925

400х400 мм, выполненные из бетона класса В25-В40. Сечение колонн принимают одинаковой по всей высоте здания. Шаг расположения колонн согласуется с шагом оконных проемов и принимается кратным им.

Для установки колонн применяют фундаменты стаканного типа в монолитном или сборном исполнении. В том случае, когда при использовании конструктивно-технологической схемы с полным каркасом требуется надстройка здания, то для восприятия дополнительной нагрузки на грунт необходимо осуществить устройство фундамента в виде монолитной железобетонной плиты толщиной 300-500 мм по заранее подготовленному основанию в виде уплотненной песчано-гравийной подсыпки толщиной 100-150 мм. После набора бетоном фундаментной плиты проектной прочности на нее монтируются подколонники для колонн сборного каркаса.

Для стыковки колонн по высоте в настоящее время разработаны и используют так называемые «бессварные стыки» /100/, которые кроме повышения точности установки элементов способствуют повышению надежности и долговечности встроенных систем вследствие снижения дополнительных напряжений, связанных со сваркой стыков (рис.1.41).

а) б) в)

Рис. 1.41. Варианты «бессварных» стыковых соединений колонн:

а) - штепсельный стык; б) - болтовой с центральным анкером; в) - гильзовый сварной стык с накладками

Наиболее предпочтительным является штепсельный стык, так как он прост в требует дополнительных операций после стыковки колонн. При использовании штепсельного стыка каждая колонна в торцах имеет четыре анкера и четыре отверстия (рис.1.41, а). При этом диаметр и глубина отверстий несколько больше, чем длина и диаметр анкеров. Перед стыковкой колонн на поверхность стыкуемых элементов наносится полимерный клей и после этого происходит установка верхней колонны таким образом, чтобы анкеры верхней колонны вошли в отверстия нижней, а анкеры нижней колонны - в отверстия верхней. Далее осуществляется инъекция отверстий с помощью коллоидного цементно-песчаного раствора или полимерной мастики, которая обеспечивает требуемую адгезию и равнопрочность стыкуемых элементов.

51

Стыки колонн располагают на 60-80 см выше уровня перекрытия, чтобы обеспечить удобство обработки мест стыкования.

Для соединения ригелей с колоннами применяют обычно «скрытые консоли» (рис.1.42, а). Стыки могут быть и бесконсольными (рис.1.42, б).

Соединение колонн с ригелями осуществляется сваркой деталей (рис.1.42, а) или выпусков арматуры (рис.1.42, б) с последующим их замо-

Рис. 1.42. Варианты типовых сварных соединений ригелей с колоннами

а) - со скрытой консолью; б) - бесконсольный шпоночный стык; 1 - колонна; 2 - ригель; 3 - скрытая консоль; 4 - закладные детали; 5 - стыковые стержни; 6 - вставные стержни; 7 - ванная сварка; 8 - шпонка

В качестве сборных плит диска перекрытия используют типовые многопустотные плиты толщиной 220 мм или плиты безопалубочного формования, изготовленные по экструзионной технологии /100/.

При наличие в реконструируемом здании подвального помещения первоначально осуществляется монтаж колонн подвального этажа, для которого используются одноярусные колонны, устанавливаемые в стаканы фундаментов. Затем осуществляют монтаж ригелей и плит перекрытия с заделкой швов плит и стыков ригелей высокопрочным раствором. Устройство перекрытия над подвальным этажом обеспечивает фронт работ для возведения надземной части здания, которая выполняется в той же технологической последовательности, но с использованием 2- и 3-ярусных колонн.

В том случае, когда требуется надстройка здания, технология монтажа встроенной системы подобна ранее рассмотренному варианту с той лишь разницей, что за счет увеличения нагрузки от надстраиваемых этажей необходимо предусмотреть фундамент в виде монолитной плиты. Кроме

52

этого, возникают дополнительные работы, связанные с устройством стенового ограждения для надстраиваемой части здания.

На рис.1.43 приведена технологическая схема реконструкции 5- этажного жилого дома с надстройкой 3-х этажей (п.9.2 /119/). При реконструкции жилого дома принята технологическая схема встроенного каркаса с широким шагом колонн, равным 9600 мм. В проекте использованы сборные ригели и многопустотные плиты изготовленные по экструзионной технологии.

Для подвальной части здания приняты одноэтажные колонны, устанавливаемые в стаканы фундаментов. Для остальных этажей и надстраиваемой части здания использованы 2- и 3- ярусные сборные железобетонные колонны.

