5-ая, 12-ая поликлиники Ленинского района, здание торгового комплекса «Солнечный», гостинично-офисный комплекс «Кристалл», здание диагностического центра, кардиологическая больница и т.д.).

- каркас безригельный серии КУБ-2,5 – так называемая «Строительная система КУБ-2,5». Применяется широко в современном строительстве в жилищном и общественном строительстве (пример таких зданий – жилые дома в посёлке Южный - микрорайон «Дружба», жилой дом «Парус» на пр. Октябрьском и т.д.

Элементы сборного железобетонного каркаса серии 1.020 – основными элементами являются (рисунок 44):

а) а – элементы сборного железобетонного каркаса; б – фрагмент поперечного разреза каркасного здания; 1 – колонны; 2 – ригели крайние; 3 – ригели средние; 4 – плиты перекрытия рядовые; 5 – плиты перекрытия связевые   Рисунок 44 - Элементы сборного железобетонного каркаса серии 1.020

б)

1) Колонны, которые подразделяются по (рисунок 45):

- расположению в здании – крайние, с одной консолью; средние, с двумя консолями для опирания ригелей;

- сечению – 300Х300мм – для зданий высотой до 5 этажей; 400Х400мм – для зданий высотой от 6 и более этажей;

- армированию – обычное, для колонн зданий высотой до 6 этажей; предварительно напряжённое, для колонн зданий высотой 10 этажей;

- разрезке (высоте колонн) – на один, два, три, четыре этажа.

Рисунок 45 – Колонны и фундаменты

Колонны между собой по высоте соединяются на 640 мм выше уровня пола. Стык осуществляется ванной сваркой оголенных подрезкой бетона выпусков рабочей арматурой. Шов, проходящий по периметру центровочных выступов, зачеканивается цементно-песчаным раствором М300. Сваренные стержни соединяются хомутами из арматуры диаметром 8-10 мм. Подрезка заполняется бетоном класса не ниже В15 (рисунок 46).

а – сферический; б – сферический в монтаже; в – плоский с центрирующим выступом; г - плоский с центрирующим выступом в монтаже; 1 – выпуски арматуры; 2 – сферические поверхности; 3 – сварной шов; 4 – центрирующий бетонный выступ; 5 – стальной хомут; 6 – раствор зачеканки

Рисунок 46 – Стыки колонн

2) Ригели – горизонтальные элементы для опирания плит перекрытия, которые подразделяются (рисунок 47):

- по расположению на крайние и средние;

- по сечению – таврового сечения с одной полкой – крайний ригель, с двумя полками – для среднего ригеля.

Рисунок 47 – Ригели с одной и двумя полками

Ригели опираются на консоль колонны и крепятся с ней при помощи сварки закладных элементов в уровне верха консоли и верха ригеля. Шов заполняется цементно-песчаным раствором М200 (рисунок 48).

Рисунок 48 – Опирание ригеля и плит перекрытий

в рабочей арматурой. . г)

3) Плиты перекрытия – многопустотные с круглыми пустотами, толщиной 220мм, которые подразделяются по расположению на:

- крайние, пристенные с пазом для колонн, шириной 1500мм (рисунок 49а);

- рядовые шириной 1200, 1500мм (рисунок 49б);

- средние с пазом посередине плиты для колонн, шириной 1500мм (рисунок 49в).

- ребристые сантехнические, устанавливаемые в сантехнических помещениях (рисунок 49г).

а) б) в) г)

а – крайние (пристенные); б – рядовые; в – средние (связевые); г – ребристые сантехнические

Рисунок 49 – Плиты перекрытий

Крайние и средние плиты называются плитами-распорками, являются элементами жёсткости каркаса.

Длина плит перекрытия равна шагу колонн – для 6 или 3м, за вычетом сечения ригеля.

Плиты перекрытий опираются на полки ригелей по слою цементно-песчаного раствора М100. Зазоры между плитами перекрытия заполняются цементно-песчаным раствором М100 для создания горизонтального диска жесткости.

4) Диафрагмы жёсткости - железобетонные сплошные панели высотой на этаж, толщина их – 140мм, имеют арматурные выпуски для замоноличивания по высоте между собой, воспринимают ветровые нагрузки, действующие на здание (рисунок 50).

Элементы каркаса воспринимают вертикальные нагрузки (от самих себя и других элементов, снеговые нагрузки, нагрузки от мебели, оборудования и т.д.).

Рисунок 50 – Диафрагмы жесткости

Пространственная жёсткость каркасно-панельных зданий (рисунок 51) решается за счёт:

- сопряжения всех элементов каркаса между собой при помощи сварки, раствора и бетона;

- совместной работы элементов каркаса;

- укладки связевых плит перекрытия между колоннами;

- установки диафрагм жёсткости, воспринимающих ветровые нагрузки (рисунки 52 и 53);

- заполнения швов между плитами перекрытия цементно-песчаным раствором, для создания горизонтального диска жёсткости;

- ригелями лестничных клеток для опирания лестничного марша.

