Каркасно-металлические конструкции

СОДЕРЖАНИЕ 
 
 
 
 

Введение

1. Краткое изложение технических решений (сборно-монолитный каркас «Рекон-Ижора»)………………………………………………………………….……3
2. Конструктивное устройство Сборно-Монолитного Каркаса строительной системы «Рекон-Ижора»……………………………………………………...4
3. Основные элементы сборно-монолитного каркаса, их параметры и характеристики. Сборно-монолитные перекрытия……………………..….7
4. Пошаговое описание технологии сборно-монолитного каркаса …………9
5. Сравнительные характеристики различных видов каркасных зданий…..16
6. Перечень преимуществ сборно-монолитного каркасного здания по отношению к кирпичному…………………………………………………….…………....18

         Приложения…………………………………………………………….…20

Использованная  литература…………………………………………………….24

Введение

    Краткое изложение технических  решений (сборно-монолитный каркас)

    Шембаковым  В.А. и Селивановым С.П. (вице-президент РИА, президентом МОО "ФИДИА", доктором технических наук, профессором, лауреатом Госпремии России) в течение нескольких лет проводилась серьезная научно-исследовательская и проектно-конструкторская работа по созданию современной индустриальной технологии домостроения на основе сборно-монолитного каркаса. Основой сборно-монолитной технологии является несущий каркас, состоящий из трех основных железобетонных элементов: вертикальных опорных колонн, предварительно напряженных ригелей, плит перекрытия.

    Узел  соединения "колонна—ригель—плита" является монолитным. Весь каркас собирается без применения сварки. Применение сборно-монолитного каркаса возможно также в сейсмических районах (до 10 баллов). Эта возможность обеспечивается неразрезными сборно-монолитными дисками перекрытий и жесткостью соединительного узла (колонна—ригель—плита). Наружные и внутренние стены являются не несущими, а только ограждающими, что позволяет применять для их изготовления любые облегченные строительные материалы, удовлетворяющие требованиям СНиП по теплотехнике и современным архитектурно-планировочным решениям. Сборно-монолитная технология позволяет собирать каркасы с большими пролетами между колоннами, что дает возможность свободно планировать расположение помещений на этажах как в ходе строительства, так и во время эксплуатации. Индивидуальный расчет сечений несущих элементов в зависимости от их месторасположения в каркасе обуславливает малый расход металла при производстве ЖБИ. Полная заводская готовность элементов каркаса позволяет при его возведении практически полностью отказаться от электросварочных работ, существенно снизить энергоемкость строительства, расход материалов на строительной площадке, сроки строительно-монтажных работ и, в конечном счете, обуславливает низкую себестоимость жилья по сравнению с другими строительными технологиями.

Конструктивное  устройство Сборно-Монолитного  Каркаса

    С появлением указанных изобретений  проектировщики получили в свое распоряжение полный набор конструктивных элементов для создания высокоэкономичных проектов зданий и сооружений с применением сборно-монолитного каркаса, имеющем в своем составе колонну, преднапряженный ригель или балку, преднапряженную плиту- несъемную опалубку (в вариантах - пустотный настил), 3-х слойную стеновую панель. Фундаменты при плотных грунтах столбчатые железобетонные сборные или монолитные с подколонниками стаканного типа. При слабых грунтах – свайные со сборными подколонниками, установленными на монолитный ростверк. Каркас сборно-монолитный с применением сборных многоярусных (на несколько этажей) колонн и сборно-монолитных перекрытий. Колонны сечением 250х250 мм для удобства транспортировки разрезаются на элементы длиной до 12 м. Стыковка колонн осуществляется без сварки при помощи "штепсельного" стыка. Материал колонн - тяжёлый бетон класса В15-ВЗО. Продольное армирование выполняется стержнями Д16-25мм класса AIII ГОСТ 5781-82. При транспортировке колонн только автотранспортом допускается длина колонн до 17 м. Для сопряжения колонн с ригелями, в массиве колонн на уровне перекрытий предусматриваются участки с оголённой арматурой, усиленной крестовыми арматурными связями. Стыковка осуществляется за счёт пропуска дополнительных арматурных стержней через тело колонны. Высота этажа допускается любая. Это обусловлено гибкой технологией изготовления колонн. Сечение колонн может увеличиваться за счёт перестановки борта опалубки. Сборные предварительно напряжённые ригели сечением 250х200 мм служат рёбрами монолитного перекрытия, с которым сопрягаются выпусками арматуры. Расчётным сечением ригеля является тавр, полкой которого служит перекрытие. Материал ригелей - тяжёлый бетон класса В30, продольное армирование осуществляется предварительно напрягаемыми канатами диаметром 12мм К7. В торцах ригелей выполняются пазы для сопряжения с колоннами. Арматура узла сопряжения пропускается через тело колонны и вводится в пазы ригелей.