Рис. 1.43. Технологическая схема реконструкции 5-этажного жилого дома с надстройкой 3-х этажей

а) - монтажный план; б) - поперечный разрез

В здании запроектирован фундамент в виде фундаментной плиты. Возведение встроенного каркаса осуществляется по захваткам, размеры которых соответствуют секциям жилого здания 22,4 м. На каждой секции используется 12 колонн, 4 ригеля, 4 стенки жесткости и два типоразмера плит перекрытий длиной 9,6 и 3,2 м. Для монтажа встроенного каркаса принят кран башенного типа грузоподъемностью 5 т.

При использовании технологии встроенной системы из сборного каркаса особое внимание необходимо уделять геометрической точности установки сборных элементов, так как отклонение параметров от проектных значений может привести к нарушению собираемости встроенного каркаса.

53

1.7.2. Технология встроенной системы с использованием неполного сборного каркаса

Схемы неполного каркаса применяют в случаях:

-когда в реконструируемом здании демонтируют все внутренние продольные и поперечные стены и нагрузка от ригелей или плит перекрытия передается на стеновые конструкции;

-когда внутри реконструируемого здания демонтируют только поперечные стены, а существующую продольную стену включают в работу встроенной системы.

В первом случае при устройстве несущих ригелей поперек здания, последние одним концом опирают на колонны каркаса, а вторым - на продольные несущие наружные стены, которые способны воспринять нагрузку от ригелей и плит перекрытия (рис.1.44, а).

Рис.1.44. Варианты встроенной системы неполного каркаса

а) - при установке плит перекрытия вдоль здания; б) - при установке плит перекрытия поперек здания; в) - при опирании плит перекрытия на продольную внутреннюю стену; 1 - колонна; 2 - продольный ригель; 3 - наружная стена; 4 - продольная внутренняя стена; 5 - плита перекрытия; 6 - поперечный ригель

При варианте устройства несущих ригелей вдоль реконструируемого здания по оси демонтируемой внутренней стены, плиты перекрытия устанавливают поперек здания с опорой одного конца на продольный ригель, а второго - на продольную наружную стену (рис.1.44, б). Для опирания плит перекрытия в продольных наружных стенах необходимо устраивать горизонтальные штрабы, которые после монтажа плит должны заделываться бетонной смесью. Дополнительно следует предусмотреть анкеровку плит перекрытия с наружной стеной.

Когда несущая способность наружных продольных стен не позволяет принять нагрузку от несущих ригелей или плит перекрытия, то в этом случае у простенков продольных стен устанавливают колонны, на которые вдоль здания устраивают несущие ригели. Плиты перекрытий в этом случае одним концом опирают на существующую продольную внутреннюю

54

стену, а вторым - на несущие ригели, установленные на колонны каркаса около внутренней грани наружных стен (рис.1.44, в). Продольные наружные стены превращаются в самонесущие.

Технологическая цепочка встроенной системы неполного каркаса из сборных железобетонных колонн включает следующие циклы:

-устройство фундаментов стаканного типа под сборные железобетонные колонны каркаса или фундаментной плиты с подколонниками при надстройке этажей;

-монтаж колонн каркаса с креплением их в фундаментах стаканного

типа;

-устройство опорных гнезд в наружных стенах для установки сборных железобетонных ригелей или горизонтальных штраб для опоры плит перекрытия;

-установка сборных ригелей;

-монтаж плит перекрытия;

-монтаж сантехкабин, лифтовых шахт, вентблоков, лестничных маршей и площадок;

-выполнение работ, связанных с надстройкой этажей.

Устройство опорных гнезд в наружных стенах для установки сборных железобетонных ригелей для этой системы является наиболее трудоемким процессом, так как от него зависит целостность встроенной системы неполного каркаса.

При использовании встроенной системы неполного каркаса возможность надстройки этажей ограничивается несущей способностью стен.

1.7.3. Сборно-монолитная встроенная система со сборными несущими ригелями и монолитным диском перекрытия

Система применяется при реконструкции зданий с кирпичными стенами и надстройкой несколькими этажами. Она используется в зданиях прямоугольной формы в плане с различным шагом оконных проемов и высоте этажей.

Технология возведения сборно-монолитная встроенная каркасная система с преднапряженными несущими конструкциями включает:

-цикл устройства фундаментной плиты из бетона классов В-15-В-25

сфундаментами под колонны стаканного типа;

-монтаж многоярусных колонн с выверкой и временным креплением

спомощью подкосов;

-поярусный монтаж ригелей и стенок жесткости;

-установку элементов несъемной опалубки с дополнительным армированием и бетонированием междуэтажного диска перекрытия.

В сборно-монолитной встроенной каркасной системе используются

55

многоэтажные колонны, в которых в местах сопряжения с ригелями и перекрытиями отсутствует бетон. Стык колонн при их наращивании производится по штепсельной схеме, что исключает применение сварочных работ.

