книги из ГПНТБ / Шахназарян С.Х. Возведение зданий методом подъема этажей и перекрытий. Исследования, проектирование, строительство

10-этажных зданий и по одному воротнику на колоннах одноэтажного здания. Затем колонны первого яруса краном устанавливали в стаканы фундаментов.

Стены шахт до отметки —0,9 м бетонировали в дере­ вянной щитовой опалубке, а выше этой отметки, после изготовления и подъема плит перекрытий, — в инвентар­ ной опалубке. На отметке —0,94 м устраивали цемент­ ную стяжку толщиной 40 мм по щебеночному основанию слоем 10 см, на которой в дальнейшем изготавливали пакет плит перекрытий. Окончательную засыпку грунта до отметки пола первого этажа производили после подъ­ ема плит перекрытий и устройства всех подземных са­ нитарно-технических каналов.

Как было указано выше, пакет плит перекрытий из­ готавливали на отметке —0,9 м. В цементной стяжке в местах прохождения грузовых тяг подъемников оставля­ ли выемки. После установки бортовой опалубки, а так­ же опалубки для проемов шахт и лестничной клетки по цементной стяжке пневматическим распылителем нано­ сили разделительный слой (см. § 14, п. 2). Затем с ко­ лонн опускали воротники плиты перекрытия первого этажа, у стоек стального каркаса устанавливали ворот­ ники уголкового типа, укладывали рейки для образова­ ния каналов скрытой электропроводки, короба и пробки для образования отверстий в местах прохождения сан­ технических коммуникаций и грузовых тяг. Далее укла­ дывали верхние и нижние арматурные сетки и устанав­ ливали закладные детали (рис. III. 10). Проемы лестнич­ ной клетки и шахты по контуру усиливали арматурными каркасами. При этом каркасы для проема шахты при­ варивали к уголковым воротникам и, кроме того, уста­ навливали арматурные выпуски с крюками для после­ дующего замоноличивания плиты со стволом железобе­ тонной шахты. Бетон к месту укладки подавали бадьями с помощью самоходного крана и уплотняли глубинными и плоскостными вибраторами с тщательным выравни­ ванием и заглаживанием поверхности плиты. После бе­ тонирования плиты наносили разделительный слой и описанные выше операции повторяли до получения па­ кета из 10 плит перекрытий.

Плиты перекрытий поднимали 16 электромеханичес­ кими подъемниками, из которых 12 устанавливали на колоннах в обхват, а четыре — на торцах стоек стально­ го каркаса шахты. В связи с применением угловых во-

70

Рис. ШЛО. Армирование плиты 10-этажного здания. В центре видна жесткая арматура шахты

ротников подъемники на стальных стойках устанавлива­ ли под углом 45° к сторонам шахты так, чтобы грузовые тяги можно было пропустить через прорези уголковых воротников. При наращивании верхних ярусов стальных стоек эти подъемники в отличие от остальных 12 демон­ тировали и вновь монтировали на торцах стоек каждого яруса. Монтаж подъемников, стального каркаса и нара­ щивание железобетонных колонн производили краном РДК-25.

Возведение 10-этажных зданий и поэтажное обетоннрованпе ствола шахты осуществлялось согласно подъем­ но-монтажной схеме (см. рис. III.8). Плиты пакета под­ нимали попарно. К бетонированию ствола шахты при­ ступали сразу после подъема плиты перекрытий первого и второго этажей на проектную отметку п установки до­ полнительной гибкой арматуры. Тогда же приступали к монтажу и креплению сборных элементов лестничной клетки нижележащих этажей.

Процесс подъема плит одного из 10-этажных зданий комплекса представлен на рис. III.11. Монтаж, эксплуа­ тация и демонтаж электромеханического подъемного оборудования подробно описаны в § 17. Работы по на­ ращиванию колонн, монтажу наружных стеновых пане­ лей, устройству внутренних стен и перегородок на эта­ жах и др. для 10-этажных зданий были такими же, как и для 12-этажных зданий (см. § 13) .