    Омоноличивание  узла сопряжения производится мелкофракционным бетоном класса В30. Перекрытие состоит из предварительно напряжённых ж/б плит толщиной 60 мм, служащих несъёмной опалубкой, и монолитного армированного слоя толщиной 100-140 мм укладываемого сверху. Сцепление монолитного слоя со сборной плитой-опалубкой осуществляется за счёт шероховатой верхней поверхности плиты, выполняемой в заводских условиях путём обнажения крупного заполнителя. Материал плит - тяжёлый бетон класса В35. Продольное армирование предварительно напрягаемой проволокой диаметром 5мм ВрII. При бетонировании монолитного слоя плита-опалубка, включая и ригели, подпирается системой инвентарных опор. Неразрезность диска перекрытия достигается за счёт укладки арматурных сеток на стыках плит и над ригелями. Монолитный слой перекрытия выполняется из тяжёлого бетона класса В15-В25.

    Устойчивость для зданий высотой до 6 этажей каркаса достигается за счёт жёстких узлов сопряжения ригелей с колоннами. Для зданий большей этажности возможно введение диафрагм или ядер жёсткости. Наружные стены могут быть различной конструкции. Возможна передача веса стен на каркас (при навесных стенах). Стены могут быть и самонесущими, передающими нагрузку на фундаменты, минуя каркас. Свобода в выборе конструкции стен позволяет применять каркасные здания в различных климатических и геологических условиях. Гибкая технология изготовления элементов каркаса, позволяющая применять железобетонные изделия любой длины, не накладывает ограничений на планировку зданий. Шаг колонн сечением 250х250 мм при ригелях сечением 250х200 мм может быть от 1,5 до 7,2 м. Оптимальная нагрузка на колонну порядка 120 тонн. При увеличении пролётов и нагрузок увеличивается сечение элементов каркаса, что так же позволяет выполнить технологическое оборудование завода. Высота этажа ограничений не имеет и зависит только от гибкости колонн, поэтому применение каркаса возможно для зданий различного назначения: жилых, общественных, производственных, административно-бытовых. Отсутствие сварных соединений упрощает сборку каркаса, не требует высокой квалификации рабочих.

    Сборно-монолитный каркас имеет смешанную конструктивную схему с продольными и поперечными ригелями. Он предназначен для применения в строительстве многоэтажных жилых, общественных и вспомогательных зданий промышленных предприятий с высотой этажа от 2,8 до 4,5 метров с неагрессивной средой, возводимых в 1-5 районах России по весу снегового покрова и 1-6 районах по скоростному напору ветра (согласно СНиП 2.01.07-85). При этом в каждом проекте следует проводить дополнительные расчеты на воздействие сейсмических, ветровых и других нагрузок. Каркас вписывается практически в любые архитектурно-планировочные решения. Универсальное оборудование для формования элементов каркаса позволяет изготавливать их с различными параметрами сечений и необходимой длиной. Конструкция элементов каркаса, их размеры, структура армирования рассчитываются индивидуально для каждого конкретного проекта исходя из этажности здания, планировки этажей, состава нагрузок и т.п., что позволяет в конечном итоге оптимизировать расход материалов и уменьшить стоимость квадратного метра здания.

    Основные  элементы сборно-монолитного  каркаса, их параметры  и характеристики

    Сборно-монолитный каркас конструктивно состоит из трех основных железобетонных элементов: колонн, ригелей и плит-несъемной  опалубки. Дополнительно, по результатам  расчета в каждом конкретном случае, в него могут включаться диафрагмы и связи жесткости.

    Колонны

    Колонны выполняются секционными. В зависимости  от места (этажа) установки секции колонны  подразделяются на нижние, средние  и верхние, с уменьшением площади  сечения по мере роста этажа. Длина секции колонны ограничивается техно-логическими возможностями транспортировки и монтажа. Секции колонн стыкуются между собой специальным разъемом "штепсельного" типа без применения сварки. В каркасе малоэтажных (до 12 метров) зданий устанавливаются безстыковые колонны. Сопряжение колонн с ригелями и сборно-монолитными перекрытием производятся с помощью соединительных элементов без применения сварочных работ. Для этого в местах примыкания плиты перекрытия и ригеля тело колонны лишено бетона, что позволяет в процессе сборки каркаса пропускать арматуру ригелей сквозь колонну. При омоноличивании сопряжения образуется жесткий узел, обеспечивающий устойчивость каркаса. Приведенные в таблице рекомендуемые сечения колонн позволяют возводить здания до 34-х этажей.