1 – жесткое сопряжение узлов; 2 – диафрагмы жесткости; 3 – пристенные плиты; 4 – связевые плиты; 5 – замоноличенные швы; 6 – стены лестничной клетки; 7 – то же лифтовой шахты

Рисунок 51 - Пространственная жёсткостькаркасно-панельных зданий

1 – диафрагма жесткости; 2 – плита-распорка; 3 – монолитная шпонка; 4 – стальные накладки для связи плит-распорок; 5 – закладные детали для крепления диафрагм жесткости с колонной; 6 - выпуски арматуры для связи диафрагмы жесткости с ригелем   Рисунок 52 – Элементы пространственной жесткости каркаса

1 – в виде сквозной диафрагмы; 2 – в виде пространственного ядра   Рисунок 53 – Расположение диафрагм жесткости в каркасе

Для ограждения объёма каркасных зданий применяются навесные стеновые панели поясной разрезки (рисунок 54). Панели изготавливаются из керамзитобетона и имеют толщину 250, 300, 350мм в зависимости от района строительства. Стеновые панели имеют высоту 900, 1200, 1500, 1800, 2100мм, длину – 6000 или 3000мм по шагу колонн, простеночные панели – 300, 450, 600мм.

По расположению на фасаде стеновые панели подразделяются на: поясные, горизонтальные - цокольные, междуэтажные, парапетные и вертикальные - простеночные, угловые.

Рисунок 54 – Виды стеновых панелей

Рисунок 55 Фрагмент фасада каркасного здания

Стены из таких панелей имеют двухрядную разрезку (рисунок 55). Поясные панели крепятся к колоннам стальными накладками (рисунок 56).

в) г)

а – заполнение вертикального стыка панелей; б – крепление верха панелей к колонне; в - заполнение горизонтального стыка; г – крепление низа стеновых панелей; 1 – герметизирующая мастика; 2 – эластичная мастика; 3 – жгут гернита; 4 – цементно-песчаный раствор; 5 – монтажные соединительные элементы; 6 – закладные детали; 8 – колонна

Рисунок 56 – Заполнение швов стеновых панелей

Швы между панелями делятся на:

- горизонтальные, имеющие четверть, в которую прокладывается пороизол или гернит, для защиты от продувания. Для защиты от промерзания шов заполняется монтажной пеной снаружи и затирается герметизирующей мастикой. С внутренней стороны шов заполняется цементно-песчаным раствором; (рисунок 56в)

- вертикальные, образующие колодец, заполняемый раствором, остальная часть стыка заполняется аналогично (рисунок 56а).

Лестницыв каркасных зданиях применяются крупноразмерные зетобразные (марш с двумя полуплощадками), марши опираются на ригели лестничных клеток по слою цементно-песчаного раствора и крепятся на сварке закладных деталей (рисунок 57).

Рисунок 57 Лестница каркасного здания

Крышимогут быть по уклону плоские или скатные, по конструктивному решению – совмещённые или раздельной конструкции.

Фундаменты в каркасно-панельных зданиях зависят от вида грунтов района строительства и могут быть: столбчатые стаканного типа на прочных грунтах, свайные с монолитным плитным ростверком и подколонником стаканного типа.

Перегородкимогут устраиваться любые: каркасные гипсокартонные, плитные, блочные.

Материал для закрепления:

1 Сформулировать понятие каркасно-панельных зданий.

2 Назвать конструктивные схемы для каркасно-панельных зданий.

3 Объяснить область применения каркасно-панельных зданий.

4 Назвать элементы каркаса и указать их роль в каркасе.

5 Объяснить конструктивное решение элементов каркаса:

а) - колонн;

б) - ригелей;

в) - плит перекрытия;

г)- диафрагм жёсткости.

6 Объяснить назначение стен в каркасных зданиях и их конструктивное решение.

7 Назвать виды стеновых панелей по расположению на фасаде.

8 Объяснить решение стыков элементов каркаса между собой:

а)- колонн по высоте;

б)- ригеля с колонной;

в)- плиты перекрытия с ригелем.

9 Назвать виды стыков стеновых панелей.

10 Объяснить конструктивное решение стыков панелей.

11 Указать крепление стеновых панелей к колоннам.

12 Объяснить конструктивное решение:

а) - лестниц;

б) - фундаментов;

в) - крыш;

г) - перегородок.

13 Объяснить обеспечение пространственной жёсткости каркасно-панельных зданий.

Проверка степени усвоения материала:

Подтверждение компетенций по материалу темы обучающийся показывает тестированием и работой по индивидуальным карточкам.