71

Опыт проектирования и строительства показал целе­ сообразность применения метода подъема перекрытии при строительстве комплекса зданий различного функ­ ционального назначения и этажности на затесненных участках. Железобетонные шахты, в отличие от приме­ ненных конструктивных решений для 9-и 12-этажных зда­ ний, воспринимают не только горизонтальные, но и вер­ тикальные нагрузки, являясь элементом каркаса [49]. При таком решении отпала необходимость применения колонн вокруг шахты. При данной конструктивной схеме здания отказ от способов возведения шахт в скользящей

Рис. III.11. Подъем плит перекрытий 10-этажного здания

72

или переставной опалубке, малоэффективных при строи­ тельстве зданий методом подъема перекрытий и этажей, привел к необходимости применения железобетона с жесткой арматурой. Стальной каркас шахты в подъемно­ монтажный период обеспечивал горизонтальную жест­ кость возводимого здания, а стойки каркаса выполняли функции колонн, на вершинах которых устанавливали электромеханические подъемники.

Применение железобетонной шахты с жесткой арма­ турой позволяет воспринимать сравнительно большие по­ перечные силы, обусловленные сейсмическим импульсом, и в некоторой мере сократить сроки подъемно-монтаж­ ных работ. Вместе с этим применение железобетона с жесткой арматурой из стали класса СтЗ приводит к не­ которому перерасходу металла по сравнению с железо­ бетоном с гибкой арматурой. При использовании тонко­ стенных профилей из высокопрочной стали железобетон с жесткой арматурой будет более эффективным.

§11. АРХИТЕКТУРНО -ПЛАНИРОВОЧНОЕ

ИКОНСТРУКТИВНОЕ РЕШ ЕНИЕ

12-ЭТАЖНЫХ Ж ИЛЫХ ЗД А Н И Й

Проект экспериментального 12-этажного 132-квар- тпрного жилого здания разработан авторами в 1966— 1967 гг. для строительства в районах с сейсмичностью 7—8 баллов. Архитектурное решение здания представле­ но в виде сложной пространственной системы, имеющей в плане форму «спаренного трилистника» с двумя осями симметрии (рис. III.12). Строительный объем здания со­ ставляет 33 833 мг, полезная площадь—7667 м2, жилая площадь —4584 м2.

В основу композиции здания заложен центрический принцип решения плана с полузамкнутой схемой, при ко­ торой на типовом этаже размещаются 12 квартир. На каждый узел вертикальных коммуникаций приходится шесть квартир (одна однокомнатная, четыре двухком­ натных и одна трехкомнатная) с естественной аэрацией со сквозным или угловым проветриванием (см. рис. III. 12). Полузамкнутый центрический прием размеще­ ния квартир вокруг каждого из двух узлов вертикальных коммуникаций обусловлен необходимостью освещения лестничной клетки естественным светом. Такая компози­ ция плана позволила большую часть квартир разместить

73

%* § c 2 S m*

csj О

74

в торцах здания, что привело к компактному и эконо­ мичному планировочному решению. Лестницы, лифты и другие коммуникации здания размещены в шахтах. При этом лифты и лестницы выходят на общую площадку, соединяющуюся с двумя распределительными холлами, каждый из которых обслуживает по три квартиры. По­ этому положительной особенностью разработанного ар­ хитектурно-планировочного решения является сосредото­ чение вокруг узла вертикальных коммуникаций шести квартир с сохранением условий комфорта секционной схемы.

Благодаря гладким потолкам и свободной расстанов­ ке колонн каркаса квартиры решены в функционально удобной взаимосвязи и пропорциях. В квартирах исполь­ зован принцип зонирования групп дневных и ночных по­ мещений. Функция летнего помещения дифференцирова­ на выделением хозяйственной лоджии, примыкающей к кухне, и лоджии, связанной с общей комнатой. Наличие двух летних помещений существенно улучшает бытовые условия жильцов. Лоджии и полулоджип ограждаются металлическими перилами, при этом с целью придания зданию архитектурной выразительности к перилам при­ крепляются плоские асбестоцементные экраны.

В первом этаже здания размещаются магазины и по­ мещения культурно-бытового назначения.

Пластичная и рельефная форма здания, широкое ис­ пользование летних помещений в виде лоджий и полулоджнй, решение первых этажей с введением стеклянных витражей в сочетании с каменной кладкой способствуют созданию оригинального архитектурно-художественного облика здания.

