Каркасы зданий

В промзданиях наиболее удобны рамные схемы каркасов без вертикальных диафрагм, которые могут ограничивать размещение технологического оборудования и инженерных коммуникаций. В каркасах рамной системы все верт. и гориз. Нагрузки воспринимаются, как правило, поперечными рамами, образуемыми вертикальными элементами – колоннами и горизонтальными – ригелями.

Пространственная жесткость здания обеспечивается в поперечном направлении поперечными рамамиЮ а впродольном – плитами перекрытий и вертикальными связями между колоннами.

Каркас представляет собой совокупность верти­кальных (колонны) и горизонтальных (ригели) линейных несу­щих конструкций. Ригели могут отсутствовать, в этом случае их роль выполняют безбалочные плиты перекрытий. Сетка колонн каркаса может колебаться в широких пределах от 3 х 3 до 15 х 15 м и определяется величиной укрупненного модуля, при­нятого в проекте.

Каркасы применяют в общественных зданиях по условиям гибкой планировочной структуры помещений и при значитель­ных ветровых нагрузках на здание. Каркасы выполняют из де­рева, железобетона и металла.

По способу восприятия нагрузок и внешних воздействий различают рамные, связевые и рамно-связевые каркасы. Распо­ложение ригелей может быть продольным и поперечным.

В рамном каркасе колонны и ригели воспринимают все виды нагрузок и воздействий, узлы сопряжения колонн и риге­лей жесткие, унификация поперечных сечений колонн и риге­лей в многоэтажных зданиях малоэффективна.

В каркасах связевого типа сопряжение колонн и ригелей принимается шарнирным. Колонны воспринимают только вер­тикальные нагрузки, нагрузки от ветра воспринимают специ­альные связи, или диафрагмы жесткости. Поперечные сечения всех конструктивных элементов легко унифицировать.

Рамно-связевые каркасы применяют относительно редко.

Каркас состоит из колонн, ригелей и диафрагм жесткости. В комплекте чертежей унифицированного сборного железобе­тонного каркаса дополнительно разработаны также чертежи фундаментов, лестничных маршей, наружных ограждающих конструкций, плит перекрытий и узлов сопряжений конструк­ций между собой. Плиты перекрытий в учебном проекте могут быть приняты стандартные и специально разработанные боль­шепролетные плиты типа 2Т.

Фундаменты. Под колонны каркаса зданий устраивают отдельно стоящие железобетонные фундаменты ступенчатой формы, имеющие в верхней части стакан, в который устанавливают колонны (рис. 50). Устройство этих фундаментов см. в § 24. фундаментные балки. В промышленных каркасных зданиях с шагом колонны 6 и 12 м фундаментные балки служат для опирания на них самонесущих стен и передачи от них нагрузок на фундаменты. Балки имеют тавровое (рис. 51) или трапецеидальное поперечное сечение. Длина основных балок при шаге колонны 6 м—4950 мм, при шаге 12 м— 10700 мм.

Колонны. В одноэтажных промышленных зданиях сборные Железобетонные колонны применяют сплошные прямоугольного сечения (рис. 53, а, б) и сквозные двухветвевые (рис. 53, в). В зданиях, оборудованных мостовыми кранами, колонны имеют консоли для опирания на них подкрановых балок, на которые укладывают рельсы для передвижения крана. Унифицированные колонны имеют высоту, кратную модулю 600 мм. Проектная высота колонны (Н) исчисляется от уровня чистого пола помещения, т. е. от отметки 0, 000 до верха колонны без учета ее нижнего конца длиной 900—1350 мм, заделываемого в фундамент.

Часть колонны, расположенную выше консолей, называют над-крановой, ниже — подкрановой. Надкрановую часть колонны, поддерживающую элементы покрытия, называют надколонником. В двух-ветвевых колоннах надколонник выполняют из одной ветви, вследствие чего для опчрания подкрановых балок создаются уступы. Верхний торец колонны имеет стальной закладной лист с анкерными болтами для крепления несущих элементов покрытия. Стальные закладные детали предусматривают также в местах установки подкрановых балок и связей и, кроме того, в боковых плоскостях крайних колонн (для крепления стен).

Ригели используют в составе сборных железобетонных междуэтажных перекрытий в многоэтажных зданиях. Ригели изготовляют с полками для опирания плит и прямоугольного сечения без ц0ч лок длиной 6 и 9 м, высотой 800 мм и шириной 300 мм.

Ригели пролетом 6 м изготовляют без предварительного напряже. ния, а пролетом 9 м — с предварительным напряжением двух-трех стержней нижней рабочей арматуры. Для подвешивания комму. никаций в ригелях предусмотрены сквозные отверстия диаметром 50 мм. При монтаже каркаса эти отверстия используют для подъема ригелей.

По концам ригелей в верхней части имеются выемки, в которых размещаются выпуски верхней опорной арматуры ригеля, стыкуемые с выпусками арматуры колонн.

Ригели устанавливают на консоли железобетонных колонн и соединяют с колоннами сваркой арматуры и закладных деталей с последующим замоноличиванием. Изготовляют их из бетона марок 200— 400, арматуру — из стали класса А-Ш (без предварительного напряжения) и А-Шв — для предварительно напряженной.

Диафрагма жесткости — вертикально установленные между колоннами на всю высоту здания внутренние стеновые панели, у которых вверху могут быть полки для опирания плит перекрытия.

Диафрагма жесткости связывает между собой и друг с другом панели и колонны, обеспечивая пространственную жесткость здания. Их расставляют в здании в обоих направлениях так, чтобы пересекались и образовывали в плане «Г» или «Т». Их крепят с колоннами не менее чем в трех точках по высоте сваркой закладных деталей.