    Ригели

    Ригели  изготавливаются из железобетона с  предварительно напряженной арматурой. Сечения ригелей выбираются в  диапазоне от 20 до 60 см, в зависимости  от места их установки. При этом ширина ригеля принимается равной ширине колонны примыкания, его высота рассчитывается в зависимости от воздействующих на ригель нагрузок. В верхних зонах ригелей конструктивно выполнены выступающие замкнутые хомуты, обеспечивающие с помощью соединительных элементов связь ригеля со сборно-монолитной плитой перекрытия. После омоноличивания плиты перекрытия возникает тавровое рабочее сечение, где сборный ригель является ребром тавра, а его верхней полкой служит примыкающий участок плиты перекрытия.

    Сборно-монолитные перекрытия

    Сборно-монолитные перекрытия состоят из сборных железобетонных предварительно-напряженных плит толщиной 60 мм, служащих несъемной опалубкой для устройства несущей монолитной плиты толщиной 100-190 мм, в теле которой устанавливается дополнительная арматура, обеспечивающая неразрезность диска перекрытия. Для усиления сцепления монолитного слоя со сборной плитой-опалубкой и совместности их работы под нагрузкой верхняя поверхность плиты-опалубки выполняется шероховатой при формовке.

    ПОШАГОВОЕ ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ СБОРНО-МОНОЛИТНОГО  КАРКАСА

    1. Прежде, чем приступить к оснащению  и формованию сборных железобетонных  напряженных и ненапряженных  конструкций на универсальном стенде необходимо: - выполнить подготовку производства по номенклатуре и объемам из расчета на сутки, неделю, месяц; - согласно недельно-суточного графика производства обеспечить изготовление арматурных каркасов, скоб, подъемных петель, сеток, закладных деталей, исходя из суточного оборота стенда на 2-3 дня для формования; - согласно недельно-суточного плана обеспечить заготовку прядей К-7, проволоки Вр-2 на 1-2 дня для формования; - проверить работу механизмов технологической линии на холостых оборотах; - включить обогрев стенда и прогреть его до необходимой температуры.

    2. Установить на универсальном  стенде с одного края продольный сердечник (h=400 мм, L=90 м) и 2 разделительных сталистых ленты, предварительно дав им напряжение. С противоположного края установить один продольный сердечник (h=400 мм и L=90 м) и 2-й продольный сердечник (h=250 мм и L=90 м).

    3. После установки разделительных элементов поверхности ручьев универсального стенда обрабатываются с помощью переносного аппарата эмульсолом, кроме крайней полосы h=400 мм, примыкающей к сердечнику для формования ригеля, которая обеспечивает удобство при формовке ручьев.

    4. Начиная от продольного сердечника, устанавливаются каркасы колонн, отсечки и пустотообразователи. С завершением работ по 1-му ручью производится окончательная натяжка 1-й стальной ленты и ее закрепление в вертикальном положении.

    5. По такому же принципу устанавливаются каркасы колонн во второй и третий ручьи, а затем закрывается откидной борт с обеспечением строгой фиксации уложенных каркасов в ручьях стенда.

    6. Проверив правильность установки  каркасов колонн, фиксаторов, отсечек,  пустотообразователей, переходим к оснащению ручьев стенда под производство ригелей.

    7. Вначале укладывают гнутые элементы  из арматуры для ригелей, заготовленные  по длине пряди, затем производится  преднапряжение прядей. После этого  устанавливают отсекатели, пенополистирольные  вкладыши, заслонки и производят окончательное преднапряжение прядей.

    8. В центральной части стенда, за  исключением дорожки шириной  400 мм устанавливают продольные  борта на стационарных магнитах  для формования ригелей нового  типа высотой 80 мм, преднапряженных  перемычек, плит - несъемной опалубки, преднапряженных стропил и других плоских ж/б конструкций.

    9. Укладка бетонной смеси выполняется  универсальным вибробетоноукладчиком  с различной скоростью вращения шнеков, подающих бетон в ручьи стенда в зависимости от объема ручья и линейной скорости передвижения вибробетоноукладчика. Укладка бетона может производиться также поочередно по ручьям с закрытием подачи шнеками в новые ручьи.

    10. Выравнивание кромок преднапряженных ригелей производится вручную с двух сторон группы ручьев - с края стенда и со стороны продольного сердечника.

    11. Уложенный на универсальный стенд  бетон закрывается термопокрывалом  с установкой автоматического режима пропаривания.