Ригели выполняются предварительно напряженными из бетонов класса В-30. Их ширина принимается равной ширине колонн примыкания, а высота рассчитывается в зависимости от шага колонн, пролета и длины ригеля.

Ригели изготавливаются на специальных стендах с использованием предварительно напряженной канатной арматуры. Данная технология обеспечивает получение ригелей заданной длины для зданий с различной шириной корпусов. В верхних зонах ригелей размещаются замкнутые хомуты, обеспечивающие прочную связь с монолитной плитой перекрытия. Сборномонолитные диски перекрытия состоят из несъемной железобетонной преднапряженной опалубки толщиной 60 мм, которая устанавливается на плоскость ригелей. Перед бетонированием необходимо обеспечить шероховатость поверхности несъемной железобетонной опалубки за счет перфорации или пескоструйной обработки и выполнить дополнительное армирование, чтобы обеспечить надлежащую адгезию и проектную прочность сборномонолитного перекрытия (рис.1.45, а).

Наиболее эффективным является использование в качестве перекрытия преднапряженного многопустотного настила, изготавливаемого по экс-

Рис.1.45. Конструктивно-технологическая схема встроенного сборно-монолитного каркаса

а) - с использованием несъемной опалубки перекрытий; б) - с перекрытиями из многопустотного настила; 1- монолитная фундаментная плита; 2 - стаканы фундаментов колонн; 3 - многоярусные колонны; 4 - преднапряженный ригель; 5- железобетонная несъемная опалубка перекрытий; 6 - монолитный бетон; 7- сборный многопустотный настил; 8 - стойки с распределительными балками; 9 -подкосы; 10 - хомут

Это позволяет получать требуемую длину изделий по резательной технологии с минимальными трудозатратами. Применение многопустотного настила исключает использование в больших объемах монолитного бетона для перекрытия, что особенно важно при реконструкции зданий в зимний период времени в условиях отрицательных температур. Толщина сборных плит перекрытий колеблется от 150 до 400 мм, что позволяет пе-

56

рекрывать пролеты до 20 м примыкания ригелей и элементов перекрытия выполняется дополнительное армирование и омоноличивание. Сборномонолитная встроенная система отличается от ранее рассмотренных меньшей трудоемкостью работ за счет использования бессварных соединений колонн, ригелей и плит перекрытия. Кроме того, применение крупногабаритных сборных плит перекрытия повышает уровень технологичности и снижает машиноемкость процесса устройства диска перекрытия.

1.7.4. Сборно-монолитная встроенная система с монолитными несущими и связевыми ригелями

Эта система (серия Б1.020.1-7) разработана в институте «БелНИИС» /100/. Основными несущими элементами конструктивной системы являются: железобетонный каркас с плоскими сборно-монолитными дисками перекрытий, образованными сборными многопустотными плитами и сквозными на всю ширину и длину здания монолитными несущими и связевыми ригелями, скрытыми в пределах толщины многопустотных плит перекрытия (рис.1.46).

Рис. 1.46. Конструктивно-технологическая схема встроенного сборно-монолитного каркаса

а) - общий вид каркаса; б) - разрез вдоль плит при равной высоте несущего ригеля и сборных типовых плит; в) - то же, со сборными плитами безопалубочного формования; 1 - колонны; 2- сборные многопустотные плиты; 3 - монолитные несущие ригели; 4 - монолитные связевые ригели; 5,6 - консоли диска перекрытия (для устройства балконов, эркеров и т.п.); 7- монолитные участки перекрытия; 8 - стенки вертикальных диафрагм жесткости, совмещенные с ограждениями лестнично-лифтового узла; 9 - бетонные шпонки несущих ригелей

Монолитные несущие и связевые ригели в сочетании с монолитными бетонными швами плит перекрытий объединяют между собой все элементы каркаса в единую пространственную несущую систему, способную воспринять все приложенные к зданию нагрузки и воздействия. В системе могут быть реализованы следующие схемы размещения несущих ригелей:

-с поперечным расположением;

-с продольным расположением;

57

- с комбинированным расположением, когда для одной ячейки каркаса один и тот же ригель является несущим, а для смежной - связевым

(рис.1.47).

Несущие ригели выполняют прямоугольного, либо таврового сечения. Они располагаются в плоскости перекрытия между торцами многопустотных плит.

Монолитные связевые ригели, размещаемые вдоль плит перекрытия, выполняют прямоугольными на высоту сечения плит или выступающими кверху на высоту стяжки пола (40 мм). При расположении связевых ригелей на краю диска перекрытия, они могут быть развиты по высоте книзу.