Конструктивную основу здания составляет рамносвязевой каркас с двумя симметрично расположенными железобетонными цилиндрическими шахтами (рис. III.13). Принятое расстояние между шахтами 28,9 м обу­ словлено несколькими факторами: архитектурно-плани­ ровочным решением здания; дополнительными напряже­ ниями, вызванными температурно-усадочными деформа­ циями, и возможным закручиванием шахт при действии горизонтальных нагрузок. Кручение, например, может иметь место в случае, когда жесткости стволов шахт не­ одинаковые или их высоты по геологическим условиям и рельефу местности получаются разные. Влияние по­ следнего фактора можно практически исключить задел-

75

Рис. 111.13. Конструктивная схе­ ма 12-этажного жилого здания

Рис. 111.14. Конструкция ствола железобетонной шахты 12-этаж­ ного здания

кой стволов шахт на одном уровне, что п учтено при про­ ектировании фундаментов 12-этажных зданий. Неодина­ ковая жесткость стволов двух шахт может явиться след­ ствием неоднородности бетона и других технологических факторов. С учетом этого обстоятельства в расчетах на кручение предполагалось, что жесткости двух шахт от­ личаются друг от друга на 15%.

Каркас состоит из 32 сборных пятиярусных железо­ бетонных колонн и безбалочных бескапительных плит перекрытий.

Колонны первого яруса длиной 14,85 м, сечением 45X45 см из тяжелого железобетона марки 400. Колон­ ны верхних ярусов сечением 40X4:0 см из тяжелого же­ лезобетона марки 300. При этом колонны верхних трех ярусов имеют длину 5,89 м, за исключением колонн по­ следнего яруса, длина которых 5,43 м. Длина и число

76

ярусов предопределялись условиями устойчивости и проч­ ности колонн с применением гидрозлектроподъемнііков, устанавливаемых на их торцах. С целью жесткого соеди­ нения плит перекрытий с колоннами в последних на уровне проектных положений этажей предусмотрены за­ кладные части, состоящие из решеток и обойм, изго­ товленных из полосовой стали. Под закладными частя­ ми в колоннах оставлены сквозные отверстия для шты­ рей, на которые опираются плиты перекрытий. Отверстия в колоннах оставлены также в местах, необходимых для временного крепления плит перекрытий, согласно раз­ работанной технологии монтажа здания. На уровне ниж­ них граней отверстий в тело колонн втапливаются ко­ ротыши в виде тавров для равномерной передачи усилий от штырей на колонны. Расстояние между отверстиями для штырей принято с учетом толщины пакета одновременно поднимаемых плит, высоты штыря, а также техно­ логического допуска порядка 5 см, необходимого для установки нижнего штыря. Размеры самих отверстий 7,5X13 см назначаются минимальными как в плане, так и по высоте из условия удобства установки на место за­ кладного штыря.

С целью уменьшения свободной длины колонн перво­ го яруса предпоследнюю плиту пакета временно соединя­ ют с колоннами, в связи с чем свободная длина колонн уменьшается на высоту пакета из одиннадцати плит. Для этого на уровне верха одиннадцатой плиты пакета в колоннах предусматривались стальные закладные час­ ти с обоймами. До изготовления кровельной плиты паке­

связи удаляли. Особенности проектирования колонн бу­ дут изложены в дальнейшем при рассмотрении конструк­ ций усовершенствованных 12-этажных зданий.

Плиты перекрытий — цельные в пределах этажа, об­ щей площадью порядка 900 м2, из бетона марки 200, объемной массой 1,8 т]мъ, толщиной 18 см, с размерами в плане, указанными на рис. III. 13. Пролеты плит пере­ крытий приняты 5; 6; 6,4 м, а консоли плит по перимет­ ру —1,6 и 1,9 м, что обусловлено архитектурно-планиро­ вочным решением здания. Колонны при принятой форме здания в виде «спаренного трилистника» расположены не только по прямоугольной, но и по треугольной сетке.

77

Такое сочетание сеток не осложняет конструкции и про­ изводство работ в связи с применением безбалочных бескапптельиых плит перекрытий. Конструктивные осо­ бенности проектирования плит будут рассмотрены не­ сколько позже.

Плиты с колоннами соединяются с помощью стальных воротников. Воротники II конструкция сопряжения плит с колоннами для рассматриваемых здесь первых экспе­ риментальных 12-этажных зданий были приняты такими же, как и для 9-этажных жилых зданий (см. § 5). Мо­ дернизированные конструкции воротников и узлов сое­ динения плит перекрытий с колоннами будут описаны ниже при рассмотрении усовершенствованных 12-этаж­ ных зданий.

Пространственная устойчивость здания обеспечива­ ется совместной работой двух железобетонных шахт лестничных клеток с каркасом, соединение которых осу­ ществляется шарнирно через консольные вылеты безба­ лочных плит перекрытий всех этажей.

Ствол железобетонной шахты (рис. III.14) представ­ ляет собой тонкостенный цилиндр кольцевого сечения с наружным диаметром 7 м и толщиной стенок 26 см из бетона марки 300. Для унификации конструкций, опа­ лубки для возведения ствола и облегчения производства работ толщина стенок по высоте ствола шахты сохраня­ ется постоянной. В стенах шахты предусмотрены окон­ ные II дверные проемы, осп которых по отношению друг к другу в плане располагаются под углом 120°. Располо­ жение проемов по высоте ствола шахты регулярное, од­ норядное. С целью повышения прочности ствола, ослаб­ ленного проемами, п понижения влияния концентрации напряжений простенки шахт по всей высоте имеют утол­ щения, доходящие до 50 см.

Шахта армируется продольной (рабочей) и кольцевой арматурой, расположенной по наружной и внутренней граням ствола. Продольная арматура стыкуется с арма­ турными выпусками фундамента. Армирование произво­ дится стержнями периодического профиля. Сечение про­ дольной арматуры в соответствии с напряженным состо­ янием шахты уменьшается от основания к вершине ство­ ла, что достигается варьированием диаметра продольной арматуры в пределах от 28 до 16 мм. По конструктив­ ным соображениям продольная арматура, требуемая по расчету для участков, ослабленных проемами, сосредо-

78

точивается в утолщенных простенках. Кольцевую арма­ туру диаметром 10 мм устанавливают по высоте ствола с шагом 20 см. Перемычки над проемами армируют стержнями диаметром 25 мм, которые заанкеривают в простенки. Поперечную арматуру перемычек выполня­ ют в виде парных замкнутых четырехсрезных хомутов. С целью соблюдения проектного расстояния продольную арматуру по наружным и внутренним граням ствола сое­ диняют односрезными S-образнымн хомутами. Кроме того, входящие углы проемов армируются коротышами из периодического профиля, устанавливаемыми под уг­ лом 45°. На наружных гранях ствола, в пяти местах, на уровне перекрытий каждого этажа устанавливают за­ кладные детали для крепления панелей к плитам пере­ крытий.

Статический п динамический расчет шахты, ослаб­ ленной проемами, произведен по теории стесненного кру­ чения и изгиба тонкостенных стержней В. 3. Власова с учетом [10, 57, 58] и результатов экспериментальных исследований, приведенных в § 19.

Каждая шахта и расположенные по ее периметру пять колонн имеют общий фундамент в виде круглой ребристой монолитной железобетонной плиты. Фунда­ менты под остальные колонны решены в виде отдельно стоящих железобетонных башмаков с удлиненными подколоннпками (рис. III.15). Фундаменты запроектированы из тяжелого бетона марки 200. Применение общего фун­ дамента под шахту и колонны приводит к увеличению устойчивости шахты на опрокидывание и к компактным размерам самих фундаментов. Фундаменты под шахты армированы нижними и верхними арматурными сетками с ячейками 20X20 см, образованными из стержней пери­ одического профиля. В фундаментных плитах под пери­ метрально расположенными колоннами предусмотрено дополнительное армирование для восприятия местных сосредоточенных нагрузок. Для уменьшения концентра­ ции напряжений и более равной передачи усилий в месте сопряжения ствола шахты е фундаментом предусматри­ вается плавный переход в виде железобетонного вута, размеры которого назначаются конструктивно.

Поверху подколонники отдельно стоящих фундамен­ тов и фундаментов под шахты соединяются между собой обвязочными балками, обеспечивающими совместную работу всех элементов фундамента при действии гори­

79