Рис.1.47. Варианты размещения плит перекрытия в здании

1 - колонна; 2- плиты перекрытия; 3- несущие ригели; 4 - связевые ригели

Несущие ригели, расположенные на краю диска перекрытия и размещаемые в наружных стенах здания, могут быть выполнены с высотой сечения, превышающей толщину многопустотных плит (рис.1.48, б), а для подвальных перекрытий - с увеличенной высотой сечения с выпусками монолитного ребра ригеля книзу на требуемую величину (рис.1.48, в).

Рис. 1.48. Варианты сечения несущих ригелей

а) - при высоте сечения ригеля, равной толщине плит перекрытия; б) - при тавровом сечении с полкой, размещаемой в стяжке пола; в) – тавровое

сечение с ребром, выступающим ниже потолочных поверхностей

Несущий каркас встроенной системы выполняют из сборных или монолитных железобетонных колонн квадратного, прямоугольного или иного очертания. Для каркаса применяют колонны, как поэтажной разрезки, так и многоэтажные. Многоэтажные колонны по высоте содержат в уровнях дисков перекрытий сквозные проемы для пропуска несущих и связевых риге-

лей (рис.1.49).

58

Рис. 1.49. Конструкция сборных колонн с нишей для размещения несущих

исвязевых ригелей

1- продольная рабочая арматура, 2 - поперечная арматура (хомуты); 3 - сварные арматурные сетки; 4- сквозные проемы для пропуска несущих

исвязевых ригелей

Одноэтажные колонны стыкуют в уровне дисков перекрытия, а многоэтажные - над перекрытиями в сечениях с минимальным значением изгибающего момента. Для соединения колонн по высоте разработаны специальные конструкции винтовых соединений стыков сборных одноэтажных (а) и многоэтажных колонн (б), представленных на рис. 1.50 и в работе

/100/.

Рис.1.50. Конструкции винтовых соединений стыков сборных одноэтажных (а) и многоэтажных колонн (б)

1- колонны; 2- продольная рабочая арматура; 3 - арматурные сварные сетки; 4 - анкерные стержни; 5 - торцовые стальные листы; 6 - угловые ниши у торцов колонн; 7 - соединительные шпильки; 8 - гайки;

9- диск перекрытия

Винтовые соединения колонн по высоте осуществляются с помощью соединительных шпилек с нарезанной по концам резьбой. Шпильки вставляются в отверстия опорных стальных листов колонн, а затем стягиваются гайками через угловые ниши у торцов колонн. После установки верхней колонны в проектное положение зазор между торцовыми листами заполняют высокопрочным мелкозернистым бетоном.

59

Каркасы с несущими ригелями постоянной ширины сечения при многопустотных плитах с высотой сечения 220 мм применяют при пролетах до 7,2 м. При необходимости увеличения размера пролета до 7,8 м используют сборные многопустотные плиты сечением 260 и 300 мм, изготовленные по экструзионной технологии, или увеличивают ширину несущих ригелей, расположенных у колонн, в 1,8-2,5 раза больше, чем в середине пролета. Для этого, многопустотные плиты, расположенные непосредственно у связевых ригелей выполняют соответственно короче по длине, чем остальные плиты (рис.1.51). Таким образом, в одном здании размер шага колонн вдоль обеих осей может иметь различные значения, определяемые архитектурно-планировочным решением здания /100/.

Применение монолитных ригелей в дисках перекрытий позволяет с наружной стороны здания устроить балконы или лоджии, плиты для которых будут устанавливаться на консоли, пропущенные сквозь кирпичную кладку стен (рис.1.51).

Рис.1.51. Вариант конструкции каркаса с увеличенными размерами сетки колонн

а)- план диска перекрытия; б)- сечения несущего ригеля в середине пролета (А-А) и у колонны (Б-Б); 1- колонна; 2- сборная многопустотная плита; 3- несущий монолитный ригель; 4- верхние полки несущего ригеля; 5- связевой ригель; 6- бетонные шпонки несущего ригеля; 7- рабочая арматура несущего ригеля; 8- консоли несущего ригеля; 9- сборная многопустотная плита для устройства консоли балкона, 10 - теплоизоляционная прокладка между балконной плитой и наружной стеной

Пространственная жесткость каркаса обеспечивается применением сборных железобетонных диафрагм, которые одновременно являются ограждениями лестнично-лифтового узла /100/.

В качестве сборных плит диска перекрытия используются типовые многопустотные плиты толщиной 220 мм или плиты безопалубочного формования /100/, изготовленные по экструзионной технологии (рис.1.52).

60